Загадка: зимой обогревает, летом охлаждает. Почти даром


Тепловой насос дорого стоит, но не нуждается в топливе
Андрей Зотов
Оказывается, можно обеспечить дом теплом и горячей водой за счет энергии земли – без затрат на газ, электричество, уголь или дрова. Отапливать жилье и нагревать воду помогают тепловые насосы. В Западной Европе это обычное дело, а у нас – пока диковинка.

Зимой – обогрев, летом – кондиционер
Принцип действия теплового насоса схож с работой холодильника или кондиционера. Он и внешне похож на обычный холодильник – небольшой и работает почти без шума. Самые распространенные насосы используют тепло грунта. В наших широтах температура под землей не меняется круглый год – она составляет около 13 градусов тепла.
Главная часть теплового насоса – это спрятанный под землей коллектор: пластиковые трубки, по которым циркулирует газ. Насосы бывают горизонтальными и вертикальными. У первых коллектор размещается кольцами или «змейкой» на глубине примерно полутора метров. Для такой конструкции нужен большой земельный участок, поэтому часто используют также вертикальные насосы: в них коллектор находится в узкой скважине глубиной до 200 метров. Принцип работы донельзя простой: по трубам под землю опускается фреон или аммиак. Он нагревается и на поверхности отдает тепло воде в системе отопления или бойлере.
Тепловые насосы работают круглый год. Летом они могут охлаждать воду и работать кондиционером. Таким образом, вы экономите деньги и получаете почти полную энергетическую независимость – платить нужно только за электричество для компрессора, который гоняет газ под землю и обратно. Зато сам насос и работы по его установке стоят недешево.

В комплекте с «теплым полом»
«Сам по себе тепловой насос ваш дом не обогреет, – рассказывает президент Украинского инженерно-технического центра энергосберегающих технологий Юрий Лебедев. – Устанавливать его можно только с комплексом мероприятий по утеплению жилища. Нужно свести потери тепла к минимуму и правильно выбрать отопительную систему – теплые полы либо алюминиевые радиаторы. Дело в том, что тепловой насос нагревает воду в системе отопления только до 45–50 градусов. Чугунными батареями при такой температуре вы дом никогда не обогреете. А еще желательно иметь альтернативный традиционный источник тепла – на случай, если температура на улице опустится ниже 20 градусов мороза».
Для обогрева дома площадью 100 квадратных метров, со стандартной трехметровой высотой потолков, нужен тепловой насос мощностью 10 киловатт. Горизонтальный тепловой коллектор такой мощности можно разместить на участке площадью примерно 20 на 20 метров. В Украине такие тепловые насосы зарубежного производства продают за 70–80 тысяч гривен – это без расходов на установку. Отечественные вместе
с установкой стоят вдвое дешевле.
Затраты окупятся примерно за 10 лет. Срок службы теплового насоса без капитального ремонта – 15–25 лет. Долговечность работы зависит, прежде всего, от качества компрессора.
«Выгоднее устанавливать тепловые насосы в домах, площадь которых больше 500 квадратных метров. Тогда он окупается за три-четыре года, – объясняет Юрий Лебедев. – В общем, у нас это пока что техника для людей с достатком выше среднего»
Зато, по словам Лебедева, отоплением с помощью тепловых насосов интересуются многие крымские гостиницы и санатории. На такой экономный способ обогрева в ближайшем будущем можно перевести крупные социальные объекты: школы и детсады, больницы и поликлиники, здания государственных учреждений. Уже сегодня в Украине разрабатываются проекты по установке тепловых насосов для обогрева многоэтажных домов.

История тепловых насосов
Изобретателем теплового насоса считается австрийский физик Петер Риттер фон Риттингер. Он спроектировал и установил первый тепловой насос еще в 1855 году. В 40‑х годах прош­лого века его идею усовершенствовал изобретатель-энтузиаст Роберт Вебер. Он экспериментировал с морозильной камерой и случайно обнаружил, что труба с газом на выходе из «морозилки» сильно нагрелась. Вебер решил использовать это тепло, которое вырабатывалось без толку. Совсем скоро изобретатель обеспечил свою семью горячей водой. Часть тепла от нагретой воды попадала в воздух. С помощью небольшого вентилятора ученый распространил тепло по дому и отопил его. Со временем именно у Вебера появилась идея «выкачивать» тепло из земли, где температура почти постоянная в любое время года. В грунт он поместил медные трубы, по которым циркулировал фреон. Газ конденсировался, отдавал свое тепло в доме и снова проходил через змеевик, чтобы подобрать следующую порцию тепла. Система работала так эффективно, что через год Вебер продал свою газовую печь – она стала ненужной.
Огромный спрос на тепловые насосы появился в 1970‑х, когда мир страдал от нефтяного кризиса.
Сейчас тепловые насосы широко распространены в странах Скандинавии. В Швеции их установлено больше полумиллиона, а в Норвегии каждый год устанавливают 70 тысяч новых тепловых насосов. По данным компании «Экологические системы», сегодня в мире работает более 100 миллионов тепловых насосов мощностью от нескольких киловатт до нескольких сотен мегаватт.