особенности отопления геотермальным Тепловым насосом

требования, предъявляемые к помещению котельной и системе отопления

Нам часто задают вопрос:
"Я еще только проектирую свой дом. Что мне нужно учесть для отопления тепловым насосом?"

Прежде всего, Вас надо поздравить. Это очень хороший подход.
Мы уже разбирались, что отопление – это очень весомая часть в стоимости содержания дома. Поэтому ее можно и нужно прогнозировать заранее.
Например, строить более теплый дом, чтобы расходовать меньше энергии на отопление. Разница в теплопотерях между плохо утепленным домом и современным энергоэффективным домом с легкостью достигает 5-8 раз!
Подобрать подходящую систему отопления, чтобы в дальнейшем она обеспечивала комфорт в доме, и при этом не была накладной. Разница между источниками тепла, от самого дешевого (тепловой насос на ночном тарифе) до самого дорогого (электричество на дневном тарифе и дизельное топливо) достигает аж 15 раз!
Уже по этим двум параметрам очевидно, что для дома одной и той же площади, в зависимости от того, как он построен и чем отапливается, стоимость отопления может различаться более чем в сто раз!
Кстати, надо будет показать это на примере.
Дом для отопления тепловым насосом
Дом с большой площадью остекления, который подходит для отопления тепловым насосом.
 

Удивительно, но многие задумываются о построении системы отопления дома только тогда, когда коробка уже стоит, осень на носу, и надо запускать отопление для отделочных работ. Тем самым они сами ставят себя в невыгодное положение.
А ведь практически любая система отопления налагает ряд требований к дому, которые нужно учесть еще на этапе строительства.
Давайте для начала пробежимся по основным источникам тепла и хотя бы примерно оценим, какие требования выдвигают наиболее распространенные сегодня системы отопления. Для каждой системы отопления они ОБЯЗАТЕЛЬНО есть. То есть, по идее, когда Вы строите свой дом, то заранее должны их учитывать. А покупая готовую коробку без отопления, лихорадочно соображать: а нормально ли она построена? можно ли вообще будет сделать здесь нормальную систему отопления?

Чем лучше отапливать дом

Самые нетерпеливые могут отправляться сразу в конец страницы, там перечислены основные особенности организации системы отопления на тепловом насосе.
Всех остальных приглашаю запастись попкорном терпением и ознакомиться с материалом данной статьи внимательно и не спеша.
На просторах интернета Вы вряд ли найдете где-либо еще настолько полную сводную информацию по всем основным типам отопительных систем, и обзор тех особенностей и ограничений, которые они налагают на котельную, систему отопления, отапливаемые помещения, коробку дома, участок и прочее.

 

Газовый котел на магистральном (природном) газу


Объем помещения с газовым котлом не менее 15 кубов, площадь остекления не менее 0,8 кв.м. Вентиляция строго естественная (попробуй еще скомбинировать, если в остальной части дома принудительная!), диаметр не менее 150 мм. Стены, потолки и перекрытия – из негорючего материала.
Дверь должна вести непосредственно на улицу или в коридор, из которого есть выход на улицу. В последнем случае она должна иметь противопожарное покрытие.
Место на фасаде для ввода газовой трубы в дом. Размещение газового шкафа.
Для коаксиального дымохода место и условия проходки на фасаде. Для вертикального: место, несгораемая проходка через перекрытия, хорошее утепление в холодной зоне, выход на крышу отдельно от вентвыходов, организация приточки для атмосферных котлов.
В обвязке котельной должен быть предусмотрен быстрый прогрев малого круга (чтобы не засаживать теплообменник), термосмесительный узел для теплых полов.


 

Газовый котел на сжиженном газе

Настенный котел на сжиженном газе

Все то же самое, только еще место на участке, где относительно безопасно для дома и для людей можно закопать газгольдер емкостью 3000-6000 литров, и куда можно будет подать заправочный газопровод.


 

Конденсационный газовый котел

Конденсационный газовый котел



Все то же самое, что и для прочих газовых котлов, в случае магистрали - особенности подключения газопровода, в случае сжиженного газа - особенности размещения газгольдера.
Из дополнительных ограничений, конденсационный котел - это низкотемпературная система, термосмесительный узел для теплых полов не нужен. Зато нужен хороший теплорасчет, переразмеренная радиаторная система. Нужна система отвода и нейтрализации большого количества конденсата из дымохода, с повышенной кислотностью.

 

Электрокотел

Электрокотел
Большая выделенная электрическая мощность. Если у Вас выделено 15 кВт, то Вы можете установить электрический котел, например 12 кВт, и останется 3 кВт на нужды жильцов.
Эта система предъявляет меньше всего требований к дому, но она и одна из самых дорогих в содержании. Желательно резервирование другим источником тепла.

 

Электрическое отопление на ночном тарифе


Большая выделенная мощность (минимум в 2 раза должна превышать расчетные теплопотери дома в холодную пятидневку, в идеале – в 2.5-3 раза). К примеру, при расчетной мощности котла 12 кВт выделенная мощность должна быть 20-30 кВт.
Теплоаккумулятор большого объема, который будет накапливать тепла на 16 часов дневного тарифа. Если он водяной (буферная емкость), то много места в котельной, высокая нагрузочная способность перекрытий. Если теплоаккумуляция в конструкциях дома, то это грамотный расчет еще до строительства, высокая культура производства строительных работ. Желательно резервирование другим источником тепла.

 

Солнечные коллекторы, плоские и вакуумные

Солнечные коллекторы. Слева плоский, справа вакуумный.

Суммарная солнечная радиация в Московской области за весь отопительный период - 333 кВт*ч на 1 кв.м. Рассматривать их как источник отопления бессмысленно.
Только летний период, и только горячая вода. Дорогая игрушка для лохов Зеленая энергетика, как она есть.

 

Дизельный котел

Отдельное помещение котельной, хорошая вентиляция. В идеале – отдельный вход с наружной стороны дома. Для вертикального дымохода: место, несгораемая проходка через перекрытия, хорошее утепление в холодной зоне, выход на крышу отдельно от вентвыходов.
В обвязке котельной должен быть предусмотрен быстрый прогрев малого круга (чтобы не засаживать теплообменник), для теплых полов – узел подмеса. Место для емкости с дизельным топливом (обычно 1-2 еврокуба), возможность подъезда автоцистерны и подачи заправочного шланга к этой емкости.

 

Печь кирпичная массивная

Отопление кирпичной печью
Традиционная массивная печь / каминопечь. Дом раньше строили "от печи".­
Вентиляция: достаточное количество приточного воздуха.
Правильное расположение печи в доме. Высокая несущая способность основания (фундамент дома или отдельный фундамент под печь).
Массивный коренной дымоход, несущая способность основания под него, место на сам дымоход, возможность ревизии и прочистки.
Противопожарная разделка прохода через перекрытия и кровлю с использованием несгораемых материалов, соблюдение требований по строительству дымовой трубы на крыше (высота относительно конька, материалы, примыкание кровли). Несгораемые материалы перед печью.
Удобное складирование дров возле печи. Место для разгрузки дров, их хранения и сушки (хорошо вентилируемые крытые поленницы) - с емкостью хранения хотя бы на год, чтобы дрова успевали сушиться.

 

Каминная топка (вставка, кассета) в массивной кирпичной облицовке


Все то же, что для кирпичной печи. Из особенностей, возможна замена дымохода на легкий сэндвич.
Возможна организация отдельного притока воздуха с улицы для горения дров, через отверстие ЦПВ (центральная подача воздуха) – в таком случае требования к вентиляции дома ниже, но требуется прокладка канала ЦПВ в конструкциях дома.
Необходима организация правильного распределения конвективных потоков (почти все топки конвекционные), возможна разводка горячего воздуха по помещениям.

 

Каминные топки чугунные и стальные в легкой облицовке

(гипсокартон, гипсоволокно, суперизол)


Все то же, что для топки с массивной облицовкой, но без особых требований к основанию.
Возможна центральная подача воздуха.
Повышаются требования к воздухообмену внутри дома – возле такого камина выше локальный перегрев, ярко выраженный пик выброса тепла.

 

Печь-камин легкая заводского изготовления,

в керамической облицовке и без, печки-буржуйки


Все то же самое, что для предыдущего варианта. Возможна центральная подача воздуха.

 

Каминная топка с водяным контуром (водяной рубашкой)


Все то же самое, как для остальных топок, только ниже КПД и обязательна принудительная циркуляция, с резервированием циркуляционного насоса через источник бесперебойного питания минимум на 1 час.

 

Камин классический открытый, с порталом

Открытый камин для отопления дома
- Доктор, у меня проблема. Сделали камин как в британских фильмах, не можем протопить дом. ­­

Расходует огромное количество воздуха, не только на горение дров (10 кубов на 1 кг), но и за счет паразитного подсоса дымоходом. Этот «лишний» воздух создает тягу, если нет достаточного притока воздуха – дым идет в помещение.
Для отопления ниже 0 градусов не пригоден.

 

Твердотопливный котел

(дровяной, угольный, пеллетный, на щепе, соломе, опилках и проч.)

Для тяжелых – достаточная нагрузочная способность перекрытия. Для энергозависимых – организация электропитания котла, с резервированием. Для энергонезависимых – хорошо запроектированная гравитационная система, либо принудительная циркуляция с резервированием насоса через источник бесперебойного питания минимум на 1 час.
В обвязке котельной должен быть предусмотрен быстрый прогрев малого круга (чтобы не засаживать теплообменник), термосмесительный узел для теплых полов. Установка буферной емкости с водой, чтобы реже протапливать: место в котельной и несущая способность перекрытия.
Место для дымохода, правильный проход через перекрытия и кровлю с использованием несгораемых материалов, соблюдение требований по строительству дымовой трубы на крыше (высота относительно конька, материалы, примыкание кровли). Возможность ревизии и прочистки дымохода.
Хорошая вентиляция котельной, достаточное количество приточного воздуха. Несгораемые материалы под котлом. Место для складирования дров возле котла: удобное и безопасное. Удобные подъезды для разгрузки дров. Хорошо вентилируемая дровница / поленница для хранения и сушки основного запаса дров.
Для пеллетных – габаритный бункер.

 
предвари­­тельный вывод.
По результатам обзора всех типов отопительных агрегатов, пользующихся популярностью в России, становится очевидно, что любая система отопления имеет свои особенности, которые необходимо учитывать застройщику. Некоторые из них предъявляют настолько серьезные требования к конструкциям дома и помещению котельной, что их нужно учесть еще до строительства дома.
По случайному совпадению, котлы с более дешевым киловатт-часом являются «чемпионами» по требовательности.
По другому случайному совпадению, наиболее универсальным и нетребовательным является электрокотел, который на дневном тарифе является самым дорогим видом отопления.
Возникает резонный вопрос.
Почему при таком ворохе мелочей будущие домовладельцы не страдают ночами от бессонницы, в бесплодных попытках продумать и предусмотреть в мелочах будущую систему отопления?

Что учесть для системы отопления

Потому что эти системы ПРИВЫЧНЫ нам, и особенности их работы хорошо известны.

 

тепловой насос геотермального типа

Ну и, наконец, какие же требования предъявляет к дому тепловой насос геотермального типа, которые устанавливаем мы?
Сначала вспомним принцип, как он работает. Тепло отбирается из грунтового теплообменника и передается в распределительную систему дома. В грунте содержится огромное количество тепла, но это тепло низкопотенциальное.
Средняя температура грунта в Московской области на глубине 1,6 метра колеблется от +3 до +13, в зависимости от времени года. Чем глубже мы уходим вглубь, тем ниже сезонные колебания температуры, а ниже 10 метров практически постоянна.
Температуры грунта на глубине
Распределение температур в глубине грунта с привязкой ко времени года ­

Тепловой насос способен отбирать тепло у грунта не только положительной, но даже отрицательной температуры, поэтому он нормально работает как с контурами мелкого заложения, так и с заглубленными (зонды).
Таким образом, первое требование к отопительной системе на базе теплового насоса: наличие места на участке для укладки земляного контура.
Наиболее бюджетным в укладке является горизонтальный контур. Но он же требует больше всего места на участке. По нашей технологии устройства геоконтура, на каждые 3 кВт мощности отопительного агрегата требуется примерно 1 сотка земли. В дальнейшем этот участок земли можно использовать, но не размещать капитальные строения, не бурить и не копать экскаватором.


Если места нет – то геоконтур можно сделать вертикальными зондами. Это, разумеется, дороже, но зато на небольшой площадке в 10 х 10 метров (одна сотка земли) может быть размещен геоконтур аж на 15 кВт мощности! Кроме того, бурение – хороший выбор при благоустроенном участке (сад, огород, дорожки, клумбы, брусчатка) или на лесном участке со взрослыми деревьями.
Ну и, наконец, наиболее дорогой вариант геоконтура – наклонное бурение «кустом» из одной точки.

Далее.
Место на участке есть, размещение строений спланировали.
Теплотрассы от геоконтура, количеством 2 штуки (подача и обратка), нужно завести в дом. Если Вы только строите дом, Вы счастливчик! Никаких дополнительных работ и затрат, можно заранее заложить гильзы для прохода через фундамент в нужное место котельной.
Если дом уже построен, то мы бурим отверстия в фундаменте / стене.

Требования к помещению котельной.
Места для теплового насоса и его обвязки нужно не много, 1 кв.м. по полу возле свободной стены будет достаточно для размещения всего оборудования.


Особых требований к вентиляции нет. Дымоход не требуется.
Масса небольшая – никаких особых требований к несущей способности основания не предъявляется.
Шумит не сильно, но дверь в котельную что с тепловым насосом, что без него лучше устанавливать металлическую, с герметичным уплотнением, чтобы повысить комфорт жильцов. Котельная – это техническое помещение, где всегда может быть установлено шумное оборудование (системы водоподготовки, повышающая насосная станция, центральный пылесос, стабилизатор напряжения и т.п.) Плюс противопожарные соображения.
Вибрации от компрессора есть, но на конструкции дома практически не передаются: корпус стоит на виброопорах, также присутствует виброразвязка с системой отопления.
Электропитание. Особых требований к выделенной мощности нет. Даже мощный тепловой насос в 16 кВт вполне укладывается в жиденькие 5 кВА, выделенных в СНТ, или на старой проводке в деревне. Тепловой насос - хорошее решение для слабых сетей, которые распространены по Московской области повсеместно.
Насосы от 10 кВт - трехфазные.
Требования к системе распределения тепла. Тепловой насос способен подавать в систему теплоноситель, нагретый до 55 градусов, то есть вполне может работать с чисто радиаторной системой. Однако физика процесса такова, что чем больше нужно нагревать теплоноситель в доме, тем ниже коэффициент преобразования, а значит, меньше выгода от его установки.
Наилучшие условия для теплового насоса, где он полностью раскрывает свой потенциал – это отопление большими поверхностями с невысокой температурой подачи.
Самая популярная из них - теплый пол. Для теплых домов, построенных по современным технологиям, зачастую достаточно теплого пола, чтобы закрывать потребности даже в морозы.

Теплый пол и тепловой насос

Для более холодных домов рекомендуем установку комбинированной системы: радиаторы + теплый пол.
В деревянных и каркасных домах с полами по лагам хорошим выходом будет устройство теплых полов по легкой, настильной технологии.
Если же теплых полов нет и не будет, то в котельной необходимо разместить буферную емкость, которая сгладит малую тепловую инерцию радиаторной системы и уменьшит количество пусков теплового насоса. А сами радиаторы взять несколько переразмеренные, чтобы они отдавали достаточно тепла при меньшей температуре подачи.

Теплый пол комфортный
Теплый пол в действии. ­

Как видим, по сравнению с прочими источниками тепла
тепловой насос заметно менее требователен как к конструкциям дома, так и к помещению котельной.

В уже готовой коробке его можно подключить почти всегда.
Из необычного, что стоит учитывать при планировании системы отопления на базе теплового насоса, это:
1) прокладка теплотрасс с улицы в помещение котельной (решается по месту);
2) наличие места на участке для устройства геоконтура (при нехватке площади бурение – дороже);
3) укладывать теплый пол, - по возможности по всей площади, по возможности с традиционной бетонной стяжкой;
4) на мощных моделях – отдельная линия электропитания прямо от щита.