Для жителей большинства регионов России в силу особенностей климата важными являются вопросы отопления и горячего водоснабжения (ГВС). Без электричества можно обходиться какое-то время. Но если зимой не работает отопление, прекратилась подача газа или затруднена доставка топлива – это чревато серьезными последствиями.
Однако сегодня есть технологии, позволяющие обойтись вообще без горючего, получая тепло для нужд частного дома из земли или воздуха на приусадебном участке. Для этого вместо котла понадобится тепловой насос. Его действие обратно действию холодильника или кондиционера. Если холодильник отбирает тепло у продуктов в своей внутренней камере и отдает его наружу (поэтому его радиатор всегда горячий), то тепловой насос работает наоборот: забирает тепло снаружи (из земли или уличного воздуха) и отдает его во внутренние помещения дома.
Тепловой насос служит для переноса низкопотенциального тепла (от источников с более низкой температурой – грунта, грунтовых вод, атмосферного воздуха) к потребителю (отапливаемые помещения с более высокой температурой). Противоречия второму началу термодинамики нет: тепло передается не непосредственно, а через промежуточный контур. В нем циркулирует хладагент (фреон). Низкопотенциальное тепло грунтового коллектора передается более холодному жидкому фреону, затем компрессор повышает его давление, и хладагент переходит в другое агрегатное состояние – разогревается вследствие сжатия и закипает. После чего кипящая жидкость отдает тепло во внутренний отопительный контур дома.
Эффективность теплового насоса определяется отношением полученной тепловой энергии к потребляемой агрегатом электрической. Оно называется коэффициентом эффективности, можно также встретить обозначение COP – coefficient of performance.
Наиболее универсальным решением является геотермальный тепловой насос. Есть два варианта реализации этой системы – с горизонтальным грунтовым коллектором или вертикальными глубинными зондами. «Коллектор – это уложенная «змейкой» в грунте пластиковая труба, по которой циркулирует рассол. В средней полосе и европейской части России коллектор закапывают примерно на 1,2–1,4 м, на этой глубине температура грунта круглый год остается практически неизменной. Но протяженность трубы довольно большая: для жилого дома средней площади (230 м2 ) с теплопотерями на уровне 70 Вт/м2 нужен коллектор длиной около 600 м, уложенный так, чтобы расстояние между трубами было 1 м. То есть потребуется участок размером около шести соток, на котором нельзя ничего строить. На этом месте можно устроить газон, или грядки, посадить цветы, кустарник или деревья с некрупной корневой структурой. Если такой свободной площади нет, то следует выбрать вариант с вертикальными зондами», – объясняет Нина Горшкова, специалист направления «Тепловые насосы» компании «Данфосс», ведущего мирового производителя энергосберегающего оборудования.