Компрессионные тепловые насосы иногда называют холодильниками наоборот. И те и другие агрегаты роднит общий принцип действия: отобрать тепло в одном месте (будь то холодильная камера или окружающая среда) и перенести в другое (сбросить на задней стенке холодильника или же передать в систему отопления). И внешне тепловые насосы похожи на респектабельные холодильные шкафы. Однако внутри у них яблочку негде упасть - весь объём до отказа забит технической начинкой. К тому же в отличие от своих бытовых «родственников» тепловой насос в магазине не продаётся. Да и от одного такого «перевёрнутого» холодильника нет никакого толка.

Тепловой насос - это, по сути, промежуточное звено в трёхконтурной системе теплоснабжения. Первый замкнутый контур собирает рассеянное тепло от одного из низкотемпературных источников -воды или земли. (Этот контур отсутствует у тепловых насосов, отбирающих тепло у воздуха, - по сути, так устроены кондиционеры, способные работать в режиме обогрева.) Для этого коллектор либо закапывают в почву ниже глубины промерзания, либо погружают в скважину или на дно водоёма. Внутри циркулирует незамерзающая жидкость, или, как её ещё называют, рассол (раствор этилен- или пропи-ленгликоля). Нагретый природным теплом антифриз поступает в тепловой насос (он же - второй замкнутый контур). Этот агрегат, как и бытовой холодильник, состоит из четырёх основных компонентов: испарителя, конденсатора, компрессора и дроссельного клапана. Они объединены общим трубопроводом, заполненным хладагентом (в тепловых насосах в основном используют хлор- и фторсодержащие вещества - фреоны, которые закипают при температуре ниже -3 °С). В испарителе жидкий хладагент закипает, поглощая тепло первого контура. Охлаждённый теплоноситель возвращается за следующей порцией тепловой энергии. В свою очередь газообразный хладагент поступает в компрессор, а затем в конденсатор. Газ снова превращается в жидкость. Процесс сопровождается выделением тепла, которое передаётся третьему, отопительному, контуру (системе водяного отопления здания). Затем жидкий фреон продавливается через дроссель в испаритель и цикл повторяется. Добавим, что некоторые модели тепловых насосов способны работать в инверсионном режиме, то есть не только отапливать, но и охлаждать дом.

На российском рынке в основном представлены тепловые насосы европейского производства: Buderus, Vaillant, Viessmann, Stiebel Eltron - все Германия; Heliotherm, Австрия; Thermia, Швеция; Climaveneta, Италия; G-Mar, Чехия и др. Среди отечественных производителей отметим НПО «Энергия» (производство промышленных тепловых насосов), НПФ ЭКИП, НПФ «Тритон» и фирму «Корса».

Кому это выгодно?

Надо признать, что пока тепловые насосы используют в основном от безысходности - когда применение традиционных топливных ресурсов либо невозможно (участок находится в природоохранной зоне), либо чересчур дорого. Скажем, купили хозяева домик в деревне. Старую хибару снесли, на её месте построили приличный коттедж. Спрашивается, как обогревать дом, если на всё хозяйство выделено 5 кВт электрической мощности? Завозить цистернами дизельное топливо или сжиженный газ и хранить на участке - слишком накладно, хлопотно, а главное, опасно. А тепловой насос работает самостоятельно, лишь бы только было электричество. Причём на каждый киловатт потребляемой электроэнергии агрегат выдаёт до четырёх и более киловатт тепла (правда, здесь не всё так просто, многое зависит от системы отопления). Для сравнения: электронагреватели работают один к одному.

Впрочем, тепловые насосы выбирают не только обитатели сельской глубинки. Владельцы участков, соседствующих с газовой магистралью, отказываются от своего «счастья» ради автономности и экологической безопасности владения. С точки зрения финансовой выгоды тепловые насосы пока проигрывают котлам, работающим на магистральном газе. Но цены на теплоносители растут, и эта тенденция усиливается. Подключение к газовой трубе - тоже недешёвое удовольствие, да ещё обременённое бюрократическими процедурами. А в дальнейшем газовый трест в любое время может снизить или вовсе прекратить подачу топлива. Словом, инвестиции в тепловые насосы - не такая уж высокая плата за независимость.

Факторы сдерживания

Тепловые насосы пользуются большим успехом во многих странах мира. Общий объём продаж давно перевалил за 100 млрд долларов США. Скажем, в Швеции такие агрегаты вырабатывают около 70 % тепловой энергии. Отрадно отметить, что и у нас тепловые насосы постепенно завоёвывают благосклонность обеспеченных потребителей. Спрос на такое оборудование хоть и медленно, но неуклонно растёт. Массовому распространению альтернативной отопительной техники препятствуют разные обстоятельства. В первую очередь это высокие затраты на монтаж оборудования и обустройство контура съёма тепла. Популярность тепловых насосов в Германии, Швеции и других европейских странах во многом обусловлена государственной поддержкой. Владельцы такой техники получают субсидии, оплачивают счета за электричество по льготным тарифам и т. д. Понятно, что нашим соотечественникам на подобные поблажки пока рассчитывать не приходится. Добавим, российских потребителей настораживает новизна и непривычность теплона-сосной техники. Сказывается недостаток объективной информации.

Откуда «дровишки»?

Проще и дешевле всего качать тепло из воздуха. К сожалению, в средней полосе и севернее применение тепловых насосов класса «воздух - вода» ограничено (агрегаты разных моделей и от различных производителей работают при температуре воздуха -5...-25 °С ). Но в южных регионах такое оборудование может функционировать круглогодично. Добавим, что для воздушного отопления также производятся агрегаты класса «воздух - воздух» (греют не воду в отопительном контуре, а непосредственно воздух в помещении).

Тепловые насосы класса «вода - вода» преобразуют тепло подземных вод или водоёмов. В первом случае воду забирают из скважины, пробурённой на песок, прокачивают через тепловой насос и возвращают обратно в землю - сбрасывают в другую скважину. Главный недостаток такой схемы - нестабильность источника (со временем вода может «уйти»). Ещё один минус связан с легализацией возврата охлаждённой воды. Бурение водозаборной песчаной скважины не подлежит лицензированию. А вот на то, чтобы сливать в недра «отработанную» воду, потребуется особое разрешение властей. Во втором случае применение схемы «вода - вода» имеет смысл, если загородное владение расположено вблизи достаточно глубокого водоёма. Коллектор укладывают на дно речки, озера или пруда. Один погонный метр трубопровода собирает в среднем 30 Вт в час. Монтаж многометрового подводного теплообменника - дело нешуточное. Чтобы коллектор не уплыл, его прижимают ко дну грузом (из расчёта 5 кг на 1 м трубы).

Система «грунт - вода» бывает двух типов: на основе грунтового коллектора или грунтового (геотермального) зонда. Коллектор представляет собой змеевидный пластиковый трубопровод, который закапывают в землю на 20 см ниже глубины промерзания. Ширина петель - 0,8-1 м. Считается, что с 1 м2 коллектора собирается 20-30 Вт*ч тепловой энергии. Для полноценного теплоснабжения небольшого дома требуется коллектор площадью в несколько соток. Порой нужно перерыть едва ли не весь участок (теневая зона дома не подходит). Впоследствии там желательно воздержаться от посадки деревьев с развитой корневой системой. Газоны, клумбы, грядки, низкорослые кусты - пожалуйста.

Геотермальный зонд - это U-образный трубопровод (обычно из двух петель), который опускают в пробурённую скважину. Чем она глубже, тем лучше. Однако на практике бурение останавливают на отметке залегания водоносного (артезианского) известнякового слоя. Как правило, бурят несколько скважин. Трубы собирают «в пучок», к которому подвешивают чугунную гильзу-якорь. После погружения зонда скважины заполняют бетонитом (особая водоупорная глиняная порода - не лучший вариант) или специальной тампонажной смесью. Геотермальный зонд практически не влияет на ландшафтный дизайн участка. К тому же он собирает не только аккумулированную грунтом солнечную энергию, но и внутреннее тепло самой матушки-земли.