Выбор системы отопления для клиента — владельца частного дома вопрос очень сложный. Прежде всего, он чреват значительными затратами на начальном этапе, а поэтому для потребителя основными выступают такие факторы, как минимальные эксплуатационные затраты, долговечность, надежность самой системы отопления и установленного оборудования и время, период в течение которого он сможет свои затраты окупить.

При выборе системы отопления для данного частного дома рассматривались четыре основных варианта: электрический котел, котел на жидком топливе, газовое отопление, использование грунтового теплового насоса. Система отопления, в основе которой лежит твердое топливо, не являлась альтернативой по причине неудобства эксплуатации, а также затрат на работу и обслуживание котла (постоянная покупка дров, необходимость в специальном месте для их хранения, топка каждый день, а зимой — и несколько раз в день и т.д.).

К границам участка был подведен газ и электричество, для их использования необходимо было оплатить только подключение к сетям. Однако, по причине значительной экономии затрат на энергоносители в будущем была выбрана система отопления с использованием геотермального теплового насоса. Площадь участка (1500 м2) давала все предпосылки для установки горизонтального грунтового коллектора.

Если обобщить, то сравнение существующих альтернатив проводилось по следующим критериям:

• затраты на энергоносители и эксплуатационные затраты;
• объем инвестиций, к которым относилась цена оборудования, стоимость подключения к газовым сетям, монтаж дымохода, площадь технического помещения для размещения оборудования, требования к помещению по пожаробезопасности и т.д.;
• удобство и чистота эксплуатации;
• частота и сложность необходимого технического обслуживания.

Причины выбора системы отопления с использование геотермального теплового насоса следующие:

• снижение затрат за счет значительной экономии энергоносителя;
• чистота и экологичность — отсутствие неприятных запахов, копоти;
• компактность — система занимает всего 1–2 м2 площади технического помещения;
• отсутствие процесса горения;
• очень важным фактором выступала простота и неприхотливость в обслуживании.

Особенность российского климата — это холодные зимы и жаркое лето. Но настоящие морозы в средней полосе России держатся лишь несколько недель в году. Таким образом, с целью снижения затрат на стоимость проекта, снижения затрат на энергоноситель и ускорения сроков окупаемости была рекомендована установка теплового насоса оптимальной мощности — 60–75 % от тепловой нагрузки здания, дополненная резервным источником тепла (в качестве которого может выступать встроенный электрический ТЭН — как, например, в модели Nibe F1245). Такой тепловой насос позволяет выработать своими силами 97–99 % тепловой энергии, уходящей на теплоснабжение здания в год. А пиковую мощность, востребованную лишь несколько дней или недель в году, тепловой насос добавляет от резервного источника тепла. При проектировании системы отопления в приведенном в качестве примера частном доме стояли две основные задачи: обогрев теплоносителя в системе отопления, водяного калорифера в системе приточно-вытяжной вентиляции и ГВС.

При решении первой задачи, помимо выбора ТН оптимальной мощности, специалисты по монтажу теплового насоса Nibe столкнулись с проблемой малого объема воды в системе отопления. Дело в том, что для обеспечения стабильной работы теплового насоса и предотвращения опасности замерзания воды в калорифере приточно-вытяжной системы вентиляции, объем воды должен составлять 25–30 л на 1 кВт мощности.

К тому же увеличение объема воды в системе отопления положительно влияет на срок службы компрессора, уменьшая циклы его включения/выключения. С целью увеличения объема воды был установлен аккумуляционный бак Nibe UKV емкостью 300 л. При решении второй задачи (ГВС) специалисты исходили из количества проживающих людей (четыре человека), количества душевых кабин (одна единица) и количества и объема установленных ванн (одна единица объемом 200 л).

Тип, модель грунтового насоса, необходимое количество грунтового коллектора с учетом типа и влажности грунта были выбраны и рассчитаны с помощью специальной программы Nibe по расчету тепловых насосов. Эта же программа позволяет считать эксплуатационные затраты, экономию, расчет срока окупаемости всей системы.

Основываясь на расчетах, для инсталляции был выбран геотермальный тепловой насос Nibe F1245‑10 мощностью 8,5 кВт с интегрированным бойлером косвенного нагрева объемом 180 л. Длина горизонтального грунтового коллектора составила 600 м, два контура, по 300 м каждый.

Правильный выбор технического решения с использованием ТН — очень важный, определяющий фактор для установки и эффективности работы всей системы отопления в дальнейшем. Сделанные на стадии проектирования ошибки в процессе установки уже не исправить. А типичные среди них — это неверно посчитанные тепловые потери здания, подбор теплового насоса неправильной мощности, слишком короткий горизонтальный грунтовый коллектор, недостаточный объем бойлера горячей воды и др.

Установленная в приведенном в качестве примера частном доме система беспроблемно отработала уже два отопительных сезона. Потребитель имел возможность оценить ее эффективность в суровых зимних условиях, когда температура наружного воздуха опускалась ниже –30 °C. Отсутствие проблем, замечаний, претензий со стороны владельца и жильцов частного дома — лучшее доказательство целесообразности применения геотермального теплового насоса Nibe в качестве основы системы отопления и ГВС.

Автор: По материалам компании «Эван»