Гибридное отопление дома у реки: тепло из воздуха и воды
Этот дом расположен далеко от города, на берегу Енисея. Архитектура соответствующая месту: дикое бревно, второй свет, панорамное остекление и открытый вид на реку.
Отапливаемая площадь дома и гаража — около 300 м². Для такого объекта требовалась автономная система отопления, которая могла бы работать при ограниченной электрической мощности и не зависела от регулярного подвоза топлива.
Основным источником тепла стал двухкомпрессорный тепловой насос Thermex мощностью 24 кВт. Его особенность — гибридная схема: в зависимости от температуры на улице система получает энергию либо от воздушного коллектора, либо от воды из скважин.
Почему не подошли обычные варианты отопления
Доступной электрической мощности было недостаточно для прямого отопления большого дома электрокотлом.
Использовать газгольдер тоже не получалось. Объект находится далеко от города, подъезд для крупной техники затруднён, а зимой доставка сжиженного газа могла стать практически невозможной.
Твердотопливный котёл потребовал бы постоянной загрузки топлива и регулярного обслуживания. Заказчику была нужна система, которая работает автоматически и не превращает владельца дома в кочегара.
Поэтому было принято решение установить тепловой насос с двумя источниками низкопотенциального тепла.
Два источника для одного теплового насоса
При плюсовой температуре система использует воздушный коллектор. Это теплообменник воздух–вода, который забирает энергию из наружного воздуха и передаёт её в контур теплового насоса.
Чем теплее воздух, тем эффективнее работает такой источник. Поэтому воздушный коллектор используется в тёплый период и при умеренных наружных температурах.
Когда на улице становится холодно, система переключается на скважины.
На объекте реализована схема вода–вода. Вода забирается из одной скважины, проходит через теплообменник, отдаёт часть своей энергии и направляется в другую скважину.
При этом скважинная вода не поступает непосредственно в тепловой насос. Тепло передаётся через отдельный теплообменник, который разделяет водяной и внутренний контуры системы.
Так тепловой насос может выбирать наиболее подходящий источник энергии в зависимости от погоды.
Двухкомпрессорный тепловой насос мощностью 24 кВт
На объекте установлен тепловой насос Thermex мощностью 24 кВт с двумя компрессорами.
Два компрессора позволяют ступенчато регулировать производительность. При небольшой потребности в тепле может работать один компрессор. Когда температура на улице снижается и нагрузка возрастает, подключается второй.
Полученное тепло передаётся в буферную ёмкость отопления. Она стабилизирует работу системы и создаёт запас энергии, из которого тепло распределяется между потребителями.
Насосные группы подают теплоноситель в:
- тёплые полы первого этажа
- тёплые полы второго этажа
- систему отопления гаража
- фанкойл для дополнительного нагрева воздуха в сильные морозы.
Основным способом отопления дома и гаража стали водяные тёплые полы. Они работают при невысокой температуре теплоносителя и хорошо сочетаются с тепловым насосом.
Буфер на стороне источника тепла
Отдельная буферная ёмкость установлена и на низкотемпературной стороне системы.
Она получает энергию от двух источников: воздушного коллектора или скважинного теплообменника. Затем теплоноситель из буфера поступает к тепловому насосу.
Такое решение упрощает переключение между источниками, стабилизирует температуру и расход теплоносителя и помогает тепловому насосу работать без резких изменений режима.
Горячая вода и резервное отопление
Для горячего водоснабжения установлен бойлер косвенного нагрева объёмом 300 литров.
Основной нагрев воды выполняет тепловой насос. Дополнительно в бойлере предусмотрен электрический ТЭН, который можно использовать как резервный источник или для догрева воды.
На случай пиковой нагрузки или неисправности основной системы в котельной установлен резервный электрокотёл.
В штатном режиме дом отапливается тепловым насосом. Электрокотёл подключается только при необходимости, поэтому ограниченная электрическая мощность участка не используется для постоянного прямого отопления.
Инженерные решения для дома из дикого бревна
Дом построен из дерева, которое со временем меняет геометрию и даёт усадку. Это особенно важно учитывать при устройстве санузлов и монтаже крупноформатной плитки.
Для облицовки использовали независимый металлический каркас из оцинкованного сварного профиля.
Каркас опирается на монолитное основание, а к деревянным стенам крепится через скользящие соединения. Когда бревно даёт усадку, крепление перемещается внутри предусмотренного паза, а каркас сохраняет своё положение.
Так деревянная стена может естественно двигаться, не передавая нагрузку на плитку. Это снижает риск появления трещин, деформации основания и отслоения крупноформатного кафеля.
Результат
Для дома и гаража общей отапливаемой площадью около 300 м² создана автономная гибридная система отопления:
- двухкомпрессорный тепловой насос мощностью 24 кВт
- воздушный коллектор
- водяные скважины по схеме вода–вода
- теплообменник для разделения контуров
- буферные ёмкости на тёплой и холодной стороне
- тёплые полы в доме и гараже
- фанкойл для дополнительного обогрева
- бойлер косвенного нагрева на 300 литров
- резервный электрокотёл
- электрический ТЭН в бойлере.
При подходящей температуре тепловой насос получает энергию из наружного воздуха. В морозы система переключается на воду из скважин.
В результате дом не зависит от доставки сжиженного газа или постоянной загрузки твёрдого топлива. Отопление работает автоматически и использует тот источник тепла, который эффективнее при текущих погодных условиях.