Разработка новых технологий направлена на упрощение повседневной жизни, добавление в неё комфорта и тепла. Говоря о тепловых насосах, это происходит буквально. Эти устройства, забирая энергию из различных источников, перекачивают её потребителю. Источником тепла может послужить почти всё, что угодно: грунт, воздух, водоёмы. Особенно привлекательны энергоисточники, ресурс которых постоянно пополняется, поскольку они стабильны и бесплатны. Тепловой насос – достаточно распространённое устройство в Европе, однако в Беларуси оно применяется не слишком часто.
Система обогрева насоса состоит из следующих основных частей:
- Теплообменник, или внешний контур. Может иметь различный вид и характеристики в зависимости от среды, для прокладки в которой он приспособлен.
- Тепловой насос. Это основа всей системы. Он работает аналогично холодильной машине, забирая тепло во внешней среде и отдавая его потребителю.
- Внутренний контур. Он охватывает здание. С его помощью поступает нагретая вода.
Что представляет собой тепловой насос
Насос является прибором, способным получать тепло из воды или почвы и перенаправлять его в систему горячего водоснабжения и отопления. При его работе происходит незначительный расход энергии, которая затрачивается на перекачку тепла, а не на нагрев системы отопления.
Можно выделить следующие преимущества этого устройства по сравнению с традиционными способами отопления:
- Экономичность. Энергопотребление прибора на 80% меньше, чем у традиционных электрокотлов.
- Комфорт использования. Устройство оснащено климат-контролем, а его работа осуществляется в автоматическом режиме. Помимо этого, его работой можно управлять дистанционно, посредством телефона или интернета.
- Экологичность. При работе насоса отсутствуют любые внешние выбросы.
- Удобство установки. Для монтажа оборудования не требуется согласование и оформление.
- Безопасность. В насосе не происходит процессов горения, поэтому он пожаро- и взрывобезопасен.
Особенности работы теплового насоса
На первый взгляд работа устройства может показаться удивительной и диковиной, однако на деле механизм его действия давно стал привычным. Бытовым тепловым насосом является холодильник. Единственным отличием выступает направление его работы, поскольку холодильник выкачивает тепло из морозилки и передаёт его решётке радиатора, которая размещена на задней панели. Решётка при этом сильно нагревается, поэтому, охлаждая морозилку, холодильник нагревает пространство комнаты, в которой находится. По этой причине холодильник не генерирует холод, а транспортирует тепло с одного участка на другой. Устройство теплового насоса аналогично, однако этот прибор автоматизирован и отличается большей мощностью.
Принцип действия
Когда охлаждённый теплоноситель перемещается по внешнему трубопроводу, его температура повышается на несколько градусов. Попадая внутрь насоса, теплоноситель проходит сквозь теплообменник, который называется испарителем, и передаёт тепло, которое было собрано из среды, на внутренний контур. Последний заполнен хладагентом, имеющим крайне низкую температуру кипения. Когда он проходит сквозь испаритель, в котором нагнетается низкое давление и поддерживается температура в -5 °C , то переходит в состояние газа. Далее этот газ перемещается в компрессор, где сильно сжимается, нагреваясь, после чего поступает в конденсатор, который является вторым теплообменником. Там происходит процесс теплообмена между горячим хладагентом и теплоносителем, установленным в обратном трубопроводе системы, обеспечивающей отопление дома. Газ, отдавая тепло, охлаждается и переходит в состояние жидкости. Нагретый теплоноситель при этом поступает к приборам отопления. Далее хладагент проходит сквозь редукционный клапан, где его давление снижается, и перемещается в испаритель, после чего цикл повторяется.
Источники энергии для насоса
В качестве источника энергии может выступать любой объект, температура которого превышает +1 °C : вода в реке, озере, море или скважине, в том числе подо льдом, канализационные стоки, незамерзающий глубинный грунт и прочее. Этого тепла достаточно, чтобы на выходе получать до +60 °C . Чтобы обеспечить наиболее результативную работу насоса, следует провести грамотное обустройство геотермических источников тепла.
Одним из наиболее распространённых источников является геотермический грунтовый зонд. Для его использования необходимо пробурить вертикально ориентированную скважину, глубина которой зависит от геологических особенностей грунта, места расположения и тепловой потребности дома. В скважину помещается зонд, содержащий жидкий теплоноситель, получающий тепло из грунта и передающий его к насосу.
Вместо вертикальных зондов можно использовать наклонные. Они могут быть удобны, если на участке нет возможности пробурить скважину на большой глубине. Аналогично вертикальным коллекторам, горизонтальные так же используют тепло от земли, но делают это посредством не скважин, а масштабного коллекторного поля, прокладываемого ниже границы, по которой замерзает грунт.
Если на участке протекают грунтовые воды, то оптимально использование колодезной установки. Из неё вода температурой +10 °C направляется к насосу, где, теряя тепло, охлаждается примерно до +3 °C и возвращается в грунт.
Получать энергию можно и из уличного воздуха, который выступает в качестве источника тепла с низким потенциалом. Полученное тепло подаётся к насосу, работа которого направлена на повышение температуры. После тепло поступает в отопительную систему.
Увеличение эффективности работы
Продуктивность теплового насоса определяется не только источником тепла и способом, применяющимся для его получения. Существенную роль играет и установленная в доме отопительная система. Для наибольшей эффективности работы насоса его следует использовать вместе с системой тёплый пол, вентиляторными теплообменниками или применяя фанкойлы. Происходит это потому, что продуктивность теплового насоса возрастает, если на выходе устанавливается температура +40-55 °C . Это соответствует температурам теплоносителей, установленных в перечисленных отопительных системах. Если работа осуществляется с радиаторами, то эффективность тепловых насосов снижается. В этом случае можно увеличить мощность используемых радиаторов.
Оценивая эффективность работы со стороны экономических показателей, можно заключить, что наибольшую производительность возможно получить, используя комбинированные генераторы тепла вроде теплонасосной солнечной системы. В её основе лежат солнечный коллектор и тепловой насос, работающие совместно. Когда энергии от солнечной системы поступает достаточно, коллекторы способны полностью обеспечить отопительные нужды, не задействуя тепловой насос, что позволяет последнему не потреблять электроэнергию и сохранять моторесурс. Когда же солнечной энергии недостаточно, гелиевая система продолжает выработку небольшого количества тепловой энергии, а недостающее тепло обеспечивается работой насоса.
Установка с тепловым насосом оснащена двумя режимами работы – зимним и летним. В первом из них работа насоса осуществляется по обычной схеме: прибор забирает тепло из скважины, передавая его системе отопления. Для использования летнего режима насос подключается между скважиной и системой, обеспечивающей кондиционирование, что позволяет использовать его в обратную сторону: он забирает тепло из системы охлаждения, отдавая его скважине.
Особенности выбора теплового насоса
Прежде всего необходимо рассчитать требуемую для отопления мощность. Эти расчёты проводит инженер-проектировщик, используя специальные методики. Для определения необходимой мощности насоса следует рассчитать тепловые потери, характерные для дома. Учитываются базовые параметры здания: ориентация по сторонам света, материал изготовления, размер и количество окон и прочее. После определения тепловой нагрузки производится вычерчивание размещения теплового оборудования на участке.
Выгода от использования тепловых насосов
Тепловые насосы представляют собой безопасные, экологичные, высокотехнологичные и удобные устройства. Чтобы определить выгоду от их использования сравнительно с остальными отопительными механизмами, необходимо составить расчётную таблицу. Она должна включать в себя основные виды топлива и сопутствующие затраты: стоимость оборудования, топлива, монтажа, техобслуживания и прочего. Критерием выбора выступает совокупная стоимость всех затрат, рассчитанных для периода эксплуатации устройства. Для оценки стоимости отопления в конкретных условиях требуется внести в таблицу все персональные данные, что позволит наглядно увидеть выгоду оборудования.
Энергосберегающие технологии становятся всё более распространёнными во всём мире, в том числе в Беларуси. Это не только увеличивает популярность тепловых насосов, но и служит стимулом для повышения качества оборудования и развития технологий.
Заказать тепловой насос, а также получить ответы на все интересующие вопросы, можно позвонив по номеру:
+375(29) 880-77-07
