Сайт
Главная - Тепловий насос - Тепловий насос

Тепловий насос

Тепловий насос

Для опалення та кондиціювання в якості джерела холоду і тепла можна використовувати енергію землі, води і повітря. Зробити це допоможе пристрій, який називається тепловим насосом. Принцип дії, який образно можна назвати «холодильник навпаки», був винайдений ще 150 років тому. Тільки лише в нашому столітті, коли вартість енергоносіїв зросла, а кількість природних ресурсів стала, очевидно, обмеженою, тепловий насос став оптимальним рішенням. Тепловим насосом називається агрегат, який перетворює низькопотенційне тепло в високотемпературне, яке необхідно для опалення. У наших широтах найбільш поширені теплові насоси, що використовують енергію землі.
Обумовлено це кліматичними умовами і ефективністю роботи теплонасосних установок. Ефективність, звичайно ж, залежить від системи опалення будівлі, якості утеплення, герметичності віконних отворів і т. п. Найбільш оптимально, застосовувати низькотемпературних системи опалення, такі як «тепла підлога», теплі стіни, фанкойли, радіатори розраховані на низькі температури.
Звичайно, тепловим насосам потрібна електроенергія, але на 1 кВт споживаної електроенергії Ви отримуєте від 3 до 5 кВт енергії у вигляді тепла. У теплий період, тепловий насос, може охолоджувати приміщення.
           

 

     

Теплові насоси бувають різних типів. Наприклад, теплонасоси «грунт - вода» використовують тепло землі і передають його, для обігріву будинку, в систему опалення.
Грунт акумулює сонячну енергію і нагрівається від земного ядра. На глибині нижче 10м його температура постійна круглий рік. Тепло збирається спеціальної незамерзаючої рідиною, яка називається також «розсіл». Циркулюючи по зовнішньому теплообмінному контуру, «розсіл» збирає тепло з грунту і віддає його фреону, циркулюючому по внутрішньому контуру теплового насосу.

Фреон протікає через випарник, там він кипить і випаровується. Пара надходить у газову порожнину компресора, там він стискається (при цьому температура пари зростає), після чого поступає в конденсатор, де відбувається охолодження і передача тепла воді системи опалення. Рідкий фреон стікає в конденсатор, звідки, через дросель, знову потрапляє у випарник.

Теплові насоси, які використовують тепло грунту, часто називаю «розсіл - вода». У теплових насосах цього типу зовнішній контур буває двох видів: грунтовий зонд і горизонтальний контур. Вони виконуються, в основному, з поліетиленових чи інших труб з пластику, з діаметром 25-40 мм. Чим більше діаметр труби, тим ефективніше відбирається тепло, при цьому збільшується і вартість зовнішнього контуру теплового насоса. Горизонтальний колектор збирає тепло, накопичене у верхніх шарах грунту від сонячного випромінювання, і являє собою розрахункову кількість контурів з поліетиленових труб, укладених на глибині нижче рівня промерзання. 

 

Для оптимальної роботи грунтового колектора, в залежності від складу грунту, його теплопровідності і геометрії ділянки, вибирається відповідна схема прокладки труб - зигзаг, спіралі різних форм, петля. Хороший теплообмін мають грунти з високою вологістю, на піщаних сухих ділянках гірше. В середньому, для будинку площею 200 - 250 м.кв необхідно закопати близько 500 - 650 м труби. Для цього необхідний вільний ділянку з площею близько 350-450 кв. м, приблизно в 1,75 - 2 рази більше опалювальної площі будівлі. Необхідність у великому просторі, незайнятому будовами, Головний недолік горизонтального колектора - необхідність в великій ділянці, незайнятій капітальними будівлями. Таку ділянку можна використовувати тільки як галявину або квітник.
Основна перевага - порівняльна простота монтажу і роботи з облаштування коштують трохи дешевше, ніж вартість буріння свердловин, для грунтових зондів.
Грунтові зонди - це пластикові труби, які опускають в свердловини на глибину до 100-200 м. При цьому необхідна невелика ділянка землі, але доводиться виконувати роботи по бурінню. Ефективність теплообміну вище, ніж у горизонтального колектора, так як на великій глибині температура грунтового масиву вище. Різниця в ефективності роботи теплонасосної системи на зондах vs горизонтальний колектор, становить близько 20%.

По своїй конструкції зонди є різні, але в основному застосовується U-образна конструкція. При цьому труби з'єднані герметично внизу, утворюючи довгу U-образну петлю, заповнену розсолом. У грунтовому зонді може бути дві або більше здвоєних труб. По одній трубі циркуляційний насос подає рідину донизу, а за іншою вона піднімається вгору, до випарника.
Порожнеча в стовбурі свердловини навколо труб грунтового зонда заливається буровим розчином або спеціальною сумішшю. Для котеджу з опалювальною площею 200-250 кв.м, необхідно 250-300м сумарної глибини свердловин. Також свердловини не повинні розташовуватися по вектору течії підземних вод. Через це тепловий насос буде працювати менш ефективно.

У теплонасосних системах, типу «грунт - повітря», тепло відбирається у грунта і за допомогою компресора передається в повітря, яке використовується в системі опалення.
Вода є оптимальним джерелом тепла, в певних умовах досить надійним і максимум ефективним. Якщо поряд з будівлею є водойма, то можна застосовувати тепловий насос за схемою «вода - вода». З водойми насосом подається вода, яка циркулює через проміжний теплообмінник (замість розсолу), передаючи теплову енергію фреону, скидання відбувається в той же самий (або інший, недалеко розташований) водойму. За ефективністю такий тип пристрою системи найбільш енергоефективний. Хоча, з причини забрудненості, необхідно вживати заходів по підготовці води перед тим, як подавати її в теплообмінник і періодично проводити чистку.
З цієї причини, теплові насоси «вода - вода» використовуються нечасто. Зазвичай водойму використовують таким чином: на дно вкладається конструкція, схожа на грунтовий колектор. «Підводний» колектор топиться вантажами або встановлюється в донному грунті, температура якого  вище, ніж води у водоймі. У результаті виходить тепловий насос «розсіл - вода», що використовує тепло води водоймища.
Теплові насоси «повітря-повітря» і «вода - повітря» схожі на кондиціонери за принципом роботи, за вартістю вони трохи дешевше "класичних" теплових насосів, але програють їм по ефективності роботи в морози.
Виконуватися таке обладнання може у варіанті спліт або моно. У першому варіанті система складається з 2-х блоків, з'єднаних трубопроводами: в зовнішній блок входить вентилятор і випарник, а внутрішній містить автоматику і конденсатор. Компресор може знаходитися у внутрішньому або в зовнішньому блоці. У другому варіанті всі елементи збираються в одному корпусі і встановлюються в будинку, на вулицю виводиться гнучкий воздуховод, або ж на вулиці.
Тепловий насос має багато переваг. Система гарантовано довговічна, сам тепловий насос працює як мінімум 20-25 років (на компресори виробники заявляють експлуатацію не менше 25-ти років), після цього компресор може бути замінений і теплонасосна установка буде продовжувати працювати. Крім того, встановлення теплових насосів абсолютно безпечне - відсутня паливо, вогонь та небезпечні гази. І, звичайно ж, екологічна чистота такої системи. Застосування теплових насосів скорочує потребу в електроенергії.
При виборі теплового насосу не варто проектувати потужність обладнання на повне покриття потреби в теплі: кількість морозних днів за сезон зазвичай близько двох-трьох тижнів, рекомендується вибирати тепловий насос з потужністю 60-80% від пікової потужності. Для покриття пікових навантажень можна передбачити резервний котел або використовувати вбудовані ТЕНи.
Початкові капіталовкладення в систему опалення (охолодження) на базі теплового насоса досить немаленькі. Але, якщо розглянути ситуацію в розрізі гарантованого зростання цін на енергоносії, то за рахунок мінімальних експлуатаційних витрат, така система окупить себе в нормальні терміни. Також допоможе економити багатотарифний електролічильник в парі з теплоаккумулятором (буферна ємність) - накопичене тепло за нижчими тарифами в нічний час.

 

Наши партнеры

Vaillant
Meibes
TECE
Sanha
Uponor