Що таке тепловий насос?

Опалення та гаряче водопостачання давно стали невід`ємними умовами необхідного комфорту в більшості приватних володінь. Однак вже немає необхідності використовувати для цього традиційні опалювальні системи. На зміну їм прийшли компактні електричні установки - теплові насоси, що забезпечують автономний обігрів та гаряче водопостачання в будівництві. Вони акумулюють теплову енергію з навколишнього середовища і віддають її елементів теплообмінника.

На опалення і гаряче водопостачання приміщення площею 100 м² знадобиться 2,5 кВт електроенергії, але враховуйте, що це максимальне споживання при критичному навантаженні. При економії витрат теплоносія цифри будуть істотно нижче.

Принцип дії обладнання

Конструкція цих чудових пристроїв нагадує побудова холодильних установок. Але вони не виділяють тепло, а навпаки поглинають його. У внутрішньому контурі системи протікає низькотемпературний холодоагент. У випарнику з ним взаємодіє теплоносій, що заповнює зовнішній контур першого теплообмінника. Скипаючи, холодоагент поглинає навколишнє тепло і в розігрітому газоподібному стані рухається в камеру конденсатора. Там він розігріває воду, що знаходиться в другому теплообміннику, а сам знову стає рідиною.

електрика в тепловому насосі витрачається лише на роботу компресорної установки. Вона не тільки створює необхідний тиск у випарнику, а й допомагає переміщати холодоагент між теплообмінниками. Цьому сприяє різниця тисків у випарнику і конденсаторі, а також наявність дросельного клапана між ними. Температура холодоагенту в першому теплообміннику досить низька, тому роль джерела тепла для активації реакції може виконувати звичайна вода зі свердловини або прилеглого незамерзаючої водойми. Також існують і інші варіанти.

різновиди пристроїв

Загальна схема побудови різних установок практично ідентична - два незалежних теплообмінника, з`єднаних загальним контуром один з одним. Існуючі різновиди теплових насосів розрізняються по використовуваної для роботи агрегату природної енергії:

• Пристрої, що працюють від енергії грунту, включають в своїй комплектації зонди і колектори. Тепло збирається в них за допомогою геотермальних зондів через вертикальні свердловини, і переноситься до конденсатору соляним розчином (розсолом). При великому споживанні можна скористатися геотермальними колекторами. Труби необхідно розміщувати горизонтально в теплому шарах грунту.
• Моделі, які поглинають енергію повітря, сприяють вилученню тепла з повітряних мас. Вентиляторами вони проганяють їх крізь систему випарника, а після охолодження відводять назад. Спосіб стає малоефективним вже при температурі менше 20 ° C. Установка може монтуватися і в домашній вентиляції, але нормальну продуктивність вона не покаже, тому більше пристрій актуально для теплих південних районів. Теплоносієм в другому теплообміннику тут може виступати як вода, так і повітря.
• Теплові насоси, що живляться енергією грунтових і поверхневих вод, отримують її, максимально охолоджуючи рідина зі свердловин і водойм. В процесі перекачування, яка віддала своє тепло, вода повертається назад.

Популярність і гідності технології

Ідея створення пристроїв з`явилася понад століття тому, але зараз технологія отримує все більш широке поширення. Лідируючі позиції тут займають Америка, Німеччина і Швеція. У цих країнах тепловими насосами вже оснащується від 30 до 50% споруджуваних будівель, а для населення установки стали настільки ж буденними, як плита або пральна машина. Виявляють до них інтерес і в нашій державі. Але тут їх вартість ще досить висока - комплект обладнання для середньостатистичного приміщення обходиться близько 15000 євро. Однак, витрати окупаються вже за 2-3 роки.

Устаткування відрізняється своєю комфортністю, екологічністю і безпекою. Йому не потрібно ні палива, ні газу, ні необхідності в частому і складному обслуговуванні. Тут не потрібні непоправні природні ресурси, запаси яких і так поступово вичерпуються. До установці підключається практично будь-яка циркуляційна опалювальна або водорозподільна система. Можливо монтувати пристрої навіть в житлових приміщеннях. Також вони можуть експлуатуватися як завгодно тривалий час. А нескладна доукомплектация дозволить використовувати їх і як кондиціонера.

Теплові насоси прекрасно замінюють дорогі в експлуатації котли і централізоване теплопостачання, але вони по-справжньому ефективні лише в добре утеплених будівлях. Існує зворотна пропорційність між ККД обладнання та температурної різницею теплоносіїв у випарнику і конденсаторі. Збільшення цієї різниці веде до зменшення коефіцієнта теплового перетворення і до зростання споживання установкою електрики.

Тому краще вибирати максимально розігріті первинні теплоносії, а вторинний контур використовувати для низькотемпературного опалення: повітряних систем, водяних підлог і ін. В цих випадках, відповідно до медичних рекомендацій, температура теплоносія не повинна перевищувати 35 ° C.