Сам себе дизайнер и прораб!!!

Что такое тепловой насос?

Главная > Статьи > Коммуникации > Отопление

Отопление и горячее водоснабжение давно стали неотъемлемыми условиями требуемого комфорта в большинстве частных владений. Однако уже нет необходимости использовать для этого традиционные отопительные системы. На смену им пришли компактные электрические установки – тепловые насосы, обеспечивающие автономный обогрев и горячее водоснабжение в постройке. Они аккумулируют тепловую энергию из окружающей среды и отдают ее элементам теплообменника.

На отопление и горячее водоснабжение помещения площадью 100 м² понадобится 2,5 кВт электроэнергии, но учитывайте, что это максимальное потребление при критической нагрузке. При экономии расхода теплоносителя цифры будут существенно ниже.

Принцип действия оборудования

Что такое тепловой насос

Конструкция этих чудесных устройств напоминает построение холодильных установок. Но они не выделяют тепло, а наоборот поглощают его. Во внутреннем контуре системы протекает низкотемпературный хладагент. В испарителе с ним взаимодействует теплоноситель, заполняющий внешний контур первого теплообменника. Вскипая, хладагент поглощает окружающее тепло и в разогретом газообразном состоянии движется в камеру конденсатора. Там он разогревает воду, находящуюся во втором теплообменнике, а сам снова становится жидкостью.

Электричество в тепловом насосе расходуется лишь на работу компрессорной установки. Она не только создает необходимое давление в испарителе, но и помогает перемещать хладагент между теплообменниками. Этому способствует разница давлений в испарителе и конденсаторе, а также наличие дроссельного клапана между ними. Температура хладагента в первом теплообменнике достаточно низкая, поэтому роль источника тепла для активации реакции может выполнять обычная вода из скважины либо близлежащего незамерзающего водоема. Также существуют и другие варианты.

Разновидности устройств

Что такое тепловой насос

Общая схема построения различных установок практически идентична – два независимых теплообменника, соединенных общим контуром друг с другом. Существующие разновидности тепловых насосов различаются по используемой для работы агрегата природной энергии:

  • Устройства, работающие от энергии грунта, включают в своей комплектации зонды и коллекторы. Тепло собирается в них при помощи геотермальных зондов через вертикальные скважины, и переносится к конденсатору соляным раствором (рассолом). При большом потреблении можно воспользоваться геотермальными коллекторами. Трубы необходимо размещать горизонтально в непромерзающих слоях грунта.
  • Модели, поглощающие энергию воздуха, способствуют извлечению тепла из воздушных масс. Вентиляторами они прогоняют их сквозь систему испарителя, а после охлаждения отводят обратно. Способ становится малоэффективным уже при температуре менее 20 °C. Установка может монтироваться и в домашней вентиляции, но нормальную производительность она не покажет, поэтому больше устройство актуально для теплых южных районов. Теплоносителем во втором теплообменнике тут может выступать как вода, так и воздух.
  • Тепловые насосы, питаемые энергией грунтовых и поверхностных вод, получают ее, максимально охлаждая жидкость из скважин и водоемов. В процессе перекачки, отдавшая свое тепло, вода возвращается обратно.

Популярность и достоинства технологии

Что такое тепловой насос

Идея создания устройств появилась более века назад, но сейчас технология получает все более широкое распространение. Лидирующие позиции тут занимают Америка, Германия и Швеция. В этих странах тепловыми насосами уже оснащается от 30 до 50% возводимых построек, а для населения установки стали столь же обыденными, как плита либо стиральная машина. Проявляют к ним интерес и в нашем государстве. Но тут их стоимость еще достаточно высока – комплект оборудования для среднестатического помещения обходится около 15000 евро. Однако, затраты окупаются уже за 2-3 года.

Оборудование отличается своей комфортностью, экологичностью и безопасностью. Ему не нужно ни топлива, ни газа, нет необходимости в частом и сложном обслуживании. Здесь не потребуются невосполнимые природные ресурсы, запасы которых и так постепенно иссякают. К установке подключается практически любая циркуляционная отопительная или водораспределительная система. Возможно монтировать устройства даже в жилых помещениях. Также они могут эксплуатироваться сколь угодно длительное время. А несложная доукомплектация позволит использовать их и в качестве кондиционера.

Тепловые насосы прекрасно заменяют дорогие в эксплуатации котлы и централизованное теплоснабжение, но они по-настоящему эффективны лишь в хорошо утепленных постройках. Существует обратная пропорциональность между КПД оборудования и температурной разницей теплоносителей в испарителе и конденсаторе. Увеличение этой разницы ведет к уменьшению коэффициента теплового преобразования и к росту потребления установкой электричества.

Поэтому лучше выбирать максимально разогретые первичные теплоносители, а вторичный контур использовать для низкотемпературного отопления: воздушных систем, водяных полов и др. В этих случаях, согласно медицинским рекомендациям, температура теплоносителя не должна превышать 35 °C.