Приём онлайн-заказов
7 дней в неделю!

Отдел продаж:
Пн-Пт: с 10:00 до 18:00
  • (099)190-48-04
  • (093)054-18-80
  • (098)838-79-23

Виды тепловых насосов

  • 16 августа 2017 в 16:33:20
  • Отзывы :0
  • Просмотров: 200
  • 0
 

Идея получать энергию (в том числе тепловую) буквально из воздуха далеко не новая. И как ни странно, фантастической кажется только на первый взгляд. Потому что тепловой насос – устройство, которое позволяет решить эту задачу, не только существует, но и успешно применяется на практике уже почти 30 лет. Правда, преимущественно в США и странах Европы.

В СССР в свое время тоже проводились масштабные разработки в этом направлении. И даже было запущено несколько довольно успешных экспериментальных объектов. Например, в Ялте в 1985-1986 гг. функционировала 2,5-мегаваттная теплонасосная установка. За счет отобранной у морской воды энергии она полностью обеспечивала отопление и ГВС пансионата «Дружба», рассчитанного на 400 отдыхающих. По вполне объяснимым причинам эксперименты так и остались экспериментами, а сегодня нам приходится начинать все с начала.

Что же касается более развитых стран, то специалисты Мирового энергетического комитета полагают, что уже в ближайшие 5 лет до 75% их отопления и ГВС будут обеспечивать именно тепловые насосы.

Холодильник наоборот: как работает тепловой насос

Тепловой насос часто сравнивают с холодильной установкой с точностью до наоборот. Если холодильник создает холод внутри, а излишки тепла выделяет наружу, то тепловой насос  делает обратное – тепло окружающей среды переносит в дом, наружу отдавая холод. Впрочем, такое сравнение мало объясняет реальный принцип действия агрегата.

В действительности тепловой насос – скорее повышающий трансформатор теплоты. Он забирает низкопотенциальное тепло у менее нагретого объекта (окружающей среды) и передает его более нагретому (например, отопительной системе здания), увеличивая при этом температуру последнего.

Если говорить человеческим языком, тепловой насос получает от окружающей среды в среднем от 0 до +7°С и с их помощью нагревает теплоноситель до 35-60°С. И все это в полном соответствии с законами термодинамики.

Схематически теплонасосную установку можно изобразить в виде 3-х замкнутых контуров. Внешний (он же коллектор) представляет собой заполненные антифризом трубы и предназначен для отбора теплоты окружающей среды. Во втором циркулирует жидкий хладагент, способный закипать и испаряться даже при достаточно низких температурах. В состав этого контура входят испаритель и конденсатор, выполненные в виде теплообменников, и дроссельный вентиль с компрессором, которые используются для изменения давления хладагента.  Под внутренним контуром понимают уже непосредственно систему отопления.

Принцип работы теплового насоса

Работает все это следующим образом. Окружающая среда отдает свое тепло антифризу, который изначально имеет более низкую температуру. Антифриз поступает в испаритель. Рабочим телом (или главным рабочим компонентом) теплового насоса является хладагент. Он в виде жидкости через дроссель впрыскивается в испаритель. В испарителе при работе компрессора давление хладагента падает. Он начинает кипеть и испаряться, отбирая у антифриза собранную внешним контуром теплоту. После этого пары хладагента выталкиваются в конденсатор. Тут при высоком давлении они сжижаются, отдавая свое тепло теплоносителю. Нагретый теплоноситель возвращается в систему отопления. Этот цикл повторяется множество раз.

Виды тепловых насосов

Исходя из используемых источников тепла, различают несколько видов тепловых насосов:

  • геотермальные, которые используют тепло земли и грунтовых вод;
  • воздушные, похожие на обычный кондиционер;
  • работающие на вторичном тепле (канализации, сточных водах предприятий, отработанном теплом воздухе, уходящем с вентиляцией).

Геотермальные насосы, в свою очередь, могут быть грунтовыми и водяными.

Самыми эффективными считаются тепловые насосы, работающие за счет тепла грунтовых вод. Но прежде чем их установить, обычно необходимо получить специальное разрешение. Кроме того, приходится бурить сразу две скважины – для подачи и сброса воды. А это операция трудоемкая и достаточно дорогая.

Грунтовые. Их преимущество в том, что грунт хорошо аккумулирует тепло и дополнительно подогревается теплом земного ядра. Плюс на глубине 1-1,5 м круглый год поддерживается относительно постоянная температура. Соответственно, производительность таких агрегатов высока и стабильна независимо от времени года, благодаря чему их можно использовать как единственный источник тепла.

По конструкции различают два вида грунтовых насосов:

Грунтовой коллектор – горизонтальная система труб, проложенных немного ниже уровня промерзания и заполненных теплоносителем-антифризом (обычно на основе этилен- или пропиленгликоля). Недостаток таких агрегатов заключается в том, что под них нужно выделять достаточно большой по площади участок земли.

Грунтовой зонд. Располагается вертикально, в одной или нескольких скважинах от 50 до 150 м (в зависимости от потребности объекта в тепле и геологических особенностей местности). Плюс зонда в том, что он занимает мало места. Однако его установка обходится недешево – бурение процесс дорогой и сложный.

Воздушные. По принципу работы похожи на обычный кондиционер. По сравнению с геотермальными дешевле и намного проще монтируются. Легко совместимы с существующими системами отопления. Но отличаются низкой производительностью, которая зависит от уличной температуры и резко снижается при ее падении ниже -15°С. Такой тепловой насос рекомендуют использовать как дополнение к основному отопительному устройству, например, газовому либо электрическому котлу.

Еще одним вариантом классификации тепловых насосов является классификация по типу теплоносителя:

  • Воздух – воздух. Аккумулирует для отопления тепло уличного воздуха. Причем для этих целей подходит даже достаточно холодный воздух, который в процессе охлаждается еще больше. Устройства этого вида отличаются бесшумной работой и отсутствием промежуточного теплоносителя, а летом могут работать на кондиционирование.
  • Вода – вода. Достаточно эффективная система, которая позволяет нагревать теплоноситель теплом подземных, наземных или сточных вод.
  • Вода – воздух.  Для нагрева воздуха в воздушной системе отопления используется полученное с помощью зондов и скважин тепло воды.
  • Воздух – вода. Система, обратная предыдущей, то есть для нагрева жидкого теплоносителя используют тепло воздуха.
  • Грунт – вода. Вода циркулирует в проложенных под землей трубах и аккумулирует тепло из грунта.
  • Лед – вода. Чтобы нагревать теплоноситель подобные агрегаты используют энергию, высвобожденную при замораживании воды. Собственно, энергии, полученной при замораживании от 100 до 200 л воды достаточно, чтобы на протяжении целого часа обогревать небольшой дом.

Также различают моновалентные и бивалентные тепловые насосы. Первые полностью покрывают годовую потребность объекта в охлаждении и отоплении, вторые делают это частично, поэтому работают в комплексе с другим отопительным оборудованием.

Виды тепловых насосов

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Тепловые насосы исключительно эффективны и экономичны. Израсходовав всего 1 кВт электрической энергии, они отдают 4-5 кВт (а иногда и больше) тепловой. Причем дают дешевое тепло, не нанося ущерба окружающей среде. Не потребляют топлива и не выделяют углекислого газа и других продуктов горения.

При необходимости их можно включать в обратном направлении. Тогда внутренний (отопительный) контур будет отбирать тепло из помещения, а внешний (коллектор) – отдавать его грунту, воде или воздуху. То есть тепловой насос в этом случае функционирует как кондиционер.

Просты в эксплуатации, полностью автономны и не требуют вмешательства человека.

Отличаются повышенным уровнем пожарной безопасности.

Компактны, бесшумны, долговечны. Срок их службы в среднем составляет до 25 и более лет.

Конечно же, недостатки у тепловых насосов тоже есть. Самые существенные – относительно невысокая температура воды (всего 50-60°С) и дороговизна самого оборудования. Плюс самостоятельно такие системы монтировать категорически не рекомендуется. В противном случае Вы рискуете свести на нет все их потенциальные достоинства.

Также достаточно сложно самому рассчитать эффективность того или иного вида оборудования для конкретного объекта. Лучше воспользоваться услугами квалифицированных специалистов или менеджеров-консультантов в магазинах соответствующего профиля.

Ознакомиться со всеми тепловыми насосами.

Powered by module Blog | News | Reviews | Gallery ver.: 4.34.5 (Commercial) (opencartadmin.com)