(067) 547-31-77
Начало / Материалы / Тепловые насосы

Тепловые насосы

Тепловые насосы - это компактные экономичные и экологически чистые системы отопления, позволяющие получать тепло для горячего водоснабжения и отопления зданий за счет использования тепла низкопотенциального источника (тепло почвы, грунтовых, артезианских вод, озер, морей, тепло воздуха) путем переноса его к теплоносителю с более высокой температурой. Зимой грунт или воду можно использовать, в качестве источника тепла, а летом – в качестве источника прохлады (для кондиционирования), ведь тепловой насос способен как нагнетать тепло в воздух помещения, так и отбирать тепло из воздуха

Принцип работы теплового насоса аналогичен холодильнику. Только в холодильнике тепло переносится из внутренней камеры на заднюю стенку, а в тепловом насосе из окружающей среды в систему отопления.

Тепловой насос работает по принципу цикла Карно, впервые описанном еще в 1824

Тепловые насосы 1
  1. Незамерзающая смесь циркулирует в коллекторе и поглощает тепловую энергию из земли, воздуха или воды.
  2. В теплообменном элементе, называемом испарителем, тепловая энергия переходит от незамерзаемой смеси к хладагенту (при испарении  поглощает тепло). Это вещество имеет низкую температуру кипения, что заставляет его вскипеть и превратиться в газ.
  3. Давление хладагента увеличивается с помощью компрессора, что приводит к увеличению его температуры.
  4. В конденсаторе хладагент передает тепловую энергию в отопительную систему дома (при конденсации вещество отдает тепло).
  5. Дополнительный охладительный элемент выжимает остаточную тепловую энергию, и хладагент переходит в жидкую форму.
  6. В расширительном вентиле давление падает.
  7. Хладагент возвращается в испаритель, и процесс начинается сначала.

Виды источников тепла

Тепловые насосы 2

Грунт

  • Не требуется бурение
  • Почва имеет стабильную температуру
  • Низкие затраты на установку

Тепловой насос собирает тепло грунта с помощью коллектора, уложенного на глубину около метра.

 

 

Виды источников тепла

  • Нет необходимости в большом участке
  • Скважина имеет стабильную температуру на протяжении всего года
  • Не влияет на участок

При использовании в качестве источника тепла скважины, в нее опускается коллектор, имеющий U-образную форму. Не обязательно использовать одну очень глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых скважин, главное получить общую расчетную глубину.

Тепловые насосы 3

Водоём

  • Нет необходимости в большом участке
  • Водоём имеет стабильную температуру
  • Не влияет на участок

Используется коллектор, уложенный на дно водоёма чтобы собирать солнечное тепло, накопленное за лето. Принцип тот же, что и в случае с грунтовым коллектором.

Тепловые насосы 3

Воздух

  • Низкие затраты на установку
  • Не влияет на участок

Использование воздушного теплового насоса освобождает от необходимости бурить или копать. Вместо этого вы получаете тепло из окружающего воздуха с помощью внешнего блока. Все ключевые компоненты находятся внутри здания, что предотвращает их от повреждения.

Особенности тепловых насосов

При применении тепловых насосов необходимо помнить, что для всех типов тепловых насосов характерен ряд особенностей.

1. Во-первых, тепловой насос оправдывает себя только в хорошо утепленном здании, то есть с теплопотерями не более 100 Вт/м2. Чем теплее дом, тем больше выгода. Как вы понимаете, отапливать улицу, собирая на ней же крохи тепла, - занятие глупое.

2. Во-вторых, чем больше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем меньше коэффициент преобразования тепла (Кпт), то есть меньше экономия электроэнергии.  Поэтому более выгодно подключение агрегата к низкотемпературным системам отопления. Прежде всего, имеется в виду обогрев от водяных полов или теплым воздухом, так как в этих случаях теплоноситель по медицинским требованиям не должен быть горячее 35°С.

3. В-третьих, для достижения большей выгоды практикуется эксплуатация тепловых насосов в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления). В доме с большими теплопотерями ставить насос большой мощности (более 30 кВт) невыгодно. Он громоздок, а будет работать в полную силу всего лишь около месяца. Ведь количество действительно холодных дней не превышает 10-15% от длительности отопительного сезона. Поэтому часто мощность теплового насоса назначают равной 70-80% от расчетной отопительной. Она будет покрывать все потребности дома в тепле до тех пор, пока уличная температура не опустится ниже определенного расчетного уровня (температуры бивалентности), например, минус 5-10°С. С этого момента в работу включается второй генератор тепла. Есть разные варианты его использования. Чаще всего таким помощником служит небольшой электронагреватель, но можно поставить и жидкотопливный котел. Возможны и более сложные тепловые бивалентные схемы, например включение солнечного коллектора. Для этого, у некоторых серийных систем тепловых насосов и солнечных коллекторов такая возможность предусмотрена в конструкции. В этом случае, смешивание тепла, идущего от теплового насоса  (это достаточно инерционная система) и от солнечного коллектора (малоинерционная система) производится в выравнивающем бойлере.

Сравнение с другими видами отопления

Тепловой насос работает от электросети, используя затраченную энергию гораздо эффективнее любых котлов, сжигающих топливо. Значение коэффициента преобразования тепла (Кпт) у него в несколько раз больше единицы. Например, расходуя 1 кВт электроэнергии, Вы получите 3-4 кВт тепла. Таким образом, получаете 2-3 кВт тепла бесплатно из окружающей среды.
Пример
К примеру, для дома с отапливаемой площадью 300 метров и типичным утеплением в 5 см. пенополистирола (теплопотери 70 Вт\м2), учитывая потребность в горячей воде на 4 человека, в год необходимо около 50000 кВтч тепловой энергии.
Если рассматривать вариант добычи этой энергии из газа, то подсчет будет следующим:
С одного кубического метра природного газа получают около 8 кВт тепловой энергии. При КПД газового котла в 90%, мы получим 8*0.9=7.2 кВт тепловой энергии из одного кубического метра. Итого за год будет затрачено 50000\7.2=7000 кубических метров природного газа.

Для этого же дома среднегодовой коэффициент эффективности теплового насоса (COP) будет около 3,5. Итого за год будет затрачено 50000\3,5= 14200 кВтч электроэнергии.

Преимущества тепловых насосов

Высокая экономичность. Расходуя 1 кВт электроэнергии, Вы получите 3-4 кВт тепла,т.е. 2-3 кВт тепла бесплатно из окружающей среды.

Идеальная система отопления при отсутствии газоснабжения.

В отличие от отопления газом не требуют  затрат на разрешение и подвод газовых коммуникаций.

Не требуют постоянного сервисного обслуживания.

Длительный срок эксплуатации  (до 25 лет).

Экологически чистая и безопасная система.

Возможность использования в одной установке нескольких систем (отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование).

Низкий уровень шумов.

Цены на тепловые насосы зависят от его мощности, производителя и способа получения тепла. По мощности тепловые насосы выпускаются 6,8,10,12,16Вт и более. Мы поставляем высококачественные тепловые насосы немецких производителей под заказ.