Що таке тепловий насос

Що таке тепловий насос

Навіщо потрібний тепловий насос? Коли слід вибрати тепловий насос? Переваги.

Тепловий насос - сучасне джерело енергії, яка використовується для роботи систем кондиціонування, опалення гарячого водопостачання. На відміну від інших теплогенераторів (газових, дизельних, електричних), тепловий насос "викачує" накопичену за теплу пору року енергію з оточуючого середовища - грунту, скельної породи, водойми, повітря.

Які ж переваги дає використання теплового насоса? Перш за все це підвищення рівня комфорту. Вибравши тепловий насос замість системи, що працює на рідкому паливі, ви зменшите пожежонебезпечність свого будинку, позбудетеся від димової труби, запаху дизельного палива та необхідності пам'ятати про те, щоб вчасно замовити його доставку.

Якщо ви хотіли б встановити систему, що працює на електроенергії, але для цього не вистачає встановленої електричної потужності будинку, тепловий насос може вирішити цю проблему - для його використання вистачить чверті потужності, необхідної для традиційної системи опалення.

Таким чином, використання теплового насосу - це ще й економія енергії і грошей. У Україні сьогодні вартість виробництва теплової енергії значно залежить від виду палива: найдорожче дизпаливо, потім йде електроененргія та газ. Але ціни на енергоносії весь час змінюються, і різниця між ними скорочується. При цьому різниця у вартості установки теплового насоса з грунтовим теплообмінником і котельні на дизельному паливі з паливними господарством, димовою трубою, системою автоматичного управління окупиться за 2-5 років.

Як працює тепловий насос.

Джерелом тепла може бути скелясті порода, земля, вода, повітря.

Теплоносій нагрівається на кілька градусів, проходячи по зовнішньому контуру, покладеному в землю або водойму, Всередині теплового насосу теплоносій, проходить через теплообмінник (випарник) і віддає зібране тепло внутрішнього контуру теплового насосу. Внутрішній контур теплового насосу заповнений холодагентом, що має низьку температуру кипіння, який, проходячи через випарник, перетворюється з рідкого стану в газоподібний при температурі-5оС та низькому тиску. З випарника газоподібний холодоагент потрапляє в компресор, там він стискається до високого тиску і високої температури. Потім гарячий газ поступає в другий теплообмінник - конденсатор, де відбувається теплообмін між гарячим газом і теплоносієм із зворотного трубопроводу системи опалення будинку. Холодоагент, віддаючи тепло системі опалення, охолоджується і перетворюється в рідину, а теплоносій системи опалення надходить в опалювальні прилади. Тиск холодагенту, тим не менш, все ще залишається високим. При проходженні холодагенту через редукційний клапан тиск знижується, холодоагент потрапляє у випарник, і цикл повторюється знову.

Необхідні вимоги до джерела енергії

Джерелом енергії може бути грунт, скельна порода, озеро, взагалі будь-яке джерело тепла з температурою - 1 градус Цельсія і вище, доступний в зимовий час. Це може бути річка, море, вихід теплого повітря з системи вентиляції або якого-небудь промислового обладнання.

Зовнішній контур, що збирає тепло навколишнього середовища, являє собою поліетиленовий трубопровід, покладений в землю або у воду. Теплоносій - 30% розчин етиленгліколей (або етилового спирту).

Свердловина.

При використанні в якості джерела тепла скелясту породу трубопровід опускається в свердловину. Можна пробурили декілька не глибоких свердловин - це, можливо, обійдеться дешевше, ніж одна глибока. Головне - отримати загальну розрахункову глибину.

Для попередніх розрахунків використовується наступне співвідношення - 50-60 Вт теплової енергії на 1 метр свердловини. Тобто, для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт необхідна свердловина глибиною 170 метрів.

Земляний контур.

При укладанні контуру в землю бажано використовувати ділянку з вологим грунтом, найкраще з близькими грунтовими водами. Використання сухого грунту теж можливо, але це призводить до збільшення довжини контура. Трубопровід повинен бути заритий на глибину приблизно 1 м, відстань між сусідніми трубопроводами - приблизно 0.8-1.0 м.

Питома теплова потужність трубопроводу, покладеного в землю - 20-30 Вт / м. Тобто для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт достатньо 350-450 м теплового контуру, для чого вистачить ділянки 20х20 кв.м.

Спеціальної підготовки грунту не потрібно, впливу на рослини трубопровід при правильному розрахунку не надає.

Водойма.

Найближча водойма- ідеальне джерело тепла для теплового насосу. При використанні в якості джерела тепла води озера або річки контур укладається на дно. Цей варіант є ідеальним з будь-якої точки зору - «висока» температура навколишнього середовища (температура води в водоймі взимку завжди позитивна), короткий зовнішній контур, високий коефіцієнт перетворення енергії тепловим насосом.

На 1 метр трубопроводу доводиться орієнтовно 30 Вт теплової потужності .Таким чином, для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт необхідно укласти в озеро контур довжиною 300 метрів.

Для того, щоб трубопровід НЕ спливав, необхідно встановити близько 5 кг вантажу на 1 погонний метр трубопроводу.

Тепле повітря.

Існує і спеціальна модель теплового насоса з повітряним теплообмінником для отримання теплової енергії з повітря. Вона може надійно опалювати приміщення до – 250 С, хоча при низьких температурах енергоспоживання дещо зростає.

Навіщо потрібен піковий електродогрів.

Електронагрівачі рекомендовано встановити практично у всіх моделях теплових насосів. Це пов'язано з тим, що вибираючи опалювальну техніку, розрахунок номінальної потужності при виборі опалювальної техніки робиться з урахуванням покриття теплової навантаження в самі холодні дні, наприклад, для Івано-Франківська мінімальною розрахунковою температурою вважається-25oC.

Але така температура тримається лише кілька днів у році, а отже, потенційні можливості теплового насоса практично не будуть використовуватися. Економічно вигідніше виходить придбати тепловий насос меншої потужності, а в самі холодні дні користуватися електроопаленням. Комбінація двох джерел тепла - виробляє дешеву енергію, але дорогого (тепловий насос), і дешевого, але виробляє дорогу енергію (електронагрівач) дозволяє знизити вартість капітальних витрат і зменшити термін окупності теплового насосу.

Принцип кондиціонування (активного і пасивного).

У зимовий час тепловий насос переносить з навколишнього середовища тепло, яке потім використовується в системі опалення. Влітку, навпаки, «холод» зі свердловини (7-9oC) переноситься в приміщення будинку. Принцип роботи системи приблизно такий ж, тільки замість радіаторів використовуються фанкойли. При пасивному охолодженні теплоносій просто циркулює між фанкойлами і свердловиною, тобто холод з свердловини прямо надходить у систему кондиціонування - компресор не працює). Якщо пасивного охолодження не достатньо, вмикається компресор теплового насоса, який додатково охолоджує теплоносій.

Водяний тепла підлога і тепловий насос.

Тепловий насос і система опалення "Тепла підлога" ніби спеціально створені одне для одного. Технічні особливості теплового насоса такі, що температура в систему опалення, зазвичай не більше 55oC, а температура "зворотньої" води повинна бути не більше 50oC. При використанні традиційних радіаторів необхідний ретельний розрахунок опалювальних приладів. Для теплої підлоги же даної температури цілком достатньо.

При встановленні теплового насоса в системі опалення "тепла підлога" енергія буде не тільки економно вироблятися, а й економно розподілятися. Тепловий насос дозволяє зекономити до до 80% енергоресурсів, в порівнянні з використанням традиційних джерело тепла, а тепла підлога економить 10-15% енергії у порівнянні з радіаторними системами опалення.

Коментарі:

Коментарів немає