Тепловые насосы

Тепловой насос - это система с помощью которой более 3/4 энергии необходимой для отопления и горячего водоснабжения Вам бесплатно дает окружающая среда вашего дома. А летом, с его помощью Вы сможете практически бесплатно обеспечить кондиционирование вашего дома.

tn10.gif

Тепловой насос является устройством, которое применяется для автономного снабжения теплом жилого дома или любого другого помещения. Перенося тепло из окружающей среды к теплоприемнику, используя бесплатную возобновляемую энергию воды, воздуха или земли, эти устройства, как и солнечные коллекторы, обеспечивают практически бесперебойное отопление, горячее водоснабжение и кондиционирование помещений. Затраченная тепловым насосом электрическая энергия используется намного эффективнее, чем твердотопливными, газовыми или электрическими котлами. Имея большую стоимость, чем стандартный газовый или электрический котел, тепловой насос окупается уже через несколько лет использования, благодаря бесплатной альтернативной возобновляемой энергии. Кроме этого, системы, построенные на основе тепловых насосов, являются экологически чистыми. Всего четверть потребляемой системой энергии берется за счет электричества, остальные три четверти – их окружающей среды. К преимуществам тепловых насосов можно отнести то, что системы на их основе не требуют специального обслуживания. Вся работа полностью контролируется блоком автоматики, что позволяет достичь высочайших показателей экономичности и уменьшить расходы на эксплуатацию от двух до семи раз.

Принцип работы

1. Теплоноситель, проходя по трубопроводу, уложенному, например, в землю нагревается на несколько градусов. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходя через теплообменник, называемый испарителем, отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса.

2. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом. Хладагент, имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газ. Это происходит при низком давлении и низкой температуре.

tn9.gif

3. Из испарителя газообразный хладагент попадает, в компрессор, где он сжимается, его температура повышается.

4. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник (конденсатор). В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома. Хладагент отдает свое тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам.

5. При прохождении хладагента через редукционный клапан - давление и температура понижается, хладагент попадает в испаритель, и цикл повторяется снова.

Природные источники тепла для тепловых насосов, их характеристики и достоинства.

Источником энергии может быть грунт, скальная порода, озеро, вообще любой источник тепла с температурой - 1 градус Цельсия и выше, доступный в зимнее время. Это может быть река, море, выход теплого воздуха из системы вентиляции или какого-либо промышленного оборудования. Внешний контур, собирающий тепло окружающей среды, представляет собой полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду. Теплоноситель – 30% раствор этиленгликоля (либо этилового спирта).

Скважина.

При использовании в качестве источника тепла скалистой породы трубопровод опускается в скважину. Можно пробурить несколько не глубоких скважин - это, возможно, обойдётся дешевле, чем одна глубокая. Главное - получить общую расчетную глубину.Для предварительных расчетов используется следующее соотношение – 50-60 Вт тепловой энергии на 1 метр скважины. То есть, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 170 метров.

tn2.jpg

Земляной контур.

При укладке контура в землю желательно использовать участок с влажным грунтом, лучше всего с близкими грунтовыми водами. Использование сухого грунта тоже возможно, но это приводит к увеличению длины контура. Трубопровод должен быть зарыт на глубину примерно 1 м, расстояние между соседними трубопроводами - примерно 0.8-1.0 м.

tn3.jpgtn4.jpg

Удельная тепловая мощноть трубопровода, уложенного в землю трубопровода - 20-30 Вт/м. Т. е. для установки теплового насоса производительностью 10 кВт достаточно 350-450 м теплового контура, для чего хватит участка 20х20 кв.м. Специальной подготовки почвы не требуется, влияния на растения трубопровод при правильном расчёте не оказывает.

Водоём.

Ближайший водоём - идеальный источник тепла для теплового насоса. При использовании в качестве источника тепла воды озера или реки контур укладывается на дно. Этот вариант является идеальным с любой точки зрения – «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), короткий внешний контур, высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

tn5.jpeg

На 1 метр трубопровода приходится ориентировочно 30 Вт тепловой мощности.Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длинной 300 метров. Для того, чтобы трубопровод не всплывал, необходимо установить около 5 кг груза на 1 погонный метр трубопровода.

tn6.jpg

Теплый воздух.

Существует и специальные модели теплового насоса с воздушным теплообменником для получения тепловой энергии из воздуха. Такие модели пригодятся и для загородного дома для работы системы горячего водоснабжения в летний период. Тепловой насос, работающие «на воздухе», не требуют бурильных работ или траншей. Тепло в систему отопления поступает посредством внешнего (расположенного снаружи) блока.

tn7.jpg

Устройство теплового насоса

tn8.JPG

Основные преимущества тепловых насосов

Главными преимуществами тепловых насосов по сравнению с традиционными отопительными системами являются:

  • Тепловой насос экономичен, так как при потреблении 1 кВт электроэнергии выдает от 3 до 5 кВт тепловой энергии;
  • Безопасность, так как нет воспламенения, как, например, при газовом отоплении, также в самом газе нет потребности;
  • Тепловой насос работает как на обогрев и обеспечение ГВС, так и в качестве кондиционера
  • Тепловой насос надёжен, его работой управляет автоматика, при помощи которой осуществляется контроль и регулирование температуры в обогреваемых помещениях
  • Тепловой насос компактен и практически бесшумен
  • Источники тепловой энергии взяты из окружающей среды, и они постоянно возобновляются естественным путем;

Особенно удобен тепловой насос в сочетании с системой теплый пол и при применении теплового аккумулятора (например, бойлер), запасающего и перераспределяющего тепловую энергию в течение суток

tn11.jpgtn1.jpg