Тепловые насосы — типы и особенности

Тепловые насосы

Основная масса тех кто ищет дешевое отопление, хотят приблизится по стоимости ежемесячных платежей к магистральному газу. Немаловажно и минимальное обслуживание системы отопления. Конкурентов геотермальному тепловому насосу в этом отношении нет. Воздушные ТН, газгольдеры, салярка и т. п. дороже в разы.

Динамика рынка тепловых насосов за последние три десятилетия (как и солнечных коллекторов, и устройств, работающих на биомассе) показывает некоторую неравномерность развития, которая обусловлена многими факторами, главный из которых — повышение стоимости традиционных видов топлива. До сих пор широкому распространению тепловых насосов препятствует слабая информированность потенциальных пользователей об инвестиционной привлекательности данного типа отопительных систем и восприятие теплового насоса, как «электрического отопления» с высокими издержками на отопление. Однако, в настоящее время правильно спроектированные и установленные тепловые насосы обеспечивают цену тепла, близкой к стоимости тепла от газа, обеспечивают возможность полной автоматизации отопления в доме и дают возможность оставлять дом без присмотра на длительное время. Отсутствие огня и высоких температур в системе отопления обеспечивает высокую безопасность и не требует постоянного присмотра за системой отопления. Немаловажно также и то, что системы на основе тепловых насосов не представляют опасности для людей, так как они не сжигают топливо и не производят угарных газов. Более того, такие системы теплоснабжения снижают издержки на отопление и вносят свой вклад в охрану окружающей среды.

Тепловой насос особенно востребован в системах «пассивный дом» – жилых помещений, сконструированных по принципу минимальных затрат тепла и внедрения энергосберегающих технологий.

Разновидности тепловых насосов

Существует несколько видов тепловых насосов в зависимости от источника тепла и от нагреваемой среды, используемой для теплопереноса при обогреве дома. На входе теплового насоса может быть жидкость или воздух. На выходе — вода или воздух. Поэтому различают следующие типы тепловых насосов по видам теплоносителя на входе и выходе:

  • вода-вода (рассольно-водяной, водо-водяной)
  • воздух-вода
  • воздух-воздух
  • вода-воздух.

В основе принципа работы тепловых насосов лежит процесс переноса низкотемпературного тепла от источника к потребителю. Процессы в тепловом насосе аналогичны процессам, которые происходят в холодильных установках и кондиционерах.

Геотермальный тепловой насос – в качестве источника тепла использует почву либо водоем. Так как перенос тепла от грунта до теплового насоса и от него до потребителя осуществляется с помощь жидкости, то такие тепловые насосы также называют «вода-вода».
Воздушный тепловой насос – в качестве источника тепла использует наружный воздух. Воздушных тепловых насосов существует два вида: «воздух-вода» и «воздух-воздух». Подробнее о них поговорим далее.
Несмотря на то, что воздушные тепловые насосы больше подвержены колебаниям температур, они все же остаются наиболее популярным видом альтернативных источников отопления, так как требуют гораздо меньших капитальных затрат, чем геотермальное оборудование. Благодаря этому окупаемость воздушных тепловых насосов происходит гораздо быстрее.

Преимущества геотермальных тепловых насосов

  1. Преобразования энергии в тепловом насосенет необходимости в заправке топливом или закладке дровами или углем
  2. нет необходимости закупать и хранить топливо
  3. не нужны помещения для хранения топлива, не нужно закапывать емкости для сжиженного газа и для солярки
  4. полная экологическая чистота — топливо не разольется у вас на участке и не отравит почву
  5. нет никаких запахов от топлива
  6. не нужны дымоходы, котлы, камины и т.п.
  7. теплом от земли можно греть и воду для нужд горячего водоснабжения
  8. система с тепловым насосом легко дополняется солнечными коллекторами; это позволяет еще больше повысить эффективность работы системы отопления
  9. при небольших дополнительных вложениях можно запасать солнечную энергию летом для использования зимой

Воздушно-водяные тепловые насосы

Среди преимуществ, можно отметить низкую, по сравнению с геотермальными установками, стоимость, возможность использования при создании новых систем отопления и реконструкции старых.

Некоторые производители кондиционеров предлагают потребителю кондиционеры, способные работать на обогрев помещения. Но системы кондиционирования имеют низкий КПД при отрицательных температурах, так как основным предназначением техники является охлаждение, а не нагрев.

Бытовые системы теплоснабжения и ГВС, на базе воздушных теплонасосов, очень эффективны для применения в умеренных широтах РФ. Средний СОР (коэффициент преобразования) 3. Получается, что на каждый потраченный 1кВт, приходится 3 кВт продуцируемой тепловой энергии. Принцип работы такой же, как и в насосах других модификаций, но с определенными отличиями:

  • Конденсатор располагают внутри бойлера накопителя, соединенного с системой отопления и ГВС.
  • Тепло, выделяемое при конденсации фреона, используется для косвенного нагрева теплоносителя.
  • С помощью циркуляционного насоса, нагретый теплоноситель поступает в систему ГВС и отопление.

схема работы воздушно-водяного теплонасоса

Существует зависимость тепловой мощности воздушно-водяного теплового насоса от температуры наружного воздуха. По этой причине, производители предусматривают подключение к тепловому насосу дополнительного отопительного оборудования, которое компенсирует недостатки тепловой энергии при падении наружной температуры ниже -15°С. Работа в условиях холода продолжается, хотя и с меньшей эффективностью.

Интенсивность нагрева теплоносителя варьируется от +30°С до +60°С. При температуре ниже -15°С, включается комбинированное теплоснабжение с воздушным теплонасосом, что незаменимо в условиях холодного климата. Недостаток тепла компенсирует любой котел (электричество, газ, дрова).

Так как монтаж наружного блока осуществляется на улице, дополнительным преимуществом будет наличие функции антизамерзания или оттаивания.

Теплонасосы воздушного отопления

Теплонасосы воздушного отопления используются для обогрева отдельных помещений. Принцип работы во многом напоминает тот, что использует тепловентилятор, только функцию греющей спирали играет конденсатор. Корпус внутреннего блока теплонасоса похож на кондиционер и также может работать на воздушное отопление и охлаждение. Потребителю предлагаются различные решения вопроса обогрева:

  1. Установка отдельных независимых обогревателей.
  2. Монтаж нескольких теплонасосов, объединенных в единую сеть.

Теплонасосы, отапливающие помещение посредством теплого воздуха, имеют следующие преимущества:

  • Максимальный КПД – отсутствие необходимости в предварительном нагреве теплоносителя приводит к более экономичному расходу электроэнергии. Воздух нагревается всего до температуры 20-40°С, а это в свою очередь обеспечивает больший коэффициент СОР, равный 4.
  • Быстрый прогрев здания – теплый воздух начинает поступать в помещение через несколько секунд после включения.
  • Универсальность – оборудование можно использовать летом как кондиционер. В базовой комплектации предусмотрена функция охлаждения помещения.

 

схема выработки тепла воздушным теплонасосом

При достижении критичной для работы отрицательной температуры, происходит автоматическое включение резервного источника тепла при использовании воздушного ТН. Таким образом, удается компенсировать недостаток тепловой энергии.

В чем отличие кондиционера и воздушного ТН

Действительно, теплоснабжение помещений воздушными тепловыми насосами в условиях холодного климата во многом напоминает обогрев с помощью обычных кондиционеров. Используются внутренние и внешние блоки, схожего строения. Даже во внутреннем устройстве много похожего. Разница заключается в том, что воздушные ТН внутреннего размещения более эффективны при нагреве, чем при охлаждении, а кондиционеры, наоборот. Почувствовать отличие можно, сравнив некоторые характеристики оборудования. Кондиционер перестает работать на обогрев уже при температуре около -5°С. Рабочий режим тепловых насосов от -25°С до +45°С. Так как существует тенденция к совершенствованию воздушных теплонасосов для «пассивных» домов, скоро, для широкого круга потребителя станут доступны модели оборудования, способные сохранять работоспособность при падении температуры до -32°С. Отличие воздушного ТН от кондиционера заключается в разных технических характеристиках, хотя между ними много похожего.

внутренний блок теплонасоса воздушного типа

 

Для подбора теплового насоса необходимо знать тепловую нагрузку потребителя. При определении тепловой нагрузки следует обращать внимание на такие важные факторы, как: суточный расход воды, максимальный (пиковый) расход, возможные потери и тепловая производительность выбранного теплового насоса для режимов отопления и горячего водоснабжения. Из величины максимальной нагрузки горячего водоснабжения определяют пиковую производительность теплогенератора и максимальный объем накопительной емкости.

Предлагаемые нашей компанией тепловые насосы вы можете выбрать в разделе Тепловые насосы нашего Интернет-магазина

Эта статья прочитана 4162 раз(а)!

Продолжить чтение

  • 63
    Виды тепловых насосовВиды тепловых насосов Тепловые насосы в качестве первичного источника тепла используют экологически чистую природную энергию грунта, воды или воздуха (см.рис). Они также могут использовать и любое уходящее технологическое тепло. В зависимости от вида первичного источника тепла выделяют следующие виды тепловых…
  • 58
    Тепловые насосы фирмы Nibe- описание, типы, особенности монтажаТепловые насосы Nibe NIBE Energy Systems (Швеция) - это лидер рынка теплового оборудования северо-европейских стран, Польши и Чехии. Специализируется на отоплении помещений используя геотермальные источники энергии, а так же на производстве бойлеров, водонагревателей, котлов и др. отопительной технике, качественной продаже…
  • 53
    Принцип работы теплового насосаПринцип работы теплового насоса Простейший тепловой насос был спроектирован еще в 1852 году и получил название «умножитель тепла». Лорд Кельвин открыл основополагающие принципы действия, которые легли в основу всего современного отопительного оборудования. Согласно законам физики, тепло передается от нагретого тела…

Google рекомендует

Реклама

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *