Почему тепловые насосы являются самым прибыльным и перспективным заменителем газового и электрического отопления?
Тепловые насосы — это оборудование, которое благодаря технологии умножает тепловую энергию альтернативных источников (почва, окружающий воздух, подземные воды) и передает ее в систему отопления.
Солнце и воздух являются источниками неисчерпаемого низкотемпературного тепла. Эта тепловая энергия бесплатна и возобновляема.
Тепловой насос передает или перекачивает тепловую энергию из одной среды в другую. Принцип работы теплового насоса описан далее в статье.
Как работает тепловой насос?
В конструкции насосов, а также в холодильных установках используется контур с циркулирующим в нем хладагентом, способным кипеть даже при минимальном нагреве. Только тепловой насос для отопления работает как «обратный холодильник».
Как работает тепловой насос
Работу теплового насоса можно разделить на 5 этапов:
- кипение фреона в испарителе
- сжатие хладагента компрессором
- теплопередача от конденсатора к отопительному контуру
- проход охлажденного конденсированного хладагента через дроссельный клапан
- возврат охлажденного и жидкого фреона в испаритель
Тепловые насосы предназначены для отопления и охлаждения. Дополнительная функция — подогрев воды для бытовых или промышленных нужд. Это самое функциональное оборудование по сравнению с любыми котлами или кондиционерами.
Тепловой насос работает очень экономично, так как потребляет энергию только для работы компрессора и циркуляционных насосов. Энергоэффективность тепловых насосов очень высока. Коэффициент преобразования энергии достигает 4-6 и даже выше. Это означает, что каждый киловатт использованной энергии преобразуется тепловым насосом в 3-5 киловатт тепла, которое используется для отопления дома или подогрева воды.
Вам придется платить в несколько раз меньше за отопление дома или подогрев воды, чем если бы использовался электрический котел или котел. Затраты на отопление могут быть сокращены до 75-80%!
При текущих тарифах на газ эксплуатация газового котла в 2-3 раза дороже, чем теплового насоса.
Как работает тепловой насос для отопления дома?
Тепло можно извлекать из:
- уровня подземных вод на глубине 15-20 м;
- ближайшего водоема;
- почвенных подушек с горизонтальной глубиной укладки коллектора до 1.2-1.5 м;
- глубоких буровых скважин до 40-50 м глубиной.
Существует множество других способов использования технологии тепловых насосов для снижения теплопотерь и уменьшения затрат на отопление.
Например, при использовании избыточного тепла от технологических процессов, тепла сточных вод и во многих других случаях.
Типы тепловых насосов
Существуют системы, которые используют геотермальное тепло, тепло из воздуха или установки, которые извлекают гидротермальное тепло. Выделим несколько основных типов тепловых насосов.
Геотермальный тепловой насос
Геотермальный тепловой насос — это система, которая извлекает избыточное тепло из слоя поверхностной почвы, глубоких скважин или ближайшего водоема.
Температура грунта на глубине ниже слоя, замерзающего зимой, всегда положительная — до 5-10 (° C). Накопленное за лето тепло достаточно для того, чтобы геотермальный тепловой насос мог обогреть помещение зимой.
Для удаления тепла укладывается трубчатый пластиковый коллектор или опускаются двойные зонда, в которых циркулирует хладагент, который не замерзает в зимних условиях. Чем больше жилая площадь, тем длиннее трубы коллектора или глубина зондов. Специфическая мощность удаления тепла для различных грунтов может варьироваться от 8 до 32 Вт / м². Учитываются также характеристики грунта и его слоев, что требует геологических изысканий.
Если рядом с домом есть пруд или водоем с достаточным объемом воды и глубиной, в него помещаются спирали и кольца пластикового коллектора на глубину (до дна).
Водяной тепловой насос
Водяной тепловой насос, принцип работы которого основан на извлечении тепла из подземных вод, довольно сложен в установке. Температура воды на глубине постоянна на протяжении всего года — около + 10 ° С.
Для установки такого теплового насоса требуется анализ глубины водоносного горизонта, количества, качества и чистоты воды. Его производительность в плане тепла или холода не зависит от атмосферных условий или смены сезона. Коэффициент преобразования энергии водяного теплового насоса высок — COP до 5 и выше, но установка и обслуживание проблематичны.
Водяной тепловой насос для отопления является выгодным вариантом только при условии грамотного подбора и расчета оборудования, а также высококвалифицированной установки и наладки.
Цена геотермальных и водяных тепловых насосов высокая из-за необходимости предварительных изысканий и дорогих монтажных работ.
Воздушный тепловой насос
Такой тепловой насос более доступен по цене и установке. Он наиболее подходит для интеграции в модернизированную систему отопления, а также легко устанавливается и быстро окупается при введении в новом доме. Поскольку его тепловая производительность зависит от температуры наружного воздуха, выгодно использовать воздушный тепловой насос в бивалентных схемах, с резервным вторичным источником тепла.
Общая мощность теплового насоса с резервным источником становится почти вдвое меньше его стоимости, но энергоэффективность и экономичность всей системы теплоснабжения остаются оптимальными.
Различают моноблочную компоновку или комплект, который включает наружные и внутренние блоки. Инверторный воздушный тепловой насос точно и экономично реагирует на приоритетные нагрузки на тепло, горячую воду или холод. Коэффициент энергоэффективности таких систем достигает 5 и более, они способны работать даже при наружных температурах до -25 ° C. Это самые популярные тепловые насосы для использования в умеренном климате на большей части территории Украины.
Такие модели являются доступным вариантом с точки зрения климатических условий для быстроокупаемого проекта по модернизации отопления или установки в новом доме как в городах-миллионниках, так и в регионах.
Отличным примером воздушного теплового насоса является серия Arctic Home Basic и Arctic Home Smart, высокопроизводительное оборудование британского бренда Mycond.
Воздушный тепловой насос
Используя тепло от вентиляции или наружного воздуха, воздушный тепловой насос по принципу работы схож с кондиционером для охлаждения / отопления, но с приоритетом работы на отопление. Этот тепловой насос используется как система, позволяющая экономить деньги на отоплении вашего дома не только в Европе, но и в Украине.
Кроме того, такие тепловые насосы могут быть оснащены комплектом для подготовки горячей воды и отличаются высокими показателями сезонной энергоэффективности.
Существуют также другие схемы систем тепловых насосов:
- земля-воздух тепловой насос;
- солевой-водяной тепловой насос;
- другие.
Тепловые насосы используются для подогрева воды в бассейнах или технологических процессах, в некоторых промышленных областях или в строительстве для отопления любых коммерческих объектов.
Преимущества тепловых насосов
- Инновационные технологии для теплоснабжения, кондиционирования и горячего водоснабжения, представленные в одном устройстве — тепловом насосе.
- Экономичные и в несколько раз более низкие затраты на отопление и горячее водоснабжение.
- Экологически чистый тепловой насос, без выбросов CO2 и загрязнения окружающей среды.
- Пожарная безопасность, отсутствие необходимости в надзоре, согласовании, постоянном мониторинге безопасности оборудования.
- Интеллектуальное управление и экономичные режимы работы, контроль микроклимата с помощью датчиков температуры и влажности.
- Управление различными температурными отопительными контурами: радиаторами и теплым полом.
- Кондиционирование и отопление с помощью тепловых насосов и фанкойлов.
- Геотермальный тепловой насос, цена которого высокая, является экономически целесообразным вариантом для отопления нового дома без газа, особенно в условиях ограниченного электроснабжения для дома.
Выводы
Только высококвалифицированные специалисты могут выбрать правильный комплект оборудования теплового насоса, который работает по той или иной схеме, с привязкой к конкретному участку частного дома, с учетом инженерных систем и планировки здания.
Правильные расчеты определяют: стоимость системы, ее эффективность и надежность. Тепловые насосы — это инновационные системы со сложным монтажом и интеллектуальным управлением. Для реализации таких проектов необходимо обращаться к профессионалам, чтобы выбрать наиболее подходящий комплект оборудования по мощности и цене и рассчитать экономическую выгоду от его внедрения.
