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, грунтовые 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
Работа теплового насоса может быть разделена 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 снижены до 75-80%!
При действующих тарифах на газ газовый котел в 2-3 раза дороже в эксплуатации, чем тепловой насос.
Как работает тепловой насос для отопления дома?
Тепло можно извлекать из:
- грунтовых вод на глубине 15-20 м;
- ближайшего водоема;
- почвенных подушек с горизонтальным коллектором на глубине до 1.2-1.5 м;
- глубоких буровых скважин до 40-50 м глубиной.
Существует много 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.
Тепловой насос с грунтовым источником
Тепловой насос с грунтовым источником – это система, которая извлекает избыточное тепло из слоя поверхностной почвы, глубоких скважин или ближайшего водоема.
Температура грунта на глубине ниже слоя, промерзающего зимой, всегда положительная – до 5-10 (° C). Накопленное за лето тепло достаточно для того, чтобы тепловой насос с грунтовым источником мог обогреть помещение зимой.
Для отведения 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 отведения тепла для различных грунтов может варьироваться от 8 до 32 Вт / м². Также учитываются 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).
Тепловой насос «вода-вода»
Тепловой насос «вода-вода», принцип работы которого основан на извлечении тепла из грунтовых вод, довольно сложен в установке. Температура воды на глубине постоянна в течение всего года – около + 10 ° С.
Для установки такого теплового насоса требуется анализ глубины водного 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.
Тепловой насос «вода-вода» для отопления является выгодным вариантом только при условии грамотного подбора и расчета оборудования, а также высококвалифицированной установки и пусконаладки.
Цена геотермальных и водяных тепловых насосов высока из-за необходимости предварительных изысканий и дорогостоящих монтажных работ.
Тепловой насос «воздух-вода»
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 экономия общей системы теплоснабжения остаются оптимальными.
Различают моноблочную компоновку или комплект, который включает наружные и внутренние блоки. Инверторный тепловой насос с воздушным источником 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 установке в новом доме как в городах-миллионниках, так и в регионах.
Отличным примером теплового насоса «воздух-вода» является серия Arctic Home Basic и Arctic Home Smart, высокопроизводительное оборудование британского бренда Mycond.
Тепловой насос «воздух-воздух»
Используя тепло от вентиляции или наружного воздуха, тепловой насос «воздух-воздух» 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:
- грунтово-воздушный 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 контроле безопасности оборудования.
- Интеллектуальное управление и экономичные режимы работы, контроль микроклимата с помощью датчиков температуры и влажности.
- Контроль различных температурных отопительных контуров: радиаторы и теплый пол.
- Кондиционирование и отопление с помощью тепловых насосов и фанкойлов.
- Тепловой насос с грунтовым источником, цена которого высока, 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.
