Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия

Содержание

• Принцип действия
• Преимущества и недостатки
• Цены
• Отношение потребителей к тепловым насосам в странах СНГ

Тепловые насосы – это отдельный вид независимого отопления. Работают они по принципу аккумуляции тепла из окружающей среды и отдачи ее для обогрева помещения. Примечательно, что подобное же оборудование можно использовать также и для охлаждения.

Принцип действия

Тепловые насосы для отопления, принцип действия которых схож с работой холодильников, кондиционеров и другого оборудования, способного переносить тепло из окружающей среды в помещение, забирают тепло из почвы, грунта, грунтовых вод, самого воздуха.

Суть работы заключается в следующем.
По внешнему контуру системы отопления движется незамерзающая жидкость, которая напитывается теплом окружающей среды.
В насосе эта жидкость отдает порядка 5 градусов хладагенту и продолжает циркулировать.
Хладагент закипает (при температуре -10°C), переходя в газообразное состояние, компрессор сжимает газ, что приводит к повышению температуры.
Попадая в теплообменник, этот газ отдает тепло внутреннему контуру отопления, сам остывает, превращаясь снова в жидкость и возвращается в испаритель.

Как и холодильный агрегат, тепловой насос потребляет определенную энергию на то, чтобы реализовать термодинамический цикл (привод компрессора). Отношение теплопроизводительности к электропотреблению (так выводится коэффициент преобразования теплового насоса) зависит от уровней температуры в испарителе и конденсаторе. Уровень теплоснабжения от тепловых насосов на настоящий момент варьируется от 35 град. C до 62 град.C, что в общем-то позволяет использовать любую из отопительных систем.
При грамотном подходе экономия на энергетических ресурсах может доходить до 70 %.
Промышленность экономически и промышленно развитых стран производит обширный спектр парокомпрессионных тепловых насосов с мощностью от 5 до 1000 кВт.

Принцип действия тепловых насосов очень хорошо показан в этом коротеньком видео.

Как вы понимаете, расходы на отопление занимают свыше половины всех энергозатрат здания, поэтому сделать его максимально эффективным и дешевым — приоритетная задача. Можно ли создать экономичную систему отопления тепловым насосом без газа? Смотрите видео.

Отопление частного дома тепловым насосом – это альтернативный источник отопления, при котором используются природные ресурсы, за которые не нужно платить деньги.

Данное оборудование бывает нескольких типов, от чего и зависят их технические характеристики.

1. Грунт-вода – внешний контур проходит под землей, а в качестве теплоносителя используется вода. Наружный контур может располагаться вертикально или горизонтально, а также может быть помещен в водоем, расположенный поблизости.
   AlTherm (Украина). Тепловой насос для отопления дома площадью до 300 м2. Технические характеристики: теплопроизводительность 4-18 кВт, холодопроизводительность 3,6-11,3 кВт, производительность насоса внешнего контура 0,36-1,02 л/с, внутреннего – 0,14-0,39 л/с. Теплоносителем выступает пропилен гликоль. Модельный ряд представлен также насосами большой мощности (для помещений 300-1000 м2 и свыше 1000 м2).
2. Вода-вода – внешний контур проходит через скважину или водоем, внутренний наполнен водой. Источником тепла в этом случае являются подземные грунтовые воды, кроме этого можно использовать как сбросовые, так и технологическую воду.
   Vaillant (Германия). Тепловая мощность 26,9-29,9 кВт, температура рассола 4-20°C, температура подачи контура отопления 25-62°C, коэффициент преобразования COP 3,5.
3. Воздух-вода – источником тепла выступает воздух, в том числе теплый сбросовый. Этот тип оборудования может работать и на охлаждение. Кроме этого, его можно подключать к уже имеющейся системе отопления.
   Vesper (Китай). Оснащен циркуляционным насосом и ТЭНом, управление осуществляется с помощью контроллера. Технические характеристики: тепловая мощность 6-16 кВт, скорость потока в системе отопления 0,45-0,76 л/с, скорость воздушного охлаждающего потока 3-5 тыс. м3/ч.
4. Воздух-воздух – внешний контур наполняется воздухом из окружающей среды, система отопления – воздушная. Тепловые насосы для отопления данного типа работают по принципу кондиционера, отличаются тем, что способны работать при более низкой уличной температуре. Оснащены высокопроизводительным радиальным вентилятором, способны осушать воздух и поддерживать определенный микроклимат в помещении. Управление осуществляется пультом.
   Mitsubishi. Могут быть вмонтированы в систему «умный дом», имеют систему фильтрации воздуха (плазменная очистка). Характеристики: теплопроизводительность 3,2-6 кВт, холодопроизводительность 2,5-5 кВт, расход воздуха 1086-2940 м3/ч, коэффициент производительности СОР 5,15-3,31.

Преимущества и недостатки

Тепловые насосы, несомненно,  обладают рядом преимущественных достоинств перед другими устройствами для отопления.

Преимущества

1. Экологически чистый вид отопления. Не используются горючие материалы, нет продуктов сгорания и выбросов в атмосферу.
2. Экономичность. Позволяет экономить на сырье и коммунальных платежах.
3. Универсальность. Возможность использовать в любом месте, так как тепло всегда присутствует в окружающей среде.
4. Автоматическая работа.
5. Безопасность. При отоплении не происходит процесс горения, не используются горючие вещества, отсутствует опасность выброса в атмосферу опасных выделений.
6. Эффективность. Возможность использовать тепловую энергию для нагрева контура горячего водоснабжения. Возможность использования в качестве кондиционера в летний период.
7. Длительный срок службы.

Но насосы также имеют и свои недостатки, не без этого:

Недостатки

1. Высокая стоимость оборудования (и установки тоже).
2. Не вдруг найдешь профессионалов, способных правильно произвести расчет и подбор оборудования, а также произвести монтаж.
3. Не всегда есть техническая возможность установки теплового насоса.

Отопление загородного дома тепловым насосом нецелесообразно, если он редко посещается в холодный период.

Цены 

Стоимость теплового насоса зависит не только от самого оборудования, но и от ряда условий конкретного потребителя (необходимость бурения скважины, прокладка внешнего контура и т.д.). Профессионалы утверждают, что высокая стоимость теплового насоса окупается через несколько сезонов, в связи с резким сокращением оплаты коммунальных услуг. Ориентировочный диапазон цен находится в пределах 9-20 тыс. евро, в зависимости от мощности.

Отношение потребителей к тепловым насосам в странах СНГ

В странах СНГ тепловые насосы не получили большого распространения, хотя в Европе многие пользователи переходят на альтернативные источники отопления.
Потребители отмечают медленный период окупаемости таких насосов, но указывают на существенную экономию электроэнергии. Из отзывов пользователей насосов класса воздух-воздух, выяснилось, что при температуре ниже -15°C, оборудование потребляет намного больше электроэнергии, чем заявлено производителем. Пользователи устройства типа грунт-вода отмечают необходимость освобождения значительного участка земли, так как над проложенным в земле контуром не должно быть ни построек, ни деревьев, чтобы температура в грунте оставалась постоянной.