01.07.2020

Что такое тепловой насос как работает тепловой насос – Что такое тепловой насос — их типы и устройство, положительные и отрицательные стороны

Содержание

Принцип работы теплового насоса. Как работает тепловой насос?

Все больше и больше интернет пользователей интересуются альтернативами способами отопления: тепловыми насосами.

Для большинства это абсолютно новая и неизвестная технология, поэтому и возникают вопросы типа: «Что такое тепловой насос?», «Как выглядит тепловой насос?», «Как работает тепловой насос?» и пр.

Здесь мы постараемся просто и доступно дать ответы на все эти и еще много других вопросов, связанных с тепловыми насосами.

 

Что такое Тепловой Насос?

Тепловой насос — устройство (другими словами «тепловой котел»), которое отбирает рассеянное тепло из окружающей среды (грунт, вода или воздух) и переносит его в отопительный контур вашего дома.

Тепловой насос Грунт-Вода

Тепловой насос Грунт-Вода

Благодаря солнечным лучам, которые непрерывно поступают в атмосферу и на поверхность земли происходит постоянная отдача тепла. Именно таким образом поверхность земли круглый год получает тепловую энергию.

Воздух частично поглощает тепло от энергии солнечных лучей. Остатки солнечной тепловой энергии почти полностью поглощается землей.

Кроме того, геотермальное тепло из недр земли постоянно обеспечивает температуру грунта +8°С (начиная с глубины 1,5-2 метра и ниже). Даже холодной зимой температура на глубине водоемов остается в диапазоне +4-6°С.

Именно это низкопотенциальное тепло грунта, воды и воздуха переносит тепловой насос из окружающей среды в отопительный контур частного дома, предварительно повысив температурный уровень теплоносителя до необходимых +35-80°С.

ВИДЕО: Как работает тепловой насос Грунт-Вода?

 

Что делает Тепловой Насос?

Тепловые насосы — тепловые машины, которые предназначены для производства тепла с использованием обратного термодинамического цикла. Тепловые насосы переносят тепловую энергию от источника с низкой температурой в систему отопления с более высокой температурой. В процессе работы теплового насоса происходят затраты энергии, не превышающие объем произведенной энергии.

Прямой цикл Карно

Прямой цикл Карно

В основе работы теплового насоса лежит обратный термодинамический цикл (обратный цикл Карно), состоящий из двух изотерм и двух адиабат, но в отличии от прямого термодинамического цикла (прямого цикла Карно) процесс протекает в обратном направлении: против часовой стрелки.

В обратном цикле Карно окружающая среда выступает в роли холодного источника тепла. При работе теплового насоса тепло внешней среды благодаря совершению работы передается потребителю, но с уже более высокой температурой.

Передать тепло от холодного тела (грунт, вода, воздух) возможно только при затрате работы (в случае с тепловым насосом — затраты электрической энергии на работу компрессора, циркуляционных насосов и пр.) или другого компенсационного процесса.

Еще тепловой насос можно назвать «холодильником наоборот», так как тепловой насос это та же холодильная машина, только в отличии холодильника тепловой насос забирает тепло снаружи и переносит его в помещение, то есть обогревает помещение (холодильник же охлаждает путем отбора тепла из холодильной камеры и выбрасывает его через конденсатор наружу).

Как работает Тепловой Насос?

Теперь поговори о том как работает тепловой насос. Для того, что понять принцип работы теплового насоса нам нужно разобраться в нескольких вещах.

1. Тепловой насос способен извлекать тепло даже при отрицательной температуре.

Большинство будущих домовладельцев не могут понять принцип работы теплового насоса Воздух-Вода (в принципе любого воздушного теплового насоса), так как не понимают каким образом может извлекаться тепло из воздуха при отрицательной температуре зимой. Вернемся к основам термодинамики и вспомни определение теплоты.

Теплота — форма движения материи, представляющая собой беспорядочное движение образующих тело частиц (атомов, молекул, электронов и др.).

Даже при температуре 0˚С (ноль градусов по Цельсию), когда замерзает вода, в воздухе все еще есть теплота.  Ее значительно меньше чем, например при температуре +36˚С, но тем не менее и при нулевой и при отрицательной температуре происходит движение атомов, а значит и происходит выделение теплоты.

Движение молекул и атомов полностью прекращается при температуре -273˚С (минус двести семьдесят три градуса по Цельсию), что соответствует абсолютному нулю температуры (ноль градусов по шкале Кельвина). То есть и зимой при минусовой температуре в воздухе есть низкопотенциальное тепло, которое можно извлекать и переносить в дом.

2. Рабочая жидкость в тепловых насосах — хладагент (фреон).

Хладагент R-410А, используемый в тепловых насосах

Хладагент R-410А, используемый в тепловых насосах

Что такое холодильный агент? Хладагент — рабочее вещество в тепловом насосе, которое отбирает теплоту от охлаждаемого объекта при испарении и передает тепло рабочей среде (например, воде или воздуху) при конденсации.

Особенность хладагентов в том, что они способны закипать и при отрицательных и при относительно низких температурах. Кроме того хладагенты могут переходить из жидкого состояния в газообразное и наоборот. Именно во время перехода из жидкого состояния в газообразное (испарения) происходит поглощение теплоты, а во время перехода из газообразного в жидкое (конденсации) происходит передача теплоты (отделение тепла).

3. Работа теплового насоса возможна благодаря его четырем ключевым компонентам.

Для того, чтобы понять принцип работы теплового насоса его устройство можно разделить на 4 основные элементы:

  1. Компрессор, который сжимает хладагент для повышения его давления и температуры.
  2. Расширительный клапан — терморегулирующий вентиль, который резко понижает давление хладагента.
  3. Испаритель — теплообменник, в котором хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды.
  4. Конденсатор — теплообменник, в котором уже горячий хладагент после сжатия передает тепло в рабочую среду отопительного контура.

Именно эти четыре компонента позволяют холодильным машинам производить холод, а тепловым насосам — тепло. Для того, чтобы разобраться как работает каждый компонент теплового насоса и для чего он нужен предлагаем просмотреть видео о принципе работы грунтового теплового насоса.

ВИДЕО: Принцип работы теплового насоса Грунт-Вода

Принцип работы теплового насоса

Теперь попытаемся подробно описать каждый этап работы теплового насоса. Как уже говорилось ранее — в основе работы тепловых насосов лежит термодинамический цикл. Это значит, что работа теплового насоса состоит из нескольких этапов цикла, которые повторяются снова и снова в определенной последовательности.

Рабочий цикл теплового насоса можно разделить на четыре следующие этапы:

1. Поглощение тепла из окружающей среды (кипение хладагента).

В испаритель (теплообменник) поступает хладагент, который находиться в жидком состоянии и имеет низкое давление. Как мы уже знаем при низкой температуре хладагент способен закипать и испаряться. Процесс испарения необходим для того, чтобы вещество поглотило тепло.

Согласно второму закону термодинамики тепло передается от тела с высокой температурой к телу с более низкой температурой. Именно на этом этапе работы теплового насоса хладагент с низкой температурой проходя по теплообменнику отбирает тепло от теплоносителя (рассола), который ранее поднялся из скважин, где отобрал низкопотенциальное тепло грунта (в случаи с грунтовыми тепловым насосами Грунт-Вода).

Дело в том, что температура грунта под землей в любое время года составляет +7-8°С. При использовании геотермального теплового насоса типа Грунт-Вода устанавливаются вертикальные зонды, по которым циркулирует рассол (теплоноситель). Задача теплоносителя — нагреться до максимально возмножной температуры во время циркуляции по глубинным зондам.

Когда теплоноситель отобрал тепло из грунта, он поступает в теплообменник теплового насоса (испаритель) где «встречается» с хладагентом, который имеет более низкую температуру. И согласно второму закону термодинамики происходит теплообмен: тепло от более нагретого рассола передается менее нагретому хладагенту.

Принцип работы теплового насоса. Как работает Тепловой Насос.

Здесь очень важный момент: поглощение тепла возможно во время испарения вещества

и наоборот, отдача теплоты происходит при конденсации. Во время нагрева хладагента от теплоносителя он меняет свое фазовое состояние: хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное (происходит процесс закипания хладагента, он испаряется).

Пройдя через испаритель хладагент находиться в газообразной фазе. Это уже не жидкость, но газ, который отобрал тепло у теплоносителя (рассола).

2. Сжатие хладагента компрессором.

На следующем этапе хладагент в газообразном состоянии попадает в компрессор. Здесь компрессор сжимает фреон, который за счет резкого увеличения давления нагревается до определенной температуры.

Аналогичным образом работает и компрессор обычного бытового холодильника. Единственное существенное отличие компрессора холодильника от компрессора теплового насоса — значительно меньшая производительность.

ВИДЕО: Как работает холодильник с компрессором

 

3. Передача тепла в систему отопления (конденсация).

После сжатия в компрессоре хладагент, который имеет высокую температуру поступает в конденсатор. В данном случае конденсатор — это тоже теплообменник, в котором во время конденсации происходит отдача теплоты от хладагента к рабочей среде отопительного контура (например воде в системе теплых полов, или радиаторов отопления).

В конденсаторе хладагент из газовой фазы снова переходит в жидкую. Этот процесс сопровождается выделением тепла, которое используется для системы отопления в доме и горячего водоснабжения (ГВС).

4. Понижение давления хладагента (расширение).

Теперь жидкий хладагент нужно подготовить к повторению рабочего цикла. Для этого хладагент проходит через узкое отверстие термо-регулирующего вентиля (расширительного клапана). После «продавливания» через узкое отверстие дросселя хладагент расширяется, вследствие чего падает его температура и давление.

Этот процесс сравним с распылением аэрозоля из балончика. После распыления балончик на короткое время становиться холоднее. То есть произошло резкое падение давления аэрозоля вследствие продавливания наружу, температура соответственно тоже падает.

Теперь хладагент снова находиться под таким давлением, при котором он способен закипеть и испаряться, что необходимо нам для поглощения тепла от теплоносителя.

Задача ТРВ (термо-регулирующий вентиль) — снизить давление фреона путем расширения его на выходе из узкого отверстия. Теперь фреон снова готов закипать и поглощать тепло.

Цикл снова повторяется до тех пор, пока система отопления и ГВС не получит от теплового насоса необходимый объем тепла.

 

Тепловые насосы Mitsubishi Electric ZUBADAN Inverter. Принципы работы и преимущества

В наше время тепловые насосы начинают пользоваться значительной популярностью, которая обусловлена несколькими факторами. Во-первых, такое оборудование за несколько лет окупает свою полную стоимость, тем более, учитывая высокие темпы инфляции и повышение цен на все энергоресурсы. Во-вторых, благодаря широкому ассортименту подобной продукции и удобной ценовой линейке, каждый потенциальный покупатель может подобрать что-то для себя. В-третьих, монтаж теплового насоса не является трудоемким, а установку оборудования можно проводить в любой сезон года.

Одними из лидеров современного рынка являются японские тепловые насосы, которые прекрасно адаптированы под нужды потребителей нашей страны. В процессе производства их используются качественные материалы и комплектующие, а также самые современные технологии. Это позволяет судить о высоком качестве оборудования и смело говорить о его безопасности для здоровья людей. Купить тепловой насос вы можете в нашей компании, заказав также услуги монтажа оборудования.

В декабре 2011 года Россия вступила в ВТО. Что для нас это значит? Это означает, что мы все вместе входим в новую эру современной и экономичной техники. В течении нескольких лет цены на энергоносители на внутреннем рынке значительно вырастут. Это, с одной стороны, ударит по карману простых потребителей, но с другой, даст толчок использованию современной экономичной и, что немаловажно, экологичной техники. Именно такой техникой являются тепловые насосы. Ведь они берут тепло прямо из окружающих нас ресурсов: земли, воды, воздуха, того, что дала нам природа. Итак, долой допотопные чугунные котлы, которые через пять лет пойдут на металлолом как прожорливая, не эффективная техника. Пора начинать экономить с тепловым насосом.

Тепловые насосы Mitsubishi Electric ZUBADAN Inverter

 

Принцип работы тепловых насосов

Тепловые насосы — это устройства, позволяющие использовать низкопотенциальную энергию накопленную в окружающей среде (грунт, водоем или воздух) на нужды нагрева (отопление, горячее водоснабжение, подогрев бассейнов и пр.) и охлаждения (холодоснабжение, кондиционирование).

Существует три вида природных источников тепловой энергии для тепловых насосов:

В этой статье речь пойдет о тепловых насосах использующих тепловую энергию воздуха для отопления помещений.

Из основных законов термодинамики известно, что теплота самопроизвольно переходит от тел более нагретых к телам менее нагретым. Системы, которые переносят тепло в обратном направлении принято называть тепловыми насосами. Тепловой насос представляет собой парокомпрессионную холодильную установку, которая состоит из следующих основных компонентов: компрессор, конденсатор, расширительный вентиль и испаритель.

Принцип работы тепловых насосов Принцип работы тепловых насосов 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В чем принцип теплового насоса?

Принцип работы теплового насоса заключается в следующем: Компрессор сжимает газ, при этом его температура и давление увеличиваются (универсальный газовый закон Менделеева-Клапейрона). Горячий газ подается в теплообменник, называемый конденсатором, в котором он охлаждается, передавая свое тепло воздуху или воде, и конденсируется — переходит в жидкое состояние. Далее на пути жидкости высокого давления установлен расширительный вентиль, который понижает давление хладагента. Компрессор и расширительный вентиль делят замкнутый гидравлическийконтур на две части: сторону высокого давления и сторону низкого давления.

Проходя через расширительный вентиль, часть жидкости испаряется и температура потока понижается. Далее этот поток поступает в теплообменник (испаритель), связанный с окружающей средой (например, воздушный теплообменник на улице). При низком давлении жидкость испаряется (превращается в газ) при температуре ниже, чем температура наружного воздуха или грунта. В результате часть тепла наружного воздуха или грунта переходит во внутреннюю энергию хладагента. Газообразный хладагент вновь поступает в компрессор — контур замкнулся. Можно сказать, что работа компрессора идет не столько на «производство» теплоты, сколько на ее перемещение. Поэтому затратив всего 1 кВт электрической мощности на привод компрессора, можно получить теплопроизводительность конденсатора около 5 кВт.

Принцип работы тепловых насосовТепловой насос несложно заставить работать в обратном направлении, то есть возможна работа теплового насоса для охлаждения воздуха в помещении летом.

Как работает тепловой насос

Холодильник, всем известно, переносит тепло из внутренней камеры на радиатор и мы пользуемся холодом внутри холодильника. Тепловой насос — это холодильник «наоборот». Он переносит рассеянное тепло из окружающей среды в наш дом. Теплоноситель (в роли которого выступает фреон), взявший несколько градусов из окружающей среды, проходит через теплообменник теплового насоса, называемый испарителем, и отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом, который имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газообразное. Это происходит при низком давлении и температуре 5°С. Из испарителя газообразный хладагент попадает в компрессор, где он сжимается до высокого давления и высокой температуры. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник — конденсатор, где 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.

 

Преимущества тепловых насосов

✓ Экономичность.

Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД (от 300%) и позволяет получить на 1 кВт фактически затраченной энергии 3-8 кВт тепловой энергии или до 2,5 кВт мощности по охлаждению

✓ Экологичность.

Экологически чистый метод отопления и кондиционирования как для окружающей среды так и для людей, находящихся в помещении. Применение тепловых насосов — это сбережение не возобновляемых энергоресурсов и защита окружающей среды, в том числе и путем сокращения выбросов СО 2 в атмосферу.

✓ Надежность.

Минимум подвижных частей с высоким ресурсом работы. Независимость от поставки топочного материала и его качества. Защита от перебоев электроэнергии. Практически не требует обслуживания. Срок службы теплового насоса составляет 15-25 лет.

✓ Безопасность.

Нет открытого пламени, нет выхлопа, нет сажи, нет запаха солярки, исключена утечка газа, разлив мазута. Нет пожароопасных хранилищ для угля, дров, мазута или солярки.

✓ Комфорт.

Тепловой насос работает практически бесшумно, а погодозависимая автоматика и мультизональный климатический контроль создают комфорт и уют в помещениях.

✓ Гибкость.

Тепловой насос совместим с любой циркуляционной системой отопления, а современный дизайн позволяет устанавливать его в любых помещениях.

Универсальность

по отношению к виду используемой энергии (электрической или тепловой).

✓ Широкий диапазон мощностей.

Тепловые насосные установки могут легко решать вопросы теплоснабжения загородного дома, коттеджа. В целом тепловой насос универсален и применим как в гражданском, промышленном, так и в частном строительстве.

Область применения тепловых насосов

На сегодняшний день тепловые насосы широко применяются во всем мире. Количество тепловых насосов, работающих в Японии, Европе и США исчисляется десятками миллионов штук. Производство тепловых насосов в каждой стране, прежде всего, ориентировано на удовлетворение потребностей внутреннего рынка. В Японии и США наибольшее применение получили тепловые насосы класса «воздух-воздух» для отопления и летнего охлаждения воздуха. В Европе — тепловые насосы класса «вода-вода» и «вода-воздух». В США исследованиями и производством тепловых насосов занимаются более шестидесяти фирм. В Японии ежегодный выпуск тепловых насосов превышает 500 тысяч единиц. В Германии ежегодно вводится более 5 тысяч установок. В Швеции и странах Скандинавии эксплуатируются, в основном, крупные тепловые насосные установки. В Швеции уже к 2000 году эксплуатировалось более 110 тысяч теплонасосных станций (ТНС), 100 из которых имели мощность около 100 МВт и выше. Наиболее мощная ТНС-320 МВт работает в Стокгольме.

Отопление тепловыми насосами

Системы отопления, основанные на применении теплового насоса, отличаются экологической чистотой, так как работают без сжигания топлива и не производят вредных выбросов в атмосферу.

Кроме того, они характеризуются экономичностью: при подводе к тепловому насосу, например, 1 кВт электроэнергии, в зависимости от режима работы и условий эксплуатации он дает до 3-5 кВт тепловой энергии.

Среди достоинств теплового насоса указывают снижение капитальных затрат за счет отсутствия газовых коммуникаций, увеличение безопасности жилища благодаря отсутствию взрывоопасного газа, возможность одновременного получения от одной установки отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования.

Системы отопления бывают моновалентные и бивалентные. Различие между двумя видами состоит в том, что моновалентные системы имеют один источник тепла, который полностью покрывает годичную потребность в отоплении. Бивалентные системы имеют в своем составе два источника тепла для расширения диапазона рабочих температур. Например, тепловой насос работает до температуры наружного воздуха -25°С, а при дальнейшем понижении температуры в дополнение к нему подключается газовый или жидкотопливный котел для компенсации снижения производительности теплового насоса.

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ ZUBADAN (Mitsubishi Electric)

Компания Mitsubishi Electric представляет тепловые насосы ZUBADAN Inverter (ZUBADAN — в переводе с японского — «суперобогрев»). Известно, что производительность тепловых насосов, использующих для обогрева помещений низкопотенциальное тепло наружного воздуха, уменьшается при снижении температуры на улице. И это снижение весьма значительное: при температуре -20°С теплопроизводительность на 40% меньше номинального значения, указанного в спецификациях приборов и измеренного при температуре +7°С.

Именно по этой причине воздушные тепловые насосы не рассматривают как полноценный нагревательный прибор. Отношение к ним, коренным образом может измениться с появлением тепловых насосов Mitsubishi Electric ZUBADAN Inverter.
 

Утилизация теплоты

Дополнительный энергетический и экономический эффект применения тепловых насосов основан на создании контура утилизации (использования) тепла в рамках единой системы охлаждения, отопления и нагрева воды.
 

Аэротермальные тепловые насосы предпочтительнее геотермальных, так как требуют меньших начальных капитальных вложений. Нет необходимости в полях теплосъема и в скважинах, а значит, не нужны дорогостоящие земляные работы и бурение скважин. Не нужны и многометровые трубы грунтовых теплообменников. Вся наружная часть — это только наружный блок теплового насоса.
 

Пример использования воздушного теплового насоса для отопления частного коттеджа в Ленинградской области 

Mr. Slim. Система воздух-вода.

Тепловой насос MITSUBISHI ELECTRIC ZUBADAN Inverter («Воздух-Вода») был установлен в 2009 году в одном из коттеджей Ленинградской области.

Система применена для отопления небольшого частного коттеджа общей площадью отапливаемых помещений 74 м2. Материал стен — пенобетон 200 мм, стены утеплены изнутри пеноплексом 35 мм и вагонкой. Пол утеплен пеноплексом толщиной 55 мм. Крыша утеплена мин. ватой URSA 100 мм. Окна металлопластиковые с двухкамерными стеклопакетами. Двери с герметичными уплотнителями (металлическая + деревянная).

В качестве источника тепла применён наружный блок PUHZ-HRP71VHA (мощность 8,0 – 11,2 кВт). Система отопления — радиаторные батареи. Теплоноситель — пропиленгликоль. Наружный блок подает тепло на пластинчатый теплообменник. С пластинчатого теплообменника циркуляционным насосом тепло передается в радиаторные батареи, которые нагревают воздух в помещениях.

Эксплуатация

За время осенней и зимней эксплуатации система отопления на базе теплового насоса ZUBADAN Inverter не имела аварийных остановок по причине неисправности оборудования.

Система успешно выдержала морозы до –25°С в конце января 2010 года — в помещениях коттеджа поддерживалась целевая температура +21°С. Проверялся автоматический запуск системы после аварийного отключения и подачи электропитания. После подачи питания система осуществляет самодиагностику и включается на заданный режим.

Принцип работы тепловых насосовПринцип работы тепловых насосов

Принцип работы тепловых насосов

Экономическая эффективность

По требованию заказчика электропотребление системы замерялось отдельным счетчиком. В доме поддерживалась целевая температура +21°С. Результаты измерений следующие:

  • в октябре средняя потребляемая мощность составляла 0,62 кВт при средней температуре воздуха 0 ~ +5°С;

  • в ноябре — 1,50 кВт при средней температуре воздуха -3 ~ 0°С;

  • в декабре -1,90 кВт при температуре -3 ~ -8°С.

Результаты наблюдений позволяют сделать вывод, что для отопления дома площадью 74 м2 при температуре наружного воздуха -3 ~ -8°С система ZUBADAN Inverter потребляет электроэнергии меньше, чем один масляный радиатор!

Сравнение работы теплового насоса и бойлера

Принцип получения тепла с помощью теплового насоса отличается от традиционных систем нагрева, основанных на сжигании газа или жидкого топлива, а также прямого преобразования электрической энергии в тепловую. В таких системах еденица энергии энергоносителя преобразуется в неполную единицу тепловой энергии. В то время как тепловой насос, затрачивая единицу электрической энергии, «перекачивает» в помещение от 2 до 6 единиц тепловой энергии, забирая ее из наружнего воздуха.

 Принцип работы тепловых насосов

Следовательно высокая эффективность воздушного теплового насоса делает естественным выбор в пользу таких систем отопления помещений и нагрева воды на объектах, имеющих ограниченные ресурсы.

Стоимость установки тепловых насосов 

Установка теплового насоса по стоимости (да и по качеству) в различных климатических компаниях может сильно отличаться. Специалисты «ЕвроКлимат» проффесионально выполнят монтаж теплового насоса. Мы стараемся предложить нашим клиентам цены ниже средних в Санкт-Петербурге при этом гарантируем качество выполненных работ.

Купить тепловой насос MITSUBISHI ELECTRIC ZUBADAN Inverter
Уточните действующие ЦЕНЫ у наших менеджеров по телефонам в Санкт-Петербурге :
8 (812) 643-66-60, 8 (800) 775-90-60

 

 

Что такое тепловой насос. Принцип работы и стоимость теплового насоса

  Тепловой насос — это альтернатива газовому или электрическому котлу, принцип работы, которых основывается на произведении тепла. Тепловой насос в свою очередь не производит тепло — он берет энергию воздуха с улицы, воды или же грунта, и переносит в помещение. Таким образом, тепловой насос может работать на отопление, кондиционирование воздуха и даже на нагрев воды.

Тепловой насос для отопления дома
 

  Тепловые насосы способны обеспечивать отопление даже при наружной температуре воздуха в -25°C. Тем самым, достигается высокий показатель КПД тепловых насосов – 3-5кВт тепла (или же холода) на 1 кВт электричества, в то время когда у газовых и электрических котлов уровень КПД меньше 1 кВт! Откуда тепловой насос берет тепло, если на улице -25°C? Ответ прост. Из того же воздуха. На самом деле абсолютный 0, это -273 градуса по Цельсию. Все что до этой отметки — тепло. И это тепло можно доставать, накапливать и направлять на нагрев.

 

  Работу воздушного теплового насоса можно сравнить с работой всем знакомого бытового кондиционера. У него так же есть наружный и внутренний блок, только вот воздушный тепловой насос греет не воздух в доме, а воду, которая потом бежит в теплый пол, в радиаторы или же фанкойлы. Так мы и получаем эффективное отопление в нашем доме.

 

Конструкция теплового насоса на примере модели Mitsubishi Electric 

 Тепловой насос micubisi     Конструкция теплового насоса


Типы тепловых насосов 

  Тепловые насосы бывают разных типов:
 

  Все вышеуказанные виды тепловых насосов в качестве источника энергии для тепла, холода, используют:

  • воздух, окружающий нас;
  • воду из водоемов, или же подземные воды;
  • грунт. 

  Устройства тепловых насосов разных типов очень схожи между собой, но есть и некоторые отличия. Например, у воздушного теплового насоса во внешнем блоке будут вентиляторы, которые прогоняют уличный воздух через систему. У грунтового теплового насоса будут трубы, схожие со скважиной, которые вкапываются в грунт, и забирают из него тепло для отопления или кондиционирования в доме. У водяного насоса так же будет скважина, через которую вода забирается в тепловой насос и прогоняется через систему для отопления.

  Более детально об особенностях разных видов тепловых насосов читайте в статье ‘Виды тепловых насосов для отопления: виды, преимущества и применение’.

 

Правильно подобрать тепловой насос могут специалисты, которые при расчетах и выборе системы учитывают такие факторы:
 

  • Состояние объекта (новое, или же реконструкция)
  • Физическое расположение объекта (для выбора типа теплового насоса – воздушный, водяной или грунтовой)
  Рассматривая различия преимуществ одного вида теплового насоса от других, можно сказать, что воздушный тепловой насос считается более универсальным, так как подойдет для многих типов коттеджей и частных домой. Он так же быстро окупится. 

  Что касается грунтового теплового насоса – он выглядит более эффективным, однако, такая система дольше окупается из-за стоимости земляных работ (бурения под скважину). В случае, если ваш объект находится вдалеке от комплексных построек, и электричество вам обходится очень дорого, то грунтовой тепловой насос является единственным выходом.

  Водяные тепловые насосы применяться в двух случаях: если у вас обилие грунтовых вод (что встречается довольно редко), или же если рядом расположен водоем. Во втором случае, хотим предупредить, что для того чтобы забирать тепло из водоема — нужно использовать специфические теплообменники, которые к тому же довольно часто могут засоряться. Это приведет к уменьшению производительности и дорогому сервисному обслуживанию

Мы хотим проконсультировать Вас

  Компания VENTBAZAR.UA занимается поставкой и монтажем ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ любого типа и мощности.

 

  Помимо этого осуществляем:

 

консультацию по вопросах альтернативного отопления на базе тепловых насосов; 

предварительный аудит теплозатрат обьекта;

проектирование;

сервисное обслуживание установленных нами систем.

   

  Звоните: (044) 50 000 53 или (097) 100 05 33.

  Также можете указать свои контактные данные, и наш менеджер свяжется с Вами  для подбора решения для Вашей квартиры/дома или офиса.

Схема подключения к тепловому насосу различных видов агрегатов для отопления:

 Схема подключения к тепловому насосу
 

Сколько стоит тепловой насос, и какие производители существуют
 

  Стоимость оборудования для коммерческих и частных помещений:

  • Для помещений площадью  100-150 м2 —  составляет от 2700 до 4500 EUR. 
  • Для помещений площадью  170-280 м2 — составляет от  4700 до 15000 EUR.  
  • Для помещений 400 м2 и выше  — ИНДИВИДУАЛЬНО.


  К премиум сегменту можно отнести следующих производителей: Hitachi Yutaki, Mitsubishi Electric, Daikin Altherma, Viessmann, Vaillant.

  К средне-ценовому сегменту: MyCond, Gree Versati, Cooper&Hunter.

  Подводя итоги
, можно сказать, что идеальным вариантом является использование теплового насоса ‘воздух-вода’. Он прост в монтаже, эксплуатации и довольно быстро окупается. Если не верите нам, то посчитайте, сколько вы сможете сэкономить на отоплении квартиры или дома, если установите тепловой насос. Все необходимые формулы мы опубликовали здесь.

  Для чего вам нужен тепловой насос? Прежде всего, чтобы экономить на отоплении. А как бонус вы получаете систему кондиционирования всего дома в жаркий период года и наличие горячей воды в доме круглый год. 

 

Преимущества и недостатки тепловых насосов:

 Преимущества и недостатки отопления тепловым насосом

   Произвести грамотные расчеты, подобрать и купить тепловой насос Вам помогут наши технические специалисты. Звоните по номеру (044) 50 000 53, или же закажите Обратный звонок в шапке сайта и получите бесплатную консультацию!
 
 

Похожие статьи:


Отопление частного дома

Отопление без газа: решения, цены, с чего лучше начать?

Подбираем тепловой насос ‘воздух-вода’ правильно

Что такое тепловой насос — их типы и устройство, положительные и отрицательные стороны

Для полноценного функционирования систем отопления, подачи горячей воды, а также работы кондиционеров необходим постоянный источник энергии. Существует множество различных теплогенераторов, работающих от электричества, на дизельном топливе или газе. Каждый имеет свои недостатки: запах, опасность воспламенения, сложность конструкции и т.д. Тепловой насос – современное решение, которое избавит от большинства проблем.

Самым важным достоинством устройства является его удобство в применении. Тепловое оборудование использует энергию, накопленную в течение теплого времени года из окружающей природы: земли, воды, каменных пород. При выборе такого типа устройства вы навсегда забудете запах газа и дизеля, снизите пожароопасность жилья, сэкономите на энергопотреблении.

Функционирование систем отопления, работа которых основана на электрической энергии, требуют большой мощности, что не всегда представляется возможным. Решить данную проблему поможет установка теплового насоса. Для его успешной эксплуатации потребуется природный источник питания. Если сравнить количество потребления такого устройства с традиционным отоплением, то для его полноценного функционирования достаточно 1/4 мощности стандартной системы.

Тепловой насос существенно экономит затраты на энергию. Цена на установку такого оборудования в сравнении с монтажом котлов, функционирующих на топливе или электричестве, дорогостояща. Но оно окупает себя за счет экономии на расходе энергоносителя в течение 3-5 лет.

Принципы работы устройства

Конструкция теплового насоса имеет два трубопровода: внешний и внутренний. Один прокладывается через источник энергии, которым является природный элемент. Им может быть грунт, водоемы, породы скал или воздух.

Теплоноситель прокачивается по трубам через источник и нагревается на несколько градусов. Затем он проникает внутрь насоса, проходит через теплообменник, выполняющий функцию испарителя. Тепло отдается внутреннему контуру, который заполнен материалом, закипающему при маленьких температурах. При соприкосновении с данным элементом жидкость испаряется и превращается в пар. Для этого достаточно иметь температуру – 50 °С.

Газообразное вещество проводится в компрессорный отдел. Здесь оно сжимается, давление внутри резко увеличивается, температура повышается. После этого газ переносится в конденсатор, в котором отдает тепло жидкости, циркулирующей в радиаторах отопления. Горячий газ остывает и вновь возвращается в свое прежнее состояние, а нагретый теплоноситель поступает по трубам в радиаторы.

Хладагент, проходя обратно через конденсатор, понижает свою температуру еще на несколько градусов, но давление его остается прежним. Для того чтобы понизить напор жидкости, она поступает обратно в испаритель через специальный редукционный клапан. Цикл начинается снова.

Виды природных источников тепла

Источником теплоэнергии может быть любой природный материал, который имеет температуру независимо от времени года не ниже – 1 °С. В качестве него используют озера, реки, море, породы скал, землю, теплый воздух из системы кондиционирования и вентиляции и другие.

Внешний контур – полиэтиленовые трубы. Они устанавливаются в источнике тепла. Трубопровод собирает тепловую энергию из окружающей среды. Жидкость, находящаяся внутри системы, состоит из 30% этилового спирта или этиленгликоля.

Скалистые породы

При использовании скалистых пород вырывается скважина. В нее опускается полиэтиленовый трубопровод. Скважина должна быть глубокой. Для удешевления процесса часто выкапывают два или более отверстий в породе. Глубина в таком случае рассчитывается из общих размеров. Для того чтобы все сделать правильно, следует учесть производительную силу теплового насоса. 50-60 Вт энергии тепла – это 1 метр глубины скважины. При использовании насоса мощностью 10 кВт необходимо вырыть ее на 170 метров.

Грунт

Для теплового насоса используется грунт с повышенной влажностью. Лучше всего для этого подходят участки с расположенными рядом подземными реками. Благодаря грунтовым водам земля будет постоянно увлажняться в любое время года. Внешний контур теплового насоса прокладывается глубоко в почву на расстояние не менее, чем 1 метр от поверхности. Между трубопроводами должен быть выдержан отрезок от 80 см до 1 метра.

Полезная мощность теплового насоса с уложенным в грунт внешним контуром составляет от 20 до 30 Вт/м. Поэтому для монтажа оборудования, имеющим производительность 10 кВт, необходимо взять трубу длиной не менее 450 м. Для этого достаточно иметь площадь 20 на 20 кв.м.

Перед укладкой трубопровода в землю участок не требует специальной подготовки. Расположенные на поверхности объекты и растения никакого влияния на внешний контур теплового насоса не имеют. Самым важным при монтаже труб в грунт является правильный расчет.

Вода

Самым идеальным источником тепла для насоса является водоем, расположенный на близком расстоянии от объекта отопления. При использовании озер или рек трубопровод прокладывается по самому дну. Данный способ считается наиболее удачным, потому что в водоеме в любое время года температура всегда остается положительной. Зачастую зимой на дне вода имеет самый «высокий» показатель.

Для получения максимальной пользы не нужно прокладывать длинный внешний контур. Короткие трубы позволяют преобразовать максимум энергии. Для того чтобы выработать 30 Вт мощности, необходим 1 м трубопровода, на 10 кВт понадобится около 300 м. При монтаже внешнего контура важно его закрепить на дне водоема так, чтобы он не всплывал, поэтому рекомендуется подвесить на каждый метр трубопровода груз весом около 5 кг.

Теплый воздух

Воздух может стать хорошим источником тепла. Для этого разработана специальная модель. Насос преобразует тепло из вытяжки вентиляции. Часто такой тип отопления используется на крупных промышленных помещениях, где вырабатывается горячий воздух в большом количестве. Это могут быть пекарни. Также воздушные насосы широко применяются при производстве керамических изделий. Подобные модели отлично подходят для отопления загородных дач в летний период.

Пиковый электронагреватель

Практически все модели тепловых насосов имеют важный элемент – электронагреватель. При покупке отопительного оборудования необходимо учитывать показатель номинальной мощности. Он высчитывается в условиях максимальной нагрузки при самой низкой температуре. Но в большинстве регионах страны такие условия держатся всего несколько недель в году, поэтому приобретать тепловой насос большей мощностью из расчета на данный период нецелесообразно. Фактически потенциальные возможности устройства не будут использоваться. Выгоднее приобрести оборудование меньшей мощности и в случае необходимости подключать к нему электрообогрев.

Электронагреватель имеет небольшую стоимость, но он затратен в потреблении электроэнергии. Тепловой насос наоборот, сам по себе стоит дорого, но вырабатывает дешевую энергию. Использование их в комбинации друг с другом позволит получить максимальную отдачу тепла и существенно сэкономить на коммунальных платежах. Разумное применение сократит окупаемость оборудования в несколько раз. Определение совместимых мощностей для теплового насоса и электронагревателя высчитывается по универсальному интегральному графику.

Активное и пассивное кондиционирование

При работе теплового насоса происходит естественный процесс кондиционирования. Зимой тепло забирается из природных источников и запускается в систему отопления дома, а летом холодные температуры переносятся в помещение из скважин или водоемов. Принцип работы при кондиционировании такой же, что и при отоплении. Единственным различием является то, что вместо радиаторов ставятся фанкойлы.

Существует два режима, при которых происходит поступление холодного воздуха в помещение. При пассивном кондиционировании теплоноситель просто проходит цикл за циклом между источником и фанкойлом. Холодный воздух поступает в дом без включения компрессора. Его подключают в том случае, если такого охлаждения недостаточно. Охлаждение с работающим компрессором называется активным.

Тепловой насос в системе теплых полов

Тепловой насос идеально походит для нагрева системы теплых полов. По своим техническим характеристикам оборудование подает теплоноситель, который имеет максимальную температуру не выше 55 °С. Для успешной организации радиаторного отопления следует правильно произвести все расчеты, иначе насос не сможет дать нужное количество тепла. Для подогрева пола такой температуры хватит сполна.

При комплексной установке насоса и системы теплого пола энергия будет не только экономно затрачиваться, но и равномерно распределяться по всей поверхности. Энергоресурсы в данном техническом тандеме расходуются на 80% меньше, чем при эксплуатации традиционных методов отопления.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о