Как работают тепловые насосы?
11 February 2019 StroU.netЕвропейские страны постепенно переходят на более рациональные методы отопления и кондиционирования замкнутых площадей (квартиры, промышленные ангары и т.д.). Одним из таких выступают тепловые насосы. Покупатели украинского рынка не сильно знакомы с подобными технологиями, поэтому оборудование только начинает появляться в быту. Это значительно влияет на уровень продаж. По состоянию на 2019 год тепловые насосы разных типов имеют невысокий оборот среди покупателей. Несмотря на это, с каждым годом украинцы задумываются об энергоэффективном отопительном оборудовании.
Положительные стороны тепловых насосов
Отличительной особенностью подобного оборудования выступает то, что источником энергии выступает природа. Существующие разновидности тепловых насосов позволяют эффективно охлаждать, вентилировать и отапливать комнаты значительных размеров. Они применяются для частных домов, промышленных цехов, коммерческих объектов. Содержание устройств обходится дешево.
Все продаваемые тепловые насосы имеют простой принцип действия, который практически не отличается от привычного кондиционера или холодильника. Фишкой выступает возможность одинаково эффективно охлаждать или нагревать замкнутое пространство. Все это не сильно влияет на способ работы установленного оборудования. В данном случае тепло может забираться из грунта, воды или воздуха.
Мировые тенденции отображают положительные результаты от использования подобного оборудования. На сегодняшний день тепловые насосы – наиболее оптимальный вариант создания горячего водоснабжения, отопления или кондиционирования квартиры, загородного дома.
Подобная популярность основывается на большом количестве преимуществ:
- низкое потребление электроэнергии;
- невысокие затраты на обслуживание;
- универсальность работы (может подогревать или охлаждать помещение);
- высокая безопасность;
- продолжительной срок службы (среднее значение 50 лет);
- простота управления;
- нет необходимости регулярно изменять параметры агрегатов.
Тепловой насос, принцип действия которого не отталкивается от разновидности источника тепла, может применятся для промышленных и частных помещений. Они изготавливаются разных типов, что дает возможность подбирать наиболее подходящие варианты.
По принципу работы они бывают абсорбирующие и компрессионные. Исходя их источник тепла устройства разделяются на воздушные, геотермальные (тепло забирается из грунта или воды). Рассмотрим все варианты по отдельности.
Тепловой насос вода-вода
Агрегаты предназначаются только для повышения температуры воды в замкнутом контуре. Это позволяет сооружать водопровод с горячей водой, которая используется для прогрева комнат или бытового использования. В этом случае теплота забирается из воды, залегающей под слоем грунта.
Особенностью выступает то, что устройство работает только с жидкостями. Поэтому теплоноситель обязательно выполняется из жидкости.
Монтаж геотермального теплового насоса дает возможность отказаться от применения оборудования, которое применяется для отопления или охлаждения комнат.
Конструкция агрегатов вода-вода не отличается сложностью. Основными элементами являются компрессор, конденсатор, испаритель и дроссель.
Особенности теплового насоса вода-вода при работе
В грунтовые воды помещается специальное оборудование. Отсюда вода направляется по трубкам в испаритель. Циркулирующая жидкость имеет положительную температуру – 8-10 градусов Цельсия. Между трубками, по которые двигаются грунтовые воды находится хладагент. При контакте этих элементов происходит реакция, в результате которой хладагент начинает закипать. Благодаря подобному технологическому процессу удается отобрать тепловую энергию с грунтовых вод.
Охлажденная вода сливается обратно, а испарения хладагента направляются в компрессор, под действием всасывания. Компрессор создает сжимающие усилия и направляет теплые пары в конденсатор. В процессе подобной последовательности действий, фреон (хладагент) прогревается до 70-80 градусов Цельсия. В результате полученная тепловая энергия передается жидкому носителю отопительной системы. Благодаря такой системе удается прогревать квартиру зимой.
Когда хладагент остывает, он перемещается на дно конденсатора. Из-за создаваемого перепада давления фреон попадает обратно в испаритель. После этого процедура повторяется.
Чтобы проверить энергоэффективность тепловых насосов был проведен специальный эксперимент, в ходе которого определились основные показатели. Оказалось, что устройство вода-вода обходится намного дешевле любой газовой котельной. Удается создать большее количество теплоты, затратив при этом минимум энергии. В ходе исследования получены точные данные: выгода относительно газовых агрегатов – 150%, электрических котлов – 300-400%.
При подсчете годового количества затраченной элекроэнергии выходит значительная экономия. В среднем удается экономить 1000-1600 кВт, если мощность теплового насоса вода-вода до 5 кВт.
Тепловой насос воздух-вода
При выборе наиболее рационального отопительного оборудования необходимо рассматривать все существующие варианты. Одним из таких является тепловой насос воздух-вода. Его можно использовать для кондиционирования или отопления частных домов или промышленных объектов.
Рассматриваемые агрегаты относятся к наиболее современным, поскольку имеют хорошо проработанную технологию производства тепла. В данном случает тепло забирается из окружающей среды и передается жидкому теплоносителю (воде). Независимо от производителя тепловых насосов такого типа, в их конструкции обязательно присутствует два главных блока – наружный и внутренний.
Принцип действия теплового насоса воздух-вода
Его работа имеет схожие параметры с обычным кондиционером, но выделяется пару отличий. Тепловые насосы предназначаются для нагрева воды, а не воздуха комнаты, и они могут выступать в качестве автономных систем отопления здания.
Принцип работы агрегата, подключенного к системе отопления:
- забирается тепло из воздуха окружающей среды;
- происходит ее прогрев до заданных параметров;
- выполняется передача тепловой энергии воде, которая находится в трубах отопления;
- при охлаждении хладагента вырабатывается дополнительная энергия.
- дополнительного резервного оборудования, имеющего наружный и гидравлический модули;
- основной системы горячего водоснабжения и отопления небольших застроек, площадью не более 170 кв. метров.
Тепловой насос воздух-воздух
Оборудования отличается универсальностью применения. Тепловой насос воздух-воздух прост в эксплуатации, обладает хорошей эффективность и применяется для промышленных или жилых комнат. Работа основана на использовании воздуха из окружающей среды.
По принципу работы тепловой насос воздух-воздух сильно напоминает кондиционер, но имеет принципиальное отличие – процесс происходит в обратном направлении.
После отбора воздуха из окружающей среды в работу вступает хладагент, задача которого заключается в охлаждении полученной массы. На основании этого процесса и проходит отбор тепловой энергии. Она сжимается под действием давления компрессора. Из-за этого хладагент закипает и передает тепло теплоносителю (воздуху).
Регулярный и равномерный прогрев помещения достигается за счет постоянного повторения циклов работы оборудования.
Преимущества тепловых насосов воздух-воздух
При использовании подобных агрегатов можно рассчитывать на следующие положительные стороны:
- Простота монтажа. Весь процесс практически не отличается от крепления кондиционера. При этом нет необходимости прокладывать протяженный трубопровод, бурить скважину и т.д.
- Универсальность. Оборудование можно использовать в любое время года. В зависимости от потребностей включается обогрев или кондиционирование помещения. Всегда можно использовать тепловой насос для создания горячего водоснабжения.
- Хорошая теплоотдача. Вся выработанная тепловая энергия передается в комнату. Подобный эффект наблюдается и при охлаждении пространства.
Приведенное в статье оборудование имеет высокую цену, что не дает возможности населению страны использовать его для бытовых целей. Умельцы научились создавать тепловой насос своими руками, выкладывая подробные инструкции в интернет. Если захотеть, можно заменить дорогостоящие агрегаты на дешевые устройства.
Стоимость электрической энергии, газа и другого топлива постоянно растет, поэтому необходимо применять более эффективные методы отопления помещений. Тепловые насосы справляются с поставленной задачей, но окупаются через несколько лет.
Комментарии ()