Навіщо потрібен тепловий насос? Коли слід вибрати тепловий насос? Переваги.
Тепловий насос - сучасне джерело енергії, використовуваної для роботи систем кондиціонування, опалення гарячого водопостачання. На відміну від інших теплогенераторів (газових, дизельних, електричних), тепловий насос "викачівавает" накопичену за теплу пору року енергію ізокружающей середовища - грунту, скельної породи, водойми.
Які ж переваги дає використання теплового насоса? Перш за все це підвищення рівня комфорту. Вибравши тепловий насос замість системи, що працює на рідкому паливі, ви зменшите пожежонебезпечність свого будинку, позбудетеся від димової труби, запаху дизельного палива та необхідності пам'ятати про те, щоб вчасно замовити його доставку.
Якщо ви хотіли б встановити систему, що працює на електічества, але для цього не вистачає підключеною електричної потужності будинку, тепловий насос може вирішити цю проблему - для його використання вистачить чверті потужності, необхідної для традиційної системи опалення.
Таким чином, використання теплового насоса - це ще й економія енергії і грошей. ВУкаіни сьогодні вартість виробництва теплової енергії значно завиісіт від виду палива: найдорожче електроененргія, потім йде дизельне паливо і газ. Але ціни на енергоносії весь час змінюються, і різниця між ними скорочується. При цьому різниця у вартості установки теплового насоса з ґрунтовим теплообмінником і котельні на дизельному паливі з паливним господарством, димарем, системою автоматичного управління окупиться за 3-5 років.
Як працює тепловий насос.
Джерелом тепла може бути скеляста порода, земля, вода, повітря.
Теплоносій нагрівається на кілька градусів, проходячи по зовнішньому контуру, покладеному в землю або водойму, Всередині теплового насосу теплоносій, проходить через теплообмінник (випарник) і віддає зібране тепло внутрішнього контуру теплового насоса. Внутрішній контур теплового насоса заповнений холодоагентом, що мають низьку температуру кипіння, який, проходячи через випарник, перетворюється з рідкого стану в газоподібний при температурі 5оС і низькому тиску. З випарника газоподібний холодоагент потрапляє в компресор, там він стискається до високого тиску і високої температури. Потім гарячий газ поступає в другий теплообмінник - конденсатор, де відбувається теплообмін між гарячим газом і теплоносієм із зворотного трубопроводу системи опалення будинку. Холодоагент, віддаючи тепло системі опалення, охолоджується і перетворюється в рідину, а теплоносій системи опалення надходить в опалювальні прилади. Після проходження через конденсатор рідкий хладоген може бути ще більш охолоджений, а температура прямої води системи опалення збільшена за допомогою додатково встановленого сабкулера. Тиск холодоагенту, тим не менш, все ще залишається високим. При проходженні холодоагенту через редукційний клапан тиск знижується, холодоагент потрапляє в випарник, і цикл повторюється знову.
Необхідні вимоги до джерела енергії
Джерелом енергії може бути грунт, скельна порода, озеро, взагалі будь-яке джерело тепла з температурою - 1 градус Цельсія і вище, доступний в зимовий час. Це може бути річка, море, вихід теплого повітря з системи вентиляції або якого-небудь промислового обладнання.
Зовнішній контур, що збирає тепло навколишнього середовища, являє собою поліетиленовий трубопровід, покладений в землю або у воду. Теплоносій - 30% розчин етиленгліколю (або етилового спирту).
При використанні в якості джерела тепла скелястої породи трубопровід опускається в свердловину. Можна пробурити дещо не глибоких свердловин - це, можливо, обійдеться дешевше, ніж одна глибока. Головне - отримати загальну розрахункову глибину.
Для попередніх розрахунків використовується наступне співвідношення - 50-60 Вт теплової енергії на 1 метр свердловини. Тобто, для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт необхідна свердловина глибиною 170 метрів.
Земляний контур.
При укладанні контуру в землю бажано використовувати ділянку з вологим грунтом, найкраще з близькими грунтовими водами. Використання сухого ґрунту теж можливо, але це призводить до збільшення довжини контуру. Трубопровід повинен бути заритий на глибину приблизно 1 м, відстань між сусідніми трубопроводами - приблизно 0.8-1.0 м.
Питома теплова мощноть трубопроводу, покладеного в землю трубопроводу - 20-30 Вт / м. Т. е. Для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт досить 350-450 м теплового контуру, для чого вистачить ділянки 20х20 кв.м.
Спеціальної підготовки грунту не потрібно, впливу на рослини трубопровід при правильному розрахунку не робить.
Найближчий водойма - ідеальне джерело тепла для теплового насоса. При використанні в якості джерела тепла води озера або річки контур укладається на дно. Цей варіант є ідеальним з будь-якої точки зору - «висока» температура навколишнього середовища (температура води у водоймі взимку завжди позитивна), короткий зовнішній контур, високий коефіцієнт перетворення енергії тепловим насосом.
На 1 метр трубопроводу доводиться орієнтовно 30 Вт теплової мощності.Такім чином, для установки теплового насоса продуктивністю 10 кВт необхідно укласти в озеро контур довжиною 300 метрів.
Для того, щоб трубопровід не спливав, необхідно встановити близько 5 кг вантажу на 1 погонний метр трубопроводу.
Тепле повітря.
Існує і спеціальна модель теплового насоса з повітряним теплообмінником для отримання теплової енергії з повітря, наприклад, з витяжки вентиляційної системи. Вона може використовуватися на виробничих підприємствах виробляють велику кількість теплого повітря (пекарні, виробництво кераміки і т.д.).
Така модель стане в нагоді і для заміського будинку для роботи системи гарячого водопостачання в літній період.
Навіщо потрібен піковий електродогрев.
Електронагрівачі встановлені практично у всіх моделях теплових насосів. Це пов'язано з тим, що вибираючи опалювальну техніку, рассчет номінальної потужності при виборі опалювальної техніки робиться з урахуванням покриття теплового навантаження в найхолодніші дні, наприклад, для Харкова мінімальної розрахункової температурою вважається -26oC.
Але така температура тримається тільки кілька днів на рік, а значить потенційні можливості теплового насоса практично не будуть використовуватися. Економічно вигідніше виходить придбати тепловий насос меншої потужності, а в найхолодніші дні користуватися електроопаленням.
Комбінація двох джерел тепла - виробляє дешеву енергію, але дорогого (тепловий насос), і дешевого, але виробляє дорогу енергію (електронагрівач) дозволяє знизити вартість капітальних витрат і збільшити термін окупності теплонасосної установки.
Для вибору співвідношення потужностей теплового насоса / електрообігрівача використовується спеціальний інтегральний графік, універсальний для всіх регіоновУкаіни.
Принцип кондиціонування (активного і пасивного).
У зимовий час тепловий насос переносить з навколишнього середовища тепло, яке потім використовується в системі опалення. Влітку, навпаки, «холод» зі свердловини (7-9oC) переноситься в приміщення будинку. Принцип роботи системи приблизно такий же, тільки замість радіаторів використовуються фанкойли. При пасивному охолодженні теплоносій просто циркулює між фанкойлами і свердловиною, тобто холод з свердловини прямо надходить в систему кондиціонування - компресор не працює). Якщо пасивного охолодження не досить, ключается компресор теплового насоса, який додатково охолоджує теплоносій.
Водяна тепла підлога і тепловий насос.
Тепловий насос і система опалення "Тепла підлога" як ніби спеціально створені одне для одного. Технічні особливості теплового насоса такі, що температура, підвалу в систему опалення, зазвичай не більше 55oC, а температура "зворотної" води повинна бути не більше 50oC. При використанні традиційних радіаторів необхідний ретельний розрахунок опалювальних приладів. Для теплої підлоги же даної температури цілком достатньо.
При установці теплового насоса в системі опалення "тепла підлога" енергія буде не тільки економно вироблятися, а й економно розподілятися. Тепловий насос дозволяє зекономити до до 80% енергоресурсів, в порівнянні з використанням традиційних своє джерело тепла, а тепла підлога економить 10-15% енергії в порівнянні з радіаторними системами опалення.