Тепловые насосы могут обогревать Ваш дом в холодное время года, охлаждать – в летний период, а также весь год обеспечивать жильё горячей водой. Они работают на энергии различных возобновляемых источников, превращая её в тепловую энергию с помощью хладагентов.
Тепловые насосы могут обогревать Ваш дом в холодное время года, охлаждать – в летний период, а также весь год обеспечивать жильё горячей водой. Они работают на энергии различных возобновляемых источников, превращая её в тепловую энергию с помощью хладагентов.
Конструкция тепловых насосов предусматривает наличие 2 частей: одна находится снаружи и поглощает тепловую энергию возобновляемого источника, а другая – внутренняя – передаёт полученную теплоту системе отопления или кондиционирования.
Современные модели тепловых насосов позволяют экономить на обогреве или охлаждении дома около ¾ средств, которые тратились бы на те же цели при отсутствии теплового насоса. Такая высокая энергоэффективность возможна благодаря тому, что система с тепловым насосом осуществляет охлаждение или обогрев, используя бесплатные источники – тепло почвы, грунтовых вод, отработанного воздуха, выходящего из помещений.
В работе теплового насоса выделяют несколько циклов:
1) Испарение. Замкнутый комплекс из труб, находящихся в земле (наружная часть) поглощает тепловую энергию почвы, в результате чего находящийся в трубах хладагент становится газообразным. Затем пары хладагента направляются к компрессору. Важно помнить, что трубы насоса обязательно должны быть расположены ниже точки промерзания.
2) Сжатие. Компрессор сильно сжимает газообразный хладагент, из-за чего его температура быстро возрастает.
3) Конденсация. Нагретый пар под высоким давлением оказывается во внутренней части теплонасоса. Он используется для обогрева воды или помещений, при этом, отдавая им своё тепло, хладагент возвращается в жидкое состояние.
4) Расширение. В расширительном клапане снижается давление полученной жидкости. После этого все этапы цикла повторяются.
Энергоэффективность тепловых насосов выше, чем у других обогревательных приборов, и составляет 300%. Это значит, что насос производит 4 кВт полезной тепловой энергии, потребляя 1 кВт электроэнергии. Однако показатели энергоэффективности могут меняться, например, в зависимости от того, в какой почве располагается внешняя часть земляного насоса. Песчаная почва снизит его энергоэффективность почти в 2 раза. Также энергоэффективность снижается при пониженной температуре воздуха.
В летние месяцы теплонасос можно использовать для охлаждения и кондиционирования жилища. Принцип действия работы теплонасоса в режиме охлаждения подобен работе системы отопления, с той разницей, что тепловой насос использует не радиаторы, а фанкойлы. В режиме пассивного охлаждения компрессор не участвует – хладагент просто передвигается между скважиной и фанкойлами, т.е. в дом поступает холод из скважины. Если его недостаточно, то компрессор включается в работу и делает температуру хладагента ещё ниже.
Среди теплонасосов для бытовых целей выделяют 3 типа:
- «Земляные» или «грунт-вода», «грунт-воздух». Они наиболее популярны. Эффективность этих теплонасосов, как и цена, выше, чем у других типов. В зависимости от расположения подземных труб земляные теплонасосы делятся на вертикальные и горизонтальные. Вертикальные требуют создания глубокой скважины для прокладки труб – от 50 до 200 м. Можно сделать несколько менее глубоких скважин на расстоянии более 10 м друг от друга, но даже в этом случае их глубина не должна быть менее 50 м. Требуемая глубина определяется в зависимости от мощности теплонасоса: так, при мощности в 10 кВт необходима суммарная глубина скважин не менее 170 м.
- При установке горизонтального теплового насоса глубокого погружения труб не требуется – достаточно 1 м. Зато понадобится достаточно обширная площадь участка – примерно 400 м2. Точная глубина заложения внешней части горизонтального теплонасоса определяется особенностями местности. Трубы должны располагаться на расстоянии не менее полутора метров друг от друга. При мощности 10 кВт суммарная длина трубопроводов должна составлять около 350 – 450 м. «Земляные» тепловые насосы оптимальны для регионов с умеренным климатом.
- «Водяные» или «вода-вода», «вода-воздух».
- «Воздушные» или «воздух-вода», «воздух-воздух». Подходят для местности с мягким климатом, где амплитуда температур невелика.
- Стоит помнить, что водные и воздушные теплонасосы склонны к потерям энергоэффективности сильнее, чем земляные.
По источнику питания различают электрические тепловые насосы и газовые тепловые насосы. Модели первого типа получили большее распространение.
Комбинирование теплонасосов разного типа поможет достичь большей энергоэффективности при неблагоприятных климатических условиях.
Тепловые насосы, как и любая другая техника, имеют свои плюсы и минусы. Среди неоспоримых достоинств можно выделить экономность, безопасность, бесшумность и удобство использования – при наличии отопительных радиаторов и фанкойлов можно переводить насос с режима обогрева в режим охлаждения, и наоборот.
Недостаток тепловых насосов – в достаточно больших затратах на установку. Кроме того, до недавних пор теплоноситель мог нагреваться только до 60 градусов. В современных моделях эта проблема устранена, однако и стоят такие теплонасосы дороже.
