• sun cillector
Главная -> Тепловые насосы

Тепловой насос

Тепловой насос. Что это такое. Мы все чаще слышим это слово, когда перед нами встает задача решения вопросов обеспечения теплом. На самом деле эта «штука» была изобретена уже более 150 лет назад в Англии. Если говорить «простым» языком, то это холодильник «наоборот». Представьте себе, что Вы ставите в холодильник кастрюлю с горячим супом. Что происходит? Холодильник начинает «отбирать» у кастрюли тепло и выбрасывать его «наружу». В результате суп остывает, а от задней стенки холодильника исходит в помещение тепло. Так вот, тепловой насос делает все тоже самое, но только «отбирая» тепло из окружающей среды и отправляя его в нужное нам место. Если говорить языком Википедии, то Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

 

Что же может служить источником такого тепла ?

Это, например, окружающий нас воздух. И тогда использующий подобный источник тепловой насос будет называться воздушным. Дальше такой тепловой насос может преобразовывать энергию в нагрев подаваемого в помещение воздуха, и тогда это будет насос типа воздух-воздух. Или начнет нагревать воду, используемую в бытовых нуждах, и тогда это будет насос типа воздух-вода. Это самые простые и дешевые типы тепловых насосов, отличающиеся одним большим недостатком – при падении температуры окружающей среды (т.е. воздуха) эффективность подобных насосов падает. Правда речь идет о применении подобных систем при температурах в районе -20 оС. Если мы живем в более теплых климатических условиях, то этот момент уже и не так страшен. Можно «собирать» тепло в грунте на глубине ниже глубины промерзания. Там температура практически не меняется круглый год. Тепловые насосы, использующие тепло грунта или грунтовых вод называются «геотермальными». Они же применяются при использовании тепла незамерзающих водоемов или тепловых выбросов промышленных обьектов. Эти тепловые насосы лишены недостатков воздушных тепловых насосов, связанных со снижением эффективности при понижении температуры окружающего воздуха. Источник тепла для них имеет практически постоянную температуру круглый год. Но у них есть свои недостатки. Они дороги в установке и , следовательно, имеют больший срок окупаемости. Они требуют тщательного подхода в расчете системы. Малейшая ошибка в оценке геологии грунтов, надежности и постоянстве грунтовых вод может привести к потере больших денег. Уже из нашей практики мы сталкивались с ситуациями, когда грунтовые воды меняли направление и глубину движения и установленное с учетом их использования оборудование оказывалось бесполезным. Или когда неправильный анализ геологии, расчет баланса потребления и притока тепла, собственно неправильный монтаж геотермальных насосов приводил к «замораживанию» определенных объемов грунта и фактическому «замораживанию» оборудования. При использовании же тепла водоемов необходимо помнить о соблюдении законодательства о защите водных объектов. Это момент сразу резко снижает область применения геотермальных насосов с использовании тепла воды.

 

В чем же изюминка работы тепловых насосов

Все дело в том, что электрическая энергия, затрачиваемая на их работу в разы меньше вырабатываемой тепловой энергии. Что это? Чудо? Если представить себе тепловой насос в виде черного ящика, то он потребляет намного меньше, чем выдает. Коэффициент полезного действия выше единицы? А как же законы сохранения энергии? На самом деле ничего удивительного в работе тепловых насосов нет. Необходимо учитывать тот факт, что тепловой насос использует электрическую энергию не на нагрев, а на «концентрацию» энергии источника тепла, которым является воздух, земля, вода. Таким образом энергия на выходе из теплового насоса складывается из затраченной в компрессоре энергии на сжатие и нагрев фреона и тепловой энергии, взятой у источника тепла. Характеризуется все это таким параметром как коэффициент трасформации (или коэффициент преобразования теплоты) COP. У современных тепловых насосов он доходит до 3,5 – 4,5 . Это означает, что при затратах 1 кВт электрической энергии насос выдаст 3,5 – 4,5 кВт тепловой энергии. Если исключить приток тепла от внешнего источника, то кпд насоса сразу станет меньше 1,0 утвердится торжество науки и законы сохранения энергии. Теперь станет понятно почему воздушные тепловые насосы резко теряют в эффективности при понижении температуры до – 20 оС - просто в окружающем воздухе становится катастрофически мало свободного тепла. Так показатель СОР при температуре – 23 оС у насоса опускается до 1,78.

 

Принцип действия теплового насоса

Принцип действия теплового насоса показан на прилагаемой ниже схеме воздушного теплового насоса. Теплый воздух окружающей среды вентилятором прогоняется через испаритель, по трубкам которого прокачивается фреон. Фреон, потребляя тепло внешнего источника, испаряется (т.е. переходит в газообразное состояние) и далее поступает в компрессор. В компрессоре происходит сжатие газообразного фреона. Он переходит в жидкое состояние с резким нагревом. Далее этот горячий жидкий фреон поступает в теплообменник, где отдает тепло какому либо теплоносителю (например, воде). Далее под давлением создаваемым компрессором уже холодный фреон подается на расширительный клапан. На выходе из расширительного клапана давление фреона резко падает, он опять переходит в газообразное состояние при еще большем охлаждении и вновь подается на вход испарителя для приема новой порции тепла от внешнего источника. Цикл замкнулся. Начинается новый.

 

СХЕМА ВОЗДУШНОГО ТЕПЛОВОГО НАСОСА

IMG 1056

 

Примерно по этому принципу работают все тепловые насосы. Как видите – все довольно просто.
Использование тепловых насосов может дать экономию до 70 % от потребных энергоресурсов на отопление и горячее водоснабжение объектов. Однако специалистам нашей компании видится, что подобные системы экономически более выгодно использовать совместно с солнечными коллекторами. В большинстве регионов России солнечные коллектора вполне могут обеспечить своего потребителя энергией с апреля по сентябрь месяц только за счет солнца, т.е. бесплатно. А вот в «плохие», с точки зрения солнечного излучения, периоды времени (особенно декабрь, январь) можно бы было подключать к работе тепловые насосы. Использование подобных сочетаний и схем возможно практически во всех регионах России.

 

Виды тепловых насосов

Снижение затрат на отопление и горячее водоснабжение актуально для каждого домохозяйства. Использование энергии альтернативных источников стремительно набирает популярность. Одним из устройств, позволяющих удовлетворить потребности в тепле и горячей воде без значительных затрат, является тепловой насос.
Тепловой насос представляет собой термодинамический агрегат, передающий тепло из внешней среды носителю внутри помещения. Источники тепловой энергии, использующиеся в процессе

функционирования такого устройства, разнообразны:
- грунт;
- вода;
- воздух.
В зависимости от того, тепло какого источника абсорбирует насос, различают четыре основных вида таких агрегатов. Все они характеризуются низким энергопотреблением, большим ресурсом работы, экологичностью и надежностью. Рассмотрим каждый из типов тепловых насосов отдельно.

 

Геотермальный тепловой насос

geotermalniy nasosУстройство геотермального насоса подразумевает использование в качестве источника тепла скважину, в которую опускается коллектор. Такой способ обеспечения тепловой энергией применяется при ограниченной площади участка. От глубины скважины зависит количество тепла, которое будет передаваться системе. Для того чтобы достичь желаемого уровня, не обязательно бурить одну глубокую скважину. Несколько более мелких устройств обеспечат аналогичный эффект при условии определенного уровня их совместной глубины. Популярным вариантом получения тепла является бурение двух скважин: одна для обеспечения постройки водой, вторая – для слива воды, которая уже охлаждена насосом до +1°C. Для того, чтобы отопить жилой дом площадью 100-150 м2, дебет скважины должен составлять 1,2-1,8 м3/час.
Вторым вариантом использования такого теплового насоса является применение зондов. Они представляют собой U-образные трубки, которые опускаются в скважину до известнякового горизонта, либо зонд с заглушенной обсадной трубой. В первом случае такие трубки вырабатывают до 100Вт тепла с 1 погонного метра, во втором – до 200Вт.
Стабильность подачи тепла таким насосом обеспечивает его высокую эффективность в любое время года. Затрачивая 1 кВт электроэнергии в процессе откачки воды из скважины, насос вырабатывает 5 кВт тепловой энергии, что делает использование такой установки экономически выгодным и целесообразным. Применение данного типа устройств особенно актуально в заболоченных местностях и грунтах с подземными водами.

Преимущества теплового насоса:
- не занимает большую площадь, нет необходимости в большом участке;
- стабильный уровень подачи тепла вне зависимости от погодных условий и времени года (температура * воды в скважине поддерживается на уровне +8°C);
- не портит внешний вид дома и участка.

Недостатки:
- затратность монтажа (необходимость бурения);
- более высокая стоимость оборудования;

- необходимость проведения тщательных геоизысканий.

 

Тепловой насос «грунт-вода»

nasos gruntТепловой насос типа «грунт-вода» обеспечивает аккумуляцию энергии из почвы. Это достигается благодаря тому, что коллектор с теплоносителем укладывают на глубину ниже глубины промерзания грунта, где температура всегда постоянна. Энергия передается посредством жидких теплоносителей, залитых в пластиковые трубы. В качестве первых используют морозоустойчивые жидкости: этилен, пропиленгликоль, спиртосодержащие носители. Каждая труба укладывается на расстоянии 0,8-1 м от соседней при условии, что ее диаметр составляет около 40 см. Такая конструкция может занимать относительно большую площадь участка. Для того, чтобы обеспечить 10 кВт тепла, необходимо использование около 450-500 погонных метров подобных труб. Чтобы сократить площадь установки, применяют двухъярусные системы коллекторов.

Преимущества теплового насоса:
- стабильная подача тепла (почва сохраняет температуру, предотвращая резкие колебания и перепады);
- низкие затраты на установку;
- упрощенный монтаж, отсутствие необходимости в бурении.

Недостатки:
- необходимость в сравнительно большой площади участка.

 

Тепловой насос «вода-вода»

nasos vodaТепловой насос, в котором в качестве источника тепла используется вода, по принципу действия схож с грунтовым насосом. В такой схеме тепло абсорбируется с помощью коллектора, который уложен на дно водоема. Источник энергии – солнечное тепло, которое нагревает воду в жаркое время года. Для того чтобы такой коллектор держался дна, его утяжеляют грузом. При этом на 1 погонный метр трубы используют 5 кг груза. По сравнению с земляным, контур такого водного коллектора для получения аналогичного количества энергии необходим более короткий (250-300 м пластиковых труб для выработки 10 кВт тепла).

Преимущества:
- независимость от площади земельного участка;
- стабильность температуры водоема в жаркую пору года.

Недостатки:
- ограниченный период эксплуатации;
- сравнительно более высокая энергозатратность в холодное время года;
- необходимость согласования с природоохранными учреждениями.

 

Тепловой насос «воздух-вода»

vosduh nasosИспользование теплового насоса типа «воздух-вода» обеспечивает максимально простую установку и эксплуатацию. Такой агрегат не требует бурения и прокладки труб. Конструкция подразумевает использование внешнего блока с компрессором, который передает тепло извне внутреннему накопителю через теплообменник. Все остальные элементы конструкции расположены внутри помещения, что защищает их от возможного негативного воздействия явлений окружающей среды. Для климатических условий России необходимо, чтобы тепловой насос был работоспособным и при низких отрицательных температурах (что обеспечивается использованием в конструкции соответствующего компрессора и фреона).

Преимущества:
- низкие затраты на монтаж;
- отсутствие необходимости дополнительного обслуживания.

Недостатки:
- понижение кпд теплового насоса при понижении температуры окружающей среды.

Для того, чтобы аккумулируемого тепла было достаточно для отопления и горячего водоснабжения даже в холодное время года, необходимо правильно рассчитать мощность всей системы. Обратившись за профессиональной консультацией и подбором оборудования, каждый пользователь обеспечит себя максимально подходящим вариантом теплового насоса!

 

­


Для заказа обратного звонка или связи со специалистом воспользуйтесь формой ниже или звоните по телефону

+7 (495) 640-70-49, +7 (985) 923-35-37

Бесплатно произведем расчеты и ответим на все Ваши вопросы !!!

 

 

moshnost

Повышение тарифов на электроэнергию, отопление и горячее водоснабжение заставляет многих переходить в режим жесткой экономии. Перестать ограничивать себя в удобствах и значительно сократить расходы семейного бюджета легко с помощью использования достижений альтернативной энергетики. Кроме уже привычной энергии Солнца, получать тепло можно из недр и грунта, водоемов и атмосферы. 

Эффективным устройством для отопления любого помещения является низкотемпературный тепловой насос «воздух-вода».

Подробнее: Низкотемпературный тепловой насос «воздух-вода»: отопление в каждый дом!
 

IMG 211Тепловые насосы серии Дельфин – это оптимальное решение задачи нагрева воды в бассейне. Оптимальное с точки зрения затрат на покупку оборудования, оптимальное с точки зрения эффективности нагрева, оптимальное с точки зрения реализуемости решения задачи нагрева воды. Простота подключения насоса, надежность основных элементов делают тепловые насосы Дельфин незаменимыми для обеспечения комфорта при приеме водных процедур. Высокий коэффициент преобразования теплоты С.О.Р. (на уровне 4,7 – 4,8) минимизирует Ваши затраты на нагрев воды.

Насос серии Дельфин состоит из следующих основных элементов:

- пластиковый нержавеющий корпус серого или черного цвета (возможны другие цветовые решения);

- надежный компрессор фирмы Hitachi;

- легкий и надежный титановый теплообменник;

- интеллектуальный контроллер управления насосом с точностью контроля температуры до 1 градуса и функцией автоматической разморозки;

- расширительный и четырехпозиционный клапаны.

Подробнее: Тепловой насос для бассейна
 
Посетители
Контакты

     КОНТАКТЫ