Что такое тепловой насос?
17 мая 2019
Тепловые насосы являются новой инновационной технологией для нашего региона, но их уже использует много предприятий и владельцев частных домов. Особый интерес к этой теме появляется у предприятий жилищно-коммунального хозяйства, одиночно стоящих зданий и сооружений. Источником тепла для насоса может служить воздух, грунт, вода, сточные воды и пр. В Европе эти технологии существуют более пятидесяти лет. Именно поэтому они вызывают такой интерес у общества. А когда люди узнают о преимуществах такого оборудования: их эффективности и многофункциональности, повышенной экономности – то появляется и большое желание обзавестись таким оборудованием не только для промышленного применения, но и для индивидуального или бытового. Но тепловой насос нельзя просто купить и поставить, как это делают с электрическим прибором – здесь важно провести технический расчет, составить проект и провести монтажные работы. Поэтому про подбор теплового насоса нужно знать больше и сделать это поэтапно.
1. ТЕПЛОВОЙ НАСОС НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ВЫБИРАТЬ БЕЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
При объяснении принципа работы теплового насоса часто проводится аналогия с холодильником. Действительно, тепловой насос работает по тому же принципу, за исключением того, что производит тепло, и как опция – холод для кондиционирования воздуха. Тепловой насос, извлекая тепло, присутствующее в окружающем воздухе, земле или воде, в теплообменнике нагревает газообразный хладагент, который при сжатии превращается в жидкость. Затем второй теплообменник передает накопленное тепло воде в баке. Тепловой насос, используя 1 кВт/ч электроэнергии, производит от 3 до 5 кВт/ч тепловой энергии. Чем больше COP (коэффициент преобразования), тем выше эффективность теплового насоса. Это один из наиболее значимых критериев, который необходимо учитывать при выборе теплового насоса.
2. ОЦЕНИТЕ ВАШИ ПОТРЕБНОСТИ
Выбор теплового насоса – это сложный процесс. Здесь возникает вопрос потребностей: отопление, горячее водоснабжение для бытовых нужд, охлаждение в летний период. Также, выбирая тепловой насос, необходимо учитывать, какой тип нагревательных приборов используется: радиаторы/конвекторы, системы теплых полов или тепловентиляторы. Благодаря этим важным параметрам достигается точная подборка теплового насоса. Полезно знать: если будет установлен тепловой насос, превышающий нужды, это вызовет дополнительные затраты как на его приобретение, так и на электропотребление, а также на амортизацию. В противном случае, если тепловой насос будет меньше, он не будет решать поставленные задачи, и возникает необходимость в резервной нагревательной системе.
3. КАКУЮ МОДЕЛЬ ТЕПЛОВОГО НАСОСА ВЫБРАТЬ?
Существует три типа тепловых насосов, в зависимости от используемых источников тепла: тепловая энергия земли (грунта) – геотермальный («рассол/вода»), энергия воды – гидротермальный («вода/вода») и энергия воздуха – аэротермальный («воздух/вода»).
Наиболее используемые в домашних условиях системы – это аэротермальные тепловые насосы, которые захватывают тепло из воздуха. Воздух как источник тепла менее эффективный, в отличие от грунта и воды, но такая система обогрева не требует больших затрат при монтаже и вводе в эксплуатацию. При правильно выполненной установке возврат инвестиций будет быстрым. Этот период варьируется от 3 до 5 лет.
Наиболее эффективным в использовании при строительстве новых зданий и сооружений является геотермальный тепловой насос с грунтовым источником тепла. Но в реализации его требуется затратная и сложная техника. Такая система обогрева подразумевает использование грунтового зонда, который устанавливается в вертикальном стволе или в горизонтальном положении на большой площади. Возврат инвестиций составит от 2,5 до 4 лет.
Гидротермальный тепловой насос с водяным источником тепла используется в случае наличия по близости водоёма или бурения водяной скважины. Даже зимой энергия воды дает достаточно тепла для обогрева помещения.
ОАО «ООО «Центр Водной Техники»» успешно реализовал проекты с геотермальными и гидротермальными насосами на эксплуатируемых объектах водоканалов – на станциях сточных вод и обезжелезивания, на которых не требуются сложные и затратные строительно-монтажные работы.
4. ГЕОТЕРМАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Геотермальный тепловой насос («рассол/вода») состоит из одного или двух компрессоров, двух теплообменников, двух циркуляционных насоса, микропроцессорного контроллера, пульта управления, контролирующих датчиков, пускозащитной аппаратуры, смонтированной в металлическом корпусе с полимерным покрытием. В действии геотермального теплового насоса присутствуют три замкнутых гидравлических контура. В первом контуре рассол, перегоняясь циркуляционным насосом в вертикальном или горизонтальном зонде, нагревается от грунта на несколько градусов, а затем попадает в теплообменник, который является частью внутреннего
5. ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС
В случае наличия воды появляется более бюджетный вариант – это гидротермальный тепловой насос («вода/вода»). Устройство данного теплового насоса схоже с геотермальным. Очень хорошим примером применения таких насосов могут быть станции обезжелезивания на водозаборах предприятий, городов и поселков.
Каждый тип тепловых насосов обладает собственными величинами капитальных затрат на его приобретение, эксплуатацию и использование источника тепла.
6. АЭРОТЕРМАЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС.
Принцип работы аэротермального теплового насоса («воздух/вода») довольно прост: один или несколько наружных блоков захватывают энергию из холодного воздуха. Энергия, извлеченная из этого воздуха, нагревает жидкий теплоноситель. После нагрева теплоноситель будет нагревать воду из системы, которая поставляется в низкотемпературные приборы отопления (фанкойлы или системы теплых полов). В дополнение к подготовке горячего водоснабжения, высокотемпературные модели насосов обеспечивают отопление для существующей сети высокотемпературных радиаторов отопления.
Стоимость воздушных тепловых насосов ниже, потому что нет необходимости в дорогом бурении, затратные земляные работы тоже проводить не надо. Однако эксплуатационные расходы в этом случае немного выше. А вот грунтовый и водяной насосы по эксплуатационным затратам более эффективны, а в качестве бонуса предоставляют еще и «пассивный» холод на летний период.
По конструкции воздушные тепловые насосы: моноблочные и сплит-системы.
Моноблочные тепловые насосы воздух-вода устанавливаются снаружи дома. Они могут работать на отопление/охлаждение и нагрев воды, которая сбрасывается в накопительный бак. Такая конструкция удобна, если нет места для внутреннего блока и агрегат находится снаружи вне здания. Недостатком считается возможность повреждения оборудования при очень низких температурах из-за отсутствия гликоля в системе.
Сплит-системы более универсальны: они состоят из внутреннего и наружного блоков. Расстояние между блоками ограничено, внутренний блок компактно располагается на стене в котельной, на кухне или в подсобке. Наружный блок – снаружи, на некотором удалении от внутреннего блока. Автоматика управления поддерживает температуру в доме на заданном уровне в программируемом суточном или недельном режиме: выбирает зимний/летний режимы, контролирует температуру теплоносителя в отдельных контурах, управляет резервным источником тепла, бойлером косвенного нагрева, насосами, солнечными коллекторами (при необходимости) и другим оборудованием.
