Тепловые насосы. Рассчеты, сравнение, возможности.

Тепловой насос. Фото.Тепловой насос является одним из наиболее эффективных источников энергии систем отопления, горячего водоснабжения и холода, необходимого для систем кондиционирования. Основным отличием теплового насоса от иных генераторов энергии, к примеру, газовых, электрических, дизельных и других является то, что производство тепла осуществляется при помощи 80 % чистой энергии, извлеченной из окружающей среды. Тепловой насос «качает» накопленную в течение теплого времени солнечную энергию из озер, скальных пород, грунта и пр.
В каких случаях установка теплового насоса действительно приносит должный эффект и в чем преимущества от его использования? Как выбрать подходящее устройство?

Сегодня многие люди пользуется отопительными системами, работающими на природном газе. Он дешевле жидкого топлива, а тем более электроэнергии и довольно долго считался наиболее дешевым и доступным источником энергии. Тепловые насосы на 25-30 % выгоднее газа (процент зависит от продолжительности цикла использования), на 55-70 % дешевле топливных брикетов и угля, на 400 % выгоднее электричества. По прогнозам МЭК (Мировой Энергетический Комитет) именно тепловые насосы являются источниками энергии будущего. К 2020 г. планируется перевести до 75 % отопительных систем на геотермальные тепловые насосы.
Выбирая тепловой насос, вы, прежде всего, выбираете безопасность и комфорт. Во-первых, отсутствует надобность в содержании топливного хозяйства. Во-вторых, в доме больше нет запаха дизельного топлива, угольной пыли, шума от дымоходной трубы, которая проходит по всей высоте дома, больших сумм в квитанциях за потребленную электроэнергию. Теперь вы можете экономить и время, и деньги!

Принцип действия

Трубопровод укладывается в озеро, землю и т.п. Внутри него находится охлажденный теплоноситель, который нагреваясь всего на несколько градусов, проходя через испаритель (теплообменник), отдает принятое тепло окружающей среды внутреннему контуру теплового насоса. Данный контур заполнен хладагентом, который обладая низкой температурой кипения , в условиях низкого температурного режима и низкого давления быстро переходит из жидкого состояния в газообразное.
Из испарителя хладагент в газообразном состоянии перемещается в компрессор и сжимается до высокой температуры и высокого давления, после чего горячая смесь поступает в компрессор, второй теплообменник. В конденсаторе осуществляется теплообмен между теплоносителем (обратного трубопровода отопительной системы дома) и горячим газом. Хладагент передает свое тепло системе отопления и после охлаждения снова переходит в состояние жидкости, в то время как теплый теплоноситель проходит по системе отопления. Возвращающийся хладагент так остается под высоким давлением вплоть до редукционного клапана, где давление спадает и, попадая в испаритель, теплоноситель снова и снова проходит вышеперечисленный цикл.

Источники энергии и необходимые условия эксплуатации

Главным источником энергии для теплового насоса может являться вода, скальная порода, грунт и многое другое покрытие, которое обладает температурой не менее 1 оС и выше, в частности, в зимнее время. Надежным источником служит также море, река и ставшее новым современным решением – выходящий из системы вентиляции теплый воздух, который можно использовать в качестве «топлива» для новой отопительной системы.
Внешний контур теплового насоса представляет собой трубопровод, выполненный из полиэтилена и уложенный в воду либо грунт. Теплоносителем является, как правило, 30 % раствор этилового спирта, этиленгликоля или пропиленгликоля.

Источник энергии — cкважина

Данный метод прокладки внешнего контура применяется преимущественно при использовании в качестве источника тепла скалистых пород. В данном случае для наилучшей эффективности трубопровод закладывается в проделанные скважины. Расчет глубины проводится согласно следующему соотношению: 1 м глубины на 50 Вт энергии тепла. Их этого следует, что для теплонасоса обладающего производительностью примерно 10 кВт необходима скважина глубиной не менее 170 м, но, как правило, решение вопроса осуществляется путем проделывания нескольких менее глубоких скважин.

Монтаж теплового насоса с бурением скважины (видео):

Источник энергии — Контур земляного типа

Для того чтобы земельный участок стал настоящим источником тепла, достаточно использовать тепловой насос и зарыть в землю на глубину не менее одного метра трубопровод. Минимальным расстоянием между соседствующими линиями труб является 80 см. При этом нет необходимости использовать при их укладке специальные засыпки или подготавливать почву. Наилучшим источником тепла является более влажный грунт.
Расчет составляется из следующих значений: на 1 м трубопровода под одним метром грунта приходится до 30 Вт энергии. Следовательно, тепловой насос мощностью 1 кВт, нуждается в трубопроводе не менее 350-450 м и участке площадью не менее 20 м квадратных.

Источник энергии — вода

Для того чтобы использовать энергию, которую предоставляет ближайший водоем, достаточно провести по его дну внешний контур теплового насоса. Даже в зимнее время на дне постоянная положительная температура, что позволяет без труда получать чистое и дешевое тепло, к тому же данный вид работ является довольно доступным.
На один метр проведенного трубопровода приходится как правило не более 30 Вт энергии, а это приводит к тому, что по дну приходится проводить не менее 300 м трубы. Предотвратить всплытие труб помогают грузила массой в 5 кг, которые устанавливаются на каждый погонный метр трубопровода.

Источник тепла — воздух

Современный мир не перестает развиваться в направлении использования с пользой даже самых «бесполезных» энергоносителей. В данном случае речь идет о воздухе, выбрасываемом в атмосферу системами вентиляции. Идеальным вариантом превращения воздуха в тепло является использование теплового насоса с воздушным теплообменником. Такие устройства прекрасно подходят для промышленных предприятий, делая тепло не только эффективным, но и невероятно дешевым.

Дополнительные функции

Востребованность тепловых насосов связана также и с их многофункциональностью, они доставляют тепло не только в радиаторы, расположенные на стенах помещений жилого дома или трубопроводы системы «теплый пол», но также предлагают горячее водоснабжение. Казалось бы, отличий от газовых котлов-колонок нет, но в данном случае источник тепла, то есть топлива доставляется вам практически бесплатно.
Также немалую роль играет возможность тепловых насосов выполнять роль кондиционеров. большинство систем на рынке предлагают функциональные устройства типа «зима-лето». Выгода от использования теплового насоса описана выше.

Выводы

Тепловые насосы представляют собой наглядное развитие технологий в направлении использования безопасных и доступных источников энергии. Обладая столь высоким КПД, именно эти устройства станут источником по-настоящему дешевого и эффективного тепла. Их установка требует немалого времени, но экономия более чем очевидна. Тепловой насос при минимальном капиталовложении способен производить дешевое и эффективное тепло, а это именно то, что позволит решить ряд проблем.



Похожие статьи

Ваш отзыв

Вход там
Left Menu Icon
← Навигация →
Right Menu Icon