Тепловой насос

Свой дом – это, безусловно, прекрасно. Однако каждый хозяин знает, что жильё требует решения многих вопросов. Один из них – отопление. Решением этой проблемы может стать тепловой насос.

Что такое тепловой насос

Наверняка про тепловой насос слышал уже каждый, ведь он был изобретён ещё в конце 19-го века. Всё это время он совершенствовался и сейчас всё больше людей его используют. По приблизительным подсчётам в мире установлено более 100 млн. тепловых насосов.

teplovoy-nasos

Современный тепловой насос – это  устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой. Он служит для отопления, снабжения горячей водой, кондиционирования и вентиляции дома.

Тепловой насос использует бесплатную природную энергию, источником которой служат грунт, вода и земля и это самое главное отличие его от традиционных и устаревших систем.

Принцип работы тепловых насосов

Работа теплового насоса напоминает холодильник наоборот. Но если холодильник отводит тепло из своего внутреннего пространства и передает его в окружающую среду через расположенную на задней стенке решетку, то тепловой насос, наоборот, забирает энергию из окружающей среды и передает ее через теплообменник в отопительную систему.

Тепловой насос может работать и в обратном направлении, охлаждая помещение, забирая из него тепло. Осуществляется это двумя способами: пассивным и активным. У грунтовых вод и земных недр летом температура ниже, чем в жилых помещениях, что позволяет напрямую охлаждать здания. Это пассивный, то есть естественный способ. Активное охлаждение осуществляется за счет кондиционирования (доохлаждения) воздуха.

Реверсивный тепловой насос позволяет регулировать направление потока хладагента – вещества, которое циркулирует в насосе. Тепло из помещения передается этому веществу, а затем через теплообменник выводится наружу. То есть принцип работы теплового насоса – это обратный цикл Карно, а когда тепловой насос работает на кондиционирование — сам цикл Карно.

Отопление тепловым насосом

Хладагент в тепловом насосе совершает обратный цикл Карно. Тепловые насосы перекачивают рассеянную тепловую энергию земли, воды или даже воздуха в относительно высокопотенциальное тепло для отопления объекта. Иначе говоря, тепловой насос с помощью теплообменников собирает тепловую энергию из земли воды или воздуха и переносит ее в дом.

Процесс повторяется постоянно. Когда температура в доме достигает необходимого уровня, электрическая цепь разрывается терморегулятором и тепловой насос перестает работать. Когда температура в отопительном контуре падает, терморегулятор вновь запускает тепловой насос.

Преимущества теплового насоса

  1. Экономичность. Источником энергии для теплового насоса служит электричество, но поскольку тепловой насос не производит тепло, а лишь собирает его, то для получения 1 кВт тепловой энергии ему нужно затратить всего 200-250 Вт электроэнергии, поэтому для отопления и горячего водоснабжения дома площадью 100 кв. м  потребуется тепловой насос мощностью всего 2,5 кВт.
  2. Окупаемость и надёжность. Срок окупаемости теплового насоса 3-5 лет, срок эксплуатации до капремонта 25 лет.
  3. Повсеместность. Земля, вода и воздух есть везде. Тепловые насосы вне зависимости от погодных условий, падения давления в газовой трубе собирают тепло. Все что нужно для этого – электрическая энергия.
  4. Экологичность. Тепловой насос работает не на топливе, процесс сгорания не происходит. Выбросов в атмосферу или почву веществ вроде CO, СO2, NOх, SO2 , PbO2 и прочего нет. Насос работает почти бесшумно и сберегает энергоресурсы.
  5. Универсальность. Насос работает как на обогрев, так и на охлаждение.
  6. Безопасность. Тепловой насос взрыво- и пожаробезопасен. В процессе отопления отсутствуют опасные газы, открытый огонь или вредоносные смеси. Детали теплового насоса не нагреваются до высоких температур, способных стать причиной пожара. Остановка теплового насоса не приведет к его поломке, им можно пользоваться после длительного простоя. Также исключено замерзание жидкостей в компрессоре или других составляющих частей.
  7. Комфорт. Тепловой насос прост в эксплуатации и установке, не требует разрешительных бумаг. Им можно управлять на расстоянии. Тепловой насос полностью автономный.

Установка теплового насоса

Установка теплового насоса зависит от его типа. Для вертикальных «грунт-вода» используется буровая установка, которой выполняют скважину диаметром 20 см и глубиной от 50 до 100 м. Внутрь вертикальной столбообразной скважины помещают геотермальный зонд. Глубина и количество скважин зависят от потребности в энергии и от геологии местности. Горизонтальные насосы «грунт-вода» устанавливаются с помощью строительной техники.

Неподалеку от дома роют траншею глубиной около 1,5 м. Горизонтальную систему труб прокладывают ниже уровня промерзания грунта. По специальному трубопроводу теплоноситель подводят к цокольной части дома.

Установка насосов типа «Вода-вода» происходит в следующем порядке: водный коллектор собирают из обычных ПНД-труб, заполненных теплоносителем, после чего полученную конструкцию переносят на берег водоема, погружают на дно.

Монтаж теплового насоса «воздух-воздух» не требует земляных или буровых работ. Насос такого типа устанавливают в 2-20 метрах от жилого дома и выбирают для его монтажа хорошо продуваемое место.