Применение теплового насоса для отопления дома

Применение тепловых насосов для отопления дома

Стоимость источников энергии дорожает изо дня в день, что позволило создать новое направление в отопительных системах, которые функционируют без топлива. Также следует учесть, что применение топлива негативно сказывается на состояние окружающей среды, а также на здоровье людей.

В связи с истощением топливных запасов, появились альтернативные способы для отопления дома, среди которых особое место занимает тепловой насос. В Европе уже дано пользуются подобными установками и уже убедились в их практичности.

Поэтому, ниже рассмотрим, как функционирует тепловой насос, какие виды их существует, перечислим основные преимущества и недостатки установки.

Горизонтальный тепловой насос

Как устроен и работает тепловой насос?

Энергию земли можно использовать, путем прокладки коллекторных труб на значительной глубине. Это необходимо для того, чтобы сохранять одинаковый температурный режим. В трубах перемещается специальная жидкость, которая устойчива к низким температурам. Посредством теплообменника циркулирующая жидкость прогревает фреон. Последний, в свою очередь циркулирует по контуру самого насоса.

На глубине температура составляет около 8 0 С, при которой фреон превращается в газообразное состояние. Образованный газ подлежит дальнейшему сжатию для обогрева до 80 0 С. При этом, выработанная тепловая энергия переходит в отопительную систему.

Принцип работы теплового насоса

Для этой конструкции, тепловые насосы размещаются на земле для того. Чтобы обеспечить низкий уровень температурного режима. Кроме того, к подобным источникам следует отнести воздух и воду. Последняя, может выступать в виде водоемов или же подземных источников.

Так как земля, вода и воздух – это нескончаемые ресурсы нашей планеты, то будущее лежит в основе именно подобных отопительных систем.

Разновидности тепловых насосов

Все тепловые насосы различаются между собой в зависимости от выбранного источника тепла, среди которых:

• земля;
• воздух;
• подземные источники воды;
• вода из водоемов.

Кроме того, на типологию насосов влияет и теплоноситель. Если вы выбираете геотермальный тепловой насос, то его принцип функционирования основан на использовании энергии земли, а сам процесс обогрева базируется на водяной конструкции, а вид насоса будет относиться к «грунт-вода».

Также существуют следующие типы тепловых насосов: «вода – воздух», «воздух – вода», «вода – вода», «воздух – воздух». Поэтому, насосы, которые используют энергию воздуха получили название воздушных.

Достоинства и недостатки тепловых насосов

Существует множество преимуществ выбора и установки тепловых насосов, среди которых:

• отсутствие необходимости в приобретении топлива (в процессе установки оборудования не требуется получения разрешений на монтаж, который можно выполнить своими руками);
• экономичность (низкий уровень расходов в процессе эксплуатации оборудования, несмотря на то, что стоимость самой конструкции практически аналогична традиционным отопительным системам);
• высокий уровень эффективности (даже большой по площади дом обогревается очень быстро);
• высокий уровень экологичности (использование тепловых насосов не отражается на состоянии окружающей среды);
• надежность оборудования и длительный период его эксплуатации (тепловой насос бесперебойно работает на протяжении 25 – 30 лет, но только при соблюдении всех необходимых требований и правил);
• отсутствует необходимость в установке вентиляции;
• оборудование работает бесшумно и имеет компактные размеры, а значит, устройство легко разместится в кухонном пространстве;
• автономная работа отопительной конструкции (для работы насоса потребуется лишь электричество, также насосы нередко комбинируют с солнечными батареями);
• в жаркое время года тепловой насос с легкостью выполняет функции кондиционера.

Уровень экономичности теплового насоса

Несмотря на существование огромного количества достоинств применения оборудования, все же следует указать несколько недостатков:

• установка для теплового насоса имеет достаточно высокую стоимость, если сравнивать с классическими вариантами отопления;
• для монтажа конструкции требуется проведения очень точных расчетов, что увеличивает на только время установки насоса, но и саму стоимость;
• тепловые насосы могут использоваться только в частных домах, так как установка в квартирах многоэтажных домов на данный момент невозможна.

Подробнее о тепловых насосах вы увидите в видео:

Как работает тепловой насос для отопления дома

Тепловой насос – универсальный прибор, функционально объединивший в себе характеристики кондиционера, водонагревателя и котла отопления. Этот прибор не использует обычное топливо, для его работы необходимы возобновляемые источники из окружающей среды – энергия воздуха, грунта, воды.

Поэтому тепловой насос сегодня – наиболее экономически выгодный агрегат, поскольку его работа не зависит от стоимости топлива, также экологичный, поскольку источником тепла выступает не электричество или продукты сгорания, а природные источники тепла.

Для лучшего понимания, как работает тепловой насос для отопления дома, стоит вспомнить принцип работы холодильника. Здесь испаряется рабочее вещество, отдавая холод. А в насосе наоборот, оно конденсируется и продуцирует тепло.

Принцип работы теплового насоса

Весь процесс работы системы представлен в виде цикла Карно – названного по имени изобретателя. Описать его можно следующим образом. Теплоноситель проходит через рабочий контур – воздушный, земляной, водный, их сочетания, откуда направляется в 1-й теплообменник – испарительную камеру. Здесь он передает накопленное тепло хладагенту, циркулирующему во внутреннем контуре насоса.

Жидкий хладагент поступает в испарительную камеру, где низкие значения давления и температуры (5 0 С) переводят его в газообразное состояние. Следующий этап – переход газа в компрессор и его сжатие. В результате чего температура газа резко возрастает, газ переходит в конденсатор, здесь он обменивается теплом с системой отопления. Охлажденный газ переходит в жидкость, и цикл повторяется.

Достоинства и негативные стороны тепловых насосов

Работой тепловых насосов для отопления дома можно управлять посредством специально установленных терморегуляторов. Насос автоматически включается при падении температуры среды ниже заданного значения и отключается, если температура превышает заданную отметку. Тем самым прибор поддерживает постоянную температуру в помещении – это одно из преимуществ устройств.

Достоинствами прибора являются его экономичность – насос потребляет небольшое количество электроэнергии и экологичность, или абсолютная безопасность для окружающей среды. Основные преимущества устройства:

• Надежность. Срок службы превышает 15 лет, все части системы обладают высоким рабочим ресурсом, перепады энергии не наносят системе вреда.
• Безопасность. Отсутствуют сажа, выхлоп, открытое пламя, утечка газа исключена.
• Комфорт. Работа насоса бесшумная, уют и комфорт в доме помогают создать климатконтроль и автоматическая система, работа которой зависит от погодных условий.
• Гибкость. Прибор отличается современным стильным дизайном, его можно совместить с каждой системой отопления дома.
• Универсальность. Применяется в частном, гражданском строительстве. Поскольку обладает широким диапазоном мощностей. За счет чего может обеспечить теплом помещения любой площади – от небольшого дома до коттеджа.

Сложная структура насоса определяет его главный недостаток – высокую стоимость оборудования и его монтажа. Для установки прибора необходимо проводить земляные работы в больших объемах.

Тепловые насосы – классификация

Работа теплового насоса для отопления дома возможна в широком температурном диапазоне – от -30 до +35 градусов по Цельсию. Наиболее распространены приборы абсорбционные (переносят тепло посредством его источника) и компрессионные (циркуляция рабочей жидкости происходит за счет электроэнергии). Наиболее экономичны абсорбционные устройства, однако они более дорогостоящие и обладают сложной конструкцией.

Классификация насосов по типу источников тепла:

1. Геотермальные. Забирают тепло воды или земли.
2. Воздушные. Забирают тепло атмосферного воздуха.
3. Вторичного тепла. Забирают так называемое производственное тепло – образующееся на производстве, при отоплении, прочих промышленных процессах.

Теплоносителем может выступать:

• Вода из искусственного или естественного водоема, грунтовые воды.
• Грунт.
• Воздушные массы.
• Комбинации вышеперечисленных носителей.