О тепловых насосах

Что такое тепловой насос?

Тепловой насос - это устройство, которое может обеспечивать отопление зимой, охлаждение летом и производство горячей воды для жилых, коммерческих и промышленных помещений круглый год.

Тепловой насос использует энергию возобновляемых источников - нагретого воздуха, земли, скальных пород или воды - для производства тепловой энергии. Это преобразование осуществляется с помощью особых веществ - хладагентов.

Как работает тепловой насос?

Принцип работы теплового насоса очень напоминает по своей сути работу холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию и направляет ее наружу, то есть из внутренней части холодильника (внутри холодильника холодно, а снаружи конденсатор горячий), тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию от окружающей среды за пределами помещения и преобразует ее в полезную для отопления.

Цикл работы теплового насоса состоит из четырех основных фаз: испарение, сжатие, конденсация, расширение

ИСПАРЕНИЕ

Тепловой насос поглощает тепло или холод из воздуха, воды или земли и преобразует его для обогрева или охлаждения вашего здания или нагрева воды.

Источниками тепла являются окружающий воздух, тепло земли, грунтовые воды и вода в водоемах.

Энергия из этих источников бесконечна, то есть возобновляема.

В системе с тепловым насосом 75% полезного тепла (или холода) обеспечивается за счет бесплатных источников - тепла земли, грунтовых вод или нагретого в помещениях и выбрасываемого на улицу использованного воздуха.

Это тепло затем используется теплообменником -испарителем, для превращения хладагента в тепловом насосе в газ. Далее этот газ поступает в компрессор.

СЖАТИЕ

Компрессор – это сердце теплового насоса - сжимает газообразный хладагент до высокого давления, что приводит к повышению температуры.

Как это работает: высокое давление нагревает газ, как велосипедный насос, который нагревается, когда вы им пользуетесь.

Также для привода компрессора необходима дополнительная энергия. Это может быть электричество, газ или тепловая энергия.

Это составляет около 20% от общей энергии, необходимой для работы теплового насоса.

КОНДЕНСАЦИЯ

После цикла сжатия, мы получили горячий пар под высоким давлением, который подается уже во внутреннюю, «домашнюю» часть теплового насоса.

Теперь этот газ может быть использован для системы воздушного отопления или для нагрева воды в системе водяного отопления и горячего водоснабжения.

Также этот горячий пар может применяться с системой теплый пол. Внутренний блок теплового насоса также может содержать бак для хранения горячей воды.

Отдавая тепло в систему отопления, горячий газ охлаждается, конденсируется и превращается в жидкость.

РАСШИРЕНИЕ

Эта жидкость поступает в расширительный клапан, где ее давление понижается.

Теперь жидкий хладагент низкого давления может снова начать цикл. И все циклы повторяются.

Типы тепловых насосов

Воздушные тепловые насосы

Воздушные тепловые насосы используют энергию наружного воздуха или воздуха из системы вентиляции для отопления, охлаждения и нагрева воды. Они состоят из двух блоков: наружного и внутреннего. Это один из самых доступных и энергоэффективных тепловых насосов при температуре внешней среды до -20оС.

Водяные тепловые насосы

Тепловые насосы с водным источником используют энергию, накопленную в грунтовых, поверхностных, морских или сточных водах. Тепловой насос забирает тепло из воды и делает его доступным для нагрева, охлаждения и приготовления горячей воды. Тепловые насосы с источником воды особенно эффективны, поскольку вода является очень хорошим энергоносителем.

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы используют энергию, запасенную в земле. Они извлекают тепло из земли с помощью вертикального или горизонтального коллектора. Энергоэффективность таких насосов велика и не зависит от внешней температуры, так как в грунте она достаточно постоянна от +5 до +15 оС

Тепловой насос воздух-вода

Принцип работы схожий с воздушными тепловыми насосами, но ключевое отличие данного типа теплового насоса – это теплоноситель. В тепловом насосе воздух – воздух, помещения обогреваются воздухом, а здесь – водой. Данные тепловые насосы отлично работают в тандеме с водяными теплыми полами. Один из самых доступных типов тепловых насосов, так как имеет простую систему обогрева и не требует серьезных монтажных работ.