Тепловой насос. Принцип работы

Несмотря на свое название, тепловые насосы делают намного больше, чем тепло. Они также обеспечивают кондиционирование воздуха и контроль влажности. Принцип работы теплового насоса лежит в элементарном законе о том, что любое тело, нагретое до определенной температуры, имеет запас тепловой энергии. Вот этот запас и берется тепловым насосом для отопления помещения либо ГВС. Во время отопительного сезона тепловой насос перемещает тепло из внешней среды, например, из воздуха, земли или водоема в ваш дом, а в течение летнего сезона он переносит тепло в обратном направлении: избыток тепла из вашего дома выбрасывается в грунт, подземные воды или просто на улицу. Тепловые насосы двигают тепло, а не генерируют его, поэтому они могут нагреваться и охлаждаться значительно дешевле, чем другие системы, такие как печи, центральные кондиционеры, обогреватели. Кроме того, один и тот же тепловой насос, может нагревать воздух в помещении, обеспечивать горячее водоснабжение и охлаждать здание летом.

Эффективность работы тепловых насосов измеряется таким показателем, как COP (Coefficient of Performance) или «коэффициентом преобразования». Он показывает, сколько тепловой насос потребляет электроэнергии при своей работе по сравнению с объемом тепла, который он выделяет. В числовом формате СОР теплонасоса составляет 1:4. Это означает, что потребляя 1 кВт электроэнергии, он вырабатывает вчетверо больше тепла.

Эффективность тепловых насосов напрямую зависит от разницы между температурами источника тепла (например, воздуха окружающей среды) и температурой в помещении, которое нужно отопить. Чем меньше разница между этими температурами, тем более эффективно будет работать тепловой насос.

Типы тепловых насосов

Тепловые можно разделить по:

· источнику, с которого берется тепло

· объекту, который нужно обогреть

· виду передачи тепловой энергии

Таким образом, по видам источника они делятся на грунтовые (берут тепло из земли), водяные (берут тепло из скважин или в открытом водоеме), и воздушные (берут тепло из окружающей среды).

А по видам отапливаемого объекта их можно разделить на воздушные (те, которые прогревают воздух в помещении) и водные (те, которые обеспечивает горячее водоснабжение).

Это означает, что в общей сложности существует семь типов тепловых насосов: «грунт–вода», «вода–вода», «воздух–вода», «грунт–воздух», «вода–воздух», «воздух–воздух».

Так как грунт и подземные воды имеют примерно постоянную температуру и большую теплоемкость, то грунтовые и водяные тепловые насосы считаются наиболее эффективными. Но они имеют существенный недостаток – это высокая цена, а также дорогой и сложный монтаж оборудования, так как нужно задействовать подземные и подводные контуры.

К тому же для установки такого типа оборудования нужна значительная свободная площадь.

Тепловые насосы типа воздух-вохдух или воздух-вода в этом плане являются более выгодным вариантом по цене, и представляют собой нечто подобное кондиционеру со сплит-системой, но более мощный. Их главным недостатком является то, что с изменением температуры окружающей среды меняются и условия их работы.

В зависимости от принципа передачи тепловой энергии насосы бывают компрессионные и абсорбционные. Основными первого типа теплонасоса являются компрессор, конденсатор, испаритель и расширитель. В основе его работы лежит цикл сжимания-расширения теплоносителя с выделением тепла. Такие тепловые насосы очень популярны благодаря своей эффективности и простоте. Абсорбционные теплонасосы используют в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладон. Их применение увеличивает показатель СОР теплового насоса.

При низкой температуре окружающей среды нерационально использовать тепловой насос для отопления и обогрева воды, так как количества тепла становится попросту недостаточно, а потребление электроэнергии остается на том же уровне.
Подобное происходит и при охлаждении помещения в жаркий летний период. Поэтому есть оптимальный диапазон температуры, как на улице, так и внутри помещения, рассчитанный для каждой модели. В нашей местности, где бывают пиковые -20° зимой, рекомендуется использовать теплонасос в комплексе с газовым или электрическим котлом. При этом он будет брать на себя основную нагрузку, а котел сможет покрывать нужды в отоплении и ГВС при максимально низких температурах.

Дать универсальный совет по выбору теплового насоса практически невозможно, потому что каждый случай индивидуален и требует профессиональной оценки условий и консультации. Поэтому, если вас интересует такое оборудование, обращайтесь к экспертам Центра альтернативной энергетики «Alternativ Solution». Ждем Ваших звонков!