Тепловой насос: простая и эффективная энергетическая система

Тепловой насос – что это?

Тепловой насос — это тепловая машина, которая способна передавать тепловую энергию от источника с более низкой температурой к источнику с более высокой температурой, используя различные виды энергии, обычно механические. Принцип действия тепловых насосов схож с работой холодильников, но имеет обратный цикл. В холодильнике тепло извлекается изнутри, чтобы выгнать его наружу. Принцип действия тот же: тепло извлекается из природного источника (воздух, вода, земля) и транспортируется внутри теплового насоса, в зависимости от типа модуля тепловой энергии.

Преимущество тепловых насосов заключается в том, что это бесплатная, возобновляемая и экологичная энергия, ведь почва, вода и воздух естественны. Таким образом, насосы являются идеальным решением для снижения энергопотребления в домашних условиях, а также полезны для планеты, поскольку сокращаются выбросы углекислого газа.

Как работает тепловой насос

В цикле теплового насоса газ (называемый фреоном) обладает способностью поглощать тепло из естественного источника, а затем, для сжатия, повышает свою температуру, передавая ее в систему отопления. Производительность системы этого типа в 5 раз выше, чем расходуется компрессором прибора. Режим работы теплового насоса может быть:

• Моновалентный, то есть наличие одного генератора. Этот тип особенно рекомендуется устанавливать в новых зданиях с хорошей теплоизоляцией и в не особенно жестких климатических зонах.

• Бивалентный, имеет дополнительный генератор для поддержки системы. Этот тип может использоваться в очень холодных климатических зонах или в модернизированных домах, где потребность в энергии высока и позволяет использовать другой генератор тепла в качестве вспомогательной функции.

Тепловые насосы работают на основе различных физических принципов, но обычно классифицируются в соответствии с их использованием: теплопередача, теплоотвод, источник тепла или холодильная машина. Чтобы понять рабочий режим, представьте 100 единиц тепловой энергии, помещенной в воздушный шар. Когда он сжимается, превращаясь в шарик для пинг-понга, температура внутри увеличивается. Если сжатие адиабатическое, то есть нет теплообмена с внешней стороной, энергия внутри удваивается. Если есть дисперсия, энергии будет меньше, но все же больше, чем 100.

Стенки нагретого шарика передают тепло наружу, если поместить его в холодное место, оно передаст тепло наружу, чтобы затем выровнять его температуру с окружающей средой. Как только он остынет, возвращаясь в начальную зону, он снова расширится (он улавливает холод снаружи), сжимается и так далее.

Сказав это, мы понимаем, что сердце теплового насоса — это компрессор, который создает разницу давления, которая позволяет циклу работать (как шар, который сжимается и расширяется). Компрессор затем всасывает хладагент с испарителем, в котором жидкость испаряется при низком давлении, поглощая тепло, затем она сжимается и проталкивается в конденсатор. Здесь жидкость конденсируется при высоком давлении и выделяется тепло. Затем, после прохождения через конденсатор, жидкость поступает в клапан терморасширительного вентиля, в котором она становится жидкой и парообразной, затем снова входит в испаритель, и цикл начинается заново с самого начала. Хладагент затем меняет состояние в двух теплообменниках, переходя из жидкости в газ в испарителе, а затем из газообразного в жидкость в конденсаторе.

Различные источники энергии

Тепловой насос работает, поглощая тепло из разных источников, поэтому он является разумным выбором и может быть хорошо адаптирован к местным условиям и потребностям пользователя. Например, насосы могут использовать воздух, который среди всех типов источников, безусловно, является самым непосредственным, доступным и имеет очень хорошее соотношение цены и качества. Однако необходимо оценить их производительность в холодных климатических регионах и рассчитать акустические загрязнения, которые генерируются при движении воздуха. Если источником является воздух, насос представляет собой систему типа «воздух-вода», для его подогрева требуется водонагреватель и резервуар для хранения.

Тепловые насосы также могут отводить тепло от земли, то есть от недр, с помощью зондов с замкнутым контуром. Насос геотермального типа с горизонтальными коллекторами должен иметь свободную поверхность, вдвое большую, чем поверхность обогреваемого здания, чтобы его зонды имели достаточную площадь. Эти энергетические системы также могут отводить тепло из недр с помощью вертикального бурения, при котором прокладка зондов длиной около 100 м каждый также зависит от требуемой мощности. Геотермальный насос также нуждается в резервуаре для хранения и водонагревателе.

Насос также может получать тепло из грунтовых вод или из скважин, что является оптимальным решением, если вода доступна на небольшой глубине. В случае с водой, однако, следует обратить внимание на текущие местные правила и необходимые разрешения. Отвод тепла из подземных вод и скважин является высокоэффективным решением. Тепловой насос в этом случае является водопроводным, с бойлером и резервуаром, как и другие.

Последним источником также может быть отвод остаточного тепла, выделяемого другими процессами, а затем отработанного тепла. В этом случае необходимо оценить количество, температуру и доступность этого источника с течением времени.

КПД теплового насоса

В этом случае эффективность выражается аббревиатурой COP, коэффициент производительности, и указывает на соотношение между тепловой мощностью, которую система выдает, и электрической энергией, затрачиваемой насосом на работу.

Стоимость установки под ключ

Цена установки теплового насоса зависит от многих факторов и рассчитывается индивидуально для каждого объекта строительства. Для точного расчета обратитесь к нашим специалистам по телефону: 8 (911) 135-47-47 или заполните форму заявки расположенную ниже. Будем рады Вам помочь!