Тепловые насосы – современные альтернативные источники энергии

Тепловые насосы для отопления дома

Несмотря на повсеместное распространение традиционных систем отопления, все более актуальным становится использование альтернативных источников энергии.

Применение тепловых насосов является одним из самых распространенных среди альтернативных способов выработки энергетических ресурсов. Отопление при помощи тепловых насосов широко применяется в странах Евросоюза.

Выбор теплового насоса в качестве основы отопительной системы является оптимальным способом обеспечения автономного, экономически выгодного и экологически чистого отопления и кондиционирования частного дома.

Применение теплового насоса для отопления дома

Применение теплового насосаУстановка теплового насоса в частном доме является оптимальным вариантом обеспечения теплоснабжения в случае, если газификация дома не возможна.

Использование угольного отопления или электрических обогревателей в подобных условиях не целесообразно, прежде всего из-за чрезмерных затрат на топливо и электроэнергию.

Тепловой насос не нуждается в горючем и обеспечивает дом теплом за счет тепловых ресурсов окружающей среды. Кроме очевидной функции теплоснабжающего агрегата, тепловой насос также способен выполнять функцию кондиционера.

Принцип действия тепловых насосов

Принцип действия теплового насосаКлючевое отличие теплового насоса от прочих отопительных приборов заключается в том, что тепловой насос не генерирует тепло самостоятельно, а перерабатывает и распределяет уже имеющиеся в природе тепловые ресурсы.

Воздух, вода и почва являются теплоносителями низкого потенциала. Посредством конденсации насос преобразовывает полученное низкопотенциальное природное тепло в тепловой ресурс высокого потенциала.

Схематически, принцип действия теплового насоса сопоставим с принципом действия холодильника. Имеющееся внутри холодильника тепло выводится наружу, за счет чего и происходит охлаждение камер.

В случае с тепловым насосом все происходит наоборот – рассеянное тепло поступает извне, и после конденсации служит для отопления дома.

В зависимости от способа извлечения тепловых ресурсов тепловые насосы подразделяются на:

  • Насосы, использующие тепловую энергию воздуха. Процесс осуществляется посредством установки специальных воздухозаборников.
  • Насосы, использующие тепловую энергию грунтовых вод или близлежащего водоема. Для этого применяются гидротермальные зонды.
  • Насосы, использующие тепловую энергию грунта. В зависимости от площади участка применяются геотермальные зонды (для небольших участков) или грунтовые коллекторы (для больших участков).

Особенности рабочего процесса

В основе действия теплового насоса лежит процесс циркуляции хладагента (вещества с низкой температурой кипения), обеспечивающий передачу и преобразование тепла для последующего использования в отопительной системе.

Рабочий процесс теплового насоса состоит из следующих этапов:

  1. Внешний теплоноситель принимает температуру внешней (используемой) среды и поступает на вход теплового насоса.
  2. Испаритель насоса обеспечивает передачу низкопотенциального природного тепла от внешнего теплоносителя к хладагенту, вследствие чего он закипает, меняет агрегатное состояние (из жидкого в газообразное) и движется к компрессору.
  3. Компрессор нагнетает давление, вследствие чего температура хладагента значительно увеличивается (повышается потенциал тепловой энергии).
  4. Конденсатор обеспечивает передачу тепла от хладагента к отопительной системе дома. Хладагент остывает, сжижается и продолжает движение.
  5. Проход через расширительный клапан обеспечивает снижение давления и температуры хладагента, после чего он перемещается в испаритель. Затем цикл возобновляется.

Преимущества насосов

Среди неоспоримых преимуществ тепловых насосов выделяются следующие:

  • Безопасность и экологичность эксплуатации.
  • Экономный расход электроэнергии и превосходный КПД.
  • Комфортные условия эксплуатации: минимальный уровень шума, возможность автоматизации терморегулирования, функция климат-контроля.
  • Автономность и надежность: теплоснабжение при помощи насоса не зависит от поставок топлива или электроэнергии, конструкция надежна и практична.
  • Универсальность: насос может вырабатывать как тепловую, так и электрическую энергию.
  • Высокая совместимость с любыми циркуляционными системами отопления.
  • Долговечность: срок службы до 25 лет.
Важно: в среднем на 1 кВт расхода электричества приходится 4 кВт выработанной тепловой энергии. Таким образом КПД теплового насоса значительно выше по сравнению со стандартным электрическим котлом.

Преимущества использования теплового насоса позволяют осуществлять теплоснабжение объектов, расположенных на большом удалении от инженерных коммуникаций.

Данный аспект позволяет применять тепловые насосы, как для теплоснабжения жилья, так и для теплоснабжения промышленных, торговых, социальных или иных объектов.

Выбор насоса в качестве основы отопительной системы

Выбор теплового насосаГлавным недостатком тепловых насосов в глазах потребителей является высокая стоимость, а также сложность монтажа по сравнению с традиционными отопительными системами.

Тем не менее при выборе данного способа отопления все затраты окупаются в течении полутора-двух лет эксплуатации. Срок окупаемости зависит от суммарной площади отапливаемого помещения.

Выбор определенной модели теплового насоса в первую очередь обуславливается необходимыми показателями мощности. При расчетах учитываются показатели теплопотери каждого отдельного помещения, расположение оконных и дверных проемов, теплоизоляция и естественная вентиляция.

Все необходимые процедуры производятся специалистами на основании действующих норм и практикуемых алгоритмов подсчета. Анализ полученных сведений позволяет определить требуемую мощность агрегата, а также подходящий источник естественного тепла (воздух, вода, грунт) с учетом расположения дополнительных механизмов (воздухозаборников, грунтового коллектора, гидротермальных или геотермальных зондов).

Важно: продолжительность и сложность расчетных и монтажных работ зависит от выбранного варианта установки теплового насоса и геологических особенностей земельного участка.

В основе принципа действия теплового насоса лежит использование окружающей среды в качестве источника тепловой энергии.

Применение тепловых насосов выгодно выделяется на фоне традиционных отопительных систем. Прежде всего, это обусловлено экономическими и экологическими факторами. Среди прочих преимуществ выделяются безопасность, комфортабельность, универсальность и надежность эксплуатации.

Несмотря на дороговизну, а также сложность расчетов и монтажа, коэффициент полезного действия теплового насоса позволяет окупить все затраты в течение короткого периода.

Отзывы

Станислав, г. Ростов-на-Дону:

«Загородный дом (два этажа, отапливаемая площадь 140 м2) три года отапливали конвекторами и тепловентиляторами. В зимние месяцы расход энергии доходил до 2700 кВт – это в среднем 3,75 кВт/ч.

Сначала хотел провести водяное отопление, но в итоге отказался от этой идеи и решил рассмотреть отопление при помощи теплового насоса.

Цена полноценной геотермальной системы оказалась чуть меньше 20000 долларов, поэтому остановился на системе «воздух-воздух». С началом использования расход электроэнергии снизился примерно до 2,6 кВт/ч. При этом в самые холодные дни (–26°C) температура на втором этаже не опускалась ниже 18°C.

После этого все сомнения отпали: покупкой доволен, нареканий нет».

Юрий, г. Воронеж:

«Пользуюсь тепловым насосом с гидротермальным зондом уже два года. Вначале сомневался, но сосед рекомендовал – у него стоит такая же система.

В итоге, когда на улице –25°C, то в доме держатся стабильные 24°C, а когда холода были –31°C, дома температура не опускалась ниже 20°C. Меня это вполне устраивает, об установке теплового насоса ни разу не пожалел».

Алексей, г. Выборг, Ленинградская обл.:

«Когда решил поставить тепловой насос с геотермальным коллектором, то сразу позаботился о теплоизоляции дома (площадь 190 квадратов): стены и пол утеплил пенопластом, кровлю – минеральной ватой.

После монтажа теплового насоса температура в доме установилась в пределах от 24°C (в гостиной) до 22°C (в спальне). За все время использования ниже 21°C температура не опускалась.

Единственный обнаруженный недостаток – в сильный мороз не хватает тепла на подогрев воды. Но все остальное устраивает полностью».

Как работает тепловой насос, узнайте, посмотрев видео:

Вариант изготовления теплового насоса для отопления дома своими руками посмотрите на видео:

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.