Отопление тепловым насосом
И так мы познакомились с принципом работы теплового насоса. Как оказалось, производители выпускают тепловые насосы разной конструкции. И разобраться в этом многообразии конструкций не так легко. Вот о том, как выбрать тепловой насос для отопления и каким он бывает, мы и поговорим в этой статье.
Тепловой насос для отопления
Тепловой насос для отопления можно разделить на три основных типа, которые можно объединить по следующим признакам:
- По виду передачи энергии.
- По источнику тепла.
- По виду теплоносителя входного/выходного контура.
Давайте разберем каждый тип отдельно.
По виду передачи энергии тепловые насосы бывают двух типов:
Компрессионный тепловой насос
Компрессионный тепловой насос состоит из следующих основных элементов – компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. Компрессионный тепловой насос использует цикл сжимания и расширения теплоносителя с выделением тепла. Этот тип тепловых насосов прост, высоко эффективен и наиболее популярен. По сути это холодильник, который есть в каждой семье. Только холодильник мы используем для охлаждения, а компрессионный тепловой насос для нагрева. Принцип этого насоса мы рассмотрели в предыдущей статье.
Абсорбционный тепловой насос
Абсорбционный тепловой насос способен нагревать воду до 60 -90 градусов с использованием в качестве источника энергии, теплоту греющего пара с давлением до 0,75 Мпа и низкопотенциальную природную теплоту с температурой 20-60 градусов. Доля низкопотенциальной теплоты в вырабатываемой насосом энергии для подогрева воды составляет до 40%.
Абсорбционный тепловой насос осуществляет перенос тепловой мощности от источника низко потенциальной теплоты к нагреваемому потоку, используя дополнительно высокопотенциальную теплоту. Низкопотенциальное тепло берется из стоков, оборотного водоснабжения или циркулирующих технологических газов или жидкостей. Из-за этого, абсорбционный тепловой насос не применяется в частном строительстве, а устанавливаются на промышленных предприятиях.
По источнику тепла выделяют тепловые насосы:
Геотермальный тепловой насос
Геотермальный тепловой насос берет тепловую энергию из грунта или воды. Самое главное, чтобы температура зимой не опускалась ниже ноля градусов. Геотермальный тепловой насос переносит тепло от источников переносится в установку, где преобразовывается и передается в отопительный контур. Геотермальный тепловой насос состоит из трех контуров: внешний контур, контур самого насоса и внутренний контур (теплый пол).
Основным веществом, передающим тепло является хладагент. Это вещество, способно кипеть уже при температуре выше -5oC. В большинстве установок, в качестве хладагента, используют фреон. До включения установки он находится в жидком состоянии. По мере поступления тепла от термальных источников, его температура поднимается. Фреон начинает испаряться и полностью переходит в газообразное состояние. После испарения этот газ имеет температуру около +5oC. Далее фреон поступает в компрессор, где сжимается.
При сжатии выделяется большое количество тепла. Из компрессора газ выходит с температурой до 100oC. Он поступает в еще один теплообменник — конденсатор, где отдает тепловую энергию теплоносителю, который идет в контур отопления. Сам фреон, отдав большую часть тепла, частично остывает, но все еще находится в газообразном состоянии, так как давление остается высоким. Для понижения давления используется сбросный клапан. Проходя через него, давление резко падает, при этом фреон охлаждается, переходя в жидкое состояние. Далее он снова поступает в испаритель, где начинается новый цикл преобразования.
Воздушный тепловой насос
Воздушный тепловой насос сходен по своему принципу работы с геотермальными тепловыми насосами, с той лишь разницей, что вместо грунта теплота извлекается из наружного воздуха. Основным их преимуществом перед геотермальными насосами является низкая стоимость установки. К тому же, они способны давать тепло при температуре окружающей среды до -25 градусов.
Я сам эксплуатировал такой насос для обогрева офиса. Но в Московском регионе, такой насос хорошо работает при температуре до – 15 градусов, далее его экономичность резко падает. Наиболее эффективным будет использование этого насоса в южных районах России, где большие морозы бывают непродолжительное время.
Использующие вторичное тепло
В качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки. Этот тип насоса мы рассмотрели на примере абсорбционного насоса.
По виду теплоносителя входного/выходного контура:
Тепловые насосы «воздух-воздух»
Тепловые насосы «воздух-воздух» предназначены для прямого нагрева воздуха внутри помещения. Теплота извлекается из окружающего воздуха посредством испарительного блока наружного размещения и направляется в помещение, где внутренний воздух нагревается при помощи внутреннего теплообменника (конденсатора системы) теплового насоса.
Для нагрева отдельных зон, возможно применение нескольких внутренних блоков. Если есть необходимость отопления нескольких помещений или сравнительно большого внутреннего объема, используются различные системы подачи и распределения воздуха.
Тепловые насосы «вода-вода»
Тепловые насосы «вода-вода». Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения. Для того чтобы откачать тепло из водоема, расположенного поблизости, на его дне прокладывается специальный трубопровод, в который закачивают антифриз.
Тепловые насосы «вода-воздух»
Тепловые насосы «вода-воздух» используются в системе воздушного отопления. На основе этого теплового насоса собирают современные установки, позволяющие одновременно работать в системе воздушного отопления и в системе кондиционирования, подавая охлажденный воздух в помещения дома по воздуховодам.
Тепловые насосы «воздух-вода»
Тепловой насос «воздух-вода» использует воду, передавая ей температуру разогретого фреона. Нагретая вода применяется для отопления помещений с помощью радиаторов, теплых полов или подготовки бытовой горячей воды. Температура такой воды должна быть от +40⁰С и выше. Современные тепловые насосы воздух-вода подогревают воду от +40⁰С до +65⁰С.
Тепловые насосы «грунт-вода»
Тепловые насосы «грунт-вода» предназначены для получения тепла из грунта и нагрева с его помощью теплоносителя, используемого в дальнейшем для отопления. Характерной особенностью теплотехнических устройств этого вида является расположение теплообменников непосредственно в грунте.
Запас тепловой энергии формируется при нагревании поверхности земли солнцем. Тепло накапливается в теплое время года и может быть использовано для отопления. С этой целью делают горизонтальные или вертикальные замкнутые теплообменники, в которых циркулирует незамерзающая жидкость.
Так как выбрать тепловой насос для отопления? Самыми распространенный тепловой насос для отопления, применяемый в частном домостроении, являются компрессионный геотермальный насос типа грунт вода. Если вы живете в южных районах страны, обратите внимание на компрессионные воздушные тепловые насосы типа воздух-воздух или воздух-вода.
В следующей статье я расскажу об утепленной шведской плите (УШП).
РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:
