Теплові насоси: опис, типи, принцип роботи, а також плюси і мінуси
Теплові насоси дають можливість скорочувати витрати на опалення. Їх конструкція дозволяє брати енергію з різних джерел (землі, повітря, води), які через низьку температури можуть не підходити для безпосереднього використання, але це можливо разом з тепловими насосами. Дані прилади знаходяться поруч з каналізацією або проточною водою, і це дуже важливо, адже вже на стадії проектування будинку необхідно вирішувати питання того, що буде найкращим джерелом тепла, необхідне для систем опалення та нагріву води.
Тепловий насос являє собою механізм, основним завданням якого є транспортування енергії від джерела низької температури до більш гарячого об'єкту. Пристрій складається з конденсатора і дроселя, а також в його конструкцію входить випарник і компресор. Для початку роботи приладу зазвичай потрібно тільки електрику, хоча абсорбційним моделям може стати в нагоді паливо. В цілому, використання теплового насоса є екологічно чистим, безпечним і економічним способом опалення приміщень та нагрівання води. Але, варто враховувати, що він повинен відповідати індивідуальним потребам конкретного об'єкта.
Попит тепла сильно відрізняється в залежності від багатьох факторів. Іноді краще встановити кілька насосів меншої потужності, ніж один з великою кількістю кВт. Крім того, цей пристрій може бути цікавою частиною дизайну будинку. Теплові насоси використовуються і в домогосподарстві (холодильники, морозильники) і в харчовій промисловості. За допомогою них можна здійснювати кондиціювання повітря приміщень, охолодження, опалення кімнат і нагрів води. Дані пристрої мають високу ефективність при низькому перепаді температур, і поступово втрачають її при швидкому збільшенні їх різниці.
1. Типи теплових насосів і принцип їх роботи.
Геотермальний тепловий насос
Джерела відбору тепла визначають різновиди даних виробів. Залежно від них виділяють:
- геотермальні теплові насоси - для їх роботи застосовується тепло грунту, а також води, яка тече на поверхні землі або в її надрах; при цьому, вони можуть бути замкнутого (горизонтальні, вертикальні, водні, з прямим теплообміном) і відкритого типу;
- повітряні - такі пристрої забирають тепло за допомогою повітря;
- прилади, які використовують вторинне тепло (припустимо, то, яке виділяється від трубопроводів центрального опалення).
Промислові моделі теж діляться на різні типи. Це обумовлюється видами теплоносіїв як вхідних, так і вихідних контурів пристроїв. У зв'язку з цим, можна виділити прилади, що працюють за системою: «грунт-вода» і «вода-вода», «повітря-вода» і «грунт-повітря», «вода-повітря» і «повітря-повітря», « фреон-вода »і« фреон-повітря ». Найдешевшими і затребуваними є повітряні насоси, які відводять тепло з зовнішнього повітря і транспортують його в простір приміщень. Вони за принципом роботи схожі на кондиціонери, тільки їх метою є внутрішній підігрів, а не охолодження.
грунтовий тепловий насос
Теплові насоси системи «повітря-вода» теж досить популярні. Дані прилади можуть транспортувати тепло водонагрівачів для подачі гарячої води в крани, душові шланги. Проте, пристрої «земля-вода» є більш ефективними, ніж попередні. Геотермальні теплові насоси здатні на кращу роботу, ніж повітряні. Це пов'язано з тим, що вони беруть тепло від землі або грунтових вод, які нижче глибини 9 метрів мають відносно постійну температуру цілий рік. Це означає, що різниця температур менше. Таким чином, підвищується ефективність роботи пристроїв.
Нещодавно збудований об'єкт повинен мати сертифікат енергії, який може бути використаний при виборі теплового насоса. Потужність цього вироби вибирається залежно від конструкції теплового навантаження будівлі. При проектуванні опалення з тепловим насосом, потрібно вибрати один з декількох варіантів системи:
- моновалентну - тільки на один нагрівальний прилад;
- двовалентну - працює на два пристрої (після досягнення певної зовнішньої температури, насос вимикається і включається другий прилад, наприклад, газовий котел);
- бівалентності паралельну - задіяно два пристрої (після того, як буде досягнута певна зовнішня температура, приступає до справи другий прилад, і з тих пір, обидва працюють одночасно).
2. Переваги і недоліки насосів.
Низькі експлуатаційні витрати описуваних в цій статті пристроїв є основним фактором привабливості такого способу опалення. В середньому, тепловий насос, який споживає 1 кВт електроенергії на годину, дає 4-7 кВт тепла. У зв'язку з цим, неухильно зростає популярність даних приладів. Вони є ідеальним рішенням для опалення, особливо там, де немає підключення до газової мережі. Величезною перевагою теплових насосів вважається те, що вони не вимагають ретельного обслуговування - немає необхідності завантажувати паливо, чистити піч і т.д. Крім того, дані вироби екологічні - в місці їх експлуатації не створюється ніяких парів, що забруднюють навколишнє середовище, практично не виділяється вуглекислий газ.
Тепловий насос може бути легко встановлений практично всюди. Ці пристрої - найбільш безпечний спосіб нагріти об'єкт. Їх використання не здатне привести до вибухів. Дані прилади багатофункціональні - це єдине рішення, яке може нагріватися взимку і охолоджуватися влітку. Немає необхідності ставити котел або робити димохід. Тепловий насос може працювати всередині або зовні будь-якого підсобного приміщення. Радує і довговічність цих виробів - вони можуть вірою і правдою служити цілих 30 років! До того ж, прилади, що беруть енергію з повітря, і горизонтальні наземні колектори не вимагають спеціальних дозволів на будівництво.
Основним недоліком теплового насоса є його досить висока вартість придбання і установки. В даний час ціна облаштування теплового насоса майже в два рази вище, ніж печі. Іншим мінусом є залежність від електрики. У разі збою живлення, процес накачування стане неможливим. Відмінним виходом з такої ситуації стане покупка електрогенератора. Ще одним недоліком можна вважати, то, що прилади, які беруть енергію з грунтових вод, вимагають спеціальних дозволів на будівництво. Проте, плюсів у теплових насосів набагато більше, тому вони, напевно, сьогодні і користуються такою великою популярністю.