Принцип работы теплового насоса для отопления дома

КУПИТЬ СО СКИДКОЙ

Чем быстрее дорожает газ – тем больше потребителей обращаются к альтернативным способам обогрева помещения. Об одном из них и пойдет речь.

Тепловой насос – устройство, преобразующее энергию окружающей среды в высокотемпературное тепло, необходимое для обогрева помещения. Источником может являться тепло грунта, воды или окружающего воздуха. Наиболее эффективными считаются установки, использующие тепло грунта.

Типы устройств

В зависимости от источника энергии для работы компрессора, а также среды для передачи тепла, различают несколько типов оборудования.

1. Тепловые насосы, использующую энергию грунта – это «грунт-воздух», «грунт-вода». Способы отбора грунтового тепла:

грунтовый коллектор – пластиковые трубы, диаметром 25-40 мм, уложенные ниже уровня промерзания грунта по схеме.

К сведению. Грунтовый коллектор используется на больших участках. Например, для отопления дома в 150 м² необходимо получить 7-8 кВт энергии. Необходимая длина труб коллектора, уложенных петлями, – до 600 м на площади более 300 м².

компактный коллектор – маты, состоящие из тонких пластиковых трубок, располагающиеся ниже уровня промерзания грунта на 20 см.
вертикальный зонд – конструкция из пластиковых труб, опускаемая в скважину на глубину до сотни метров. Скважина заливается раствором, образуя теплопроводящий монолит.

2. Грунтовые воды – продуктивный источник тепла для обогрева дома. Тепловые насосы типов «вода-вода», «вода-воздух» с высокой теплоотдачей работают за счет постоянной температуры 8-10 градусов воды из скважины.

3. Окружающий воздух – принцип действия основан на получении тепла воздуха для устройств «воздух-вода» и «воздух-воздух». Плюс – относительная дешевизна конструкции при установке небольшого по габаритам внешнего модуля, минус – меньшая универсальность по сравнению с другими источниками энергии.

Основной принцип работы

Можно рассмотреть принцип действия тепловой установки «грунт-вода» при использовании энергии земли для отопления дома:

  1. Жидкость-антифриз (рассол) по теплообменнику проходит к источнику (к грунту), отбирая у него примерно 4 градуса тепла, и передает его фреону, который циркулирует в контуре теплонасоса.
  2. Фреон проходит через испаритель, часть его испаряется и поступает в компрессор, там сжимается и нагревается.
  3. Горячий пар под давлением идет в теплообменник конденсатора, передавая тепло воде.
  4. Нагретая вода попадает в систему отопления и на горячее водоснабжение.
  5. Жидкий фреон скапливается на дне конденсатора и поступает назад в испаритель за счет перепада давлений.
  • Какое давление в системе отопления закрытого типа

Принцип работы основан на повторении цикла.

Плюсы и минусы

Системы отопления дома, работающие с применением теплового насоса, обладают рядом достоинств, таких как:

  • экологическая чистота – принцип работы основан на полном отсутствии выделения продуктов горения в атмосферу;
  • экономичность обогрева или охлаждения помещения (в кондиционерах) при низких эксплуатационных расходах – при затрате 1 кВт электричества на привод компрессора производительность тепла конденсатора около 5 кВт;
  • эксплуатационная безопасность – отсутствие оборудования, работающего на взрывоопасном топливе;
  • долговечность – гарантийный срок службы теплового оборудования 25 лет.

Имеются и отрицательные моменты – это полная зависимость эффективности работы установки от способа обогрева и степени утепленности дома, герметичности окон и значительность затрат на оборудование и обустройства системы.

Эффективность использования теплового насоса (ТН)

В качестве примера для сравнения можно рассмотреть экономические показатели трех жилых строений, площадью 250 м² с разными способами отопления.

Строительство утепленного коттеджа с минимальными теплопотерями и с установкой теплового насоса позволяет значительно снизить срок окупаемости системы (примерно на 12%) по сравнению с обычным домом. Также в разы уменьшаются затраты на отопление по сравнению с использование твердого топлива. Из таблицы видно, что наиболее рациональным считается использование ТН для обогрева дома с минимальными теплопотерями при установке низкотемпературной системы обогрева, например, «теплого пола».

В заключение можно сказать, что установка теплового насоса при отсутствии магистрального газа – это наиболее выгодный вариант для системы водяного или воздушного отопления небольшого, хорошо утепленного жилища.