Тепловые насосы для дома
Сейчас для обогрева личных домов, коттеджей, таунхаусов и дач все чаще используются тепловые насосы. Они совместимы фактически со всеми видами отопления — радиаторами, теплым полом, теплым плинтусом. Проектируя совокупность отопления с тепловым насосом, нужно не забывать, что температура теплоносителя (воды) будет не выше 55-60 ?С.
Принцип работы
Тепловой насос — это устройство, предназначенное для переноса тепловой энергии от источника с низкой температурой к теплоносителю с более большой температурой.
Концепция теплового насоса была создана еще в середине XIX века выдающимся механиком и британским физиком Уильямом Томсоном (лордом Кельвином; именно он внес предложение температурную щкалу, названную его именем, в которой за точку отсчета берется безотносительный нуль: 0? С = — 273,15? К). Тогда же эту концепцию усовершенствовал австриец Петер Риттер фон Риттингер.
Но на практике тепловой насос начал использоваться только с 1940-х годов.
Принцип его действия — обратный всем известному холодильнику. Основная задача холодильника — получение холода испарителем, отбирающим тепло из замкнутого количества, и выброс этого тепла в вохдух при помощи конденсатора.
А в тепловом насосе конденсатор передает тепло теплоносителю, применяемому для обогрева помещения, а испаритель утилизирует незначительное тепло, имеющееся в окружающей среде: воздухе, грунте либо водоеме.
Разработка получения тепла
Тепло из окружающей среду приобретает внешний контур устройства. В пластиковый трубопровод (коллектор), расположенный, к примеру, в грунте, поступаеттеплоноситель — особая экологически надёжная жидкость, именуемая рассолом. Рассол, проходя по коллектору, незначительно нагревается и передает это тепло стенкам испарителя.
В испарительную камеру поступает хладагент (вещество с низкой температурой кипения, к примеру, газ типа фреона). Хладагент в жидком состоянии под высоким давлением подается через небольшие отверстия (капилляры) в испаритель, в котором благодаря падения давления переходит в парообразное состояние и отбирает тепло у внутренних стенок камеры.
После этого парообразный хладагент поступает в компрессор. Сейчас температура хладагента быстро увеличивается и происходит его выброс в конденсатор. Температура хладагента в конденсаторе достигает уже 85-125?
С. Тут при помощи теплообменника нагревается теплоноситель, служащий для обогрева помещения. А хладагент остывает и возвращается в испарительную камеру.
Классификация тепловых насосов
В зависимости от источника отбора тепла тепловые насосы делятся на геотермальные (забирающие тепло из грунта и подземных либо наземных вод) и воздушные (забирающие тепло из воздуха).
Геотермальные насосы, со своей стороны, бываютс горизонтальным или вертикальным размещением коллектора и водными.
При горизонтальном размещении коллектор помещают в траншею ниже глубины промерзания грунта, т.е. ниже 1,5 — 2 м. Коллектор укладывают кольцами, дабы минимизировать земляные работы и обеспечить больший контур. На 1 кВт мощности теплового насоса требуется 25-50 кв. м почвы под укладку коллектора, исходя из этого горизонтальное размещение вероятно лишь при наличии свободного земельного надела. Наряду с этим над коллектором нельзя производить какие-либо сельскохозяйственные работы; тут возможно лишь разместить газон либо высадить однолетние цветы.
Геотермальные насосы с вертикальным размещением коллектора используют при отсутствии площадей, нужных для коллектора с горизонтальным размещением,к примеру, при неровном ландшафте. В этом случае коллектор располагают в скважине на глубине 50-200 м. Такие насосы более действенны, по причине того, что грунт на громадной глубине имеет более большую и устойчивую температуру.
Коллектор водного геотермального насоса находится в открытом водоеме — реке, пруду, озере — ниже глубины промерзания. Он укладывается кольцами, и к нему прикрепляется груз, дабы он не всплыл. При применении грунтовых вод (скважин, колодцев) используется более сложный контур.
Воздушный тепловой насос — по сути, тот же кондиционер, трудящийся на отопление помещения. Воздушные тепловые насосы смогут действующий при температуре наружного воздуха — 25? С, но имеется модели, вычисленные и на минус 40.
Но эффективность воздушных тепловых насосов в отечественном климате низка; при сильных морозах требуется дополнительное отопление, к примеру, электрообогревателями.
Преимущества тепловых насосов
Тепловые насосы смогут употребляться не только для обогрева помещения. С его помощью возможно взять тёплую воду температурой до 60? С. Для этого необходимо бак косвенного нагрева; вода будет нагреваться тем же теплоносителем, что и в совокупности отопления.
В жаркое время года последовательность моделей тепловых насосов смогут употребляться для охлаждения помещения, другими словами они являются универсальную климатическую установку.
Тепловой насос экологичен — его выбросы в воздух минимальны.
В обслуживании он несложнее газовых, дизельных и твердотопливых котлов, и пожаробезопасен.
Управление всеми процессами в тепловом насосе — автоматическое, исходя из этого он владеет высокой надежностью.
У теплового насоса два значительных недочёта: его сложность монтажа и высокая стоимость внешнего контура. Но направляться учесть, что современные моделинасосов помогают без ремонта 15-20 лет, и в течение этого времени не нужно будет производить никаких затрат на отопление дома. Единственное, что требуется для работы теплового насоса, — электричество.
Но в ее потреблениитепловой насос экономичен: на 1 кВт·ч затраченной электричества вырабатывается 10-12 кВт тепловой энергии.
