В славном семействе электрических систем отопления тепловые насосы пока что еще менее всех известны. И потому о них ходят са­мые невероятные слухи. Что-де никому они не по карману и потому их изготавливают на заводах поштучно, только по заказам богачей. Что, мол, агрегаты эти, не потребляя никакого топлива, и зимой, и летом берут тепло из ...ничего, из воздуха. И вообще это - perpetuum mobile, фантазия оставшихся без работы и одуревших от безделья ученых «оборонки», подхваченная падкими на сенсации журналистами.

Между тем все это правда. Почти правда. Настоящая правда еще более фантастична. Тепловой насос способен отбирать тепло не только из воздуха, но и из воды, из земли, и даже, простите, из канализации. Для того чтобы ближе познакомиться с принципом его работы, вспом­ним ...анекдот про чукчу, который грелся в холодильнике. Собствен­но, хотим обратить ваше внимание не на находчивость представителя малочисленной народности, а на холодильник, выступающий в роли обогревателя.

Задумывались ли вы над тем, как морозильник работа­ет? Скажете, что тут сложного? Фреон (в последнее время другие хладагенты), подгоняемый насосом, циркулирует по трубам и охлаж­дает продукты. Все верно. Но откуда бегающий по трубам фреон бе­рет холод, если на кухне никогда не бывает морозов? Вы скажете, не холод доставляется в морозильную камеру, а тепло отбирается у хра­нящихся продуктов. Во-о-о... теплей-теплей... А обратили ли вы вни­мание на то, что арматура на задней стенке холодильника, представ­ляющая собой радиатор для охлаждения трудяги-фреона, всегда теп­лая, а порой даже горячая? Откуда это тепло? От продуктов! Да-да, от задубевших и обледеневших продуктов...

Не вдаваясь в подробности физики процесса, скажем лишь, что тепловой насос - как же не насос, если закачивает в дом тепло, добытое из бог весть чего, находящегося за окном! - это поверну­тый задом наперед холодильник. (Да простят меня ученые за столь вольное толкование их изобретения.) У которого холодильная ка­мера на улице, а разогревшийся радиатор в помещении.

А если говорить деловым языком, тепловые насосы - это компак­тные отопительные установки, предназначенные для автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых и производственных по­мещений. Они экологически чисты, так как работают без сжигания топлива и не производят вредных выбросов в атмосферу, чрезвычай­но экономичны, поскольку, потребляя, к примеру, 1 кВт электроэнер­гии для циркулирования хладагента, производят до 3-4 кВт тепловой энергии.

Применение тепловых насосов различной модификации являет­ся принципиально новым решением проблемы теплоснабжения и позволяет в зависимости от сезонности и условий работы дости­гать максимальной эффективности в их работе.

Тепловые насосы имеют большой срок службы до капитального ремонта (до 10-15 отопительных сезонов) и работают полностью в автоматическом режиме. Срок окупаемости оборудования не пре­вышает 2-3 отопительных сезонов.

На рынке России тепловые насосы - новинка, однако в развитых странах эти устройства производятся и успешно эксплуатируются уже более 30 лет.

Принцип работы теплового насоса

Тепловой насос - это машина, которая поглощает низкопотенци­альную теплоту из окружающей среды с температурой 4-6”С и выше и передает ее в систему теплоснабжения потребителей в виде нагре­той воды или воздуха. Передача тепла производится рабочим телом - хладагентом (фреоном). Электроэнергия, потребляемая тепловым насосом, тратится лишь на перемещение фреона по системе с помо­щью компрессора точно так же, как в холодильных машинах. Система работает как котел при отоплении и как кондиционер при охлажде­нии. Зимой система передает тепло неостывшей земли в дом. Этот же цикл используется и при нагреве воды. Летом излишки тепла в доме передаются через теплообменник в обратном направлении.

В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии для обогрева дома может быть использовано тепло естественного про­исхождения (наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов). Тепловые насосы комплектуются системой управления и автоматики, которая поддерживает заданный режим работы теплового насоса.

Энергетическая эффективность применения тепловых насосов за­висит от температуры низкопотенциального источника и будет тем выше, чем более высокую температуру источник будет иметь.

Экономическая эффективность применения тепловых насосов за­висит от следующего:

  • температуры низкопотенциального источника тепловой энергии;
  • стоимости электроэнергии в регионе;
  • себестоимости тепловой энергии, производимой с использо­ванием различных видов топлива.
  • Использование тепловых насосов вместо традиционных источ­ников тепловой энергии экономически выгодно по причинам:
  • отсутствия необходимости в закупке, транспортировке, хране­нии топлива и расходе денежных средств, связанных с этим;
  • высвобождения значительной территории, необходимой для размещения котельной, подъездных путей и склада с топливом.

Установка не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания, так как нет внутреннего и внешнего блока, и зани­мает минимум пространства.

В ценовом отношении тепловые насосы действительно не деше­вы. Начальные затраты на установку этих систем несколько выше сто­имости обычных систем отопления и кондиционирования. Цена гео­термального теплового насоса рассчитывается из условия 300-400 у.е. за 1 кВт тепловой мощности. Однако если рассматривать эксплуата­ционные расходы, то первоначальные вложения в геотермальный обо­грев, охлаждение и горячее водоснабжение быстро окупаются за счет энергосбережения. Кроме того, необходимо учитывать, что при ра­боте теплового насоса не требуется никаких дополнительных ком­муникаций, кроме бытовой электрической сети.

Установка этих систем по требует проведения внутренних электро­монтажных работ, прокладки внутренних воздуховодов, монтажа внеш­него теплообменника. Стоимость этих работ зависит от ваших требо­ваний и расценок монтажной фирмы.

Различают следующие конструкции геотермальных насосов:

  • насос с открытым циклом: теплоноситель подается непосред­ственно из водоема и после прохождения цикла охлажденным воз­вращается обратно;
  • насос с закрытым циклом: теплоноситель прокачивается че­рез замкнутый контур, который может быть проложен глубоко в земле или по дну водоема; это более экологически безопасный метод, чем открытый цикл;
  • насос с горизонтальным теплообменником: замкнутый кон­тур теплообменника укладывается горизонтально в глубокие траншеи;
  • насос с вертикальным теплообменником: замкнутый контур теплообменника устанавливается вертикально в подготовленные от­верстия; применяется в тяжелом грунте или при ограниченности про­странства участка.

Наиболее эффективным считается тепловой насос с замкнутым циклом: теплоноситель прокачивается через замкнутый контур, кото­рый может быть проложен глубоко в земле или по дну водоема.

При работе этих систем используется возобновляемое тепло сол­нечного излучения, которое накоплено в земле. Поэтому примене­ние тепловых насосов снижает затраты энергии, полученной путем сжигания топлива, и соответственно, снижает выброс в атмосферу токсичных веществ. Кроме того, применение воздушных систем ото­пления позволяет контролировать состояние воздуха в доме, уда­лять вредные примеси, частицы пыли, споры, различные аллергены и запахи.

С учетом компактности, экономичности и простоты в обслужи­вании, тепловые насосы по совокупности эксплуатационных пара­метров могут представлять интерес для различных категорий по­требителей тепловой энергии.

В сравнении с газовыми и жидкотопливными отопительными сис­темами отопительная система с использованием теплового насоса эко­номична - годовые расходы на отопление и нагрев воды дома с отап­ливаемой площадью 145 м2 составляют всего около 2000 руб.; данная отопительная система безопасна - в ней используется низкотемпе­ратурная энергия; тепловой насос как отопительная система в летний период может исполнять функцию охлаждения; отопительная система с тепловым насосом надежна и проста в эксплуатации, что позволяет экономить на сервисном обслуживании.

Принципиальная схема теплового насоса

Принципиальная схема теплового насоса. 

Земные недра являются бесплатным теплоисточником, поддер­живающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и бе­зопасной технологией. Установка может быть внедрена на участке земли малой площади. Объем восстановительных работ после бу­рения незначителен, влияние скважины - минимально. Установка не оказывает влияния на уровень грунтовых вод, так как грунтовые воды не задействованы в процессе.

В поверхностном слое земли накапливается тепло в течение лета, эту энергию также имеет смысл использовать для отопления.

Тепло из почвы поставляется посредством пластикового шланга. Экологически чистая, морозоустойчивая жидкость, циркулирующая в системе, переносит тепло к теплонасосу.

Шланг для передачи тепла укладывается на дне или в донном грунте, где температура еще немного выше, чем температура воды. Для того чтобы шланг не всплывал, к нему должен быть прикреплен груз, игра­ющий роль якоря.

Откуда тепловой насос извлекает «бесплатное тепло»

Насос не производит вредных выбросов, воздействие коллекто­ра минимально, хладагент R407C, циркулирующий в агрегате, не­токсичен, безвреден для озонового слоя.

Солнце - вот главный и самый мощный источник энергии. Именно оно нагревает воздух, воду, земную поверхность и глубины, из ко­торых тепловой насос извлекает эту накопленную солнечную энер­гию.

Системный мониторинг осуществляется микропроцессорными средствами автоматики, автоматизированная система управления обеспечивает безопасный и эффективный режим работы теплово­го насоса и вспомогательного оборудования. Подробное описание функций можно найти в инструкциях пользователей.

Срок эксплуатации земляного коллектора зависит от уровня кис­лотности почвы и может достигать 50-100 лет, при повышенном же pH - приблизительно 30 лет. Непосредственно в самой установке един­ственной движущей частью является компрессор, срок службы кото­рого составляет 15 лет, и который можно легко и дешево заменить по истечении срока его эксплуатации. В процессе эксплуатации систе­ма не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипу­ляции не требуют специальных навыков и описаны в инструкциях к конкретным моделям. Тепловой насос компактен - серийные уста­новки имеют размер 600x600x1650 и 600x600x850 мм. По желанию заказчика корпус может быть выполнен в дереве. Тепловой насос прак­тически совместим с любой циркуляционной теплопроводной отопи­тельной системой, независимо от типа котла. Это может быть и низ­копотенциальная теплота искусственного происхождения: сбросные воды; нагретые продукты технологических процессов; вытяжной воз­дух системы вентиляции.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить