Использование теплового насоса

Тепловые насосы, использующие тепло воздуха более эффективны, в местностях с мягким климатом либо при условии использования в летних домах.

Они менее эффективны, чем насосы, использующие теплоту грунта, потому как во втором случае тепло берется из земли, которая теплее, чем воздух в холодное время года. Тем не менее, тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла дешевле в установке, потому как для их установки не требуется контура заземления. Такие насосы используют наружный воздух в качестве источника тепла или теплопоглотитель для отопления или охлаждения внутреннего пространства. Также такие насосы могут обеспечивать подачу горячей воды.

Принцип работы

Тепловой насос использует процесс понижения температуры и передает энергию низкой температуры в охлаждающую цепь, сжимает хладагент, в процессе чего вырабатывается высокая температура, и передает это тепло в систему подачи горячей воды и отопления или, в жаркое время года, выводит его из дома. Тепловой насос передает энергию в форме тепла из места с низкой температурой в место с более высокой температурой. Системы обычно имеют одно устройство мощностью 4кВт либо несколько устройство с одним прибором управления, вырабатывая около 30кВт.

Тепловые насосы, использующие теплоту грунта, подходят не для любого проекта дома, это в основном происходит из-за нехватки открытого пространства. Тепловые насосы, использующие тепло воздуха, сегодня предлагают обоснованную альтернативу необходимости установки контуров заземления; такие насосы занимают пространство только на наружной стене дома. К примеру, английская компания Danfoss выпускает насосы мощностью на выходе от 6-12кВт, и предлагает полное решение отопления помещений и поставки горячей воды. Тепловые насосы этой компании с запатентованной технологией забирают энергию из воздуха, температура которого не ниже -200С.

Может показаться странным, но даже в холодное время года и ночью в воздухе выделяется большое количество термической энергии (тепла). Тепловые насосы, использующие теплоту воздуха, извлекают это тепло из окружающего воздуха.

В той части теплового насоса, которая находится с внешней стороны дома, хладагент соприкасается с наружным воздухом в теплообменном аппарате. Воздух прогоняется через выпарной аппарат благодаря вентилятору, расположенному со стороны теплового насоса. Хладагент, который находится в жидком состоянии, поглощает свободную энергию из воздуха, и в процессе этого превращается в газ. Сенсор в запорном клапане гарантирует, что жидкий хладагент забирает необходимое количество свободной энергии до того, как хладагент (теперь уже в газовом состоянии) переходит в компрессор. Компрессор повышает давление хладагента. Температура пара достигает примерно 100°C. Горячий газ затем поступает к конденсатор. Конденсатор является той частью насоса, которая выделяет тепло. В конденсаторе, который является теплообменным аппаратом, полностью спаянным из нержавеющей стали, хладагент (в газовом состоянии) соприкасается с водой из системы отопления (радиаторы и/или напольные змеевики). Когда теплый газ охлаждается циркулирующей водой для нагрева, он переходит из газообразного состояния в жидкое.

В процессе этого вырабатывается энергия, которая поступает в систему отопления или подачи горячей воды. После конденсатора хладагент, который теперь находится в жидком состоянии, проходит через фильтр для отделения капельной влаги. Этот фильтр используется для сбора влаги в системе. После фильтра вещество проходит к запорному клапану, где понижается его давление. Это также приводит к снижению температуры. Когда хладагент проходит клапан и переходит к выпарному аппарату, он снова превращается в пар. Это завершает цикл хладагента. Запорный клапан оснащен сенсором, находящимся перед компрессором. Сенсор контролирует количество жидкости, поступающей в выпарной аппарат.

Установка

Установка тепловых насосов с источником тепла – наружным воздухом в существующих зданиях требует консультаций со специалистами. Английская компания Danfoss Heat Pumps специализируется на установке таких насосов в новых зданиях, при полном ремонте, перестройке летних домой и в промышленных разработках. Предлагается также использовать такие насосы для нагрева воды в бассейнах.

Преимущества:

• Пониженное количество выбросов углерода – такие насосы могут значительно снизить выброс углерода (до 50%) по сравнению с традиционными газовыми или масляными бойлерами. Этот показатель также можно уменьшить, если электричество, используемое для работы теплового насоса, вырабатывается возобновляемыми источниками энергии, например, ветряки, солнечные панели.
• Более низкие затраты на обогрев.
• Используется около 25% - 35% электричества по сравнению со стандартной электрической системой отопления для выработки такого же количества тепла.
• Средняя эффективность насоса равняется 70-95% эффективности газовых бойлеров, работающих на ископаемом топливе.
• Небольшое количество подвижных частей, что снижает требования по техобслуживанию.
• Так как насос относится к электрооборудованию, то в нем не используется топливо, которое легко воспламеняется или способно вызвать удушье, что снижает уровень потенциальной опасности для пользователей.
• Может использоваться для нагрева или/и охлаждения воздуха и воды/
• Может использоваться вместе с напольным панельным отоплением, технологией использования солнечных панелей и другими экологически безвредными системами отопления/охлаждения и нагрева воды.
• В 2009г. на этот вид отопления будут выдаваться гранты.
• Низкий уровень шума – новые насосы компании Danfoss работают намного тише, чем многие более старые модели, работая при 45 – 51дБ. К примеру, посудомоечная машина работает при 55 - 70 дБ, а холодильник - около 50 дБ. Тепловые насосы с воздухом в качестве источника тепла состоят из двух частей, наружная часть может располагаться на расстоянии до 30м от дома.
• Простота установки – тепловые насосы, использующие воздух, не требуют работ по копанию или экскаваторных работ. Кроме того, не требуется затратного подключения к газораспределительной сети, также не требуется установки неприглядного резервуара для масла или строительства специального места для хранения твердого топлива. Установка теплового насоса с использованием воздуха окупается всего за 5 лет.

Дополнительная информация о тепловых насосах, использующих теплоту воздуха

Тепловые насосы поставляют горячую воду из нагнетательной системы с температурой до 55°C, что является приемлемым для домашнего использования. Может быть целесообразным использование традиционной технологии отопления вместе с тепловым насосом, использующим тепло воздуха, для нагрева воды с температурой 55°C. Система забора воздуха с вентилятором (система обработки наружного воздуха) фиксируется с наружной стороны дома и требует минимального техосмотра.

Тепловые насосы, использующие воздух, забирают энергию из воздуха и повышают температуру, используя процесс, похожий на обратный процесс охлаждения. Для больших площадей потребуется установка ряда внешних блоков подготовки воздуха вместе с внутренним тепловым насосом и резервуара горячей воды, находящимся под давлением для подачи горячей воды. В этой системе не используется наружных труб, и большинство рабочих элементов находится в доме. В основном, тепловые насосы, использующие воздух, работают на протяжении 20 лет без ремонта, требуется только профилактика.