Тепловые насосы (ТН), принцип работы

Тепловой насос — компактная установка для автономного обогрева и получения горячей воды. Такие установки поглощают тепловую энергию с низкой температурой из окружающей среды (воздуха, земли, воды) и передают её в систему теплоснабжения уже с повышенной температурой. Это может служить хорошей альтернативой для традиционного отопления.

Но, недостаток информации о тепловых насосах пока не привёл к их широкому распространению в РФ, хотя за рубежом эти технологии успешно применяются.

Состав системы для работы ТН

1. Три раздельных контура:
   • внешний, с циркуляцией обычного теплоносителя (соляного раствора или антифриза), нагреваемых наружными тепловыми источниками;
   • внутренний, в котором находится герметично запаянный теплоноситель, имеющий чрезвычайно низкую температуру кипения;
   • третий, идущий в отопительную систему здания.
2. Электрический компрессор.
3. Испаритель.
4. Хладагент
5. Конденсатор.
6. Редукционный капилярный клапан.
7. Управляющее терморегулирующее устройство.

Принцип рабочего процесса ТН

Рассмотрим, как работает тепловой насос на примере отбирания тепла из воды:

1. В водоём погружаются уложенные змейкой или кольцами трубы. Длина трубопровода подбирается из расчёта, что от 1-го м можно получить примерно 30-ть ватт тепла. Чтобы получить 10-ть кВТ потребуется укладка 300-т м труб.
2. Перекачивающим насосом обеспечивается циркуляция незамерзающего теплоносителя (чаще всего фреон) по трубам, под действием воды, даже подо льдом имеющей плюсовую температуру, он незначительно нагревается и поступает в испаритель.
3. Циркулирующий в испарителе хладагент нагревается поступившим теплоносителем и закипает.
4. “Закипевший” хладагент поступает в виде пара в компрессорную, где при резком сжатии сильно нагревается.
5. Горячий газ перемещается в конденсатор, нагревая теплоносители отопления загородного дома.
6. Охлаждённый газ конденсируется и через сбросной клапан возвращается в испаритель в виде жидкости.
7. Затем весь цикл повторяется.

Разновидности ТН

По принципу работы существует следующая классификация тепловых насосов:

• компрессионные, работающие с использованием электроэнергии;
• абсорбционные - источник энергии тепло. Получили распространение два вида — солевые (абсорбент водный солевой раствор, хладагент вода) и водоамиачные (вода в качестве абсорбента и аммиак в виде хладагента).

По источникам отбора тепла различают виды тепловых насосов:

• водные (озёра, пруды, реки, моря);
• геотермальные (землю, грунтовых подземных или наземных вод);
• воздушные (воздух);
• использующие вторичные неиспользуемые виды тепла промышленности.

Тепловой насос: плюсы и минусы

Целесообразность применения ТН в российских условиях весьма сомнительна. Из достоинств технологии можно выделить:

• экологичность отопления, не выделяются вредные вещества и продукты сгорания в окружающую среду;
• компактность (размер большого домашнего холодильника);
• малый уровень шума;
• независимость от поставки других видов тепловой энергии;
• полная автоматизация отопительного процесса.

Производители ТН рекламируют:

• экономичность. Стоимость электроэнергии используемой для работы агрегатов перемещающих тепло примерно равна цене электрического котла. А при наружной температуре ниже минус 50°C ,её потребление резко возрастает;
• эффективный обогрев. Возможен только при выполнении дополнительного утепления помещений, что повышает финансовые затраты. Температура воздуха, поступающего от ТН примерно 35°C, что недостаточно для быстрого прогрева;
• универсальность. Использовать такой кондиционер для охлаждения дома будет несравнимо дороже, чем несколько обычных.

Главные недостатки:

• чрезвычайно высокие стоимости оборудования и его установки;
• горизонтальный внешний контур требует большую площадь и препятствует сохранению ландшафта, а вертикальный намного дороже;
• отсутствие достаточного числа специалистов для грамотного монтажа.

Решение остаётся за вами.

• Инженерные коммуникации