Тепловые насосы

Тепловой насос осуществляет забор энергии из воды, земли или воздуха. Эта энергия из-за невысокой температуры не пригодна сразу для использования, но тепловой насос преобразовывает её в пригодные тепло или холод для бытовых и промышленных нужд

Тепловой насос высокоэффективен при низкой температурной разнице и теряет свою эффективность при резком увеличении температурного перепада.

Преимущества использования тепловых насосов

Простое управление

Ощутимая экономия энергоресурсов с небольшим сроком окупаемости

Безопасность и экологичность

Монтаж в уже существующую систему отопления

Не требуют разрешающих документов на установку

Все тепловые насосы устанавливаются вблизи канализационных стоков или проточного водоёма/воды. Поэтому уже при проектировании дома лучше решить, каков будет наилучший источник энергии для отопления и подогрева воды.

Механизм теплового насоса транспортирует энергию от источника с низкой температурой к более нагретому объекту

В конструкцию входят: конденсатор, выпариватель/испаритель, дроссель, компрессор.

Для пуска всех типов устройств требуется электричество или топливо (в абсорбционных моделях). 

Внешние контуры тепловых насосов бывают:

Внешний воздушный контур. Такая конструкция - воздухотеплообменник с принудительным циркулированием внешнего воздуха. Насос абсорбирует теплоту из воздуха/газа, который при низкой температуре становится жидкостью. Жидкость двигается по компрессору, нагреваясь, и далее отдает своё тепло контурам отопления и водоснабжения.  Для работы теплового насоса в зимнее время применяется антифриз. В условиях сбрасывании инея с поверхности воздухотеплообменника требуется специальная система размораживания наружного контура.

Тепловой насос типа «воздух-вода» отличается эффективностью и доступной ценой; требует проведения трубопровода от источника воды. Работает эффективнее обычной котельной при низких температурах. Оптимален для систем «теплый пол» и для радиаторов большого размера (таковые длительно отдают тепло при низких температурах).

Тепловой насос типа «воздух—воздух» нагревает воздух во время прохождения через вентиляторы. Является самым недорогим в своём классе и фунционирует примерно, как сплит-система. Не применим для подогрева воды.

Преимущества: небольшие затраты на реализацию и возможность использования параллельно с приборами кондиционирования.

Недостаток: малоэффективная работа в зимнее время.

Внешний горизонтальный водяной контур. На дне водоема помещена (и закреплена грузом) труба из полиэтилена. Длина трубы рассчитывается как 30-40м на 1кВт мощности тепло-насоса.

Преимущества: средняя цена реализации и возможность сброса тепла от приборов кондиционирования в воду.

Недостаток: нужны специальные конструкции для прокладывания труб под лёд; необходимы достаточно большие размеры водоёма и его проточность.

Внешний горизонтальный грунтовый контур. На глубину чуть ниже замерзания почвы (0,7-0,75м) через 1–1,2м прокладывается труба с расчетом 40м на 1кВт мощности тепло-насоса. Эффективнее контур с влажной породой, в противном случае контур требуется делать длиннее. Для монтажа тепло-насоса мощностью 10кВт требуется земляной контур размером 20×20м. При правильном обустройстве такой контур не повлияет на уже имеющиеся деревья и кустарники.

Преимущества: средние затраты на реализацию и ремонтопригодность.

Недостаток: нужна большая площадь участка; на участке с земляным насосным контуром не садят высоких деревьев и не строят зданий на фундаменте; не пригоден для сбрасывания тепла от приборов кондиционирования.

Внешний вертикальный грунтовый контур – 1 скважина. В необсадной скважине d130мм помещена полиэтиленовая труба в виде петли с грузилом на конце. Общая длина скважины рассчитывается 10-30м на 1кВт мощности тепло-насоса.  Например, для насоса мощностью 10кВт нужна скважина длиной около 170м. Промеж земляными насосными контурами горизонтального типа и вертикального типа подвод трубы выполняется по горизонтальному типу (тоже участвует в собирании тепла из грунта).

Преимущества: можно оборудовать в любом месте; есть возможность сброса тепла от приборов кондиционирования.

Недостаток: большие затраты на реализацию и не ремонтопригоден.

Внешний вертикальный переливной грунтовый контур – 2 скважины. На расстоянии 10-50м прокладываются две скважины: из первой производится забор грунтовых вод, которые проходят через тепло-насос и сливаются во вторую скважину.

Преимущества: невысокие затраты на реализацию и возможность сброса тепла от приборов кондиционирования.

Недостаток: ощутимые электрозатраты на перекачку воды; колебания выдачи грунтовой воды; нужен монтаж теплообменника для забора тепла от нефильтрованной грунтовой воды.

Так как тепловая потребность зависит от множества факторов: в некоторых случаях целесообразно монтировать несколько насосов малой мощности, чем одну мощную модель.