Що таке тепловий насос, як він працює і які його переваги?
Теплові насоси для обігріву приміщень є універсальними високотехнологічними кліматичними пристроями, що можуть поєднувать кілька видів обладнання: гаряче водяне опалення для будинку, джерело гарячої питної води і кондиціонування повітря.
Основним завданням будь-якого теплового насоса є вибір тепла з поновлюваних джерел енергії (повітря, води, грунту, сонця) і перенаправлення його в систему опалення Вашого приміщення.
Перевагою такого принципу опалення в порівнянні з традиційними джерелами тепла або холоду та, що є можливість конвертувати поновлювану низькотемпературну енергію навколишнього середовища.
Принцип роботи теплового насоса полягає в наступному: за допомогою компресора, стискається розсіяна низькопотенціальна теплова енергія. У стиснутому стані, теплова енергія низької температури повітря або води має більш високу концентрацію і, отже, більш високу температуру. Таким чином, до 75% енергії, необхідної для нагрівання або охолодження будинку, офісу, житлових і виробничих приміщень за допомогою теплового насоса поступає з навколишнього середовища. У свою чергу, витрати на електроенергію для роботи циркуляційних насосів і компресора теплового насоса, становлять приблизно 25%.
Система теплового насоса не має обмежень і здатна виробляти тепло, використовуючи всі існуючі джерела енергії, незалежно від температури. Носієм теплової енергії є будь-яка речовина з температурою вище абсолютного нуля (0º K). Стиснення і перетворення теплової енергії за допомогою компресора дає можливість отримати високу температуру. Основним показником ефективності теплового насоса є високий коефіцієнт тепловіддачі. Тепловий насос використовує електроенергію виключно на стиснення і передачу природного тепла, яке є саме по собі безкоштовним. Таким чином, теплові насоси виробляють 10 кВт теплової енергії, споживаючи в середньому всього 1,5-2,5 кВт/год електричної енергії.
Дія Теплового Насосу
Принципова функція теплового насосу
Розчин пропилен-гліколю циркулює в зовнішньому колекторі, поглинаючи теплову енергії грунту, повітря, води або сонця. Циркуляційний насос забезпечує потік розчину пропилен-гліколю через труби зовнішнього контуру до випарника (теплообмінника теплового насосу). У випарнику, хладагент кипить і, таким чином, тепло вилучається з розчину. А газоподібні пари хладагенту з випарника надходять у компресор і закачуються в конденсатор. У конденсорі відбувається процес, зворотний до випаровування. Під впливом високого тиску, теплоносій з газоподібного стану переходить в рідкий стан. Цей процес створює багато тепла. Проходячи через розширювальний клапан, хладагент потрапляє в зону низького тиску випарника, газується і цикл повторюється.
Класифікація та види контурів теплових насосів
Найпоширеніші методи геотермального джерела теплових насосів
Горизонтальний Контур або Петельний Контур
Застосування цього виду зовнішнього контуру передбачає наявність відповідної прилеглої території для екскавації, де бурові робіти є недоцільними. Слід також враховувати, що в майбутньому, будівельні конструкції та озеленення деревами будуть неможливими на цій території.
Тепловий насос на основі горизонтального контуру являє собою універсальний девайс для генерації теплової та холодової енергій.
Система кондиціювання повітря (фенкойли, холодні стіни і т. і.) на основі теплового насоса забезпечує екологічно чисте і комфортабельне охолодження Вашого будинку.У той же час, приготування гарячої води стає практично безкоштовним.
Інсталяція горизонтального контуру передбачає укладання трубопроводу в грунт до глибини 1,2-2,5 м, в якому циркулює неотруйна рідина. Мінімальна відстань між суміжними трубопроводами - 1 м. У даній ситуації довжина трубопроводу безпосередньо залежить від потужності теплового насоса. Приблизно, 20 Вт теплової енергії відповідає 1 м труби. Таким чином, для установки теплового насоса потужністю 10 кВт, потрібний земляний контур довжиною 500 м.
Вертикальний Контур
Постачання енергії за допомогою вертикального контуру є оптимальним рішенням для ділянок з невеликою прилеглою територією або ландшафтні райони, де цілісність території не може бути порушена.
Для установки вертикального контуру потрібна дуже мала площа землі і в основу його закладене буріння.
Незалежно від зовнішніх погодних умов, температура ґрунту на глибині 50-100 м є від + 6° С до + 10° С. У літній період використання теплової енергії спрямоване на забезпечення функціонування системи кондиціонування повітря.
Інсталяція вертикального контуру включає буріння серії свердловин в землі до 100м глибиною. Зонди - поліетиленові труби діаметром 40 мм, П-подібно зварені разом і заповнені незамерзаючою екологічно чистою рідою, опускаються в свердловини. Глибина і кількість бурових свердловин залежать від потужності теплового насоса. Так, для теплового насоса потужністю 10 кВт, необхідні 4 отвори з глибиною 50 м кожний. Відстань між свердловинами повинна бути не менше 6 м.
Водний (Озерний, Ставковий, Річковий) Контур
Наявність водойму забезпечує можливість вибору малопотенціальної енергії води.
Перевага цього методу: не вимагає значних капіталовкладень (не потрібні буріння або екскавація).
У спекотні літні дні питання про охолоджувальні приміщення стає особливо актуальним. З додатковим обладнанням, тепловий насос може працювати в режимі кондиціонування. У цьому випадку холод поступає з пристроїв кондиціювання повітря (фанкойлів, холодних стін і т.і.). Тепло, що генерується в ході цього процесу направляється на підігрів води, обігріву басейну і т.і.
При інсталяції водного контуру, поліетиленові труби, заповнені з незамерзаючою рідиною, укладаються на дно водойми. Для того, щоб трубопровід не сплив на поверхню, спеціальний засіб відповідної ваги закріплюється з частотою 5кг на один метр труби.
Контур Грунтових Вод
Колектори підземних вод
Підземні води є найбільш ефективним джерелом видобутку енергії через досить високу (+ 8° С до + 10° С) і стабільну температуру протягом року. Цей тип контуру дозволяє експлуатацію теплового насоса з результатом високого коефіцієнту ефективност {"номінальний коефіцієнт ефективності"} (COP).
У теплий період часу, підземні води є джерелом енергії для отримання холоду. У цьому випадку експлуатація теплового насоса в режимі кондиціонування може бути двох типів: активного кондиціонування і пасивного кондиціонування.
При інсталяції теплового насоса з контуром грунтових вод, потрібно дві не дуже глибокі (до 30 м) свердловини (подача і прийом) пробурені на відстані 25-30 м одна від одної. За допомогою глибинного насоса, вода з свердловини подачі подається на тепловий насос теплообмінника, і після виходу тепла, вода подається в свердловину прийому.
Економічність та Високоефективність
Тепловий насос може знизити витрати на опалення за рахунок ефективного використання енергії (від 1 кВт електроенергії, тепловий насос генерує 3-5 кВт тепла).
3 в 1 система
Тепловий насос є єдиним пристроєм, що Вам потрібно встановити, щоб забезпечити приміщення з теплом в холодні періоди, охолодження в спекотний сезон і безперебійною подачею гарячої води.
Основні переваги геотермальних теплових насосів:
- стабільні характеристики, які не залежать від погоди або сезону, так як температура грунту або свердловини постійна;
- висока ефективність, завдяки високому рівню COP (до 5);
- свердловина займає малу площу;
- тривалий термін служби;
- екологічний метод обігріву та кондиціонування повітря;
- безпечність при експлуатації девайсу;
- простота і зручність контролю;
- можливість встановлення режимів, що економлять енергію;
- автономія від будь-якого типу палива, таких як газ, нафта або інші.
Через партнерів KETE-RVS - фахівців – інсталяторів, Ви можете вибрати та купити геотермальний тепловий насос для обігріву приміщень за вигідними цінами. Наш партнер - фахівець – інсталятор, оперативно проведе розрахунки, специфікацію, монтаж та конфігурацію системи опалення високої якості для Вас.
