Принцип дії теплових насосів, види і особливості експлуатації

В останні роки в більшості розвинутих європейських країнах для обігріву та кондиціонування різних будівель і споруд все частіше використовуються теплові насоси. Варто зазначити, що частка такого обладнання в загальній структурі теплозабезпечення доходить до 70 відсотків!

Для українського споживача дане обладнання порівняно нове, не звичне. Тому і продажі його в нашій країні поки знаходяться на порівняно невисокому рівні. Хоча інтерес до цього опалювального обладнання зростає з кожним роком. І це не дивно, адже, для прикладу теплонасос Thermia який можна замовити на сайті https://noviterm.com.ua/, володіє дійсно вражаючими характеристиками енергоефективності, тому один раз витратившись на покупку даної системи, в майбутньому варто розраховувати на суттєву економію коштів для обігріву, чи охолодження (в залежності від пори року) приміщення.

Переваги теплових насосів

Тепловий насос - це пристрій, що дозволяє використовувати енергію природи для опалення, гарячого водопостачання, кондиціонування, вентиляції будь-якої будівлі - приватного будинку, комерційного або промислового об'єкта, знижуючи до мінімуму експлуатаційні витрати на їх утримання.

Схема дії теплового насоса багато в чому схожа на роботу звичайного холодильника або кондиціонера. Головна відмінність - в його здатності однаково ефективно працювати як на підігрів, так і на охолодження. При цьому використовується один і той же базовий цикл охолодження. В якості джерела тепла такі установки використовують навколишнє середовище - повітря, воду, грунт і т.д.

В даний час теплові насоси вважаються найбільш економічним обладнанням для опалення, гарячого водопостачання та кондиціонування.

При цьому, сучасні теплові насоси відрізняються ще цілу низку переваг:

  • енергоефективність,
  • низькі експлуатаційні витрати,
  • універсальність (здатність працювати як на охолодження, так і на обігрів),
  • безпеку,
  • тривалий термін експлуатації (до 50 років),
  • мінімальний контроль з боку користувача і т.д.

Залежно від джерела тепла, теплові насоси бувають геотермальні (горизонтальні, вертикальні, водні), для яких джерелом тепла є земля і вода, і повітряні, джерелом тепла для них є повітря.

Теплові насоси вода-вода

Пристрій, який призначений для опалення і нагріву рідкого теплоносія за допомогою енергії грунтових вод - це тепловий насос вода-вода. Основною особливістю такого обладнання є робота тільки з рідкими середовищами - з грунтовими водами, звідки береться теплова енергія, і з середовищем-теплоносієм.

Теплові насоси вода-вода мають досить просту конструкцію, яка пояснює їх принцип дії. Головними конструктивними елементами в таких пристроях вважаються випарник, конденсатор, компресор і дросель.

Вода по трубках випарника проникає всередину пристрою з грунтових вод. Температура таких вод, як правило, становить від 8 до 10 ° C тепла. Просуваючись далі, рідке середовище задіє холодоагент, який розташований між трубками: при контакті з трубками, де температура досить висока, частина холодоагенту починає закипати, відбираючи енергію у ґрунтових вод.

Вже охолоджена вода зливається в іншу свердловину, а випаровування хладагента всмоктується в компресор, де поступово стискається і виштовхується в конденсатор. Температура фреону становить близько 70-80 ° C тепла: енергія цього тепла передається рідкому теплоносію в системі опалення. Відпрацьований холодоагент поступово стікає на дно конденсатора, де під впливом перепадів тиску, повертається на свої вихідні позиції - у випарник

Тепловий насос повітря-вода

У пошуках найбільш ефективних пристроїв для опалення житлового будинку, як варіант варто розглянути тепловий насос повітря-вода. Використовується таке обладнання як в приватних будинках, так і на виробництвах.
Теплові насоси повітря-вода - сучасні пристрої, принцип дії яких заснований на заборі теплової енергії з навколишнього повітря і на трансформації цієї енергії в тепло, яке передається теплоносію. В даному випадку теплоносієм виступає вода.

Будь-тепловий насос, який використовується в якості джерела теплової енергії повітря, а в якості теплоносія - воду, складається з двох блоків - внутрішнього і зовнішнього.

Принцип дії такого насосного обладнання схожий з роботою простого кондиціонера. Але є дві істотні відмінності між насосами і кондиціонерами: теплові насоси орієнтовані на прогрів теплоносія, а не повітря в приміщеннях, а також можуть працювати як автономні системи гарячого водопостачання.

Тепловий насос для опалення повітря-вода працює наступним чином:

  • забирає теплову енергію з повітря;
  • прогріває її до заданої температури;
  • віддає нагріту теплову енергію теплоносію, в даному випадку - воді;
  • виділяє побічну енергію після охолодження фреону.

Тепловий насос повітря-повітря

Тепловий насос повітря-повітря - найпростіше, універсальне і ефективне обладнання, призначене для обігріву приміщень - промислових або житлових.

Принцип роботи насосного обладнання заснований на використанні потенціалу повітря в атмосфері і на опаленні приміщень. Робота теплонасоса повітря-повітря багато в чому нагадує роботу кондиціонера, правда, функціонуючого в зворотну сторону. Так, насосне обладнання відбирає тепло у більш холодного повітря, після чого направляє його в системи для обігріву приміщень.

Принцип роботи заснований на здатності холодоагенту, що входить в структуру теплового насосного обладнання, знижувати температуру повітря при розширенні. Значення цієї температури стає нижче значень температури навколишнього середовища, що і призводить до викиду і відбору теплової енергії.

Подальше стиснення направлено на різке підвищення температури холодоагенту, завдяки чому і створюються сприятливі умови для передачі відібраної теплової енергії теплоносія.