Технологии
· Принцип действия Теплового
насоса
· Виды
источников тепловой энергии
· Сравнение затрат на отопление тепловыми насосами и
традиционными системами отопления (газовое, электрическое и т.д.).
Принцип действия Теплового насоса основан на перекачке
компрессором газа (хладагента) в двух контурах внешнем и внутренним:
· Процесс 1-2. Всасывание компрессором
паров, образовавшихся при подводе тепла от низкопотенциального источника
(процесс 4).
· Процесс 2. Компрессор сжимает газообразный
хладагент (его давление и температура при этом значительно
повышаются), который затем поступает в конденсатор.
· Процесс 7-3. Отдавая тепло нагреваемой воде или
иному теплоносителю (который затем подается в систему
радиаторов, теплого пола и т.д.) в конденсаторе, хладагент переходит в
жидкое состояние (процесс 5).
· После этого жидкий хладагент высокого давления
проходит через регулирующий вентиль, где его давление и температура
понижаются (процесс 5-4).
· Следом за регулирующим вентилем хладагент
попадает в испаритель, в котором он переходит в газообразную фазу
(процесс 4) при подводе к нему тепла (процесс 1-6) от внешнего источника
(воздух, горизонтальный или вертикальный почвенный коллектор, вода) и
цикл замыкается.
Виды источников тепловой
энергии
a. Энергия окружающего воздуха
Наименее
трудоемкий и самый дешевый в установке тип теплового насоса. Воздушный
теплообменник – испаритель теплового насоса подогревается за счет
циркуляции окружающего воздуха. Является оптимальным выбором при
владении небольшим земельным участком и/или невозможностью по финансовым
или техническим причинам проведения земляных работ.
«+»: отсутствие затрат на
проведение земляных работ (сопоставимы со стоимостью основного
оборудования)
«-»: высокоэффективная работа
теплового насоса (коэффициент преобразования тепла 3,5…5) ограничена
значением наружной температуры на уровне - 5…0 С. По мере снижения
наружной температуры до - 20…-15 С эффективность цикла падает до
значений 2…2,5.
b. Энергия земли (горизонтальный коллектор или
вертикальный зонд)
Горизонтальный
коллектор. При устройстве горизонтального коллектора на глубину ниже
промерзания грунта (как правило, 1-2 м) в траншеи укладывается
трубопровод расчетной длины. Количество отбираемой у почвы тепловой
мощности увеличивается с увеличением влажности грунта. Что способствует
снижению площади под укладку коллектора.
«+»:
дешевле и проще в монтаже, чем вертикальный зонд;
«-»:
требуются значительные площади для укладки трубопроводов (в среднем
500-600 м. кв. и более)
Вертикальный
зонд. При
устройстве вертикального зонда бурятся несколько скважин глубиной от 50
до 100 м. В них опускаются U-образные трубопроводы по которым циркулирует теплоноситель.
Расстояние между соседними скважинами составляет ок. 5м.
«+»:
компактен в размещении;
«-»:
высокая стоимость бурения скважин и монтажа зондов.
с. Энергия воды (водоем, скважинная вода)
Водоем. В качестве источника тепла
возможно использовать близлежащий водоем. В этом случае коллектор
укладывается на его дно. Глубина и размеры водоема должны быть
достаточными для обеспечения теплового насоса водой с заданными
параметрами.
«+»:
недорогой и простой монтаж, хороший теплообмен;
«-»: не
везде удаленность от водоема позволяет проложить к нему трассу;
возможность снижения температуры воды в небольшом водоеме до 0 С грозит
выходом системы из строя; постепенное загрязнение теплообменной
поверхности.
Скважина
(грунтовые воды). Данный способ подразумевает разомкнутый цикл: вода
сначала выкачивается из водоносных слоев почвы, а потом закачивается
обратно.
«+»: компактно, хороший
теплообмен
«-»: сложная и дорогая система
забора и возврата воды, требуется разрешение на эксплуатацию от местных
органов.
