Що таке тепловий насос? Призначення, принцип роботи, види насосів, монтаж та налаштування

Опубликованно 25.11.2018 00:54

При виборі альтернативи стандартним системам опалення, бажано знати, що таке тепловий насос? Подібна конструкція активно експлуатується за кордоном, у Росії подібна конфігурація є новинкою. Це пов'язано з високою вартістю обладнання і його монтажу, а також недостатнім багажем знань про всі тонкощі та переваги зазначеного пристосування. Для довідки: подібними способами опалюється понад 90% будинків в Норвегії і Швеції. Розглянемо особливості та характеристики даної конструкції.

Опис

Що таке тепловий насос? Цей прилад являє собою помпу, яка поглинає з навколишнього середовища потенційно низьку теплову енергію, яка передає її в теплопостачальні системи з підвищеною температурою. Варто відзначити, що більшість природних ресурсів володіють запасами енергії, включаючи мороз. Навіть в найсуворішу зиму житло може обігріватися за рахунок природної енергії.

Модифікація розглянутих засобів залежить від типу джерела одержуваної енергії (земля, повітря, вода). Самим популярним і практичним пристосуванням вважається геотермальний агрегат, трансформуючий енергію грунту. Крім того, він оптимально підходить для вітчизняних кліматичних особливостей. Це цілком актуальне практично для всіх регіонів РФ. Принцип роботи

Геотермальний тепловий насос для будинку функціонує за одним із трьох принципів: Через спеціальну трубу в свердловині підземні води відбираються на поверхню. Вони володіють певним температурним режимом, проходячи крізь обмінник, передають наявне тепло, яке і обігріває оселю. Після цього вода природним способом (за течією) повертається назад. В отвір свердловини на глибину 70-100 метрів опускають ємність з антифризом, температура якого відрізняється від аналогічного показника навколишнього грунту. Ґрунтовий тепловий насос розганяє рідину і далі подає його на термічний обмінник. В результаті зазначеного процесу відбувається віддача тепла. У цьому варіанті буріння свердловини не потрібно. Варто зазначити, що будинок повинен розташовуватися недалеко від водойми. Робоча магістраль прокладається по дну ставка, внаслідок чого відбувається перекачування води з подальшим отриманням тепла з неї. Недоліком цього методу є достатня глибина водойми, яка дасть можливість видобувати енергію під льодом до 15 кубометрів доступної води.

Експлуатація геотермальної системи, як і інших аналогів, дозволяє не тільки обігріти житловий сектор, але і опалити гараж, теплицю, інші комунікації.

Переваги

Що таке тепловий насос та для чого він потрібен, зазначено вище. Далі розберемося в перевагах цієї системи. Високий коефіцієнт корисної дії. З одного кіловата расходника (електроенергії) виходить близько 4-6 кіловат теплової подачі. Це на порядок більше будь-яких традиційних паливних котлів. Автономність приладу полягає в тому, що для його функціонування не потрібно органічний матеріал. Це позбавляє від проблеми прокладання відповідних комунікацій. Універсальність. В одному комплекті комбінуються вузли подачі води, тепла та охолодження. Високий рівень безпеки. На відміну від котлів, які потенційно можуть вибухнути або зайнятися, зазначена конструкція не включає в себе елементи, при нагріванні яких може статися пожежа. Крім того, всі деталі безпечні в плані екологічного середовища і термічних перепадів. Надійність роботи агрегату гарантується вбудованою автоматикою, яку оператор може обслуговувати без спеціальних навичок. Тривалий робочий ресурс. Пристрій служить від 30 до 50 років, що значно вище показників стандартних систем опалення. Особливості

Робота теплового насоса здійснюється не тільки економічно, але і практично. Про це свідчать наступні факти: мінімальна майданчик під облаштування (зонд розташовується під землею, що виключає його пошкодження); навколишнє середовище не забруднюється, що відповідає всім міжнародним стандартам; не вимагається спеціальний дозвіл на встановлення даного обладнання, що істотно спрощує процес оформлення документації на всьому етапі будівництва; окупається конструкція за пару років.

Дія і обслуговування

Робота теплового насоса для дому ідентична функціонування звичного для всіх холодильника. Різниця полягає в тому, що замість холоду, агрегат видає тепло. Активною речовиною в даній системі виступає фреон. Це рідинний газ, який має низьку температуру кипіння. Випаровуючись, він забирає тепло, повертаючи його в процесі конденсації. Для забезпечення нормальної роботи, розміри пристосування не повинні перевищувати габарити стандартної пральної машини-автомат.

Тепловий насос — принцип дії по внутрішньому контуру: робоча система знаходиться у воді або під землею; в схему конструкції входить колекторний обмінник і сполучні трубопроводи з внутрішнім взаємодією з подачею від грунту або води; в систему входять комунікаційні пристрої, налаштовані на загальну комплектацію; є можливість управління системою за допомогою контролю процесу через персональний комп'ютер або планшет (смартфон). вузол охолодження розрахований на центральне та локальне розташування систем охолодження; є додатковий насосний блок, що відповідає за прогрів підлоги. Конструкційні нюанси

Система теплових насосів передбачає розподіл тепла по всій площі рівномірно. Зони перегріву при цьому не спостерігаються, максимальна температура теплоносія зазвичай не перевищує 33-х градусів. Статистика показує, що це на 2-3 відсотка нижче в плані економії, порівняно з радіаторами стандартного типу.

Конструкційно даний вид опалення підрозділяється на два різновиди: бивалентную і моновалентну системи. Обидві конфігурації включають в себе теплообмінний колектор і радіатори з єднальними трубами. Також до них підключаються фітинги з прокладками і кранами.

Опалення

Обігрів тепловим насосом житла в регіонах з суворим кліматом актуальніше проводити за допомогою бівалентної конструкції. Завдяки другого джерела подачі тепла, розширюється діапазон поставляються температур, що дозволяє досягти показника до 20 градусів за Цельсієм.

Варто відзначити, що потужність при монтажі теплового насоса обмежується 75-80 відсотків від можливого ефекту. Відсутні параметри компенсуються за рахунок додаткового джерела тепла. При цьому перепади робочих показників є незначними. Якщо орієнтуватися на повноцінне опалення геотермальної системою, в систему доступно підключити водний електронагрівач, який нормально буде працювати, якщо навколишня температура не впаде нижче 20-ти градусів морозу. Порівняння з альтернативними джерелами

Встановлення теплового насоса актуальна в регіонах, де немає глобального газопроводу, а балонний джерело тепла не завжди вигідно і практично купувати. У порівнянні з дровами і вугіллям, розглянута система набагато ефективніше і не вимагає значних трудових витрат.

Інші переваги: котел з рідким холодоагентом вимагає значних витрат вихідного матеріалу та спеціального приміщення, що недоречно для невеликих заміських будиночків; електричне опалення обходиться істотно дорожче; газове обладнання також недешево і вимагає всіляких дозволів і правил установки.

Незважаючи на те, що встановлення теплового насоса дорожче монтажу газового обладнання, енергія з навколишнього середовища згодом не вимагає щомісячної оплати. Економічний ефект проявиться буквально за кілька місяців.

Окупність

У числовому значенні результативність даного агрегату не так просто знайти. Дані відомості залежать від початкової вартості агрегату і умов його експлуатації. При будь-якому розкладі, кількість споживаної енергії зазначеним пристосуванням менше в 3-4 рази, ніж у альтернативних систем опалення.

Максимальна ефективність досягається при дотриманні наступних правил: Опалювальне приміщення повинно бути утеплено до параметра втрат не менше 100 Вт/кв. м. Цей взаємозв'язок є визначальним фактором у вигідності монтажу теплового насоса. Підключатися розглянуте обладнання має до низькотемпературних джерел опалення. Термічний діапазон зазначених постачальників повинен варіюватися в межах 30-40 градусів за Цельсієм (теплі підлоги, конвектори, кондиціонери тощо).

Монтаж та обслуговування

Теплообмінник у всій системі є самим «багатостраждальним» вузлом. При монтажі часто допускаються помилки в плані заниження робочих діаметрів труб. Якщо прибрати економію на матеріалах, бажано використовувати поліетиленові магістралі та з'єднувачі, які добре переносять термічні коливання. Застосування поліпропілену категорично не рекомендується.

З'єднують всі частини трубопроводу за допомогою елементів, які відповідають вимогам правил підземного монтажу та надійності. Ще не слід в цьому випадку використовувати компресійні дешеві фітинги, дають текти після декількох місяців експлуатації. Оптимальний варіант — застосування електрофузійної зварювання.

Важливо грамотно застосовувати прокладки для свердловин, які дають можливість забезпечити максимальний контакт термічного зонда з грунтом. Для цього, підготовлені гнізда в грунті заповнюють складом, мають характеристики провідності тепла, не нижче, ніж у самого ґрунту. Це може бути пісок з малим включенням цементу або бетону. Щебневі і подібні розчини з загостреними компонентами краще виключити. Типові помилки

Щоб зрозуміти, що таке тепловий насос, необхідно пам'ятати про характерні помилки, які допускають користувачі при монтажі зазначеного пристосування.

Сюди відноситься: Недостатня довжина провідних труб первинного контуру. Це загрожує замерзанням холодоагенту, виправляється шляхом проблема перекладання трубопроводу або обладнанням додаткового контуру. Зменшення діаметра спряжених елементів. У результаті знижується потужність всієї системи, що вимагає повторної перекладки теплообмінника. Максимально близьке розміщення ниток контуру тягне заморожування рідини в системі. Знадобиться додатковий обвід або перекладання існуючої конструкції. Застосування компресійних фітингів і поліпропіленових деталей. Холодоагент в системі замерзає, спостерігається його протікання в місцях з'єднання. Вихід із ситуації — демонтаж об'єкта та укладання його за новим проектом.

Підсумуємо

Виходячи із зазначеної інформації, тепловий насос стане гарною економічною альтернативою традиційним методам опалення. Монтаж подібного обладнання, крім зазначених плюсів, гарантує власнику незалежність від зовнішніх факторів (перебоїв з постачанням газу або електроенергії). Крім того, природна енергія не вимагає оплати і є в необмеженій кількості. Автор: Євген 22 Листопада, 2018

Категория: Интерьер