Тепловой насос, альтернативные источники энергии

Тепловой насос - это устройство, позволяющее использовать энергию, накопленную в окружающей среде (грунт, водоем или воздух), на нужды нагрева (отопление, горячее водоснабжение, подогрев бассейнов и пр.) и охлаждения (холодоснабжение, кондиционирование).

В 1997г. В мире было установлено 90 млн. тепловых насосов, в том числе 57 млн. в США, 10млн. в Китае и  млн. в Европе. В основном они используются для кондиционирования воздуха в помещениях, но в Японии тепловой насос является основным оборудованием в отоплении жилого фонда. Типичным является решение, когда один и тот же тепловой насос летом обеспечивает кондиционирование, а зимой – отопление, а иногда работает одновременно и как отопительный прибор и как холодильник.

Тепловой насос и холодильная установка работают по одинаковым циклам, но у них разные цели, а следовательно – и уровни температур. Задача холодильной установки – отбирать теплоту от низкотемпературного источника, а задача теплонасосной установки – передавать эту теплоту на более высокий уровень вместе с затраченной для этого энергией.

Система отопления тепловым насосом состоит из источника тепла, теплового насоса, а также агрегатов распределения и аккумулирования тепла. Теплопередача при этом осуществляется путем низкотемпературного нагрева. Чем ниже температура воды в подводящем трубопроводе, тем эффективнее работа установки. В основе работы теплового насоса лежит принцип холодильника. Но если холодильник отводит тепло из своего внутреннего пространства и передает его в окружающую среду, то тепловой насос, наоборот, забирает энергию из окружающей среды и передает ее через теплообменник в отопительную систему. В качестве источника тепла можно использовать воздух, землю или грунтовые воды. Главное преимущество воздуха - его доступность. Земные недра и грунтовые воды- оптимальные теплоаккумуляторы с относительно постоянной в течении всего года температурой.

Если, например, имеем в пруду  летом воду с температурой С, а для горячего водоснабжения нужна вода с температурой С, то с помощью теплового насоса можно использовать прудовую воду для горячего водоснабжения. Это значительно выгоднее, чем просто нагревать воду от 20 до С электричеством.

При температуре низкотемпературного источника, равной  С, использование теплового насоса термодинамически выгоднее (в 3,6 раза) прямого электрообогрева, однако, по сравнению с прямым сжиганием топлива, оба варианта в этом случае практически эквивалентны. Низкотемпературным источником для теплового насоса может служить даже наружный воздух: затраты электроэнергии на отопление будут все равно меньше, чем при чисто электрическом отоплении. Часто стараются найти более теплый низкотемпературный источник, например воду в водоеме ( зимой она все же теплее, чем наружный воздух).

Наконец, широко распространено использование теплоты грунта, особенно для отопления отдельных коттеджей. В грунт на глубину 2,8 м. ( т.е. ниже глубины промерзания ) закладывают в виде серпантина полиэтиленовые трубы 25..50 мм. Из расчета примерно 20 погонных метров на 1 кВт мощности теплонасосной установки. Расстояние между трубами в серпантине – 2м. Среднегодовая температура грунта составляет +4…7 С, тепловой поток к жидкости в трубе – от 10 до 50 ватт на погонный метр. Иногда трубы размещают в скважинах под зданием на большой глубине во время сооружения фундамента.  

Источником энергии для теплового насоса служит электричество, но поскольку тепловой насос не производит тепло, а лишь собирает его, то для получения 1 кВт тепловой энергии ему нужно затратить всего 200-250 Вт электроэнергии. Поэтому для отопления и горячего водоснабжения дома площадью 100 м  потребуется тепловой насос мощностью всего 2,5 кВт.

Тепловой насос идеально подходит для нового строительства, так как систему отопления рассчитывают с учетом дальнейшей установки теплового насоса. В этом случае тепловой насос раскроет все свои возможности. Так же легко тепловой насос интегрируется и в уже существующую систему отопления. Необходимо отметить, что оборудование котельной с тепловым насосом обходится несколько дороже, чем установка оборудования работающего на дизельном или газообразном топливе, но низкие эксплуатационные расходы позволяют говорить об окупаемости уже в течении 1,5-2 лет. Кроме этого неоспоримые плюсы тепловых насосов- низкая установленная мощность, низкое энергопотребление, минимум обслуживания, высокий комфорт, презентабельный внешний вид, а также безопасность, не требующая никаких согласований и разрешений.

При выборе теплового насоса необходимо учитывать энергетическое состояние дома. Важно обеспечить хорошую теплоизоляцию здания. Чем выше его показатели, тем ниже будут затраты на отопление, а значит потребуется тепловой насос меньшей мощностью.

И хотя в целях экономии энергии целесообразно использовать устройства с низким потреблением электричества, при установке теплового насоса важен точный расчет параметров, поскольку выбор агрегата излишней или недостаточной мощности может привести к его неэффективной работе. 

 

Компания ООО "Стройиндустрия Екатеринбург" предлагает тепловые насосы следующих производителей: