Posted by admin

Тепловые насосы

Тепловой насос работает по такому же принципу, как холодильник. Он отбирает тепло изнутри охлаждаемой камеры и выводит его наружу. Это происходит благодаря хладагенту, который циркулирует в задней стенке холодильника и испаряется уже при температуре холодильной камеры. Для перехода из жидкого в газообразное состояние требуется энергия, которая в данном случае отбирается из холодильной камеры, т.е. охлаждение происходит за счет испарения.

Как только начинает работать компрессор, он засасывает по трубам хладагент и сжимает его. Давление увеличивается, и при этом повышается температура. Выделяющееся тепло отдается в воздух с помощью трубчатой решетки на задней стороне холодильника. При этом пары хладагента сжижаются, и выделяется теплота конденсации. Для сброса давления в контуре хладагента установлен дроссельный клапан.

То, что является теплой обратной стороной холодильника, в случае теплового насоса используется для отопления дома. А источником тепла здесь вместо внутренней камеры холодильника служит окружающая среда. Пример показывает: Из относительно холодного окружения можно извлекать еще так много теплоты, что после сжатия, “перекачки”, удается получать удивительно высокие температуры. Даже при низких температурах источника тепла в зимнее время тепловой насос может обеспечить достаточно высокую температуру нагревательной поверхности.

Идея тепловых насосов не нова. Ее весьма активно рекламировали еще более 20 лет назад. Однако в те времена большинство установок были далеки от совершенства. В качестве источника тепла обычно использовался наружный воздух. Проблема: Чем холоднее зима, тем выше потребление электроэнергии, нагрузка на окружающую среду и расходы – прежде всего, в домах с плохой теплоизоляцией. Неудивительно, что строители загородных домов отдавали предпочтение газовому отоплению.Тем временем техника стала более совершенной. И по мере роста цен на энергоносители количество продаж снова возрастает. Теперь пользователи все чаще делают ставку на более хитрый вариант: использование тепловых насосов для извлечения тепла из грунта.

Главным критерием испытаний устройств является их энергетический КПД. Чем выше это значение, тем больше тепла из окружающей среды можно получить в течение года при одном и том же расходе электроэнергии.

Наиболее эффективно тепловой насос работает в тех случаях, когда разница температуры между источником тепла и нагревателем невелика. Поэтому значения годовой выработки при отоплении нагретым полом гораздо лучше, чем при радиаторном отоплении с температурой 55°. Этот неблагоприятный момент еще несколько усугубляется при использовании тепловых насосов для горячего водоснабжения. Здесь они должны обеспечивать более высокие температуры, чтобы можно было пользоваться горячей водой в достаточно широком диапазоне температур.

Сравнение экологической совместимости

Производители тепловых насосов часто рекламируют их экологическую совместимость. Однако здесь имеются большие различия. Едва ли какая-либо другая отопительная система работает со столь отличным энергетическим КПД. Если зимой вместо теплоты Земли в распоряжении имеется только ледяной наружный воздух, тепловому насосу требуется гораздо больше электроэнергии. Однако, работа теплового насоса может быть затруднена не только в связи с источником тепла (воздухом, грунтом, водой), но и в связи с системой отопления: горячие радиаторы для них менее благоприятны, чем панельные системы отопления, имеющие более низкую температуру.

На собственном земельном участке тепловой насос не производит выхлопных газов, однако для корректного сравнения с другими отопительными системами нужно принять во внимание то, что происходит при производстве электроэнергии. Несмотря на все успехи в развитии регенеративных источников энергии, большая часть электроэнергии производится на атомных электростанциях и работающих на угле ТЭЦ – вместе со всеми связанными с этим опасностями и выбросами. При таком производстве электроэнергии большое количество отходящего тепла пропадает даром: в итоге расход первичной энергии оказывается очень высоким. Должно быть, никто не думает, что его совесть нечиста только потому, что его дом отапливается нефтью и газом. Наоборот: при радиаторном отоплении современные установки, использующие теплоту сгорания топлива, в сочетании с солнечными установками достигают почти таких же значений по расходу первичной энергии, как и тепловые насосы, отбирающие тепло из грунта. Если же с солнечными коллекторами комбинируются тепловые насосы, то результат получается еще лучше – особенно если при этом в качестве промежуточного хранилища для избыточного солнечного тепла используется грунт.

Многие предприятия электроснабжения предлагают установку тепловых насосов по особо выгодным тарифам. Однако, сначала для этого требуются большие капиталовложения: помимо расходов на покупку собственно теплового насоса, потребуется еще несколько тысяч евро на освоение источника грунтового тепла. Для грунтовых коллекторов иногда требуется площадь, в 1,5 – 2 раза больше жилой площади. С одного квадратного метра грунта можно получать от 15 до 40 ватт энергии. Грунтовые зонды часто опускаются на глубину от 50 до 100 м в землю, при этом энергозатраты обычно составляют от 30 до 50 ватт на метр. Лучший способ сократить эти издержки и расходы на отопление: сначала сделать в доме хорошую теплоизоляцию, и только потом с помощью теплового насоса покрывать оставшиеся потребности в тепле.

Наш совет

Использование теплового насоса экономически целесообразно и экологично лишь в том случае, если здание имеет хорошую теплоизоляцию. Эта технология имеет смысл прежде всего там, где грунт или грунтовые воды можно использовать как относительно теплые источники тепла, а в доме используется система панельного отопления на низком уровне температуры.

ОПТИМАЛЬНО ПРИ НОВОСТРОЙКЕ

Дальновидное планирование надолго обеспечит хорошую работу теплового насоса с высоким коэффициентом мощности: оптимальная теплоизоляция снаружи дома и панельное отопление в полу или стенах – внутри. Заказчик застройки может сэкономить на дымовой трубе, баке для горючего или на подключении к газовой сети.

ИСТОЧНИК ТЕПЛА

Тот, кто имеет возможность извлекать тепло из грунтовых вод, извлечет и пользу из относительно высоких значений годовой выработки. Однако грунтовые зонды и коллекторы без контакта с грунтовыми водами также могут быть очень эффективны. Чем влажнее грунт, тем лучше передача тепла: Просачивание дождевой воды повышает эффективность.

ЗАЩИТА САДА

Перед посадкой нового сада грунтовый коллектор можно закопать с относительно небольшими издержками. Однако впоследствии возможны проблемы с растительностью. Отбор тепла из грунта может привести к промерзанию корней растений. Поэтому трубы следует укладывать в котлованах глубиной примерно 1,5 м, в обход особо ценных растений. Во избежание слишком высоких расходов грунтовые зонды по возможности следует устанавливать в тех местах, где может пройти транспортное средство с буровой установкой.

ВОПРОС МЕСТА

Тепловой насос не обязательно прятать в подвале, он может стоять также на кухне или в ванной. Однако в этом случае лучше выбрать устройство с низким уровнем шума. Место установки должно быть достаточно просторным для технического обслуживания. Обратите внимание на конструктивные и транспортные габариты установки, чтобы не возникло проблем в низких подвалах.

БАКТЕРИИ

Во избежание размножения бактерий в горячей воде, резервуар должен нагреваться раз в неделю минимум до 60°C. Но не выше 65°C и не постоянно: Очень высокие температуры отопления создают только тепловые насосы с относительно большим потреблением электроэнергии – часто даже только со встроенным электронагревательным элементом. Это является нагрузкой как для экологического баланса, так и для кошелька.

Примеры тепловых насосов.

Источник тепла – Земля (скважина):

Зонд располагается вертикально в скважину. Есть эффективный способ получения тепла и возможностью охлаждения. Применяются тепловые насосы VWS в различной комплектации. Тепловая мощность от 6 до 46 кВт. Возможна установка в каскад 2-х тепловых насосов. Коэффициент преобразования COP до 4,4

Источник тепла – Земля (грунтовый коллектор):

Укладывается на глубину от 1,5 до 2 метров, при наличии свободной площади и влажной почвы.

Источник тепла – вода (грунтовые воды):

Позволяет получать тепло от грунтовых вод. Применяются тепловые насосы VWW или VWS (через промежуточный теплообменник) в различной комплектации. Тепловая мощность от 8 до 63 кВт. Возможна установка в каскад 2-х тепловых насосов. Коэффициент преобразования COP до 5,5.

Источник тепла – воздух:

Простой способ получения тепла из окружающей среды. Применяются тепловые насосы VWL в различной комплектации. Тепловая мощность от 6 до 17 кВт. Коэффициент преобразования COP до 4. Возможна эксплуатация вплоть до температуры воздуха минус 20 ° С.

Тепловые насосы geoTHERM (Рассол/Вода)

geoTHERM VWS 61/2 – VWS 171/2

geoTHERM VWS 220/2 – VWS 460/2

Тепловые насосы geoTHERM (Вода/Вода)

geoTHERM VWW 61/2 – VWW 171/2

geoTHERM VWW 220/2 – VWW 460/2

Тепловые насосы geoTHERM (Воздух/Вода)

geoTHERM VWL 61/3 S – VWL 171/3 S