Тепловые насосы

Что такое тепловой насос и как он работает

как выбрать теплой насос

Тепловой насос – это один из видов оборудования для обогрева дома, в котором тепло от более холодного (низкопотенциального) источника передается более горячему (помещению). В соответствии с законами термодинамики для этого выполнить работу, которую совершает компрессор, сжимая хладогент (фреон). Как видим, функционирование этого устройство схоже с функционированием холодильника. Только там главным является охлаждение продуктов, а выделяющееся тепло побочный эффект. Здесь же, наоборот.

Принцип работы этого насоса базируется на двух физических явлениях:

  1. При испарении жидкости тело охлаждается.
  2. Конденсировать газ можно повышая его давление.

Конструкция и схема работы

Тепловой насос состоит из следующих основных узлов:

  1. Компрессора.
  2. Расширительного клапана (дросселя).
  3. Испарителя ­– первичного теплового контура, роль которого играет внешняя среда. Конструктивно он выполнен из пластиковых труб, которые либо закапываются в грунт (горизонтально или вертикально), либо выполняются по типу внешнего блока кондиционера и размещаются на воздухе.
  4. Конденсатора — вторичного теплового контура. Он собой представляет теплообменник, в котором фреон отдает тепло либо воде из системы отопления дома, либо воздуху, который при помощи вентилятора подается в помещение.
  5. Соединительных труб.

В качестве рабочего тела над которым совершается работа выступает хладогент фреон с температурой кипения минус 550С. Благодаря такому низкому значению даже на сибирском 30-градусном морозе эта жидкость будет испаряться. Для нее это горячо. А значит, даже такой холодный воздух передаст фреону тепло.

Принципиальная схема работы теплового насоса следующая. Фреон в трубах испарителя нагревается и испаряется (у окружающей среды происходит забор тепла). Далее его втягивает компрессор и сжимает. Происходит конденсация газа с выделением тепла. Благодаря этому температура фреона становится выше температуры помещения, и он уже может передать тепло в систему отопления через теплообменник конденсатора.

После вторичного контура хладогент проходит дроссель, расширяется и охлаждается. После чего вновь попадает в испаритель. Цикл повторяется.

Виды тепловых насосов

В зависимости от того, кто является испарителем и кому фреон передает отобранное тепло, тепловые насосы бывают следующих схем:

  1. Грунтвода. Здесь в качестве испарителя выступает вода (грунт), в который закапываются трубы с фреоном. При их вертикальном размещении с каждого погонного метра можно забрать 50 Вт тепла. При горизонтальном монтаже – 20 Вт. Свое тепло фреон отдает воде, циркулирующей в конденсаторе, которая после этого попадает в радиаторы отопления. Эта схема позволяет добиться максимальной тепловой мощности, но она наиболее затратная, особенно в случае вертикальной установки труб.
  2. Воздухвода. В этой схеме испарителем является наружный воздух. Соответственно, трубы с фреоном находятся снаружи. Тепло, как и в первой схеме передается через воду системы отопления.
  3. Воздух – воздух. Эта схема похожа на предыдущую, но тепло передается через воздух, который при помощи вентилятора продувается через вторичный контур и попадает потом в помещение.

Как подобрать тепловой насос

Подбор такого насоса производится по тепловой энергии, которую необходимо получить для обогрева объекта. Например, для дома площадью 100 м2, расположенного в центральной части Украины (коэффициент равен 1) необходимо 10 кВт тепла (100 Вт на 1 м2).

Для насоса «грунт — вода» с вертикальной компоновкой необходимо 200 м труб. В случае горизонтальной компоновки – 400 м.

При схеме «воздух – вода» и «воздух – воздух» при температуре наружного воздуха минус 15-200С и мощности компрессора 5 Квт будет генерироваться 6 Квт тепла, что недостаточно. При температуре +5-100С можно уже выдавить из воздуха 12 киловатт тепла. Но этот показатель избыточен. Поэтому указанные выше схемы требуют дополнительного источника тепла. Но зато тепловые насосы «воздух-воздух» в жаркое время года могут заменить кондиционеры (то есть работать в обратном цикле).

Цена и производители

Наиболее дорогая (но и самая эффективная) схема «вода – вода» с вертикальной компоновкой. Например, для того же дома площадью 100 м2 делают 6 скважин глубиной по 35 м. Общая стоимость теплового насоса составляет порядка 15 тыс. долларов. При горизонтальной компоновке – 10 тыс. долларов (без учета стоимости участка земли, где необходимо разместить 400 м труб). Для тепловых насосов «воздух-воздух» и «воздух — вода» цена составит 2-3 тыс. долларов. Но, повторимся, необходима установка дополнительных нагревательных приборов отопления дома.

Стоимость теплового насоса зависит не только от его мощности и схемы (особенно для типа «вода-вода», где пропорционально растет из-за этого объем земляных работ), но и от бренда оборудования, которое применяется.

В нашей стране наиболее популярны следующие модели тепловых насосов (согласно рейтингу 2019 года):

п/п

Модель Тип Тепловая

Мощность, кВт

Особенности
 

1

 

NIBE F1245-12 R грунт-вода 11,2 Бойлер на 180 л и резервный электронагреватель 9 кВт.
2

 

Hitachi Yutaki S 80 RWH-4.0NFE воздух-вода 15,2 Обеспечивает горячей водой 2,9 м3
 

3

Hitachi Yutaki S Combi RWD-2.0NWE-260S воздух-вода 7 Может работать, как кондиционер
 

4

Lessar LSM-H080HFA2 воздух-воздух 8 Может работать, как кондиционер.
 

5

Mitsubishi Electric PUHZ-SW50VHA воздух-воздух 6 Может работать, как кондиционер.

 

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Преимущества:

  1. КПД выше 100% (используется тепло окружающей среды).
  2. Экологичность.
  3. Безопасность.
  4. Многофункциональность.

Недостатки:

Недостаток один – высокая цена. Из-за этого в Украине, где нет государственной программы стимулирования возобновляемых и экологичных источников тепла, тепловые насосы распространены очень слабо.

Компания СантехКлаус предлагает множество интересных моделей тепловых насосов разных типов известных брендов, охватывающих широкий диапазон мощностей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *