Aquamen

Aquamen: Четкость Качество Ответственность

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса

В условиях постоянного подорожания энергетических ресурсов люди интересуются альтернативными способами отопления помещений в холодное время года. Если в многоквартирных домах практически нет других вариантов обеспечения тепла, кроме централизованной системы, то на дачах, в коттеджах и других частных постройках можно организовать отопление разными путями. Одна из сравнительных новинок в Украине – тепловые насосы. Хотя это дорогое оборудование, которое подразумевает бурение скважин под тепловые насосы, со временем его использование полностью окупает себя. В статье рассмотрим, что это такое, как работает тепловой насос для отопления дома, каким он бывает.

Что такое тепловые насосы?

Под этим термином подразумеваются устройства, которые забирают энергию из окружающей среды и преобразуют его в тепло для отопления дома. Солнечные лучи попадают на землю постоянно, даже в самую суровую зиму, обеспечивая беспрерывную отдачу тепла. Оно поглощается воздухом, почвой, водоемами, кроме того, из земных недр поступает также геотермальное тепло. За счет этого в глубинах грунта и водоемов всегда сохраняется плюсовая температура.

Основной принцип работы теплового насоса заключается в заборе этого тепла, повышении температуры до нужного уровня и передачи его в отопительный контур дома. В зависимости от мощности и других характеристик оборудования температура в контуре может достигать от 35 до 80 градусов. Рабочим веществом в таком устройстве выступает хладагент фреон, как в холодильниках. Его функция – отбирание тепла в процессе испарения и его передача (выделение) при конденсации.

Тепловой насос состоит из следующих ключевых компонентов:

  1. компрессор – повышает температуру и давление хладагента, сжимая его;
  2. расширительный клапан – нужен для резкого снижения давления хладагента, что требуется для терморегуляции;
  3. испаритель – теплообменный элемент, находясь в котором хладагент поглощает тепло;
  4. конденсатор – теплообменник, но уже с обратной функцией – в нем фреон отдает поглощенное тепло.

Принцип работы теплового насоса любого типа базируется на термодинамическом цикле, который также называется обратным циклом Карно. Его суть простыми словами можно описать следующим образом: окружающая среда выступает холодным источником тепла, которое поглощается и передается оборудованием в отопительный контур дома за счет затрат электроэнергии. Тепло присутствует даже при отрицательной температуре, то есть в условиях, когда возможного движение атомов и молекул. Оно прекращается только при абсолютном нуле по Кельвину, что соответствует -273 градусам по Цельсию. То есть использование тепловых насосов для отопления возможно даже самой суровой зимой.

princzip-raboty-teplovogo-nasosa

Основные разновидности тепловых насосов

Существует несколько классификаций такого теплового оборудования, кратко обозначим каждую из них.

По используемому источнику тепла выделяют три типа насосов:

  • воздушный – берет энергию из атмосферы;
  • геотермальный – также называется грунтовым и использует тепловую энергию почвы;
  • гидротермальный, или водяной – забирает тепло из водоемов.

В зависимости от теплоносителя, используемого в отопительном контуре дома, бывают насосы «воздух-воздух», «вода-вода», «воздух-вода», «почва-вода», «вода-воздух». По способу преобразования и передачи тепловой энергии существуют компрессионные и абсорбционные насосы – подробнее о них расскажем далее.

Принципы работы тепловых насосов в зависимости от вида

Наиболее распространенным выступает компрессионное оборудование. Принцип действия теплового насоса этого типа заключается в расширении и сжатии теплоносителя, в процессе чего выделяется энергия, используемая для отопления помещения. Ключевые компоненты именно таких устройств мы описывали выше. Подобные насосы характеризуются высокой эффективностью, надежностью, простотой эксплуатации.

Вторая разновидность – абсорбционное оборудование – работает за счет хладона и абсорбента. У таких насосов производительность и эффективность еще выше, однако они заметно дороже компрессионных, поэтому пока не так широко распространены для частных домов. 

Принципы работы тепловых насосов в зависимости от назначения и их особенности

Теперь подробнее остановимся на разновидностях и работе насосов в зависимости от того, откуда они берут энергию для преобразования тепла.

Воздушный насос

Такое оборудование бывает двух типов:

  1. «воздух-вода» – теплоносителем в отопительном контуре дома выступает вода, которую и нагревает устройство забранной из воздуха энергией, это самая распространенная разновидность, для установки которой не нужны значительные вложения;
  2. «воздух-воздух» – принцип работы схож с кондиционером, только в этом случае осуществляется не охлаждение, а обогрев помещения воздухом, который проходит сквозь внутренние блоки оборудования.

Основное преимущество воздушного теплового насоса – простота его установки с нуля или интеграции в уже организованную систему. То есть его можно монтировать и при строительстве нового дома, и при капитальном ремонте старого, и при модернизации отопительного контура.

Недостаток у воздушного насоса тоже есть – он не обеспечит высокую эффективность при сильных морозах. Например, если в вашем регионе зимой в течение недели и более держится температура около -20°С, такое оборудование не справится с полноценным отоплением дома, необходим альтернативный вариант.

Геотермальный насос

Грунтовые устройства демонстрируют более высокую эффективность, а также стабильность работы вне зависимости от времени года и температуры окружающей среды, так как в глубинах почвы (примерно на 100 м) t равна 10-12 градусам тепла круглый год. За счет высокого коэффициента эффективности такое оборудование более экономично в плане потребления электричества, чем воздушное.

Гидротермальный насос

Оборудование, забирающее энергию у воды, дешевле в установке и обслуживании по сравнению с предыдущими типами, однако и здесь есть ряд нюансов. Для водяного насоса необходимо близкое расположение природных водоемов либо подземных источников, но:

  1. предварительно нужно получить разрешение на использование водных ресурсов у местных властей, а не это не всегда просто;
  2. водоем не должен замерзать зимой, поэтому способ подойдет не для всех регионов.

Надо также помнить, что качество воды должно быть высоким, в противном случае оборудование быстро выйдет из строя. Например, слишком жесткая вода, обогащенная железом и марганцем, губительная для насоса, поэтому понадобится устройство с дополнительной антикоррозионной защитой, а это дороже. Кроме того, критическое значение имеет мощность – при ее недостатке отопительная система не будет эффективной. Однако оборудование с высокой мощностью дороже в покупке и эксплуатации, так как расходует больше электроэнергии.

teplovoj-nasos-princzipy-raboty

Отличия теплового насоса от других систем отопления

По сравнению с традиционными методами организации отопления частного дома, тепловые насосы экономичны в использовании и стабильны в работе, хотя и дорогие на начальном этапе. Перечислим их основные отличия и преимущества перед стандартными системами:

  • не нуждаются в регулярной заготовке и хранении топлива, как твердотопливные котлы и дровяные печи;
  • можно установить в любом месте, даже в отдаленных селах и на новых участках, где пока нет газификации;
  • используют бесплатную энергию окружающей среды – цена отопления будет заметно ниже, чем при обогреве электричеством;
  • высокая эффективность – 1 кВт оборудование преобразует в 3-6 кВт для отопления;
  • универсальность – при необходимости устройство может работать и на охлаждение, заменяя стандартные кондиционеры летом;
  • простота использования – тепловые насосы не нуждаются в особенном обслуживании, а разобраться в их работе весьма легко.

Как работает тепловой насос простыми словами?

Если совсем упростить, тепловой насос работает по принципу холодильника, только наоборот. В холодильном оборудовании энергия (тепло) отводится от камеры и направляется на специальную решетку, что помогает поддерживать низкую температуру в отсеке с продуктами. А тепловые насосы забирают тепло из окружающей среды и передают его внутрь помещения, то есть совершается обратный процесс.

Особенности организации геотермального отопления на участке

Обустройство отопительной системы с помощью геотермального насоса требует установки специальных зондов на достаточную глубину либо укладки целого коллекторного поля. При этом стоит помнить о следующих моментах:

  • на начальном этапе от вас потребуются значительные затраты, однако в будущем геотермальный насос поможет экономить на отоплении;
  • для бурения скважин на воду необходимо обеспечить доступ, чтобы могла подъехать спецтехника, поэтому желательно заниматься обустройством такой системы сразу после строительства дома, до ландшафтных работ;
  • учитывайте инженерные коммуникации, расположенные под землей, – заранее возьмите план участка с размещением труб и других сооружений, чтобы случайно их не повредить.

Услуги компании Aquamen

kak-rabotaet-teplovoj-nasos

Если вы задумались об альтернативном способе отопления частного дома, специалисты нашей компании готовы реализовать идею. Напишите или позвоните нам для подробного обсуждения проекта. В согласованное время наши мастера приедут на участок, осмотрят его, посоветуют надежное оборудование и обсудят с вами дальнейшие действия.

Выводы

Тепловые насосы – хорошая замена традиционному отоплению, они помогут в будущем значительно экономить ресурсы и деньги, однако при организации такой системы потребуются немалые расходы. Заниматься обустройством альтернативного отопления должны профессионалы.

10.05.2024
Категория: Водоснабжение
Закажите бурение скважин у нас!
Мы с радостью ответим на ваши вопросы. Оставьте заяку в форме ниже

замок Нажимая кнопку Перезвонить мне вы соглашаетесь с Политикой обработки данных

image description