Тепловой насос – это электрическое устройство, которое температуру окружающей среды (земли, воды, воздуха) преобразует в высокую температуру, которая используется для отопления и производства горячей воды. Тепловой насос не является новым открытием. Эта технология используется десятилетиями не только в Швеции, но и во всем мире. Чаще всего в хозяйстве встречаются такие тепловые насосы как холодильники и кондиционеры. Тепло забирается из земли через пластиковый трубопровод. В трубах циркулирует незамерзающая жидкость, которая передаёт собранное тепло в испаритель теплового насоса. В испарителе незамерзающая жидкость отдаёт свою энергию фреону, который преобразуется в пар и сжимается в компрессоре. Из-за резкого увеличения давления температура паров фреона резко поднимется. Далее горячие пары попадают в конденсатор, где передают тепло в тепловую систему. Остывшая незамерзающая жидкость по трубам возвращается в грунт, где далее собирает тепло. Энергия используется только для переноса тепла, поэтому этот способ обогрева является одним из самых экономичных.
Схема 1. Основные элементы теплонасосной установки.
Ниже Вы можете ознакомиться с принципиальными схемами работы всех типов тепловых насосов.
Видео 1. Объяснение принципа работы теплового насоса.
Принцип действия геотермальных тепловых насосов
Цикл теплообмена
1. Циркулирующий в замкнутом контуре соляной раствор получает низкопотенциальное тепло из почвы и/или из грунтовых вод.
2. Раствор закачивается в испаритель и отдаёт полученное тепло хладагенту. Так как соляной раствор не замерзает, его циркуляция возобновляется.
3. Хладагент, находящийся в испарителе, закипает при очень низкой температуре. При поступлении тепла от соляного раствора хладагент принимает газообразную форму.
4. Из испарителя газ переносится в компрессор, подключённый к электрической сети.
5. В компрессоре происходит сжатие газа. Из-за повышениия давления увеличивается температура носителя.
6. Хладагент поступает в конденсатор. Газ через стенку теплообменника нагревает воду в системе отопления.
7. При остывании хладагент переходит в жидкое агрегатное состояние. Затем конденсат направляется в расширительный клапан.
8. В клапане давление понижается до номинального и хладагент возвращается в испаритель.
9. Цикл повторяется.
Рисунок 1. Принципиальная схема действия геотермального теплового насоса.
Особенности геотермального получения энергии
Подземное тепло добывается в коллекторах четырёх типов:
вертикальный коллектор, работающий через скважину глубиной до 150 метров
горизонтальный коллектор, расположенный ниже глубины замерзания грунта (1.2-1.5 метров)
водный коллектор, расположенный на глубине залегания ниже глубины промерзания водоёма
водяной грунтовый коллектор, в котором вместо соляного раствора используется вода из скважины
Иллюстрации:
Рисунок 2. Теплонасосная установка с вертикальным коллектором.
Рисунок 3. Теплонасосная установка с горизонтальным коллектором.
Рисунок 4. Теплонасосная установка с грунтовым коллектором.
Рисунок 5. Теплонасосная установка с водным коллектором.
Видео:
This video requires the free Flash plugin.
Видео 2. Анимация цикла работы геотермального теплового насоса с горизонтальным коллектором.
This video requires the free Flash plugin.
Видео 3. Анимация цикла работы геотермального теплового насоса с вертикальным коллектором.
This video requires the free Flash plugin.
Видео 4. Анимация цикла работы геотермального теплового насоса с водным коллектором.
Преимущества геотермального теплового насоса
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Технология отличается чрезвычайно высоким Коэффициентом Полезного Действия: на 10 килоВатт электричества вырабатывается от 30 до 50 килоВатт тепла.
НЕЗАВИСИМОСТЬ
Геотермальные насосы обеспечивают полную экономическую независимость владельца: колебания цен на топливо абсолютно не влияют на бесперебойность обеспечения тепла.
РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ
Тепловые насосы начинают приносить выгоду уже после года использования. Бюджет владельца освобождается от регулярных расходов на топливо сразу же после ввода насоса в эксплуатацию. Сначала насос окупает затраты на себя, а затем начинает приносить доход генерируя тепло.
НЕЗАМЕТНОСТЬ
1. Скважина занимает минимальную площадь на территории участка.
2. Отпадает необходимость в постройке котельной. +10 м2!
3. В доме освобождается место, отведённое для установки дымохода.+5 м2!
4. Теперь не нужно специальное помещение для хранения топлива.+20 м2!
5. Неприкосновенность обоняния владельца: с тепловым насосом можно забыть о постоянном запахе дизельного топлива или дыма от печи со слабой тягой.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Геотермальный тепловой насос не может взорваться или загореться. Вероятность аварийных ситуаций полностью исключена.
НАДЁЖНОСТЬ
Геотермальный тепловой насос не зависит от погодных условий и всегда работает одинаково эффективно.
КОМФОРТ
Тепловые насосы работают бесшумно. Ничем не выдают своё присутствие, кроме бесперебойной генерации тепла.
ТРИГЕНЕРАЦИЯ
Теплонасосная установка комбинирует теплоту, холод и электричество в единую энергетическую систему, обеспечивая сохранение финансов, снижение загрязнения окружающей среды и утилизацию электроэнергии, создаваемой с высокими потерями.
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
Система теплового насоса использует природную энергию возобновляемых ресурсов. Продукты сгорания полностью отсутствуют, поэтому исключается загрязнение окружающей среды выбросами вредных веществ.
МОДУЛЬНОСТЬ
Тепловые насосы можно объединять в многоблоковые системы повышенной мощности. Кроме того, гибкость технологии позволяет оснащать энергетическую систему дома дополнительными аксессуарами и интегрировать её с прочими конструкциями, например, системами "Умный Дом", "Тёплый Пол" или солнечными батареями.
Принцип действия воздушно-водяных тепловых насосов
Воздушно-водяные тепловые насосы работают без использования скважин. Вместо геотермальной энергии насос "воздух-вода" забирает тепло из атмосферы и использует разницу температур для испарения хладагента.
Рисунок 6. Теплонасосная установка с воздушно-водяной схемой работы.
Особенности воздушно-водяных тепловых насосов
В отличие от геотермального теплового насоса, воздушно-водяной тепловой насос является погодозависимым оборудованием, так как использует наружный воздух.
Преимущества
Недостатки
НЕДОРОГОЙ МОНТАЖ
Нет необходимости в бурении скважины
КПД колеблется в зависимости от погодных условий
КОМБИНИРУЕМОСТЬ
Можно использовать в паре с вентиляционными тепловыми насосами
Повышенное электропотребление комплексной системы
ГЕОГРАФИЯ ФУНКЦИОНАЛА
Наиболее пригоден к использованию в Южном Федеральном Округе Российской Федерации
В северной части России в зимний период снижается эффективность работы из-за образования инея
Видео:
This video requires the free Flash plugin.
Видео 5. Анимация цикла работы воздушно-водяного теплового насоса.
Принцип действия вентиляционных тепловых насосов
Вентиляционные тепловые насосы утилизируют (выгодно используют) тепло вентилируемого воздуха, обеспечивая его циркуляцию принудительно. В отличие от геотермальных насосов в цикле работы вентиляционных тепловых насосов испарение хладагента опеспечивается не соляным раствором, а уходящим из помещений тёплым воздухом. Утилизированная энергия аналогично используется для получения горячей воды.
Схема 2. Термодинамический цикл вентиляционной теплонасосной установки.
Особенности вентиляционных тепловых насосов
Преимущества
Недостатки
НЕДОРОГОЙ МОНТАЖ
Нет необходимости в бурении скважины
КПД колеблется в зависимости от погодных условий
КОМБИНИРУЕМОСТЬ
Можно использовать в паре с воздушно-водяными тепловыми насосами
Повышенное электропотребление комплексной системы
ПОЛЬЗА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ
Принудительная вентиляция обеспечивает регулярный приток свежего воздуха и удаление микробов
Коэффициент Полезного Действия вентиляционного насоса ниже КПД геотермальных насосов на 20%
О тепловых насосах в 1986 году сняли советский научный фильм!
This video requires the free Flash plugin.
Видео 6. Тепловые насосы в СССР. "Киевнаучфильм", 1986. .
Применение
Мы наглядно покажем, как широко применяются тепловые насосы на примере готовых объектов. Как инвестиции экономят значительные средства? Кто является основным потребителем продукции NIBE?
Мы объясним каждому, как работают тепловые насосы всех видов простым и доступным языком. Специально для Вас создан материал с анимацией принципиальных схем и видеороликами. Интересно понять принцип?
Качество - фундаментальный принцип работы компании. Продукция NIBE SYSTEMS сертифицирована по международному стандарту ISO. Сертификаты предоставлены в публичном доступе!