Тепловий насос та опалювальні системи

Історія теплового насоса

Системи опалення тепловим насосом сьогодні не дуже відомі для населення. Але, не знаючи цього, ми використовуємо тепловий насос кожен день, в кондиціонерах і холодильниках. Але порівняно із кондиціонерами, геотермальний тепловий насос має більше енергоефективності та потужності. Можливо, це здасться дивним, але принцип роботи теплового насоса полягає в тому що, наші будинки нагріваються за допомогою холодного повітря, і охолоджуються за допомогою гарячого.

Тепловий насос — це пристрій, що майже 75 % теплової енергії для опалення вашого будинку бере від навколишнього середовища, зокрема від землі.

Схема теплового насоса зображена в циклі Карно, яка була опублікована в 1824 р. в його дисертації. Практичну теплонасосну систему запропонував лорд Кельвін у 1852 р. під назвою «помножувач тепла». Однак значний прорив у цьому напрямку стався після 2000 р., тому що стали відігравати велику роль не тільки економічні, але і екологічні аспекти. Все це підштовхнуло країни ЄС прийняти ряд законодавчих актів, стимулюючих використання альтернативних джерел енергії для опалення та підігріву води.

Принцип роботи теплового насоса і його ефективність

Для повного уявлення концепції роботи теплового насоса розглянемо теоретичну основу цього винаходу. Мова йде про геотермії. Ми зможемо розвіяти міф про те, що земля холодна. З кожним поглибленням на 1000м, температура землі зростає в середньому на 30 º С і в своєму ядрі перевищує 6500º С. Геотермальна енергія може використовуватися по-різному. Наприклад, високотемпературна геотермальна енергія проявляється у вигляді гарячої води, і така пара використовується для виробництва електроенергії; середньотемпературна геотермальна енергія проявляється у вигляді гарячої води та пари від 100 до 180 º С теж використовується для вироблення електричної енергії; геотермальна низькотемпературна енергія від 30 до 100ºС при змінюється для опалення, технологічних процесів; дуже низькотемпературна геотермальна енергія від 30 º с і нижче використовується в якості холодного джерела теплоти для теплових насосів. Загалом, дослідження в області геотермії відіграють важливу роль у геотермальному енергопостачанні. В результаті назріває висновок, що концепція теплового насоса — це інноваційна система опалення вашого будинку.

Говорячи про теплових насосах в першу чергу потрібно відзначити їх економічність. Теплові насоси працюють за допомогою електрики. На один кіловат використаної електричної енергії, тепловий насос виробляє 3-4 кіловата тепла. У порівнянні з газовими опалювальними системами, електричний геотермальний тепловий насос видає набагато більше енергії.

Ще одна перевага теплового насоса полягає в тому, що наша Земля сповнена різних джерел енергії, які містять в собі теплову енергію. Теплові насоси пристосовані до погодних змін, і тому вони універсальні у добуванні тепла, як при високому, так і при мінусовій температурі. Як вже зазначалося, в якості холодного джерела теплоти для теплових насосів можна використовувати різні ресурси (повітря, поверхневі води, тепло землі). Вибір джерела також залежить від різних факторів. Це і географічне розташування об'єкта, і витрати на установку, і бажаний термін окупності і т. д.

Повітря як основу добування теплової енергії можна використовувати як зовнішній, так і повітря з внутрішніх приміщень. Повітря на вулиці як джерело тепла завжди доступний і не вимагає великих витрат для утилізації, до того ж на його використання немає необхідності отримувати спеціальний дозвіл. Але при температурі нижче 5-6 °С продуктивність теплового насоса знижується, і тоді постає питання про додаткові системах вилучення тепла.

Поверхневі води морів, озер і струмків теж можуть використовуватися в якості джерел теплоти. Однак в холодні місяці року температура джерела знижується, що тягне за собою додаткові витрати на інший джерело тепла.

І найбільш потенційним і вигідним джерелом теплоти на сьогодні є земля. Поверхневі пласти землі нагріваються від сонця, а більш глибокі шари від розігрітих земних надр (т. е. з допомогою геотермальної енергії). Також геотермальні теплові насоси більш економічні в монтажі, довговічні й надійні.

Універсальність теплових насосів зводиться до їх реверсивності, а значить, вони працюють як на опалення, так і на охолодження приміщень. А влітку надлишкове тепло можна використовувати для підігріву побутової води.

Коротко принцип роботи теплового насоса зводиться до таких пунктів:

  1. З розташованої в землі трубі тече незамерзаюча рідина (холодоагент), яка надходить до теплового насосу. Холодоагенти — це робоче речовина, яка при кипінні забирає теплоту від конкретного об'єкта, заміру після стиснення тепла передає її охолоджуючої середовищі (з допомогою конденсації).
  2. Тепловий насос охолоджує незамерзаючу рідину, таким чином, забираючи її тепло. При такому процесі рідина охолоджується в середньому на 5 °С;
  3. Незамерзаюча рідина повертається по трубі (розташованої в землі), тобто циркулює, і знову відновлює свою температуру.
  4. Накапливаемое тепловим насосом тепло передається в систему опалення або на підігрівання побутової води (в принципі таку теплову енергію можна використовувати і в інших цілях, наприклад, для підігріву води в басейнах).

 Схема опалення тепловим насосом

Тепловий насос та опалювальні системи

Дуже важливим окремим пунктом є добірка теплового насоса з різними опалювальними системами. Найбільш ефективними є низькотемпературні системи опалення. До таких систем відноситься система повітряного опалення, радіаторні системи опалення, система з використанням Фанкойлів, система опалення «тепла підлога» (панельне опалення).

Системи повітряного опалення працюють за схемою «повітря-повітря» (тепловий насос поставляє нагріте повітря у канали розподілу повітря) і «повітря-вода» (тепловий насос генерує гарячу воду, яка використовується в централізованій системі мікроклімату приміщення).

Застосування радіаторного опалення зводиться до одного обмеження — для роботи в низькотемпературному режимі, необхідно значно збільшувати кількість секцій радіаторів, і вони стають дуже громіздкими.

Системи з Фанкойлів використанням встановлюються в установах, магазинах та інших громадських закладах. Крім швидкого і рівномірного прогрівання приміщень, недолік полягає у високому рівні шуму.

Найбільш кращим чином з тепловим насосом поєднується система опалення «тепла підлога» (панельне опалення). Ідеальне поєднання альтернативного геотермального теплового насосу системи опалення «тепла підлога» є найбільш вигідною схемою, і при монтажі не виносить великих витрат, а також термін служби на таку систему опалення 10-15 років служби. Така система не вимагає громіздких установок у вашому будинку або на території вашої ділянки, так як все необхідне «заховано» під землею.

Водяна тепла підлога — це екологічно чиста система опалення. Водяна тепла підлога збереже вас від негативних електричних випромінювань, які згубно впливають на людський організм, це безшумне пристрій, який принесе комфорт вашого будинку. Поєднання теплого водяного статі Sanpol і теплового насоса — якісний європейський вибір.

Продукція Sanpol вже добре відома в Україні. Ми не тільки самі виробляємо всі необхідні матеріали для системи опалення «тепла підлога», але і є офіційними дистриб'юторами багатьох європейських компаній (Uponor, ICMA). У нас ви можете придбати такі комплектуючі для теплого водяного статі:

Компанія Sanpol Україна пропонує вам високоякісні і надійні комплектуючі для теплої водяної підлоги, кваліфіковану допомогу при монтажі, професійний прорахунок для системи опалення.