Опалення тепловим насосом - Збудуй свій будинок

І ми познайомилися з принципом роботи теплового насоса. Як виявилось, виробники випускають теплові насоси різної конструкції. І розібратися в цьому різноманітті конструкцій не так просто. Ось про те, як вибрати тепловий насос для опалення та яким він буває, ми й поговоримо у цій статті.

Тепловий насос для опалення

Тепловий насос для опалення можна розділити на три основні типи, які можна об'єднати за такими ознаками:

За видом передачі енергії.
За джерелом тепла.
На вигляд теплоносія вхідного/вихідного контуру.

Давайте розберемо кожен тип окремо.

По виду передачі енергії теплові насоси бувають двох типів:

Компресійний тепловий насос

Компресійний тепловий насос складається з наступних основних елементів - компресор, конденсатор, розширювач та випарник. Компресійний тепловий насос використовує цикл стискання та розширення теплоносія з виділенням тепла. Цей тип теплових насосів простий, високоефективний та найбільш популярний. По суті, це холодильник, який є в кожній родині. Тільки холодильник використовуємо для охолодження, а компресійний тепловий насос для нагрівання. Принцип цього насоса ми розглянули у попередній статті.

Абсорбційний тепловий насос

Абсорбційний тепловий насос здатний нагрівати воду до 60 -90 градусів з використанням як джерело енергії, теплоту пари, що гріє, з тиском до 0,75 Мпа і низькопотенційну природну теплоту з температурою 20-60 градусів. Частка низькопотенційної теплоти в енергії, що виробляється насосом, для підігріву води становить до 40%.

Абсорбційний тепловий насос здійснює перенесення теплової потужності.від джерела низько потенційної теплоти до потоку, що нагрівається, використовуючи додатково високопотенційну теплоту. Низькопотенційне тепло береться зі стоків, оборотного водопостачання чи циркулюючих технологічних газів чи рідин. Через це абсорбційний тепловий насос не застосовується у приватному будівництві, а встановлюються на промислових підприємствах.

За джерелом тепла виділяють теплові насоси:

Геотермальний тепловий насос

Геотермальний тепловий насос бере теплову енергію із ґрунту або води. Найголовніше, щоб температура взимку не опускалася нижче за нуль градусів. Геотермальний тепловий насос переносить тепло від джерел переноситься на установку, де перетворюється і передається в опалювальний контур. Геотермальний тепловий насос складається з трьох контурів: зовнішній контур, контур самого насоса та внутрішній контур (тепла підлога).

Основною речовиною, що передає тепло, є холодоагент. Ця речовина здатна кипіти вже при температурі вище -5 o C. У більшості установок, як холодоагент, використовують фреон. До включення установки він перебуває у рідкому стані. У міру надходження тепла від термальних джерел його температура піднімається. Фреон починає випаровуватися і повністю перетворюється на газоподібний стан. Після випаровування цей газ має температуру близько +5 o C. Далі фреон надходить у компресор, де стискається. При стисканні виділяється велика кількість тепла. З компресора газ виходить із температурою до 100 o C. Він надходить ще один теплообмінник — конденсатор, де віддає теплову енергію теплоносія, що йде в контур опалення. Сам фреон, віддавши більшу частину тепла, частково остигає, але все ще перебуває в газоподібному стані, оскільки тиск залишається високим. Для зниження тискувикористовується скидний клапан. Проходячи через нього тиск різко падає, при цьому фреон охолоджується, переходячи в рідкий стан. Далі він знову надходить у випарник, де починається новий цикл перетворення.

Повітряний тепловий насос

Повітряний тепловий насос схожий за своїм принципом роботи з геотермальними тепловими насосами, з тією різницею, що замість ґрунту теплота витягується із зовнішнього повітря. Основною перевагою перед геотермальними насосами є низька вартість установки. До того ж вони здатні давати тепло при температурі навколишнього середовища до -25 градусів. Я сам експлуатував такий насос для обігріву офісу. Але в Московському регіоні такий насос добре працює при температурі до - 15 градусів, далі його економічність різко падає. Найбільш ефективним буде використання цього насоса в південних районах України, де великі морози бувають нетривалий час.

Використовують вторинне тепло

Як джерело тепла використовуються повітря, вода, каналізаційні стоки. Цей тип насоса ми розглянули з прикладу абсорбційного насоса.

По виду теплоносія вхідного/вихідного контуру:

Теплові насоси «повітря-повітря»

Теплові насоси "повітря-повітря" призначені для прямого нагріву повітря всередині приміщення. Теплота витягується з навколишнього повітря за допомогою випарного блоку зовнішнього розміщення і направляється в приміщення, де внутрішній повітря нагрівається за допомогою внутрішнього теплообмінника теплового насоса (конденсатора системи).

Для нагрівання окремих зон можливе застосування кількох внутрішніх блоків. Якщо є необхідність опалення кількох приміщень або порівняно великого внутрішнього об'єму, використовуються різні системи подачі та розподілу повітря.

Теплові насоси «вода-вода»

Теплові насоси «вода-вода». Використовується тепло ґрунтових вод, яке передається воді для опалення та гарячого водопостачання. Для того щоб відкачати тепло з водоймища, розташованого поблизу, на його дні прокладається спеціальний трубопровід, в який закачують антифриз.

Теплові насоси «вода-повітря»

Теплові насоси «вода-повітря» використовуються в системі повітряного опалення. На основі цього теплового насоса збирають сучасні установки, що дозволяють одночасно працювати в системі повітряного опалення та в системі кондиціювання, подаючи охолоджене повітря в приміщення будинку по повітроводах.

Теплові насоси «повітря-вода»

Тепловий насос «повітря-вода» використовує воду, передаючи їй температуру розігрітого фреону. Нагріта вода застосовується для опалення приміщень за допомогою радіаторів, теплої підлоги або підготовки побутової гарячої води. Температура такої води повинна бути від +40°С та вище. Сучасні теплові насоси повітря-вода підігрівають воду від +40°С до +65°С.

Теплові насоси «грунт-вода»

Теплові насоси «грунт-вода» призначені для отримання тепла з ґрунту та нагріву за його допомогою теплоносія, що використовується надалі для опалення. Характерною особливістю теплотехнічних пристроїв цього виду є розташування теплообмінників у грунті.

Запас теплової енергії формується під час нагрівання поверхні землі сонцем. Тепло накопичується в теплу пору року та може бути використане для опалення. З цією метою роблять горизонтальні або вертикальні замкнуті теплообмінники, в яких циркулює рідина, що незамерзає.

Як вибрати тепловий насос для опалення? Найпоширеніший тепловий насосдля опалення, що застосовується у приватному домобудуванні, є компресійний геотермальний насос типу ґрунт вода. Якщо ви живете у південних районах країни, зверніть увагу на компресійні повітряні теплові насоси типу повітря-повітря або повітря-вода.

У наступній статті я розповім про утеплену шведську плиту (УШП).