Що таке тепловий насос?

Теплові насоси належать до обладнання, яке, завдяки технології, примножує теплову енергію альтернативних джерел (ґрунту, навколишнього повітря, ґрунтових вод) і переносить його в систему опалення.

Сонце і повітря є джерелами невичерпного низькотемпературного тепла. Така теплова енергія — безкоштовна і поновлювана.

Тепловий насос переносить або перекачує теплову енергію з одного середовища в інше. Про принцип роботи теплового насоса — далі в статті.

У конструкції насосів, так само як і в холодильних агрегатах, залучений контур, що  циркулює у ньому з холодоагентом, здатним закипати навіть при мінімальному підігріві. Тільки працює тепловий насос для опалення як «холодильник навпаки».

Тепло може вилучатись з:

• підземних ґрунтових вод, що залягають на глибині до 15-20 м;
• близької водойми;
• площі ґрунту глибиною укладання горизонтального колектора до 1,2-1,5 м;
• глибоких пробурених свердловин глибиною до 40-50м;

Існує ще багато способів використання теплонасосних технологій для скорочення втрат тепла і зниження витрат на опалення.

Наприклад, при використанні надлишків тепла технологічних процесів, тепла стічних вод, а також у безлічі інших випадків.

Існують системи, що використовують геотермальне тепло, тепло повітряного середовища або установки, що добувають гідротермальне тепло. Виділимо кілька основних типів теплових насосів.

Геотермальний тепловий насос — це система, що черпає надлишки тепла з шару поверхневого ґрунту, глибинних свердловин або з найближчого водоймища.

Температура землі на глибині нижче шару промерзання взимку завжди позитивна – до + 5-10 °С. Накопиченого за літню пору тепла вистачає, щоб ґрунтовий тепловий насос зміг взимку опалювати приміщення.

Для теплознімання укладається трубчастий пластиковий колектор або опускаються подвійні зонди, в яких циркулює теплоносій, що не замерзає в зимових умовах. Чим більше житлової площі, тим довші труби колектора або глибина зондів.

Питома потужність теплознімання для різних ґрунтів може коливатися від 8 до 32 Вт/м². Враховуються також характеристики ґрунту і його верств, що вимагає геологічних вишукувань.

Якщо недалеко від будинку розташований ставок або водоймище з достатнім об’ємом води та глибиною, в нього укладають на глибину (на дно), спіралі та кільця пластикового колектора.

Тепловий насос вода-вода, принцип роботи якого заснований на добуванні тепла з підземних вод, досить складний в установці. Температура води на глибині цілий рік постійна — близько +10 °С.

Для установки такого теплового насоса потрібен аналіз глибини водного горизонту, кількості, якості й чистоти води. Його продуктивність по теплу або холоду не залежить від атмосферних умов або зміни сезону. Коефіцієнт перетворення енергії у водяного теплового насоса високий — COP до 5 і вище, але установка й обслуговування проблематичні.

Тепловий насос вода-вода для опалення — вигідний варіант тільки за умови грамотного підбору і розрахунку обладнання, а також висококваліфікованого монтажу і пусконалагодження.

Ціна геотермального і водяного теплових насосів висока через необхідність проведення попередніх досліджень і дорогих монтажних робіт.

Такий теплонасос більш доступний за ціною та в установці. Він найбільше підходить для інтеграції в модернізовану систему опалення, а також легко встановлюється і швидко окупається при впровадженні в новому будинку. Оскільки його теплова продуктивність залежить від зовнішньої температури повітря, повітряний тепловий насос вигідно використовувати в бівалентних схемах з резервним (другим) джерелом тепла.

Загальна потужність теплового насоса з резервним джерелом стає мало не вдвічі менше, як і його вартість, але енергоефективність і економічність загальної системи теплозабезпечення залишається оптимальною.

Розрізняють моноблочне компонування або комплект, що включає зовнішній і внутрішній блоки. Повітряний інверторний тепловий насос точно і економно відповідає пріоритетним навантаженням по теплу, ГВП або по холоду. Коефіцієнт енергоефективності таких систем – до 5 і більше, вони здатні працювати навіть при зовнішній температурі до -25 °C. Це найбільш популярні теплові насоси для впровадження в помірному кліматі на більшій частині території України.

Такі моделі – доступний за кліматичними умовами варіант для швидкоокупного проєкту модернізації опалення або установки в новому будинку як у містах мільйонниках так і в регіонах.

Чудовим прикладом теплового насоса повітря-вода є серія ARCTIC HOME BASIC і ARCTIC HOME SMART — високоефективне обладнання британського бренду Mycond.

Більше про теплові насоси бренду Mycond тут

Використовуючи тепло вентиляційного або зовнішнього повітря, теплонасос повітря-повітря схожий за схемою роботи на кондиціонер «охолодження/обігрів», але з пріоритетом роботи на опалення. Цей тепловий насос використовують як систему, яка дозволяє економити кошти на опаленні будинку не тільки в Європі, але і в Україні.

Крім того, такі теплонасоси можуть бути обладнані комплектом для приготування гарячої води та відрізняються високими показниками сезонної енергоефективності.

Є також інші схеми теплонасосних систем:

• тепловий насос ґрунт-повітря;
• тепловий насос розсіл-вода;
• інші.

Теплові насоси використовуються для нагріву води у басейнах або для технологічних процесів, у деяких промислових сферах або в будівництві для опалення будь-яких комерційних об’єктів.

• Інноваційні технології для теплопостачання, кондиціювання та ГВП представлені в одному пристрої – тепловому насосі.
• Економічність і зниження витрат в кілька разів на опалення і ГВП.
• Екологічна чистота теплового насоса, немає викидів CO2 і забруднень навколишнього середовища.
• Пожежна безпека, не потрібен нагляд, узгодження, постійний контроль за безпекою обладнання.
• Інтелектуальне управління і економічні режими роботи, контроль мікроклімату по датчиках температури та вологості.
• Управління різнотемпературними контурами опалення: радіаторами і теплими підлогами.
• Кондиціювання та опалення з тепловими насосами і фанкойлами.
• Геотермальний тепловий насос, ціна на який висока, економічно вигідний варіант для опалення нового будинку без газу, особливо в умовах обмеженої виділеної для дому потужності електромережі.

Правильно підібрати комплект теплонасосного обладнання, що працює по тій або іншій схемі, з прив’язкою до конкретної ділянки приватного будинку, що враховує інженерні системи та планування будівлі — можуть тільки висококваліфіковані фахівці.

Від правильних розрахунків залежить: вартість системи, її ефективність і надійність. Теплові насоси – інноваційні системи зі складним монтажем та інтелектуальним керуванням. Для реалізації таких необхідно звернутися до професіоналів, щоб вибрати найбільш відповідний по потужності та ціні комплект обладнання і підрахувати економічну вигоду від його впровадження.