Что такое тепловой насос?

Тепловые насосы относятся к оборудованию, которое, благодаря технологии, приумножает тепловую энергию альтернативных источников (грунта, окружающего воздуха, грунтовых вод) и переносит его в систему отопления.

Солнце и воздух являются источниками неисчерпаемого низкотемпературного тепла. Такая тепловая энергия – бесплатная и возобновляемая.

Тепловой насос переносит или перекачивает тепловую энергию из одной среды в другую. О принципе работы теплового насоса – далее в статье.

В конструкции насосов так же как и в холодильных агрегатах, задействован контур с циркулирующим в нем хладагентом, способным закипать даже при минимальном подогреве. Только работает тепловой насос для отопления как «холодильник наоборот».

Тепло может извлекаться из:

• подземных грунтовых вод, залегающих на глубине до 15-20 м;
• близкого водоема;
• площадки грунта с глубиной укладки горизонтального коллектора до 1,2-1,5 м;
• глубоких пробуренных скважин глубиной до 40-50 м

Существует еще много способов использования теплонасосных технологий для сокращения потерь тепла и снижения затрат на отопление.

Например, при использовании избытков тепла технологических процессов, тепла сточных вод, а также во множестве других случаев.

Существуют системы, использующие геотермальное тепло, тепло воздушной среды или установки, извлекающие гидротермальное тепло. Выделим несколько основных типов тепловых насосов.

Геотермальный тепловой насос – это система, черпающая избытки тепла из слоя поверхностного грунта, глубинных скважин или ближайшего водоема.

Температура земли на глубине ниже промерзающего зимой слоя всегда положительная – до 5-10 (°С). Накопленного за летнее время тепла достаточно, чтобы грунтовой тепловой насос смог зимой отапливать помещение.

Для теплосъема укладывается трубчатый пластиковый коллектор или опускаются двойные зонды, в которых циркулирует теплоноситель, не замерзающий в зимних условиях. Чем больше жилой площади, тем длиннее трубы коллектора или глубина зондов. Удельная мощность теплосъема для разных грунтов может варьироваться от 8 до 32 Вт/м². Учитываются также характеристики грунта и его слоев, что требует геологических изысканий.

Если недалеко от дома расположен пруд или водоем с достаточным объемом воды и глубиной, в него укладывают на глубину (на дно) спирали и кольца пластикового коллектора.

Тепловой насос вода-вода, принцип работы которого основан на извлечении тепла из подземных вод, достаточно сложен в установке. Температура воды на глубине целый год постоянна – около +10 °С.

Для установки такого теплового насоса требуется анализ глубины водного горизонта, количества, качества и чистоты воды. Его производительность по теплу или холоду не зависит от атмосферных условий или смены сезона. Коэффициент преобразования энергии у водяного теплового насоса высокий — COP до 5 и выше, но установка и обслуживание проблематичны.

Тепловой насос вода-вода для отопления — выгодный вариант только при условии грамотного подбора и расчета оборудования, а также высококвалифицированного монтажа и пусконаладки.

Цена геотермального и водяного тепловых насосов велика из-за необходимости проведения предварительных изысканий и дорогих монтажных работ.

Такой теплонасос более доступный по цене и установке. Он наиболее подходит для интеграции в модернизируемую систему отопления, а также легко и устанавливается и быстро окупается при внедрении в новом доме. Поскольку его тепловая производительность зависит от наружной температуры воздуха, воздушный тепловой насос выгодно использовать в бивалентных схемах, с резервным вторым источником тепла.

Общая мощность теплового насоса с резервным источником становится чуть не вдвое меньше, как и его стоимость, но энергоэффективность и экономичность общей системы теплообеспечения остается оптимальной.

Различают моноблочную компоновку или комплект, включающий наружный и внутренний блоки. Воздушный инверторный тепловой насос точно и экономно отвечает на приоритетные нагрузки по теплу, ГВС или по холоду. Коэффициент энергоэффективности таких систем – до 5 и более, они способны работать даже при наружной температуре до -25 °C. Это наиболее популярные тепловые насосы для внедрения в умеренном климате на большей части территории Украины.

Такие модели – доступный по климатическим условиям вариант для быстро окупаемого проекта модернизации отопления или установки в новом доме как в городах миллионщиках, так и в регионах.

Отличным примером теплового насоса воздух-вода является серия ARCTIC HOME BASIC и ARCTIC HOME SMART — высокоэффективного оборудования британского бренда Mycond.

Больше о тепловых насосах бренда Mycond тут.

Использующий тепло вентиляционного или наружного воздуха, теплонасос воздух-воздух схож по схеме работы на кондиционер «охлаждение/обогрев», но с приоритетом работы на отопление. Этот тепловой насос используют как систему, которая позволяет экономить средства на отоплении дома не только в Европе, но и в Украине.

Кроме того, такие теплонасосы могут быть оборудованы комплектом для приготовления горячей воды и отличаются высокими показателями сезонной энергоэффективности.

Имеются также другие схемы теплонасосных систем:

• тепловой насос грунт-воздух;
• тепловой насос рассол-вода;
• другие.

Тепловые насосы используются для нагрева воды в бассейнах или технологических процессов, в некоторых промышленных сферах или в строительстве для отопления любых коммерческих объектов.

• Инновационные технологии для теплоснабжения, кондиционирования и ГВС, представленные в одном устройстве — тепловом насосе.
• Экономичность и снижение затрат в несколько раз на отопление и ГВС.
• Экологическая чистота теплового насоса, нет выбросов CO2 и загрязнений окружающей среды.
• Пожарная безопасность, не нужен надзор, согласования, постоянный контроль за безопасностью оборудования.
• Интеллектуальное управление и экономичные режимы работы, контроль микроклимата по датчикам температуры и влажности.
• Управление разнотемпературными контурами отопления: радиаторами и теплыми полами.
• Кондиционирование и отопление с тепловыми насосами и фанкойлами.
• Геотермальный тепловой насос, цена на который высокая, экономически выгодный вариант для отопления нового дома без газа, особенно в условиях ограниченной выделенной для дома мощности электросети.

Правильно подобрать комплект теплонасосного оборудования, работающий по той или другой схеме, с привязкой к конкретному участку частного дома, учитывающий инженерные системы и планировку строения — могут только высококвалифицированные специалисты.

От правильных расчетов зависит: стоимость системы, ее эффективность и надежность. Тепловые насосы — инновационные системы со сложным монтажом и интеллектуальным управлением. Для реализации таких проектов необходимо обратиться к профессионалам, чтобы выбрать наиболее подходящий по мощности и цене комплект оборудования и подсчитать экономическую выгоду от его внедрения.