Экологичная экономия: тепловые насосы и отопление

Тепловой насос — сегодня многие слышали об этом решения для отопления дома. Но вероятно мало кто может объяснить как он работает. К счастью, только на первый взгляд его функционирование кажется сложным, потому что на практике его функции и способ работы совсем несложны.

Для чего используется тепловой насос?

Основная задача теплового насоса заключается в том, чтобы «собрать» тепло в одном месте и передать его при более высокой температуре в другое. Это означает, что насосы используются не для производства энергии, а «только» для ее перекачки для обогрева дома. 

Все еще слишком сложно? Хорошо, можно взять пример с устройств, которые наверняка ближе каждому. Следует посмотреть, как работают кондиционеры и холодильники, ведь они работают по одним принципам. Холодильник «забирает» тепло от продуктов внутри, а затем возвращает его теплообменнику в задней части прибора. Основное различие между холодильником и кондиционером и тепловым насосом заключается в том, что первые блоки используются для охлаждения (а выделяемое тепло является побочным эффектом), а насос — наоборот. Тепловые насосы должны обеспечивать теплом внутренние помещения здания,

Использование теплового насоса

Тепловой насос устанавливается в доме как устройство размером с небольшой холодильник или бойлер. К нему подключаются трубы — контур теплообменника, находящегося в земле, и контур отопления. Некоторые тепловые насосы также могут нагревать воду для бытового потребления. В таких ситуациях насос оснащается дополнительной парой муфт. Контур, из которого отбирается тепло, называется нижним источником насоса, а контур, в который передается тепло, — верхним источником. Насосы разделяют на:

• геотермальные,
• воздушные,
• использующие вторичное тепло.

Нижний источник тепла — это большой теплообменник, особенно в случае грунтовых насосов, то есть насосов, потребляющих энергию из земли. Обычно он состоит из нескольких сотен метров труб. Установка может быть спиральным теплообменником (здесь следующие витки трубы укладываются плашмя на дно траншеи), горизонтальной (трубы устанавливаются горизонтально) и вертикальной (материалы размещаются в вертикальных скважинах). Трубки заполнены незамерзающей жидкостью, чаще всего из воды и гликоля. Сначала она охлаждается до низкой температуры в тепловом насосе, а затем перекачивается обратно. По мере того как жидкость течет по последовательным трубам, её температура увеличивается. Затем тепло достигает «сердца» теплового насоса по схеме, аналогичной схеме в холодильнике.

Воздушные насосы

Насосы типа «воздух-вода» — это еще один тип тепловых насосов, в которых нижним источником является теплообменник, который отбирает тепло из наружного воздуха. Роль хладагента в их случае играет газ под названием фреон. Он поступает в испаритель в виде жидкости и забирает тепло от нагретого гликоля. На следующем этапе газ поступает в компрессор, где его давление повышается, что, в свою очередь, приводит к повышению температуры. После выхода из компрессора газ нагревается и сжимается. Затем газ поступает в конденсатор, где температура передается жидкости, которая является частью контура нагрева. Жидкость обычно представляет собой воду. Конденсированная жидкость попадает в дроссельную заслонку, где давление снова меняется (на этот раз на более низкое). 

Преимущества использования теплового насоса

Интересно, что тепловые насосы вырабатывают в несколько раз больше тепла, чем затраченное на это количество электроэнергии. Вот почему устройство так удивительно работает. Явление заключается в том, что насос не производит тепло, а только передает его. Таким образом, любое обвинение в предполагаемом мошенничестве при расчетах может быть отклонено. Сам тепловой насос может легко работать с фотоэлектрическими элементами., обеспечивая еще большую экономию. Тепло может полностью подаваться на теплые полы или радиаторы. Более того, благодаря тому, что электричество также преобразуется в тепло, можно получить еще больше ресурсов потребляемого тепла. Таким образом, независимо от выбранного типа насоса, отопление станет примерно в 3-5 раз дешевле.