Какие типы тепловых насосов бывают и что о них нужно знать?

Какие типы тепловых насосов бывают и что о них нужно знать?


Тепловые насосы делятся на типы за счет так называемых нижний источник (место получения энергии) и верхний источник (теплоноситель в системе отопления здания). Принимая во внимание нижний источник, мы различаем тепловые насосы:

  • земля (также называемая рассолом или гликолем - в зависимости от используемой рабочей среды) - энергия берется из земли,
  • вода - энергия собирается из подземных вод или водоемов (например, прудов),
  • воздух - энергия забирается из воздуха за пределами здания. Особым случаем воздушного насоса является устройство, которое используется исключительно для нагрева ГВС.

Если мы также рассмотрим верхний источник, мы можем выделить тепловые насосы земля-вода, где верхним источником является установка воды (типичное напольное отопление, настенное и потолочное отопление, а также соответствующие радиаторы), вода-вода, воздух-вода - https://it-climate.com.ua/shop/category/otoplenie/teplovye-nasosy/teplovye-nasosy-vozduh-voda и воздух-воздух (вместо типовой системы центрального отопления устанавливаются системы обдува).

Как работает тепловой насос?

Независимо от типа устройства принцип работы теплового насоса идентичен. Устройство собирает энергию извне, а затем преобразует ее в полезное тепло. В результате он питает систему отопления здания. Система отопления с тепловым насосом состоит из нескольких компонентов:

  • так называемое нижний источник, то есть место, из которого система получает энергию,
  • испаритель (т.е. теплообменник), который забирает тепло от источника земли и доставляет его во внутренний контур насоса,
  • компрессор и расширительный клапан,
  • конденсатор (теплообменник), который забирает тепло от внутренней циркуляции насоса и передает его в циркуляцию, так называемый верхний источник,
  • верхний источник, то есть система центрального отопления (например, теплый пол) или горячее водоснабжение.

Как работает тепловой насос? Во внутреннюю циркуляцию насоса тепло от источника земли (земля, вода или воздух) передается хладагентом (рабочим), постоянно присутствующим в контуре насоса. В результате происходящих в нем термодинамических изменений фактор со специально подобранными параметрами имеет возможность получать энергию от нижнего источника (испарители, компрессор) и передавать ее в виде тепла верхнему источнику. На обратном пути декомпрессия и охлаждение хладагента (расширительный клапан) заставляет его возвращаться в испаритель, где весь цикл начинается снова.

Подходит ли тепловой насос для модернизированного здания?

Как правило, в новостройках используются тепловые насосы, но лучше всего выбирать этот вид отопления дома на этапе проектирования или даже на этапе покупки участка. Тогда вы сможете выбрать оптимальную систему.

А как насчет модернизированных домов, которые использовались много лет? Возраст самого здания не исключает возможности использования теплового насоса, но правомерность такого выбора должна оцениваться специалистами индивидуально в каждом конкретном случае. В зависимости от условий окружающей среды, теплоизоляционных свойств здания и экономической рентабельности всего проекта они могут указывать на другие решения.

Вместо наземного теплового насоса в модернизированном доме лучшим решением может быть использование гибридной системы отопления, объединяющей тепловой насос с конденсационным котлом или фотоэлектрической установкой. Обычно также возникает необходимость замены высокотемпературных приемников тепла (традиционных обогревателей) на низкотемпературные. Обычно в модернизированных домах, в которых раньше не было теплых полов, устанавливать теплые полы невыгодно. Однако вы можете рассмотреть возможность установки настенного или потолочного отопления или покупки специальных обогревателей с вентиляторами, которые можно легко адаптировать к существующей внутренней системе центрального отопления.

Я планирую построить дом, отапливаемый тепловым насосом - что я должен учесть?

Построить новый дом с использованием теплового насоса намного проще, чем приспособить существующее здание к новому способу снабжения вашего дома теплом и горячей водой. Если у вас большой участок земли, то наиболее эффективной и, в то же время, самой дешевой на этапе монтажа, вероятно, будет система с грунтовым насосом и плоскими коллекторами, размещенными на небольшой глубине.

При таком решении нужно учитывать, что посадить деревья и крупные кустарники в том месте, где расположены коллекторы, не получится (корневая система может их повредить), и лучше всего не затенять этот участок чрезмерно.

С другой стороны, для небольших участков земли необходимо учитывать необходимость глубоких скважин для вертикальных коллекторов, что является более дорогим решением, но не уступает горизонтальным коллекторам.

Также стоит рассмотреть возможность установки фотоэлектрической установки. Тогда относительно небольшая стоимость электроэнергии, необходимой для работы теплового насоса, будет близка к нулю, как и стоимость тепловой энергии, необходимой для обогрева здания и нагрева горячей воды.

В чем преимущества и недостатки теплового насоса?

К преимуществам отопления на основе теплового насоса можно отнести:

  • низкие (или нулевые) выбросы CO2,
  • низкие эксплуатационные расходы,
  • редкие ремонтные работы,
  • возможность сотрудничества с фотоэлектрической установкой,
  • возможность работать в режиме охлаждения.

В настоящее время самым большим недостатком тепловых насосов является их высокая стоимость покупки и установки. Это особенно касается геотермальных тепловых насосов, которые также являются наиболее эффективными в нашем климате и приносят наибольшую экономию во время эксплуатации. В случае грунтовых насосов иногда установка самих коллекторов, для которых требуется большое пространство (горизонтальные коллекторы) или соответствующие геологические условия (глубокие вертикальные коллекторы), может быть проблематичной.

Экологичны ли тепловые насосы?

Тепловые насосы, безусловно, являются экологически чистым способом обогрева зданий. Они не используют ископаемое топливо, а используют природные возобновляемые источники энергии. Конечно, степень зеленого цвета данного раствора зависит от конкретного случая. Если мы используем гибридную систему, питающуюся электричеством от электросети, мы, безусловно, вносим больший вклад в загрязнение окружающей среды, чем когда мы используем только тепловой насос, дополнительно поддерживаемый фотоэлектрическими элементами для отопления.

Тем не менее, выбирая тепловой насос, мы всегда вносим значительный вклад в защиту окружающей среды, даже если в настоящее время мы не можем использовать самые экологически чистые решения.