Тепловые насосы

Тепловые насосы – устройство для отбора тепловой энергии из окружающей среды (воздуха, грунта, воды) и передачи ее потребителю для последующего расходования на отопление, кондиционирование или подготовку горячей воды.

В зависимости от назначения тепловые насосы делятся на работающие только на нагрев и работающие на нагрев и охлаждение.

Конструктивно тепловой насос из четырех основных узлов: испарителя, конденсатора, компрессора и расширителя, объединенных в один контур, по которому циркулирует хладагент. Как правило, это фреон R410A.

В испарителе происходит отбор тепла, которое поставляется из окружающей среды контуром подачи. При этом поступающий в испаритель хладагент нагревается, кипит и испаряется после чего компрессором подается в конденсатор. Там хладагент конденсируется, отдавая тепло теплоносителю контура потребления (отопления, вентиляции, ГВС и т.д.), после чего проходит через расширитель, где давление хладагента снижается, и он опять подается в испаритель. Другими словами, тепловой насос – это холодильник наоборот.

В зависимости от источника отбора тепловой энергии тепловые насосы делятся на:

- воздушные; в таких насосах тепло отбирается из атмосферного воздуха;

- геотермальные, в которых используется тепло грунта, подземных вод или воды водоемов;

- рекуперативные, т.е. использующие вторичное тепло, когда его источником выступают вентиляционные выбросы, канализационные стоки и т.п.

На практике тепловые насосы разделяют по теплоносителям контуров подачи/потребления Т.о. имеют место тепловые насосы следующих типов:

- воздух-воздух – у этого типа происходит отбор тепла у атмосферного воздуха и нагрев воздуха помещения;

- воздух-вода – в этом случае полученное у атмосферного воздуха тепло передается в систему отопления или горячего водоснабжения;

- вода-воздух – у тепловых насосов этого типа происходит передача тепла от грунтовых вод или вод водоемов воздуху помещения;

- вода-вода – у этой разновидности тепловых насосов отобранное тепло передается в систему отопления или ГВС;

- грунт-вода – здесь в системах отопления и горячего водоснабжения используется тепло, запасенное в грунте.

Для эффективной работы теплового насоса необходимо, чтобы количество выработанной тепловой энергии превышало затраченную электрическую. Такое соотношение получило название коэффициент преобразования. Для разных типов насосов эта величина колеблется в диапазоне от 1 до 5.

Также следует помнить, что тепловой насос наиболее эффективен при работе на системы отопления с низкотемпературным теплоносителем. Например, в системах «теплый пол».

Тепловые насосы устанавливаются, в основном, в тех случаях, когда системы теплоснабжения других типов экономически невыгодны. Например, вместо газового котла. Но с учетом того, что эффективность теплового насоса падает пропорционально снижению наружной температуры, правильным решением было комбинированная система отопления, в которой на долю теплового насоса приходилось бы порядка 50-70% от максимума теплопотребления. В этой связи тепловые насосы комплектуются трубчатым электрическим нагревателем (ТЭН), способным покрыть пиковые потребности в тепле.