Тепловые насосы

Тепловой насос – это установка, которая предназначена для осуществления автономного обогрева жилых помещений и производственных зданий, а также для подачи туда горячей воды. Такие установки занимают совсем мало места, являются абсолютно экологически чистыми и, что самое главное, экономичными. Работают тепловые насосы за счет использования энергии от источника энергии с низкой температурой (земля, озера, реки) к потребителю с более высокой температурой. Данный принцип работы был создан уже достаточно давно, похожая техника применяется и в морозильных камерах, но только в другом ключе. Забрав тепло воздуха, насос увеличивает энергию и выполняет с ее помощью свои непосредственные задачи, то есть нагрев воды и отопление помещений.

Срок службы тепловых насосов до капитального ремонта – 10-15 отопительных сезонов, что является очень высоким показателем по сравнению с другими обогревательными системами. Отопление тепловыми насосами происходит полностью в автоматическом режиме. Нужно лишь периодически контролировать режим работы, а также каждый сезон производить технический осмотр. Как правило, окупаемость таких обогревательных установок составляет около трех отопительных сезонов, но, в зависимости от условий их работы, а также сезонности, возможно достижение максимальной отдачи в их работе, что может сделать срок окупаемости еще ниже.

Хоть в нашей стране тепловые насосы получают распространение только сейчас, за рубежом их достоинства люди оценили уже давно. Их производство уже налажено во многих странах. По прогнозам, уже в 2020 году применение различных типов тепловых насосов для обогрева и горячего водоснабжения составит 75 %.

Сфера применения тепловых насосов

• Теплоснабжение зданий и сооружений различного типа (отопление, горячее водоснабжение и охлаждение воздуха).
• Технологический цикл ряда производств.
• Объекты жилищного строительства (коттеджи, многоквартирные дома).
• Объекты социального назначения (административные здания, гостиницы, больницы, санатории, спортивные, торговые и развлекательные центры и другие).
• Производственные и административные помещения различного типа.
• Сельскохозяйственные объекты (теплицы, животноводческие комплексы и другие).
• Объекты пищевой промышленности (молочные, сыроваренные и колбасные производства и другие).
• Объекты ЖКХ и ТЭК (ТЭС, ТЭЦ).

Принцип действия парокомпрессионного теплового насоса

Энергетическая эффективность теплового насоса

• Тепловой насос осуществляет трансформацию тепловой энергии с низкого температурного уровня на более высокий, необходимый потребителю.
• При этом на привод компрессора затрачивается механическая (электрическая) энергия. При наличии низкопотенциального источника количество тепла, поставляемого потребителю, в несколько раз превышает затраты энергии на привод компрессора.
• Отношение полезного тепла к работе, затрачиваемой на привод компрессора, называют коэффициентом преобразования (или коэффициентом трансформации) теплового насоса , и в наиболее распространенных теплонасосных системах он достигает 3 и более. Коэффициент тем выше, чем меньше разница температур двух уровней.
• Объем среды низкопотенциального тепла должен быть гораздо больше объема отапливаемого помещения.

Классификация тепловых насосов (ТН)

1. Грунтовые тепловые насосы. Общепринятое сокращенное наименование GHP (Geothermal heat pump - геотермальный ТН) или GSHP (Ground-source heat pump - земляной ТН). Получают тепло из поверхностного слоя грунта (до глубины 2,5 м) или из скважин, пробуренных в грунте до глубины 50-150 м, и служат для преобразования его в тепло, идущее на теплоснабжение и ГВС.
2. Водяные тепловые насосы. Сокращенное наименование WSHP (Water-source heat pump). Есть 2 варианта использования: а) получают тепло от поверхностных или подземных источников воды (ВИЭ) и служат для преобразования его в тепло, идущее на теплоснабжение и ГВС; б) используются в качестве элементов систем отопления, вентиляции и кондиционирования для перераспределения тепла внутри здания.
3. Воздушные тепловые насосы. Сокращенное наименование ASHP (Air-source heat pump – воздушный ТН). Получают тепло из наружного воздуха или воздуха, отводимого системой вентиляции.

Примеры установки тепловых насосов

Преимущества тепловых насосов:

• эффективность
• экономичность
• экологическая чистота
• универсальность
• совместимость
• надежность
• длительный срок эксплуатации
• безопасность
• стабильность