Инженерные решения в области отопления, вентиляции и кондиционирования

Тепловые насосы

Тепловой насос - это универсальный прибор, сочетающий в себе отопительный котел, источник горячего водоснабжения и кондиционер. Основное отличие от всех остальных источников тепла заключается в исключительной возможности использовать возобновляемую низкотемпературную энергию окружающей среды на нужды отопления и нагрева воды.

Порядка 80% от выдаваемой мощности тепловой насос фактически «выкачивает» из окружающей среды используя рассеянную энергию Солнца. Он используется для экономичного отопления, водоснабжения и охлаждения помещений практически любых объемов.

Отопление с помощью теплового насоса

Тепловые насосы могут легко решать вопросы теплоснабжения городского комплекса и объектов, расположенных вдали от коммуникаций - будь то фермерское хозяйство, коттеджный поселок или АЗС на трассе. В целом тепловой насос универсален и применим как в гражданском, промышленном так и в частном строительстве.

Область применения

На сегодняшний день тепловые насосы широко применяются во всем мире. Количество тепловых насосов, работающих в США, Японии и Европе, исчисляется десятками миллионов штук.

Производство тепловых насосов в каждой стране, прежде всего, ориентировано на удовлетворение потребностей внутреннего рынка. В США и Японии наибольшее применение получили теплонасосные установки (ТНУ) класса «воздух-воздух» для отопления и летнего кондиционирования воздуха. В Европе – тепловые насосы класса «вода-вода» и «вода-воздух». В США исследованиями и производством тепловых насосов занимаются более шестидесяти фирм.

В Японии ежегодный выпуск тепловых насосов превышает 500 тысяч единиц. В Германии ежегодно вводится более 5 тысяч установок. В Швеции и странах Скандинавии эксплуатируются, в основном, крупные Тепловые Насосные Установки (ТНУ). В Швеции уже к 2000 году эксплуатировалось более 110 тысяч Тепловых Насосных Станций (ТНС), 100 из которых имели мощность около 100 МВт и выше. Наиболее мощная ТНС-320 МВт работает в Стокгольме.

Принцип работы

Принцип его работы схож с обычным тепловым насосом (HEAT PUMP) в кондиционере: разница температуры в теплообменнике кондиционера и уличной температуры позволяет отбирать тепло из наружного воздуха и передавать его внутрь помещения даже при небольшой минусовой температуре. Отличие состоит в том, что тепловой насос может снимать тепло не только из воздуха, но и земли, воды, солнца. Одно из требований к источникам съема тепловой энергии - их постоянная температура. Основные преимущества тепловых насосов - это высокий КПД (от 300%) и экологичность (работают на экологически чистых фреонах). Применяются тепловые насосы в странах и регионах либо с мягкой зимой, либо с геотермальными источниками (например, Калиниград или Владивосток с их теплыми подземными источниками). Количество тепловых насосов, работающих в США, Японии и Европе, исчисляется десятками миллионов штук.

Схема работы

Холодильник, всем известно, переносит тепло из внутренней камеры на радиатор и мы пользуемся холодом внутри холодильника. Тепловой насос - это холодильник «наоборот». Он переносит рассеянное тепло из окружающей среды в наш дом. В этом и кроется «чудо» - КПД намного превосходящее 100%.

Теплоноситель (в роли которого выступает вода или рассол), взявший несколько градусов из окружающей среды, проходит через теплообменник теплового насоса, называемый испарителем, и отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса.

Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом, который имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газообразное. Это происходит при низком давлении и температуре 5–0С. Из испарителя газообразный хладагент попадает в компрессор, где он сжимается до высокого давления и высокой температуры. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник - конденсатор, где происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома.

Хладагент отдает свое тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам.

Геотермальные тепловые насосы «вода-вода»

Принцип действия геотермальных тепловых насосов «вода-вода», это использование рассеянной энергии водоемов, рек, морей, океанов и грунтовых вод. Все перечисленные источники обладают одним важным параметром, на различной глубине у них есть постоянная температура в течение года. Так например температура грунтовых вод не значительно колеблется около 10 градусов тепла, что и является источником тепла для геотермальных тепловых насосов «вода-вода». Далее имеется два различных способа извлечения тепловой энергии открытый и закрытый.

При использовании первого способа воду закачивают в систему теплового насоса и выбрасывают в другом месте, при этом необходима установка дополнительных фильтров и их периодическая очистка. При использовании второго способа жидкость первичного контура не контактирует на прямую с водой источника тепла (грунтовой водой), а лишь циркулирует по трубам которые погружены в эту воду.

Тепловые насосы «воздух-воздух»

Тепловые насосы «воздух-воздух» используя в качестве источника энергии окружающую среду, превосходно соответствуют современным требованиям к такому виду продукции, а именно цене, экологичности и удобству использования. Единственным минусом системы, является ограниченность возможности использования из-за окружающей температуры воздуха, при температурах меньше +14 эффективность теплового насоса «воздух-воздух» сильно снижается, поэтому использование рекомендуется в южных регионах России.

Преимущества теплового насоса

  • Экономичность
  • Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД (от 300% до 800%) и позволяет получить на 1 кВт фактически затраченной энергии 3-8 кВт тепловой энергии или до 2,5 кВт мощности по охлаждению на выходе.

  • Экологичность
  • Экологически чистый метод отопления и кондиционирования как для окружающей среды так и для людей, находящихся в помещении. Применение тепловых насосов - это сбережение невозобновляемых энергоресурсов и защита окружающей среды, в том числе и путем сокращения выбросов СО 2 в атмосферу.

    Тепловые насосы установки, осуществляя обратный термодинамический цикл на низкокипящем рабочем веществе, черпают возобновляемую низко потенциальную тепловую энергию из окружающей среды, повышают ее потенциал до уровня, необходимого для теплоснабжения, затрачивая в 1,2-2,3 раза меньше первичной энергии, чем при прямом сжигании топлива.

  • Безопасность
  • Нет открытого пламени, нет выхлопа, нет сажи, нет запаха солярки, исключена утечка газа, разлив мазута. Нет пожароопасных хранилищ для угля, дров, мазута или солярки.

  • Надежность
  • Минимум подвижных частей с высоким ресурсом работы. Независимость от поставки топочного материала и его качества. Защита от перебоев электроэнергии. Практически не требует обслуживания. Срок службы теплового насоса составляет 15-25 лет.

  • Комфорт
  • Тепловой насос работает бесшумно (не громче холодильника), а погодозависимая автоматика и мультизональный климатический контроль создают комфорт и уют в помещениях.

  • Гибкость
  • Тепловой насос совместим с любой циркуляционной системой отопления, а современный дизайн позволяет устанавливать его в любых помещениях. Также нужно отметить универсальность по отношению к виду используемой энергии (электрической или тепловой) и широкий диапазон мощностей (от долей до десятков тысяч киловатт).

Установка

Установка теплового насоса подразумевает под собой не только подключение к системе отопления и водоснабжения дома, но и комплекс мероприятий по установке и настройке высокотехнологичного оборудования. Запуск системы автоматизации, улучшение теплоизоляции дома или любого другого обогреваемого объекта. Исключительно при выполнении всех этих мероприятий, вы сможете вкусить все преимущества, которые может предложить вам установка теплового насоса.

Тепловые насосы
Получите дополнительную информацию по телефону (812) 702-76-82 или отправьте нам сообщение; мы ответим на него в течение рабочего дня.

* — обязательно для заполнения