Использование тепловых насосов в системах отопления

Одной из наиболее перспективных альтернативных технологий получения тепла, на данный момент, является тепловой насос. Постепенно, но все больше привлекает эта экологически безопасная технология внимание потребителей. Если в Европе активное внедрение началось относительно давно, то российский потребитель еще только начинает осваивать это, необычное, на первый взгляд, решение.

Когда-то принцип переноса тепла хладагентом получил широкое распространение в бытовых холодильниках и в промышленных холодильных установках, и вот теперь, благодаря работе инженерной мысли, сходным образом можно организовать функционирование систем отопления и даже горячего водоснабжения.

Это касается как жилых, так и производственных помещений, и даже целых коттеджных городков. Так, идея «умножителя теплоты», предложенная еще в 1852 году Уильямом Томсоном, наконец, активно воплощается в наступившие прогрессивные годы.

Устройство таких систем весьма схоже по своей конструкции с бытовым холодильником, разница лишь в том, что тепловой насос выкачивает тепло не из продуктов питания, а из окружающей среды, которой может служить как подземный грунт, так и грунтовые воды, или просто окружающий воздух. Тепло, таким образом, передается от окружающей среды в обогреваемое помещение.

Безусловно, для работы теплового насоса требуется компрессор, питаемый от электрической сети, однако при потреблении компрессором всего 200 – 350 Вт электрической энергии, в систему отопления будет передано около 1 кВт тепла, таким образом коэффициент эффективности тепловых насосов достигает 4.

Главные элементы теплового насоса - теплообменник и компрессор, а хладагентом (теплоносителем рабочего контура), как правило, служит фреон. Теплообменник представляет собой систему труб, расположенную в земле, по которой движется хладагент.

Проходя через теплообменник, жидкий хладагент нагревается, и переходит в газообразное состояние, после чего благодаря компрессору его давление повышается, соответственно происходит повышение температуры сжатого газообразного хладагента, и тепло теперь передается теплоносителю системы отопления (воде). Затем хладагент конденсируется, и цикл повторяется вновь.

Поскольку контур замкнут, ничего не сжигается и не создается никаких вредных выбросов, система экологически безопасна.

Системы тепловых насосов «грунт-вода» состоят из трех контуров: грунтового контура, контура хладагента, и контура системы отопления.

В грунтовом контуре циркулирует незамерзающий теплоноситель, например, на основе спирта; его движение поддерживает насос. Ниже уровня промерзания грунта температура не падает ниже 8 градусов Цельсия, поэтому есть возможность прогрева теплоносителя до 4 – 6 градусов, чтобы затем он отдал тепло испарителю, и это происходит циклично.

В контуре хладагента циркулирует фреон, способный закипать при довольно низкой температуре. При циркуляции через испаритель, он отбирает тепло, которое было собрано теплоносителем в грунте, и уже при -2 градусах вскипает, переходя в газообразное состояние, затем поступает в компрессор, где давление пара увеличивается. С повышением давления пара возрастает и его температура, примерно до +120 градусов.

{banner_direct2}

Нагретый пар под давлением попадает в теплообменник конденсатора, передает тепло контуру отопления, и остывая, вновь переходит в жидкое состояние. Проходя через расширительный клапан, хладагент сбрасывает давление, и вновь подается в испаритель.

В контуре системы отопления в качестве теплоносителя, как правило, используют дистиллированную воду, которую и качает насос системы отопления. Здесь нагретая до +50 – +60 градусов вода циркулирует по системе отопления, обогревая дом или какое-нибудь другое помещение.

Тепловые насосы успешно применимы в системах отопления домов, это касается как бытовых радиаторов, так и теплых полов, а также для получения горячего водоснабжения. Тепловые насосы обладают высоким КПД, они экономичны и безопасны, что вполне объясняет их растущую популярность.