287-21-49
8-913-949-01-05

Тепловые насосы

 

Что такое тепловой насос

 

Тепловой насос –это компактная отопительная установка, предназначенная для автономного отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии, например, электрических, газовых и дизельных генераторов тепла заключается в том, что при производстве тепла, до 80% энергии извлекается из окружающей среды. Тепловой насос «выкачивает» солнечную энергию, накопленную за теплое время года, из грунта, скальной породы, озера и даже воздуха.



name

 

История тепловых насосов

 

Концепция тепловых насосов была разработана на базе известного Цикла Карно в 1852 году выдающимся британским физиком и инженером Уильямом Томсоном (Лордом Кельвином) и в дальнейшем усовершенствована и детализирована австрийским инженером Петером Риттер фон Риттингером (Peter Ritter von Rittinger . Петера Риттера фон Риттенгера считают изобретателем теплового насоса, ведь именно он спроектировал и установил первый известный тепловой насос в 1855 году. Но практическое применение тепловой насос приобрел значительно позже, а точнее в 40-х годах ХХ столетия, когда изобретатель – энтузиаст Роберт Вебер ( Robert С. Webber) экспериментировал с морозильной камерой. Однажды Вебер случайно прикоснулся к горячей трубе на выходе камеры и понял , что тепло просто выбрасывается наружу. Изобретатель задумался над тем, как использовать это тепло, и решил поместить трубу в бойлер для нагрева воды. В результате Вебер обеспечил свою семью таким количеством горячей воды, которое они физически не могли использовать, при этом часть тепла от нагретой воды попадала в воздух.



name

Тепловой насос – это компактная отопительная установка, предназначенная для автономного отопление и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. Основное отличие теплового насоса от других генераторов тепловой энергии, например, электрических, газовых и дизельных генераторов тепла заключается в том, что при производстве тепла, до 80% энергии извлекается из окружающей среды. Тепловой насос «выкачивает» солнечную энергию, накопленную за теплое время года, из грунта, скальной породы, озера и даже воздуха.

В 40-х годах тепловой насос был известен благодаря своей чрезвычайной эффективности, но реальная потребность в нем возникла в период Арабского нефтяного эмбарго в 70-х годах, когда несмотря на низкие цены на энергоносители, появился интерес к энергосбережению.

 

Источники энергии для теплового насоса

 

Внешний контур теплового насоса, собирающий тепло окружающий среды, представляет собой , как правило, полиэтиленовый трубопровод, уложенный в землю или в воду, внутри которого циркулирует незамерзающая жидкость (рассол) .

 

Источники энергии для теплового насоса:

  • Грунт (наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он хорошо аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается от земного ядра).
  • Вода из водоема ( так же как и грунт хорошо аккумулирует солнечную энергию. Источником тепла могут быть как грунтовые ( подземные) воды, так и открытые водоемы (озеро, река, море).
  • Воздух (окружающий воздух особенно легко использовать в качестве источника тепла, поскольку он имеется везде и в неограниченном количестве. Тепловые насосы позволяющие получать тепло из воздуха и в настоящее время могут эксплуатировать почти круглый год.

 

Преимущества системы отопления с тепловым насосом

 

  • Экономичность – тепловой насос использует потребляемую энергию на порядок эффективнее любых котлов, сжигающих топливо и использующих электрическую энергию. Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД системы ( от 300% до 700%) и позволяет получить на 1 кВт затраченной электроэнергии 3-7 кВт тепловой энергии иди 15025 кВт мощности пассивного охлаждения.
  • Автономность – поскольку работа теплового насоса не зависит от поставок органического топлива соответственно не нужно прокладывать тепло – и газ коммуникации.


name
  • Универсальность - в одном комплекте оборудования потребитель получает одновременно систему отопления, охлаждения и нагрева воды.
  • Надежность – тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, регулировка не требует особых навыков и описаны в инструкции.
  • Долговечность – срок службы тепловых насосов несравнимо больше, чем у классических систем отопления, они могут прослужить без особого внимания к себе от 20 до 50 лет, и даже после этого срока сохраняют свою работоспособность, путем замены износившихся узлов.
  • Безопасность – эти агрегаты взрыво- и пажаробезопасны. Нет топлива, нет открытого огня, опасных газов или смесей. Взрываться здесь просто нечему, нельзя так же угореть или отравиться. Ни одна деталь не нагревается до температуры, способных вызвать воспламенение горючих материалов. Остановки агрегата не приводят к его поломкам или замерзанию жидкостей.
  • Комфорт – тепловой насос работает устойчиво, колебания температуры и влажности в помещении минимальны, применяется климатический конторль.
  • Экологичность – экологически чистый метод отопления и кондиционирования. Во время работы отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду CO, CO2, NOx, SO2, PbO2, приводящие к нарушению озонового слоя, кислотным дождям, не оказывает вредного воздействия на ваш организм
  • Не требует никаких согласований – при монтаже тепловых насосов не нужно никаких согласований, нет бумажной волокиты, к примеры, как при газовом отоплении.

 

Устройство теплового насоса

 

Устройства теплового насоса объясняют обычно на примере устройства холодильника –и в первом и во втором агрегате действует один и тот же физический принцип (происходит то, что физики называют циклом Карно.) Как и в холодильники, основными функциональными частями теплового насоса являются конденсатор (здесь происходит передача тепла от хладагента к отапливающим помещение элементами: радиаторам, отопительным панелям, «теплыми полами» ), испаритель компрессов. Конечно же, тепловой насос, как и холодильник, содержит в себе циркулирующий хладагент ( фреон) – с той лишь разницей, что современное производство тепловых насосов ведётся с использованием фреона, не содержащего хлоруглеводов или других вредных для окружающей среды и человеческого здоровья компонентов. Итак, если мы представим себе холодильник с увеличенной и приспособленной для отопления решеткой , обычно находящейся я тыльной его стороны, то получим приблизительное представление о тепловой насосе . Оба устройства даже обладают внешним сходством – только функции различны. Эффективное энергосбережение теплового насоса достигается благодаря тому, что он практически две трети производимой тепловой энергии берёт из окружающей среды: будь это земля, грунтовые воды или просто воздух.

Разумеется, тепловые насосы, а вернее питающиеся от электросети компрессоры тепловых насосов, тоже потребляют электроэнергию, но при этом их КПД превышает КПД большинства распространённых тепловых систем – и при хорошей теплоизоляции отапливаемого помещения можно свести расход энергии к минимуму. Также здесь очень важен грамотно произведённый монтаж теплового насоса и все сопутствующие работы.

 

Принцип работы теплового насоса

 

С тепловым насосом, как таковым, мы сталкиваемся каждый день – это устройство очень похоже на бытовой холодильник. При работе холодильника идет постоянный отбор тепла из продуктов и воздуха морозильной камеры и отдача его в помещение расположенным на задней стенке холодильника радиатором. Но почему холодильник охлаждает продукты? Здесь используется известная физическая закономерность : испаряющееся вещество имеет свойство поглощать тепло, а вещество, которое конденсирует – отдавать его.

В качестве такого вещество в холодильнике используется газ фреон. Использование газа ( а не жидкости) обусловлено другим физическим принципом, используемым в работе холодильника: при увеличении давления температура вещества повышается, а при снижении – понижается. А жидкости, как известно, очень плохо поддаются сжатию.

Сам по себе, фреон ничего не охлаждает и не нагревает. Однако достаточно нагреть его до температуры кипения (а это около 3 С, что значительно ниже комнатной температуры) и затем сжать, чтобы температура полученного газа возросла многократно.

Нагревание фреона как раз производится теплом продуктов, находящихся в морозной камере. Если же, затем, снизить давление, то его температура будет резко падать, а газ перейдет в жидкое состояние. Повторяя этот процесс, мы получаем возможность замораживать продукты.

А теперь представим себе холодильник, морозильную камеру которого «закопали» в землю, а радиатор как отопительный агрегат внесли в дом. Включив подобное мы начнем отбирать тепло не у продуктов, а у земли. Конечно, тепловой насос используя принцип работы холодильника, представляет собой закопанные в землю морозильные камеры. Это высокотехнологичное устройство, работающее в полностью автоматическом режиме.



name

 

Схема работы теплового насоса

 

Работа тепловых насосов основана на процессе выделения из грунта (имеющего температуру около +8 С ), при помощи теплообмена между тремя контурами:

  • Расольный (земляной) контур;
  • Контур теплового насоса;
  • Отопительный контур.

Сам же тепловой насос представляет собой устройство, внутри которого происходит преобразование температура с +8 С до +75 С .



name

 

Из чего состоит тепловой насос?

 

Тепловой насос состоит из:

  • Теплообменник передачи тепла земли внутреннему контуру
  • Компрессор
  • Теплообменик передачи тепла внутреннего контура системе отопления
  • Дроссельное устройство для понижения давления
  • Россольный контур и земляной зонд
  • Контур отопления и ГВС

Первичный контур – полиэтиленовая труба U-образной формы, погруженная в скважину. По трубе циркулирует незамерзающая жидкость. В результате циркуляции ко второму контуру теплового насоса поступает жидкость с температурой +8 ?С ( температура земли)

 

Работа теплового насоса

 

Жидкость перелает свою температуру (+8 ?С) второму контору. Во втором контуре циркулирует фреон. (Отличительная особенность фреона состоит в том, что при температуре выше 3?С он из жидкого состояние переходит в газообразное). Жидкий фреон, получая от первичного контура температуру +8 ?С переходит в газообразное состояние. Далее, газообразный фреон поступает в компрессор, где газ сжимается с 4 до 26 атмосфер. При таком сжатии он нагревается с +8 С до +75 С. ( Это самый важный этап работы теплового насоса. Именно на этом этапе происходит преобразование энергии большого объема газа с температурой +8 С в малый объем газа с температурой 75 ?С . При этом общая энергия газа до и после компрессора остается неизменной. Просто он сконцентрировался в сгусток энергии, которой некуда деваться. Поэтому и происходит нагревание газа до +75 С ).

Энергия газа (фреон), разогретого до +75 С, передается в третий контур – систему отопления и горячего водоснабжения дома. В процессе передачи энергии газа третьему контуру после потерь (10-15 С ), отопительный контур нагревается температура 60-65 С Газ(фреон), отдав свою энергию отопительному контору, остывает до 30-40 С. При этом, он по-прежнему находится под давление в 26 атмосфер. Затем происходит снижение давления до 4 атмосфер (так называемый эффект дросселирования). В результате падения давления происходит значительное охлаждение газа (эффект, обратный повышению температуры при увеличение давления ). Он охлаждается до 0-3 С и становится жидкостью. Температура фреона 0-3 С передается теплоносителю первичного контору, который уносит ее вглубь земли. Проходя по скважине, теплоноситель нагревается и выходит на поверхность земли с температурой +8 С, которая опять подается на второй контур. А в это время происходит процесс завершения цикла во второй контуре. Жидкий фреон с температурой 0-3 С опять соприкасается с первичным контуром, приносящим из земли +8 С. Процесс повторяется.

 

Тепловой насос: г. Новосибирск ул. Чехова, 190/2

 



+ Стоимость данной отопительной системы 550000 рублей.

 

 

 


 

 



 

Новосибирск, ул. Ленинградская, 273
Тел. (383) 287-21-49, 8-913-949-01-05