Тепловые насосы обеспечивают охлаждение и обогрев дома или отдельного помещения, а также дают горячую воду или обогреют бассейн. Устройства иногда называют бесканальными кондиционерами. Используется теплообмен, при котором теплопомпа отбирает и перемещает тепло из окружения. Существуют разные типы тепловых насосов. Виды теплопомп описаны ниже.
Содержание
Типы тепловых насосов
Виды тепловых насосов в зависимости от источников тепла
Структурируют следующие виды энергосберегающего способа в зависимости от источников использованного тепла:
- грунтовые или геотермальные,
- воздушные: «воздух-воздух» и «воздух-вода»,
- водяные: «вода-вода»,
- комбинированные: «жидкость-воздух», специализированная система.
Если теплота извлекается из грунта, пробурив скважину для труб, то это грунтовый тип устройства. Если источник тепла ― окружающий воздух, то требуется меньше территории, но вентилятор издаёт шум. Используйте тепло воды, если такая есть поблизости.
Тепло, вырабатываемое установкой, используют для отопления, тёплых полов, нагрева воздуха и получения горячей водички. Для нагрева водички чаще используются геотермальные или наземные устройства. С помощью дополнительной конструкции используется вентиляция с нагретым воздухом. Чаще используют тёплые полы и радиаторы.
Теплопомпы с воздушным или водяным источниками применяются для нагрева водички или воздуха в доме. Тёплый воздух получите в устройствах «воздух-воздух», которые летом обеспечивают холодным воздухом.
Топовые модели «воздух-воздух» для отопления в этом видео:
Геотермальные тепловые насосы
Геотермальные теплонасосы обозначают GSHP. GSHP подразделяют на: горизонтальные, вертикальные, с закрытым или открытым контуром. Виды установок влияют на цену теплонасосов.
Геотермальные теплонасосы забирают теплоту у воды или грунта. Температура грунта и водички вокруг постройки остаётся постоянной, и поэтому геотермальные устройства эффективнее, чем воздушные установки.
Несмотря на эффект, геотермальные устройства не так популярны, потому что дорогие и сложные. Такие установки требуют затратного и длительного монтажа. Обслуживание геотермальных систем проблематично, потому что производятся земляные работы для выполнения ремонта.
Геотермальные устройства с открытым профилем
Геотермальные устройства с открытым профилем перекачивают воду из грунтовых глубин, забирают теплоту, а водичку отправляют обратно. У таких устройств высоки расходы на эксплуатацию, так как требуется соблюдение требований использования природных водяных источников.
Геотермальная тепловая помпа с открытым контуром
Геотермальные устройства с замкнутым кольцом
Геотермальные устройства с замкнутым кольцом применяются чаще. Эти установки перекачивают антифриз по пластиковым полимерным трубкам, закопанных в почву.
Вертикальные грунтовые теплопомпы
Для вертикальной системы делают бурение в грунте на расстоянии 5 м нескольких проходов. Каждая скважина делается на глубину 15–120 м. На большей глубине температурный уровень выше, и незамерзающая жидкость тоже выше нагревается.
Затем антифриз поступает в теплообменник, нагревает холодильный агент, который крутится во втором контуре. Недостатком такого устройства является большое начальное вложение.
Горизонтальные грунтовые теплопомпы
Горизонтальный грунтовый тепловой насос
Горизонтальные установки требуют меньших затрат, чем вертикальные, поскольку проще монтировать. Для монтажа копают почву чуть ниже уровня промерзания грунта (1,5-2 метра).
Затем закрученные трубки укладывают в землю горизонтально. Через контур проходит жидкая среда, которая нагревает рабочее вещество холодильной установки во втором контуре трубок. Хотя такая установка доступна по цене, но выделяется больше площади вокруг дома, и зависит работа от сезонных изменений из-за глубины монтажа.
Радиальное бурение
Установка с радиальным бурением применяется при невозможности использовать или изменить ландшафт. При монтаже в грунте просверливают небольшие проходы для труб под углом.
Радиальное бурение даёт возможность для монтажа без сноса построек, садов, зданий, дворов и т.д. Цена установки средняя, если сравнивать горизонтальную и вертикальную версии.
Воздушные тепловые насосы
Тепловой насос с воздушным источником
Тепловые помпы с воздушным типом, называются «воздух-воздух». Принцип работы с воздушным источником такой: тепло из внутреннего воздуха перемещается наружу и наоборот. Воздушный теплонасос состоит из наружного и внутреннего блоков как у кондиционеров.
Тепловые воздушные насосы обозначают ASHP. ASHP используют работу компрессора для выработки теплоты. Эти насосы чаще применяют для системы отопления. ASHP состоят из 4 компонентов: компрессор, конденсатор, расширительный орган и испаритель.
Воздушный теплонасос используется для получения горячей воды, отопления и тёплых полов. Такие устройства называют «воздух-вода». Если горячей воды потребуется больше, то установки оснащаются электрическим тэном, который дополнительно нагревает воду. КПД при этом ниже.
Принцип работы воздушного теплового насоса
Установки «воздух-воздух» распространены. ASHP просты при монтаже, эксплуатации и обслуживании. Устройства дают комфорт, срок службы длительный. Установки с воздушным типом имеют 2 версии: канальная и бесканальная конструкции.
Версии имеют наружный компрессорно-конденсаторный блок. Различие между бесканальным и канальным видом состоит в том, как обрабатывается внутридомовой воздух. В бесканальном варианте применяются настенные мини-секции для обработки и раздачи воздуха. Мини-секции размещают по периметру постройки.
Принцип работы таков: холодильный агент поглощает теплоту из воздуха наружного, компрессор увеличивает количество теплоты, увеличивая давление. В конденсаторе теплота передаётся в контур отопления и горячей воды.
Далее среднетемпературный и жидкий хладагент поступает в расширительный орган, давление и температура падают. Охлаждённая жидкость возвращается в испаритель, поглощает теплоту из воздуха, и процесс повторяется.
Принцип работы теплового насоса «воздух-вода»
Водяная тепловая помпа
Установки с водным типом обозначают WSHP. Эти устройства извлекают теплоэнергию из водоёма на поверхности земли. WSHP эффективны, но проблема в отсутствии поблизости большого водоёма.
Устройства с открытым профилем
Устройства WSHP с отрытым профилем монтируются в пруду или колодце. Водичка из водоёма подаётся по трубе. Как только теплота воды отдана, то жидкость возвращается.
WSHP с замкнутым кольцом
WSHP с замкнутым кольцом применяются там, где рядом есть большой водоём. Водичка протекает на глубине 2-2,5 м и ниже, чтобы уйти от замерзания.
WSHP с замкнутым профилем сходны в работе с GSHP: через трубопроводы, проложенные в воде, перекачивается рабочая жидкость, забирается теплота воды и передаётся помпе для получения полезной теплоэнергии. У системы с замкнутым кольцом и водным видом затраты снижены.
Тепловой насос «вода-вода»
Какой источник лучше: геотермальный или воздушный?
Для частных хозяйств система с воздушным типом сочетает комфорт, эффективность и стоимость. Технология устройств «воздух-воздух» за последнее время совершенствуется, различие в эффективности между воздушными и геотермальными теплопомпами минимальна.
Сравнение теплового насоса «воздух-воздух» с кондиционером
Есть решения сделать домашний комфорт, не копая почву для грунтового типа. Геотермальная установка является выбором для площадей более 450 квадратных метров или для промышленных зданий с большими площадями.
Польза от применения теплового насоса
Теплонасосы переносят и распределяют теплоэнергию, присутствующую в окружении. Для передачи теплоты требуется электроэнергия в малом количестве.
Тепловые помпы энергоэффективные. Монтаж устройств с воздушным типом сокращает счета за электропотребление вдвое. Теплонасосы не производят теплоту, а перераспределяют теплоэнергию, которая присутствует в окружении.
Для передачи теплоэнергии требуется меньше электроэнергии, чем для производственных нужд. Поэтому блоки создают комфорт в каждом помещении при малых затратах на электроэнергию. К тому же традиционные кондиционеры, установки отопления и вентиляции дают 32% выхлопов парниковых газов.
Стоимость теплонасоса
Стоимость теплонасоса зависит от объёма строения, планировки, места, где живёте, от использования существующих воздуховодов или установки бесканальной сплит-системы. Также учитывают цену монтажа. Установки климат-контроля стоят дорого, как и теплонасосы.
Экономия от установки устройства с компрессором имеет смысл для частных хозяйств. Если живёте в подходящей области, то спокойно установите такое устройство. Заплатите средствами, сэкономленными на длительном потреблении электроэнергии.
Учитывая то, что тепловая помпа заменяет систему зимнего отопления или летнего охлаждения, то это экономичное соотношение качества и цены. Эксплуатационные затраты низкие по сравнению с газовыми и электрическими устройствами. Если дом имеет хорошую теплоизоляцию, то расходы на электроэнергию снижаются значительно.
Удачных покупок и комфорта!
Автор: Королёв Сергей
