Тепловые насосы для отопления дома: принцип действия, преимущества и разновидности оборудования

Отдельным видом независимого домашнего отопления служат тепловые насосы. Их работа заключается в извлечении тепловой энергии из окружающей среды и направлении ее в помещение.

Оборудование наделено высокими экологическими и экономическими показателями. За рубежом подобные системы отопления используются давно. На отечественный рынок насосы начали внедрять недавно.

Область применения

При постановке задачи об эффективном использовании установки, подразумевается полный отказ от сжигания органического топлива для получения тепла.

Тепловым насосом можно обеспечить горячее водоснабжение фермерских и жилых объектов, расположенных далеко от центральных коммуникаций.

Установка поможет в организации отопления отдельно стоящих на трассе АЗС и пунктов питания.

Хорошо зарекомендовали себя насосы, работающие в напольной системе водяного отопления с температурой конденсатора до 40С. Широко стали использовать оборудование для отопления помещений совместно с фанкойлами.

По внешнему виду устройство напоминает кондиционер и состоит из теплообменника с вентилятором, характеризуется высокой теплоотдачей и может работать при пониженных температурах.

Устройство

Состоит насос из следующих узлов:

1. Не менее двух теплообменников. Первый теплообменник – испаритель, накапливает тепло из окружающей среды. Второй – конденсатор отдает тепло в систему отопления.
2. При подключении к насосу нескольких теплообменников для накопления тепла из разных источников устанавливают контролер. Он автоматически выбирает более эффективный источник тепла и направляет его на вход насоса.
3. Регулирует температуру в системе термостат. При нагревании или охлаждении до заданных параметров устройство отключает или подключает теплообменники.
4. Терморегулятор служит для отключения подачи электроэнергии от теплового насоса при достижении в доме заданной температуры.
5. Компрессор сжимает газ хладагент в системе для повышения температуры.
6. Капилляр – клапан, через который проходит жидкий хладагент перед попаданием в испаритель.

Принцип работы

Независимо от типа насоса принцип работы его одинаков. Тепло окружающей среды попадает в испаритель и нагревает хладагент до 7С.

Достигая температуры кипения 10С хладагент становиться газообразным. После отдачи тепла газ переходит в жидкое состояние и опять направляется по контуру для дальнейшего подогрева.

Более подробно весь процесс выглядит так:

1. При закипании хладагент направляется по трубопроводу в электрический компрессор.

      Пребывая в газообразном состоянии, хладагент сжимается компрессором до высокого       давления. Это создает еще большее повышение температуры.

2. С компрессора горячий газ направляется в конденсатор, где нагревается теплоноситель отопительной системы дома.
3. Отдав в конденсаторе тепло, газ переходит в жидкое состояние и через капилляр попадает в испаритель.

На этом полный цикл завершается, и хладагент начинает проходить повторный виток.

Классификация

Устройство насоса для отопления позволяет использовать его в разных условиях. Оптимальные температуры бесперебойной работы составляют от -30С до +35С.

Насосы классифицируются на несколько видов:

• компрессионные агрегаты получают тепло от механической и электрической энергии;
• абсорбционные модели непосредственно используют сам источник тепловой энергии и передают тепло, экономя электроэнергию и топливо;
• геотермальный тепловой насос получает тепловую энергию от воды и грунта;
• воздушный тип потребляет тепло воздуха;
• агрегат вторичного тепла собирает тепловую энергию с канализации, отопления и др.

Типы геотермальных моделей

Агрегаты геотермального класса открытого типа нагревают проходящую сквозь них воду.

После охлаждения в системе вода сливается в открытый грунт.

Бесперебойно открытая система работает с большим объемом воды.

Насосы с системой замкнутого типа подразделяются на такие классы:

• с горизонтальной установкой коллектора. Его укладывают кольцами в вырытом котловане ниже уровня промерзания грунта;
• с вертикальной установкой коллектора на глубине до 200 м;
• с водным размещением коллектора в водоеме ниже уровня замерзания воды.

Разделение по теплоносителю

В зависимости от места установки входных и выходных контуров, теплонасосы для отопления классифицируют по видам:

• в системе грунт-вода теплоносителем служит вода. Внешний контур укладывают горизонтально или вертикально в грунт. Возможно его размещение в водоеме;
• наружный контур в системе вода-вода устанавливают в водоем или скважину. Для наполнения внутреннего контура используют воду;
• система воздух-вода работает от тепловой энергии воздуха;
• система воздух-воздух напоминает работу кондиционера. Во внешний контур поступает воздух из окружающей среды и после подогрева попадает в воздушную систему отопления.

Достоинства и недостатки

К преимуществам теплового насоса для отопления частного дома можно отнести:

• отсутствие продуктов сгорания исключает выброс вредных веществ в атмосферу;
• экономия средств связана с отсутствием покупки сырья;
• возможна установка в любой местности;
• оборудование работает долгие годы в автоматическом режиме;
• эффективное использование насоса для отопления зимой, и в качестве кондиционера – летом.

Среди множества плюсов существует и ряд недостатков теплонасосов:

• дорогой монтаж и немалая стоимость оборудования;
• мало профессионалов в этой области способных сделать правильный расчет и установку системы;
• иногда отсутствует техническая возможность монтажа насоса.

Использование тепловых насосов выгодно для обустройства отопления жилого дома. Но все же они пока не набирают большую популярность в частных постройках, скорее всего это связано с высокой стоимостью такого агрегата.

Смотрите видео, в котором на примере продукции известной фирмы показаны разновидности и принципы работы тепловых насосов для отопления дома: