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
Воздушный насос, установленный около дома
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.
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:- Не менее двух теплообменников. Первый теплообменник – испаритель, накапливает тепло из окружающей среды. Второй – конденсатор отдает тепло в систему отопления.
- 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.
- Регулирует температуру в системе термостат. При нагревании или охлаждении до заданных параметров устройство отключает или подключает теплообменники.
- Терморегулятор служит для отключения подачи электроэнергии от теплового насоса при достижении в доме заданной температуры.
- Компрессор сжимает газ хладагент в системе для повышения температуры.
- 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:
- При закипании хладагент направляется по трубопроводу в электрический компрессор.
- С компрессора горячий газ направляется в конденсатор, где нагревается теплоноситель отопительной системы дома.
- Отдав в конденсаторе тепло, газ переходит в жидкое состояние и через капилляр попадает в испаритель.
Пребывая в газообразном состоянии, хладагент сжимается компрессором до высокого давления. Это создает еще большее повышение температуры.
На этом полный цикл завершается, и хладагент начинает проходить повторный виток.
Классификация
Абсорбционный агрегат
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.
Статью о том, как правильно рассчитать мощность теплового насоса для отопления, читайте здесь.
Типы геотермальных моделей
Геотермальный насос
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
Система грунт-вода
- 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: