ООО Сантехник > Сантехника > Системы отопления > Альтернативное отопление > Тепловой насос: принцип работы

Тепловой насос: принцип работы

19.04.2015

Все мы стремимся окружить себя комфортом и качеством за разумную цену. Современные системы альтернативного отопления частных домов позволяют обрести своим владельцам все положительные аспекты. Всё больше внимания на себя обращает тепловой насос, принцип работы которого мы рассмотрим.

Эффективность в простоте

Каждый человек знаком с таким устройством, как холодильник. Он основан на принципе теплового насоса. Продукты, которые там хранятся, отдают своё тепло охладителю (вещество с низкой температурой кипения). Охладитель — выводит тепло наружу. Поэтому задняя стенка холодильника всегда тёплая. Кондиционеры тоже являются яркими представителями тепловых насосов.

Вся система теплового насоса состоит из трёх замкнутых контуров:

внешний;
внутренний;
собственный контур насоса.

Если планируется использовать геотермальные тепловые насосы, тогда внешний контур – выводиться во внешнюю среду для забора энергии от низкопотенциального источника. Смонтирован контур из пластиковой трубы, которая укладывается в грунт на глубину 1,2–1,4 м. Длина трассы, рассчитывается из необходимой отапливаемой площади дома (5 м пластиковой трубы на 1 кв. м. площади). Охладительный контур рекомендуется прокладывать подальше от дома (не менее 3-х м.). В холодные периоды года, зона нахождения контура — будет мёрзлой зоной. Расстояние между трубами контура 1 м. Заполняется внешний контур этиленгликолем. Это вещество морозостойкое и является прекрасным теплопроводником. Оба конца внешнего контура подсоединяется к холодной части теплового насоса.

Внутренний контур – отопительная система дома (излучатель тепловой энергии). Состоит он из батарейных радиаторов и технологии «тёплый пол» (обязательно). Использование тёплого пола значительно повысит КПД работы теплового насоса, путём увеличения площади излучаемой поверхности.

Собственный контур теплового насоса состоит:

Испаритель насоса.
Компрессор.
Конденсатор.
Расширительный клапан.

Принцип работы теплового насоса

Геотермальный тепловой насос действует по принципу обратного термодинамического цикла. Тепло, пришедшее из внешнего контура в испаритель насоса, заставляет кипеть рабочее тело (хладагент). Пар поступает в компрессор, где происходит его нагрев путём сжатия (температура хладагента составляет 80–100 град. С).

В конденсаторе пар отдаёт свою энергию теплоприёмнику и переходит в жидкое состояние. После прохождения расширительного клапана цикл замыкается. Перейдём к укладке внешнего контура. Предположим, что есть дом, площадь которого составляет 100 кв. м. Теперь следует выбрать необходимый источник энергии. Это может быть земля, вода, воздух.

Земляной контур

Температура земли на глубине 1,2–1,4 м составляет 6–12 град. С. Вне зависимости от времени года эта температура всегда положительная. На прокладку земляного контура вам понадобится 500 м пластиковой трубы для холодной воды. Обычная полиэтиленовая труба низкого давления (до 6 атм) прослужит долгое время.

Укладка производится бухтовым методом. Как правило, укладка трубы осуществляется экскаватором. С помощью зуба он прорыхляет грунт. Затем меняет зуб на трубоукладочное приспособление. В него заряжается бухта пластиковой трубы (100–200 м.). Далее, монтаж трубы происходит методом вдавливания её в рыхлый грунт. Вся процедура проистекает быстро, аккуратно без лишних земляных курганов. Единственным минусом на эти нужды вам придётся пожертвовать 5 соток земли. Если такой возможности нет, тогда обратимся к водным источникам.

Водный контур

Практичным решением можно считать — использование в качестве источника низкого потенциала, энергию грунтовых вод. Температура грунтовых вод колеблется от 6 до 12 . В зависимости от времени года. Для построения водного контура необходимо сделать две скважины. Расстояние между скважинами должно быть не меньше 15 метров. Это делается для того чтобы охлаждённая сбрасываемая вода не смешивалась с забираемой. В этом способе следует применить водный насос. Конечно, если есть альтернативное решение, куда сбрасывать охлаждённую воду, тогда наличие второй скважины необязательно.

Применение здесь дополнительного водного насоса покажется вам не столь экономичным вариантом. Но стоит заметить, что отношение выработки тепла к затраченной электроэнергии всегда больше одного – коэффициент энергетического преобразования.

Воздушные тепловые насосы для отопления

Воздух обладает довольно низким коэффициентом теплопроводности. Но несмотря на это большим плюсом воздушных масс является их огромный объём. В наше время использование воздушного теплового насоса известно каждому — это кондиционер. Существуют как охладительные, нагревательные и всесезонные модели. Современные отопительные воздушные системы могут работать при наружной температуре до -30. Они удобны в монтаже и довольно уверенно справляются со своими обязанностями.

Включение теплового насоса

Электрическая составляющая теплового насоса подключается к сети электропитания (220В, 380В). Первым в работу вступает циркуляционный насос внешнего контура. Встроенный чип системы анализирует показания датчика температуры холодного контура. Если температура не ниже допустимой нормы (обычно -15), тогда система запускает циркуляционный насос внутреннего контура. Потом компьютер сравнивает температурные показатели помещения с запрограммированными значениями. Если в помещении прохладно, запускается компрессор. При достижении необходимой температуры в помещении, чипсет отключает насос внешнего контура. Работать продолжает лишь внутренний контур. Точность измерения температуры +/- 1 .

Тепловые насосы, принцип работы которых — это путь как к энергосбережению, так и экономическому процветанию. Рассчитано, что при использовании данной технологии потребителю удаётся экономить от 30 до 70% энергии. Это довольно внушительный показатель по сравнению с применением традиционных энергоресурсов.

Заметка: любое строительство требует наличия спецтехники на участке. В случае, если вам будет необходима аренда авто с манипулятором, а также его услуги, то вы можете обратиться в компанию манипулятор.рф.

Принцип работы теплового насоса