Тепловий насос - невичерпне джерело енергії

Раціонально облаштована система опалення будинку має забезпечувати обігрів приміщень в холодний період року, відшкодовуючи тепловтрати і підтримуючи температуру, що відповідає умовам теплового комфорту. В наш час будинок можна обігрівати за допомогою теплового насоса як альтернативного джерела тепла.

Ідею теплової системи, так званого "теплового множителя" винайшов в 1852 році британський учений Вільям Томсон. Саме він запропонував ефективно використовувати для цілей опалення холодильну машину. Корисність свого винаходу вчений аргументував тим, що обмеженість енергетичних ресурсів не дозволить нескінченно спалювати паливо в печах, а його "помножувач тепла" буде споживати менше палива. ніж звичайна піч.

Тепловий насос, на відміну від газового котла, не виробляє тепло, а витягує його з повітря вулиці і переносить у дім. Виникає питання - коли на вулиці більше 20 градусів морозу, звідки насос візьме тепло? Проста відповідь - у нас за вікном не -180 градусів і не абсолютний мінус як в космосі. Енергія в повітрі є, саме її тепловий насос акумулює в тепло. У підсумку виходить, що тепловий насос викачує безкоштовну енергію з навколишнього середовища і направляє її в систему опалення та гарячого водопостачання. При роботі теплового насоса енергія витрачається не на прямій нагрів системи опалення, а на перекачку тепла з навколишнього середовища в будинок.

Переваги теплового насоса:

Економічність - основна перевага теплового насоса перед звичайними способами опалення. Прилад споживає на 80 відсотків менше енергії, ніж, наприклад, традиційні електрокотли. Розглянемо детальніше популярні типи опалювального обладнання і вартість виробленого ними 1 кВт теплової енергії, з урахуванням діючих тарифів і цін на енергоносії)

Великий ресурс досконалої роботи. Теплові насоси мають великий ресурс роботи, який становить 25-40 років. Основним елементом теплового насоса є компресор. У сучасних теплових насосах встановлюються герметичні спіральні компресори з плавним регулюванням частоти (інвертор). За рахунок спеціальної конструкції - тертя в даних компресорах відсутнє, тому термін служби такого компресора, при кваліфікованому монтажі, становить 20 і більше років.

Комфорт для власника теплового насоса. Тепловий насос оснащений клімат-контролем і працює в автоматичному режимі. Зручність переходу з режиму опалення взимку в режим кондиціонування влітку.

Екологічність. Відсутність будь-яких викидів в навколишнє середовище. Тепловий насос не забруднює атмосферу, тому що всі процеси в системі теплового насоса відбуваються в герметичному замкнутому контурі і викидів в атмосферу абсолютно немає. Також, на відміну від газових або твердопаливних котлів, тепловий насос не може викликати пожежу або вибух, тому що при роботі теплового насоса відсутні процеси горіння. Навіть якщо раптом станеться розгерметизація контуру - холодоагент R410A не горючий, і просто випарується в атмосферу, тому що даний газ набагато легший за повітря.

Зручність при установці. Монтаж не вимагає узгоджень в інстанціях і письмових дозволів.

Безпека. В тепловому насосі нічого не горить, до того ж, він вибухо- і пожежобезпечний.

Дистанційне управління. Деякими моделями теплових насосів можна управляти на відстані за допомогою Інтернету.

З яких елементів складається сучасний тепловий насос?

Основні вузли теплового насоса - компресор, теплообмінник, керуючий модуль. За всю історію застосування теплових насосів, найбільші конструктивні зміни торкнулися компресора, в якому низькотемпературне тепло перетворюється в високотемпературне. У більшості побутових моделей теплових насосів використовуються спіральні компресори, які здатні працювати навіть при екстремально низькій температурі навколишнього середовища і мають великий моторесурс.

Принцип роботи спірального компресора здійснюється шляхом стиснення повітря в блоці, де встановлені 2 спіралі. Одна спіраль зафіксована і позбавлена можливості рухатися, друга спіраль рухлива і встановлена із зсувом фаз. При русі спіралі між ними утворюються повітряні порожнини, в які потрапляє повітря. По ходу рухомої спіралі, обсяги робочих порожнин зменшуються, за рахунок чого і відбувається стиснення повітря, а отже, і підвищення його температури. В даний час спіральні компресори довели свою надійність і якість і з успіхом використовуються провідними виробниками кліматичної техніки.

Як працює тепловий насос?

Охолоджений теплоносій, проходячи по зовнішньому трубопроводу, нагрівається на кілька градусів. Всередині теплового насосу теплоносій, проходячи через теплообмінник, так званий випарник, віддає зібране з навколишнього середовища тепло у внутрішній контур теплового насоса. Внутрішній контур теплового насоса заповнений холодоагентом, який має дуже низьку температуру випаровування, і, проходячи через випарник, перетворюється з рідкого стану в газоподібний. Це відбувається при низькому тиску і температурі -5 градусів. Далі з випарника газоподібний холодоагент потрапляє в компресор, де він стискається до високого тиску і високої температури. Потім гарячий газ поступає в другий теплообмінник (конденсатор), в якому відбувається теплообмін між гарячим газом і теплоносієм із зворотного трубопроводу системи опалення будинку. Холодоагент віддає своє тепло в систему опалення, охолоджується і знову переходить в рідкий стан. А нагрітий носій системи опалення надходить до опалювальних приладів. При проходженні хладогенту через редукційний клапан тиск знижується, хладогент потрапляє в випарник і цикл повторюється знову.

Звідки черпає тепло тепловий насос?

Джерелом тепла може бути будь-який об'єкт з температурою вище 1 градуса: незамерзаючий грунт на глибині, вода в незамерзаючій річці або під льодом, вода в морі, вода зі свердловини. Їх тепла вистачить для генерування в теплову енергію на виході до 60 градусів.

Для отримання найбільшої ефективності теплового насоса необхідно правильно облаштувати геотермічні джерела тепла. Найбільш часто вживаним джерелом тепла є геотермічний тепловий зонд. Для його використання необхідно пробурити на присадибній ділянці вертикальну свердловину, глибина якої визначається виходячи з теплової потреби будинку і залежить від місця геологічних особливостей ґрунту. У цю свердловину опускається зонд, що містить спеціальну рідину - теплоносій, який отримує тепло з грунту і віддає його тепловому насосу.

Горизонтальні грунтові колектори можуть використовувати тепло землі, але не через свердловину, а через велике геоколекторне поле, яке вкладається нижче межі замерзання грунту.

Рекомендується використання колодязної установки при наявності грунтових вод, з якої колодязна вода з температурою приблизно 10 градусів направляється до теплового насосу, де відбирається частина тепла. Охолоджена приблизно до 3-6 градусів, вода повертається в грунт.

Для отримання енергії використовується також вуличне повітря. Воно виступає в ролі джерела низько потенційного тепла, його відібране тепло передається тепловому насосу, що працює на підвищення температури. Потім тепло надходить в систему опалення.

Що може збільшити ефективність роботи теплового насоса?

Продуктивність роботи теплового насоса залежить не тільки від джерела тепла і способу його отримання. Важливу роль відіграє встановлена в будівлі опалювальна система. Найбільш ефективно тепловий насос працює в тандемі з системою "тепла підлога" або з фанкойлами (вентиляційними теплообмінниками). Враховуючи, що тепловий насос працює продуктивно при температурі 40-45 градусів на виході, це відповідає температурі теплоносія в названих опалювальних системах.

При роботі з радіаторами ефективність теплових насосів менше, в цьому випадку необхідно збільшити потужність радіаторів.

З точки зору економічних показників, найбільшу продуктивність мають комбіновані генератори тепла - теплонасос плюс сонячна система. Її дія полягає в об'єднанні насоса і сонячного колектора. Варто зауважити, що теплова установка має два режими - зима і літо. У режимі "зима" тепловий насос працює за звичайною схемою - бере тепло з свердловини і віддає його системі опалення. При включенні активного охолодження в режимі "літо" тепловий насос підключають між свердловиною і системою кондиціонування та змушують його працювати в зворотню сторону, тобто брати тепло з системи кондиціонування і віддавати його свердловині.

Сучасний ринок опалювальних систем відрізняється різноманітністю. В цих умовах користувачу досить складно вибрати тепловий насос в якості опалювального обладнання. Лідируючі позиції як виробника теплових насосів займає компанія Mitsubishi Electric. Інженери компанії Mitsubishi Electric представили унікальну технологію ZUBADAN, яка забезпечує стабільне постачання теплової енергії для обігріву житла навіть при значному зниженні температури зовнішнього повітря. Це досягається завдяки обладнанню компресора теплового насоса інжекторним входом, який при зниженні температури додає в систему холодоагент для підтримки постійного виробництва теплової енергії. Саме такі технічні характеристики теплових насосів Mitsubishi Electric Zubadan дозволяють використовувати їх при монтажі опалювальних систем в заміських котеджах, в квартирах, а також різного роду промислових приміщеннях.


Тепловим насосам Mitsubishi Electric Zubadan властиві переваги, що складно спростувати:

  • теплові агрегати відносяться до типу "повітря - повітря", тобто, зовнішнє повітря підігрівається і безпосередньо передається в приміщення
  • унікальна конструкція теплових насосів Mitsubishi Electric Zubadan дозволяє бездоганно працювати в температурному діапазоні від - 25 до +45 градусів
  • компресор теплового насосу Zubadan працює на фреоні марки R410A
  • під час роботи агрегат Зубадан має досить низький рівень шуму
  • насос цієї серії однаково добре працює як на обігрів, так і на охолодження
  • температура в приміщенні контролюється за допомогою датчика 3D I See
  • для очищення повітря і усунення неприємних запахів тепловий насос Zubadan обладнаний спеціальним фільтром моделі "подвійна плазма" і генератором аніонів

Якісні теплові насоси від Mitsubishi Electric с технологією Zubadan в каталозі компанії представлені наступними моделями:

Теплові насоси можуть не тільки обігрівати приміщення. Вони також успішно справляються з підігрівом води. За рахунок тепла атмосферного повітря теплові насоси "повітря - вода" нагрівають воду для потреб опалення та гарячого водопостачання.

Теплові насоси Bosch представлені двома серіями - з уже вбудованим бойлером гарячої води і з можливістю підключення зовнішнього бойлера. Теплові насоси Bosch представляють собою готові до установки модульні агрегати з вбудованим бойлером гарячої води і додатковим електричним нагрівачем. Вони призначені для опалення і гарячого водопостачання окремо розташованих будинків. В асортименті Bosch є також моделі, що розраховані на роботу з зовнішнім бойлером гарячої води. Вони обладнані додатковим електронагрівачем і моторним триходовим клапаном, також призначені для забезпечення теплом і гарячою водою окремо розташованих котеджів і приватних будинків.

Найбільш очевидні переваги теплового насоса Bosch:

  • Компактний дизайн обладнання дозволяє економити простір за рахунок того, що всі компоненти системи вже вбудовані в насос. Дуже компактна модульна серія LW / M, в яку також вбудований бойлер для гарячої води
  • Простий і зручний завдяки практичному для користувача простому текстовому меню і досконалою програмою нагріву
  • Низький рівень шуму завдяки безконтактної роботі дисків компресора
  • Високий коефіцієнт потужності, який досягається завдяки потужному компресору
  • Більш комфортний рівень нагрівання води та широкий спектр застосування завдяки тому, що максимальна температура теплоносія, що подається дорівнює 65 градусів.
  • Легкість в обслуговуванні, оскільки у всіх контурах холодоагенту може використовуватися один і той же холодоагент (R 407c)
  • Більш швидкий і безпечний монтаж завдяки включенню в комплектацію клапанів та фітингів

Модельний ряд теплових насосів Bosch представлено в каталозі нашого магазину:





В наш час, коли все частіше піднімається проблема загрози кліматичних змін і обговорюються можливі шляхи її вирішення, теплові насоси все більше привертають увагу людей. Ви можете отримати максимальну користь з тих можливостей, які укладені в цьому новому вигляді енергії, знаючи про переваги технології, на якій заснована робота теплових насосів.