наверх
+7 (343) 204-79-89
ваша корзина пуста
Промышленная котельная для фабрики кондитерских изделий Сладпром г. Среднеуральск Промышленная газовая котельная ледового дворца г. Асбест Газовая котельная 1,12 Мвт для промышленного предприятия г. Новоуральск
Крышная котельная 2 МВт г. Екатеринбург, пер.Артельный Модульная газовая котельная 0.84 Мвт г. Кострома Газовая модульная котельная 1,12 Мвт г. Судиславль
Газовая промышленная котельная на газовом конденсате г. Новый Уренгой Газовая промышленная котельная на конденсационных котлах ФОК "Металлург" г. Серов Газовая котельная в частном доме в п. Палникс
Газовая котельная частного дома Московская область п. Барвиха Система теплых полов в жилом доме п. Лесные дачи Газовая котельная в частном доме п. Ручьи Московская область
Газовая котельная в частном доме Верхняя Сысерть Газовая котельная в частном доме п. Карасьеозерск Газовая котельная в частном доме п. Руза Фемели Парк
Газовая котельная в частном доме п. Верх-Нейвинский Газовая котельная 0,4 Мвт в г. Ирбит Газовая котельная в частном доме п. Солнечный
Газовая котельная в частном доме р-н Шарташ г. Екатеринбурга Монтаж газовой котельной в п. Черноисточинск Монтаж инженерных систем частного дома в п. Кореньки Московская область
Монтаж систем отопления, водоснабжения и канализации в жилом доме в Московской области Учебный класс Vaillant Group RUS г. Москва БЦ РигаЛенд
Все Группа компаний ФЕРРОН
Возобновляемые источники энергии Новейшие технологии водоочистки
Стабилизация напряжения Котельное оборудование
Технологи Meibes Сервис. Ремонт. Техническое обслуживание
Дымоходы для котлов

О тепловых насосах

11/10/2011

Тепловые насосы или Системы геотермального отопления и охлаждения


Солнце - самый мощный источник энергии, оно нагревает воздух, воду рек, озер, морей, земную поверхность и глубины, и эта энергия там аккумулируется. Использовать эту бесплатную энергию низкопотенциальных источников позволяют тепловые насосы.

Тепловые насосы - компактные экономичные и экологически чистые климатические установки, позволяющие получать тепло для отопления и горячего водоснабжения зданий за счет перекачивания его от низкопотенциальных источников, а также отводить тепло из здания и сбрасывать его в окружающую среду при кондиционировании, либо использовать внутри здания, например, для горячего водоснабжения.

Преимущества использования тепловых насосов:

•  Экономичность. Тепловые насосы, работая от электричества, не преобразуют его в тепло, а лишь потребляют для работы компрессора при переносе тепла из окружающей среды или обратно. На 1 кВт потребляемой электрической энергии тепловой насос выдает 4 – 7 кВт тепловой или холодовой мощности.

•  Экологичность и безопасность. Тепловой насос бережет Ваше здоровье и окружающую среду, т. к. при его работе не производятся выбросы, приводящие к нарушению озонового слоя и кислотным дождям. Отсутствуют аллергеноопасные выбросы в помещения, не сжигается кислород, т. к. нет сжигаемого топлива.

•  Универсальность. Тепловые насосы применяются в качестве системы автономного обогрева, горячего водоснабжения, вентиляции, удаления из помещений излишней влажности, а также охлаждения жилых и производственных помещений в зависимости от сезонных потребностей. К отдельной функции этого оборудования относится регенерация тепла. Насос может перекачивать избыточное тепло из воздуха промышленных помещений, от холодильных установок, из сточных вод в другие помещения, а также использовать его в других полезных целях. Специальные схемы подключения тепловых насосов позволяют переносить избытки тепла из одной части здания в другую.

•  Надежность. Срок службы тепловых насосов не ограничивается даже 50-ю годами, что несравнимо больше, чем у классических котельных, где требуется постоянная смена горелок с периодичностью в 3-5 лет, а поэтому это вложение в будущее и для следующих поколений.

Климатические системы на базе тепловых насосов широко применяются в Европе и США. В России на фоне роста цен на энергоносители, они завоевывают все большую популярность при отоплении и кондиционировании зданий любого назначения.

Принцип работы тепловых насосов


Внутри теплового насоса теплоноситель (хладагент), проходя через теплообменник, называемый испарителем, отдает собранное из окружающей среды (воздуха, воды водоемов и т.п.) тепло во внутренний контур теплового насоса. Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом (к примеру, фреоном), который, имея очень низкую температуру кипения, проходя через испаритель, переходит из жидкого состояния в газообразное. Из испарителя газообразный хладагент, имея температуру примерно 5 °С попадает в компрессор, где сжимается до высокой температуры и давления. Далее сжатый и горячий газ поступает во второй теплообменник (конденсатор), где происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из трубопровода отопления дома. Таким образом, тепло от низкопотенциального теплоносителя перешло в теплоноситель системы отопления. Весь процесс похож на работу бытового холодильника, с которым большинство из нас сталкивается у себя дома каждый день. Поэтому часто тепловой насос называют холодильником "наоборот".

Работа теплового насоса в режиме подогрева воздуха

Низкотемпературной стороной (испарителем) является теплообменник (4). Тепло воды в нем по трубопроводу (6) передается рабочему телу теплового насоса (хладагенту), после сжатия которого в компрессоре (5) тепло передается воздуху в конденсаторе (1). Подвод тепла производится водой с температурой от 4 °С до +32 °С, максимальная эффективность обеспечивается при температурах в диапазоне 15 - 30 °С. При таком температурном режиме современные ТНУ требуют электроэнергии в 3 - 6 раз меньше величины передаваемого тепла.

Работа теплового насоса в режиме охлаждения воздуха

Управляющий клапан (3) изменяет направление движения хладагента в тепловом насосе, тепловой режим и функции теплообменников (1 и 4) и тепло отводится по трубопроводу водой. В режиме подогрева воздуха низкотемпературной стороной (испарителем) является теплообменник, в нем тепло воды (6) передается рефрижеранту, после сжатия, которого в компрессоре, тепло на более высоком уровне передается воздуху в конденсаторе. В режиме охлаждения за счет переключения реверсивного клапана (3), теплообменники  меняются функциями.

Варианты применения тепловых насосов

Тепловой насос поглощает низкопотенциальную теплоту из окружающей среды с температурой 4 – 6 градусов Цельсия и выше и передаёт её в систему теплоснабжения потребителей в виде нагретой воды или воздуха.

Передача тепла производится рабочим телом – хладагентом (фреоном). Электроэнергия, потребляемая тепловым насосом, тратится лишь на перемещение фреона по системе с помощью компрессора точно так же, как в холодильных машинах.

Система работает как котел при отоплении и как кондиционер при охлаждении. Зимой система тепло неостывшей земли передает в дом. Этот же цикл используется и при нагреве воды. Летом излишки тепла в доме передаются через теплообменник в обратном направлении.

В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии для обогрева дома может быть использовано тепло естественного происхождения (наружный воздух; скалистая порода; земля; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов).

Тепло из грунта


Тепловые насосы могут использовать в качестве источника тепла энергию грунта Вашего земельного участка.  Трубопровод геоконтура, в котором циркулирует специальная незамерзающая жидкость (антифриз), зарывается в землю на глубину 150 мм ниже отметки промерзания грунта в вашем регионе (на Урале это 1,8 м). Минимальное расстояние между соседними трубопроводами – 0,6 до 1 м (чем больше тем лучше).

Специальной подготовки почвы, засыпок и т.п. не требуется. Предпочтения к грунту – желательно использовать участок с влажным грунтом, идеально с близкими грунтовыми водами, однако сухой грунт не является помехой – это приводит лишь к увеличению длины контура. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода 20..30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим геоконтур длинной 350..450 метров, для укладки такого контура потребуется участок земли площадью около 400 кв. метров (20м*20м).

Что касается садовой растительности – при правильном расчете контур не оказывает влияния на зеленые насаждения, но имеет смысл получить консультацию у специалистов по растениям.

Также нужно отметить, что нельзя застраивать капитальными сооружениями площадь, где расположен геоконтур, в связи с тем, что замороженный грунт не сможет своевременно регенерироваться (оттаять) и это приведет к падению эффективности теплового насоса.

Тепло из скалистых пород


Всегда стоит обдумать возможность использования тепла скалистых пород, ведь чем глубже расположен геоконтур в земле, тем более эффективно он работает. В скале бурится тепловая скважина или скважины. Глубина скважины зависит от потребностей дома в тепле и мощности теплового насоса. В маленькую диаметром (10-15см) буровую скважину устанавливают трубопровод, имеющий форму петли в виде”U”. Таких петель может быть 2 и это называется геозонд, который фактически является вытянутым теплообменником расольного контура теплового насоса.  

Ваш тепловой насос, использующий тепло скалистых пород в качестве источника тепла, наименьшим образом влияет на Ваш участок. Это подходит и для маленьких участков. Буровые скважины бурятся в течение одного, двух дней, но данный способ создания расольного контура требует больших капитальных затрат, хотя является более эффективным.

Тепло из водоемов 


Использование в качестве источника тепла воды ближайшего водоема или реки является идеальным вариантом. В этом случае контур укладывается на дно водоема. Преимущества такого метода – короткий внешний контур, «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.  Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 метр трубопровода 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длинной 300 метров.

Для того чтобы трубопровод не всплывал, на 1 погонный метр трубопровода устанавливается около 5 кг груза.

Режим отопления 


Система извлекает тепло из водяного контура через коаксиальный теплообменник и повышает температуру. Затем тепло передается в воздух. Для поддержания постоянной температуры от 18°C до 32°C в водяном контуре в зимние месяцы часто используется бойлер или теплоцентраль. В этом диапазоне температуры установки могут работать или в режиме отопления или в режиме охлаждения.

Режим охлаждения  


Система извлекает тепло из воздуха и передает его в контур воды через коаксиальный теплообменник. Это тепло может быть направлено в другую часть здания для отопления или быть выведено из здания через градирню.

Переходный режим 


Сочетание установок, работающих в режиме отопления и установок, работающих в режиме охлаждения, создает постоянную температуру в водяном контуре. В сбалансированном режиме отсутствует необходимость подачи или отвода тепла с помощью бойлера и градирни. Тепло просто перемещается из одной зоны в другую.