Принцип работы теплового насоса

Дата публикации: 30.09.2024
Дата обновления: 30.09.2024

Содержание:

• Что такое тепловой насос
• Устройство и элементы теплонасоса
• Как работает тепловой насос
• Классификация тепловых насосов по принципу работы
• Работа воздушного теплонасоса
• Работа геотермального и акватермального насосов
• Плюсы и минусы тепловых насосов для отопления
• Преимущества покупки тепловых насосов в «Биоконд»

Для получения тепла в зимнее время можно использовать тепловой насос, принцип работы и назначение которого мы рассмотрим в данной статье. Вы узнаете, какие бывают тепловые насосы, как они работают, какие преимущества и недостатки имеют. На основе этой информации вы сможете выбрать подходящий вариант отопления для вашего помещения, а также выгоду от использования альтернативных источников отопления.

Тепловой насос принцип работы имеет следующий:

• низкотемпературное тепло (от 0 °С и выше), получаемое из воды, земли, воздуха или стоков канализации, насос забирает из внешней среды;
• после этого происходит его преобразование до температуры от 55–90 °С в зависимости от потребностей;
• тепло подается в систему отопления дома, с его помощью можно греть бойлер.

Для приятной температуры в помещении достаточно 22–28 °С, а для нагревания воды — 50–55 °С.

Что такое тепловой насос

Тепловой насос — это устройство, которое способно забирать тепло у уже нагретых предметов и отдавать его потребителю. Он работает по принципу холодильника, только вместо охлаждения нагревает теплоноситель.

Теплонасос имеет следующую конструкцию:

• компрессор;
• расширительный клапан;
• конденсатор;
• испаритель.

Внутри этих элементов находится хладагент. Таким же образом устроено холодильное и климатическое оборудование, например кондиционер или холодильник. Стоит отметить, что тепловой насос способен не только нагревать, но и охлаждать помещение. 

Устройство и элементы теплонасоса

Примерно понять, что такое тепловой насос для отопления дома,   промышленного    предприятия можно из приведенной выше схемы. ТН имеет простой принцип действия, он не выделяет тепло сам, а забирает готовое у внешнего источника и передает его потребителю. Для того, чтобы стало понятно, как это работает, нужно изучить элементы, входящие в конструкцию:

• компрессор;
• теплообменник (испаритель и конденсатор);
• автоматика;
• соединительная арматура;
• хладагент;
• капилляр;
• терморегулятор.

Сама конструкция имеет достаточно большой размер и визуально похожа на внешний блок кондиционера, так как находится в защитном коробе.

Такая система отлично подойдет не только для частного дома, но и удовлетворения нужд крупных потребителей. Например, ими могут быть: медицинские учреждения, промышленные предприятия, производственные цеха, логистические компании, склады, музеи картинные галереи магазины, учебные заведения, центры обработки данных, овощехранилища и иные объекты с большой площадью, которым требуется определенные климатические условия с четко заданными параметрами температуры и влажности.

Как работает тепловой насос

Тепловой насос — это климатическое оборудование, направленное на охлаждение или обогрев помещения, в данном случае устройство будет брать тепло из внешней среды: грунтовых вод, земли, воздуха.

Работа данного вида оборудования основана на следующих принципах:

1. По внутреннему контуру системы перемещается хладагент. Он жидкий и не замерзает. Его задача — забирать тепло у окружающей среды и передавать его насосу.
2. В испарителе находится фреон, под воздействием тепла он закипает и становится газообразным.
3. Попадая в компрессор, газ подвергается сжатию, за счет которого его температура значительно повышается.
4. После этого газ направляется в теплообменник, где отдает высвободившееся тепло внутреннему контуру отопления, нагревая тем самым теплый пол или батареи. После остывания газ снова становится жидким и попадает в испаритель.

Этот цикл может повторяться бесконечное число раз пока работает компрессор. Для работы ему требуется электропитание.

Классификация тепловых насосов по принципу работы

По принципу работы выделяют:

• аэротермальные насосы, которые в качестве тепла используют воздух с улицы, для этого они обеспечены расположенным за пределами здания теплообменником;
• геотермальные — источником тепла выступает грунт, так как его температура на большой глубине стабильна круглогодично; 
• акватермальные — данный вид оборудования использует тепловую среду ближайших водоемов, это могут быть как реки или озера, так и подземные воды.

Они отличаются не только конструктивно, но и тем, где берут тепло. Остановимся на каждом из вариантов более подробно.

Работа воздушного теплонасоса

Воздушный тепловой насос — является энергоэффективным устройством, которое не только поможет быстро прогреть помещение, но и сэкономит ваши средства. Оно переносит тепловую энергию от источника к потребителю, используя для этого абсорбционный, электрохимический, парокомпрессионный и термоэлектрический цикл. Современное оборудование обычно работает на парокомпрессионныом цикле, так как он считается наиболее эффективным.

 Такой насос сможет обеспечить теплом большую площадь. Он нагревает теплоноситель в результате чего появляется возможность пользоваться горячей водой, теплыми полами, нагреваются радиаторы отопления. Тепло подходит не только для использования на большом объекте, но и для удовлетворения потребностей более мелких потребителей.

 Воздушный тепловой насос позволяет не просто нагревать воду, но и поддерживать заданную температуру теплоносителя, рециркулирующего в системе отопления, так же вода может поступать из резервуара.

Выделяют два типа аэротермальных установок: «воздух-воздух» и «воздух-вода». Установки типа «воздух-воздух» конструкционно схожи с обычными сплит-системами, но обладают расширенными температурными режимами эксплуатации и другими техническими возможностями. Такие установки пользуются большой популярностью благодаря относительно невысоким эксплуатационным и монтажным затратам, а также простоте эксплуатации. В установках типа «воздух-вода» роль внутреннего блока выполняет фреоново-водяной теплообменник, нагревающий воду, которая подается в фанкойлы, теплые полы и радиаторы.

Работа геотермального и акватермального насосов

Эти варианты имеют один и тот же принцип работы, разница заключается лишь в том, что именно станет источником тепла. Для того чтобы забрать тепло у окружающей среды, строят теплообменник из труб, который будет располагаться под землей либо в воде на глубине. Вместо хладагента трубы наполняются пропиленгликолем, могут быть и иные варианты, например спирт или водно-гликолевая смесь. За счет этих жидкостей тепло из окружающей среды попадает в испаритель.

Дальше принцип работы схож с воздушными насосами. Находящийся в испарителе фреон переходит в газообразное состояние, проходит через компрессор, где подвергается сжатию, от чего нагревается и попадает в конденсатор, где отдает тепло отопительной системе. После фреон проходит через дроссельный вентиль, остывает и повторяет цикл, оказавшись в испарителе.

Если говоря простым языком, взятое из внешней среды тепло заставляет фреон закипеть и выделить еще больше количество тепла, которого хватает, чтобы значительно увеличить температуру помещения.

Выделяют следующие типы аква и геотермальных тепловых насосов:

— тепловой насос «вода-вода» использует тепло наземной или подземной воды для нагрева воды в отопительной системе.

— тепловой насос «грунт-вода» использует тепло земли или грунтовых вод для нагрева воды в отопительной системе.

— тепловой насос «грунт-воздух» использует тепло земли или грунтовых вод для нагрева воздуха в отопительной системе.

Плюсы и минусы тепловых насосов для отопления

Чтобы решить, подходит такой вариант для отопления  или нет, нужно взвесить все достоинства и недостатки каждой из систем. К положительным качествам можно отнести следующие:

• высокая энергоэффективность — затрачивая на работу 1 кВт электроэнергии, установка выдает 5 кВт тепла;
• можно сделать полностью независимой, если запитать от электро- или ветрогенератора, солнечных батарей, тогда вовсе не придется платить за коммунальные услуги; 
• несмотря на стоимость оборудования, его окупаемость составляет 8-10 лет; 
• универсальность — тепловой насос подходит не только для отопления, но и для охлаждения помещений, также он может греть воду;
• высокая безопасность;
• длительный срок службы;
• обслуживание требуется нечасто — система полностью герметична и при правильном монтаже она не требует каких-либо вмешательств в свою работу;
• не выделяет продуктов горения.
• для предприятий они удобны тем, что можно выбрать подходящий вариант по компоновке оборудования
• насосы могут обслуживать большую площадь
• низкая стоимость получаемой энергии

Минусы тепловых насосов могут зависеть от их классификации. Например, для геотермальных тепловых насосов имеет значение размер площади земельного участка, а для акватермальных — наличие водоема поблизости.

В зависимости от производителя климатического оборудования, минусы могут заключаться в завышенной стоимости или высоком уровне шума при работе теплового насоса, требующем отдельного изолированного помещения.

Наша компания может предложить выгодные для покупателей варианты,  отличающиеся   надежностью  и  подходящими техническими характеристиками.

Преимущества покупки тепловых насосов в «Биоконд»

Компания «Биоконд» является поставщиком в Беларусь  известных во всем мире брендов тепловых насосов с гарантией от прямого производителя. Обращаясь к нам, вы получаете высококлассную технику для решения проблемы теплоснабжения и горячего водоснабжения на объектах широкого спектра назначения, таких как производственные предприятия, гостиницы, рестораны и офисы, но наилучшим образом подходящим для загородных коттеджей.