Тепловий насос для опалення будинку

У домовласників є багато варіантів щодо вибору систем опалення. Деякі краще підходять для холодного клімату, і може бути складно зробити оптимальний вибір для Вашого будинку.

Якщо Ви шукаєте недорогу в обслуговуванні, ефективну, екологічно дружню опалювальну систему і раніше ніколи не чули про тепловий насос - тут висвітлена вся необхідна Вам інформація, включаючи монтаж. Дізнайтеся, як вони працюють для забезпечення теплопостачання, і відомості про доступні типи теплового насоса, щоб визначитися з вибором установки для системи опалення, приготування гарячої води та охолодження.

Що таке тепловий насос?

Тепловий насос (далі - ТН) - це електричний прилад для здійснення транспортування тепла з одного місця в інше. Тепловий насос - перетворює енергію, що зберігається у повітрі, воді або під землею, в тепло для обігріву будинків, використовуючи для роботи електрику. Це не нова технологія - її використовують у всьому світі десятиліттями. Теплові насоси є найкращим відновлюваним рішенням для систем опалення та охолодження житлових і комерційних будівель.

Існує багато різних типів теплонасосних систем, всі вони приносять різну користь власникам нерухомості.

Переваги теплових насосів

Безпека

Теплові насоси набагато безпечніші, ніж системи опалення з використанням викопного палива.

Економність

Дешевші в експлуатації, ніж твердопаливні, газові та електрокотли.

Екологічність

Тепловий насос зменшує викиди вуглецю і має високий коефіцієнт продуктивності.

Довговічність

Тривалий термін експлуатації - в залежності від типу і моделі до 50 років

2 в 1

Функція охолодження протягом літа.

Обслуговування

Потребують менше технічного обслуговування.

Надійність

Дуже надійне і стабільне джерело тепла.

Доступність

Не потребують дозвільної документації

Теплові насоси - принцип роботи

ТН здійснюють передачу низькотемпературного тепла за допомогою циркуляції речовини, званої холодоагентом , через цикл випаровування та конденсації. Він перекачується між двома теплообмінниками

1. Випарник

В одному теплообміннику - випарнику - холодоагент випаровується при низькому тиску і поглинає енергію навколишнього середовища.

2. Компресор

В одному теплообміннику - випарнику - холодоагент випаровується при низькому тиску і поглинає енергію навколишнього середовища.

3. Конденсатор

І потрапляє до іншого теплообмінника - конденсатора - де конденсується під високим тиском. У той момент відбувається виділення тепла та здійснюється теплопередача безпосередньо в контур системи опалення.

4. Розширювальний клапан

Потім конденсований холодоагент проходить через розширювальний клапан - дросель - для зниження тиску перед повторним попаданням в випарник для повторення циклу.

Приклади теплових насосів

Це не нова технологія - її використовують у всьому світі десятиліттями. Холодильники та кондиціонери - обидва приклади ТН, який працює лише в режимі охолодження.

Холодильник - це по суті ізольована коробка де розташована котушка випарника, як правило в морозильній камері. Енергія відбирається тут і передається назовні, зазвичай позаду або під блоком, де знаходиться теплообмінник конденсатора. Так само кондиціонер здійснює теплопередачу зсередини будинку на вулицю.

Функції теплових насосів

Опалення

Тепловий насос здійснює опалення будинку навіть в холодні зимові дні, оскільки земля і зовнішнє повітря завжди містять тепло.

Охолодження / Кондиціювання

У спекотні дні працюючи в зворотному режимі тепловий насос здатний здійснювати охолодження будинку.

Гаряче водопостачання

Протягом всього року тепловий насос здатний забезпечити будинок гарячою водою.

Ефективність теплових насосів

COP

ТН зазвичай виробляє близько 5 кВт тепла на кожен 1 кВт споживаної електроенергії, забезпечуючи "ефективність" 500%. За законами термодинаміки неможливо виробляти більше енергії, ніж витрачається, тому прийнято використовувати термін - "коефіцієнт продуктивності" (англійською Coefficient of Performance - COP), а не ефективність.

Наведений нище приклад позначається COP 5. Причиною такого високого COP є те, що єдині «цінні» витрати - це електроенергія витрачена для роботи компресора та циркуляційних насосів - решта відбирається з відновлюваних джерел енергії - (повітря, грунт чи водойма), тому їх не враховують.

SCOP

Сезонний коефіцієнт продуктивності ТН у режимі опалення (англійською Seasonal Coefficient of Performance - SCOP) показує співвідношення отриманої енергії до витраченої протягом усього року.

EER

Коефіцієнт продуктивності ТН в режимі охолодження (на англ. Energy efficiency ratio) показує співвідношення продуктивності до витраченої електроенергії.

SEER

Сезонний коефіцієнт продуктивності ТН в режимі охолодження (англійською Seasonal Energy Efficiency Ratio - SEER) показує співвідношення виконаної роботи до витраченої електроенергії протягом всього року.

Види теплових насосів. Відновлювані джерела енергії

Повітря

Повітря, нагріте сонцем, доступне всюди, навіть при - 20 ° C воно зберігає близько 80 відсотків енергії, яку мало при +21 ° C.

Грунт

Нижче глибини 1,20 - 1,50 м, земля залишається досить теплою, щоб забезпечити економічну роботу теплового насоса навіть у дуже холодні зимові дні.

Вода

Підземні води дуже добре зберігають сонячну енергію. Навіть в найхолодніші дні взимку температура тримається на рівні від + 7 ° C до + 12 ° C.

Повітряний тепловий насос

Вони бувають 2-ох типів - повітря-повітря та повітря-вода:

Тепловий насос повітря-повітря

Відбирають тепло із вуличного повітря, а потім передають його безпосередньо у Ваш будинок через систему фанкойлів чи вентиляції для обігріву приміщення;

Тепловий насос повітря-вода

Відбирають тепло із зовнішнього повітря та передають його воді системі опалення та гарячого водопостачання. В залежності від типу конструкції поділяються на:
Спліт-системи
Складаються з 2-ох частин: внутрішнього та зовнішнього блоку між якими по трубах циркулює холодоагент, поглинаючи і виділяючи тепло, рухаючись по колу;
Моноблокові
Складаються з одного блоку, в якому знаходяться всі необхідні частини.

Геотермальний (грунтовий) тепловий насос

Відбирають теплоту грунту чи водойми за допомогою труб - розсольного контуру, в якому циркулює незамерзаюча рідина - пропіленгліколь (розсіл). Контур буває 2 видів:

• вертикальний - складається з вертикальних свердловин глибиною 60-100 м, де розміщені зонди;
• горизонтальний - у вигляді грунтового колектори розміщеного на глибині 1 - 1,5 м.

Геотермальні теплові насоси (інші назви - грунт-вода, грунтові або розсіл-вода) набувають все більшого поширення, адже зовнішня температура майже не впливає на їх роботу та показники ефективності. Також особливістю даних ТН є можливість пасивного охолодження - без вмикання компресора.

Вентиляційний тепловий насос

Вентиляційний ТН об'єднує чотири функції: вентиляцію, опалення, нагрів гарячої води і охолодження.

• Інтегрований повітряний ТН відбирає тепло для опалення із зовнішнього повітря.
• Вбудована вентиляційна система зберігає енергію всередині Вашої оселі. Вона відновлює до 90% тепла.
• Частина тепла, що відбирається з зовнішнього повітря також використовується для підігріву гарячої води.
• Працюючи в зворотному напрямку вентиляційний ТН, здійснює активне охолодження, забезпечуючи свіжу атмосферу влітку.

Окупність інвестиції в тепловий насос

Хоча тепловий насос дуже економний спосіб опалення та гарячого водопостачання, проте його вартість та витрати на встановлення значно більші в порівнянні з газовим, твердопаливним чи електрокотлом. Тому виникає питання про окупність такої інвестиції.

Можливість охолодження будинку тепловим насосом, робить цю інвестицію ще більш привабливою, оскільки відпадає потреба у встановлення окремої системи охолодження (кондиціонери). І взагалі ТН - це єдина система опалення / охолодження, яка здатна себе окупити.

Порівняння теплових насосів