Мы используем файлы cookies на данном веб-сайте, чтобы улучшить качество Вашего обслуживания.

Как устроен тепловой насос для отопления дома

Из чего состоит бытовой тепловой насос для обогрева жилого помещения? Рассмотрим принципиальную схему строения теплового насоса.

Из чего состоит бытовой тепловой насос для обогрева жилого помещения?

Из чего состоит тепловой насосРассмотрим принципиальную схему строения теплового насоса:
– Насос, обеспечивающий циркуляцию низкотемпературного теплоносителя;
– Компрессор;
– Трубы испарителя;
– Конденсатор в теплоизоляции.

Низкопотенциальным источником энергии для таких насосов служит солнечное тепло, накопленное в грунте. В начале отопительного сезона температура грунта существенно выше, по сравнению с воздухом.

Теплообменник для отбора низкопотенциальной теплоты представляет собой проложенный в грунте трубопровод, в котором циркулирует теплоноситель. Грунт отдает свою теплоту теплоносителю, имеющему более низкую температуру. Теплоноситель поступает в испаритель теплового насоса. При работе компрессора, давление фреона в испарителе падает, и он начинает кипеть. При кипении, фреон отбирает тепло у теплоносителя. Компрессор сжимает пары фреона, нагревая их, и увеличивая давление.

Энергия грунта и паров, сжатых в компрессоре, поступает в конденсатор. Здесь при высоком давлении фреон сжижается, отдавая тепло воде, которая из наружного контура конденсатора, поступает на радиаторное отопление, а из внутреннего контура – для горячего водоснабжения.

Такой тепловой насос, с помощью разветвленной сети радиаторов, обогревает большой пятикомнатный дом.

Изменения микроклимата помещения задаются с помощью автоматического регулятора. Для него могут быть составлены суточные, недельные и месячные программы. Вы можете уехать в отпуск, а насос будет поддерживать оптимальную температуру. Это самым кардинальным образом сокращает расход дорогостоящей электроэнергии.

Также большим потенциалом является технология комбинированного отопления: весной к теплоснабжению дома могут быть добавлены солнечные батареи и теплоколлекторы.

При сушке древесины тепловой насос использует лишь пятую часть той энергии, которая расходуется при традиционных методах подготовки дерева на производстве. По такому же принципу работают другие сушильные установки для зерна и других сыпучих материалов. Существуют спаренные системы выработки тепла и холода. 

Тепловые насосы и море

Ещё один пример эффективного использования тепловых насосов: процесс опреснения морской воды. В устройствах типа «солнечный пруд» энергия солнечной радиации и компрессора превращает морскую воду в горячий опресненный конденсат, который можно использовать при радиаторном отоплении гостиниц и пансионатов.

В целом, морская вода – один из самых мощных источников низкопотенциальной теплоты. Мощность тепловых насосов, работающих на этой технологии, могут достигать показателей в несколько мегаватт.

В комплекс входит насосно-фильтровальная станция. Она обеспечивает водозабор морской воды с глубины, где нет опасности её замерзания в зимнее время. Сердце установки – теплонасосная станция. Уже существующие станции на основе температуры морской воды уже многократно подтвердила экономическую целесообразность такой технологии получения энергии.

Кроме того, большие тепловые насосы могут работать в качестве аккумуляторов энергии в больших сетях, в часы спада её потребления. Например – ночью.

Расчетная схема работы теплового насоса предусматривает трансформацию теплоты морской воды при температуре не выше семи градусов Цельсия, в теплоту сетевой воды при температуре 65 градусов Цельсия.

Отопление и горячее водоснабжение гостиницы на 400 номеров может быть обеспечено одним тепловым насосом, работающим по независимой схеме. Водопроводная вода для этих целей подогревается с помощью трёх ступеней – последовательно до 50-ти, 53-х и 56-ти градусов. Станция соединена с четырьмя баками-аккумуляторами тепла. Для работы в часы провалов графика нагрузки энергосистемы.

Для обеспечения комфортных температур внутри жилых помещений, применяются водяные радиаторы с развитой поверхностью теплообмена. Зимой в них циркулирует горячая вода, а летом – холодная. Также существуют решения обогрева горячим воздухом.
При чем эта же система в летнее время служит для кондиционирования воздуха и создания комфортных условий без дополнительных энергозатрат для отведения горячего воздуха.

На каждой ступени теплового насоса смонтированы теплообменники – охладители конденсата. Здесь вода может нагреваться до 42-х градусов Цельсия, и идет по назначению.

Важно понимать, что тепловые насосы полностью вписываются в современные концепции экологичного природопользования. Но часто вопросы сохранения природы человечеством игнорировались, если был способ более выгодный с экономической точки зрения.

К счастью, системы нагрева/охлаждения теплоносителей на основе низкопотенциальных источников энергии, полностью отвечают одновременно обоим условиям: сохраняя природу, тепловые насосы способны экономить исчерпываемые и дорогостоящие источники энергии, и окупаются в настолько выгодной перспективе, что можно с большой долей уверенности прогнозировать повсеместное распространение технологии уже в самом ближайшем будущем!