Энергетика завтрашнего дня сегодня. Часть 1. Тепловой насос для дома

Тепловые насосы позволяют получать тепло для горячего водоснабжения и отопления зданий за счет использования тепла почвы, грунтовых артезианских вод, озер, морей и воздуха путем переноса его к теплоносителю с более высокой температурой.
Примерно три четверти энергии тепловой насос для дома берет из окружающей среды, а оставшаяся часть покрывается электричеством, необходимым для работы компрессора теплового насоса. Первой к широкому применению тепловых насосов пришла Швеция. В настоящее время эта страна считается самым крупным потребителем данного оборудования — порядка 90% новостроек оснащаются тепловыми насосами. В последнее десятилетие эту систему отопления начали активно внедрять и другие страны Западной Европы, а в Германии даже предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов. Популярно это отопительное оборудование в США и Я понии. Показателен и опыт Китая, где в рекордно короткие сроки было установлено около 10 млн. теплонасосов. Опыт применения тепловых насосов в разных странах подтвердил ряд преимуществ такого вида отопления по сравнению с традиционными системами.
Во-первых, отопительный насос позволяет заметно сократить расходы на отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование.
В зимний период система работает на отопление, а в летний — на охлаждение.
Во-вторых, он безопасен, так как при его использовании нет открытого пламени, сажи, запаха солярки, исключена утечка газа или разлив мазута. Не нужно хранить и топливо.
В-третьих, тепловые насосы более надежны, работают полностью в автоматическом режиме и практически не требуют обслуживания. Cрок службы теплового насоса составляет порядка 50 лет.
В-четвертых, это экологически чистый метод отопления, так как при его работе не производятся вредные выбросы в помещение и в атмосферу. Нет сжигаемого топлива, и не используются запрещенные хладагенты.
Еще одно важное преимущество теплового насоса в том, что его установка не нарушает целостности интерьера, поскольку оборудование занимает минимум пространства. Но, несмотря на такие преимущества, в постсоветских странах, в том числе и в Украине, использование тепловых насосов — пока единичные случаи. «Широкому распространению теплонасосов в Украине мешает недостаточная информированность населения. Большинство потенциальных потребителей данного оборудования не верят в высокую эффективность технологии и ждут отзывов о результатах реализации реальных проектов. Проблема в том, что в нашей стране привыкли оценивать первоначальные затраты на установку той или иной системы отопления, а не ее выгоды в процессе эксплуатации.
Стоимость теплового насоса и его монтажа достаточно высока по сравнению с традиционным отопительным оборудованием. Но грамотный расчет доказывает экономическую целесообразность применения этих установок», — отмечает Андрей Шангин, глава представительства компании «РОТ ВЕРКЕ ГмбХ».

Принцип работы теплового насоса
Схема действия теплового насоса напоминает схему работы обычного холодильника. Холодильник функционирует, выкачивая тепло наружу; тепловой насос работает по такому же принципу, только наоборот — он нагнетает тепло с улицы или из почвы в помещение.
Схематично тепловой насос можно представить в виде системы из трех замкнутых контуров: в первом, внешнем, циркулирует теплоотдатчик (теплоноситель, собирающий тепло окружающей среды), во втором — хладагент (вещество, которое испаряется, отбирая тепло у теплоотдатчика, и впоследствии конденсируется, отдавая тепло теплоприемнику), в третьем — теплоприемник (вода в системах отопления и горячего водоснабжения здания).
Конструкция теплового насоса
Внешний контур (коллектор) представляет собой уложенный в землю или в воду трубопровод, в котором циркулирует незамерзающая жидкость — антифриз. Источником низкопотенциального тепла может служить грунт, вода и воздух. (Кстати, по виду теплоносителя во входном и выходном контурах тепловые насосы подразделяются на виды: «грунт-вода», «вода-вода», «воздух-вода»). Во второй (внутренний) контур, где циркулирует хладагент, как и в бытовом холодильнике, встроены аппараты-теплообменники: испаритель и конденсатор, а также устройства, которые меняют давление хладагента — распыляющий его в жидкой фазе дроссель (узкое калиброванное отверстие) и сжимающий его уже в газообразном состоянии компрессор.
Рабочий цикл теплонасоса прост. Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая тепло, поставляемое коллектором из окружающей среды. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, сжимается и выталкивается в конденсатор. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплонасоса: здесь тепло принимается водой в системе отопительного контура. Газ охлаждается и сгущается в жидкость, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. После этого рабочий цикл повторяется. Как правильно подбирать котел в дом.
Принцип работы теплового насоса при охлаждении помещения такой же, как и при отоплении. Только тепло в этом случае забирается из воздуха в помещении и отдается земле, воздуху или водоему.
 
Автор: Татьяна Сергеева
Источник: ДОМ.ua