Схема и принцип работы теплового насоса в отопительной системе

В последнее время особо популярны тепловые насосы для отопления дома. Благодаря своей экономичности и безопасности они завоевали популярность заграницей.

В нашей же стране в качестве отопления тепловые насосы применяются довольно редко. Кроме того, многие владельцы собственных строений совсем не слышали об этой новинке. Стоит заметить, что и специалистов, которые бы разбирались в подобных системах отопления тепловым насосом, в нашей стране не так уж и много.

Несмотря на это положительная тенденция в распространении все же заметна.

Принцип работы тепловых систем

Всем известно мощнейшим тепловым источником на земле является солнце, ведь оно может нагревать различные поверхности.

Целью же создания теплового насоса стало извлечение накопленных ресурсов с последующим их применением. Стоит заметить, что разработка вполне оправдала себя. При затратах 1 кВт электричества добывается не менее 6 кВт тепловой энергии. Тепловой насос способен бесперебойно работать до 20 лет без необходимости в капитальном ремонте.

Что представляет собой тепловой насос для отопления дома? Это устройство, предназначенное для получения тепловой энергии, используя при этом природные источники (земля, моря, грунт и др.). Для контура водяного и рабочей жидкости данной системы оборудование оснащено специальными циркулярными насосами. Отвечающая за необходимую выработку тепловой энергии система является автоматизированной.

Схема конструкции тепловой системы отопления для дома выглядит следующим образом:

1. Внешний контур – трубопровод, который укладывается в воду и землю. По нему происходит циркуляция антифриза.
2. 2-ой контур является местом, где циркулирует хладагент. Здесь же встроены конденсатор с испарителем, дроссель с компрессором – устройства для изменения давления хладагента.
3. 3-м контуром является сама же система.

Цикл работы:

1. Циркулируя внутри коллектора, антифриз поглощает поступающую из природных источников энергию.
2. Переход тепла от незамерзающей в испарителе жидкости к хладагенту.
3. Превращение хладагента в состояние газа после его закипания.
4. Сжимание и нагревание всасываемого газа в компрессоре с последующим выталкиванием в конденсатор.
5. Охлаждение газа, конденсация в процессе передачи к контуру отопления от хладагента тепловой энергии.
6. Возвращение хладагента обратно в испаритель. Повторение цикла заново.

Главной особенностью тепловой системы является то, что зимой она обогревает помещение, а летом ее можно использовать как кондиционер, запустив процесс в обратном направлении.

Откуда берется энергия?

Источником энергии для обогрева тепловая система отопления может использовать скважины, грунт, воздух и воду.

Что касается земли, то она является бесплатным источником тепловой энергии, причем ее температура постоянна на протяжении всего года. Использование такой энергии является надежным и безопасным. В каждом конкретном случае глубина скважины может отличаться, но, как правило, она составляет около 15 см шириной и глубиной до 200 метров. Если бюджет не позволяет бурить глубокую скважину, достаточно сделать несколько маленьких, поскольку главное – получить необходимую глубину в общем.

Систему можно установить на площади любого размера, даже небольшом участке. Кроме того, после бурения практически не требуется выполнения восстановительных работ, она не оказывает никакого влияния на уровень грунтовых вод.

Если говорить о финансовой стороне, то данный процесс является достаточно дорогостоящим, но зато именно он является самым эффективным и долговечным.

Грунтовый источник тепла

На протяжении всего лета поверхность земли накапливает немалое количество тепла, которое не только можно, но и нужно применять. К тому же такой способ отличается минимальными на установку затратами. Тепловая энергия поставляется с помощью шланга, уложенного на глубину в 1 м. Грунт не должен быть сухим, в противном случае нужно удлинить контур.

Расстояние между трубопроводами должно быть около 1 м. Что касается размера, то он рассчитывается так: для вырабатывания 10 кВт тепла необходимо уложить шланг длиной не менее 350 пог. м.

Вода как источник энергии

Когда источником энергии выбирается какой-либо водоем, шланг необходимо укладывать на дно либо донный грунт. Предотвратить всплытие поможет груз (не менее 5 кг на 1 пог. м).

Воздух как источник энергии

Воздушный тепловой насос для отопления позволяет избежать таких процедур, как бурение или копание, поскольку энергия извлекается внешним блоком системы из воздуха. Поскольку все ключевые элементы расположены внутри конструкции, то воздушные тепловые насосы повреждаются крайне редко.

В чем же преимущества тепловых систем?

Экономичность. За счет КПД более 300% достигается умеренное потребление энергии системой.

Безопасность в экологическом плане. Обогрев дома тепловым насосом считается самым безопасным как для проживающих людей, так и для окружающей среды.

Сберегаются ресурсы, которые являются невозобновляемыми.

Безопасность во время эксплуатации. Поскольку работа системы не основана на использовании топлива, то вероятность пожара, взрыва и утечек исключена. Детали, входящие в систему, не нагреваются до такой степени, чтобы могли вызвать возгорание горючих материалов.

Долговечность. Тепловой насос способен работать до 20 лет без необходимости в каком-либо ремонте.

Комфорт. Тепловая отопительная система отличается устойчивой работой, бесшумностью и наличием климат-контроля.

Для использования не нужно получения разрешений от различных инстанций.

Минусы тепловых насосов

Несмотря на большое количество преимуществ тепловых насосов имеется и ряд достаточно серьезных недостатков, таких как низкая эффективность при холодной зиме и дороговизна.

Каждый человек, разбирающийся в тепловых системах отопления, вряд ли будет спорить с тем, что тепловой насос обойдется гораздо дороже, чем установка традиционной системы.

Можно сделать вывод, что отопление дома с использованием теплового насоса хоть и не является дешевым способом, но он самый надежный, безопасный и экологичный. Если говорить о цене, то его стоимость окупается в короткое время за счет того, что тепло достаточно эффективно используется из окружающей среды. Система способна как обогревать помещение, так и охлаждать его, что говорит о его универсальности.