ТОВ "ПРОМЕНЕРГОТОРГ"

Тепловий насос - пристрій для переносу  теплової енергії  від джерела до споживача. На відміну від  мимовільної передачі  тепла, яка завжди відбувається від гарячого тіла до холодного, тепловий насос переносить тепло в зворотному напрямку.

​

Для роботи теплового насосу потрібен зовнішній джерело енергії. Найбільш поширена конструкція теплового насоса складається з  компресора , теплового розширювального клапана,  випарника  і  конденсатора . Теплоносій, циркулює всередині цих компонентів, називається  холодоагентом .

​

Відомими прикладами теплових насосів є  холодильники  і  кондиціонери . Теплові насоси можуть використовуватися як для нагрівання, так і для охолодження. Коли тепловий насос використовується для нагрівання, він реалізує той же тип  термодинамічної циклу , що і холодильник, але в протилежному напрямку, вивільняючи тепло в приміщенні, що нагрівається і забираючи тепло з більш холодного навколишнього повітря.

​

за прогнозами  Міжнародного енергетичного агентства , теплові насоси будуть забезпечувати 10% потреб в енергії на опалення в країнах  ОЕСР  до 2020 року і 30% - до 2050 року

​

Вибір потужності повітряного теплового насоса

​

Після врахування кліматичних умов, аналізу системи розподілу тепла в будинку і визначення температури подачі в контурах, обліку можливого розташування основних блоків і допоміжних модулів - роблять розрахунок теплової теплового насоса. Теплова потужність ТН повинна бути достатньою, щоб повністю перекривати всі тепловтрати будівлі в найхолодніший період року.

​

Всі розрахунки краще довірити фахівцям, однак для попередньої оцінки потужності можна зробити і самостійний розрахунок.

Спочатку визначають теплове навантаження, необхідну для забезпечення будинку опаленням і гарячим водопостачанням.

Рот. = 0,050 * 200 = 10 кВт,

де  0,050 кВт / м2 - норма тепловтрат утепленого будинку;  200 - площа будинку.

Ргвс = 0,25 * 4 = 1кВт,

де 0,25 - теплова потужність для ГВС на 1 людину; 4 - кількість проживаючих в будинку людей.

Робщ. = 10 + 1 = 11кВт

З урахуванням різниці температур і точки бівалентності, розрахункове значення теплової потужності ТН:

РТН = (10 + 1) * (20 - (- 7)) / (20 - (- 22)) = 11 * 27/42 = 7,07кВт,

де +20, -7, -22  - значення температури повітря в приміщенні, температури точки бівалентності і зовнішньої розрахункової температури.

Аналогічно по відповідним теплопоступленія визначають необхідну потужність ТН при роботі на кондиціонування будинку. Потім вибирають модель з найближчими великими показниками.

Від правильності і грамотності проведення розрахунків залежить ефективність роботи системи тепло / холодопостачання.

​

Типи теплових насосів

​

Залежно від принципу роботи теплові насоси підрозділяються на компресійні і  абсорбція . Компресійні теплові насоси завжди наводяться в дію за допомогою механічної енергії (електроенергії), в той час як абсорбція теплові насоси можуть також використовувати тепло в якості джерела енергії (за допомогою електроенергії або палива).
Також відомі напівпровідникові теплові насоси, які використовують у своїй роботі  ефект Пельтьє . Залежно від джерела відбору тепла теплові насоси підрозділяються на:

1) Геотермальні (використовують тепло землі, наземних або підземних ґрунтових вод)

Основна стаття:  Геотермальний тепловий насос

​

а) замкнутого типу

• горизонтальні

  Горизонтальний геотермальний тепловий насос

Колектор розміщується кільцями або извилисто в горизонтальних траншеях нижче глибини промерзання грунту (зазвичай від 1,2 м і більше). Такий спосіб є найбільш економічно ефективним для житлових об'єктів за умови відсутності дефіциту земельної площі під контур.

• вертикальні

Колектор розміщується вертикально в свердловини глибиною до 200 м. Цей спосіб застосовується у випадках, коли площа земельної ділянки не дозволяє розмістити контур горизонтально або існує загроза пошкодження ландшафту.

• водні

Колектор розміщується извилисто або кільцями у водоймі (озері, ставку, річці) нижче глибини промерзання. Це найбільш дешевий варіант, але є вимоги по мінімальній глибині і обсягом води у водоймі для конкретного регіону.

• З безпосереднім теплообміном (DX - скор. Від  англ.  direct exchange - «прямий обмін»)

На відміну від попередніх типів, холодоагент компресором теплового насоса подається по мідних трубках, розташованим:

• Вертикально в свердловинах довжиною 30 м і діаметром 80 мм

• Під кутом в свердловинах довжиною 15 м і діаметром 80 мм

• Горизонтально в грунті нижче глибини промерзання

Циркуляція холодоагенту компресором теплового насоса і теплообмін фреону безпосередньо через стінку мідної труби з більш високими показниками теплопровідності забезпечує високу ефективність і надійність геотермальної опалювальної системи. Також використання такої технології дозволяє зменшити загальну довжину буріння свердловин, зменшуючи таким чином вартість установки  DX Direct Exchange Heatpump

​

б) відкритого типу
Подібна система використовує в якості теплообмінної рідини воду, яка циркулює безпосередньо через систему геотермального теплового насоса в рамках відкритого циклу, тобто вода після проходження по системі повертається в землю. Цей варіант можливо реалізувати на практиці лише при наявності достатньої кількості відносно чистої води і за умови, що такий спосіб використання грунтових вод не заборонений законодавством.

​

2) Повітряні  (Джерелом відбору тепла є повітря) Використовують як джерело низькопотенційної теплової енергії повітря. Причому джерелом теплоти може бути не тільки зовнішній (атмосферне) повітря, а й витяжний вентиляційний повітря (загальнообмінної або місцевої) вентиляції будівель.

​

3) Використовують  похідне (вторинне) тепло (наприклад, тепло трубопроводу центрального опалення). Подібний варіант є найбільш доцільним для промислових об'єктів, де є джерела паразитного тепла, яке вимагає  утилізації .