Как работают тепловые насосы?Вы знаете, как работают тепловые насосы? Это второе решение после солнечных панелей, благодаря которому россияне все чаще используют возобновляемые источники энергии. Тепловые насосы обеспечивают доступ к горячей водопроводной воде и отвечают за обогрев дома – делают это экономично и в то же время чрезвычайно эффективно. Узнайте, как работает тепловой насос, сколько он стоит и стоит ли его устанавливать.

Что такое тепловой насос?

Прежде чем мы объясним, как работают тепловые насосы, несколько слов о том, что они из себя представляют. Это устройства, которые используются для сбора тепловой энергии из окружающей среды объекта, в котором они установлены. Источником энергии может быть воздух, вода или земля, т.е. природные ресурсы. Следовательно, это технологическое решение, относящееся к возобновляемым источникам энергии – ВИЭ.

Насос забирает тепло из вышеупомянутых источников, а затем, благодаря электроснабжению, нагревает здание и его хозяйственную воду. Это также может помочь охладить объект в жаркую погоду. Под тепловым насосом в просторечии понимается и устройство для сбора и переработки энергии, и верхний источник, т. е., проще говоря, комбинированная отопительная установка. Наиболее распространенным решением является поверхностное отопление, например, теплый пол.

В настоящее время тепловые насосы являются основой для оборудования пассивных домов с низким или нулевым энергопотреблением, построенных с учетом экологических требований. Интересно, что создание и распространение приборов является результатом исследований, проводимых с первой половины 19 века.

Как работают тепловые насосы?

Теперь мы кратко обсудим основные принципы работы теплового насоса. Проще всего объяснить это на примере холодильника, работающего за счет отвода тепла изнутри и передачи его наружу устройства. Тепловой насос работает… противоположно холодильнику, т.е. отбирает тепло из уличного пространства, вводя его в здание. Это возможно благодаря физическому принципу, широко известному как эффект Джоуля-Томсона.

Существуют разные типы насосов – их различие обусловлено использованием разных источников тепла. Если это воздух, то устройство засасывает его через вентилятор, поэтому тепло передается непосредственно из окружающей среды дома. Если, с другой стороны, источником является грунт или грунтовые воды, тепло поглощается жидкостью в трубах нижнего источника. Это раствор гликоля, который не замерзает. Поскольку жидкость находится в циркуляции, она доставляет извлекаемое тепло нужному насосу.

Тепловой насос также имеет собственный контур газового хладагента. Энергия окружающей среды передается хладагенту в компоненте системы, называемом испарителем. Таким образом, хладагент испаряется, а пар поступает в компрессор и нагревает хладагент. В элементе, называемом конденсатором, горячий хладагент конденсируется под давлением. В этом месте тепло. Сконденсированный хладагент транспортируется к расширительному клапану, где, как следует из названия, давление меняется на более низкое. Хладагент снова становится жидким.

Насос стал бы совершенно излишним, если бы здание было лишено системы отопления и баков-аккумуляторов тепла. Установка, подключенная к насосу, забирает тепло из конденсатора и использует его, передавая в бак отопительной воды или ГВС. Стоит отметить, что он наиболее эффективен для поверхностного отопления – т.е. потолочного, настенного или напольного отопления. Последний очень популярен еще и благодаря своей практичности, которая заключается в том, что нет необходимости устанавливать радиаторы.

Типы тепловых насосов

Тепловой насос имеет разный принцип работы в зависимости от того, откуда он получает энергию. Как мы уже упоминали, устройства в основном делятся на три типа — те, которые извлекают тепло из земли, воздуха или воды.

Как работает геотермальный тепловой насос?

Как работает геотермальный тепловой насос? Он извлекает тепло из земли, поэтому использует геотермальную энергию. Это настолько эффективный процесс, что устройство может обогревать здание без использования дополнительных источников, например, газовой печи.

Как работает воздушный тепловой насос?

Как работает воздушный тепловой насос? Устройство всасывает воздух из окружающей среды здания и использует эту энергию. Тепловые насосы делятся на воздух-воздух и вода-воздух. Первые в некотором смысле действуют как кондиционер для обогрева помещений. Во втором случае тепло воздуха нагревает хладагент во внутреннем контуре.

Сколько электроэнергии потребляет тепловой насос?

Сколько электроэнергии потребляет тепловой насос? Это зависит, например, от его возможностей. Однако это не единственный важный параметр. Также проверьте факторы COP, SCOP и SPF.

  • COP - коэффициент полезного действия
  • SCOP - Сезонный коэффициент полезного действия
  • SPF — коэффициент сезонной эффективности

Коэффициент КПД указывает на КПД устройства и определяет зависимость между количеством энергии, переданной в систему отопления, и количеством энергии, забранной из сети. Чем выше COP, тем эффективнее и, следовательно, лучше тепловой насос. Не забудьте сравнить оборудование и в этом отношении.

Стоимость теплового насоса имеет большое значение. Однако, если вы решили инвестировать в многолетнее использование, ориентируйтесь на такие параметры, как экономичность. Также имейте в виду, что КПД определяется в тестовых условиях, которые могут отличаться от реальных.

Коэффициент SCOP, с другой стороны, является аналогичным коэффициентом, но сезонным , так как относится к расчетной эффективности в течение отопительного сезона, что делает его более практичным с точки зрения пользователя.

Фактор SPF на самом деле является фактором SCOP, но... основан на реальных данных для вашего здания и устройства. В ее расчете учитывается температура снаружи объекта и меняющаяся потребность в горячей воде и тепле. В основном используется для проверки эффективности готовых проектов и позволяет сделать выводы на будущее.

Какой мощности должен быть тепловой насос?

Какой мощности тепловой насос будет лучшим? Выбор устройства зависит от вашей потребности в тепле. Перед покупкой следует провести профессиональный аудит и точные расчеты. Это позволит идеально подобрать мощность и другие параметры устройства к зданию, что обеспечит эффективную работу и экономию. Также отметим, что для тепловых насосов указаны следующие мощности:

  • обогрев,
  • электрическая мощность,
  • охлаждение.

Как работают тепловые насосы?Мощность нагрева, или Pg, отражает энергию, подаваемую в систему отопления компрессором. Его оптимальный размер рассчитывается путем умножения площади объекта на потребляемую мощность.

Электрическая мощность, или Pe, означает потребность устройства в энергии. Насосу обычно требуется около 25% электроэнергии для работы, а оставшиеся 3/4 потребности покрываются нижним источником тепла.

Мощность охлаждения, или Pch, указывает максимальную мощность, с которой компрессор может извлекать тепло, например, из земли.

Таким образом, подходящая мощность устройства может быть определена на основе индивидуальных потребностей. Для этого, например. специальные калькуляторы мощности теплового насоса.

Однако, в конечном счете,  важнее всего профессиональные расчеты компаний, ответственных за проектирование, монтаж и внедрение системы в вашем здании. Именно от этого зависит эффективная работа теплового насоса.

Стоит ли использовать тепловой насос?

Вы сомневаетесь, окупится ли тепловой насос? Это выгодная инвестиция по простой причине  — она позволяет эффективно использовать природные ресурсы рядом с домом. Если устройство имеет нужную мощность, КПД и адаптировано, например, для теплых полов, вы можете отказаться от традиционных источников тепла и горячей воды. Поскольку тепловой насос — это устройство, которое потребляет электроэнергию, рекомендуется инвестировать в солнечные панели, чтобы минимизировать счета за электроэнергию.

Сколько стоит тепловой насос?

Сколько стоит отопление тепловым насосом? Стоимость очень индивидуальна и зависит например из:

  • репутация производителя устройства,
  • мощность,
  • потребность в энергии в конкретном здании,
  • дополнительное оборудование и монтажные работы.

Норма окупаемости инвестиций также напрямую зависит от текущих и прогнозируемых цен на электроэнергию. Тепловой насос и фотогальваника относятся к ВИЭ, поэтому относительно легко получить субсидию на их покупку и установку, например, из фондов министерства или местного правительства. Кроме того, банки предлагают многочисленные кредиты для всех типов тепловых насосов.

Какой тепловой насос лучше?

Какой тепловой насос лучше всего подходит для вашего дома? При его выборе следует проконсультироваться с профессиональной компанией, которая работает комплексно, а значит, не только занимается продажей устройств. Выбор теплового насоса не может быть случайным — специалисты помогут вам оценить ваши потребности и определить, какой тип оборудования будет работать лучше всего.

Резюме

Вы уже знаете, что такое тепловой насос — это хорошая отправная точка для принятия решения о покупке. Мы также объяснили, как работают тепловые насосы и сколько они стоят. Благодаря этому решению вы сможете сэкономить деньги, которые ранее тратились на оплату счетов. Это важная информация, потому что и тепловой насос, и фотоэлектрические панели могут быть софинансированы, например, за счет государственной субсидии. Отопление дома может быть намного проще и, главное, дешевле. Поэтому ничего другого не остается, как планировать инвестиции при строительстве, ремонте или термомодернизации дома.