Ваш регион:

X

Популярные вопросы

Выберите тему вопросов:



- Как работает тепловой насос? Расскажите в 2-х словах.

- Как работает тепловой насос? Расскажите чуть подробнее.

- Что такое КПЭ (коэффициент преобразования энергии) теплового насоса ?

- Какой КПЭ (коэффициент преобразования энергии) имеет тепловой насос ?

- Почему тепловой насос лучше использовать с теплым полом, а не с конвекторами и фанкойлами?

- Какую температуру горячей воды (водоснабжение) выдает тепловой насос ?

- Как шумит тепловой насос? Как близко можно его располагать к спальне ?

- Зачем используется пиковый электродогреватель?

- Что такое внешний контур теплового насоса? Какие внешние контуры бывают ?

- Как работает пассивное охлаждение (кондиционирование)?

- Как работает активное охлаждение (кондиционирование)?


- Как работает тепловой насос? Расскажите в 2-х словах.

Тепловой насос забирает теплоту из окружающей среды (например, из грунта) и используя электрическую энергию передает теплоту системе отопления (например, водяной теплый пол). Если все правильно спроектировано, то на 1 кВт*час затраченной электроэнергии теплонасосная установка выдает в систему отопления 4,0 - 4,5 кВт*час тепла. Подобным образом работает обыкновенный бытовой холодильник, он потребляет электрическую энергию, берет теплоту из морозильной камеры и выбрасывает ее на свой конденсатор (горячая решетка сзади холодильника).

Тепловой насос, упрощенная схема
Соответственно основное преимущество теплового насоса по сравнению с другими источниками тепла в том, что он использует бесплатную теплоту окружающей среды.


- Как работает тепловой насос? Расскажите подробнее.

Тепловой насос состоит из 3-х контуров: наружный (первичный), внутренний и отопительный (вторичный).

Основой теплового насоса является его внутренний контур, заполненный хладогеном (смесь жидкости и газа) и имеющий горячую и холодную половину (см. рис. ниже). Разница температур в контуре поддерживается за счет работы компрессора. Компрессор сжимает хладоген, и он нагревается, половина контура становится горячей, потом хладоген проходит через редукционный клапан и расширяясь, хладоген охлаждается, охлаждая вторую половину контура. Далее цикл повторяется. Таким образом получаются две половины контура с существенной разницей температур, например 60 градусов.

Тепловой насос без контуров

Если мы прикладываем к холодной половине внутреннего контура внешний контур теплового насоса, например грунтовый контур со средней температурой 0 С°, а к горячей половине внутреннего контура приложим вторичный контур, например систему отопления "водяной теплый пол" со средней температурой 40 градусов (см.рис. ниже), то первичный контур будет отдавать теплоту холодной половине внутреннего контура, а вторичный контур будет забирать теплоту от горячей половины внутреннего контура. Таким образом тепловой насос забирает энергию из первичного контура и передает ее вторичному. При этом количество затраченной электроэнергии существенно меньше , чем количество переданной теплоты.
Тепловой насос с условными внешними контурами

Более подробное описание тепловых насосов, с математическими выкладками и конструктивными особенностями вы можете найти в разделе документы нашего сайта.


Отметим важные для нас следствия :

- Электроэнергия в тепловом насосе расходуется на работу компрессора внутреннего контура, поэтому в целях уменьшения электропотребления мы должны уменьшать разницу температур внутреннего контура, и соответственно повышать температуру первичного (внешнего) контура, понижать температуру вторичного (система отопления) контура.
- При разнице температур внешнего и отопительного контура 35 градусов, 1 кВт*час электроэнергии преобразуется в 4,0-4,5 кВт тепла, а при разнице температур контуров 50 градусов из 1 кВт*час электроэнергии получится 2,9-3,4 кВт*час тепла.
- Нет смысла увеличивать температуру отопительного контура более 50 °С, т.к. резко падает эффективность теплового насоса при повышении температуры системы отопления.
- Лучшая эффективность теплового насоса достигается при применении совместно с системой отопления "водяной теплый пол", только эта система может работать при температуре подачи 35-45 °С.
- Грунтовый внешний контур существенно эффективнее воздушного внешнего контура, т.к. имеет постоянную температуру около 0 °С круглый год, в отличие от воздушного контура, температура которого резко снижается в зимний период.
- При приготовлении горячей воды в целях экономии нужно стремиться сделать ее температуру наиболее близкой к температуре использования воды. Т.е. если семье комфортна горячая вода с температурой 45 °С, то нужно настроить тепловой насос на приготовление горячей воды 45 °С, не выше.


- Что такое КПЭ (коэффициент преобразования энергии) теплового насоса ?

Коэффициент преобразования энергии (КПЭ) - одна из самых важных характеристик теплонасосной установки, показывает, сколько тепла выдает установка на единицу потребленной электроэнергии. Очень сильно зависит от инженерных систем, присоединенных к тепловому насосу. При правильном использвании теплонасосной установки в целях отопления и горячего водоснабжения КПЭ получается 4,0...4,4 , т.е. на 1 кВт*час электроэнергии выдается 4,0...4,4 кВт*час тепла.


- Какой КПЭ (коэффициент преобразования энергии) имеет тепловой насос ?

Коэффициент преобразования электрической энергии (КПЭ) зависит прежде всего от разницы температур внешнего контура и системы отопления. Чаще всего встречаются грунтовые и воздушные внешние контуры, поэтому для этих двух типов контуров мы можем построить график зависимости КПЭ от температуры подачи системы отопления.

Коэффициент преобразования энергии теплового насоса при испльзовании грунтового или воздушного внешнего контура в зависимости от температуры подачи системы отопления.


- График построен с учетом температуры внешнего воздуха в диапазоне -10°С...-5°С.
- Данный график построен с учетом расхода электроэнергии теплонасосной установки целиком, включая потребление насосами внешнего контура и насосами системы отопления.
- Для частных коттеджей с грунтовым внешним контуром и водяными теплыми полами чаще всего КПЭ составляет 4,0 ... 4,4.
- Для частных коттеджей с воздушным внешним контуром и водяными теплыми полами КПЭ получается в интервале 2,5 ... 3,2. При этом если температура воздуха снижается ниже -10°С, то коэффициент КПЭ резко снижается и при температуре -20 °С воздушный тепловой насос выключается.
- При применении низкотемпературной радиаторной системы и фанкойлов КПЭ снижается до 2,5...3,0.
- Очень эффективно использовать тепловые насосы для разогрева бассейнов и поддержания их при постоянной температуре. Т.к. температура бассейна 29-31 °С, то КПЭ может достигать 6,0...7,0.

- Почему тепловой насос лучше использовать с водяным теплым полом, а не с конвекторами, радиаторами или фанкойлами?
Все дело в температуре подачи системы отопления. Для водяного теплого пола рабочая температура лежит в интервале 35-45 °С, а низкотемпературные радиаторы и фанкойлы требуют 50-55 °С. Поэтому КПЭ (коэффициент преобразования энергии) получается около 4,0 и 2,5 соответственно.

- Какую температуру горячей воды (водоснабжение) выдает тепловой насос ?
Для приготовления Горячей воды (ГВС) в теплонасосной установке установлен специальный теплообменник, стоящий 1-м после компрессора, что позволяет ему снимать самую высокую температуру. Поэтому вне зависимости от температурного режима системы отопления, котельная на базе теплового насоса имеет возможность выдавать горячую воду до 55 °С. Однако не рекомендуется тепловой насос настраивать на максимальную температуру ГВС, ее рекомендуется уменьшить до минимально комфортной, в целях повышения эффективности работы теплового насоса.

- Как шумит тепловой насос? Как близко к спальне можно его располагать ?
Тепловой насос представляет собой разновидность холодильной машины, поэтому шум его работы больше всего напоминает шум обыкновенного холодильника. Тепловой насос обычно устанавливливается вне помещений с постоянным пребыванием людей, дополнительной звукоизоляции не требуется.

- Зачем используется пиковый электродогреватель?
Пиковый электродогреватель устанавливается как резервная мощность, и включается только в моменты самых больших нагрузок на систему отопления (несколько дней в году). Таким образом исчезает потребность установки избыточно мощных компрессоров и появляется дополнительная надежность.

- Что такое внешний контур теплового насоса? Какие внешние контуры бывают?
Основная задача теплового насоса - перекачивать теплоту из окружающей среды в систему отопления. Поэтому требуется создавать конструкции, которые собирают теплоту из окружающей среды. Существуют следующие типы внешних контуров в порядке эффективности вложений:


1. Водяной внешний контур теплового насоса.

На дно водоема укладывается полиэтиленовая труба, закрепляется грузами. Длина трубопроводов делается из расчета 30-40м на 1 кВт мощности теплового насоса.
Водяной внешний контур теплового насоса. Плюсы:
- Минимальная стоимость внешнего контура.
- «Высокая» температура источника теплоты.
- Возможность сбрасывать теплоту от системы кондиционирования в водоем.

Минусы:
- может потребоваться создание специальных конструкций для проведения труб под ледовую кромку.
- Водоем должен быть или достаточного размера, или проточный.


2. Горизонтальный земляной внешний контур теплового насоса.

На глубину промерзания грунта с шагом 1,0-1,2 м закладывается трубопровод из расчета 40 м на 1 кВт мощности теплового насоса.
Горизонтальный земляной  внешний контур теплового насоса. Плюсы:
- Не требует наличие близлежащего водоема.
- Имеет среднюю стоимость реализации.
- Ремонтопригодность.

Минусы:
- Требует наличие значительной площади обустройства.
- На территории горизонтального земляного контура нельзя высаживать высокие деревья и делать строения с фундаментом.
- не годится для сброса теплоты от системы кондиционирования.


3.Вертикальный земляной контур теплового насоса (скважина).

В необсадную скважину диаметром 130 мм опускается петля полиэтиленовой трубы с грузом на конце. Суммарная длина скважин делается из расчета 10-30м на 1 кВт мощности теплового насоса. Рекомендуемая длина одной скважины 50...90м. Обычно делается некоторый "средний" вариант между горизонтальным и вертикальным земляным контуром, т.е. подводы трубопроводов к скважине обустраиваются по правилам горизонтального земляного контура, и они тоже участвуют в сборе теплоты из грунта, это сокращает объемы буровых работ.
Вертикальный земляной контур теплового насоса (скважина). Плюсы:
- возможность оборудования практически в любом месте.
- Возможен сброс теплоты от системы кондиционирования.

Минусы:
- Самая высокая стоимость реализации.
- Не подлежит ремонту.


4. Переливные скважины.

На расстоянии 10-50 метров друг от друга делаются 2 скважины, из одной берутся грунтовые воды, пропускают через тепловой насос и выливают во 2-ю скважину.
Переливные скважины как внешний контур теплового насоса. Плюсы:
- Невысокая стоимость реализации.
- Возможен сброс теплоты от системы кондиционирования.

Минусы:
- Значительный расход электроэнергии на перелив воды из одной скважины в другую.
- Основная сложность – непредсказуемость скважины по выдаче грунтовых вод.
- Необходимость обустройства специального теплообменника для передачи теплоты от нефильтрованных грунтовых вод.


5. Воздушный наружный контур теплового насоса.

Устанавливается воздушный теплообменник с принудительной циркуляцией наружного воздуха, очень похожий на внешние блоки системы кондиционирования. Для регулярного сброса инея с поверхности воздушного теплообменника тепловой насос должен иметь специальную систему разморозки наружного контура.
Водяной внешний контур теплового насоса. Плюсы:
- Низкая стоимость установки.
- Возможно использование совместно с системой кондиционирования.

Минусы:
- По причине того, что теплота берется из среды более холодной, чем грунт, коэффициент преобразования энергии теплового насоса существенно меньше, чем у тепловых насосов с грунтовым внешним контуром.
- Из-за того, что при температуре воздуха менее -10°С резко падает КПД теплового насоса, а также из-за отключения системы при температуре воздуха менее -20°С получается, что на территории России использование сильно ограничено. Практически реализация получается только или в самых южных районах, или как источник тепла дополнительный к основному, или источник тепла на лето, весну и осень.

- Как работает пассивное охлаждение (кондиционирование)?
При использовании вертикального внешнего контура (скважины) появляется возможность не только брать из нее теплоту зимой, но и наоборот , летом отдавать теплоту от системы кондиционирования в скважину. Получается, что скважина может зимой отапливать здание, а летом охлаждать. Пассивное охлаждение - это инженерное решение, при котором контур скважины соединен с системой кондиционирования через теплообменник. Система кондиционирования отдает теплоту скважине без участия теплового насоса.

- Как работает активное охлаждение (кондиционирование)?
Дальнейшее развитие пассивной системы охлаждения - активная система охлаждения. В ней теплонасосная установка имеет 2 режима работы: "зима" и "лето". В режиме "зима" тепловой насос работает по обычной схеме, берет теплоту из скважины и отдает ее системе отопления. При включении активного охлаждения (режим "лето") тепловой насос подключают между скважиной и системой кондиционирования, и заставляют его работать в обратную сторону. Т.е. заставляют брать теплоту из системы кондиционирования и отдавать ее скважине.