Тепловые насосы, способы отбора тепла

Тепловые насосы, способы отбора тепла

 Тепловые насосы - это компактные, современные, экономичные и экологически чистые системы отопления, которые получают тепло для ГВС и отопления домов за счет использования тепла внешней среды. В качестве такого источника тепла могут служить грунтовые или артезианских воды, озера, моря, грунтовое тепло, тепло земных недр и даже окружающий нас воздух. Тепловая энергия передается от источника (из воздуха) путем переноса к теплоносителю с более высокой температурой.

  Принцип работы теплового насоса весьма схож с процессом холодильника. Тепловой насос отбирает тепловую энергию земли, скал, воздуха и солнца для нагрева дома и воды. Технология проста, недорога и надежна и была известна уже 100 лет тому назад.

  В зависимости от принципа работы тепловые насосы подразделяются на компрессионные и абсорбционные. Компрессионные тепловые насосы всегда приводятся в действие с помощью механической энергии (электроэнергии), в то время как абсорбционные тепловые насосы могут также использовать тепло в качестве источника энергии (с помощью электроэнергии или топлива).

teplonasos1

 Отбор тепла от грунта

  Cамый эффективный, но и самый дорогой вид теплового насоса, предусматривающий отбор тепла от грунта, температура которого не меняется в течении года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды.

  Используя в качестве источника тепла энергию грунта, трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике 0,7 - 1,2 метра. Здесь не требуется бурение, но требуются объемные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения.

teplonasos2

Отбор тепла от горной породы

 Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100 -200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками,составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит тепло от камня к теплоносителю.

  Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится в год 50-60 Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м.

teplonasos3

Отбор тепла от водоёма

  При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоёма контур укладывается на дно. Глубина не менее 2 метров.

Коэффициент преобразования энергии тепловым насосом такой же как при отборе тепла от грунта.

  Ориентировочное значение тепловой мощности на 1 м трубопровода — 30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходимо уложить в озеро контур длиной 300 м.

teplonasos4

Отбор тепла от воздуха

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии сильно зависит от климатических условий, особенно, если источником отбора тепла является атмосферный воздух. По сути этот тип более известен в виде кондиционера.

 Многообещающей является система, комбинирующая в единую систему теплоснабжения геотермальный источник и тепловой насос. Другим возможным применением теплового насоса может стать его комбинирование с существующими системами централизованного теплоснабжения.