+7 (911) 928−18−18 круглосуточно

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Монтаж систем отопления

Информационный раздел



GISMETEO: Погода по г.Санкт-Петербург

Информеры - курсы валют

Главная
Продукция
Напишите нам
Контакты
Сертификаты

Главная

История развития Теплового Насоса.

Первые работы по разделению тепла и холода заключённых в одном объёме вещества были проведены ещё во второй половине 19 века. Британский физик У. Томсон собрал свой «умножитель тепла», где вещество отбирало тепло при испарении и отдавало при конденсации. В связи со сложностью конструкции и наличии других более дешёвых источников тепла, применять это устройство для обогрева в то время было не эффективно. С развитием технологий и подорожанием энергоресурсов Тепловой Насос начал уверенно теснить традиционные способы получения тепла.

Конструкция.

Основными частями Теплового Насоса являются: два теплообменника, компрессор и регулятор потока (дроссель). Схематично его можно представить в виде системы из трёх замкнутых контуров. Первый- внешний, в нём происходит отбор тепла из окружающей среды (земля, воздух, вода) .Второй — внутренний, в нём вещество испаряется отбирая теплоту от теплоносителя внешнего контура, поступает в конденсатор конденсируется отдавая тепло теплоносителю третьего контура. Третий контур — это контур отопления где циркулирует теплоноситель подаваемый в отопительные приборы.

РАБОЧИЙ ЦИКЛ

В основе рабочего цикла Теплового Насоса лежит обратный цикл Карно. Жидкий хладагент отбирает теплоту внешнего источника, закипает и испаряется превращаясь в газообразную смесь, эта смесь всасывается компрессором, сжимается в нём повышая свою температуру на десятки градусов, поступает в конденсатор где отдает тепло теплоносителю системы отопления. При этом газ охлаждается и конденсируется, превращаясь в жидкость. Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где опять вскипает, отбирая теплоту, поставляемую коллектором из окружающей среды. После этого рабочий цикл начинается сначала.

Эффективность

В процессе работы компрессор затрачивает электроэнергию. На каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает 2,5−5 киловатт-часов тепловой энергии. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации (или коэффициентом преобразования теплоты) и служит показателем эффективности теплового насоса. Эта величина зависит от разности уровня температур в испарителе и конденсаторе: чем больше разность, тем меньше эта величина.

По этой причине тепловой насос должен использовать по возможности большее количество источников низкопотенциального тепла, не стремясь добиться его сильного охлаждения. В самом деле, при этом растет эффективность теплового насоса, поскольку при слабом охлаждении источника тепла не происходит значительного роста разницы температур. По этой причине тепловые насосы делают так, чтобы масса низкотемпературного источника тепла была значительно большей, чем нагреваемая масса.

Отличие теплового насоса от топливных источников тепла состоит в том, что для работы, кроме энергии для компрессора, ему нужен также источник низкопотенциального тепла, в то время как в традиционных источниках тепла вырабатываемое тепло зависит исключительно от теплотворной способности топлива.

Проблема привязки теплового насоса к источнику низкопотенциального тепла, имеющего, большую массу может быть решена введением в тепловой насос системы массопереноса, например, системы прокачки воды. Так устроена система центрального отопления Стокгольма.

Виды тепловых насосов и источники энергии

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на шесть типов: «грунт-вода», «вода-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух», «воздух-воздух».

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии зависит от климатических условий.

Практические рекомендации

При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на глубину не менее 1,5 метра. Минимальное рекомендуемое расстояние между трубами коллектора — 0,8−1 м.

Специальной подготовки почвы не требуется. Но желательно использовать участок с влажным грунтом, если же он сухой, контур надо сделать длиннее. Ориентировочное значение тепловой мощности, приходящейся на 1 м трубопровода, 20−30 Вт. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350−450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20×20 м). При правильном расчете контур не влияет на зеленые насаждения.

Если свободного участка для прокладки коллектора нет или в качестве источника тепла используется скалистая порода, трубопровод опускается в скважину. Не обязательно использовать одну глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых, чтобы получить общую расчетную глубину. Иногда в качестве скважин используют фундаментные сваи.

Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50Вт тепловой энергии. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной 200 м.
Хладагент подается непосредственно к источнику земного типа, что обеспечивает высокую эффективность геотермальной отопительной системы. Испаритель устанавливают в грунт горизонтально ниже глубины промерзания или в скважины диаметром 40−60 мм пробуренные вертикально либо под уклоном до глубины 15−30 м. Благодаря такому инженерному решению устройство теплообменного контура производится на площади всего несколько квадратных метров, не требует установки промежуточного теплообменника и дополнительных затрат на работу циркуляционного насоса.

При использовании в качестве источника тепла близлежащего водоема контур укладывается на дно. Этот вариант принято считать идеальным: не слишком длинный внешний контур, «высокая» температура окружающей среды (температура воды в водоеме зимой всегда положительная), высокий коэффициент преобразования энергии тепловым насосом.

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. Чтобы трубопровод не всплывал, на 1 пог. м устанавливается около 5 кг груза.

Для получения тепла из теплого воздуха (например, из вытяжки системы вентиляции) используется специальная модель теплового насоса с воздушным теплообменником. Тепло из воздуха для системы отопления и горячего водоснабжения также можно собирать на производственных предприятиях.

Если тепла из внешнего контура все же недостаточно для отопления в сильные морозы, практикуется эксплуатация насоса в паре с дополнительным генератором тепла (в таких случаях говорят об использовании бивалентной схемы отопления). Когда уличная температура опускается ниже расчетного уровня (температуры бивалентности), в работу включается второй генератор тепла — чаще всего небольшой электронагреватель.

Преимущества и недостатки

К преимуществам тепловых насосов в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт·ч тепловой энергии установке необходимо затратить всего 0,2−0,35 кВт·ч электроэнергии. Так как преобразование тепловой энергии в электрическую на крупных электростанциях происходит с кпд до 50%, эффективность использования топлива при применении тепловых насосов повышается. Упрощаются требования к системам вентиляции помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и практически не требуют эксплуатационных затрат, кроме стоимости электроэнергии, необходимой для работы оборудования.

Еще одним преимуществом тепловых насосов является возможность переключения с режима отопления зимой на режим кондиционирования летом: просто вместо радиаторов к внешнему коллектору подключаются фэн-койлы.

Тепловой насос надежен, его работой управляет автоматика. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.

Важной особенностью системы является ее сугубо индивидуальный характер для каждого потребителя, который заключается в оптимальном выборе стабильного источника низкопотенциальной энергии, расчете коэффициента преобразования, окупаемости и прочего.

Тепловой насос компактен (его модуль по размерам не превышает обычный холодильник) и практически бесшумен.

В западных странах тепловые насосы применяются давно — и в быту, и в промышленности. Сегодня в Японии, например, эксплуатируется около 3 миллионов установок, в Швеции около 500 000 домов обогревается тепловыми насосами различных типов.

К недостаткам тепловых насосов, используемых для отопления, следует отнести большую стоимость установленного оборудования.

Стандартные объекты обогрева

  • Бассейны
  • Дачи, коттеджи
  • Квартиры
  • Гостиницы, рестораны
  • Коттеджные городки
  • Офисно-торговые центры
  • Производственные помещения
Rambler's Top100
Тепловые насосы г. Санкт-Петербург компания Виссмут