Принцип роботи теплових насосів

Принцип роботи теплових насосів Кращі уми людства розробляють нові технології для створення енергії з метою скоротити витрати природних запасів. Гідним варіантом виступає тепловий насос. Залежно від устаткування для роботи може знадобитися грунт, вода або повітря. У статті буде описано принцип роботи теплових насосів.

Що таке тепловий насос


Тепловий насос використовується як для повноцінного опалення будинку, так і при облаштуванні теплих підлог. Принцип роботи полягає в наступному: теплоносій надходить у теплообмінник. Холодоагент під дією отриманого тепла генерує газ, нагріте до максимальних температур. У другому теплообміннику він віддає своє тепло рідкого носія, останній вже проходить по трубах опалювальної системи.
На ринку виробниками представлено декілька видів теплових насосів, які можуть використовувати різні види палива»: грунт, повітря і вода.

Геотермальні котли ще мало використовуються в нашій країні через свою високу вартість. Але принцип роботи теплового насоса завойовує все більше шанувальників і отримує позитивні відгуки.



Принцип роботи теплового насосу системи «земля-вода» і «земля-повітря»


Геотермальне обладнання, що використовує в якості палива грунт, що забезпечує надходження нагрітого повітря у приміщення шляхом водопроводів або повітроводів, що і дає назву даними системам.
Фізичні властивості грунту дозволяє зберігати тепло, отримане протягом дня від сонця. Колектор монтується глибоко в землі, нижче глибини його промерзання. Теплоносій, постійно циркулює по каналах колектора, забирає на себе це розсіяне тепло.
Самої низькопотенційної енергії недостатньо, щоб обігріти навіть собачу будку. Однак цього вистачить для закипання хладагента, що є наступним етапом опалювальної системи. Під впливом температури холодоагент знаходить газоподібний стан і надходить у компресор, де відбувається стиснення газу.
Під зростаючим тиском у газу підвищується температура і вже при виході з компресора вона становить 70-120 градусів, іноді і вище. Холодоагенту в конденсаторі передає накопичену температуру теплоносія.

По дорозі до редукционному пристрою газ перетворюється в рідину, яка рухається через дросель, де відбувається різке падіння тиску назад до випарника. Така схема роботи теплового насоса, якщо не вдаватися в найдрібніші подробиці, і забезпечує опалення приміщень.
Електроживлення необхідно для компресора, перекачивающего холодоагент. При витраті 1 кВт, на виході отримуємо 4 кВт теплової енергії, де різниця в 3 кВт отримана від грунту.


Плюси і мінуси схеми роботи теплового насоса


З позитивних властивостей можна відзначити сталість джерела тепла. Тобто на певній глибині навіть в найлютіший мороз температура грунту не змінюється.

Мінус системи полягає:
у високій ціні обладнання і дорогих настановних роботах – наймання техніки для викопування ями і залучення фахівців для підключення. Хоча тут можна скористатися горизонтальним колектором і викопати траншею власними силами;
в «окупації» великій площі, відведеної під монтаж колектора. Як правило, цю ділянку значно перевищує площа опалювального будинок;

у відсутності можливості використовувати територію під зелені насадження, оскільки на їх коріння будуть постійно впливати негативні температури. До того ж при аварійній ситуації може знадобитися розкопати частина ділянки для огляду поломки обладнання.

Принцип роботи теплового насосу системи «повітря-повітря» і «повітря-вода»


Технологія має на увазі під собою роботу обладнання, що здійснює забір повітря з атмосфери для подальшого його прогріву. Це можуть бути сучасні «розумні» кондиціонери та теплові насоси промислового призначення.
У базову комплектацію системи входить вентилятори, які працюють на примусовий забір повітря. В компресорі відбувається нагнітання тиску для циркуляції холодоагенту в замкнутому контурі.

В конденсаторі фреон переходить у газоподібну форму і нагрівається приблизно до 60 градусів. Проходячи через випарник, газ повертається в своє колишнє рідкий стан. Накопичена позитивна температура поширюється по вентиляційних каналах.
Вентиль регулювання дозволяє налаштувати комфортний режим в приміщенні. Блок автоматики служить для постійного контролю над виконанням заданих параметрів. При аварійних ситуаціях їм подається сигнал про наявні несправності.

Інноваційні моделі дають можливість керувати налаштуваннями на відстані (через мережу інтернет). Тут здійснюється програмування обладнання з урахуванням часу доби, зовнішньої температури, інтенсивності відвідування опалювальної кімнати.

Плюси. Мінуси


Відразу слід зазначити, що дана система не використовується як самостійний джерело нагріву. Частіше він виступає в якості помічника для зниження навантаження основного опалювального приладу. Тепловий коефіцієнт приблизно дорівнює 2,5 кВт, а це означає, що за 1 кВт електроенергії отримаємо 3,5 кВт теплової енергії. Показники можуть змінюватись в залежності від температури на вулиці.
Аналогічні пристрої використовуються для підігріву води в басейнах.


До переваг такого обладнання належить:


нагрівання повітряних потоків відбувається всередині приміщення, що дозволять скоротити витрати на виробництво тепла;
можливість використовувати обігрів періодично, наприклад, заміського будинку, який відвідується тільки по вихідним. За допомогою дистанційного керування можна включити систему обігріву буквально за пару годин до приїзду.

Ложкою дьогтю виступить обмеження роботи даної системи, пов'язане з кліматичними умовами більшості регіонів країни. Ефективний обігрів можливий лише при температурі від – 15 до + 20 градусів і додаткової теплоізоляції будівлі. Для деяких моделей нижня межа становить до – 30 градусів.

Зовнішній теплообмінник монтується на стіну, більш потужне обладнання може зажадати фундаменту. Агрегати, встановлені на цокольному поверсі, з причини своєї високої продуктивності передають шум і вібрації у внутрішні приміщення.

.




18-05-2016, 11:28 742 0

Поділіться власною думкою