Тепловые насосы являются одним из самых современных отопительных приборов. Они экологичны, и вам не нужно платить за тепло, полученное через них

Растущая нагрузка на природную среду означала, что мы должны серьезно подумать об альтернативных способах получения энергии и экологического отопления. Тепловой насос позволит нам эффективно использовать возобновляемую энергию. Мы объясним работу теплового насоса и предложим, какой выбрать

Экологические источники энергии: тепловой насос

Тепловые насосы - это небольшие экологические устройства, используемые в основном для отопления дома. С этой целью они извлекают тепло из окружающей среды (вода, почва или воздух), то есть так называемый нижний источник, и передают его верхнему источнику - отопительной установке (радиаторы или полы с подогревом).

Работу теплового насоса можно сравнить с холодильником. Он предназначен для охлаждения пищевых продуктов, и побочным эффектом его работы является тепло, отобранное у них, которое отдается обратно в помещение. Насос, с другой стороны, извлекает тепло из окружающей среды, обогревает им здание, и побочным эффектом его работы является охлаждение нижнего источника. Следовательно, для обогрева дома не требуется никакого топлива, за исключением электричества, необходимого для привода компрессора, то есть основного элемента, который качает тепло от нижнего источника. Однако количество энергии, подаваемой на насос в виде электричества, в несколько раз меньше, чем количество энергии в виде тепла, передаваемого в помещения. Благодаря этому его эксплуатация намного дешевле, чем газовый или масляный котел.

Кроме того, тепловые насосы работают экологически безопасным способом - они не производят дыма, пепла или любых других веществ, вредных для окружающей среды. Сила чистой энергии Чтобы насос работал оптимально, его мощность должна соответствовать потребности дома в тепле. Устройство со слишком большой мощностью может увеличить инвестиционные затраты, а слишком низкое значение приведет к слишком частому включению компрессора.

Как рассчитать оптимальную мощность теплового насоса?

Для оптимальной работы насоса его мощность следует выбирать в соответствии с потребностью дома в тепле. Устройство со слишком большой мощностью может увеличить инвестиционные затраты, а слишком низкое значение приведет к слишком частому включению компрессора. Это, в свою очередь, сокращает срок его службы и способствует увеличению потребления электроэнергии. Выбор мощности теплового насоса должен быть поручен разработчику системы отопления.

Однако следует знать, что к определению этого параметра следует подходить немного иначе, чем к котлу, например, к газовому. Котел должен иметь определенную мощность подачи, благодаря которой он сможет эффективно отапливать дом даже во время очень сильных морозов. В котлах, однако, так называемые модуляция мощности, то есть ее адаптация к текущим потребностям. Тепловые насосы с такой модуляцией все еще редки. Чтобы удовлетворить потребности дома в тепле даже в очень холодные дни, дизайнеры часто предлагают перекачанные насосы. Однако это означает, что такой насос будет работать с максимальной скоростью, то есть с избыточной мощностью (используемой только несколько дней в году) постоянно - независимо от температуры наружного воздуха. Это, конечно, приносит много потерь энергии.

Правильное решение, по-видимому, заключается в выборе теплового насоса с достаточной мощностью для типичной зимней температуры (от 0 ° C до -10 ° C). Некоторые эксперты полагают, что мощность теплового насоса может быть даже немного недооценена, то есть на 20-30% ниже, чем было бы необходимо в самую холодную погоду. Однако в периоды, когда температура значительно ниже нуля, тепловой насос должен поддерживаться другим источником тепла, то есть работать в двухвалентной системе. Недостаток этого решения состоит в том, что насос с мощностью, меньшей, чем тепловая потребность дома, будет работать постоянно, таким образом, значительно загружая нижний источник, для которого работа с перерывами определенно более выгодна.

Какой дополнительный источник тепла выбрать?

Некоторые производители оснащают тепловые насосы электрическими нагревателями (действующими как электрические водонагреватели), которые помогают обогревать дом при очень низких наружных температурах. Однако это решение генерирует более высокие затраты на электроэнергию. В качестве дополнительного источника тепла можно использовать газовый или масляный конденсационный котел.

Однако по экологическим причинам наиболее оптимальным решением будет выбор камина с закрытой камерой сгорания - в первую очередь потому, что древесина является очень эффективным и возобновляемым источником энергии, а современные каминные топки гарантируют полный контроль над процессом сжигания древесины, тем самым уменьшая выброс вредных веществ и используя максимум тепловая энергия.

КПД теплового насоса

Эффективность его работы подтверждается эффективностью теплового насоса . Самое простое определение эффективности насоса - это отношение тепловой энергии, которую он производит, к количеству потребляемой электроэнергии, определяемое коэффициентом КПД. Если это значение равно 4 для данного насоса, это означает, что оно выдает 4 кВт энергии, потребляя при этом 1 кВт электроэнергии (в соответствии с постановлением министра экономики о требованиях в области энергоэффективности значение COP для тепловых насосов компрессора не должно быть меньше, чем 2.4).

Показатель COP чаще всего определяется в лабораториях при определенных условиях эксплуатации теплового насоса, то есть для заданной температуры нижнего и верхнего источника тепла. Фактически, эти параметры постоянно меняются - это означает, что эффективность, с которой работает насос, также изменяется. Эффективность тепловых насосов более точно выражена вторым показателем, называемым сезонным SPF (SCOP). Он определяет соотношение энергии, произведенной к потребленной в данный период времени - чаще всего в течение одного года. Кроме того, этот баланс учитывает электроэнергию, потребляемую не только компрессором, но и дополнительными компонентами системы, такими как вентиляторы или электрические нагреватели. Это коэффициент SPF (SCOP) теплового насоса, который говорит о том, как он влияет на окружающую среду и стоимость отопления вашего дома.

Какой тепловой насос выбрать?

Выбор типа теплового насоса, а точнее его нижнего источника, зависит от условий, в которых он будет работать: площади участка, климатической зоны, в которой находится дом, уровня грунтовых вод и их химического состава, а также геологического разреза земли на участке (тип земля). Мы представляем четыре насоса, которые получают тепло из разных источников и имеют разные коэффициенты эффективности.

Тепло от воды

Из-за относительно высокой температуры грунтовых вод также зимой (8-10 ° С) этот способ получения энергии считается наиболее эффективным. Однако для выбора насоса, который потребляет тепло от воды, требуется найти водоносный горизонт с достаточно высокой производительностью - около 210 литров в час на каждый киловатт тепловой мощности. Чтобы насос работал экономно, вода должна быть соответствующего химического качества. Безопаснее всего использовать промежуточный контур с антифризом между тепловым насосом и водой из впускного отверстия. Тепло от воды нагревает антифриз через внешний теплообменник, и только антифриз попадает в испаритель теплового насоса. Вода также не должна содержать механических примесей, которые увеличивали бы сопротивление потока через испаритель.

Для работы насоса, использующего тепло грунтовых вод, необходимы две глубокие скважины - водозабор (прием воды, из которого насос получает тепло) и отвод скважины, в которую сливается «вода из тепла». Если на участке есть пруд или другое водохранилище, вам не нужно бурить скважину - насос также может использовать такую воду для выработки тепла (зимой на дне пруда температура воды не опускается ниже 8 ° C). Такая вода, однако, требует фильтрации и периодической замены транспортной установки.

Водяные тепловые насосы хорошо работают в домах с высокой потребностью в тепле. Коэффициент КПД насосов, использующих тепло воды, составляет в среднем от 5 до 6, 6 в зависимости от температуры нижнего и верхнего источника (это означает, что вы можете получить в пять-шесть раз больше энергии, чем потребляет насос).

Тепло из воздуха

В этом случае нижним источником тепла является воздух. Такие насосы являются самыми дешевыми и простыми в установке - не требуется никакой конструкции для источника тепла, потому что это сам насос. Из-за наименее сложной конструкции, риск возможных дефектов является самым низким в этом случае. Кроме того, доступ к воздуху неограничен, поэтому такое устройство может быть установлено на любом участке, даже одном с небольшими размерами.

Эффективность воздушного насоса снижается, когда на улице холодно, то есть когда для обогрева дома требуется больше тепла. По мере снижения эффективности такого устройства его мощность нагрева уменьшается. Затем работа насоса должна поддерживаться встроенным электрическим нагревателем (таким образом, насос потребляет больше электроэнергии) или, например, камином. Однако для большей части отопительного сезона, когда температура воздуха умеренная, такой насос работает экономично. Воздушный насос рекомендуется для домов со вторым традиционным источником тепла. Может монтироваться как снаружи, так и внутри здания. КПД воздушных насосов составляет до 4, 4, в зависимости от температуры нижнего и верхнего источника.

Тепло грунта

В наших климатических условиях лучше всего работают насосы, которые получают тепло от земли. В нем проложены трубы с так называемой рабочей средой (рассолом), передающей тепло насосу. КПД таких насосов составляет до 4, 8.

Тепловой насос с горизонтальным теплообменником

Этот тип теплового насоса наиболее часто используется в Польше. Он извлекает тепло из земли через так называемые наземный коллектор (земляной коллектор). Незамерзающая среда (так называемый рассол), циркулирующий в длинной спирали на глубине 1, 2-1, 5 м, получает тепло от земли. Поверхность земляного коллектора зависит от типа почвы и типа здания, но примерно должна быть в 1, 5-2 раза полезной площади дома. Поэтому такой насос требует относительно большой площади участка.

Тепловой насос с вертикальным теплообменником - зонд

Если на участке низкий уровень грунтовых вод, поэтому сделать горизонтальный теплообменник не представляется возможным, вы можете использовать насос с вертикальными зондами, отбирающими тепло у земли с глубины в несколько десятков метров. Он также будет работать на небольших участках. Создание вертикального теплообменника более хлопотно и дороже, чем сборщик, но позволяет получить лучший энергетический эффект.

Категория:

Отопление