Помогите развитию сайта, поделившись статьей с друзьями!
Тепло ради природы
Тепловые насосы являются одним из самых современных отопительных приборов. Они используют тепло земли, воды или воздуха для отопления своих домов, за которые вам не нужно платить.
Мы выбираем тепловой насос - конструкция, типы, мощность и эффективность
Тепловой насос - тепло от земли, воды и воздуха
Тепловой насос позволяет вам использовать бесплатную энергию из окружающей среды для обогрева вашего дома - от земли, воды или воздуха. Передача тепла из холодной среды в систему отопления, в которой температура выше (то есть от так называемого нижнего к верхнему источнику тепла ), возможна благодаря подаче движущей энергии в насос. В обычно используемых компрессорных тепловых насосах именно электричество приводит в движение компрессор. Сам насос не производит тепло, за исключением небольшого количества тепла, генерируемого во время работы компрессора.
Мы выбираем тепловой насос - конструкция, типы, мощность и эффективность
Повышение температуры жидкости, обеспечивающей теплообмен, называемое рабочим телом, происходит в результате термодинамических изменений, происходящих в насосе в соответствии с принципом так называемого парового цикла Линде - того же, на котором основана работа популярных холодильников и кондиционеров. Устройство использует явление отбора тепла при низкой температуре во время испарения жидкости, а затем, после сжатия пара, конденсируется с теплом.
Типичный компрессорный тепловой насос состоит в основном из двух теплообменников - испарителя и конденсатора, а также компрессора и расширительного клапана . Все эти элементы связаны трубами, в которых циркулирует рабочая среда.
Типы тепловых насосов
Те, которые чаще всего используются для отопления дома, могут быть классифицированы в зависимости от способа получения тепла и передачи его в помещения для устройств такого типа:
- рассол / вода - они собирают тепло от земли с помощью наземного теплообменника, в котором циркулирует трудно замерзающий раствор гликоля (так называемый рассол), опосредуя теплообмен между землей и рабочей средой насоса. Тепло от конденсатора нагревает воду, питающую систему центрального отопления;
- прямое испарение / вода - наземный теплообменник одновременно является испарителем насоса, поэтому в проложенных в земле трубах циркулирует рабочая среда, которая испаряется в них. Исключая раствор гликоля и дополнительный промежуточный теплообменник в теплообмене, достигается более высокая эффективность системы. Тепло от конденсатора нагревает воду, питающую систему центрального отопления;
- прямое испарение / прямая конденсация - наземный теплообменник одновременно является испарителем насоса, а система отопления (водяное напольное отопление) является конденсатором. Ни в наземном теплообменнике, ни в отопительной системе отсутствует среда, которая обеспечивает теплообмен, благодаря чему эффективность этого насоса самая высокая;
- вода / вода - насос испарителя нагревается водой из колодца, реки или озера. Тепло от конденсатора нагревает воду, питающую систему центрального отопления;
- воздух / вода - испаритель насоса нагревается воздухом. Тепло от конденсатора нагревает воду, питающую систему центрального отопления;
- воздух / воздух - испаритель насоса нагревается воздухом. Тепло от конденсатора нагревает воздух, подаваемый в помещения;
- вода / воздух - насос испарителя нагревается водой. Тепло от конденсатора нагревает воздух, подаваемый в помещения.
Мощность и эффективность теплового насоса
Мощность теплового насоса зависит, среди прочего из свойств рассола и параметров работы системы отопления . Поэтому невозможно точно знать, какую мощность нагрева имеет конкретное устройство. Каждый раз это должно быть определено путем выполнения расчетов на основе определенных допущений. Это, однако, не означает, что на практике мощность будет точно такой, какой она была получена из расчетов. Более того, он может измениться во время работы устройства.
В зависимости от типа почвы его тепловая эффективность составляет от 10 до 50 Вт / м 2 - наименьшая - для сухой и песчаной почвы, а наибольшая - для влажной. Солнечный свет также важен - он не должен быть затенен.
Коэффициент нагрева КС используется для определения эффективности тепловых насосов. Это отношение количества тепла, полученного в конденсаторе насоса, к потребляемой движущей энергии. Если КС насоса равна 4, Это означает, что для получения 1 кВтч тепловой энергии на насос необходимо подать 0, 25 кВтч электроэнергии.
Эффективность зависит не столько от конструкции насоса, сколько от условий, в которых он работает. Чем выше, тем выше температура его нижнего источника тепла и тем ниже температура его верхнего источника тепла. Другими словами, насос потребляет меньше электроэнергии, чем меньше разница температур между верхним и нижним источником.
По этой причине насосы имеют наивысший коэффициент полезного действия, нижним источником тепла которого является грунтовая вода - ее температура в течение всего года составляет 8-10 o C. Земля на глубине, на которой проложены теплообменные трубы, имеет температуру около 5 o C зимой, но ниже Конец зимы может упасть до 0 o C, поэтому КПД наземного насоса ниже, чем у водяного насоса . Насосы с прямым испарением имеют немного более высокий КПД, потому что они не имеют потерь в результате использования посредника в теплообмене. Воздушные тепловые насосы имеют наименьшую эффективность, потому что, как известно, зимняя температура воздуха в Польше ниже, чем 0 o C, а иногда даже ниже, чем -20 o C.
Из-за зависимости эффективности теплового насоса от температуры верхнего источника тепла, отопительная установка, взаимодействующая с тепловым насосом, должна снабжаться водой при температуре ниже, чем установка с обычным отопительным котлом. Обычно это напольное отопление, спроектированное таким образом, чтобы температура воды, подающей его, не превышала 35 o C. Тогда коэффициент COP насоса может быть больше 4. Если насос питал установку 60/50 o C (с настенными нагревателями), его коэффициент КПД будет около 2, 5, что означает, что он будет потреблять почти на 40% больше электроэнергии. Это не означает, что тепловой насос не может работать с обычными радиаторами. Однако их размеры, выбранные для параметров нагреваемой воды, подаваемой насосом, должны быть соответственно больше, чем в случае сотрудничества с котлом.
Куда вставить тепловой насос?
По практическим соображениям, т. Е. Из-за его размеров и необходимости использования резервуара для горячей воды для бытового потребления и принадлежностей, тепловой насос обычно устанавливается в отдельном техническом помещении . Он не должен отвечать никаким требованиям, кроме размеров, которые обеспечивают доступ ко всем компонентам.
Недавно на рынке появились компактные тепловые насосы со встроенным баком для горячей воды. Они похожи на большие холодильники и предназначены для использования в подсобных помещениях, например, на кухне. Шум теплового насоса не более хлопотно, чем работа посудомоечной машины.
Вы также можете найти тепловые насосы для установки вне дома . Это воздушные насосы - их конденсаторы промывают наружным воздухом, поэтому их удобнее устанавливать снаружи.
Кроме того, грунтовые насосы могут иметь корпуса, позволяющие размещать их вне дома, например, в яме, вырытой в земле. Однако стоит помнить, что любители чужого имущества могут заинтересоваться насосом, поэтому лучше разместить его так, чтобы он не бросался в глаза.