Тепловой насос - агрегат, который собирает и переносит тепловую энергию с низкопотенциального источника

(объект с низкой температурой) к теплоносителю с высокой температурой.

Тепловой насос - принцип действия. Как работает устройство? 

Тепловой насос - классический холодильник, только его целью является не охлаждение, а обогрев помещения. Так, прибор состоит из замкнутого медного контура труб с двумя теплообменниками, ресивером и компрессором. Внутри контуров циркулирует жидкость, используемая в охлаждающих устройствах - фреон (материал выбран из-за низкой температуры кипения).

Тепловой насос работает благодаря основным принципам термодинамики: фреон получает небольшое количество энергии от низкотемпературного источника (температура его кипения составляет -200 + 50 С, в зависимости от вида) и испаряется. Пар, имеющий в себе скрытую энергию, попадает в компрессор, где сжимается и переходит в жидкое состояние. В это время по закону Карно из него извлекается скрытая энергия пара, благодаря которой через теплообменник нагревается теплоноситель. Сконденсированный фреон дальше движется по контуру, повторяя процесс.

Тепловые насосы - какие бывают и как выбрать

Существует несколько видов тепловых насосов. Первые активно применяются в такой системе как геотермальное отопление. Вторые являются воздушными, так как тепло отбирается из воздуха. Последний тип источников использует тепло трубопроводов центрального отопления и другие вторичные источники энергии.

Наиболее распространено геотермальное отопление, ведь оно доступно для большинства, не требует больших затрат, является прекрасным альтернативным источником тепла. Различают следующие тепловые геотермальные насосы:

• замкнутого типа (горизонтальные, вертикальные, с непосредственным теплообменом, водные);
• открытого типа.

Земля и подземные воды являются основными собирателями солнечной энергии. Именно поэтому температура почвы на глубине 1,5 м составляет не ниже 2-3 С, а на дне озер - от 4 С. Для фреона этой температуры достаточно, чтобы преобразить ее в тепловую энергию. Тем более, что солнечная энергия является возобновляемой, поэтому такая система отопления будет работать бесперебойно.

Тепловой насос получает энергию из земли, воздуха с вентиляционной шахты, дна водоемов, снега, ветра и прочих источников с низкой температурой. Конечно же, прибор расходует электроэнергию, она тратится на поддержание работы компрессора, циркуляционных насосов. Но эти затраты в 4 раза меньше, чем полученное в итоге тепло. А ведь вся установка работает без дополнительного топлива и не снабжается дымоходом.

Главное преимущество любого теплового насоса - его экономичность. Чтобы выработать 1 кВт·ч энергии, нужно потратить только 0,2-0,3 кВт·ч электричества. Второе преимущество системы - возможность работы в режиме как отопления, так и кондиционирования. Для этого к внешнему коллектору вместо радиаторов подсоединяют фэн-койлы (так называемый "холодный потолок"). Третье заключается в полной автоматизации системы. Для нее не нужно постороннее вмешательство, а все манипуляции являются несложными, для их выполнения достаточно ознакомиться с инструкцией.

Чтобы система работала максимально на благо потребителя, ее нужно устанавливать исходя из индивидуальных особенностей каждого места. Для этого учитывается выбор источника низкопотенциальной энергии, требуемое количество тепла, окупаемость и прочие характеристики.

Последним, одним из важнейших преимуществ теплового насоса является его компактность и бесшумность. Такой агрегат по размерам не больше стандартного холодильника.

Тепловой насос и его подключение

Геотермальные насосы имеют и некоторые недостатки:

• высокая стоимость самого оборудования;
• сложный монтаж, необходимость привлечения специальной техники;
• отсутствие возможности нагреть воду до высокой температуры (как правило, не выше 50-60 С).
• потеря эффективности и надежности при попытке нагреть теплоноситель до более высоких значений температуры.