Система отопления домов
на основе теплового насоса
Экологичность.
Экономичность.
Производительность.

Что такое тепловой насос?

Идея теплового насоса высказана полтора века назад британским физиком Уильямом Томпсоном (впоследствии – лорд Кельвин). Это придуманное им устройство он назвал «умножитель тепла» и показал, как можно холодильную машину эффективно использовать для целей отопления.

Позднее его идея была продолжена такими учеными как: Уильямом Калленом, Якобом Перкинсом, Петером Риттер фон Риттингером.

В настоящее время тепловой насос – это источник энергии для систем отопления и горячего водоснабжения домов, коттеджей, промышленных учреждений. А также он одновременно служит источником для системы охлаждения в летнее время. Активно в наши дни тепловые насосы используются в странах Европы (Германия, Англия, Швеция, Норвегия, Швейцария), США, Канаде и Японии.

Принцип работы

Схема принципа работы теплового насоса: 1) конденсатор, 2) регулятор потока - дроссель, 3) испаритель, 4) компрессор. Красный цвет - газ при высоком давлении и температуре; Розовый цвет - газ при высоком давлении и снижении температуры; Синий цвет - жидкость при низком давлении и температуре; Голубой цвет - газ при низком давлении и высокой температуре

Тепловой насос — это «холодильник наоборот». Парадоксальная, на первый взгляд, связь между «производством тепла» и холодильной машиной состоит в том, что принцип работы тепловых насосов и обычных холодильников одинаков и основан на двух хорошо знакомых всем физических явлениях. Первое: когда вещество испаряется, оно поглощает тепло, а когда конденсируется, отдает его. Этой закономерностью объясняется эффект охлаждения жидкости в бутылке, обернутой мокрой тряпкой (испаряющаяся вода отбирает I часть тепла), а также более высокая поражающая способность ожога паром (температура кипящей жидкости и насыщенного пара одинакова, но энергия пара больше, поэтому такой ожог опаснее).

Второе: когда давление меняется, меняется температура испарения и конденсации вещества — чем выше давление, тем выше температура, и наоборот. По этой причине в кастрюле-"скороварке" пища готовится быстрее, чем обычно (давление в ней повышается, а вслед за этим повышается и температура кипения воды). Зато в горах, где атмосферное давление ниже, чтобы сварить пищу, требуется больше времени. В тепловом насосе и холодильнике основными элементами являются: испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель (регулятор потока), соединенные трубопроводом, в котором циркулирует хладагент — вещество, способное кипеть при низкой температуре и меняющее свое агрегатное состояние с газового в одной части цикла, на жидкое — в другой. Просто в холодильнике главная партия отводится испарителю и отбору тепла, а в тепловом насосе — конденсатору и передаче тепла. Функция бытового холодильника сводится к охлаждению продуктов, и его сердцем является теплоизолированная камера, откуда тепло «откачивается» (отбирается кипящим в теплообменнике-испарителе хладагентом) и через теплообменник-конденсатор «выбрасывается» в помещение (задняя стенка холодильника довольно теплая на ощупь). В тепловом насосе главным становится теплообменник, с которого тепло «снимается» и используется для обогрева дома, а второстепенная «морозилка» размещается за пределами здания. Подробнее >>

Источники энергии (теплоносители)

Воздух Один из наиболее распространенных источников для систем тепловых насосов. Многие из крышных кондиционеров, которые вы видите на офисах и жилых домах, являются обратимыми и могут работать в режиме нагрева и охлаждения, но они, как правило, оптимизированы для режима охлаждения. Расходы, связанные только с необратимым источником воздуха для систем отопления, как правило, гораздо более энергоэффективны, а их качество и эффективность будет варьироваться только от стоимости.
Вода Еще одним вариантом источника энергии является вода различных источников. Она может использоваться для системы теплового насоса непрерывно и имеет температуру 4-120 С. В идеале вода, как источника, должна быть достаточно близко и не должна требовать насосных станций для накачки, т.к. это может снизить энергосбережение. Так же в качестве источника тепла можно использовать сбросовую воду и технологическую воду для систем отопления промышленных зданий.
Грунт В настоящее время этот источник энергии наилучший для систем тепловых насосов, поскольку он может использоваться круглогодично и обладает наибольшей энергоэффективностью. На глубине 1,5-2м и более температура грунта не очень отклоняться от средней летней температуры на поверхности (около 9-120 C, в зависимости от местоположения). На этой глубине, существует огромный запас тепла, который может быть успешно использован для обогрева в зимнее время.

Виды тепловых насосов

По виду теплоносителя во входном и выходном контурам тепловые насосы делят на виды:

"грунт-вода"
Тепловой насос типа "грунт - вода" использует энергию земли. Грунтовый коллектор может быть горизонтальным или вертикальным. На глубине температура земли постоянная и не изменятся даже в холодную зиму. Постоянная температура почвы создают основу для высокой эффективности преобразования низкопотенциального тепла для обогрева и горячего водоснабжения помещений. Так же коллектор может быть опущен в расположенном рядом с домом водоемом.

"вода-вода"
Водяной тепловой насос типа "вода - вода", в качестве источника энергии использует подземные грунтовые воды, воду водоемов.  Температура воды постоянна на протяжении всего года и составляет от +7°С до +12°С. Необходимым условием является определенное количество перекачиваемой воды и зависит от мощности теплового насоса. Нужно уделить особое внимание качеству грунтовых вод. Так же в качестве источника тепла можно использовать сбросовые воды, технологическую воду и пр.

"воздух-вода"
Воздушный тепловой насос типа "воздух - вода" получает тепло из атмосферного воздуха, который всегда доступен в необходимом количестве. Так же "воздушник" может использовать сбросовое тепло - теплый воздух, используемый для охлаждения, например компрессорных станций. Используется как для отопления и горячего водоснабжения, так и для охлаждения помещений. При очень низких температурах используется пиковый электродогреватель для покрытия всех потребностей по отоплению здания. Он может быть интегрирован к уже существующим системам отопления, прекрасно их дополнив. 

"воздух-воздух"
 Тепловые насосы типа "воздух - воздух", в зависимости от конструкции, используют воздух / приточно-вытяжной воздух. Обладают высокопроизводительным радиальным вентилятором, что позволяет вентилировать помещения, производя рекуперацию тепла, осушать воздух в помещениях, поддерживать микроклимат в винных погребах.

"грунт-воздух"
Тепловой насос "грунт-воздух" - получает тепло из земли и нагревает воздух. Ситуация повторяет ситуацию с тепловыми насосами вида "вода-воздух". Это связано с тем, что более распространены системы отопления домов с жидким теплоносителем.

Экономичность теплового насоса:

• экономия до 3/4 от всех расходов по сравнению с обычными технологиями отопления и кондиционирования;
• нет потребности в площадях для хранения топлива;
• низкие эксплуатационные расходы:
• отсутствие расходов  на топливо и золоудаление;
• нет необходимости в обслуживании газового котла и контроле качества топлива;
• не нужен фильтр для отработанного топлива;
• разумные инвестиционные затраты.

Экологичность теплового насоса:

• отсутствие вредных выбросов СО2, СО, NOx, SO2, PbO2;
• все тепловые насосы и водонагреватели в процессе производства тщательно проверяют и постоянно совершенствуют (процесс производства отвечает стандарту качества ISO 9001 и ISO 14000);
• отсутствие неприятных запахов;
• низкий уровень шума;
• взрыво и пожаробезопасен.

Практичность теплового насоса:

• позволяет получить на 1 кВт затраченной энергии 3-5 кВт тепловой энергии или 12-25 кВт мощности по охлаждению на выходе;
• имеет долгий срок эксплуатации и практически не требует обслуживания;
• параметры установок теплового насоса можно изменять в течение суток, недели, обеспечивая, таким образом, максимальный комфорт и использование более дешёвого ночного тарифа электроэнергии;
• нет нужды в хранилище для топлива;
• монтаж теплового оборудования не требует особых согласований.

Сравнительные характеристики систем отопления.
Рассмотрим эффективность теплового котла перед газовым котлом, котлом на жидком топливе и электрическим котлом на примере дома площадью 180 м2 и для которого необходимо 10-12 кВт тепловой энергии (источником тепля является грунт).

Сравнительные характеристики отопительных установок мощностью 10,8 кВт/час.

Технические характеристики	Способ обогрева помещения
	Газовый котел	Котел на жидком топливе	Электрический котел	Тепловой насос
Стоимость оборудования	Средняя	Средняя	Низкая	Высокая
Мощность установки, кВт	10,8	10,8	10,8	10,8
Расход электрической энергии, кВт/час	1,5	2	13	2
Источник тепловой энергии	Газ	Дизельное топливо	Электрический ток	Тепло земли, электрический ток
Расход энергоносителя в год	5000 м3	10000литров	69000кВт	Энергия земли – бесплатно, электричество - по тарифу
Срок службы	15-20 лет	15-20 лет	3-8 лет	до 50 лет
Обслуживание	Регулярный осмотр	Регулярный осмотр	Периодический осмотр	Периодический осмотр
Возможность охлаждения помещения	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Не обеспечивает	Обеспечивает

Представив сравнительные характеристики разных систем отопления в таблице можно сделать следующие выводы:

• Тепловой насос более экономичен, на сегодняшний день он уступает лишь газовому котлу.
• Срок службы тепловых насосов несравнимо выше, чем у других котельных, а поэтому это правильное вложение в будущее для Вас и для следующих поколений. 

Сделать расчет необходимого Вам теплового насоса помогут наши специалисты.