Совет 1: Принципы работы теплового насоса

Стоимость эксплуатации традиционных источников тепла – нагревателей, котлов, работающих на различных видах топлива и пр. - с каждым годом возрастает, привычный комфорт – горячая вода и отопление - становится все дороже. Владельцы квартир и особенно частных домов озабочены тем, как уменьшить расходы, но пока это им мало удается. А ведь альтернатива есть, и называется она – тепловой насос.

Что такое тепловой насос


Тепловой насос представляет собой парокомпрессионную установку, которая переносит тепло от холодных, низкопотенциальных источников тепла к горячим, высокопотенциальным. Тепло передается за счет конденсации и испарения хладагента, в качестве которого чаще всего используется фреон, циркулирующий по замкнутому контуру. Электроэнергия, от которой работает тепловой насос, тратится только на эту принудительную циркуляцию.

Принцип работы теплового насоса основан на так называемом цикле Карно, который прекрасно знаком вам по работе холодильных установок. На самом деле, бытовой холодильник, стоящий на вашей кухне, также является тепловым насосом. Когда вы помещаете в него продукты, пусть даже холодные, но температура которых все-таки выше, чем температура в камере холодильника, по закону сохранения энергии выделяемое ими тепло никуда не девается. Поскольку температура внутри повышаться не должна, тепло выводится наружу через решетку радиатора, нагревая воздух в кухне. Чем больше продуктов вы поместите одновременно в холодильник, тем больше будет теплоотдача.

Простейшим вариантом теплового насоса станет открытый холодильник, помещенный на улице, радиатор которого находится в комнате. Но пусть холодильник исполняет свои прямые обязанности, ведь уже существуют специальные устройства - тепловые насосы, имеющие кпд гораздо выше. Принцип их действия достаточно прост.

Как работает тепловой насос


Любой теплонасос состоит из испарителя, конденсатора, расширителя, понижающего давление, и компрессора, который давление повышает. Все эти устройства соединены в один замкнутый контур трубопроводом. По трубам циркулирует хладагент, инертный газ с очень низкой температурой кипения, поэтому в одной части контура, холодной, он представляет собой жидкость, а во второй, теплой, он переходит в газообразное состояние. Точка кипения, как известно из физики, может меняться в зависимости от давления, вот зачем нужны в этой системе расширитель и компрессор.

Предположим, что снаружи теплоноситель циркулирует по трубам, уложенным в земле, поскольку он имеет низкую температуру, то проходя по ним, он нагревается, даже когда внешняя температура составляет всего около 4-5оС. Поступая в испаритель, который выполняет функцию теплообменника, теплоноситель отдает полученное тепло во внутренний контур системы, который заполнен хладагентом. Даже этого тепла достаточно, чтобы хладагент перешел из жидкого в газообразное состояние.

Двигаясь дальше, газ перемещается в компрессор, где под действием высокого давления сжимается, а его температура при этом повышается. Став горячим, газ поступает в конденсатор, который также является теплообменником. В нем происходит передача тепла от горячего газа к теплоносителю обратного трубопровода, входящего в отопительную систему дома. Отдав тепло, газ охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, в то время, как нагретый теплоноситель поступает в систему горячего водоснабжения и отопления. Проходя через редукционный клапан расширителя, сжиженный газ снова попадает в испаритель – цикл замыкается.
В холодное время года тепловые насосы работают на обогрев дома, а в жару – на его охлаждение. В этом случае принцип работы тот же, только летом тепло в теплоноситель поступает из внутренних помещений, а не снаружи.

Конструктивные особенности тепловых насосов


В настоящее время используются тепловые насосы, имеющие разные конструкции. Так, насос с открытым циклом применяют, когда дом расположен рядом с водоемом. В этом случае теплоноситель, вода, поступает в открытый контур, проходит весь цикл и, охлаждаясь, вновь сливается в водоем.

Геотермальные насосы закрытого типа прокачивают теплоноситель – воздух или воду, по трубам, заложенным глубоко в землю и проложенным по дну водоема. Закрытый цикл в экологическом плане считается более безопасным. К закрытому типу относятся насосы с вертикальным и горизонтальным теплообменником, которые используются, когда поблизости нет водоемов. Вертикальные тепловые насосы применяются, когда площадь земельного участка, на котором расположен дом, невелика. Иногда вертикальные насосы устанавливают в пробуренных поблизости скважинах.
В комплекс работ по установке теплового насоса входит проведение внутренних электромонтажных работ, прокладка внешнего трубопровода и внутренних воздуховодов.

Преимущества использования тепловых насосов


Экономическая выгода от использования тепловых насосов очевидна – их эксплуатация достаточно дешево обходится, поскольку электроэнергии тратится чуть больше, чем при работе холодильника. Цена оборудования также невысока, так же, как и стоимость монтажа и установки. Использование теплового насоса, позволяет избавиться от забот о приобретении и хранении топливных ресурсов, установке и эксплуатации отопительного оборудования, у вас в доме освобождаются дополнительные помещения, в которых раньше располагалась котельная.

Совет 2: Монтаж тепловых насосов своими руками

Перед многими владельцами частных домов очень остро стоит вопрос экономии электроэнергии. Современные технологии позволяют значительно снизить затраты на отопление дома и подачу горячей воды. Тепловой насос, монтаж которого можно произвести своими руками, обеспечит бесплатный сбор энергии из окружающей среды.
Тепловой насос представляет собой небольшое устройство, предназначенное для обогрева здания и подачи горячей воды. Данная установка отличается экологичностью, поэтому она абсолютно безвредна не только для человека, но и для окружающей среды.


В зависимости от сезона и условий эксплуатации тепловые насосы позволяют достичь наилучшей эффективности теплоснабжения. Срок их службы достигает 15 лет. Установка тепловых насосов окупается за три года, благодаря высокому КПД.


В чем заключается принцип работы теплонасоса?



Данная система состоит из теплового насоса, устройства забора и распределения тепла. При создании внутреннего контура теплонасоса используется компрессор, испаритель, дроссельный клапан и конденсатор. Электроэнергия необходима только для того, чтобы компрессор смог работать.


Разработка принципа работы прибора была произведена еще в 19 веке. Уже тогда он получил название «цикл Карно». Работа насоса заключается в следующем:


- в коллектор производится подача незамерзающей смеси, в качестве которой можно использовать воду со спиртом, соляной раствор или гликолевую смесь. Ее задача заключается в поглощении тепловой энергии с последующей транспортировкой к насосу;
- в испарителе энергия переходит к хладагенту, в результате чего последний начинает вскипать, превращаясь в пар;
в результате увеличения давления компрессора повышается температура;
- через конденсатор вся тепловая энергия передается теплоносителю системы отопления, размещенной внутри дома, при этом хладагент, охлаждаясь, превращается в жидкое состояние и возвращается в коллектор.


Преимущества использования тепловых насосов




В отличие от стандартных источников тепла тепловые насосы, имеющие высокую мощность, обладают массой преимуществ, среди которых стоит выделить:

- высокая экономия, которая напрямую связана с отсутствием необходимости закупки, перевозки, хранения топлива;
- экономия пространства, которое требуется для установки котельной, транспортного пути и топливного склада.


Недорогой тепловой насос, установленный своими руками, не способствует изменению общего ландшафта территории и фасада дома. К тому же, благодаря своей компактности, насос остается абсолютно незамеченным для посторонних глаз.


Виды современных тепловых насосов




Существует несколько разновидностей данной установки:


- устройство открытого типа;
- прибор закрытого типа;
- оборудование с теплообменником горизонтального типа;
- вертикальные теплообменники.


Установка теплового насоса



Стоимость теплового насоса достаточно высокая. И это даже если не считать вызова специалистов для его монтажа. Не каждый может позволить себе потратить большую сумму, даже с учетом того, что в течение трех лет насос полностью окупит себя. Сэкономить можно, если тепловая помпа будет установлена самостоятельно.
Перед началом работ следует убедиться в исправности электрического счетчика. Особенно это касается тех случаев, когда установка насоса производится в доме старой постройки.



Для этого необходимо произвести предварительный расчет и сделать несколько глубинных скважин. Их глубина может варьироваться в пределах от 70 до 150 мм. Чтобы исключить попадание грунтовых вод на коллектор, перед самым началом бурением скважин следует произвести геологические исследования, после чего получить разрешение от соответствующих органов.


Для монтажа коллектора снимается верхний слой земли и производится установка земляного коллектора. После этого почва кладется на свое место. Сам тепловой насос устанавливается внутри дома.
Монтаж теплового насоса не нуждается в капитальных строительных работах, поэтому его можно повесить даже на стену или крышу объекта.



Соединение насоса со скважинами и земляным коллектором осуществляется посредством двух труб. А подключение его к накопительному резервуару и к отопительной системе происходит таким же образом, что и к воздушному тепловому насосу.

Совет 3: Как сделать тепловой насос

Рынок отопительных систем, казалось бы, очень разнообразен и предлагает множество различных вариантов, но это в теории. А на практике: газ, зачастую, слишком далеко; сжиженный газ – слишком дорого; дизель – требует больших эксплуатационных расходов; электричество – максимально удобно, но слишком дорого. Постоянный рост цен на жидкое топливо, газ и электричество заставляют владельцев домов внимательней присматриваться к альтернативным способам отопления жилья. Спасением в данной ситуации может послужить тепловой насос, который использует бесплатные природные энергоносители и, благодаря этому позволит значительно сократить расходы на отопление вашего дома.
Инструкция
1
Конечно, в качестве источника энергии тепловой насос тоже использует электричество. Но поскольку он не производит тепло, а только собирает его, то затраты электроэнергии уменьшаются в разы. Тепловые насосы отличаются по принципу своего действия. Можно условно разбить их на три вида. «Грунт-вода» - насос, извлекающий тепло из земли. «Воздух-воздух» - использует тепло воздуха. «Вода-вода» - в качестве теплоносителя используются грунтовые воды. Сегодня мы рассмотрим как сделать монтаж теплового насоса типа «грунт-вода» своими руками. Принцип действия такого насоса достаточно прост: при помощи зондов или коллекторов насос извлекает тепло из грунта. Далее, тепло транспортируется соляным раствором к тепловому насосу.
2
Определите необходимое вам число скважин. Это число будет зависеть от того, какое количество энергии вам необходимо, а также от качества грунта.
3
Пробурите при помощи буровой установки скважину, глубиной 50-100 метров и диаметром 20 см.Поместите геотермальный зонд внутрь этой скважины.
Смонтируйте периферийное оборудование.
Ваш насос, практически, готов. Теперь холода вам не страшны!
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500