Що таке тепловий насос?

Роботу теплового насоса можна поділити на 5 ступенів:
 
1.    кипіння фреону у випарнику
2.    стискання холодоагенту компресором
3.    теплопередача від конденсатора до контура обігрівання
4.    проходження охолодженого сконденсованого холодоагенту крізь дросельний клапан
5.    повернення охолодженого рідкого фреону у випарний теплообмінник.
 
Теплові насоси призначені для роботи на обігрівання та охолодження. Додатковою їх функцією є нагрівання води для побутового або промислового вжитку. Якщо порівнювати теплові насоси з будь-якими котлами або кондиціонерами повітря, вони виявляються найбільш функціональним обладнанням.
 
Тепловий насос працює дуже економно, оскільки він витрачаає енергію лише на роботу компресора та циркуляційних насосів. Теплові насоси мають дуже високу енергоефективність. Коефіцієнт перетворення енергії досягає 4-6 або й більше. Це означає, що кожен кіловат спожитої енергії перетворюється тепловим насосом у 3-5 кіловатів тепла, яке використовується для обігрівання будинку або для нагрівання води.
 
Вам доведеться у кілька разів менше платити за обігрівання будинку або нагрівання води, ніж якби ви використовували електричний котел або бойлер. На обігріванні можна заощадити до 75-80%!
 
За поточних тарифів на газ газовий котел у 2-3 рази дорожчий в експлуатації, ніж тепловий насос.
 

У конструкції насосів, як і в холодильних агрегатах, використовується контур, у якому циркулює холодоагент, здатний кипіти навіть за мінімального нагрівання. Відмінність у тому, що тепловий насос під час обігрівання працює як «холодильник навпаки».

Роботу теплового насоса можна поділити на 5 ступенів:
 
1.    кипіння фреону у випарнику
2.    стискання холодоагенту компресором
3.    теплопередача від конденсатора до контура обігрівання
4.    проходження охолодженого сконденсованого холодоагенту крізь дросельний клапан
5.    повернення охолодженого рідкого фреону у випарний теплообмінник.
 
Теплові насоси призначені для роботи на обігрівання та охолодження. Додатковою їх функцією є нагрівання води для побутового або промислового вжитку. Якщо порівнювати теплові насоси з будь-якими котлами або кондиціонерами повітря, вони виявляються найбільш функціональним обладнанням.
 
Тепловий насос працює дуже економно, оскільки він витрачаає енергію лише на роботу компресора та циркуляційних насосів. Теплові насоси мають дуже високу енергоефективність. Коефіцієнт перетворення енергії досягає 4-6 або й більше. Це означає, що кожен кіловат спожитої енергії перетворюється тепловим насосом у 3-5 кіловатів тепла, яке використовується для обігрівання будинку або для нагрівання води.
 
Вам доведеться у кілька разів менше платити за обігрівання будинку або нагрівання води, ніж якби ви використовували електричний котел або бойлер. На обігріванні можна заощадити до 75-80%!
 
За поточних тарифів на газ газовий котел у 2-3 рази дорожчий в експлуатації, ніж тепловий насос.
 

Тепло можна видобувати з таких джерел:
•    дзеркало ґрунтових вод на глибині 15-20 м;
•    сусідня водойма;
•    пласти ґрунту з горизонтальним колектором, укладеним на глибині до 1,2 – 1,5 м;
•    глибокі свердловини глибиною до 40-50 м.
 
Технологію теплового насоса можна використовувати для зменшення втрат тепла та скорочення витрат на опалення і в багато інших способів –
 
наприклад, у разі використання надлишкового тепла від технологічних процесів, тепла стічних вод та в багатьох інших використаннях.
 

Існують системи, які працюють на геотермальному теплі, відбирають тепло з повітря або видобувають гідротермальне тепло. Давайте виділимо кілька основних типів теплових насосів.

Тепловий насос, який використовує теплоту ґрунту, – це система, яка відбирає надлишок тепла з поверхневого шару ґрунту, глибоких свердловин або сусідньої водойми.
 
Температура ґрунту на глибині нижче того рівня, який замерзає взимку, завжди додатна і досягає 5-10 °C. Тепла, яке накопичилося за літо, достатньо, щоб тепловий насос, який використовує теплоту ґрунту, міг обігріти приміщення взимку.
 
Для відбирання тепла в ґрунт укладається трубчастий пластиковий колектор або опускаються подвійні зонди, у яких циркулює холодоагент, що не замерзає взимку. Чим більше житлове приміщення, тим більшою буде довжина труб колектора або глибина, на яку опускаються зонди. Питома тепловіддача різних грунтів може варіюватися від 8 до 32 В/м2. Характеристики ґрунту та його пластів також враховуються: для цього потрібно провести геологічні вишукування.
 
Якщо поблизу будинку є ставок або водосховище достатнього об’єму та глибини, на його глибину (на дно) занурюється пластиковий колектор у вигляді спіралей та кілець.
 

Тепловий насос типу «вода-вода», принцип дії якого базується на видобуванні теплоти з ґрунтових вод, встановлюється досить складно. Температура води на глибині постійна протягом року – близько +10 °С.
 
Для встановлення такого теплового насоса потрібно проаналізувати глибину водоносного горизонту, кількість, якість та чистоту води. Характеристики його роботи на тепло або холод не залежать від атмосферних умов або пори року. Водяний тепловий насос має високий коефіцієнт перетворення енергії (коефіцієнт продуктивності – COP – досягає 5 і більше), однак його проблематично встановлювати та обслуговувати.
Тепловий насос типу «вода-вода» вигідно використовувати для обігрівання лише за умови компетентного підбору та розрахунку обладнання, а також висококваліфікованого монтажу та введення в експлуатацію.
Геотермальні та водяні теплові насоси коштують дорого через необхідність проводити попередні вишукування та велику вартість монтажних робіт.
 

Такий тепловий насос більш доступний з точки зору ціни та монтажу. Він краще підходить для інтеграції в опалювальну систему, яка модернізується, а крім того, легко встановлюється і швидко окупається у разі встановлення в новому будинку. Термічні характеристики повітряного теплового насоса залежать від температури повітря надворі, тому його вигідно використовувати в бівалентних контурах у якості резервного другого джерела тепла.
Повна продуктивність теплового насоса з резервним джерелом складає майже половину витрат на нього, однак енергоефективність та економність усієї системи теплопостачання залишається оптимальною.
Розрізняють моноблокові схеми та комплекти, які складаються з зовнішнього та внутрішнього блоків. Інверторний насос, який використовує повітря у якості джерела тепла, точно й економно реагує на пріоритетні потреби в теплі, гарячій воді або холоді. Коефіцієнт енергоефективності таких систем досягає 5 і більше; вони здатні працювати навіть за дуже низьких надвірних температур – до -25 °C. Це найпопулярніші насоси з тих, що використовуються у помірному кліматі на більшості території України.
Якщо ви турбуєтеся про швидку окупність свого проєкту з модернізації опалювальної системи або її встановлення в новому будинку – хай то в місті з мільйонним населенням чи в регіонах, – то для ваших кліматичних умов підійдуть саме такі моделі.
Чудовим прикладом теплового насоса типу «повітря-вода» є серії Arctic Home Basic та Arctic Home Smart – високопродуктивне обладнання від британського бренду Mycond.
 

Тепловий насос типу «повітря-повітря», який використовує тепло витяжного або надвірного повітря, працює подібно до охолоджувального / обігрівального кондиціонера, однак пріоритетним режимом його роботи є обігрівання. Цей тепловий насос використовується як система, яка допоможе вам заощадити кошти на опаленні вашої домівки – не лише в Європі, а й в Україні.
Крім того, такі насоси вирізняються високими значеннями сезонної енергоефективності, і їх можна обладнати комплектом для приготування гарячої води.
Існують і інші схеми теплонасосних систем:
•    тепловий насос типу «ґрунт-повітря»;
•    тепловий насос типу «ропа-вода»;
•    інші схеми.
 
Теплові насоси використовуються для нагрівання води в басейнах або технологічних процесах, у деяких промислових зонах або в будівництві для обігрівання будь-яких комерційних об’єктів.
 

•    Інноваційні технології теплопостачання, кондиціювання повітря та гарячого водопостачання, об’єднані в одному пристрої – тепловому насосі.
•    Економність і в кілька разів нижчі витрати на опалення та гаряче водопостачання.
•    Тепловий насос безпечний для довкілля – не створює викидів CO2 і не забруднює довкілля.
•    Пожежна безпека; не потребує нагляду, затвердження, постійного моніторингу безпечності обладнання.
•    Інтелектуальне керування та економні режими роботи, контроль мікроклімату за датчиками температури та вологості.
•    Керування контурами обігрівання з різною температурою – радіаторами та системами теплої підлоги.
•    Кондиціювання повітря та обігрівання за допомогою теплових насосів та фанкойлів.
•    Дорогий тепловий насос, який використовує теплоту ґрунту, вигідно використовувати для опалення нового будинку без підведеного газу – особливо у випадку, якщо електропостачання у будинку обмежене.
 

Правильно підібрати теплонасосне обладнання, яке працюватиме за тією чи іншою схемою, для конкретної ділянки приватного будинку можуть лише кваліфіковані фахівці, які врахують інженерні системи та планування будинку.
 
Від правильних розрахунків залежить вартість системи, її ефективність та надійність. Теплові насоси – це інноваційні системи зі складним монтажем та інтелектуальним керуванням. Для реалізації таких проєктів необхідно звернутися до професіоналів, які підберуть оптимальний набір обладнання з точки зору потужності та ціни і розрахують економічну вигоду від реалізації проєкту.