Виды тепловых насосов и принципы их работы

Тепловые насосы – оборудование, которое преобразует потенциально тепло воздуха, земли и воды. За рубежом оснащение используется для бытовых, промышленных целей на протяжении последних двадцати лет, на российском рынке аппаратура появилась относительно недавно, нашла широкое применение для обогрева частных и производственных помещений. Универсальное оборудование отличается энергоэффективностью, может использоваться не только для обогрева комнат, но и для подогрева воды, работы систем кондиционирования.

Как устроены тепловые насосы

Бытовой теплонасос – аппаратура, служащая для переноса тепла, за счет охлаждения нагретого вещества или объекта к более горячему. В основе работы оснащения лежит принцип передачи тепла – предметы, температура которых выше ноля, имеют энергетический запас, прямо пропорциональный теплоемкости и массе объекта. В процессе охлаждения объектов энергия в виде температуры передается более нагретым предметам. Основные составляющие насосов:

1. Компрессор, для регуляции давления температуры хладагента.
2. Расширительный клапан в виде вентиля для терморегуляции, служащий для понижения давления хладагента.
3. Испаритель, в котором охлажденный хладагент забирает тепло из окружающего пространства.
4. Конденсатор, выступающий теплообменником для передачи тепла от прогретого хладагента в отопительный контур.

Основные составляющие бытового теплового насоса отвечают за подогрев или охлаждение воздуха. Как происходит процесс отдачи тепла:

1. По патрубкам, уложенным в землю, проходит теплоноситель, который при прохождении через испаритель отдает тепло от недр земли в контур насоса.
2. Во внутреннем контуре циркулирует хладагент, который при низких показателях температуры, давления превращается в газ.
3. Газообразное вещество поступает из испарителя в конденсатор, где протекает теплообмен с теплоносителем домашней отопительной системы.
4. Хладагент остывает, превращается в конденсат, после чего процесс передачи тепла повторяется.

Тепло может забираться из почвы, окружающего воздуха, подземных вод, вторичных источников – например, канализации.

Разновидности насосов

По способу передачи теплоэнергии различают компрессионные и абсорбционные устройства. Компрессионные агрегаты оснащены компрессорами, теплообменниками и расширителями, выделение энергии происходит в процессе подогрева или охлаждения теплоносителя. Абсорбционные насосы для дома работают по принципу абсорбент-хладон (фреоны), который повышает эффективность техники. Также устройства разделяются по разновидностям теплоносителей:

• «грунт-вода». По патрубкам, проложенным в почве, циркулирует жидкий теплоноситель. Геотермальный насос подойдет для обогрева как жилого, так и рабочего помещения;
• «вода-вода». Источником энергии служат подземные воды, теплоносителем – жидкость контура;
• «лед-вода». Для обогрева применяется тепло, полученное в процессе преобразования жидкости в лед;
• «воздух-воздух». Техника забирает энергию у окружающего воздуха, охлаждает, передает массы в отопительный контур;
• «вода-воздух». Источниками теплоэнергии являются водные скважины, тепло передается системе, работающей за счет воздуха;
• «воздух-вода». Из окружающей среды тепло передается в водный отопительный контур.

Цена теплового насоса рассчитывается исходя из комплектации системы, доступных ресурсов, которые будут использоваться для обогрева, габаритов жилого или офисного помещения. Монтаж бытового теплонасоса не требует установки котла, дымоходов или вентиляции, поэтому подключение аппаратуры – простое и быстрое, а эксплуатация – эффективная и экономичная.