Что такое тепловые насосы и для чего они применяются

Что такое тепловые насосы и для чего они применяются

Тепловой насос это один из способов обогрева жилых домов. Он является альтернативой (или дополнением) традиционному газовому отоплению. Кроме функции обогрева он также работает и на пассивное охлаждение здания, тем самым совмещая в себе две функции: обогрев зимой и охлаждение летом.Но что именно представляет собой отопление тепловым насосом, какие насосы бывают и за счет чего работают — об этом пойдет речь в статье.

Топливо для теплового насоса

«Топливом» для теплового насоса является энергия окружающей среды.

Он извлекает тепло из земли, воздуха, грунтовых вод и преобразовывает его в тепловую энергию, предназначенную для обогрева здания. За счет этого тепловой насос по праву относится к возобновляемым источником энергии.

Как работает насос

Как работает обычный масляный электронагреватель? Он подключается к сети, потребляет 1кВт электроэнергии и выдает 1кВт тепла.

Образно тепловой насос является тем же самым электронагревателем, но с более высоким КПД. Он расходует 1кВт электроэнергии и превращает его в 3-5кВт тепла. Это уникальность насоса: вы получаете 2-4кВт тепловой энергии бесплатно за счет природной энергии.

Соотношение затраченной и полученной энергии называется коэффициентом преобразования – СОР. Для разных типов тепловых насосов СОР отличается и зависит от:

• Температуры источника тепла – среды, из которой черпается энергия. Чем выше и стабильнее температура в течение года, тем выше КПД насоса
• Температуры теплоносителя в системе отопления. Тепловые насосы рассчитаны под низкотемпературную систему отопления – радиаторы большой площади, теплые полы, фанкойлы, которые работают при температуре подачи 35-50˚С. Если рабочая температура в системе отопления выше указанной, то КПД теплового насоса снижается.

О том, как и за счет чего происходит преобразования тепла, подробно рассматривается в статье принцип работы теплового насоса.
     

Какие бывают тепловые насосы

Этой теме посвящена отдельная статья — виды тепловых насосов. Здесь же мы вкратце рассмотрим их отличия. Главное отличие насосов между собой — способ и источник получения тепла. Тепловые насосы для дома бывают:

• Воздушные — извлекают тепло из окружающего воздуха;
• Геотермальные — извлекает тепло из грунта;
• Другие. Например, получающие тепло из грунтовых вод.

Преимущества тепловых насосов

1. Минимальное загрязнение атмосферы. Также как и солнечные коллектора, тепловые насосы используют возобновляемую природную энергию и тем самым не загрязняют атмосферу вредными выбросами.
2. Альтернатива газу. Отопление дома тепловым насосом возможно в тех местах, где отсутствует газ. Или стоимость подключения очень высокая. Кроме того, для установки теплового насоса не требуется разрешение (кроме разрешения на бурение скважины).
3. Дополнительный источник тепла. Применяя тепловой насос для отопления дома в паре с другим (основным) источником тепла и теплоаккамулятором, вы снижаете свою зависимость от газа и получаете дополнительный источник тепла для длительных и сильных холодов.
4. Экономия газа. При правильном расчете, эксплуатации и управлении энергопотреблением здания, тепловой насос обеспечит экономию газа. А если у вас подключен двухтарифный счетчик, то вы сможете уменьшить затраты на отопление тепловым насосом еще на 30-50%.

Недостатки

1. Высокая стоимость. Главный недостаток всех тепловых насосов. Они стоят намного дороже газового котла, а срок окупаемости может быть очень долгим (более 10 лет). Поэтому ставить насосы исключительно ради экономии не всегда целесообразно
2. Другие недостатки. Это недостатки, связанные в первую очередь с особенностями эксплуатации и монтажа насосов каждого вида насосов

Режимы работы теплового насоса

• Моновалентный режим – тепловой насос является единственным источником тепла. Его отопительной мощности хватает для полного обеспечения здания теплом. Этот режим наиболее целесообразен для грунтовых тепловых насосов.
• Моноэнергетический режим – тепловой насос также является основным источником тепла, а в пиковые нагрузки теплоноситель подогревается за счет установленного внутри электрического нагревателя. В результате КПД насоса снижается, так как увеличивается потребление электроэнергии для работы электронагревателя
• Бивалентный режим – насос работает в паре с другим источником тепла, чаще всего с газовым котлом. Такой режим наиболее предпочтителен (с экономической и практической точки зрения).

Что следует учитывать при покупке

Важно помнить при выборе насоса:

• Не верьте в постоянный КПД воздушного теплового насоса. При низких температурах (0˚С и ниже) эффективность насоса падает. СОР = 1:1. Да, он выдает нужную температуру, но потребляет очень много электроэнергии.
• Тепловой насос не экономичнее газа (если рассматривать его как альтернативу газовому котлу). При высоких тарифах на электроэнергию отопление тепловым насосом обойдется дороже. А срок окупаемости может быть более 10 лет.
• Ваша система отопления должна быть рассчитана под низкотемпературное отопление. Если у вас стоят чугунные радиаторы, то тепловой насос будет с низкой эффективностью.

Выводы

Тепловой насос это один из альтернативных способов отопления частного дома. Он извлекает тепло из окружающей среды и посредством электроэнергии преобразовывает его в тепловую энергию.

В каких случаях имеет смысл отапливаться тепловым насосом:

• Если к месту строительства не подведен газ или стоимость подключения очень высока, то имеет смысл использовать тепловой насос.
• Как дополнение к основному источнику тепла. Для большей энергонезависимости, экономии газа и страховки на случай длительных и сильных холодов. В этом случае лучше всего использовать воздушный тепловой насос, так как он имеет наименьшие начальные затраты.

В остальных случаях использование теплового насоса неоправданно. Применять насос ради экономии газа не всегда целесообразно. Существует масса других простых и недорогих способов сократить затраты на газ, а также и другие альтернативные источники энергии — например, камины с водяной рубашкой.

Если в вашем регионе преобладают в основном низкие температуры (ниже нуля), то воздушный тепловой насос будет работать с низким КПД – 1:1. А это будет дороже, чем газовое отопление.

Кроме того, каждый тепловой насос имеет свои особенности монтажа и эксплуатации, которые важно учитывать при выборе насоса.