Что такое тепловой насос? С тепловым насосом, как таковым, мы сталкиваемся ежедневно - это устройство очень похоже на бытовой холодильник. При работе холодильника происходит постоянный отбор тепла из продуктов и воздуха морозильной камеры и отдача его в помещение радиатором, расположенным на задней стенке холодильника. Но почему холодильник охлаждает продукты? Здесь используется известная физическая закономерность: испаряющееся вещество имеет свойство поглощать тепло, а вещество, которое конденсируется - отдавать его. В качестве такого вещества в холодильниках применяется газ фреон. Использование газа (а не жидкости) обусловлено другим физическим принципом, который используется в работе холодильника: при увеличении давления температура вещества повышается, а при снижении - снижается. А жидкости, как известно, очень плохо поддаются сжиманию. Сам по себе фреон ничего не охлаждает и не нагревает. Однако достаточно нагреть его до температуры кипения (а это около 3 °C, что значительно ниже комнатной температуры) а затем сжать, и температура полученного газа увеличится в несколько раз. От тепла продуктов, находящихся в морозильной камере, нагревается фреон. Если же затем снизить давление, то его температура будет резко падать, а газ перейдет в жидкое состояние. Повторяя этот процесс мы получаем возможность замораживать продукты. А теперь представьте себе холодильник, морозильную камеру которого «закопали» в землю, а радиатор, как отапливаемый агрегат, занесли в дом. Включив подобное устройство мы начнем отбирать тепло не у продуктов, а у земле. Таким образом мы получим практически неисчерпаемый источник, отбирая тепло у которого, мы сможем отапливать свой дом и пользоваться горячей водой. Однако, зимой земля охлаждается и для получения температуры, необходимой для закипания фреона, «морозилку» нужно закапывать намного глубже. Туда, где температура земли не зависит от времени года. Конечно, тепловой насос, используя принцип работы холодильника, являет собой не закопанные в землю морозильные камеры. Это высокотехнологичное оборудование, которое работает в полностью автоматическом режиме. Сам же тепловой насос являет собой устройство, внутри которого происходит превращение температуры с +8°С до +75°С. Первичный (грунтовой) контур - это полиэтиленовая труба U-образной формы, погруженная в скважину, или змеевик из той же трубы, закопанный в землю. По трубе циркулирует незамерзающая жидкость. В результате циркуляции во внутренний контур теплового насоса поступает жидкость с температурой +8°С (температура земли). Жидкость передает свою температуру (+8°С) второму, внутреннему контуру. Во внутреннем контуре циркулирует фреон. (Отличительная черта фреона заключается в том, что при температуре выше +3°С он из жидкого состояния переходит в газообразный). Жидкий фреон, получая от первичного контуру температуру +8°С, переходит в газообразное состояние. Далее, газообразный фреон поступает в компрессор, где газ сжимается с 4 до 26 атмосфер. При таком сжатии он нагревается с +8°С до +75°С. (Это важнейший этап работы теплового насоса. Именно на этом этапе происходит превращение энергии большого объема газа с температурой +8°С в малый объем газа с температурой +75°С. При этом общая энергия газа до и после компрессора остается неизменной. Просто он сконцентрировался в сгусток энергии, которой некуда деться. Поэтому и происходит нагревание газа до +75°С). Энергия газа (фреон), разогретого до +75°С, передается в третий контур - систему отопления и горячего водоснабжения дома. В процессе передачи энергии газа третьему контуру после потерь (10-15°С), отапливаемый контур нагревается до температуры 60-65°С. Газ (фреон), отдав свою энергию отапливаемому контуру, остывает до 30-40°С. При этом он как и раньше находится под давлением в 26 атмосфер. Потом происходит снижение давления до 4 атмосфер (так называемый эффект дросселирования). В результате падения давления происходит значительное охлаждение газа (эффект, обратный повышению температуры при увеличении давления). Газ охлаждается до 0-3°С и становится жидкостью. Температура фреона 0-3°С передается теплоносителю первичного контура, который несет ее вглубь земли. Проходя по коллектору, теплоноситель нагревается и выходит на поверхность земли с температурой +8°С, которая опять подается на второй контур. Следует отметить, что срок эксплуатации коллектора в скважине или грунтового коллектора составляет не менее 100 лет, а в тепловом насосе частью, которая изнашивается, остается только компрессор (известные бренды отмечают срок эксплуатации минимум 15-20 лет) и насосы, которые осуществляют циркуляцию теплоносителя. Поэтому, устанавливая тепловой насос, вы получаете надежную, которая практически не нуждается в обслуживании, полностью пожаробезопасную, экологическую систему отопления с большим сроком эксплуатации и высоким коэффициентом полезного действия. Преимущество теплового насоса в том, что он работает и на приготовление горячей воды для системы горячего водоснабжения жилых домов, административных и промышленных помещений. Это позволяет получать вам горячую воду на протяжении года, и экономить средства на подведение горячей воды к дому (к дому подводится только холодная вода). Тепловые насосы также используются для системы подогрева и антизамерзания территорий прилегающих к домам. Источники тепла Скважина • Нет необходимости в большом участке • Скважина имеет постоянную температуру в течение всего года • Не влияет на участок Почва • Не нуждается в бурении • Почва имеет стабильную температуру • Малые расходы на установку Водоем • Нет необходимости в большом участке • Водоем имеет стабильную температуру • Не влияет на участок Воздух • Малые расходы на установку • Не влияет на участок Сравнение с другими видами отопления Тепловой насос работает от электросети, используя потраченную энергию значительно эффективнее, чем любые котлы, которые сжигают топливо. Например, тратя 1 кВт электроэнергии, вы получите 4-6 кВт тепла. Таким образом, получаете 3-4 кВт тепла бесплатно из окружающей среды. Пример Например, для дома с отапливаемой площадью 300 кв. метров и хорошим утеплением (теплопотери 70 Вт м2), учитывая потребность в горячей воде на 4 чел., в год необходимо около 50000 квт/час. тепловой энергии. Если рассматривать вариант добывания этой энергии из газа, то подсчет будет следующим. Из одного кубического метра газа выходит около 8 кВт тепловой энергии. При КПД газового котла 90%, мы получим 8х0,9=7,2 кВт тепловой энергии из одного кубического метра. Всего за год будет потрачено 500007,2=7000 кубических метров природного газа. Для этого же дома среднегодовой коэффициент эффективности теплового насоса будет около 3,5. Всего за год будет потрачено 500003,5= 14200 квт/час. электроэнергии. Учитывая текущую дифференциацию цен на газ и электричество в Украине, для нашего примера стоимость 1 кВт тепла, полученного от теплового насоса дешевле более чем в три раза. Расчет: 7000 х 1,4988 = 10492 (грн. ), где 1,4988 - цена газа, грн./м3; 14200 х 0,2436 = 3459 (грн. ), где 0,2436 - тариф на электроэнергию для населения, грн/квт//час. Экономия: 10492: 3459 = 3 (раза).