Тепловые насосы: основы

pumps Традиционные виды топлива (природный газ, нефть, уголь), используемые для целей теплоснабжения, сжигаются на Земле в гигантских количествах. С одной стороны, это наносит непоправимый вред экологическому состоянию окружающей среды, с другой стороны, запасы этих видов топлива на нашей планете стремительно тают, что приводит к росту цен на энергоносители. В настоящее время имеются альтернативные технологии использования природного тепла для целей отопления и горячего водоснабжения. Наиболее эффективной технологией, которая использует возобновляемые источники энергии для данных целей, является тепловой насос.

Что такое тепловой насос?

Тепловые насосы представляют собой компактные экономичные и экологически чистые системы отопления, позволяющие получать тепло для отопления, горячего водоснабжения и холод для кондиционирования зданий за счет использования энергии возобновляемых источников (грунтовых, артезианских вод, воздуха, озер, морей, земных недр).

Рассмотрим работу теплового насоса на примере работы бытового холодильника, с которым встречаемся ежедневно.
Что происходит, когда мы помещаем продукты в холодильник?

Тепло от продуктов отбирается, и посредством работы холодильной машины, переносится на его заднюю стенку, которая отдает тепло в помещение. Внутренняя часть холодильника является испарителем, задняя стенка – конденсатором. Холодильная машина состоит из: испарителя, компрессора, дросселирующего клапана и конденсатора. Рабочим телом холодильной машины является фреон.
Тепловой насос представляет собой холодильник, только в разделенном состоянии: испаритель представляет собой систему отбора тепла, а конденсатор – систему отопления здания. Испаритель помещается в среду низкопотенциального тепла (которой может служить грунт, вода, воздух, бытовые и промышленные канализационные стоки, тепловыделения от трансформаторных подстанций и компрессоров сжатого воздуха, а также иные источники бросового тепла), далее, посредством работы компрессора, на конденсаторе мы получаем теплоноситель с температурой 50-60°С, а иногда и выше 60°С, который можно использовать в качестве источника теплоснабжения для отопления, вентиляции, подогрева воды для систем горячего водоснабжения, бассейнов или предварительного нагрева воды для технологических процессов и т.д.
При работе теплового насоса выходящая тепловая энергия состоит из следующих компонентов: 80% тепловой энергии отбирается из возобновляемых источников низкопотенциального тепла, перечисленных выше, добавляется 20% электроэнергии, использующейся для работы компрессора.
Чем особенна данная технология? При подводе 1 кВт электроэнергии на совершение работы компрессора, в результате получаем 4~6 кВт тепловой энергии.

Преимущества теплонасосных технологий:

Экономичность - позволяют значительно сократить расходы на отопление, горячее водоснабжение, кондиционирование.
В зимний период система работает на отопление, в летний – на охлаждение.
Безопасность - нет открытого пламени, нет выхлопа, нет сажи, нет запаха солярки, исключена утечка газа, разлив мазута. Нет пожароопасных хранилищ для угля, дров, мазута или солярки. Надежность - практически не требует обслуживания. Срок службы теплового насоса составляет до 50 лет.
Экология - экологически чистый метод отопления и кондиционирования, т.к. при его работе не производятся вредные выбросы в помещение и в атмосферу. Нет сжигаемого топлива, и не используются запрещенные хладагенты.
Комфорт - тепловой насос работает устойчиво и практически бесшумно.
Высокая эффективность системы при нагреве воды для бассейнов.

С увеличением тарифов на тепло проблема энергосбережения становится все более актуальной. На данный момент у нас в стране уже представлены технологии для экономии энергии, которые ждут своего часа, но пока мы все еще продолжаем загрязнять атмосферу токсичными выбросами котельных и "греть небо".