Кількість
|
Вартість
|
||
|
Тепловий насос або теплова помпа – це пристрій, необхідний для перенесення розсіяної теплової енергії до водогрійного або опалювального контуру. Принцип роботи у даному випадку базується на замкнутому циклі Карно.
Коли і як був створений тепловий насос?
Початкова концепція теплової помпи була створена у 1852 році фізиком Вільямом Томпсоном. Після цього його розробку вдосконалив Петер фон Ріттінгер. Його і вважають розробником теплової помпи, адже саме він встановив її у 1855 році. Але, не дивлячись на це, широко використовуватись ці пристрої стали лише в 40 роках 20 сторіччя. Сталося це після того, як винахідних Роберт Вебер почав експериментувати із морозильною камерою. На виході із неї він випадково торкнувся гарячої труби – і звернув увагу на те, що тепло просто виходить назовні.
Роберт Вебер вирішив використати це тепло для підігріву води, помістивши трубу у бойлер. При цьому, частина тепла все одно потрапляла просто в повітря. Тому винахідних вирішив, що від одного й того ж джерела можна гріти воду та повітря в будинку. Після вдосконалення винаходу Вебер отримав можливість опалювати будинок.
Саме Вебер висунув ідею про те, щоб брати тепло прямо із землі, де температура протягом року кардинально не змінювалася. Для цього у землю він помістив труби із міді, по яким рухався фреон. Він забирав тепло у землі, потім конденсувався і віддавав тепло уже в домі. Після цього цикл повторювався. Рух повітря по будинку був можливий за рахунок вентилятора.
Склад та принцип роботи
Теплова помпа складається із декількох елементів, а саме:
- конденсатор;
- дросель або датендер;
- випарник;
- компресор;
- терморегулятор;
- холодоагент.
Під дією високого тиску холодоагент крізь капілярний отвір поступає до випарника, де й випаровується. Одночасно він забирає тепло з внутрішніх стінок випарника. А останні забирає його у земляного, повітряного або водяного контуру.
Після цього компресор забирає холодоагент із випарника, стискає його, що призводить до підвищення температури у холодоагенту. Ця суміш виштовхується в конденсатор, де вона віддає тепло до контуру, переходячи в рідкий стан. Даний процес постійно повторюється. Коли температура досягає заданого рівня, тепловий насос припиняє роботу. А коли температура в приміщенні падає, терморегулятор автоматично запускає його знову.
Результат роботи теплового насосу – перетворення розсіяної теплової енергії землі, повітря, води у тепло, необхідне для нагрівання об’єкта або води. При цьому, близько 75% енергії для опалення можна брати із води чи повітря, землі. І цей ресурс – безкоштовний. Для роботи самої помпи треба 25% енергії. За допомогою роботи теплового насоса можна опалювати приміщення, підігрівати воду, кондиціонувати повітря в домі.
Типи теплових помп
В залежності від принципу роботи такого обладнання, розрізняють компресійні та абсорбційні пристрої. Перші працюють за рахунок механічною або електричної енергії, інші – за допомогою палива чи електроенергії. Залежно від джерела тепла виділяють повітряні, земляні, водяні та комбіновані типи.
За джерелом відбору тепла розрізняють такі типи пристроїв:
- Геотермальні. Такі помпи використовують тепло підземних або надземних вод, самої землі. Вони бувають замкнутого або відкритого типу. Замкнуті водні помпи бувають горизонтальними, вертикальними або водними.
- Повітряні. Вони беруть тепло із повітря, але вважаються малоефективними, адже випарник постійно обмерзає.
- На вторинному теплі. Ці пристрої використовують тепло від вентиляції або каналізації. Варіант вважається доцільним для використання на промислових об’єктах, адже вони продукують багато тепла, яке вимагає утилізації.
- Трасова гідро-газодинамічна помпа. Вона переносить теплову енергію за навколишнього середовища в цільовий контур.
- Детандерна. Працюють на базі теплової машини або детандера. Такий пристрій вважається більш продуктивним, адже можуть працювати на гелії або водні.
Особливості та переваги теплових насосів
Варто пам’ятати, що чим меншою є різниця між температурою джерела тепла та температурою теплоносія, тим більшим буде КПТ. Чим більшим є коефіцієнт завантаження теплового насосу, тим більш доцільним буде його використання. Які переваги мають дані пристрої:
- Економічність. Теплова помпа використовує енергію більш ефективно, ніж електричні котли.
- Широка сфера застосування – пристрій бере тепло від землі, води, повітря.
- Екологічність. Робота теплової помпи не потребує спалення палива, в результаті чого вивільняється чадний газ. Також не забруднюється грунт навколо будинку. Використовувані у системі фреони – сучасні, вони безпечні для навколишнього середовища.
- Універсальність. Теплові насоси можуть працювати як на обігрів, так і на охолодження. В літній період надлишки тепла можна використати для підігріву води у будинку або басейні поряд.
- Безпека. Всі теплові насоси пожежо і вибуховобезпечні. Для нагрівання не потрібні відкритий вогонь, газ чи потенційно шкідливі суміші. Самі деталі системи не перегріваються. Також, при необхідності, роботу теплового насосу можна зупинити на деякий час, а потім – безпечно запустити знову.
На даний момент в Україні немає технічних та законодавчих можливостей для того, щоб визначити реальні технічні показники теплових насосів. Це часто є причиною того, що виробники або продавці завищують реальні показники, які характеризують обладнання.