Система отопления тепловой насос
Практически любая система отопления состоит из генератора тепловой энергии, потребителей тепла и коммуникаций, связывающих все элементы в единую сеть. Слаженная работа всех этих узлов позволяет отапливать объекты недвижимости и обеспечивать их горячей водой. Однако если до недавнего времени основными критериями отопительных приборов были надежность и долговечность, то сегодня к ним добавляются еще экологичность и экономическая эффективность.
Безусловно, внедрение инновационных технологий при производстве традиционных источников тепловой энергии дает позитивные сдвиги, но в весьма ограниченном объеме, поэтому требуется реализация более совершенных устройств, способных активно использовать возобновляемые ресурсы природы. Система отопления тепловой насос как раз и относится к разновидности вышеупомянутых приборов.
Современный тепловой насос является высокотехнологичным устройством, оснащенным большим количеством функций. Вентилирование помещений, их отопление и кондиционирование, снабжение объектов недвижимости горячей водой, подогрев воды в бассейнах и осушение воздуха может быть реализовано с его помощью. Экономическая эффективность, экологичность, простота обслуживания и эксплуатации присущи теплонасосной системе. И даже существенные стартовые затраты при монтаже оборудования оборачиваются значительной выгодой, уже через пять лет после введения прибора в эксплуатацию.
Система отопления тепловой насос может быть реализована на базе различных теплогенераторов, отличающихся по типу теплоносителя отопительного контура и источника возобновляемой энергии. К примеру, воздушные тепловые насосы наиболее часто применяют в сооружениях без централизованной системы отопления, а также в качестве дополнительного источника тепла к уже существующей тепловой сети.
Грунтовые и водяные тепловые насосы более часто используются в моновалентном режиме – полностью перекрывая потребности объекта в тепловой энергии. Однако реализация этих проектов требует гораздо больших материальных затрат, что связано с необходимостью обустройства внешних коллекторов. Необходимо отметить, что наибольшей эффективности при работе теплового насоса можно добиться за счет реализации следующих мероприятий:
— Качественное утепление объекта позволяет снизить теплопотери здания через ограждающие конструкции и соответственно улучшить технико-экономические показатели автономной теплоустановки;
— Уменьшение разницы температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе позволяет максимально увеличить коэффициент преобразования (СОР), снижая, таким образом, потребление традиционных источников энергии. Данное условие может быть реализовано путем использования низкотемпературных теплопотребителей, к которым можно отнести теплые полы или отопление теплым воздухом;
— Для того чтобы обеспечить наиболее полную загрузку теплового насоса на протяжении всего отопительного периода, рекомендуется монтировать теплогенератор пониженной мощности с интеграцией дополнительных обогревательных элементов (бивалентный режим работы). Такое действие позволяет значительно снизить стартовые затраты при установке теплового насоса и гарантирует работоспособность оборудования в критических ситуациях. В качестве дополнительного источника энергии может выступать электрический нагреватель, газовый котел, а порой даже и солнечный коллектор. Для реализации указанных проектов необходима установка дополнительного резервуара — выравнивающего бойлера.
Для того чтобы понять как функционирует стандартная система отопления тепловой насос необходимо перечислить ее основные компоненты. Она состоит из альтернативного теплогенератора, внешнего коллектора, бака-аккумулятора со встроенным электронагревателем, расширительной емкости мембранного типа, системы трубопроводов, запорной арматуры, контролирующих датчиков и системы управления. Работает система отопления тепловой насос следующим образом:
Антифриз, циркулирующий в замкнутом контуре внешнего коллектора, отбирает крупицы тепловой энергии из внешней среды и передает ее через теплообменник (испаритель теплового насоса) к внутреннему контуру теплотрансформатора. Здесь, получивший нагрев хладагент переходит в газообразное состояние и проходит сквозь полости компрессора, задачей которого является сжатие фреона с дополнительным повышением температуры. После разогретый хладагент поступает на следующий теплообменник (конденсатор теплового насоса), где и отдает накопленную тепловую энергию отопительному контуру сооружения.
Для улучшения технических характеристик теплового насоса, отбор тепла производится не напрямую, а через промежуточную емкость с хорошими теплоизоляционными свойствами (бак-аккумулятор). Это позволяет не только снизить число включений компрессора, при малых объемах теплопотребления, но и организовать ГВС объекта. Далее охлажденный теплоноситель теплового насоса вновь устремляется к испарителю, и весь процесс повторяется вновь.