Схемы установки тепловых насосов

Сегодня геотермальные тепловые насосы выпускаются в широком ассортименте и считаются полностью адаптированными устройствами для эффективного и экономически оправданного использования. Однако коэффициент полезного действия такой установки зависит не только от типа устройства и его мощности. Важным фактором, влияющим на эффективность теплового насоса, считается правильно рассчитанный и идеально установленный внешний контур (грунтовые зонды, коллекторы, водяные скважины), а также согласованная  система передачи тепла, то есть вся отопительная система сооружения (радиаторы, бойлеры, стеновые панели, теплый пол, фанкойлы, трубная разводка, запорная и предохранительная арматура, система контроля и безопасности).

Это связано с особенностью теплового насоса работать в ограниченном температурном диапазоне, а наибольшая эффективность такой установки достигается за счет использования низкотемпературных потребителей тепловой энергии. Также очень важно применять качественные и надежные материалы, испытанные по всем предъявляемым параметрам, ведь установка теплового насоса это дорогостоящее мероприятие, поэтому к надежности материалов необходимо предъявлять повышенные требования. Исходя из всего этого,  можно сделать вывод, что качественная установка теплового насоса и его дальнейшее эксплуатирование возможно лишь при полном взаимодействии проектировщиков, монтажников и инженеров сервисных служб.

В зависимости от того, имеется ли в сооружении система отопления, либо же требуется ее полная замена, а также исходя из индивидуальных особенностей объекта принимаются различные схемы установки тепловых насосов.

В том случае, когда тепловой насос способен самостоятельно перекрыть потребности здания в тепловой энергии, горячем водоснабжении применяется моновалентный режим. Наиболее часто для этих целей применяются тепловые насосы, способные отбирать тепловую энергию из грунта и подземных вод. Это связано с тем, что температура данных источников практически не зависит от окружающих факторов и всегда стабильна.

Когда же совместно с тепловым насосом планируется использовать дополнительный теплогенератор (солнечный коллектор, газовый, твердотопливный котел, конвектор), то используется бивалентный режим работы установки. Наиболее часто такая схема установки тепловых насосов применяется при эксплуатации оборудования типа воздух-воздух или воздух-вода. Это связано с тем, что при температуре окружающего воздуха ниже нуля, эффективность теплового насоса резко снижается и тогда подключается дополнительное оборудование. Исходя из экономической целесообразности, бивалентный режим применяется довольно редко, так как требуется наличие нескольких дорогостоящих генераторов.

В ситуациях, когда тепловой насос снабжается термоэлектрическими нагревателями, способными поддерживать работоспособность системы в момент пиковых нагрузок применяется моноэнергетический режим. Схемы установки тепловых насосов в подобном случае наиболее распространены. Это связано с возможностью использовать менее дорогостоящее теплогенерирующее оборудование (тепловые насосы меньшей мощности) и при этом получать существенную экономию энергоресурсов.

Помимо особенностей данных режимов, в схемы установки тепловых насосов очень часто монтируются буферные емкости. Эти элементы позволяют без проблем произвести привязку теплового насоса к существующей отопительной системе. Также при работе установки в моноэнергетическом режиме буферные емкости позволяют значительно сократить затраты на оплату электроэнергии, так как можно аккумулировать тепловую энергию именно в момент действия низких тарифов. Помимо этого буферные емкости позволяют сократить число стартов компрессора, увеличивая при этом долговечность системы в целом.  Среди недостатков схем установки тепловых насосов с применением буферной емкости можно выделить следующие:

— инерционность системы;

— повышенные стартовые инвестиции;

— незначительное уменьшение годового коэффициента эффективности устройства.

Однако подобные факторы не являются критическими, поэтому использование буферных емкостей весьма распространенная мера.