О тепловых насосах

О тепловых насосах

В то время, когда мода на возобновляемые источники энергии порождает мифы об их эффективности, хочу поделиться мыслями и опытом по поводу тепловых насосов.

Речь пойдет, в-основном, о тепловых насосах типа "воздух-воздух". На самом деле это обычный кондиционер с функцией обогрева и элементами, обеспечивающими работу при низких отрицательных температурах.

Каков же принцип работы теплового насоса?

 
Схема с сайта официального дистрибьютора Mitsubishi Comfort
Схема с сайта официального дистрибьютора Mitsubishi Comfort
 
В работе теплового насоса нет никакого чуда, в его основе лежат законы термодинамики. Такие насосы переносят энергию от источников с низкой температурой к потребителю с более высокой температурой. А отбираемая теплота передается потребителю. Сложно? На самом деле тепловой насос - это холодильник наоборот. Он, упрощенно, состоит из компрессора, конденсатора, расширительного вентиля и испарителя. Хладагент (например, фреон) в газообразном состоянии поступает в компрессор, который его сжимает. Давление и температура газа увеличиваются. Далее горячий газ поступает в конденсатор (теплообменник во внутреннем блоке, через который продувается вентилятором комнатный воздух) и там охлаждается, передавая тепло воздуху в помещении.
 
внутренний блок
внутренний блок

Сам газ конденсируется и превращается в жидкость. Затем, попадая в расширительный вентиль, давление хладагента падает, а следовательно, и его температура уменьшается, частично жидкость переходит в газообразное состояние. Далее эта смесь попадает в испаритель (теплообменник-радиатор во внешнем блоке на улице) где окончательно превращается в газ, а его температура становится ниже температуры наружного воздуха.

 
внешний блок
внешний блок

И теперь часть тепла уличного воздуха переходит во внутреннюю энергию хладагента и он снова попадает в компрессор. Все повторяется снова.

В контуре присутствует компрессор (да еще пару вентиляторов), который потребляет электроэнергию. Но электричество не греет непосредственно воздух, а всего лишь перемещает хладагент. Поэтому, например, 1 кВт электроэнергии превращается в 5 кВт тепла. Т. е. 4 киловатта из пяти мы получили бесплатно, но за один заплатили по полной. Тем не менее, ни о какой "бесплатности" не может быть и речи. Хотя... если этот киловатт отнять у солнца...

Соотношение между затраченной электроэнергией и выработанной энергией тепла называют коэффициентом эффективности COP. Но вот беда - этот коэффициент зависит от температуры наружного воздуха. И в настоящее время для более реальной оценки эффективности тепловых насосов ввели показатель сезонной эффективности SCOP, означающий коэффициент эффективности за весь отопительный сезон.

 
Этикетка энергоэффективности кондиционера Daikin.
Этикетка энергоэффективности кондиционера Daikin.

В этом примере SCOP равен 4,1, т.е. на каждый киловатт потребленной электроэнергии мы получим 4,1 кВт тепла. Неплохо. Но при этом в мороз -15°С COP может равняться всего 2, но при +5 °С COP уже будет 5.

Однако в этой благодатной картине есть одно НО: видите схемку под цифрами на этикетке? Это карта Европы с цветным обозначением регионов, к которым относится значение SCOP.

По своему опыту могу сказать, что при температуре на улице 0 °С - -5 °С коэффициент эффективности составил около 3-х. Т.е. при цене киловатта электроэнергии 2,68 руб. за каждый киловатт тепла я заплатил 89 копеек. Это дороже отопления магистральным газом примерно на 30%, но дешевле обычного электрического обогревателя в 3 раза!

У теплового насоса есть очень приятный "побочный эффект" - летом он может работать "наоборот" и охлаждать помещение.

Немаловажны и капитальные затраты на оборудование. Не самый бюджетный чешский Daikin на 25 кв.м, работающий на тепло до - 15 °С, обойдется примерно в 40 тыс. руб. + около 3 тыс. установка.

Какой я для себя сделал вывод? Топить дом только тепловым насосом "воздух-воздух" всю зиму невозможно (если только вы не живете в южных регионах где зимой почти не бывает морозов) - при сильных морозах он либо вообще не будет работать (отключится защитой), либо будет работать с невысокой эффективностью и вырабатываемого тепла будет недостаточно для отопления. Этого недостатка лишены тепловые скважные насосы "вода-воздух" или "вода-вода", использующие тепло земли, но их стоимость и цена монтажа сведет на нет весь эффект. Для моего дома в 150 кв.м такой тепловой насос обошелся бы, по грубым оценкам,в сумму около 1 млн.руб.

С моей точки зрения наибольший эффект использования теплового насоса - кондиционера с функцией обогрева достигается в межсезонье, когда температура на улице не падает ниже нескольких градусов мороза. Но тут имеет значение и стоимость основного отопления, и цена электроэнергии. В любом случае при покупке кондиционера не стоит экономить на функции отопления.

В Германии, кстати, большинство новых домов оснащаются именно тепловыми насосами. Но, во-первых, там климат достаточно мягкий, во-вторых, стоимость энергоносителей намного выше и, в-третьих, есть серьезная господдержка использования возобновляемых источников энергии.

 
 
 
 

При строительстве загородного дома необходимо учесть множество нюансов, а также решить как обустроить отопление дома, сделать его надежным и экономичным. Тепловые насосы являются отличным решением: это самый продвинутый и современный вид отопления на рынке, который уже заслужил отличную репутацию в Европе. Однако, как и любая отопительная система, тепловые насосы имеют ряд преимуществ и недостатков. Их необходимо учитывать чтобы избежать сюрпризов в ходе эксплуатации, ведь уровень начальных капиталовложений достаточно высок. В этой серии из двух статей вы узнаете чем хороши тепловые насосы и в чем их недостатки – надеемся, что эта информация окажется полезной и поможет в полной мере осознать в пользу какого оборудования для отопления следует принять решение. Итак, использование теплового насоса для отопления загородного дома позволяет получить ряд весомых преимуществ: - повышенный уровень комфорта: ТН это полностью автоматизированные устройства, которые исправно работают практически без внешнего вмешательства. Использование теплового насоса позволяет снизить пожароопасность, перестать беспокоиться о поставке топлива и обслуживании дополнительного оборудования. Кроме того, сами системы тепловых насосов практически не требуют техобслуживания; экономичность: тепловой насос использует электроэнергию намного эффективнее других видов отопления. Полученное тепло превышает потребление электроэнергии в 4-5 раз. У обычных электрических обогревателей этот показатель значительно ниже: на 1 кВт электроэнергии вырабатывается всего 0.99 кВт тепловой энергии; экологичность:  тепловые насосы не наносят вреда окружающей среде, поскольку используют возобновляемые источники энергии и не производят вредных выбросов в атмосферу. В почве и в воздухе не накапливаются вредные для здоровья вещества, хладагент не содержит хлоруглеродов и не вредит озоновому слою. - возможно использовать в любом месте: для работы теплового насоса не требуется никаких подключений кроме электричества. Вся тепловая энергия берется из окружающей среды, существует возможность полностью удовлетворить потребность оборудования в электричестве посредством установки ветряных и солнечных генераторов; - многофункциональность: главная функция теплового насоса это отопление, но это не значит что система будет простаивать в теплое время года: насосы оснащены реверсивным клапаном, что позволяет переключать их в режим охлаждения. Таким образом, тепловой насос можно использовать также и как кондиционер; безопасность: для работы системы не требуется открытого огня и взрыво- и пожароопасного топлива, ввиду чего тепловой насос не может стать причиной пожара. Благодаря устройству оборудования срок бесперебойной службы тепловых насосов превышает 25 лет, чем не могут похвастаться прочие отопительные системы; гарантированная окупаемость: одним из минусов установки тепловых насосов является их высокая начальная цена. Однако, если сравнивать стоимость установки грунтового теплового насоса со стоимостью проведения газопровода, то окажется что разница в цене окупится за 2-3 года.


Печать   Электронная почта

Комментарии (0)

Здесь не опубликовано еще ни одного комментария

Оставьте свой комментарий

  1. Опубликовать комментарий как Гость. Зарегистрируйтесь или Войдите в свой аккаунт.
Вложения (0 / 3)
Поделитесь своим местоположением

Related Articles