Теплонасосы для жилого дома

Впервые теплонасосы для жилого дома начали использоваться для отопления жилых домов еще в середине 19 века, однако из-за несовершенства технологий и применяемых материалов активного использования подобных систем пришлось дожидаться до 70-х годов 20 века. Именно в то время стали зарождаться идеи по поиску экономичных способов отопления.

С энергетической точки зрения тепловые насосы позволяют преобразовать 1 кВт электрической энергии в 1,5 кВт тепловой энергии за счет использования электроэнергии исключительно для работы агрегатов для переноса тепла в контурах. Простейший тепловой насос состоит из трех контуров:

В каждом из контуров теплового насоса протекает свой теплоноситель и имеется свой компрессор и испаритель. Внешний контур теплового насоса может «отбирать» тепло у объектов различной природы, которые сохраняют свою положительную температуру круглогодично: грунт, вода или воздух. Полученное от внешнего контура тепло нагревает хладагент во внутреннем контуре теплового насоса. Компрессор в контуре позволяет увеличить давление в системе, нагревая при этом циркулирующие жидкости.

Конденсатор в тепловом насосе передает тепло теплоносителю, который распределяется по системе отопления. Процесс подобного преобразования позволяет из 1 кВт затраченной электроэнергии получать на выходе теплового насоса от 1,5 до 6 кВт тепловой энергии. Выходная мощность определяется только температурой внешнего источника, от которого происходит отбор тепла.

Теплонасосы для жилого дома

Температура на выходе теплового насоса в лучшем случае не превышает 55-60 градусов. Поэтому не любая система отопления жилого дома сможет эффективно работать. Если теплоноситель с такой температурой будет попадать в радиаторные батареи, то для эффективного отопления придется существенно увеличивать количество радиаторов в комнатах. Идеальным вариантом для использования теплоносителя с температурой до 60 градусов являются теплые полы.

Источники тепловой энергии для теплового насоса

В качестве источников, из которых теплонасосы для жилого дома могут «отбирать» тепло, могут служить водные ресурсы (реки, озера, колодцы), воздух или грунт.

  1. Вода: температура воды подо льдом всегда положительна. Для размещения системы теплового насоса в воду погружают трубопровод из соотношения 1 метр трубы – 30 Вт тепла.
  2. Воздух: в качестве теплых воздушных масс зимой можно использовать выхлопы каких-либо агрегатов или воздушные массы вентиляционных систем.
  3. Грунт: глубина, на которой происходит «отбор» тепла, не должна быть менее 15-20 метров. На этой глубине температура в течение всего года практически неизменна. Эффективность при вертикальном расположении труб теплового насоса составляет 50-60 Вт на один метр. Также можно располагать трубы горизонтально, однако эффективность при этом немного снижается – всего 30-40 Вт/м. Устройства, преобразующие тепловую энергию земли, получили название геотермальные тепловые насосы.