Тепловые насосы извлекают энергию из окружающей среды, забирая и используя тепло, имеющееся в земле, грунтовых водах или воздухе, и делая его доступным на более высоком тепловом уровне. Полученная тепловая энергия примерно в 4 раза превышает поглощенную электрическую энергию
С помощью тепловых насосов тепловые насосы для кондиционирования воздуха и производства горячей воды можно реализовать систему, полностью независимую от использования ископаемого топлива. Тепловые насосы Тепловые насосы используют тепло, содержащееся в окружающей среде (воздух, вода, грунт), даже если первоначально эта среда имеет более низкую температуру, чем нагреваемая среда. Рабочий цикл позволяет извлекать эту «скрытую» энергию и передавать ее в систему отопления. Если необходимая электроэнергия поставляется фотоэлектрической системой, кондиционирование воздуха и производство горячей воды происходит без использования топлива и без выбросов CO2в окружающую среду. Поскольку нет открытого огня или дымоходов, отсутствует риск возгорания или отравления из-за недостаточной тяги. Цикл может быть обратным, одно и то же оборудование и одна и та же система могут использоваться как для отопления, так и для охлаждения.
Как работает тепловой насос
В тепловом насосе тепловой насос имеет замкнутый контур, в котором жидкость-хладагент циклически переходит из жидкого состояния в парообразное (и наоборот), изменяя свои температурные условия и давление, на практике — свое физическое состояние. В испарителе хладагент превращается из жидкости в пар, поглощая тепло из окружающей среды; компрессор увеличивает энергию, содержащуюся в жидкости, благодаря скромному поглощению электрической энергии и подготавливает жидкость к конденсации; превращаясь из пара в жидкость, хладагент отдает полезное тепло в систему отопления. Затем цикл замыкается благодаря расширительному клапану , который возвращает жидкость к начальным условиям. Тепловая энергия, получаемая в результате этого процесса, как правило, в 4 раза превышает электрическую, которая также может быть получена от фотоэлектрической системы.
Определение размеров теплового насоса
В режиме отопления он идентифицируется по значению COP (коэффициент производительности), который представляет собой соотношение между произведенной и поглощенной энергией для работы насоса. Эффективный насос производит до 3-4 тепловых кВт/ч на 1 кВт/ч поглощенной энергии, поэтому COP будет составлять от 3 до 4. Комбинация с фотоэлектрической системой, а не с электросетью, позволяет производить также энергию, необходимую для работы насоса, обнуляя затраты на отопление, охлаждение и производство горячей воды круглый год.
Как работают тепловые насосы
Тепловые насосы воздух-вода
Тепловой насос забирает тепло из воздуха снаружи дома и передает его в систему кондиционирования; его можно установить снаружи без проблем с подключением, но он должен иметь систему автоматического размораживания.
Тепловые насосы «вода-вода»
Тепло берется из грунтовой, озерной или речной воды и передается в систему кондиционирования воздуха в помещении; первоначальные затраты на систему отвода и очистки выше, но на них не влияют климатические условия.
Тепловые насосы «грунт-вода»
Тепло, содержащееся в недрах земли, при постоянной температуре в каждый период года, передается к насосу с помощью специальных зондов, вставляемых в землю, горизонтально на глубину 1-1,5 м или вертикально на десятки метров.
Преимущества тепловых насосов
Они нагревают и охлаждают
В отличие от котла, тепловой насос можно использовать и для летнего охлаждения, просто инвертируя цикл; эта возможность сокращает срок окупаемости затрат. ∙
Источник питания
Работает на электричестве, но соотношение между поглощенным кВт и возвращенным в виде тепла кВт составляет 1:4. Тепловые насосы, работающие на природном газе, также становятся популярными. ∙
Площадь основания
Площадь основания аналогична площади котла, но для насоса не требуется отдельное помещение. ∙ Техническое обслуживание. Минимальный, не требует вмешательства и ежегодного капитального ремонта. ∙
Расходы на установку
Для геотермальных тепловых насосов существуют высокие первоначальные затраты на реализацию системы (глубокое бурение); для воздушных или водяных они меньше, но при правильном определении размеров инвестиции окупаются за относительно короткое время.
Текущие расходы 01
Потребление электроэнергии может потребовать увеличения кВт, но это может быть компенсировано установкой фотоэлектрической системы, способной поставлять энергию и другим пользователям, и в конечном итоге осуществить обмен на месте с Enel.
Безопасность
Не сжигает топливо (электрическая) и не нуждается в дымоходе; меньше риск пожара и нет интоксикации от плохого горения.
Экологичность
Если рассматривать электрический тепловой насос, то он использует воздух, воду или недра, которые закон признает возобновляемыми источниками. Она не выбрасывает CO2, кроме как в косвенной форме (т.е. выбросы в атмосферу от электростанций). Однако, если солнечная система используется для бытового горячего водоснабжения, используется меньше электроэнергии, и добавление фотоэлектрической системы сводит потребление к нулю, поэтому «косвенные» выбросы также сводятся к нулю. Электрические тепловые насосы также могут быть установлены в районах, не охваченных газовой сетью.
