Все про геотермальный тепловой насос: откуда берет энергию и чем отличаются между собой?

Применение геотермальных насосов в условиях российского климата

Теперь вы знаете, чем отличаются типы тепловых установок, и сможете правильно определить, какой именно необходим в вашем случае. Воздушный тип пригоден для регионов, где температура не опускается ниже нуля. Это отличный способ организовать отопление дачи тепловым насосом, если собственник проводит там досуг с семьей с весны по осень. На зиму систему консервируют. В Сибири, Северных регионах, и даже в Европейской части России об отоплении зимой воздушными агрегатами не стоит и помышлять.

teplovoy-nasos-5.png

Водяные также не подойдут людям, живущим в условиях вечной мерзлоты. Здесь вода в грунте есть, но она находится в виде льда, а значит, не может служить источником тепла. На юге Российской Федерации, где глубина промерзания грунта невелика, а подземные реки и озера залегают неглубоко, такие устройства вполне жизнеспособны и достаточно эффективны. А вот геотермальные – универсальный вариант, и поэтому является самым востребованным на всей территории РФ, несмотря на трудоемкость организации зонда или коллектора.

Устройство и принцип работы

Некоторым количеством тепловой энергии обладает практически любая среда, которая нас окружает, если только ее температура превышает 1°C. Почему бы не использовать часть этой энергии для обогрева собственного дома? Делается это с помощью теплового насоса.

Основан принцип работы теплового насоса на передаче тепла от источника с низким потенциалом тепловой энергии к теплоносителю, который имеет более высокую температуру. На практике выглядит это таким образом:

  1. Теплоноситель поступает в трубопровод, расположенный, например, в грунте, и нагревается на несколько градусов.
  2. Затем теплоноситель попадает в теплообменник (или испаритель) и передаёт собранную тепловую энергию на внутренний контур.
  3. Хладагент (вещество с низкой температурой кипения, находящееся под низким давлением), который находится во внешнем контуре, нагревается в испарителе и превращается в газ.
  4. Затем газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается под воздействием высокого давления. При этом температура хладагента становится ещё выше.
  5. Горячий газ поступает в конденсатор, где передаёт тепловую энергию теплоносителю внутренней системы отопления дома.
  6. После этого хладагент, потерявший тепло, возвращается в систему в жидком состоянии.

Работа холодильных установок основана на таком же принципе, поэтому некоторые виды тепловых насосов в летнее время можно вполне успешно использовать в качестве кондиционеров, т. е. для охлаждения помещения.

1as_teplonasos-1.jpg

Тепловой насос позволяет обогревать дом, используя низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды

Видео: устройство и работа тепловых агрегатов

Виды конструкций тепловых насосов

original.jpgТип ТН принято обозначать словосочетанием, указывающим на среду-источник и теплоноситель системы отопления.

Существуют следующие разновидности:

  • ТН «воздух – воздух»;
  • ТН «воздух – вода»;
  • ТН «грунт – вода»;
  • ТН «вода – вода».

Самый первый вариант – это обычная сплит-система, работающая в режиме обогрева. Испаритель монтируется на улице, а внутри дома устанавливается блок с конденсатором. Последний обдувается вентилятором, благодаря чему в помещение подается теплая воздушная масса.

Если такую систему оснастить специальным теплообменником с патрубками, получится ТН типа «воздух – вода». Он подключается к водяной системе отопления.

Испаритель ТН типа «воздух – воздух» или «воздух – вода» можно разместить не на улице, а в канале вытяжной вентиляции (она должна быть принудительной). В этом случае эффективность ТН будет увеличена в несколько раз.

Теплонасосы типа «вода – вода» и «грунт – вода» для отбора тепла используют так называемый наружный теплообменник или, как его еще называют, коллектор.

teplovoy-nasos.jpg

Принципиальная схема работы теплового насоса

Это длинная закольцованная труба, как правило, пластиковая, по которой циркулирует жидкая среда, омывающая испаритель. Обе разновидности ТН представляют собой одно и то же устройство: в одном случае коллектор погружается на дно поверхностного водоема, а во втором – в грунт. Конденсатор такого ТН расположен в теплообменнике, подключаемом к системе водяного отопления.

Подключение ТН по схеме «вода – вода» является гораздо менее трудоемким, чем «грунт – вода», поскольку отпадает необходимость в проведении земляных работ. На дно водоема труба укладывается в виде спирали. Разумеется, для данной схемы подойдет только такой водоем, который зимой не промерзает до дна.

Популярные модели и производители

Западные производители считаются законодателями технологий сборки данного оборудования. Российские аналоги отличаются приемлемой стоимостью для многих пользователей.

StiebelEltron

Немецкий производитель, выпускает такие варианты- вода, земля, воздух. Достоинства:

  • Монтаж возможен как во время строительства дома, так и во время ремонта.
  • Температура подачи достигает 60 градусов.
  • Имеет мощность 18 кВт.
  • Есть функция разморозки системы, поэтому дом можно оставлять на длительное время.
  • Летом можно использовать как кондиционер.

ШтибельЭльтрон выпускает объединенную каскадную систему, состоящую из нескольких модульных агрегатов- тепловую насосную станцию (ТНС). Общая мощность такой системы до 55 кВт, что позволяет обеспечивать теплом даже многоэтажный дом. Это тепловые насосы для квартир.

Waterkotte

Немецкий производитель с инновационными подходами к производству. Все модели управляются на расстоянии с помощью смартфона или планшета. Применяются как для домашнего пользования, так и в промышленности. Гарантия работы оборудования этой компании- 30 лет.

Vaillant

Механизмы данной немецкой компании способны работать от любого источника возобновляемой энергии. Управление с помощью инновационной системы дает возможность подключать к механизму солнечный коллектор. Vaillantуправляется мобильным устройством через интернет. Система сама выбирает экономичный и комфортный режим эксплуатации. Приборы компании Вайлант отличаются высокой производительностью и теплоэффективностью.

Тепловий насос Vaillant geoTHERM VWS 61/2

Danfoss

Датский производитель, выпускает два варианта- воздух-вода, земля-вода. Максимальная температура подачи-до 90 градусов с минимальными затратами. Только для домашнего пользования, поскольку мощность не превышает 36 кВт.

Dimplex

Для работы использует воздушные ресурсы. Дополнительно комплектируется контурами ГВС. Может использоваться многоэтажными домами.

Тепловые насосы PanasonikAqarea

Воздушный тепловой насос, производитель- Япония.Комплектируется эко- сенсором- определяет, сколько людей содержит помещение. Корректирует работу кондиционера под количество людей. Имеет систему очистки воздуха от бактерий и вирусов.

Mitsubishi Electric Kirigamine

Производитель- Япония. Характеризируются надежностью и инновационными технологиями в плане электроники. Митсубиси избегают перерасхода электроэнергии и поддерживают температуру теплоносителя на стабильном уровне.

Mitsubishi Electric ZEN

Компания производит серию Зубадан- тепловой насос воздух.

Митсубиси выпускает тек же контролер теплового насоса, предназначенный для управления инверторными тепловыми насосами воздух-вода.

Тепловые насосы российского производства

Корса – устройства разработаны специально для климата России. Имеют мощность от 5 до 110 кВт. Модели данного производителя изготавливаются с учетом западных технологий, это говорит о длительном периоде эксплуатации.

Тепловые насосы HenkSystem используются системами с низкотемпературным режимом. Температура подачи- до 65 градусов, что вполне достаточно для дома, офиса или подсобного хозяйства. Для обогрева площади больше 200 кв. м. нужно устанавливать трехфазные тепловые устройства с большей мощностью.

Тепловой насос Френетта

Устройство Френетта- это еще один вид экологически чистого отопления. Принцип работы заключается в накоплении низкопотенциальной энергии земли, воды и воздуха. Преобразовывает ее в тепловую энергию с высоким потенциалом.

Тепловой насос Френетта

Тепловой насос Френетта использует тепловую энергию, выделяемую при трении. Конструкция представляет собой расположенные рядом друг с другом металлические поверхности с жидкостью в пространстве между ними. Электромотор вращает части устройства и нагревает контактирующую с ними жидкость.

Тепловой насос Френетта чаще всего присоединяют к обычному радиатору. Жидкостью для нагрева служит масло, а не вода. Коэффициент полезного действия превышает 100%, а затраты электроэнергии минимальны. Разработчики называют это устройство тепловой гидродинамический насос.

Для обогрева небольших подсобных помещений с целью экономии некоторые умельцы самостоятельно сооружают тепловой насос из кондиционера. Или еще проще сделать тепловой насос из старого холодильника.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий