Инверторные тепловые насосы

Рост стоимости электроэнергии, газа и твердого топлива приводит к повышению популярности чистой возобновляемой энергии. Для этих целей используются инверторные тепловые насосы. Они популярны еще и благодаря экологичности, а также возможности использовать их там, где нет доступа к подключению к центральным коммуникациям. Тепловые насосы поглощают низкопотенциальную энергию и преобразовывают ее для подачи горячего водоснабжения и отопления дома.

Принцип работы

Принцип работы основан в получении энергии благодаря работе термодинамической системы, которая выполняет работу за счет обмена энергии между двумя резервуарами с разными по температуре жидкостями. Поэтому теплоноситель не теряет эффективности на протяжении длительного срока использования.

Особенности инверторных моделей

Инверторные тепловые насосы являются наиболее современными и энергоэффективными моделями. Их особенностью является интеграция автоматики, которая служит для преобразования постоянного тока в переменным.

Инверторы обеспечивают плавный запуск системы, регулирование режимов работы в зависимости от температуры окружающей среды. Поэтому инверторных тепловой насос способен поддерживать оптимальные температурные показатели в помещении без внешнего вмешательства. Это позволяет снизить расходы электроэнергии и обеспечить комфортные температуру.

К особенностям их использования относится:

• высокий коэффициент полезного действия;
• низкая нагрузка на электросеть;
• длительный срок службы;
• снижение энергопотребления.

Единственным недостатком таких моделей является более высокая стоимость оборудования. Однако благодаря экономии электроэнергии и надежности работы, такие насосы активно используются в жилых домах и на других объектах.

Особенности конструкции инверторного теплового насоса

Тепловой насос представляет собой систему, которая состоит из четырех основных компонентов, соединенных между собой контуром трубопровода. По этому трубопроводу циркулирует хладагент. К основным компонентам теплового насоса относится:

1. Компрессор с инвертором. Отличается наличием автоматики, которая позволяет максимально ровно регулировать режимы работы. К тому же инвертор снижает давление на электросеть, а также снижает уровень энергопотребления.
2. Испаритель. Камера, в которую входит часть трубопровода от насоса и внешнего теплообменника. Служит для теплообмена между контурами.
3. Конденсатор. Представляет собой камеру, которая объединяет часть трубопровода в доме с контуром теплонасоса. Именно в нем осуществляется окончательный теплообмен.
4. Расширительный клапан. Служит для регулировки уровня температуры и давления.

В качестве хладагента может использоваться аммиак и фреон.

Инверторные тепловые насосы «грунт-вода»

Тепловые насосы «грунт-вода» служат для поглощения низкопотенциального тепла из грунта, после чего оно передается хладагенту для использования нагрева системы отопления и горячего водоснабжения. Внешний контур таких тепловых насосов может быть выполнен в виде геотермального зонта или горизонтального коллектора.

Горизонтальные коллекторы

Представляет собой замкнутый контур из трубопровода, который собран в виде спирали, змейки или зигзага. Начало и конец данного трубопровода заходят в доме. Это начала и обратка трубопровода. Установка осуществляется на глубине от 2 метров. Установка осуществляется на расстоянии как минимум 3 метра от дома. Могут устанавливаться в несколько ярусов, но с обязательным расстоянием между ними.

Геотермальные зонды

Геотермальные зонты – две трубы, соединенные наконечников в форме U. Чтобы установить их, потребуется скважина, диаметр которой составляет до 20 см и глубина до 200 метров. В некоторых случаях вместо одно неглубокой скважины может использоваться несколько с меньшей глубиной. Контуры соединяются между собой на поверхности земли с помощью гребенки. Чтобы обеспечить хороший теплообмен, скважины тампонируются с помощью специального состава.

Инверторные тепловые насосы «вода-вода»

Насосы «вода-вода» служат для поглощения низкотемпературной энергии из различных видов открытых водоемов. Такая система широко применяется для создания системы отопления дома. В таком оборудовании используется теплообменник, который размещается в воде на глубине как минимум 3 метра. Такие теплообменники могут иметь различную форму.

К внешнему теплообменнику прокладываются трубы. Для этого необходимо сделать достаточно глубокие траншеи. Их глубина зависит от климатической полосы и глубины промерзания грунта. Чем глубже будут уложены трубы, тем ниже риск их замерзания и потери тепла. В некоторых случаях целесообразно размещать такие трубы непосредственно в грунтовых водах. Для этого монтаж труб осуществляется в глубинных скважинах. Однако такой способ установки приводит к значительному увеличению стоимости работ.

Тепловые насосы «воздух-вода»

Тепловой насос «воздух-вода» – это инновационная система отопления, которая использует тепловую энергию воздуха для обогрева помещений и горячего водоснабжения. Такой насос черпает тепло из окружающего воздуха, сжимает его и передает полученную энергию в систему отопления. Таким образом, даже при низких температурах уличного воздуха, тепловой насос способен обеспечить эффективный отопительный процесс.

Внешний блок насоса черпает воздух благодаря вентилятору и направляет его к компрессору. Затем агрегат сжимает воздух, повышая его температуру, и передает полученное тепло в систему отопления или горячего водоснабжения. После передачи тепла в систему, охлажденный воздух возвращается на улицу, и цикл повторяется.

Такой тип тепловых насосов может быть выполнен в виде моноблока или сплит-системы. Все основное оборудование может размещаться как в одном блоке, который устанавливается в доме или на улице, так и в виде двух блоков, как обычный кондиционер. В таком случае внешний и внутренний блок соединяются между собой трассой, по которой циркулирует хладагент.

Тепловые насосы «воздух-воздух»

Тепловые насосы «воздух-воздух» являются одним из самых популярных и эффективных способов обеспечения комфортного климата в помещениях. Эти устройства основаны на принципе распределения тепла из одной среды в другую. Основной принцип работы теплового насоса «воздух-воздух» заключается в том, что он извлекает тепло из окружающего воздуха даже при низких температурах и эффективно передает его внутрь помещения. Это достигается за счет хладагента, которое циркулирует в системе и изменяет агрегатное состояние для передачи или поглощения тепла.

Чтобы поглощать большое количество тепла, в таких системах установлены мощные вентиляторы. Могут быть выполнены в виде одного мощного моноблока либо сплит-системы. Установка блоков системы осуществляется на высоких пьедесталах. Трубы, которое соединяют блоки, должны быть утеплены. Особенно это касается их внешней части.

Одним из основных преимуществ тепловых насосов «воздух-воздух» является их универсальность. Они могут использоваться для обогрева помещений в зимнее время и для охлаждения воздуха в летний период. Благодаря этой функциональности, они обеспечивают круглогодичный комфорт. Кроме того, такие тепловые насосы отличаются высокой энергоэффективностью, что позволяет существенно сэкономить на электроэнергии по сравнению с традиционными системами отопления и кондиционирования воздуха.

Последовательность действий

Тепловой насос является эффективным и экологически чистым способом обеспечения тепла в доме. Он работает за счет тепловой энергии извне, например, из воздуха, почвы или воды, и превращает ее в тепло для отопления помещения. Как правило, управление тепловым насосом осуществляется с помощью автоматики, которая следит за оптимальной работой оборудования. Процесс отопления дома с помощью теплового насоса осуществляется по следующему циклу:

1. Получение тепла из внешних источников. Его поглощает теплообменник и передает на корпус теплового насоса.
2. Хладагент, который циркулирует по второму контуру, нагревается и закипает, после чего попадает на компрессор уже в газообразном состоянии.
3. Компрессор сжимает газ, при этом температура хладагента возрастает до 70 градусов и поступает в конденсатор.
4. Передача тепла теплоносителю домашней системы отопления.
5. После завершения процесса теплообмена осуществляется сброс избыточного давления остывший хладагент приобретает жидкое состояние и возвращается в испаритель.

Перед началом отопительного сезона необходимо провести предпроцесс, чтобы убедиться, что тепловой насос готов к работе. Это включает в себя проверку состояния всех компонентов насоса, очистку фильтров, проверку теплоносителя, а также установку необходимых параметров работы насоса в соответствии с потребностями. После подготовительных мероприятий можно перейти к запуску системы отопления с помощью теплового насоса.

Чтобы обеспечить долгий срок службы теплового насоса, регулярное обслуживание играет важную роль. Поэтому важно регулярно проводить техническое обслуживание системы отопления, чистить фильтры, проверять состояние оборудования, чтобы избежать серьезных поломок и обеспечить бесперебойную работу насоса.

Классический вариант распределения нагретого теплоносителя

Для оптимальной работы системы отопления дома с помощью теплового насоса теплоноситель должен распределяться по двум отдельным ветрам. При этом одна должна идти напрямую к нагревательному бойлеру, а вторая – к распределительной гребенке с подключением к приборам для отопления. Использование такой схемы подключения позволяет обеспечить независимую регулировку температуры в помещения и нагрев воды.

Экономический эффект

Инверторные тепловые насосы – это эффективное и экологически чистое решение для обогрева помещений и подготовки горячей воды. Они позволяют значительно сократить энергопотребление по сравнению с традиционными отопительными системами:

1. Сравнение с твердотопливными котлами. При сравнении с твердотопливными котлами можно выделить экономический эффект в размере 50-60%. Твердотопливные котлы требуют регулярного добавления топлива, обслуживания и имеют более низкую степень преобразования энергии.
2. Сравнение с газовыми котлами. По сравнению с газовыми котлами экономический эффект от использования теплонасосов возрастает до 70-80%. Газовые котлы работают на природном или сжиженном газе, цены на который могут колебаться.
3. Сравнение с электрическими приборами. Самый впечатляющий таких насосов проявляется при сравнении с электрическими приборами, такими как обогреватели или бойлеры. В данном случае экономия может достигать 300-350%. Электрические приборы потребляют много энергии и могут значительно увеличить счета за коммунальные услуги, в то время как инверторные тепловые насосы могут работать более эффективно за счет использования тепловой энергии извне.

Данные показатели наглядно демонтируют эффективность применения инверторные тепловых насосов в качестве замены традиционным способам обогрева, кондиционирования и горячего водоснабжения.

Использование теплонасосов на охлаждение

Инверторные тепловые насосы могут использоваться не только для обогрева, но и охлаждения дома. Поэтому установка такого оборудования позволяет заменить ими обычные кондиционеры, обеспечив значительную экономию. Такие насосы могут использоваться для пассивного и активного охлаждения.

Пассивное кондиционирование

Пассивное кондиционирование основано на использовании природных ресурсов, таких как земля или вода, для охлаждения помещений. Это достигается благодаря обратному циклу работы насоса, который извлекает тепло из помещения и отводит его в ресурс в землю или воздух. Его особенностью является отсутствие необходимости использовать дополнительное оборудование, а также высокая энергоэффективность.

Активное кондиционирование

Помимо пассивного кондиционирования, инверторные тепловые насосы могут также работать в активном режиме, используя мощность компрессора для более быстрого достижения желаемой температуры в помещении. При активном кондиционировании насосы работают с максимальной эффективностью, обеспечивая быстрый нагрев или охлаждение в зависимости от потребностей пользователей. Принудительное кондиционирование эффективнее, но приводит к потреблению большего объема электроэнергии.

Преимущества и недостатки

Инверторные тепловые насосы представляют собой эффективную и экологически чистую технологию для обогрева дома. Они все более популярны благодаря ряду преимуществ, которые они предлагают:

1. Высокая энергоэффективность. Эти устройства способны производить значительное количество тепла с минимальными затратами электроэнергии. Благодаря использованию инверторных компрессоров, работающих с переменной скоростью, тепловой насос может поддерживать постоянную температуру в помещении, потребляя минимум энергии.
2. Удобство и надежность. Они меньше подвержены износу и поломкам благодаря более плавному пуску и остановке. Кроме того, такие насосы обычно имеют длительный срок службы и требуют минимального технического обслуживания.
3. Экологическая безопасность. Поскольку они используют энергию из окружающей среды для производства тепла, они значительно снижают выбросы углекислого газа и других вредных веществ.
4. Универсальность применения. Могут использоваться для отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения.
5. Компактность. Обладают небольшими размерами, поэтому для их монтажа не нужно обустраивать отдельные котельные.

Среди недостатков инверторных теплонасосов стоит выделить их высокую стоимость. При покупке и установке инверторного теплового насоса необходимо учесть дополнительные затраты на специализированное оборудование и работы по подготовке системы отопления.