По принципу действия тепловой насос не очень отличается от обычного бытового холодильника или кондиционера, только мощность его в десятки раз больше. Так, как холодильник "вытягивает" тепло из холодильной камеры и переносит его на заднюю стенку. А тепловой насос точно так же "вытягивает" тепло из грунта, воды или наружного воздуха и переносит его в дом.
Из рисунка выше видно, что тепловой насос может быть разных типов: «вода-вода», «грунт-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух». Первое слово в обозначении типа - это источник тепла (низкопотенциальная тепловая энергия), второе - источник нагрузки для обогрева здания (высокопотенциальное тепло).
В результате: примерно две трети тепловой энергии мы можем получать бесплатно от природы: воды, грунта или воздуха и только треть необходимо потратить на работу самого компрессора в тепловом насосе. Фактически, владелец теплового насоса может экономить до 70% денежных средств, затрачиваемых на отопление.
Тепловые насосы применяют не только для экономичного отопления, но и для приготовления горячей воды. Кроме этого, отличительной чертой их работы по сравнению с традиционными отопительными системами, это возможность не только отапливать, но и охлаждать воздух в комнатах, вентилировать помещения.
Экономичность. Затрачивая на работу теплового насоса 1кВт электрической энергии, на выходе мы получим 3-5 кВт тепловой энергии (2-4 кВт можно получить безвозмездно у природы).
Доступность и повсеместность. Установка теплового насоса возможна везде, ведь источник рассеянного тепла можно обнаружить в любом месте (земля, вода, воздух). Это оборудование не зависит от капризов погоды, поставщиков и тарифов на тепло, наличия дров или дизельного топлива, или просто от падения давления газа в сети.
Экологичность. Не сжигают топливо и, соответственно, не образуются вредные для человека окислы по типу SO2, PbO2, CO, СO2, NOх.
Универсальность. Тепловые насосы не только вырабатывают тепло, но и охлаждают помещения. В летнее время избыточное тепло можно использовать на подогрев бассейна.
Безопасность. Тепловые насосы пожаро- и взрывобезопасны. Нет открытого огня, выбросов, нет топлива, опасных газов или смесей.
1. Тепловые насосы оправдывают себя только в хорошо утепленных зданиях: отапливать улицу, собирая при этом на ней же крохи тепла, - бессмысленное занятие.
2. Тепловой насос выгодно использовать с низкотемпературными системами отопления (теплый пол, теплые стены, воздушное отопление, радиаторы с большой площадью). Чем меньше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем больше коэффициент преобразования тепла и, соответственно, больше экономия электроэнергии.
3. Зачастую выгодно использовать тепловой насос с вторым источником тепла (газовым, твердотопливным, электрическим котлом), снижая тем самым требуемую мощность теплового насоса и, соответственно, капитальные затраты в оборудование.
Тепловой насос воздушный контур
Фактически это то же самое, что и работа кондиционера. Главное при расчетах учитывать особенности климатических условий.
Системы "воздух-воздух" могут быть использованы и в зимний период, но их эффективность сильно уменьшается и возникает необходимость в дополнительном отборе тепла.
Тепловой насос укладка земляного контура
Наиболее эффективный способ отбора тепла, так как температура грунта на глубине нескольких метров не меняется в течении года, что делает тепловую систему независимой от погодных условий. Недостаток - высокая стоимость. Глубина пролегания трубопровода находится на 30-50см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. В такой схеме нет необходимости в бурении скважин, но необходимы большие земельные площади. Примерно, тепловая мощность на 1м трубопровода составляет в глине 50-60Вт, в песке 30-40Вт в год.
Тепловой насос укладка контура в проточные водоемы
Коэффициент преобразования энергии тепловым насосом такой же, как при отборе тепла от грунта. Ориентировочное значение тепловой мощности на 1м трубопровода 30 Вт в год.
Тепловой насос бурение нескольких скважин