Информтех

Схема тепловых насосов : Тепловые насосы и системы энергосбережения : ГК Информтех

Тепловые насосы представляют собой энергосберегающие высокоэффективные агрегаты для нагрева воздуха. Благодаря использованию специфической схемы получения тепла они гораздо более эффективны, нежели обычные электрические нагреватели.

Почти как холодильник, но наоборот.

Основной особенностью тепловых насосов с точки зрения принципов их работы является то, что они не создают тепло, а переносят его, и, соответственно, тратят электроэнергию не на создание тепловой энергии, а на её перенос. Причем перенос тепла от более холодной среды в более теплую.

Подобное возможно за счет использования парокомпрессионного холодильного цикла, применяемого в холодильных агрегатах, но с обратным эффектом.

Итак, и в холодильнике и в тепловом насосе действует один и тот же физический принцип, который используется в цикле Карно. Применительно к тепловым насосам – это обратный цикл Карно. Тепловой насос — устройство, которое «выкачивает» тепло из некой среды (наружный воздух, вода из скважины или водоёма и пр.) и подает его к котлу отопления или нагревает внутренний воздух помещения. При этом к теплу, полученному из внешней среды, добавляется ещё тепло, в которое превратилась электрическая энергия, потреблённая электродвигателем теплового насоса.

Для переноса тепла из внешней среды во внутренние помещения служит фреоновый контур теплового насоса. Движение фреона обеспечивает компрессор (см. рис. 1; движение хладагента по часовой стрелке), который существенно (в несколько раз) сжимает фреон, в результате чего тот в значительной мере нагревается. Именно этот горячий фреон поступает в конденсатор, который либо обдувается внутренним воздухом помещения, либо обтекается водой системы теплоснабжения.

Внутренняя схема теплового насоса Рисунок 1. Внутренняя схема теплового насоса

Далее охлажденный фреон попадает на расширительный вентиль, где теряет давление и температуру. Холодный жидкий фреон нагревается и испаряется в испарителе во внешней среде. Во время этого нагрева он и получает тепло от окружающей среды.

Различные внутренние и внешние среды

Кроме описанного парокомпрессионного цикла, на основе которого работает тепловой насос, существует и несколько схем использования насоса в зависимости от вида внешней и внутренней сред.

Как правило, в качестве внешних сред может использоваться вода (из водоема или из скважины), наружный уличный воздух или земля. Внутренней нагреваемой средой может быть либо непосредственно воздух (в конкретном помещении или подаваемый в здание системой приточной вентиляции), либо вода системы теплоснабжения здания.

Схемы использования тепловых насосов

Одним из распространенных типов тепловых насосов, используемых в индивидуальном жилищном строительстве, являются насосы типа «вода-вода». При этом тепло от воды из скважины передается в контур теплоснабжения здания (см. рис. 2). Отметим, что может быть использована как одна глубокая скважина (глубиной до 200м), так и несколько менее глубоких.

Схема теплового насоса, работающего по схеме «вода-вода» Рисунок 2. Схема теплового насоса, работающего по схеме «вода-вода»

Тепловые насосы „воздух-вода“, использующие отработанный воздух, идеально подходят для отопления жилых домов и нагрева водопроводной воды. Такой тепловой насос осуществляет вентилирование помещения, отбирает энергию у наружного воздуха и использует ее для подогрева технической воды и воды в отопительной системе.

В этом случае снаружи необходимо устанавливать внешний блок теплового насоса.

Схема использования теплового насоса, работающего по схеме «воздух-вода» Рисунок 3. Схема использования теплового насоса, работающего по схеме «воздух-вода»
  1. Наружный блок теплового насоса
  2. Внутренний блок теплового насоса, нагреватель воды
  3. Трёхходовой регулирующий клапан
  4. ТЭН для дезинфекции ГВС
  5. Бак водонагреватель для горячей воды
  6. Теплый пол (или радиатор системы отопления)
  7. Комнатный термостат