5 / 5
21 870 грн
24 300 грн
Що таке тепловий насос: принцип роботи, переваги та недоліки
Автор запису
Опубліковано 04 лип 2022
16 хв читання
4 коментарі
7551
Зміст
Що таке тепловий насос та принцип його роботи
Що таке тепловий насос? Це обладнання, яке дозволяє ефективно перетворювати електричну енергію на теплову або холодильну. Головна особливість теплового насоса в тому, що він здатний виробляти високо потенційну енергію замість мінімально витрачених ресурсів.
При цьому він може виконувати три функції:
Докладніше про те, які існують теплові насоси і як вони працюють, розглянемо нижче.
Класична конструкція теплонасосу
Конструкція теплового насоса складається з двох блоків – зовнішнього та внутрішнього. У геотермальному теплонасосі або насосі вода-вода функцію зовнішнього блоку виконують ґрунт і вода відповідно.
Теплові насоси працюють за циклом Карно:
- Зовнішній блок → компресор
Теплові насоси використовують енергію зовнішнього джерела. У геотермальних теплових насосах – це енергія землі, що надходить із вертикальних або горизонтальних свердловин, у теплонасосах типу вода-вода використовується енергія води, а для повітряних теплових насосів – зовнішнє вуличне повітря. Компресор стискає теплоносій (фреон), виробляючи тепло і передаючи їх у конденсатор. - Компресор → конденсатор
Через теплообмінник конденсатора вироблене тепло надходить у контур опалення. - Конденсатор → внутрішній блок
Після передачі тепла фреон повертається в теплообмінник зовнішнього повітряного блоку або землю в геотермальному насосі або у воду теплонасоса вода-вода. Потім цикл повторюється.
Завдяки такому принципу теплообміну, коефіцієнт виробленої енергії (СОР) набагато вищий, ніж витраченої. Економія очевидна – середній коефіцієнт перетворення енергії повітряного теплового 3,5, а геотермального – 5.
Типи теплових насосів
Що таке тепловий насос розібрали. Розглянемо їхні типи, що відрізняються джерелом енергії.
Будь-який кондиціонер, по суті, є тепловим насосом повітря-повітря. У чому різниця? Звичайний кондиціонер справляється із теплообміном, якщо зовнішня температура повітря до – 15°C.
А тепловий насос повітря-повітря працює за низьких температур, до – 25°C.
У цих теплонасосах слід враховувати:
- Шумові характеристики
На відміну від радіаторів, де відбувається природна конвекція, тут працює двигун, який автоматично пропускає повітря. Тому шум буде відчутним. - Нульова інерція збереження тепла
Немає допоміжних елементів, які утримують тепло. Якщо система зупиняється, приміщення миттєво охолоджується. - Холодні конструкції будівлі
Зона вікон вважається найхолоднішою. Якщо немає додаткового обдувного елемента вздовж склопакета, температура завжди буде нижче. - Клімат регіону
В Україні цей тип теплонасосу не користується популярністю у порівнянні з теплішими країнами Європи – Іспанія, Італія, Португалія. Там немає морозів, тому таку систему використовують як зручне та швидке рішення.
| Тип насоса | Переваги: | Недоліки: |
|---|---|---|
| Тепловий насос повітря-повітря | ✓ працює при температурі – 25°C, ✓ не вимагає проєктування системи опалення, ✓ проста установка, ✓ низька вартість. | ✓ не працює на ГВП, тільки на обігрів та охолодження повітря, ✓ відчутний шум від роботи двигуна, ✓ не акумулює тепле повітря. |
Тип насоса
- Тепловий насос повітря-повітряТепловий насос повітря-повітря
Переваги:
- Тепловий насос повітря-повітря✓ працює при температурі – 25°C,
✓ не вимагає проєктування системи опалення,
✓ проста установка,
✓ низька вартість.
Недоліки:
- Тепловий насос повітря-повітря✓ не працює на ГВП, тільки на обігрів та охолодження повітря,
✓ відчутний шум від роботи двигуна,
✓ не акумулює тепле повітря.
Товари зі статті
Немає в наявності
Акція
Японія
Ціна
53 705 грн
67 131 грн
В наявності
Акція
Японія
Ціна
Ціна за запитом
Немає в наявності
В наявності
Акція
Японія
Ціна
100 999 грн
126 248 грн
В наявності
Акція
Японія
Ціна
Ціна за запитом
Завантажити ще
Тепловий насос повітря-вода
Поширений у Європі, де будинки будують компактні та високотехнологічні. Такий тепловий насос використовує тепло зовнішнього повітря, нагріває його стисненням фреону в компресорі та передає його воді через конденсатор. Може охолоджувати та нагрівати повітря, а також підігрівати воду.
При влаштуванні теплового насоса повітря-вода потрібно забезпечити низькотемпературну систему опалення, яка передбачає максимальну площу покриття водяною теплою підлогою та наявність допоміжних елементів – внутрішньопідлогових конвекторів, фанкойлів, радіаторів.
Для високої ефективності такої системи важливо врахувати такі фактори:
- Якісний конструктив будівлі
Ефективність залежить від того, наскільки енергоефективним є будинок. Утеплені стіни, покрівля, фундамент, склопакети – все це забезпечує мінімальні втрати тепла. - Система вентиляції
Як у квартирі, так і в будинку обов'язково має бути встановлена система вентиляції з рекуперацією тепла. - Низькотемпературний режим
Тепловий насос працює на низьких температурах. - Використання фанкойлів для режиму холоду
У зимовий період фанкойли використовуються як допоміжні елементи, в літній – як основне рішення для режиму охолодження.
| Тип насоса | Переваги: | Недоліки: |
|---|---|---|
| Тепловий насос повітря-вода | ✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води, ✓ енергоефективність – СОР 3,5, ✓ доступна ціна. | ✓ потрібно використовувати з резервним джерелом тепла, якщо площа приміщення більша за 190 м2 |
Тип насоса
- Тепловий насос повітря-водаТепловий насос повітря-вода
Переваги:
- Тепловий насос повітря-вода✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води,
✓ енергоефективність – СОР 3,5,
✓ доступна ціна.
Недоліки:
- Тепловий насос повітря-вода✓ потрібно використовувати з резервним джерелом тепла, якщо площа приміщення більша за 190 м2
Товари зі статті
В наявності
В наявності
В наявності
В наявності
В наявності
В наявності
В наявності
Завантажити ще
Тепловий насос ґрунт-вода (геотермальний)
Джерело енергії для геотермального теплового насоса – тепло землі. Температура ґрунту незалежно від пори року +14-15 ° C на глибині 70 м, тому і СОР тут дорівнює 5 (СОР повітряного насоса – 3,5). Це самодостатнє та високоефективне обладнання, яке сприяє стабільному та постійному теплообміну. Взимку будинок опалюється, забираючи холод у землю, а влітку акумульований холод використовується для охолодження.
- При горизонтальній установці теплонасоса колектор розміщується вздовж поверхні землі на глибині близько 2 м, де ґрунт не промерзає. Чим більша площа покриття, тим більша потужність насоса.
- При вертикальній установці колектор вміщується у свердловини 70-80 м глибиною. Тут потужність збільшується завдяки кількості теплообмінних зондів.
| Тип насоса | Переваги: | Недоліки: |
|---|---|---|
| Тепловий насос ґрунт-вода | ✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води, ✓ високі та стабільні показники СОР. | ✓ висока вартість, ✓ необхідна велика площа ділянки. |
Тип насоса
- Тепловий насос ґрунт-водаТепловий насос ґрунт-вода
Переваги:
- Тепловий насос ґрунт-вода✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води,
✓ високі та стабільні показники СОР.
Недоліки:
- Тепловий насос ґрунт-вода✓ висока вартість,
✓ необхідна велика площа ділянки.
У побутовому використанні різниця між насосом повітря-вода та геотермальним у двох факторах: показник СОР і площа застосування, оскільки повітряний насос використовують до 250 м2, а геотермальний – 250 м2 та вище. Але в будь-якому типі насоса завжди враховується фактор погодозалежності, коли теплонасос оптимізується під певні погодні умови конкретної території.
Що таке тепловий насос вода-вода
Використовується в промисловому секторі, оскільки потрібний доступ до великих водоймищ. Ці теплонасоси перетворюють енергію рахунок перекачування води (річки, озера), де температура на дні водоймища стабільна цілий рік. Пристрій теплового насоса укладається на дно водоймища і чим його довжина більша, тим потужніший насос. Як приклад, такий насос може працювати в системі з гідроелектростанціями. Коли ГЕС скидає вироблене тепло у воду, його можна використовувати, розводячи по сусідніх містах.
| Тип насоса | Переваги: | Недоліки: |
|---|---|---|
| Тепловий насос вода-вода | ✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води, ✓ високий СОР цілий рік.. | ✓ витратна установка, ✓ складність в обслуговуванні. |
Тип насоса
- Тепловий насос вода-водаТепловий насос вода-вода
Переваги:
- Тепловий насос вода-вода✓ забезпечує охолодження та обігрів повітря, а також нагрівання води,
✓ високий СОР цілий рік..
Недоліки:
- Тепловий насос вода-вода✓ витратна установка,
✓ складність в обслуговуванні.
Спіральний колектор
Також отримує енергію від води; підходить тим, у кого є власне водоймище. Теплообмінник занурюється у воду та утримується на спеціальних поплавцях. Важливо, щоб колектор не замулювався, а площі водоймища було достатньо, щоб він не замерзав узимку.
| Тип насоса | Переваги: | Недоліки: |
|---|---|---|
| Спіральний колектор | ✓ забезпечує обігрів та охолодження повітря, а також нагрівання води, ✓ високий показник СОР. | ✓ складність монтажу та обслуговування. |
Тип насоса
- Спіральний колекторСпіральний колектор
Переваги:
- Спіральний колектор✓ забезпечує обігрів та охолодження повітря, а також нагрівання води,
✓ високий показник СОР.
Недоліки:
- Спіральний колектор✓ складність монтажу та обслуговування.
Вимоги до джерел енергії
Кожне альтернативне джерело енергії має свої особливості.
- Повітря. Враховується клімат регіону, оскільки енергія повітря вразлива до перепадів температури. Повітряний насос працює при –20-25 ° C, але є потреба в резервних джерелах тепла.
- Ґрунт. При вертикальному встановленні в землі буряться свердловини для прокладання труб, а при горизонтальному їх укладають уздовж поверхні землі. Спеціальна підготовка ґрунту не потрібна.
- Вода. Для приватного сектора потрібен вихід до водоймища через трубопровід, а для промислового – доступ до великих обсягів води та багато ресурсів для його обслуговування.
Кондиціювання тепловим насосом
Повітряні теплові насоси завжди працюють в активному режимі, тоді як геотермальні теплонасоси можуть охолоджувати повітря пасивному режимі.
Що таке тепловий насос з активним охолодженням
Під активним охолодженням будь-якого теплового насоса мається на увазі його фактична робота – коли компресор запускається і споживає електрику для охолодження рідини всередині системи до температури + 7°C. Потім, залежно від типу насоса, охолоджений холодоносій подається до помешкань через фанкойли або підлогу чи стіни.
Пасивне охолодження
Пасивне охолодження може здійснювати геотермальний тепловий насос. Це відбувається завдяки холоду, який узимку надходить під будинок у землю. Навесні холодна вода піднімається нагору, і через фанкойли охолоджує приміщення. Коли температура землі почне збільшуватись і досягне вище +10°C, тоді настане активне охолодження за допомогою компресора.
Як розраховується ефективність теплового насоса для опалення
При розрахунку ефективності необхідно враховувати кілька чинників.
- Потужність теплового насоса
Потужність повітряного та геотермального насоса підбирається згідно з теплотехнічним розрахунком будівлі на зимовий період та холодильним розрахунком на літній. Важливо, щоб потужності було достатньо для генерації енергії та поповнення можливих тепловтрат. - Місцевий клімат
На ефективність повітряного теплового насоса температура довкілля впливає напряму. Від цього залежить вибір температурних показників, за яких тепловий насос перейде на резервне джерело енергії. На роботу геотермального теплонасоса температура не впливає, оскільки земля має стабільну температуру і виробляє необхідну кількість енергії. - Площа приміщень
Повітряний тепловий насос може ефективно працювати у приміщенні до 190 м2 та за умови якісного конструктиву будівлі, тобто мінімальних тепловтрат. Але якщо площа більша – потрібні допоміжні елементи. Геотермальний тепловий насос без проблем працюватиме як на охолодження та обігрів повітря, так і на ГВП при великих площах – від 190 м2.
Також розраховують два головні коефіцієнти:
- Коефіцієнт термічного опору всіх конструкцій (R) у зимовий час,
- G-фактора у літній період, коли враховується пропускна спроможність склопакета.
Згідно з ДБН, по Києву та Київській області опалення потрібно розраховувати на температуру до –22°C. Повітряний тепловий насос може працювати самостійно за температури до – 7-10°C, але важливо врахувати квадратуру та якість утеплення будівлі. Якщо температура нижча, використовують допоміжні пристрої. Геотермальні теплові насоси можуть самодостатньо працювати під задану температуру та не вимагають додаткових джерел енергії.
Замовляйте підбір теплового насоса
Плюси та мінуси теплонасосів
Теплові насоси не мають істотних недоліків. Ефективність використання залежить від типу насоса, що підбирається для конкретного приміщення.
Головні переваги теплових насосів:
- Ефективність
СОР теплового насоса може досягати показника 1:6. - Практичність
Тепловий насос може працювати протягом усього року для обігріву, охолодження та ГВП. - Екологічність та довговічність
Теплонасос не шкодить атмосфері відпрацьованими викидами та не потребує ремонту багато років. - Безпечність
Теплі насоси працюють без відкритого вогню, а у разі ламання або його зупинки спрацьовує захисна автоматика. - Ергономічність
Внутрішні блоки компактні, а найбільша його частина – зовнішній блок, залишається поза приміщенням.
Особливості експлуатації теплових насосів повітря-повітря та повітря-вода:
- Низькотемпературний режим
Режим опалення працюватиме при температурі до – 25°C, але потребує допоміжного обладнання. Самостійна робота можлива за температури до – 7°C та площі приміщення до 190 м2. - Основні функції - обігрів та охолодження повітря
ГВП можливе при встановленні теплового насоса типу повітря-вода, у теплового насоса повітря-повітря такої можливості немає. - Непостійний показник СОР
Ефективність повітряного теплообміну залежить від зовнішньої температури повітря. Значення СОР знижується при низьких температурах.
Особливості експлуатації теплових насосів ґрунт-вода:
- Самостійне обладнання
Геотермальний насос працює за низьких температур і не вимагає допоміжних елементів для роботи на обігрів, охолодження та ГВП. - Для великих приміщень
Підходить для приміщень квадратурою 190-250 м2. - Складний монтаж
Установка геотермального насоса дорога та складна, але його ефективність висока та стабільна.
Особливості експлуатації теплових насосів вода-вода:
- Підходить для роботи в промисловому секторі, оскільки потребує великих обсягів води для вироблення енергії та багато ресурсів для обслуговування.
Коли використовувати тепловий насос в Україні
Останні два роки Україна наздоганяє Європу у технологічному плані. Європейці вже десятки років працюють над тим, щоб відмовитися від дорогого газу та перейти на нове високоефективне обладнання. Крім того, європейці отримують 40% дотацій при відмові конвекційного котла на користь теплового насоса.
Українці довгий час користувалися дешевим газом із росії, як основним джерелом тепла. На цей час дотаційної системи на електроенергію немає, хоча до 2020 року на будинок виділялося 3000 кіловат-годин зі знижкою 50% та ще 50% знижки на нічний тариф. Можливо, така система знову з'явиться в майбутньому.
Тому теплові насоси є важливо і потрібно використовувати в Україні завжди. У 2014 році стався поштовх, який сприятиме переходу на альтернативні джерела енергії. Щодо енергоресурсів Україна є самодостатньою країною, яка зараз перебуває у фазі відмови від залежності від природних копалин та переходу на більш ефективні способи отримання енергії – електрокотли або теплові насоси.
FAQ
Навіщо використовувати тепловий насос?
Що таке тепловий насос? Це сучасне рішення для перетворення енергії, яке покриває базові потреби споживання – охолодження, обігрів та ГВП.
Завдяки такому теплообміну витрачається мінімальна кількість енергії, а ефективність примножується у кілька разів. Це дозволяє значно економити фінансово, а також дає низку додаткових переваг: комфорт у побуті, безпеку та екологічність використання, універсальність для будь-яких типів будівель, клімату та конкретних енергозадач.
Як працює тепловий насос для опалення?
В статті ми розглянули, що це таке. Тепловий насос – це пристрій, який перетворює електрику на теплову енергію. Теплові насоси відрізняються джерелами енергії. Загальний принцип роботи у них однаковий, але кожен має свої функціональні особливості.
- Наприклад, повітряний тепловий насос використовує енергію повітря і здійснює теплообмін між зовнішнім і внутрішнім повітрям, але при низьких температурах вимагає допоміжних джерел енергії. Теплонасос типу повітря-вода може забезпечувати ГВП.
- Якщо конструкція системи теплового насоса типу ґрунт-вода, джерелом тепла є земля, яка має стабільну температуру протягом року. Це самостійне обладнання, робота якого залежить від зовнішніх температур. Він виробляє тепло та забезпечує ГВП без додаткового обладнання для великих приміщень.
- Теплонасос вода-вода для вироблення енергії використовує великі обсяги води та застосовується у промисловому секторі.
Скільки коштує тепловий насос у середньому?
Ціна опалення тепловим насосом залежить, насамперед, від типу обраного обладнання. Середня вартість повітряного та геотермального теплового насоса від 6000 до 10000 € для будинків до 300 м2. Але для геотермального насоса необхідно прораховувати додаткові витрати – земляні роботи, зонди, фанкойли. Такий прорахунок інженери компанії Альтер Ейр роблять індивідуально.
Яка ефективність теплових насосів?
Ефективність визначається тією кількістю теплової енергії, що генерується з електричної. Коефіцієнт перетворення енергії (СОР) залежить від різниці температур між зовнішнім середовищем та внутрішнім. Залежно від типу теплового насоса, СОР може бути від 1 до 6, що значно знижує витрати та підвищує рівень комфорту.
Хочете стати нашим партнером?
Залиште свої контакти і наш співробітник зв'яжеться з Вами найближчим часом
-
Михаил Петрович
Спасибо за информацию. Долго сомневались, но вы нас "добили", особенно понравился видео - обзор. Все четко и по существу. Ничего лишнего, все по теме.
-
Ольга
Статья соответствует названию - все описано четко и доступным языком. Понятно будет даже для новичков в этой области.
-
Серега
Недавно я приобрел тепловой насос в компании Alterair, и должен сказать, что весь процесс прошел гладко и без проблем. Сотрудники компании смогли ответить на все мои вопросы и проблемы, учитывая это подобрали тепловой насос воздух-вода Sherpa S2 E 10, Италия. С установкой проблем не возникло, мастера прибыли вовремя и работали профессионально, по ходу они рассказали, как работает нанос и какие его меры предосторожности. Но как я понял, у меня все просто, потому что везде теплый пол и низкотемпературная система. Как только тепловой насос был установлен, я сразу же заметил разницу насколько быстро и эффективно, он справляется со своей задачей. Само оборудование легкое в использовании и имеет простое управление, по крайней мере у меня с этим сложностей не возникло.
-
Команда Alter Air
Дуже дякуємо за відгук! Ми раді, що вам сподобався наш сервіс, та сподіваємося, що ви і надалі будете задоволені своєю покупкою!
5 / 5
Схожі статті
-
Опубліковано 02 лип 2023
Оновлено 18 лис 2023 -
Опубліковано 08 сер 2023
Оновлено 09 сер 2023 -
Опубліковано 17 лют 2016
Оновлено 13 бер 2023 -
Опубліковано 17 лют 2016
Оновлено 16 бер 2023 -
Опубліковано 23 лис 2023
Оновлено 28 лис 2023 -
Опубліковано 17 лют 2016
Залишити відгук
