Что собой представляет тепловой насос и принцип его работы

Что такое тепловой насос

Тепловым насосом называют агрегат, предназначенный для обогрева жилых и производственных помещений. Энергоэффективная система, появившись сравнительно недавно, завоевала популярность на современном рынке, что объясняется рядом его достоинств, которые уже успели оценить потребители. Устройство является выгодной альтернативой электрическому или газовому котлу, генерирующему тепло.

Отличие в том, что тепловой насос работает немного по другому принципу и может не только отапливать помещение, но и нагревать воду, выполнять функцию кондиционера, поддерживая оптимальную температуру окружающей среды. Для действия высокотехнологичного прибора используется природный источник энергии, что позволяет получать тепло, не нанося вреда окружающей среде и экономя электроэнергию. Тепловые насосы все больше становятся востребованными, вытесняя использование котлов или электрических обогревателей.

teplovoy nasos shema

Особенности работы теплового насоса

Устройство не производит тепло, а забирает низкопотенциальную энергию из окружающей среды: воздуха, грунта, воды, и преобразует ее для обогрева помещения. Суть работы теплового насоса, и его технологические составляющие (конденсатор, компрессор, хладагент, испаритель) напоминают принцип функционирования холодильника, только наоборот. Если холодильник выкачивает тепло наружу, то тепловой насос работает, путем нагнетания теплых потоков в помещение. Прибор забирает рассеянное тепло, независимо от температуры окружающей среды и перекачивает в дом для отопления.

Тепловой насос работает так, что может, используя, повсеместно доступный источник тепла, не только обогревать помещение, но и вентилировать внутреннее пространство, греть воду, охлаждать воздух. Даже зимой, когда на градуснике минусовая температура, но выше абсолютного нуля (что соответствует -273 градуса по Цельсию) можно извлечь тепло и перенести его в помещение. Принцип работы теплового насоса основан на использовании хладагента, выделяющего тепло, и состоит из этапов:

Вентилятор, расположенный с внешней стороны устройства забирает низкопотенциальное тепло с улицы.
Наружный воздух контактирует с теплообменником, внутри которого циркулирует хладагент.
Хладагент нагревается и переходит в состояние газа.
В газообразном состоянии фреон поступает в компрессор.
После нагревания сжатого вещества, оно перемещается в конденсатор, где происходит отдача тепла непосредственному носителю.

Преимущества использования тепловых насосов

Учитывая особенности теплового насоса, способного обогревать помещение с любого источника тепла, можно говорить о неоспоримой выгоде его применения.

Высокая производительность устройства, обеспечивающего комфортную температуру в помещении.
Тепловой насос работает при температуре окружающей среды выше абсолютного нуля. То есть, прибор эффективен в любую холодную погоду.
Уменьшение пожарной опасности в помещении, отсутствие неприятных запахов, дыма и шума.
Экономия электроэнергии, а значит финансовых затрат.
Простота эксплуатации и отсутствие особых требований к систематическому обслуживанию.
Небольшие габариты и компактность.
Многофункциональность. Использование тепловых насосов помогает согреться в холод, обеспечить горячим водоснабжением, а летом – работать на кондиционирование воздуха.
Работа теплового насоса основана на экологически чистой, безвредной технологии.

Виды тепловых насосов

В зависимости от характеристик тепловые насосы классифицируются на несколько групп. Если рассматривать способ передачи энергии, то существуют такие тепловые насосы как компрессионные и абсорбционные. В первом случае тепловой насос работает на принципе цикличности процесса сжатия и расширения теплоносителя с продуцированием тепла. Такие аппараты наиболее распространены, что объясняется их простотой и эффективностью. Абсорбционные насосы считаются инновационными, высокопроизводительными устройствами, действующими на комбинации абсорбента и хладона.

По источнику энергии, который задействуется для выработки тепла, выделяют три вида тепловых насосов.

Воздушные, извлекающие тепло из внешней атмосферы, если температура окружающей среды выше абсолютного нуля.
Геотермальные насосы, при которых тепловая энергия берется из грунтовых вод или ближайших к дому водоемов.
Агрегаты вторичного тепла, забирающие энергию из канализационных стоков, вытяжного воздуха, вентиляционной системы, и любого источника бросового тепла.

Также тепловые насосы делятся по виду внешнего и внутреннего контура, то есть, смотря с какого природного источника добывается тепло, и какому типу носителя отдается: «вода-вода», «воздух-воздух», «грунт-вода», «воздух-вода», «лед-вода» и «вода-воздух».

Где могут использоваться тепловые насосы

Тепловые насосы применяются в быту и на производстве, когда другие виды отопительных систем выходят более затратными и менее продуктивными. По-сути, они могут использоваться везде, поскольку добывают тепловую энергию из окружающей среды. Тепловые насосы эффективно работают для обогрева жилых помещений, складов, офисов, частных домов, при условии качественного монтажа и учета близости потенциального носителя тепла. И все же, чем теплее дом, тем лучше и выгоднее использование агрегата. Это объясняется тем, что с утепленного здания меньше уходит тепла, а соответственно выше производительность и экономия электроэнергии.