Геотермальные климатические системы. Принцип работы тепловых насосов.

Тепловые насосы — это компактные отопительные установки для автономного обогрева, охлаждения и горячего водоснабжения. Такие системы работают без использования топлива и не производят вредных выбросов в атмосферу, кроме того, тепловые насосы позволяют значительно снижать эксплуатационные расходы, экономя до 65-80% энергии направляемой на отопление и подготовку горячей воды.

Тепловые насосы избавлены от большинства недостатков централизованного теплоснабжения, достаточно широко применяются за рубежом. Имеют длительный срок службы и работают полностью в автоматическом режиме.

Примерно три четверти энергии, необходимой для этих целей, тепловой насос берет из окружающей среды, оставшаяся часть покрывается электрическим током, необходимым для работы компрессора теплового насоса.
Тепло, содержащееся в окружающей среде (солнечное тепло, накопившееся в грунте, воде, воздухе) имеется в неограниченном количестве.
Благодаря его использованию, тепловой насос обеспечивает безопасное для окружающей среды и экономичное отопление. Рекомендованы для энерго эффективных, пассивных домов.
Источником тепла может быть воздух, скалистая порода, земля или вода.

Принцип работы тепловых насосов.

Охлажденный теплоноситель, проходя по трубопроводу, уложенному в землю (воду) нагревается на несколько градусов. Внутри теплового насоса теплоноситель, проходя через теплообменник, называемый испарителем, отдает собранное из окружающей среды тепло во внутренний контур теплового насоса.
Внутренний контур теплового насоса заполнен хладагентом. Хладагент, имея низкую температуру кипения, проходя через испаритель, превращается из жидкого состояния в газ. Это происходит при низком давлении и низкой температуре. Из испарителя газообразный хладагент попадает, в компрессор, где он сжимается, его температура повышается. Далее горячий газ поступает во второй теплообменник (конденсатор). В конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления дома.
Хладагент отдает свое тепло в систему отопления, охлаждается и снова переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель системы отопления поступает к отопительным приборам.

При прохождении хладагента через редукционный клапан — давление понижается, хладагент попадает в испаритель, и цикл повторяется снова.
Тепловые насосы воздух — вода — по сравнению с грунтовыми тепловыми насосами, имеют более низкие коэффициенты эффективности СОР.
Однако отсутствие необходимости в земляных работах, для обустройства грунтового контура, и наличие моделей работающих при температуре окружающего воздуха от минус 20С, — позволяет эффективно использовать воздушные тепловые насосы во многих инсталляциях.

Мировое распространение геотермальных установок (тепловых насосов)

Масштабы внедрения тепловых насосов в мире стремительно увеличиваются:
В США ежегодно производится около 1 млн. геотермальных тепловых насосов. При строительстве новых общественных зданий используются исключительно геотермальные тепловые насосы. Эта норма была закреплена Федеральным законодательством США.
В Швеции 70% тепла обеспечивается тепловыми насосами. В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается геотермальными тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник тепла Балтийское море с температурой + 8°С.
Общий объём продаж выпускаемых за рубежом ТН составляет 125 млрд. долларов США, что превышает мировой объём продаж вооружений в 3 раза. В мире по прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в теплоснабжении составит 75%.

Источником тепла может быть воздух, скалистая порода, земля или вода, а также в некоторых моделях есть возможность подключения солнечных коллекторов, тогда используется солнце.

Почему тепловые насосы

Потому что в очень скором времени люди перестанут так необдуманно расходовать стремительно уменьшающиеся запасы ископаемого топлива на нашей планете и вплотную займутся поисками нетрадиционных источников энергии, способных обеспечить общество услугами по теплоснабжению, охлаждению и по подготовке горячей воды.
И сегодня использование низко потенциальной энергии земли, воды, воздуха — это один из наиболее эффективных способов снизить уровень теплового загрязнения планеты Земля и предоставить людям эффективную и экономичную альтернативу традиционным системам жизнеобеспечения.
Установка системы отопления и кондиционирования — решение, которое затрагивает комфорт домовладельца — и бумажник — в течение долгих последующих лет. Поэтому сегодня
все больше и больше людей выбирают системы, основанные на использовании тепловых насосов, которые являются наиболее рентабельными системами с самым продолжительным сроком службы из всех ныне известных систем отопления и кондиционирования на мировом рынке. Плюс, они всегда обеспечивают подготовку горячей воды и полностью покрывают потребности в ней.

Преимущества тепловых насосов:

Экономичность.
Системы с тепловыми насосами экономят людям деньги в обслуживании и в эксплуатации. В то время как начальная цена системы может быть немного выше, чем газового котла или центральной системы кондиционирования, это не мешает домовладельцу экономить деньги ежемесячно в процессе эксплуатации тепловых насосов. Низкое энергопотребление достигается за счет высокого коэффициента СОР системы и позволяет получить на 1 кВт затраченной энергии 3-7 кВт тепловой энергии или 2-5 кВт мощности по охлаждению на выходе. Система исключительно долговечна и прослужит от 25 до 50 лет без особого внимания к себе. Она согреет Вас холодной зимой, принесет прохладу жарким летом, и круглый год будет снабжать Вас горячей водой для ванны, сауны и даже бассейна. Вопрос климата будет решен полностью, т.к. отпадает необходимость обслуживания, заправки фреоном и сложности с запуском, присущие котлам и кондиционерам.

Экологичность.
Экологически чистый метод отопления и кондиционирования при помощи теплового насоса, т.к. используется возобновляемая солнцем тепловая энергия земли. Почти 40 % всей эмиссии двуокиси углерода — результат использования энергии для отопления, кондиционирования и для обеспечения потребности населения и промышленности в горячей воде. Это почти сопоставимо с уровнем вреда, приносимым выбросом в атмосферу выхлопных автомобильных газов. Системы с тепловыми насосами представляют собой системы, работающие на источнике нетрадиционной энергии, что позволяет примерно на 60% уменьшить выброс в атмосферу двуокиси углерода.

Надежность и долговечность системы
Системы с тепловыми насосами используют небольшое количество механических компонентов, и, если учесть, что компрессорные системы обычно имеют очень большой срок эксплуатации, то такие системы долговечны и высоко надежны. Подземный трубопровод (петля из полимерных труб), используемый в системе имеет срок службы более 50-ти лет, и сама система непосредственно будет верно служить от 20-ти до 30-ти лет и больше.

Безопасность.
Системы с тепловыми насосами безопасны и чисты, потому, что нет никакого огня сгорания, никаких вытяжных труб, и никаких ароматов; только безопасная, надежная работа год за годом.

Комфорт.
Тепловой насос работает бесшумно (не громче холодильника), а погодо зависимая автоматика и мультизонный контроль создают желаемый микроклимат в помещениях.

Дизайн
Установка теплового насоса не нарушает целостность интерьера. Насос занимает минимум пространства, и о нём станет известно Вашим гостям только, если Вы этого захотите.