Виды тепловых насосов

Особенности конструкции, монтажа и использования разных видов тепловых насосов

Тепловые насосы бывают таких видов:

• воздух-воздух;
• воздух-вода;
• вода-вода;
• грунт-вода.

Тепловые насосы типа воздух-воздух – это тепловые насосы, имеющие теплообменники для забора тепла из окружающей среды и отдачи его потребителю типа фреон-воздух. По сути это кондиционеры, оптимизированы для работы при низких температурах на обогрев. Очень интересны для офисных помещений, производственных или других коммерческих помещений, где есть потребность в обогреве, что гораздо выгоднее использования бытовых обогревателей. Кроме того, выполняют еще и функцию охлаждения летом.

Тепловой насос типа воздух-вода – это тепловой насос, имеющий теплообменник для забора тепла из окружающей среды типа фреон-воздух и отдачи потребителю типа фреон-вода. Визуально внешний блок тепловые насосы имеют как у кондиционеров, внутренний - похож на электрокотел или холодильник (если в нем встроен еще и бак для приготовления горячей воды). На сегодняшний день является одним из наименее затратным способом обогрева по капитальным затратам, среди тепловых насосов работающих с водяной системой отопления. Конечно, тепловые насосы воздух-воздух имеют меньшие капитальные затраты, но здесь нужно учитывать комфорт, ведь в офисе или на производстве движение воздуха или шум не является таким важным критерием, как в квартире или частном доме, особенно если есть дети или в ночной период времени.

Тепловой насос типа вода-вода – это тепловой насос, имеющий теплообменники для забора тепла из окружающей среды и отдачи потребителю типа фреон-вода. Здесь можно выделить наверняка два подвида по теплообменникам отбора тепла из окружающей среды. Первый будет иметь теплообменник закрытого типа. Такой теплообменник размещают в водоем, имеющий достаточное течение или объем, чтобы обеспечить нужное количество тепла без ущерба самому водоему или его обитателям.

Другой подвид имеет теплообменник открытого типа и использует одну или несколько скважин, из которых с помощью насосов поднимается и пропускается вода через теплообменник и сбрасывается таким же образом в другие скважины или используется по другому назначению. Здесь важно учитывать несколько особенностей, нужно иметь соответствующий дебет на забор и сброс в скважинах или постоянное потребление охлажденной воды. Причем это должно обеспечиваться в течение всего годового срока использования. А как известно, эти показатели изменяются в соответствии с засушливыми периодами и периодами таяния снега в нашем регионе. Возможен забор воды из открытого водоема, отбор тепла и сброс отработанной воды обратно в водоем. Недостатком такого варианта является загрязненность воды, что будет снижать эффективность отбора тепла в теплообменнике или остановку системы в неожиданное время и необходимость его сервиса.

Тепловой насос типа грунт-вода или геотермальный тепловой насос - это тепловой насос, имеющий теплообменник для забора тепла из окружающей среды типа фреон-грунт и отдачи его потребителю типа фреон-вода. Грунтовые теплообменники могут быть поверхностными или с применением зонтов размещаемых в скважине.

Грунтовые теплообменники поверхностного типа будут нуждаться в съеме верхнего слоя грунта, чтобы разместить поле теплообменника. Обычно эта глубина составляет около 2 м, что составляет достаточно большие земляные работы. Нужно понимать, что над этим полем нельзя будет разместить многолетние растения с глубокими корнями и деревья. Также они имеют ограничение расстояния расположения до фундаментов домов, если располагать поле во дворе дома, а не на поле, тогда фундамент должен иметь дополнительный электроподогрев фундамента.

Грунтовые теплообменники с размещением зонта в пробуренные скважины, потребует определенное количество, чтобы набрать нужную мощность. Обычно мощность на 1 м.п. сверлины будет зависеть от геологии, а эта наука недостаточно специфична чтобы получить ответ по теплоотдаче на 1 м.п. зонта. Но если брать усредненно, то при U-образном зонте с наружным диаметром трубы 40мм, можно получить от 25 Вт/м.п.. При глубине скважины 100м, можно получить мощность от 2,5 кВт. Если при расчете взять большую мощность, она может вымерзнуть, что увеличит термическое сопротивление теплопередаче от земли и последующая откачка тепла из сверлины будет затруднена. Для восстановления работы скважины ее нужно отогревать, что занимает определенное время и усилия. Чтобы скважины не влияли друг на друга, расстояние между ним лучше делать не менее 6 м.

В целом использование теплового насоса типа вода-вода или грунт-вода может потребовать согласования с экологическими службами, органами власти.