Види теплових насосів

Особливості конструкції, монтажу та використання різних видів теплових насосів

В цілому використання теплового насосу типу вода-вода чи грунт-вода можливо буде потребувати погодження з екологічними службами, органами влади.Теплові насоси бувають таких видів:

• повітря-повітря;
• повітря-вода;
• вода-вода;
• грунт-вода.

Теплові насоси типу повітря-повітря - це теплові насоси, що мають теплообмінники для забору тепла з навколишнього середовища та віддачі його споживачу типу фреон-повітря. По суті це кондиціонери, оптимізовані для роботи при низьких температурах на обігрів. Дуже цікаві для офісних приміщень, виробничих чи інших комерційних приміщень, де є потреба в обігріві, що вигідніше ніж використанні побутових обігрівачів. Кром того, виконують ще й функцію охолодження влітку.

Тепловий насос типу повітря-вода - це тепловий насос, що має теплообмінник для забору тепла з навколишнього середовища типу фреон-повітря та віддачі його споживачу типу фреон-вода. Візуально зовнішній блок теплові насоси мають як в кондиціонерів, внутрішній - схожий на електрокотел чи холодильник (якщо в ньому вбудований ще й бак для приготування гарячої води). На сьогодні є одним з найменш витратним способом обігріву по капітальним витратам, серед теплових насосів які працюють з водяною системою опалення. Звичайно, що теплові насоси повітря-повітря мають менші капітальні витрати, але тут потрібно враховувати комфорт, адже в офісі чи на виробництві рух повітря чи шум не є таким важливим критерієм, як в квартирі чи приватному будинку, особливо якщо є діти чи в нічний період часу.

Тепловий насос типу вода-вода - це тепловий насос, що має теплообмінники для забору тепла з навколишнього середовища та віддачі його споживачу типу фреон-вода. Тут можна виділити напевно 2 підвиди по теплообмінникам відбору тепла з навколишнього середовища. Перший буде мати теплообмінник закритого типу. Такий теплообмінник розміщують в водоєм, який має достатню течію або об’єм щоб забезпечити потрібну кількість тепла без шкоди самій водоймі або його мешканцям.

Інший підвид має теплообмінник відкритого типу та використовує одну або декілька скважин з яких за допомогою насосів піднімається та пропускається вода через теплообмінник та скидається таким же чином в інші скважини чи використовується по іншому призначенні. Тут важливо враховувати декілька особливостей, потрібно мати відповідний дебет на забір та скидання в скважинах чи стале споживання даної охолодженої води. При чому це повинно забезпечуватись протягом усього річного терміну використання. А як відомо ці показники змінюються відповідно до посушливих періодів та періодів танення снігу в нашому регіоні. Також можливий забір води з відкритої водойми, відбір тепла та скидання відпрацьованої води назад у водойму. Недоліком такого варіанту є забрудненість води, що буде зменшувати ефективність відбору тепла в теплообміннику або з зупинка системи в неочікуваний час та необхідність його сервісу.

Тепловий насос типу грунт-вода або геотермальний тепловий насос - це тепловий насос, що має теплообмінник для забору тепла з навколишнього середовища типу фреон-грунт та віддачі його споживачу типу фреон-вода. Грунтові теплообмінники можуть бути поверхневими та із застосуванням зонтів що розміщуються в скважини.

Грунтові теплообмінники поверхневого типу потребуватимуть зйому верхньо шару грунту, щоб розмістити поле теплообмінника. Зазвичай ця глибина складає біля 2 м, що складає досить об’ємні земляні роботи. Потрібно розуміти що над цим полем не можна буде розмістити багаторічні рослини з глибоким корінням та дерева . Також вони мають обмеженням щодо відстані розташування до фундаментів будинків, якщо розташовувати поле в дворі будинку, а не на полі, тоді фундамент має мати додатковий електропідігрів фундаменту.

Грунтові теплообмінники з розміщенням зонту в пробурені скважини, потребуватиме певну їх кількість щоб набрати потрібну потужність. Звичайно потужність на 1 м.п. скважини буде залежати від геології, а це наука не досить специфічна щоб отримати відповідь по тепловіддачі на 1 м.п. зонту. Але якщо брати усереднено, то при U-подібному зонту з зовнішнім діаметром труби 40мм, можна отримати від 25 Вт/м.п.. При глибині скважини 100м, можна отримати потужність від 2,5 кВт. Якщо при розрахунку взяти більшу ніж може дати скважини потужність вона може вимерзнути, що збільшить термічний опір теплопередачі від землі та подальше відкачування тепла зі скважини буде ускладнене. Для відновлення роботи скважини її потрібно відігрівати, що займає певний час та зусилля. Щоб скважини не впливали одна на одну відстань між ним краще зберігати не менше 6 м.

В цілому використання теплового насосу типу вода-вода чи грунт-вода можливо буде потребувати погодження з екологічними службами, органами влади.