Компания Atmosfera подписала договор о партнерстве с компанией Aclima - экспертом №1 на украинском рынке систем вентиляции и кондиционирования.

Отныне обе компании объединяют усилия в фотовольтаическом и климатическом сегментах, делятся экспертизой и предлагают своим клиентам более комплексные решения по электрическому и тепловому обеспечению домов и предприятий с помощью возобновляемой энергии.

Больше о том, как работают тепловые насосы, каковы их преимущества и недостатки и о сотрудничестве этой технологии отопления с солнечной электростанцией расскажет технический директор Atmosfera - Александр Ковпак.

Сегодня тепловые насосы являются одним из самых современных и самых экологичных способов обогрева помещений. Они способны эффективно функционировать при температурах до -20 °C. Срок службы тепловых насосов относительно большой, до 50 лет, однако в среднем они рассчитаны на 15-20 лет.

Тепловой насос - это устройство, которое работает по принципу кондиционера, но вместо холодного воздуха генерирует теплый. Сам тепловой насос не нагревает воздух. Вместо этого он берет тепло из окружающей среды и обеспечивает отопление, горячее водоснабжение и даже кондиционирование помещений.

Работает тепловой насос очень экономно, ведь он тратит энергию только на работу компрессора и циркуляционных насосов. COP теплового насоса (coefficient of performance) - это коэффициент производительности системы теплового насоса, который показывает соотношение отданной тепловой энергии к затраченной электрической, необходимой для его работы. Чем выше COP теплового насоса, тем ниже эксплуатационные расходы.

Этот параметр обычно колеблется от 2 до 4. Например, если СОР=3, это означает, что тепловому насосу нужно взять из сети 3 кВт-ч электрической энергии, чтобы выдать 9 кВт-ч тепловой энергии в дом.

Если сравнивать тепловой насос с другими видами отопления, он является наиболее выгодным с точки зрения стоимости 1 кВт-ч тепловой энергии.

Тепловой насос используется для отопления, горячего водоснабжения, теплого пола, нагрева бассейна и даже кондиционирования не только в домах, но и в различных технологических процессах, предприятиях, строительстве, офисных и торговых помещениях и тому подобное.

Давайте разберемся, как они работают.

Из чего состоит тепловой насос?

• Фреон - хладагент. Жидкость (или газ), которая циркулирует по системе, поглощая, транспортируя и выделяя тепло. Он используется в холодильниках, кондиционерах и тепловых насосах, ведь он устойчив к низким температурам. Температура замерзания фреона - ниже 100 градусов Цельсия.

• Испаритель. Змеевик, в котором фреон поглощает тепло из окружающей среды, закипает и превращается в газ с низкой температурой.
• Компрессор. Нагнетает газообразный хладагент, увеличивая при этом его температуру.
• Конденсатор. Змеевик, в котором хладагент отдает тепло наружного воздуха и конденсируется.
• Расширительный клапан. Снижает давление, создаваемое компрессором. Это приводит к падению температуры и превращению фреона в низкотемпературную смесь пара с жидкостью.

Как работает тепловой насос?

1. Через внешний теплообменник (который называют «испарителем») прогоняется большой объем воздуха. Этот воздух отдает свою энергию фреону, который циркулирует по внутреннему замкнутому контуру. Фреон подается в испаритель в жидком состоянии, а после того, как забирает энергию от воздуха, начинает кипеть и переходит в газообразное состояние - испаряется.

2. Фреон в газообразном состоянии подается в компрессор, где происходит сжатие и повышение давления газообразного фреона. Это приводит к увеличению температуры фреона.

3. Нагретый и сжатый фреон подается на внутренний теплообменник (его называют «конденсатор»). На этом теплообменнике происходит передача энергии от фреонового контура к системе отопления. Технически это зависит от типа теплового насоса:

• «воздушный» - передача теплого воздуха в помещение (если мы сразу нагреваем воздух как в кондиционере),
• «водяной» - передача тепла к жидкости системы отопления или баку ГВС.

Фреон при отдаче тепла в теплообменнике начинает конденсироваться и переходить из газообразного состояния в жидкое.

4. Далее охлажденный фреон в жидком состоянии, но все еще под высоким давлением, подается на расширительный клапан (терморегулирующий вентиль), где происходит сброс давления. При этом температура фреона резко понижается до «минусовых» температур и снова готова начать цикл - забирать тепло из окружающей среды.

Существует 3 основных типа тепловых насосов:

• воздушные;
• водяные;
• геотермальные.

Воздушные тепловые насосы дешевле в установке, чем другие виды тепловых насосов, поскольку находятся над землей и не требуют проведения дополнительных монтажных работ.

Зато грунтовые тепловые насосы требуют объемных буровых работ на территории заказчика. Если дом уже эксплуатируется и участок уже «облагорожен», это будет достаточно затратно, поэтому их, как правило, устанавливают на этапе строительства. С водяными тепловыми насосами нужно иметь доступ к водоему, который можно использовать, а такие условия случаются очень редко.

Воздушные тепловые насосы просты в эксплуатации и подходят для любых объектов: старых или новых домов, квартир, офисных зданий, торговых центров, производственных или складских помещений.

Какие бывают конструкции воздушных тепловых насосов?

• Моноблок

В такой системе оба теплообменника (испаритель и конденсатор) находятся во внешнем блоке. Таким образом трубопроводы и жидкость системы отопления выходит наружу помещения и подключаются к тепловому насосу. Требования безопасности к такой системе выше. Если отсутствует электроэнергия, трубы, находящиеся снаружи, нужно оберегать от переохлаждения - они нуждаются в теплоизоляции, обмотке греющим кабелем, оснащением дополнительным АКБ для нагрева. Преимущество такой системы является более низкая стоимость, а также быстрый и простой монтаж.

• Сплит система

Конструкция теплового насоса типа СПЛИТ состоит из внутреннего блока, расположенного в помещении, и наружного, размещенного над землей на открытом воздухе. Теплообменник в такой системе расположен отдельно, «испаритель» - в наружном блоке, а «конденсатор» - внутри помещения во внутреннем блоке. Между собой они соединены при помощи фреоновой трассы из медных труб. Такой системе не страшны низкие температуры или отключение электроэнергии, и она не нуждается в дополнительном уходе, ведь контур отопления не выходит наружу.

Как воздушные тепловые насосы обеспечивают сразу отопление зимой, кондиционирование летом и круглогодичное горячее водоснабжение?

Тепловой насос подключен к бакам горячего водоснабжения (ГВС) и баку отопления, в качестве гарантированного источника тепловой энергии может использоваться встроенный ТЭН, электрокотел или другой котел. Из этих баков по трубам распределяется тепло по всему дому как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Кондиционирование помещений происходит с помощью фанкойлов (радиатор + вентилятор). С их помощью обеспечивается подача воздуха необходимой температуры - холодного летом и теплого зимой. Нагретая или охлажденная жидкость системы отопления (чаще всего вода) подается в фанкойлы, через которые в помещение подается воздух для обогрева или охлаждения. То есть кондиционирование помещения с тепловым насосом возможно при наличии в системе фанкойлов. Также можно использовать поверхностные системы охлаждения (холодные стены и потолки). Если же к системе подключены только радиаторы и теплый пол, то тепловой насос не работает в режиме охлаждения помещения.

Нюанс установки системы на фанкойлах заключается в том, что это целесообразно только на этапе проектирования дома. Если же тепловой насос устанавливается в уже построенном доме, это не имеет смысла, и лучше использовать для охлаждения дома летом обычные кондиционеры. Обычно тепловые насосы с фанкойлами успешно используются в промышленных, офисных и торговых помещениях.

Для отопления дома, мы советуем использовать тепловые насосы типа воздух-вода, ведь они способны обогреть весь дом с помощью радиаторов и/или теплого пола. Зато, тепловой насос типа воздух-воздух не способен обеспечить горячее водоснабжение, и будет обогревать только те помещения, где установлены внутренние блоки.

Какие есть нюансы установки тепловых насосов?

Противопоказанием для установки теплового насоса являются старые чугунные радиаторы, которые рассчитаны на температуру подачи теплоносителя +90 градусов Цельсия. При использовании теплового насоса с такими радиаторами, упадет производительность отопления. То есть перед установкой теплового насоса, нужно заменить чугунные радиаторы на радиаторы с большей площадью теплоотдачи.

Желательно устанавливать тепловой насос на земле на небольшом расстоянии от дома, чтобы вибрации в процессе работы насоса не влияли на дом. Также обычно тепловой насос устанавливается подальше от спален, чтобы минимизировать дискомфорт от звука, который он издает при работе. В то же время длина фреоновой трассы (трубы, соединяющие наружный и внутренний блоки) имеет свои ограничения по длине, которые зависят от модели теплового насоса.

Для каких домохозяйств имеет смысл устанавливать тепловой насос?

Тепловой насос подходит для новых строек, для домов с электрическим котлом, а также как энергоэффективная альтернатива твердотопливному котлу. Тепловой насос также экономически целесообразен для домов, где не подведен газ. Ведь подключение газа - долговременная, бюрократическая и дорогостоящая процедура. Промышленные тепловые насосы идеально подходят для обогрева, кондиционирования и ГВС больших сооружений - офисных, торговых, складских и промышленных помещений.

Как сотрудничают солнечные электростанции и тепловые насосы?

Обе технологии заботятся о самодостаточности, энергонезависимости и безопасности вашего дома или предприятия, но в разных сферах. Они используют бесплатную возобновляемую энергию из окружающей среды и превращают ее в полезный источник энергии. СЭС сотрудничает с тепловым насосом так же, как и с любым другим электроприбором. Солнечные панели питают критические потребители дома в течение дня и заряжают аккумуляторы (в случае автономной СЭС) на случай аварийных или плановых отключений электроэнергии. Аккумуляторы способны поддерживать работу теплового насоса в случае отключений, и при условии правильной настройки выделенной группы потребителей. Период такой «поддержки» зависит от емкости АКБ.

Обращайтесь к нашим инженерам за бесплатной консультацией и заказывайте выезд на объект. Вместе с нашими партнерами Aclima мы разработаем энергоэффективное комплексное решение, которое обеспечит Ваш дом или предприятие возобновляемой энергией для электроснабжения, ГВС, отопления или кондиционирования!