Як працює тепловий насос: розкриваємо принцип його роботи.
Що лежить в основі роботи теплового насоса?
Принцип роботи теплового насоса.
Принцип роботи теплового насоса можна порівняти з роботою холодильника, але в зворотному напрямку. Якщо холодильник відводить тепло зсередини та віддає його назовні, то тепловий насос, навпаки, забирає теплову енергію з навколишнього середовища та передає її в систему опалення будинку. Навіть за низьких зовнішніх температур повітря, ґрунт і підземні води містять теплову енергію, яку можна ефективно використовувати. Завдяки термодинамічному циклу тепловий насос переносить цю енергію від джерела з нижчою температурою до системи опалення з вищою температурою. Розгляньмо, як це відбувається крок за кроком:
Принцип роботи
Чотири етапи циклу теплового насоса.
- 1/4
Випарник збирає тепло з навколишнього середовища ( повітря, землі або води) і передає його холодоагенту, що циркулює всередині теплового насоса. Цей холодоагент має дуже низьку температуру кипіння, що дозволяє йому поглинати тепло і перетворюватися з рідини в газ навіть при низьких температурах. Спеціальні властивості холодоагенту дозволяють йому уловлювати теплову енергію навіть при досить низькій температурі джерела – в сучасних системах до -20 °C.
- 2/4
Газоподібний холодоагент надходить до компресора, де стискається. Унаслідок цього значно підвищуються його тиск і температура, що дає змогу отримати тепло, необхідне для ефективної роботи системи опалення.
- 3/4
У конденсаторі нагрітий холодоагент передає тепло до системи опалення вашого будинку через теплообмінник. Віддавши тепло, холодоагент охолоджується і повертається в рідкий стан, а система опалення розподіляє тепло по будинку.
- 4/4
Після цього холодоагент проходить через розширювальний клапан, де його тиск і температура знижуються. Потім він знову надходить до випарника, і цикл повторюється.
Різні типи теплових насосів
Джерело тепла визначає тип теплового насоса.
- Повітряні теплові насосиДізнатися більше
Повітряні теплові насоси (теплові насоси повітря-вода) використовують теплову енергію навколишнього повітря для опалення, приготування гарячої води та, залежно від моделі, охолодження приміщень. Вони є найпоширенішим типом теплових насосів завдяки простому монтажу, універсальності та можливості встановлення як у нових будинках, так і під час модернізації існуючих систем опалення. Залежно від конструкції, теплові насоси повітря-вода можуть бути моноблочними або спліт-системами, що дає змогу підібрати оптимальне рішення відповідно до особливостей будинку та вимог до монтажу.
- Геотермальні теплові насосиДізнатися більше
Геотермальні теплові насоси (теплові насоси розсіл-вода) використовують теплову енергію ґрунту, яку отримують за допомогою горизонтальних колекторів або геотермальних зондів. Завдяки відносно стабільній температурі ґрунту протягом року вони забезпечують високу ефективність навіть у холодний період. Хоча встановлення таких систем потребує проведення земляних робіт, їхня стабільна продуктивність і висока енергоефективність роблять теплові насоси розсіл-вода ефективним рішенням для довгострокового використання.
- Теплові насоси з джерелом тепла «вода»Дізнатися більше
Теплові насоси вода-вода використовують теплову енергію підземних вод. Завдяки стабільній температурі водоносного горизонту вони належать до найефективніших типів теплових насосів і забезпечують високу продуктивність протягом усього року. Для встановлення такої системи необхідна наявність відповідних гідрогеологічних умов і можливість облаштування водозабірної та поглинальної свердловин. За правильного проєктування теплові насоси вода-вода забезпечують високу енергоефективність і низькі експлуатаційні витрати.
Теплові насоси в умовах низьких температур
Як працюють теплові насоси взимку?
Це питання є особливо важливим для теплових насосів, що використовують повітря як джерело тепла. Сучасні теплові насоси розроблені таким чином, щоб ефективно працювати навіть у холодну погоду. Хоча їхня ефективність дещо знижується при зниженні температури зовнішнього повітря, сучасні системи зберігають ефективну теплопродуктивність навіть при температурі -20 °C.
Для надзвичайно холодних зим багато систем теплових насосів доповнюються резервним джерелом тепла, який активується тільки при необхідності, забезпечуючи тепло у вашому домі незалежно від зовнішніх умов. Альтернативно, гібридні системи поєднують тепловий насос з іншим опаленням, наприклад, газовим котлом або електричним котлом, для оптимізації ефективності в будь-яких погодних умовах.
Охолодження за допомогою теплового насоса
Як тепловий насос може охолоджувати ваш будинок влітку.
Теплові насоси можуть не тільки обігрівати ваш будинок, але й охолоджувати його влітку. У системах, призначених для охолодження, процес просто відбувається у зворотному напрямку: насос відбирає тепло з ваших кімнат і віддає його в повітря, землю або воду зовні. Часто для розподілу охолодження в приміщенні використовується система підлогового опалення.
Дізнайтесь більше про активне та пасивне охолодження за допомогою теплового насоса.
Перевага в ефективності
Ефективність теплового насоса.
Теплові насоси надзвичайно ефективні, оскільки вони не генерують тепло, а просто переміщують його з одного місця в інше. Ця фундаментальна відмінність дозволяє їм постачати 3-5 одиниць теплової енергії на кожну одиницю спожитої електроенергії. Таке співвідношення робить цю технологію значно ефективнішою навіть за найкращі традиційні системи опалення.
Ви можете знайти різні параметри ефективності, які вимірюються різними способами. Коефіцієнт продуктивності (COP) є найвідомішим і вимірюється в лабораторних умовах. Однак сезонний коефіцієнт продуктивності (SCOP) та річний коефіцієнт продуктивності (APF) також є ключовими показниками. Більше інформації ви можете знайти тут.
