Тепловой насос – это агрегат, позволяющий переносить тепловую энергию. Тепловой насос является источником энергии для системы отопления и горячего водоснабжения, а также может быть источником для системы пассивного охлаждения. Отличительной особенностью теплового насоса от других генераторов тепловой энергии (электрических, газовых, дровяных и дизельных) является то, что при производстве тепла - 80% энергии берется из окружающей среды. Тепловой насос забирает энергию из воздуха, грунта или воды, накопленную за теплое время года. Нарушений законов физики не происходит, так как при этом происходит просто перераспределение энергии.
Принцип работы тепловых насосов напоминает принцип работы холодильника, только в обратную сторону. Холодильник берет тепло из замкнутого объема камеры холодильника и отдает его в окружающую среду. Тепловые насосы берут тепло из окружающей среды (например, из грунта), “умножают” его и используют для отопления и нагрева воды.
Если прибор забирает тепловой поток при низких температурах- это "холодная сторона" и когда отдает его обратно, за счет поступления энергии при более высоких температурах - это "теплая сторона".В холодильных установках используется "холодная сторона” , в тепловых насосах - "теплая сторона".
Принцип действия
Тепловой насос работает по принципу холодильного агрегата и относится к классу холодильных машин.
Рабочим циклом теплового насоса является:
» 1 Рабочее вещество, т.е. охлажденный жидкий хладагент подается в теплообменник теплового насоса – испаритель. При поступлении более теплого источника тепла, например наружного воздуха, воды или солевого раствора в испаритель, хладагент, который непрерывно циркулирует в нем , забирает от источника тепла необходимую энергию, слегка нагревается и переходит из жидкого состояния в газообразное, испаряется и поступает в компрессор насоса.
» 2 Компрессор сжимает газообразный хладагент и происходит увеличение его давления. Из-за этого сильно увеличивается температура . Таким образом, хладагент "подкачивается" до более высокого температурного уровня. Для этого необходима электроэнергия.
» 3 После этого горячий хладагент поступает в конденсатор. Конденсатор расположен за компрессором. В этом теплообменнике хладагент передает, полученное ранее тепло другому теплоносителю, протекающему в циркуляционном контуре системы водяного отопления. Хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние.
» 4 Затем с помощью расширительного клапана производится снижение имеющегося остаточного давления, хладагент поступает в испаритель, и цикл повторяется.
Каков срок окупаемости капитальных вложений в установку теплового насоса?
Вопрос окупаемости напрямую зависит от того, альтернативой какому виду топлива (и какому котлу) рассматривается тепловой насос. Основные традиционные энергоносители - природный газ, электричество, дизельное топливо, твердое топливо, сжиженный газ.
Стоимость условного киловатт-часа тепловой энергии, получаемой от различных теплогенераторов в РФ:
| Вид теплогенератора | Стоимость 1 кВт/ч |
| Газовый генератор | 0,25 р. |
| Твердотопливный котел | 1,05 р. |
| Дизельный котел | 2,10 р. |
| Электрический насос | 2,20 р. |
| Тепловой насос | 0,55 р. |
Как видно из приведенных данных, при действующих российских ценах на энергоносители, использование газового отопления более выгодно, чем теплового насоса. Однако, если газ не проведен на участке, то цена согласования, монтажа, подключения газового оборудования , значительно превышает стоимость монтажа теплового насоса и его эксплуатации. Следовательно, использование газа более выгодно, если он уже есть на участке , если же его нет, то, однозначно, надо использовать тепловой насос.
Далее, более дешевым видом топлива являются дрова. Но даже при эксплуатации самого современного твердотопливного котла ,нельзя добиться комфортного отопления и функционального управления. Расходы на обслуживание твердотопливного котла в два раза больше, чем при использовании теплового насоса.
Эксплуатировать тепловой насос вместо электрического котла или электро-конвекторов, экономней в 3-4 раза. При работе теплового насоса, как единственного источника тепла в здании ,не надо дополнительно подключать электрические мощности. Цена дополнительного кВт выделенной электроэнергии в московской области - от 40 до 80 тысяч рублей. Например для отопления коттеджа площадью 200 кв. м с помощью электрического оборудования надо до 20 кВт выделенной мощности, при использовании теплового насоса, потребляемая мощность будет не больше 5 кВт для данного метража.
Сравнение экономичности дизельного котла с тепловым насосом напоминает сравнение с элекрокотлом. Затраты на эксплуатацию теплового насоса меньше в 4 раза. Степень автономности и функциональности системы отопления много выше, а также не надо решать вопросы, связанные с поставкой и хранением горючего топлива.
* стоимость киловатт-часа указана для теплового насоса "солевой раствор-вода", у тепловых насосов "вода-вода" средняя за год стоимость 1 кВт/ч оказывается чуть ниже, у воздушных тепловых насосов чуть выше.