+7 (343) 361-45-62
Поиск

Тепловые насосы

Наши  технические специалисты  предложат  комплексные решения по уменьшению затрат  на теплоснабжение. Подготовят решение для производства энергии для отопления, подогрева воды с помощью тепловых насосов на основе ваших технических условий. Предлагаем свои услуги на всех стадиях – от проектных изысканий, вплоть до поставки «под ключ» всего, что нужно для систем отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые насосы – «умножители тепла» — Это универсальный прибор, сочетающий в себе отопительный котел, источник горячего водоснабжения и кондиционер. Основное его отличие от всех остальных источников тепла заключается в исключительной возможности использовать возобновляемую низкотемпературную энергию окружающей среды на нужды отопления и нагрева воды. Название «тепловой насос» возникло из-за того, что прибор позволяет как бы «перекачивать» тепло из низкотемпературного источника в высокотемпературный. Отметим, что производя тепло, тепловой насос получает из источников в окружающей среде до 80% энергии. Получается, что энергии из «из розетки» нужно лишь около 20% — чтобы работал компрессор. Всё остальное — бесплатно. 
История
Оглядываясь назад, мы видим, что человек издавна использовал теплоту Земли. Историки утверждают, что маори, коренное население Новой Зеландии, всегда использовали горячие источники для приготовления пищи, стирки и отопления.
Первая каменная постройка над горячим источником была возведена примерно в 1500 году до нашей эры на острове Липари, к северу от Сицилии.
Начиная с 1888 года, тепло Земли используется в Исландии для отопления домов. С 1928 существует постоянно расширяющаяся система центрального отопления в столице Исландии Рейкьявике.
В 1827 году, по инициативе итальянского промышленника Франческо Лардерела, в Тоскане, в долине Лардерелло, впервые горячий пар был использован в технологическом процессе для выпаривания борной кислоты. Борная кислота является слабой кислотой, соли которой в большом количестве представлены в земной коре в виде боратов. Химический элемент бор имеет большое значение (жизненно необходим) и содержится в различных продуктах питания и питьевой воде.
В 1913 году в Лардерелло была введена в эксплуатацию первая геотермическая электростанция, мощность которой в то время составляла 250 кВт. Технологическая основа этого проекта была заложена в 1904 году графом Пьеро Генари Конти, который провел первый эксперимент по использованию геотермальных флюидов для производства электроэнергии. Паровой двигатель приводил в действие динамо-машину, которая питала 5 лампочек.
Уже более 50 лет мир пользуется этими устройствами. С помощью теплового насоса зимой можно отапливать помещение, производить горячую воду для бытовых нужд, подогревать бассейн, летом же, кондиционировать помещение.
Имеются два способа применения геотермической энергии:
• глубинная геотермия (20 - 200°C), высокие температуры
• поверхностная геотермия (приблизительно 8 - 25°C, низкие температуры)
Применение тепловых насосов Данный способ является промежуточным при переходе от традиционного использования поверхностной геотермальной энергии к более сложным технологиям, когда уровень температуры является недостаточным для прямого использования геотермальной энергии. С помощью теплового насоса уровень температуры повышается от 10°C - 20 °C до значения 50°C максимум до 65.

В соответствии с тем, откуда поступает тепло и какой среде передается, Тепловой насос разделяют на типы – «воздух–вода», «воздух–воздух», «грунт–воздух», «грунт–вода», «вода–вода», «вода–воздух».

Тепловой насос  Toshiba ESTIA типа "воздух-вода"

 Тепловой насос  Toshiba ESTIA типа

Тепловой насос  типа «грунт–вода» (Геотермальное отопление), предназначенных для использования в отоплении вместо газовых и жидкотопливных котлов, составил в Европе примерно 125 тыс. в докризисном 2008 г., удвоившись буквально за два года. По прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 г. их доля в отоплении может достигнуть 75 %.
При использовании геотермической энергии температура является лишь одним из многих параметров, главную роль играет наличие достаточного объёма водоносных слоёв на соответствующей глубине.
Геотермальные коллекторы
Геотермальные коллекторы служат для получения тепловой энергии из поверхностных слоёв грунта; они устанавливаются на глубине максимум 5 метров, как правило, на 0,2 м ниже границы промерзания грунта. Первые 10 – 20 метров грунта прогреваются солнечным излучением, а также благодаря циркуляции тёплых грунтовых вод и теплопроводности грунта. Температура на глубине первых нескольких метров подвержена сезонным колебаниям, но на глубине от 20 - 50 м в течение всего года сохраняется постоянная температура, среднегодовое значение которой составляет 8°C - 10°C.
Энергия, получаемая с помощью коллектора или регистрового оборудования, может использоваться или для пассивного охлаждения здания, или, по достижении более высокого температурного уровня с помощью теплового насоса, для отопления. Следует учесть, что для работы тепловых насосов необходима электрическая энергия. Современные тепловые насосы 75% энергии получают из окружающей среды (в том числе, геотермическую энергию), 25% приходится на традиционное электричество.

Принципиальная схема геотермального коллектора


Принципиальная схема геотермального коллектора

Геотермальный коллектор должен иметь площадь, равную площади обогреваемого помещения, или превосходить её максимум в два раза. Благодаря тому, что для геотермического коллектора не требуется значительной площади, его можно установить на индивидуальном земельном участке, то есть отсутствует проблема с размещением. Подобные источники энергии имеются повсеместно.

Геотермальные зонды

Принципиальная схема установки с геотермальным зондом

Принципиальная схема установки с геотермальным зондом

Для использования геотермической энергии, аккумулируемой в более глубоких слоях, служат u-образные геотермальные зонды, которые устанавливаются на глубине до 400 м. В них циркулирует нагревающаяся в глубине среда-теплоноситель, с помощью которой тепло переносится на поверхность к теплообменнику теплового насоса. Поскольку на относительно небольших глубинах температура не достигает высоких значений, требуется применение теплового насоса, как и в случае с геотермальными регистрами.
Эксплуатация зондов осложняется тем, что в зоне их установки не исключена вероятность охлаждения грунта. При охлаждении грунта на расстоянии 2 м от зонда температура может снизиться на 2°C.
Однако при оптимальном проектировании эффект охлаждения можно минимизировать, обеспечив таким образом продолжительный срок эксплуатации.
Значения температуры и параметры грунта различаются на разных участках. Получение энергии с помощью геотермических зондов требует соблюдения ряда условий, что возможно не на всех участках. В отличие от ветровых установок, в данном случае сложно выбрать оптимальное место для монтажа, так как параметры грунта можно точно определить только в редких случаях, а для того, чтобы их выяснить, требуется проведение технических работ в большом объёме. Кроме того, следует иметь в виду, что при использовании геотермических зондов для получения энергии может встать вопрос об охране грунтовых вод. На отдельных участках, в соответствии с требованиями по охране грунтовых вод, приходится отказаться от использования геотермических зондов.
Геотермические зонды проникают в грунт на большую глубину, но на поверхности они не занимают много места, как и геотермальные коллекторы. Геотермические зонды не оказывают воздействия на окружающую среду, и для их установки не требуется большого пространства.

схема работы теплового насоса грун вода

Схема работы теплового насоса грунт вода

Тепловой насос  типа Воздух, солнце-вода (Солнечное отопление)
Воздушно-солнечный конвектор Bernier-Energies – это первое в мире устройство экологического и экономичного отопления, предназначенное для полной замены существующих электрических обогревателей. Термодинамический моноблок конвектор позволяет экономить до 72% электроэнергии .
Тепловой насос, встроенный в стену здания, использует полноценно эту  энергию для нагрева отопительной жидкости. Он не отдаёт тепло наружу, а дополнительно использует его для более эффективной работы системы.

Воздушно-солнечный конвектор

Схема отопления (Солнечное отопление)

Воздух, солнце и вода ГВС

Схема ГВС

Правительства стран Евросоюза, Японии и Китая поощряют применение тепловых насосов. В Швеции, Испании, Великобритании и Китае существует программа субсидий за установку этого оборудования. Во Франции действует налоговый кредит за энергосбережение и использование возобновляемых источников энергии. В Германии Общенациональные Нормы Потребления Энергии предъявляют строгие требования к энергоэффективности зданий, что фактически стимулирует использование низкоэнергетических систем отопления (солнечных тепловых батарей и тепловых насосов). Евросоюз также издал Директиву по Энергетическим Показателям Зданий с целью улучшения показателей энергоэффективности зданий и, как результат, геотермальные тепловые насосы составляют около 25% всего европейского рынка устройств предназначенных для обогрева помещений. В Японии, по данным автoритетного японского издания JRAIA, быстро растут продажи водонагревателей на базе теплового насоса, использующих природный хладагент CO2 (ECO CUTE). К 2010 году таких систем было реализовано не менее 5 миллионов. Отметим, что в первых рядах по использованию тепловых насосов и страны Скандинавии, чьи климатические условия во многом схожи с российскими. Реверсивные тепловые насосы, в основном типа воздух-воздух, применяемые для отопления помещений, являются доминирующими в Норвегии (90%) и Финляндии (81%). В общем, тепловые насосы — это во многих странах давно уже не будущее, но настоящее климатических технологий.

Российские перспективы
Хотелось бы верить, в то что со временем к этим странам присоединится и Россия, не смотря на то, что так богата ископаемым топливом. Разумеется, существуют некоторые ограничения в использовании тепловых насосов. Они, в основном, связаны с температурой окружающего воздуха. При очень низких температурах, которые обычно фиксируются на самом севере нашей страны, в приполярных, заполярных районах, эффективность теплового насоса, ввиду конструктивных особенностей и принципа действия, например, для отопления помещений, не очевидна. Но всё же большая часть населения России проживает в районах с не столь суровым климатом, где тепловые насосы вполне могут эксплуатироваться и уже эксплуатируются, хоть и в заметно меньших объёмах, чем, к примеру, в странах северной Европы. Возможность эксплуатации и эффективность низкотемпературных воздушных тепловых насосов в условиях России, обоснована теоретически и подтверждена на практике. Работоспособны и целесообразны тепловые насосы и в других регионах.

целесообразны тепловые насосы и в других регионах

Приведённые в таблице данные свидетельствуют о том, что тепловые насосы вполне работоспособны в различных регионах нашей страны

Установки имеет довольно приличный КПД, для выработки 1 кВт/ч тепла, достаточно подать на компрессор, который прокачивает теплоноситель всего 0,2-0,35 кВт/ч электроэнергии. Согласитесь, это очень приличный результат. Расчёты показывают, что геотермическая установка может эксплуатироваться на одном месте до 50 лет. Если учесть, что продолжительность полной нагрузки составляет от 4000 до 5000 часов в год, то общее количество тепла за год составит одну сотую часть геотермических резервов. Как правило, установка окупается за 4-9 лет и имеет срок службы до капитального ремонта не менее 25 лет, при этом практически не требует обслуживания. В современных условиях роста цен на энергоносители срок окупаемости теплового насоса может сократиться и составить очень серьёзную конкуренцию традиционным источникам теплоснабжения. Важные нюансы использования тепловых воздушных насосов для северных территорий здесь. Систему можно сделать автономной, если комбинировать систему с солнечными батареями и ветрогенератором. Благодаря энергии солнца, ветра сегодня можно обеспечить электричеством небольшой коттедж. 

описания возможных систем и цены можно посмотреть здесь...

По всем вопросам  вы может обращаться по телефонам (343) 361-45-62,   писать вопросы на e-mail