В последнее время тепловые насосы стали все более популярным способом отопления домов. Несмотря на то, что принцип их работы может показаться сложным, он в действительности основывается на нескольких основных законах физики. Тепловые насосы являются привлекательным альтернативным способом отопления по сравнению с традиционными системами. Что привлекает в тепловые насосы? Из чего они состоят и как они работают?

Конструкция и принцип работы теплового насоса

Чтобы понять, как работает тепловой насос, важно вначале разобраться в значении его названия. Ближайшим синонимом, который можно применить к тепловому насосу, будет реле. Ибо в этом заключается истинная суть его работы. Насос не вырабатывает тепловую энергию, а является посредником, передающим ее от нижнего источника (грунт, воздух или вода) к верхнему источнику, т.е. системе отопления.

Конструкция теплового насоса на практике чрезвычайно проста и состоит из:

• Испаритель
• Компрессор
• Конденсатор
• Расширительный клапан

.Для того чтобы вся система теплового насоса функционировала и передавала тепло из одной точки в другую, необходим постоянный источник электроэнергии. Это связано с тем, что он питает отдельные компоненты конструкции.

Путь тепла от земли к внутренней части дома

Процесс передачи энергии в тепловом насосе начинается в испарителе. Здесь содержится так называемая рабочая среда, которая имеет очень низкую температуру испарения. Испаритель улавливает тепло от нижнего источника, которым может быть грунт, вода или воздух, в результате чего рабочая среда испаряется. Тепловой насос — это закрытая система, поэтому кипящая рабочая среда не выходит в воздух, а движется по трубам — ее следующей остановкой будет компрессор.

Принцип работы компрессора очевиден для большинства людей. Компрессор "всасывает" газ и повышает его давление (что приводит к повышению температуры) — затем нагнетает. На этом этапе рабочая среда находится в газообразном состоянии, ее давление и температура очень высоки. В конденсаторе рабочая жидкость меняет свое агрегатное состояние обратно на жидкое и передает тепло в систему отопления. Оттуда она, в свою очередь, перенаправляется на отдельные участки тепловой системы, обогревая помещения, расположенные по всему зданию.

Однако рабочая жидкость не останавливается, а движется дальше — ее заставляет двигаться внутренняя циркуляция замкнутой системы. Когда рабочая среда поступает в расширительный клапан, давление и температура быстро падают. Теперь этот хладагент возвращается в исходное состояние, в котором он находился, когда тепло в испарителе заставило его двигаться по системе трубопроводов. После полного охлаждения и декомпрессии рабочая среда возвращается в испаритель, чтобы весь процесс начался снова.

Экономически эффективна ли установка теплового насоса?

Одной из основных причин, по которым современные люди предпочитают устанавливать тепловой насос в своем доме, является экономический фактор. В целом, такая система отопления оказывается чрезвычайно эффективной. Это позволяет сэкономить значительную часть бюджета, который ранее тратился на оплату отопления.

Точная стоимость теплового насоса — а значит, и величина экономии — зависит в первую очередь от типа насоса (водяной, грунтовый или воздушный) и размера здания, в котором он установлен. Обычно, однако, это позволяет снизить общие годовые расходы на отопление до 50% от первоначальной стоимости. Тепловой насос действительно требует постоянного доступа к электроэнергии — но стоимость ее потребления несравнимо ниже по сравнению с расходами, связанными с нефтяной или газовой печью.

Еще один момент, который многие находят очень обнадеживающим, — это очень низкое воздействие этого типа установки на окружающую среду. На самом деле, единственный способ, которым он может повлиять на окружающую среду, — это использование электроэнергии на электростанции, которая выделяет токсичные испарения. Однако если тепловой насос установлен владельцем эффективной фотоэлектрической системы, этот вид отопления будет на сто процентов экологичным.

Установка теплового насоса — преимущества и недостатки

Все большее число застройщиков — особенно тех, кто возводит новые здания — предпочитают устанавливать тепловой насос в недвижимости. Какие основные преимущества и недостатки этого типа установки следует учитывать перед ее монтажом?

Недостатки теплового насоса

• Работа теплового насоса зависит от доступа к электричеству — если он прерван или ограничен, отопление перестанет функционировать
• Стоимость покупки и последующей установки довольно высока и поэтому может стать серьезной нагрузкой для семейного бюджета
• В случае горизонтальных теплообменников требуется большое количество незастроенного пространства

Преимущества теплового насоса

• Не требует обслуживания
• Экологически безопасен
• Не подвержен риску взрыва или пожара
• Простота установки
• Для питания насоса требуется гораздо меньше энергии, чем передается им