Тепловые насосы: характеристики и типы

В последние годы все большее внимание привлекают разнообразные способы получения энергии нетрадиционными методами. Дело в том, что в принципе, на Земле нет дефицита тепловой энергии как такового. Иначе уже давно наступил бы новый ледниковый период. Земля получает практически всю энергию, используемую человечеством, от Солнца в виде электромагнитного излучения широкого спектра. Солнце всего за один день дарит Земле энергии столько, сколько все человечество расходует на свои нужды в течение целого года.

Эта энергия освещает и согревает поверхность планеты, дает питание растениям, которые в свою очередь по завершении жизненного цикла постепенно превращаются в ископаемое топливо. Помимо различных приспособлений для прямой утилизации солнечного излучения набирает популярность новый класс устройств – тепловые насосы, установки позволяющие отбирать тепловую энергию у менее нагретого тела и передавать его более нагретому телу. При этом происходит простой перенос энергии из одного места в другое без ущерба окружающей среде. По принципу теплового насоса работает холодильник. Он забирает тепло из морозильной камеры и с помощью решетки радиатора излучает его в окружающее пространство. При этом температура в камере может опускаться до тридцати или больше градусов ниже нуля, а радиатор – до сорока градусов выше нуля.

Типы тепловых насосов

В настоящее время серийно производится большое количество моделей тепловых насосов. Кроме того, изготавливаются также модели и по специальным проектам. Выпускаются тепловые насосы мощностью от тысячи ватт до сотен мегаватт. Принято считать, что затратив в процессе работы 1 кВт, можно получить на выходе установки от 3 до 6 кВт тепловой энергии. Применяются для извлечения тепла из разнообразных источников. В основном это вода и воздух и поэтому их можно разделить на основные типы:

  • Воздух – вода. Применяются для извлечения тепловой энергии из окружающего воздуха, с последующей передачей в накопительную емкость с водой.
  • Вода – вода. Применяются для извлечения тепла из воды.
  • Грунт – вода. Применяется для извлечения энергии из грунта и других твердых аккумуляторов тепла.
  • Воздух – воздух. Извлекают тепловую энергию из воздуха вне помещения и передают ее воздуху, чаще всего подогревая атмосферу в помещении.
  • Вода – воздух. Используют тепловую энергию воды, например в накопительном резервуаре, открытого водоема, подземных вод.
  • Грунт – воздух. Применяется для отбора тепловой энергии у грунта и нагрева воздуха в помещении.

Применение тепловых насосов

Область применения данных установок чрезвычайно широка. Разнообразие выпускаемых моделей позволяет использовать их в жилищно-коммунальном, сельском хозяйстве и в промышленности. Иногда на объекте могут устанавливаться несколько тепловых насосных установок, объединяемых в единую систему, как для производства тепла, так и для производства холода. Такие устройства называются кольцевыми теплонасосными системами. Они используются чаще в промышленности, сельском хозяйстве и других больших и средних объектах.

Для того, чтобы отопить жилой дом площадью 150 м2 необходимо затратить до 12 кВт тепловой энергии.  Чаще всего энергия отбирается с помощью коллектора, изготовленного в виде трубопровода, который закладывается в воду (и притапливается на дно грузами) или под землю. Один метр трубопровода дает в среднем 30 Вт мощности. Поэтому для получения 12 кВт необходим коллектор длиной 400 м. Для эффективного функционирования теплового насоса и уменьшения размера коллектора применяют циркуляционные насосы, которые ускоряют отбор тепла из окружающей среды. При этом на перекачивание энергии расходуется в 3-6 раз меньше, чем извлекается из теплового аккумулятора. Насосы бытового уровня выпускаются от 6 до 100кВт получаемой мощности. Устройства мощностью более 100 кВт относятся к классу промышленных устройств. Наименьшие размеры имеет коллектор насоса воздушного типа. Это обеспечивается неограниченным притоком свежего воздуха и высокой скоростью его прохождения через теплообменное устройство.

Характеристики и цена тепловых насосов

В таблице приведены данные по тепловым насосам различных типов. Указанный для каждой модели коэффициент преобразования – это отношение произведенной к величине затраченной тепловой мощности.

Модель

geoTHERM VWW 300/2

Buderus Logatherm WPL 7

AR T

Buderus Logatherm WPL 7

AR B

H-AR2-09H-UI017

Galmet New MiniLand 44 GT

 

Изготовитель

Vaillant,

Германия

Будерус, Германия

Будерус, Германия

Hyundai,

Южная Корея

 

Galmet,

Польша

Тип теплового насоса

Вода/вода

Вода/воздух

Воздух/вода

Воздух/воздух

Грунт/вода

Режим работы

Нагрев

Нагрев/

охлаждение

Нагрев/

охлаждение

Нагрев/

охлаждение

Нагрев/

пассивное охлаждение

Максимальная температура нагрева

 

62°С

62°С

62°С

Н/д

Н/д

Коэффициент преобразования

 

5,3

5,1

4,7

3,5

4,4

Тепловая мощность

42 кВт

6 кВт

7 кВт

2,7 кВт

43,6 кВт

Цена

14220 $

10900 $

9455 $

300 $

24050 $

Из таблицы видно, что наилучшей эффективностью (наибольшим коэффициентам преобразования) обладает тепловой насос фирмы Valliant (Германия).

 

Добавить комментарий

Filtered HTML

  • Адреса веб-страниц и email-адреса преобразовываются в ссылки автоматически.
  • Допустимые HTML-теги: <a href hreflang> <em> <strong> <cite> <blockquote cite> <code> <ul type> <ol start type> <li> <dl> <dt> <dd>
  • Строки и абзацы переносятся автоматически.