Тепловой насос
В последнее время много внимания уделяется применению различных специфических источников энергии, в число которых, в частности, входят тепло земли и геотермальные источники. Для их использования применяется тепловой насос, представляющий собой небольшой агрегат, обеспечивающий горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование домов.
Принцип работы насоса и особенности его устройства
Принцип работы геотермальных систем заключается в теплообмене между окружающей средой и хладагентом, аналогичном тому, который применяется в холодильниках. С помощью хладагента тепловой насос, не производя тепло, как бы выкачивает его для нужд дома.
Основной частью данной системы является полиэтиленовая труба, уложенная в грунт на глубине около полутора метров, где циркулирует незамерзающий этиленгликоль, забирающий тепло грунта. На входе насоса хладагент имеет температуру около +5°С, которая на выходе из него повышается до +55°С. Подобная система способна функционировать круглогодично, поскольку тепло сохраняется в земной толще даже в зимний период.
Кондиционирование помещений в летнее время происходит аналогичным образом, но направление процесса меняется на противоположное: толщей земли забирается избыточное тепло с поверхности.
Преимущества и недостатки устройства
Тепловые насосы обладают большим числом достоинств, к основными из которых относятся:
- используемый ими источник тепловой энергии является восстанавливаемым и практически безграничным, а в случае работы в режиме охлаждения внешняя среда представляет собой неограниченную емкость, в которую отводится внутреннее тепло;
- тепловые насосы являются самым эффективным из способов отопления с применением электричества. Количество получаемой с их помощью тепловой энергии значительно превосходит объем потребленной электрической энергии;
- поскольку эффективность функционирования тепловых насосов достигается при обеспечении постоянной температуры в доме, то отсутствует необходимость перевода его в экономичный режим в случае выезда жильцов даже на довольно продолжительное время;
- в зависимости от режима работы, тепловой насос является поставщиком лишь теплого или холодного воздуха, не выделяя никаких вредных газов или веществ;
- тепловые насосы с достаточно заглубленными змеевиками способны работать даже там, где зимы обычно бывают очень суровыми, поскольку на достаточно большой глубине температура никогда не бывает ниже +10°С.
Перечень недостатков более краток, но они настолько существенны, что заставляют серьезно задуматься перед установкой этих агрегатов:
- их эффективность работы гарантируется лишь в том случае, когда температура источника тепла (как правило, глубинных слоев грунта) не менее +4°С;
- утечки теплоносителя опасны для озонного слоя;
- теплый воздух из насоса нагревается до +55°С, что недостаточно для быстрого обогрева холодного дома;
- монтаж системы является очень дорогим. Подсчитано, что на каждый киловатт тепловой мощности приходит 300-400 долларов стоимости оборудования.