16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/107/8370.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 15-16 (107-108) август 2008 года

Тепловые насосы: вопросы и ответы

Наука и новые технологии Евгений ХРУСТАЛЕВ

После публикации нашей газеты о тепловых насосах на сайте «ЭПР» был задан такой вопрос:

«Уважаемая редакция!
Тепловые насосы – вещь очень интересная и перспективная для будущего, но при широком их применении не вредно ли это для грунта, в частности, не может ли это как‑то негативно повлиять на геологические свойства земли?
Елена»

На вопрос отвечает инженер Игорь Афоничев, компания «Климат-Сервис».



– Тепловые насосы совершенно не влияют на геологию земли и для грунта они не вредны. К нам часто обращаются по другим проблемам, связанным с применением тепловых насосов, в том числе и экологическим. Это понятно – продукция сравнительно недавно появилась на рынке и, разумеется, вызывает интерес. На сайтах некоторых компаний, работающих в нашей области, есть перечень наиболее часто задаваемых посетителями вопросов, там же опубликованы ответы на них. Есть такой список и у нас. Я думаю, читателям газеты будет интересно с ним ознакомиться.

– Каков принцип действия теплового насоса?

– Тепловой насос – это устройство, которое температуру окружающей среды (земли, воды, воздуха) преобразует в высокую температуру, используемую для отопления и производства горячей воды. Тепло забирается из земли через пластиковый трубопровод. В трубах циркулирует незамерзающая жидкость, которая передает собранное тепло в испаритель теплового насоса. В испарителе незамерзающая жидкость отдает свою энергию фреону, который преобразуется в пар и сжимается в компрессоре. Из‑за резкого увеличения давления температура паров фреона резко поднимется. Далее горячие пары попадают в конденсатор, где передают тепло в тепловую систему. Остывшая незамерзающая жидкость по трубам возвращается в грунт, где снова собирает тепло. Энергия используется только для переноса тепла, поэтому этот способ обогрева является одним из самых дешевых. По такому же принципу работает холодильник, только здесь тепло забирается изнутри и передается в окружающую среду через решетки, находящиеся на задней стенке холодильника.

– Какая жидкость циркулирует в коллекторе?

– В коллекторе циркулирует незамерзающая жидкость. Основой жидкости может быть этанол или гликоль. Основное требование к жидкости: температура замерзания должна быть не выше –16° C.

– Какая труба используется для коллектора?

– Для коллектора используется полиэтиленовая труба, которая не ржавеет, не гниет – и поэтому долговечна. Диаметр трубы – 40 миллиметров.

– На какую глубину закапывается коллектор?

– Производители рекомендуют закапывать коллектор на один метр. На такой глубине тепла достаточно в течение всего года, и тепловой насос работает эффективно. Таким образом обеспечивается нормальная температура работы коллектора, необходимая для работы теплового насоса (от –5° C до +20° C).

– Что лучше – скважина или горизонтальный коллектор?

– Большинство тепловых насосов монтируются с горизонтальным коллектором. Из‑за высокой цены скважина как источник тепла используется лишь там, где недостаточно места для установки горизонтального коллектора, а также если участок у дома уже приведен в порядок.

– От чего зависит длина коллектора или глубина скважины?

– Длина коллектора или глубина скважины зависит от тепловых особенностей дома – теплопотерь, внутренней системы отопления, мощности выбранного теплонасоса и особенностей грунта.

– Какая площадь участка требуется для укладки коллектора?

– Обычный горизонтальный коллектор занимает площадь в 2‑3 раза больше отапливаемой площади дома.

– Растет ли трава на том месте, где закопан коллектор?

– Коллектор не влияет на произрастающую над ним растительность. В местах, где планируется посадка деревьев, коллектор рекомендуется закопать поглубже. При этом на месте, где закопан коллектор, нельзя ничего строить.

– Можно ли использовать одну и ту же скважину и для теплового насоса, и для питьевой воды?

– Для теплового насоса и для питьевой воды необходимы разные скважины, так как их оборудуют по разным принципам. Тепловой насос охлаждает скважину, и нерационально ту же самую воду нагревать дома.

– Сколько места занимает котельная с тепловым насосом?

– Для установки теплового насоса достаточно небольшого помещения, например, для наиболее популярного Fighter 1220 с трубами достаточно нескольких квадратных метров. Если выбран тепловой насос с отдельным бойлером, необходима несколько большая квадратура (примерно 4‑6 м2, в зависимости от конфигурации котельной).

– Какие требования предъявляются к котельной?

– Никаких специальных требований нет. Нет необходимости в наличии окон, дымохода. Поэтому, уже проектируя дом, не обязательно предусматривать котельную у наружной стены. Однако не рекомендуется устанавливать тепловой насос у стены, за которой находится спальня.

– Громко ли работает тепловой насос?

– Конструкция тепловых насосов Nibe Fighter такова, что компрессор и холодильная часть находятся в отдельном корпусе. Это означает, что компрессор теплового насоса помещен в двойном корпусе, что обеспечивает низкий уровень шума.

– Какое напряжение необходимо для теплового насоса?

– Тепловому насосу требуется трехфазный электрический привод, однако некоторые модели могут использовать напряжение в 220 В.

– Что происходит с тепловым насосом при перепаде напряжения?

– При исчезновении, а затем при появлении напряжения тепловые насосы Nibe включатся и далее будут работать в том же режиме, как и ранее. Все ранее заданные параметры сохраняются.

– Какую площадь можно отапливать при помощи тепловых насосов?

– Тепловые насосы выпускают различной мощности, поэтому ими можно отапливать помещения различных размеров – от маленьких частных домов до промышленных зданий. Соединив, например, Fighter 1320 в цепь до 9 штук, можно отапливать огромную площадь.

– Можно ли отапливать одним тепловым насосом несколько отдельных домов?

– Технически это возможно, но нельзя будет обсчитать использованное отдельными домами тепло, так как затраты на тепло зависят не только от площади отапливаемого помещения, но и от термических характеристик дома – отопительной системы, поддерживаемой в комнатах температуры, использования горячей воды.

– Какой максимальной температуры в отопительной системе может достигнуть тепловой насос?

– Максимальная температура, достигаемая с помощью компрессора в отопительной системе – 55‑70° C, в зависимости от модели теплового насоса.

– Какую отопительную систему лучше выбрать для дома, используя тепловой насос?

– Так как эффективность теплового насоса зависит от температуры, подаваемой в отопительную систему, и от температуры, получаемой из грунта, лучше выбирать низкотемпературную отопительную систему. Наиболее эффективно тепловой насос работает, если в доме установлена напольная система отопления.

– Что такое коэффициент полезного действия теплового насоса COP?

– Коэффициент полезного действия COP (Coefficient of Performance) определяет эффективность теплового насоса. Он показывает, сколько тепла kWh при установленных условиях произведено на затрату 1 kWh электроэнергии. Чем больше коэффициент, тем эффективнее тепловой насос и тем дешевле производимое тепло. По стандартам EN 255 эффективность всех тепловых насосов указывается при 0 / 35° C и 0 / 50° C. Первое число показывает температуру жидкости, входящую из земли, второе число показывает температуру жидкости, подаваемую в систему отопления.

– Готовят ли тепловые насосы горячую воду?

– Тепловые насосы отапливают помещения и готовят горячую воду. Например, тепловой насос Fighter 1220 имеет встроенный бойлер на 160 литров, с оболочкой на 45 литров.

– Какова максимальная температура горячей воды?

– Максимальная температура горячей воды, производимой тепловым насосом, составляет 65° C,
при помощи вмонтированного электрического тэна ее можно повысить до 80° C.

– Требуется ли техническое обслуживание и сколько оно стоит?

– Никакого специального обслуживания тепловой насос не требует, поэтому никаких дополнительных расходов с этим не связано.

– Сколько времени будет служить тепловой насос?

– Срок службы теплового насоса рассчитан на продолжительную работу – без проблем он должен прослужить не менее 20 лет.

– Возможно ли с тепловыми насосами использование более дешевого ночного тарифа электроэнергии?

– Параметры установок теплового насоса можно изменять в течение суток, недели, обеспечивая таким образом максимальный комфорт и использование более дешевого ночного тарифа электроэнергии.

– Можно ли тепловыми насосами комбинировать вентиляционную систему?

– С тепловыми насосами Nibe (которые реализует наша компания) можно использовать вентиляционный модуль Nibe FLM 30 или FLM 40. Такой модуль выполняет не только функцию проветривания помещения, но и возвращает часть тепла, выходящего с воздухом на улицу.

– Можно ли тепловыми насосами подогревать воду в бассейне?

– Да, все тепловые насосы содержат такую функцию, а также функцию контроля процесса обогрева.

– Можно ли управлять тепловыми насосами на расстоянии?

– Смонтировав дополнительное устройство, тепловыми насосами можно управлять через Интернет и GSM. Это особенно актуально, если тепловой насос смонтирован в усадьбе и высокая температура нужна редко.

– Может быть, лучше выбрать более мощный тепловой насос?

– Тепловой насос нужно подбирать в зависимости от отапливаемой площади помещения. Более мощный насос будет работать неэффективно, кроме того, установка более мощного насоса повлечет дополнительные финансовые затраты.

– Можно ли самому смонтировать тепловой насос?

– Да. Специалисты бесплатно предоставят все необходимые схемы, проконсультируют, помогут запустить тепловой насос, а также предоставят гарантию.

Не менее любопытную информацию автор обнаружил на сайте ООО «Терминал столица». Вот некоторые из вопросов, на которые отвечали сотрудники этой компании.

– Эффективно ли использовать тепловой насос в промышленности?

– Промышленное теплоснабжение с тепловыми насосами может осуществляться за счет собственного тепла предприятия, выделяющегося от технологических процессов, которое в отсутствии условий регенерации тепла тратится попросту. Тепловой насос дает реальную возможность регенерации этого тепла в тепловые сети данного предприятия, а также в сети горячего водоснабжения, что помогает решить проблему промышленного теплоснабжения. Он наряду с промышленным теплоснабжением может выполнять функцию охлаждения технологического оборудования, а также поддержания требуемых режимов охлаждения. Выработанное при этом тепло может передаваться в сеть промышленного теплоснабжения предприятия. Тепловой насос, работающий на сточных водах предприятия, может решить все проблемы отопления и горячего водоснабжения.

– Какова область применения тепловых насосов?

– По данным Министерства энергетики РФ, применение теплового насоса в 1,2‑2,5 раза выгоднее самой эффективной (газовой) котельной. Применение теплового насоса целесообразно в качестве системы автономного обогрева и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, для теплоснабжения и горячего водоснабжения индивидуального жилья. Применение теплового насоса целесообразно для охлаждения помещений любого рода: для охлаждения и кондиционирования загородных домов, для охлаждения кладовок, хранилищ, погребов, охлаждения производственных помещений и технологического оборудования.
СПРАВКА

По одной из версий, первые разработки по созданию тепловых установок, использующих в качестве источника тепла низкопотенциальное тепло земли, воздуха и воды, проводились еще в 1852 году лордом Кельвином.

Патент на технологию тепловых насосов был выдан в 1912 году в Швейцарии. Дальнейшее развитие они получили только в 1920‑30‑х годах, когда в Англии была создана первая установка, предназначенная для отопления и горячего водоснабжения с использованием тепла окружающего воздуха.

После этого начались работы в США, приведшие к созданию нескольких демонстрационных установок. Одна из старейших теплонасосных систем находится в здании объединенной штаб-квартиры освещения в штате Коннектикут – она работает с 1930 года.

Первая крупная европейская теплонасосная установка заработала в Цюрихе в 1938‑1939 годах. В ней использовались тепло речной воды, ротационный компрессор и хладагент.

Однако настоящее развитие тепловые насосы получили после энергетических кризисов 1973 и 1978 годов.

В нашей стране ранее были попытки применения тепловых насосов большой единичной мощности, но ряд обстоятельств (низкое качество, ненадежное программное обеспечение и неудачное использование теплового источника) не позволили осуществить надежную работу систем. Тем не менее в последнее время в Российской Федерации наблюдается тенденция роста объема поставок тепловых насосов из‑за рубежа.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 15-16 (107-108) август 2008 года:

  • США: Ответный поход в Арктику

    В ответ на активность России в Арктике США 14 августа начали свою экспедицию. Госдепартамент объявил, что правительственная группа по расширенному континентальному шельфу приступает к проведению двух экспедиций в Арктику на ледоколе «Хили» Службы береговой охраны США. Специалисты из США и Велико-британии составят подробные трехмерные карты Северного Ледовитого океана, в том числе и его малоизученных зон в районе Чукотки. 6 сентября к э...

  • Первый в России
    Первый в России

    На Киришской ГРЭС (ОГК-6) начались работы по реконструкции шестого энергоблока, в результате которой его установленная мощность увеличится с 300 МВт до 800 МВт. При этом впервые в России будут применены газовые турбины мощностью 270 МВт. Пуск модернизированного блока в эксплуатацию запланирован на декабрь 2010 года. В качестве топлива на вновь вводимом оборудовании будет использоваться природный газ. Проект реконструкции Киришской ГРЭС...

  • Бурятский погранпереход нацеливают на монгольский уголь

    Пограничный переход «Желтура» на юге Бурятии включен в программу «Государственная граница РФ». После модернизации он получит статус международного, что позволит Бурятии принять участие в освоении каменно-угольного месторождения Улаан-Овоо на границе РФ и Монголии. В этом проекте Бурятия рассчитывает стать транспортным узлом для разработки месторождения. Правительство Бурятии при участии федерального центра планирует создать транспортн...

  • Морская вода как универсальная топливная присадка

    Топливные присадки – это специально подобранные химические соединения, вещества и элементы, вводимые в углеводородные топлива в заданном количестве и соотношении. В последнее время интерес представляют топливные присадки, снижающие количественные и качественные показатели экологически вредных составляющих газообразных продуктов сгорания углеводородного топлива. Экологические присадки: результаты применения Сегодня экологическая напр...

  • Безопасность шахтеров

    «Южкузбассуголь» провел мероприятия по усилению контроля за безопасностью труда горняков. В рамках особого положения по безопасному ведению горных работ, объявленного 12 июня администрацией области, компания «Южкузбассуголь» (предприятие «Евраз Групп») провела комплекс мероприятий по усилению контроля за безопасностью труда горняков. В течение месяца специалисты управления по промышленной безопасности и охране труда компании провели н...