Виды тепловых насосов

Существуют самые разные варианты классификации тепловых насосов. Здесь мы ограничимся делением систем по их оперативным функциям на четыре основных категории:

1. Тепловые насосы только для отопления

Применяются для обеспечения комфортной температуры в помещении, и/или приготовления горячей санитарной воды. Существует обширное поле деятельности по замене газовых котлов низкотемпературными отопительными системами на включение напольного отопления или стеновых панелей либо вентиляционной - конверторной, либо тепловентиляционными установками.

2.Тепловые насосы отопительные и холодильные

Применяеются для кондиционирования воздуха помещений в течение всего года.

Наиболее распространенными в теплых климатических зонах являются реверсивные аппараты класса «воздух-воздух». Тепловые насосы средней и большой мощности для сооружений сферы обслуживания используют гидравлические контуры для распределения тепла и холода и при этом могут обеспечивать оба рабочих режима одновременно. <р2>3. Интегрированные системы на основе тепловых насосов

Обеспечивают отопление помещений, охлаждение (при реверсивности), приготовление горячей санитарной воды и иногда утилизацию отводимого воздуха. Подогрев воды может осуществляться: либо отбором тепла перегретого пара подаваемого с компрессора, либо комбинацией отбора тепла перегрева и использования регенерированного тепла конденсатора.

3. Интегрированные системы на основе тепловых насосов

Они обеспечивают отопление помещений, охлаждение (при реверсивности), приготовление горячей санитарной воды и иногда утилизацию отводимого воздуха. Подогрев воды может осуществляться: либо отбором тепла перегретого пара подаваемого с компрессора, либо комбинацией отбора тепла перегрева и использования регенерированного тепла конденсатора.

Использование только отбора тепла перегрева целесообразно, когда требуется только отопление помещений. Тепловые насосы, предназначенные исключительно для приготовления горячей санитарной воды, зачастую в качествеисточника тепла используют воздух среды, но равным образом могутиспользовать и отводимый воздух.

4.Тепловые насосы бывают: как моновалентные, так и бивалентные.

Различие между двумя видами состоит в том, что моновалентные насосы рассчитаны таким образом, чтобы полностью покрывать годичную потребность в отоплении и охлаждении. Напротив, бивалентные тепловые насосы рассчитаны, чтобы полностью покрыть потребность в обогреве но только в объеме от 20 до 60% тепловой нагрузки зимнего периода и от 50 до 95% сезонной отопительной потребности.

У бивалентных тепловых насосов пиковая нагрузка покрывается за счет дополнительных источников отопления, чаще всего газовых или жидко-топливных котлов.
В жилом фонде в странах Южной Европы тепловые насосы зачастую относятся к классу реверсивные «воздух-воздух» (главным образом, разводные либо моноблок, при этом и те, и другие с прямойподачей воздуха).
Надо сказать, что постепенно ширится предложение тепловых насосов класса «вода-вода», чаще всего поставляемых вкомплекте с расширительным баком и насосным агрегатом. По заказу поставляется накопительный резервуар. Такие системы можно врезать непосредственно в существующую водопроводную систему, обеспечивающую отопление посредством теплых полов или стеновых панелей, взамен отопительных котлов.

В новостройках тепловые насосы класса «вода-вода» отлично сочетаются с отдельно строящимися зданиями находящийся рядом с водным источником при работе в летний, и зимний периоды.

В Швеции и других странах Северной Европы для отопления распространены тепловые насосы «земля – вода», которые используют тепло, содержащееся в грунте.

Диапазон тепловой мощности разработанных моделей самый широкий – от 5 до 70 кВт. В торгово-административных зданиях системы на основе тепловых насосов могут быть с централизованным распределением либо с приготовлением горячей/холодной воды, распределяемой по одному или нескольким водопроводным контурам. При наличии нескольких отдельных зон обслуживания для обеспечения индивидуальной «участковой» климатизации в здании устанавливается соответствующее число тепловых насосов.

Моновалент земля-вода

В зданиях средних и больших размеров эффективной будет закрытая водяная кольцевая система, включающая столько реверсивных тепловых насосов, сколько имеется участков или помещений для обслуживания.
У тепловых насосов нового поколения охлаждающая жидкость уже почти повсеместно заменяется на R 407C.

Характеристика замкнутых водяных систем

Данные системы применяются главным образом в зданиях, где имеется множество помещений: административные здания, жилые дома, гостиницы, мотели, торговые центры и пр. В торговых центрах их стали применять не так давно. На самом деле кольцевые водяные системы известны с 1960 года. Накопленный с тех пор опыт эксплуатации показывает, что по своей надежности они вполне могут соперничать с традиционными системами.

В Соединенных Штатах их доля на рынке охватывает 8%, что составляет более двадцати миллионов установленных агрегатов. На 60% их использование идет в новом строительстве, остальные 40% – в реконструируемом. В Европе такие системы появились не давно, но уже ряд северных стран, например Швеция, Финляндия, Норвегия, приняли программы по переходу к 2025 году на использование низкопотенциальной энергии и переработку бросовой, с целью отказаться от строительства новых теплостанций и довести рентабельность использования имеющихся до 75%, посредством теплонасосов.

Теплонасосная система «воздух-воздух», внутренняя и наружная установка

Преимущества

• Основные преимущества замкнутых теплонасосных систем: непрерывность и долговечность работы системы, управление автоматическое не требующее вмешательства обслуживающего персонала;
• одновременная возможность обеспечения охлаждения и отопления: для тепловых насосов класса «земля - вода», подключенные к водопроводному контуру, в зависимости от потребностей пользователей обеспечивают тепло или охлаждение также в автоматическом режиме;

Теплонасосная система «вода-вода»

КПД тепловых насосов класса «земля - вода» процентов на 20–30 выше, чем КПД конденсирующих Воздушных агрегатов, соответственно, ниже энергопотребление.

Недостатки

Основными недостаткамитакого рода систем являются:

  • инертность системы при резком изменении температурного показателя наружного воздуха. пространство, забираемое в помещении под установку аккумулирующего бака;
  • большие накладные расходы по инсталляции первичного контура.

Тепловые насосы в Европе – сколько и какие?

По данным на 2005 год из 18 миллионов тепловых насосов, установленных в мире, примерно только 26%, или 4,7 миллиона аппаратов, смонтировано в Европе. Совсем немного по сравнению с 5,7 миллионами систем, имеющихся в Японии, где такое оборудование является основным в обеспечении отопления всегожилого фонда.

В Соединенных Штатах насчитывается 2,5 миллиона установленных агрегатов, а еще только развивающийся китайский рынок достиг уровня 1 миллиона систем.

Подобная не расположенность Европы к новому технологическому оборудованию тепловым насосам имеет свои причины, это связано с газификацией производств однако, в последнее время отношение поменялось.

Бивалент с котлом

Примерная оценка числа тепловых насосов, установленных в основном в странах Евросоюза в жилом фонде, торгово-административных и промышленных сооружениях, смотри табл. Львиную долю составляют Страны: Южной Европы — Испания, Италия и Греция. Северной Европы – Швеция, Норвегия, Финляндия.

В жилом фонде имеется 10 миллионов установленных тепловых насосов. Однако по степени охвата показатель довольно скромный – что-то около 10%.

Хотя очевидно, что установленные в торгово-административном фонде 8,2 миллиона агрегатов, составляя абсолютное наименьшее значение, будут иметь несколько больший охват.

Виды установленных систем

Примерно 57% установленные в Европе тепловые насосы используют наружный воздух в качестве источника тепла (южная часть), хотя в Швеции, Швейцарии и Австрии преобладают тепловые насосы, забирающие тепло из грунта по заглубленному змеевиковому теплообменнику: данные по этим странам составляют соответственно 42, 40 и 18%. В Северной Европе зачастую тепловые насосы применяются только для отопления и приготовления горячей санитарной воды.

В большинстве случаев в качестве жидкого теплоносителя используется вода, питающая радиаторы и теплые (излучающие) полы.

По данным недавнего опроса, проведенного одним из крупнейших мировых производителей холодильныхкомпрессоров, общий объем Производства тепловых насосов класса «земля-вода», предназначенных только дляотопления взамен отопительных газовых и жидко-топливных котлов, составит в Европе 63 000 в 2006 году, 85 000 в 2007 году и 125 000 в 2008 году.

Системы класса «воздух-воздух», главным образом раздельные (англ. – split) реверсивные, преобладают в Южной Европе: Италии, Испании и Греции. В этих странах, однако, выбор системы на основе теплового насоса зачастую обусловлен необходимостью кондиционирования воздуха.