Миф про тепловые насосы

В климатических условиях Урала использование теплового насоса является весьма проблематичным . Но не и невозможным. Тепловой насос работает точно так же как и холодильник. Принцип работы теплового насоса заключается в том, чтобы «отнять» тепло у некоего продукта (охладив его) и передать это тепло в отопительную систему. Согласно закону сохранения энергии, тепло (как вид энергии) никуда не теряется, не пропадает и не возникает из ниоткуда. Оно или меняет свой вид, или переходит от одного тела к другому.

Кухонный холодильник, «отняв» тепло у продуктов, поддерживает их низкую температуру. Поэтому работает периодически, компенсируя теплопотери через свои стенки. Но если продукты постоянно заменять – то холодильник будет работать непрерывно. Так и устроен тепловой насос. Он постоянно охлаждает какой то источник тепла (воздух, воду, грунт), и передает отнятое тепло воде в системе отопления или воздуху внутри дома.

Особенность теплового насоса состоит в том, что на 1 кВт затраченной при его работе электроэнергии, мы можем получить 3-5 кВт тепловой энергии! Такое соотношение «затраты – результат» делает использование теплового насоса весьма заманчивым и перспективным. И стоимость отопления с помощью теплового насоса становится весьма конкурентоспособной даже по сравнению с пеллетами и дровами! При этом оно гораздо экологичнее и чище.

Для нормальной работы теплового насоса требуется «бесконечный» источник материала, у которого можно отнимать тепло. В их качестве выступает атмосферный воздух, вода (грунтовая, озерная или проточная), сам грунт ниже глубины промерзания (там он имеет температуру +4 градуса). Каждый из вариантов теплового насоса имеет свои особенности, поскольку в тепловом насосе используется хладагент, который способен «отнимать тепло» до определенной температуры (минус 15-20 градусов).

Тепловой насос типа «воздух – вода» или «воздух-воздух» использует в качестве источника тепла атмосферный воздух. Его теплообменник представляет собой «абстрактную» скульптуру из труб, высотой несколько метров. Она устанавливается на самом продуваемом месте участка. Дело в том, что для того, что бы отопить дом, потребуется примерно 10 КВт в час. (или 36.000 КДж тепла). Один кубометр воздуха имеет теплоемкость около 1,3 КДж на 1 градус. Воздух мы сможет остудить только до -15 градусов. И если он имеет температуру, например, -5 градусов, то мы сможет «отнять» всего лишь 10 градусов его температуры, т.е. 13 КДж тепла. А что бы отопить дом, надо будет охладить 36.000/13 = 2800 кубометров воздуха за час! Не стоит пугаться такой большой цифры… В часе 3600 секунд, в ветер дует со скоростью несколько метров в секунду… Т.е. теплообменник площадью в несколько метров с лихвой перекроет наши потребности.

Проблема тут в том, что температура воздух зимой на Урале значительно ниже рабочей температуры теплового насоса. Поэтому использовать тепловой насос «воздух» в чистом виде весьма проблематично.

Тепловой насос использующий тепло Земли, вернее грунта более надежен. Если уложить достаточное количество труб в грунт и прокачивать по ним некий промежуточный теплоноситель, то он будет нагреваться до температуры +4 градуса. Но и тут не все так просто. Нагреваясь, он будет охлаждать прилегающий к нему грунт. И необходимо некоторое время, что бы тот снова нагрелся. Т.е. требуется прокладка трубопроводов в грунте очень большой длины (сотни метров). Трудозатраты на обустройство такого коллектора делают проект трудноосуществимым.

Тепловые насосы типа «вода-вода» более перспективны. Они для своей работы используют тепло грунтовых, проточных и других вод, включая сточные. Вода значительно более теплоемкое вещество по сравнению с воздухом. И что бы получить заветные 36.000 КДж, требуется охладить примерно 3-4 тонны воды на 3-4 градуса. Это не мало, так как грунтовая вода имеет тоже не высокую температуру в + 4-5 градусов и сильно ее переохлаждать нельзя, что бы она не замерзла, а дренировалась обратно в землю. Добыть такое количество воды проблема, грунтовых вод у нас на недостаток. Проблема также и в дренаже. За сутки придется достать, охладить и дренировать десятки тонн воды! Многие ошибочно полагают, что ее можно просто сливать в точно такую же скважину, как и та, через которую ее добывают. Но это не удастся сделать, так как грунт будет неспособен принять такое большое количество воды из-за трудности ее всасывания в грунт. Выход проблемы – сброс воды в ближайший ручей, речку, дренажную сточную систему. Хорошо тем, кто живет на берегу реки. Фактически только там без больших дополнительных затрат можно использовать тепловой насос типа «вода-вода», так рядом – естественная дренажная система, способная отвести любое разумное количество воды.

Тепловой насос «лед – вода». Как видите, ни один из предлагаемых дилерами тепловых насосов не подходит для российских условий. Однако, возможен вариант устройства теплового насоса типа «лед-вода». Дело в том, что вода, при замерзании выделяет очень много тепла (330 КДж/кг), что почти в 80 раз больше, чем она выделяет при остывании на 1 градус. При этом она фактически не меняет свою температуру (около -1 градусов) пока не замерзнет вся. Это тепло фазового перехода воды из жидкого в твердое агрегатное состояние заманчиво использовать. Для получения часовой нормы отопления (36.000 КДж) потребуется заморозить всего 120 литров воды! И при этом можно использовать тепловой насос «воздух-вода». Необходимо лишь доработать теплообменник, что бы он охлаждал не воздух, а воду и мог избавляться ото льда. Так же потребуется разработать систему удаления льда после его образования. Формально, его можно просто складировать, а весной и летом он сам растает… За зиму его может накопиться около 200-300 тонн. (Примечание редактора. Бред какой-то. Про лед особенно, закончим статью)

Чтобы оставить комментарий, Вы должны авторизоваться на сайте

Новостиархив новостей

17.01.2016

Акция "Котел в подарок" при заключении договора на монтаж автономного газоснабжения.

24.11.2015

12кВт-32800р. 18кВт-33500р. 24кВт-35900р. Цена актуальна до 26 декабря!

26.05.2015

Новый "Лохотрон" на рынке газовых резервуаров. Фирмы "однодневки" с громкой рекламой предлагают резервуары Восточной Европы по низким ценам. Некоторые компании предлагают резервуары "местного" производства. Какая Уголовная ответственность грозит лицу, эксплуатирующему такой резервуар?

 Резервуары из "Чехии", "Болгарии", "Екатеринбурга" на рынке по низким ценам. Откуда у них такие технологические возможности и низкие цены?

Да это б/у резервуары со свалки металла, что выяснили наши инженеры.

Читаем далее...

Cloudim - онлайн консультант для сайта бесплатно.