За допомогою теплових насосів відновна енергія сонця, повітря, ґрунтових вод та землі акумулюється та перетворюється в теплову енергію, яка в подальшому направляється на опалення приміщення чи підігрів води в басейнах.
Окрім суто побутового призначення теплові насоси використовуються в технологічних операціях в промисловості та будівництва.
Принцип дії теплових насосів
Щоб зрозуміти, що таке тепловий насос, потрібно знати принцип його дії, заснований на застосуванні спеціального контуру, в якому розміщений холодоагент. Саме останній забирає з навколишнього середовища тепло та перетворює його в теплову енергію. Впродовж вказаної фізичної реакції відбуваються декілька операцій:
- розміщений у випарнику фреон закипає;
- завдяки стисненню компресором холодоагенту здійснюється передача тепла на опалювальний контур;
- охолоджений сконденсований холодоагент проходить через дросельний клапан та повертається у теплообмінник випарника.
Вказане обладнання достатньо енергоефективне, оскільки основні витрати здійснюються на забезпечення роботи компресорного обладнання та циркуляційних насосів, тому 1кВат електроенергії перетворюються на 3-5кВат тепла. Якщо замовити теплові насоси повітря-вода, які в 2-3 рази економніші від газових котлів, можна заощадити на опаленні до 75-80% коштів (зважаючи на зростання цін на природний газ та електроенергію в останній період часу).
Джерела енергії для теплових насосів та їх типи
За допомогою теплових насосів можна відбирати теплову енергію, яку містять:
- підземні ґрунтові води на глибині 15-20 м чи незамерзаючі водойми;
- земні надра (ґрунт) на глибині 1,2-1,5 м (для цього відбирається спеціальний майданчик, де на зазначеній глибині укладається горизонтальний колектор);
- спеціально пробурені свердловини, глибина яких сягає 40-50 м.
Для відбору теплової енергії з незамерзаючого шару ґрунту, глибинних свердловин чи незамерзаючої водойми використовують геотермальні (ґрунт-вода) теплові насоси. Для забору тепла в зазначені місця прокладається колектор з пластикових труб або опускаються спеціальні зонди, всередині яких циркулює незамерзаючий носій, наприклад фреон. При укладанні колектора необхідно враховувати площу опалювального приміщення, чим вона більша, тим більшою повинна бути площа колектора (в залежності від типу ґрунту на одному кв. метрі можна акумулювати від 8 до 32 Вт енергії). Як резервне джерело тепла використовують аеротермальні теплові насоси (повітря-вода), теплова продуктивність яких залежить від температури назовні будинку. Такі насоси здатні ефективно працювати навіть при температурі навколишнього природного середовища до -25°C.
