Теплові помпи. Термодинамічний контур теплової помпи. Вертикальний ґрунтовий теплообмінник, страница 3

При порівнянні інвестиційної й експлуатаційної вартостей опалення —традиційного та за допомогою теплової помпи,— термін окупності вкладених коштів становитиме:

а)    заміна рідкопаливної котельні на котельню з тепловою пом­пою Т = 3,99 роки;

б)   заміна газової котельні на котельню з тепловою помпою Т =
28 років.

Теплові помпи належать до обладнання, що працює на від­новлюваній енергії. Приймаючи рішення про вибір джерела тепла, необхідно враховувати такі фактори:

при відсутності газопостачання та рішенні про спорудження
котельні, що працює на рідкому паливі, краще зупинитись на
варіанті з тепловою помпою (вкладені кошти повернуться

Малюнок 5.2 - Основні елементи системи з тепловою помпою

•  - редукційний клапан; 2 -  конденсатор; 3 - високотемпературне джерело тепла;  4 - компресор; 5 - випаровувач;  6 - низькотемпературне джерело тепла

•   

Теплові помпи

Уже чверть століття в Запорізькій області виробляються так звані теплові помпи. Якщо дуже коротко й узагалі — такий агрегат ніби викачує тепло звідти, де воно є хоча б у зовсім незначній кількості, акумулює його і подає в систему вже в необхідних температурах. Однак купувати теплові помпи для того, щоб заощаджувати енергоспоживання, ніхто не квапиться. Розбещені дешевими колись енергоносіями обласна і районна влада, підприємства, муніципалітети, які тепер стогнуть від їхнього подорожчання, виявляють до альтернативних способів одержання енергії (і зокрема — тепла), м'яко кажучи, не дуже великий інтерес.

                         Холодильник навиворіт

Сьогодні в Україні вартість виробництва тепла залежить від виду енергоносія: колись найдешевшим був природ­ний газ, потім — дизельне паливо й елект­рика. Але виробляти все це дорого. Теплова помпа у порівнянні з будь-яким традиційним теплогенератором дозволяє за­ощаджувати до 80% енергоресурсів! Вона «забирає» теплову енергію з грунту, скельної поро­ди або озера, накопичену за теп­лу пору року. (Джерелом тепла може бути навіть сніг! Адже теп­ло, що береться від охолоджува­них продуктів, тобто теплота утво­рення снігу і його охолодження, виділяється з нашого побутово­го холодильника і обігріває простір за ним.)  

— Теплова помпа — це, до речі, наче звичайний кондиціо­нер, але в зворотному циклі. — Адже кондиціонер може пра­цювати в тому числі і на обігрів. І теплові помпи працюють за цим же принципом, і витрати йдуть тільки на циркуляцію теп­лоносія. Теплова помпа за визначенням — це, з одного боку, джерело енергії для якоїсь сис­теми опалення і гарячого водопостачання, з іншого — джерело холоду для системи кондиціонування. Фахівці напівжартівливо назива­ють його «холодильник навпаки» (який, утім, і охолоджувати теж здатний). Напрямок пере­дачі енергії в тепловій помпі протилежний природному напрямку (адже у природі тепло­та перетікає від гарячого тіла до холодного). Тому таке перетворення відповідно до друго­го закону термодинаміки можливе лише в зворотному термодинамічному циклі за раху­нок підведення, звичайно ж, деякої кількості енергії ззовні у вигляді механічної або елект­ричної.

Яким чином це відбувається? Уклали, наприклад, у землю трубопровід. Теплоносій, проходячи ним, нагрівається на кілька градусів. Потім, проходячи через теплообмінник (випарник), віддає зібране тепло у внутрішній контур теп­лової помпи, що заповнена холодоагентом. Холодоагент, маючи дуже низьку температу­ру кипіння, проходячи через випарник, пере­творюється з рідкого стану в газ. Це відбу­вається при низькому тиску і температурі мінус 5°С. З випарника газоподібний холо­доагент потрапляє в компресор, де через стискання його температура підвищується. Далі гарячий газ надходить у другий тепло­обмінник (конденсатор). Там відбувається теплообмін між гарячим газом і теплоносієм зі зворотного трубопроводу системи опа­лення будинку (або іншого об'єкта). Холодо­агент віддає своє тепло в систему опален­ня, охолоджується і знову переходить у рідкий стан, а нагрітий теплоносій системи опалення надходить до опалювальних при­ладів. (При охолодженні холодоагенту через редукційний клапан тиск знижується, холо­доагент потрапляє у випарник, і цикл повто­рюється знову.)