Источники тепловой энергии для тепловых насосов

Тепловыми насосами принято называть установки позволяющие брать тепловую энергию из окружающей среды. Также существует определение теплового насоса как установки позволяющей преобразовывать низкопотэнциальное тепло в высокопотенциальное. Звучит мудрено, но на самом деле всё просто тепловые насосы способны извлечь тепловую энергию, к примеру, из воды с температурой плюс пять градусов и выдать температуру уже сетевой воды системы отопления с параметрами 50 – 60 градусов. В сумме оба определения косвенно характеризуют источники тепловой энергии для теплового насоса. Источник при малом начальном потенциале должен иметь значительные объёмы при этом реализация потенциала источника должна быть эффективна.

Что может служить источником тепловой энергии для теплового насоса?

Воздух.

Окружающий нас с вами воздух является наиболее доступным источником тепла. Тепловой насос может брать тепло из окружающего воздуха без устройства дополнительных контуров съёма и транспортировки тепловой энергии. Примером работы воздушного теплового насоса может служить обычный бытовой сплит кондиционер, работающий в режиме обогревателя. Кондиционер забирает тепло из окружающего наружный блок воздуха и переносит его внутрь помещения. При низких темперах коэффициент преобразования и мощность теплового насоса резко уменьшается, поэтому не рекомендуют использовать данный источник тепловой энергии как основной.

Тепло земли.

В получении тепловой энергии из земли различают два источника. Тепловая энергия накопившееся под воздействием солнечных лучей в верхних слоях и тепло исходящее из недр земли к её поверхности. Для сбора тепла из верхних слоёв используют грунтовые коллекторы. Для сбора тепла земных недр используют грунтовые зонды, располагаемые в скважинах глубиной 100 – 150 м. Для теплосъема тепловой энергии на источнике используется теплоноситель посредник, который транспортирует тепловую энергию в замкнутой системе источник -> тепловой насос. Оба источника отличаются стабильной и относительно высокой температурой, что положительно влияет на КПД теплового насоса и стабильность работы установки.

Тепло грунтовых вод.

Грунтовые воды могут использоваться непосредственно тепловыми насосами. Для теплосъёма не требуется теплоноситель посредник, так как грунтовые воды могут быть поданы непосредственно на тепловой насос. Для этого устраивается две скважины. Из одной скважины производится забор грунтовой воды и, проходя через тепловой насос, сбрасывается в другую. Так как температура грунтовой воды в течение года практически одинакова, в донном источнике тепловой энергии можно добиться высоких показателей энергетической эффективности. На показатель энергетической эффективности может повлиять дополнительное энергопотребление на насосную установку, подающую грунтовую воду на тепловой насос, поэтому рекомендуется сделать предварительный расчёт требуемых объёмов грунтовой воды и соответственно требуемой мощности на перекачку объёма.

Технологическое тепло.

Существуют технологические промышленные процессы, в ходе которых выделяется тепловая энергия. В холодильных машинах тепло отводится от охлаждаемых продуктов. В системах вентиляции тепло уходит с выбрасываемым наружу воздухом. Раньше это тепло не использовалось и понапрасну расходовалось на подогрев так сказать окружающей среды. Но в последнее время в связи с увеличением стоимости энергоносителей тепловые насосы стали использовать для использования тепла технологических процессов. К примеру, использование теплоты отводимой от холодильных витрин в супермаркете можно существенно сократить расходы на отопление либо подогрев горячей воды.