Использование теплового насоса в солнечных установках

Тепловой насос, включенный в систему воздушного отопления, используя электроэнергию, отбирает тепло от наружного воздуха с низкой температурой и нагнетает в помещение тепло более высокой температуры. Расход электроэнергии при этом на 35…50% меньше, чем в отопительной системе с электрическим нагревателем такой же мощности. В системе с тепловым насосом тепловой коэффициент, или коэффициент трансформации тепла (КТТ), достигает 2…4. КТТ зависит от значения разности температур низко- и высокотемпературного источника тепла.

В зимний период при температуре воздуха ниже 0°C, целесообразно в тепловом насосе использовать подземные воды с температурой более 15°C, что обеспечивает высокий КТТ. Таким образом, при использовании при использовании подземных вод расход энергии составляет 17…25% затрат энергии на работу системы отопления. Однако, подходящие для этой цели подземные воды можно обнаружить не везде, поэтому в качестве низкотемпературного источника тепла можно использовать солнечное излучение.

Тепловой насос в солнечных установках

use-heatpump-in-solar-system-1

Рис. 1. Схема системы солнечного отопления (охлаждения) и горячего водоснабжения с тепловым насосом:
1 — коллектор; 2 — подача воды; 3 — охлаждающая башня (используется летом, когда необходимо охлаждение; 4 — коллекторный насос; 5 — в зимний период бак-аккумулятор с водой низкой температуры, в летний период накопительный бак-аккумулятор с водой высокой температуры; 6 — тепловой насос вода-вода; 7 — зимой — высокотемпературный аккумуляторный бак, летом — бак с охлаждающей водой; 8 — дополнительный бойлер (двухконтурный); 9 — подача горячей воды; 10 — насос для системы отопления (охлаждения); 11 — змеевики вентиляторов.

Солнечное тепло в установках с тепловыми насосами используют, когда необходимо отопление, а источник электроэнергии включают в период работы систем охлаждения. В системе солнечного отопления на основе теплового насоса, как правило, используют воздух, нагретый солнечной энергией до температуры 10…20°C, что обеспечивает высокий коэффициент использования солнечного излучения. Это способствует тому, что строится достаточно много солнечных домов с системами на основе тепловых насосов. Однако для этих систем, хотя и в небольших количествах, но все же необходима электроэнергия, что не позволяет их считать экономичными.

Сравнительно недавно появились установки горячего водоснабжения на основе тепловых насосов, использующие тепло даже холодного воздуха. Сейчас такие системы конкурируют с солнечными системами горячего водоснабжения.

Тепловой насос в солнечных установках

use-heatpump-in-solar-system-2

Рис. 2. Система горячего водоснабжения с тепловым насосом:
1 — наружный воздух; 2 — электроэнергия ночного тарифа; 3 — хладагент; 4 — часть системы, находящаяся вне помещения; 5 — нагреватель; 6 — накопительный бак; 7 — подача воды потребителю; 8 — ванна; 9 — туалет; 10 — кухня.

Солнечная установка горячего водоснабжения с тепловым насосом наиболее эффективна с точки зрения экономии энергии в летний период. Установку горячего водоснабжения с использованием теплового насоса лучше использовать для охлаждения дома, а не для его отопления. В такие периоды она обходится практически бесплатно. Недостатком таких солнечных установок является лишь очень высокая стоимость, которая тем не менее имеет тенденцию к постепенному снижению, что приведет, конечно же, к их более широкому применению уже в ближайшие годы.

источник: www.mensh.ru