Производство и продажа тепловых насосов

Виды тепловых насосов

Главное отличие всех видов тепловых насосов – это то, каким образом они работают. По данному показателю их можно разделить на такие виды, как:

  • Компрессионные, которые подразделяются по источнику энергии (от электричества или от газа).
  • Сорбционные, среди которых, в свою очередь, выделяют абсорбционные и адсорбционные.

Какие тепловые насосы принято называть компрессионными?

Можно смело заявить, что на сегодняшний день это самый популярный вид тепловых насосов. Это связано с большим количеством факторов, но самый главный из них – это соответствие высочайшему техническому стандарту. Их механизм работы схож с любой холодильной системой – единственное, что они вырабатывают тепловую энергию, а не холод. 

Как уже говорилось, данный вид тепловых насосов может подразделяться на следующие типы:

  • Электро-компрессионные тепловые насосы. Отличительная черта подобного рода оборудования кроется в том, что оно способно забирать тепло из той среды, в которой оно работает. В качестве основного рабочего компонента используется вещество, которое находится под большим давлением, и преобразуется в пар из-за того, что температура вне теплового насоса выше его собственной температуры. В это время компрессор, который работает от электроэнергии, забирает потоки пара и конденсирует их, направляя в тепловую систему.
  • Газовые компрессионные тепловые насосы. Этот тип характеризуется тем, что он работает от горения какого-либо вещества. Поэтому он оснащен двигателем внутреннего сгорания, который должен быть звукоизолирован и регулярно обеспечиваться топливом. По мнению специалистов, указанный тип теплового насоса обладает высочайшими показателями эффективности на первом уровне – это связано с тем, что тепловая энергия, которая получается в процессе сжигания топлива, может быть использована и для отопительной системы (то есть пример такого безотходного производства).

Если говорить о преимуществах компрессионных тепловых насосов, то, в первую очередь, следует сказать об их отличном показателе эффективности и о соотношении подведенной и перекаченной энергии, которое может достигать показателя 1:6. Недостатки – это шум, высокая подверженность к износу, а также обязательное соблюдение герметичности на протяжении всего рабочего пути.

Какие тепловые насосы принято называть сорбционными?

Принцип работы подобного рода оборудования – это абсорбция, суть которой заключается в следующем: рабочая жидкость или газ увеличивается в размере за счет иного компонента (например, иного газа). Также данный процесс характерен тем, что жидкость способна удержаться в верхних слоях тела с твердой структурой, но при условии высокого давления или подходящей для начала процесса температуры.

То, как работает сорбция, можно увидеть на примере слабой угольной кислоты, которая, при попадании в минеральную воду абсорбируется, а когда туда поступают потоки воздуха, уменьшающие давление внутри бутылки, то она снова может стать свободной. Подобного рода тепловые насосы принято разделять на два типа: абсорбционные и адсорбционные. Поговорим о каждом из них подробнее.

Особенности абсорбционных тепловых насосов

Чаще всего, указанный тип тепловых насосов в качестве источника энергии использует природный газ. Что касается принципа работы, то в его основу берутся такие же физические характеристики, как и у тепловых насосов с компрессорами, о которых говорилось ранее. Главное отличие абсорбции – это наличие термического, а не механического компрессора. В такой ситуации в качестве рабочего вещества чаще всего используют хладагент, который способен превращаться в пар при не столь высоких показателях температуры и давления и отбирать тепло из окружающей его среды. После этого пары хладагента поступают в абсорбер, где, при помощи растворителя (чаще всего для этого используется обыкновенная вода), он абсорбируется и передает тепловую энергию в систему отопления.

Пары хладагента, находясь под давлением, поступают в конденсатор – там они разжижаются и отдают тепло. Что касается жидкого хладагента, то он включается в процесс термодинамического равновесия – то есть он циркулирует по всей системе на протяжении долгого времени.

Источник тепла не обязательно должен быть образован при сжигании газа – но, как показывает практика, именно это вещество чаще всего и применяют в термических компрессорах. Главное достоинство абсорбционных тепловых насосов кроется в том, что они эффективнее всех используют начальную тепловую энергию. Также к преимуществам данного типа теплового насоса можно отнести то, что он не нуждается в большом количестве движущих веществ – для продуктивной и эффективной работы ему достаточно только лишь насоса, работающего на растворителе.

Особенности адсорбционных тепловых насосов

Главное отличие данного типа тепловых насосов от предыдущих заключается в том, что в качестве основного рабочего компонента здесь используются твердые материалы – чаще всего для этих целей применяют активированный уголь или цеолит.

Рассмотрим принцип работы адсорбционного теплового насоса на примере использования в качестве рабочего вещества цеолита. Это минеральное вещество, которое обладает уникальной способностью – оно может собирать в себя большое количество воды в виде пара, адсорбировать его и выдать теплоэнергию до 300 градусов по Цельсию. Насос работает циклично, но нуждается в вакуумной системе – как показывает практика, оно требует больших капиталовложений, из-за чего реальная эффективность такого рода тепловых насосов снижается.

Одна из важнейших фаз работы подобного технического средства – это десорбция. Она заключается в том, что полученное тепло, например, от сжигания газа, поступает к теплообменнику, который как раз покрывается так называемым рабочим веществом (о них было сказано чуть выше). Жидкая часть, например, цеолита, под воздействием высокой температуры превращается в пар, который уже поступает в следующий теплообменник. Уже здесь происходит высвобождение тепла и передача его в отопительную систему.

Получается, что цеолит, который способен впитывать пары воды, полностью обезвожен – это конец первой фазы, то есть горелка автоматически отключается. Перед началом второй фазы данный материал снова должен напитаться водяным паром, чтобы впоследствии система теплового насоса снова могла выдавать тепло. Сегодня такого рода оборудование чаще всего применяется в промышленных целях – для домов пока еще не придуман эффективный и полностью безопасный механизм работы.

Выводы

Можно смело заявить, что сегодня тепловые насосы применяются в тех случаях, когда другие варианты организации отопления в доме или промышленном помещении невозможны или обходятся в несколько раз дороже. Рост популярности подобного рода систем связан, в первую очередь, со следующими преимуществами:

  • Экономичность – например, на 2кВт потребляемого электричества он может перенести тепла на 10кВт.
  • Удобство и простота эксплуатации.
  • Повышение уровня пожарной безопасности.
  • Компактность и низкий уровень шума (или бесшумность).

Но практически все виды тепловых насосов имеют существенный недостаток – они могут нагревать воду в системе отопления лишь до 50-60 градусов.