Розділ «1.1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ЩОДО ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ»

Теплові насоси дозволяють значно розширити можливості енергетичних сполучень різних потоків енергії усередині будинку. Можуть використатися такі потоки тепла, температурний рівень яких не можна збільшити ні при послідовному приєднанні, ні за допомогою теплообмінників. Це необхідно для опалення приміщень і постачання їх гарячою водою, що відбувається при температурах, більших звичайного температурного рівня відпрацьованого тепла.

Енергопостачання сучасних будинків здійснюється по комплексній мережі потоків енергії, які підводяться зовні через огороджуючі поверхні конструкцій будинку або за допомогою енергоносіїв, що переміщаються, східчасто перетворюючись, і на закінченні відводяться в навколишній простір у виді відпрацьованого тепла. Повітря приміщень і вода, яка скидається, додатково ви користуються для технічних процесів і постачання гарячою водою.

Для застосування ТН має значення область енергетичних підключень. ТН вимагають комплексного територіального використання. Доцільне розміщення хладо- і теплоспоживачів і їхнє підключення дозволяє одержати значний економічний ефект.

1.1.6. Ефективність теплових насосів у системах опалення

1.1.7. Геліотеплонасосні системи теплопостачання

Геліотеплонасосні системи теплопостачання (ГТНСТ) поєднують елементи геліосистем і теплонасосних установок (рис. 1.6). Вони підрозділяються на активні й пасивні. У структуру активної геліосистеми входять:

• колектор сонячної енергії (СК), призначений для нагрівання рідкого або газоподібного теплоносія за рахунок теплоти поглиненого сонячного випромінювання;

• акумулятор теплоти, у якому накопичується енергія для використання в періоди відсутності або недостатньої кількості сонячної радіації;

• додаткове (резервне) джерело енергії (ДДЕ);

• насос або вентилятор для подачі теплоносія;

• трубопроводи для сполучення й теплообмінні пристрої для передачі теплоти у двох— і багатоконтурних системах;

• пристрої для керування режимами роботи системи.

Рис. 1.6. Принципова схема геліотеплонасосної системи теплопостачання: / — колектор сонячної енергії; 2 — акумулятор теплоти; 3 - тепловий насос; 4 -додаткове (резервне) джерело теплоти; 5 - споживачі теплоти

У пасивній системі сонячна енергія вловлюється й накопичується в конструкціях, що обгороджують, самого будинку або в прибудованій до нього теплиці, а рух теплоносія здійснюється шляхом природної конвекції.

Обов'язковою умовою ефективного використання сонячної енергії є раціональне проектування самого будинку з метою зниження потреби в теплоті. Звичайно активні системи доповнюються елементами пасивного використання сонячної енергії.

Теплонасосні установки використають низькопотенційну теплоту навколишнього середовища й ВЕР для теплопостачання. Об'єднання сонячних і теплонасосних установок у єдину систему представляє певні техніко-економічні переваги.

Існують дві основні схеми ГТНСТ: послідовна й паралельна (рис. 1.7). Розглянемо докладніше послідовну схему (рис. 1.7 а). її основними особливостями є:

• підведення теплоти від СК при температурі 3...40 °С, що створює потенціал високого коефіцієнта перетворення теплового насоса (порядку 3...7) при роботі в парокомпресіонному циклі, до того ж у зазначеному діапазоні температур СК має високий ККД;

• наявність спеціального теплового насоса;

• висока ефективність ГТНСТ, що забезпечує значну частку сонячної енергії в покритті теплового навантаження, причому в умовах холодного клімату потрібні більші площі поверхні СК;