Охолодження за допомогою теплових насосів

Чому саме теплові насоси? Всім Вам відомо, що тепловий насос використовує відновлювану енергію з ґрунту, від сонця, ґрунтових вод чи повітря. У кожному випадку вони зменшують споживання викопних видів палива, економлячи цінні ресурси планети і зменшуючи викиди СО₂, шкідливі для земного клімату.

Водночас Ви корситуєтесь додатковою перевагою: більшість теплових насосів від Viessmann оснащені функціями „active cooling“ та „natural cooling“. Окрім класичного застосування, як генератор тепла, вони можуть у спекотну погоду приносити в будинок приємну прохолоду.

Наша широка програма поставок пропонує відповідний тип теплового насосу для кожного випадку. Вже на етапі проектування можна врахувати конструкційні та геологічні особливості будинку, або особисті побажання замовника.

Теплові насоси Viessmann придатні для нових будинків і для реконструкції старих. Можуть поєднуватись у мультивалентну систему з сонячними колекторами, або ж системами опалення на рідкому чи газоподібному паливі. Це дозволить вам найбільш повно втілити свої індивідуальні побажання.

Теплові насоси Viessmann доступні на ринку з 1970-их років. З тих часів ця технологія постійно вдосконалюється та поширюється на різні області. Власники нових та існуючих будинків мають великий вибір теплових насосів, які підходять для різних джерел енергії. З технологією від Viessmann ви можете зберегти власні кошти на опалення з першого дня та зменшити негативний вплив на довкілля.

Баланс теплової потужності, для отримання 4 кВт теплової енергії, підводимо лише 1 кВт електричної енергії, а інші 3 кВт отримуємо з навколишнього середовища. Принцип дії теплового насосу аналогічний принципу дії холодильника – тільки у зворотному напрямку. У холодильнику тепло передається зсередини назовні. А в тепловому насосі тепло з довкілля передається в систему опалення будинку. Тепло від повітря, води чи ґрунту спочатку передається в тепловому насосі холодоагенту, який при цьому закипає і переходить у пароподібний стан. Потім він стискається компресором, при цьому його температура піднімається до рівня, достатнього для нагріву води в системі опалення чи гарячого водопостачання.

Вирішальним для визначення ефективності роботи теплового насосу є процес стискання пароподібного холодоагенту в компресорі. Viessmann використовує спіральні компресори Compliant-Scroll. Такий компресор тихий в роботі, має низький рівень вібрацій, не вимагає сервісного обслуговування і має тривалий термін експлуатації.

Яскравий приклад надійності та ефективності Vitocal 300-G, який отримує регенеративне тепло з ґрунту чи ґрунтових вод. Він підходить для спорудження нових і для реконструкції будинків на одну чи дві родини. Залежно від доступних видів енергії довкілля, Vitocal 300-G налаштовується на режим розсіл/вода для використання тепла ґрунту, або на режим вода/вода для використання тепла ґрунтових вод. Геотермальна енергія може бути отримана двома способами: через колектори, які закладені біля поверхні, або через ґрунтові зонди, які проникають у землю глибиною до 100 метрів

Колектори, що прокладаються під землею

Колектори являють собою горизонтальні трубки, прокладені у вигляді змійовика під землею, нижче лінії промерзання ґрунту. Глибина залягання 1-2 м від поверхні землі. У трубній системі циркулює морозостійка рідина, яка поглинає теплову енергію і переносить її до теплообмінника. Розміри колектора залежать, окрім інших факторів, потреби від будинку в теплі. На практиці його площа в 1,5-2 рази більша, ніж площа опалюваних приміщень.

Земельні колектори поглинають теплову енергію з приповерхневої зони. Земля отримує енергію завдяки сонячним променям та дощовій воді. Тому ґрунт відіграє важливу роль в процесі отримання тепла. Не рекомендується розташовувати будь-які об’єкти на ділянці, під якою розміщені колектори, чи асфальтувати її. 

Ґрунтові зонди – тепло від більш глибоких шарів Землі

Альтернативою колекторам є геотермальні зонди. За допомогою отворів геотермальні зонди вставляються вертикально або під кутом в землю. Розсіл, що протікає у вертикальних трубках, відбирає тепло на глибині від 40 до 100 м та направляється до теплообмінника. Оскільки температура протягом року залишається постійною на глибині близько десяти метрів, то земляні зонди працюють ефективно навіть при дуже низьких температурах повітря. Крім того, вони потребують невеликих площ у порівнянні з колекторами і можуть виконувати функцію охолодження влітку. Глибина зонду залежить від необхідної потужності і теплопровідності ґрунту. Свердловини, які розташовані на глибині понад 100 м, завжди потребують дозволу, бо можуть мати контакт із підземними водами.

Тепловий насос Vitocal 300-G типу розсіл/вода отримує тепло з високоефективних джерел. Для цього на земельній ділянці прокладається ґрунтовий зонд, монтується льодоакумуляторна система, або проводиться колектор. При всіх варіантах, навіть у холодні дні, тепловий насос без проблем покриває повну потребу в енергії.

Альтернативою також є використання тепла, що міститься в ґрунтових водах. Бо Vitocal 300-G легко сконфігурувати й на режим роботи вода/вода. Його застосування має сенс як у нових будівлях, так і при реконструкції старих – для одно- й багатоквартирних будинків.

Модульне рішення для більших потреб

Для будинку з високою потребою в теплі правильним рішенням буде двоступінчастий Vitocal 300-G, що працює за принципом Master/Slave (ведучий/ведений). Він може налаштовуватись на отримання тепла від ґрунту чи ґрунтових вод. Два теплових насоси з'єднуються між собою, щоб досягти потрібної потужності. Модульна конструкція з окремими контурами компресорів забезпечує, крім того, особливо високий ККД при роботі з неповним навантаженням, а також уможливлює одночасну роботу насосів на опалення та гаряче водопостачання. Керування веденим модулем (Slave) здійснює ведучий модуль (Master). 

Спліт-система: Шумове навантаження та доступний простір – важливі чинники при виборі теплових насосів повітря/вода. Якщо ці чинники важливі, варто зробити вибір на користь теплового насосу з так званою спліт-системою.

Конструкція та принцип функціонування теплового насосу зі спліт-системою

Тепловий насос зі спліт-системою складається з внутрішнього та зовнішнього блоку, при цьому в зовнішній блок винесені всі компоненти, що можуть спричиняти великий рівень шуму. До таких складових елементів належить вентилятор, випаровувач та компресор. Внутрішній блок, навпаки, компактний і його можна без проблем розташувати у будинку. У цьому блоці розташовані лише конденсатор, циркуляційний насос, регулятори й пристрої безпеки. До того ж внутрішній блок дуже тихий: цьому сприяє вибір компонентів, розрахованих на роботу в одному комплексі, та продуманий дизайн, оптимальний з точки зору шумових характеристик.

Процес отримання тепла може повторюватись багато разів

При роботі теплового насосу вентилятор, розташований в зовнішньому блоці, інтенсивно всмоктує зовнішнє повітря та направляє його далі в випаровувач (теплопередавач). У ньому циркулює холодоагент, який нагрівається при нижчій температурі. Після того, як холодоагент змінить свій агрегатний стан, він у вигляді теплої пари направляється в компресор з електроживленням. Компресор стискає пару та підвищує її температуру до бажаного рівня. Після цього гаряча пара через тонкі трубки холодоагента направляється далі до конденсатора, що розташований у внутрішньому блоці. Там гаряча пара віддає свою теплову енергію в опалювальну систему та поступово охолоджується. Оскільки пара все ще перебуває під високим тиском, вона має пройти через розширювальний клапан, котрий повертає її до початкового стану. Після закінчення цього етапу, процес повторюється з початку.

Переваги теплового насосу зі спліт-системою

Вирішальним фактором при виборі теплового насосу (спліт-система) виробництва Viessmann є те, що він майже не чутний в роботі. Обладнання сконструйоване таким чином, що шуми на низьких частотах, неприємні для людського вуха, переводяться на більш високу частоту. Також всі теплові насоси такої конструкції від Viessmann мають нічний режим експлуатації, при якому рівень шуму знижується додатково.

Робота на охолодження та на опалення

Крім таких переваг, як мала потреба в просторі для розташування та безшумна робота, теплові насоси зі спліт-системою можуть працювати в реверсному режимі. Завдяки цьому в жаркі літні місяці за допомогою конвекторів або поверхневих охолоджующих систем вони можуть охолоджувати приміщення до комфортного рівня температури. Крім того, їхня модульна конструкція дозволяє нарощувати потужність. Завдяки цьому при підвищенній потребі в опаленні чи охолодженні власник будинку має змогу підключити додаткові теплові насоси. Іншими перевагами теплових насосів зі спліт-системою є:

• Невеликі експлуатаційні витрати завдяки високому ККД на всьому діапазоні потужностей
• Проста у використанні автоматика Vitotronic з текстово-графічними дисплеями
• Готовність до з'єднання з геліосистемою.
• Високий комфорт в експлуатації завдяки дистанційному керуванню через мобільні пристрої

Як при використанні тільки для опалення, так і з можливістю роботи на охолодження: теплові насоси зі спліт-системою виробництва Viessmann ідеально підходять для новобудов та модернізації існуючих об'єктів. Для цього варіанту не потрібно робити затратні проходи через стіни та прокладати повітряні канали. Однак підключення обох модулів до закритого холодильного контуру може здійснювати тільки сертифікований фахівець. Крім того, у великих системах холодильний контур має перевірятися на щільність один раз на рік.

Охолодження за допомогою теплових насосів. Пасивне чи активне охолодження?

Охолодження працює за двома різними методами. Пасивне охолодження: розсіл або ґрунтові води за допомогою теплообмінника відбирають тепло з опалювального контуру і відводять його назовні. Цю функцію також називають „natural cooling“ (природне охолодження), бо для охолодження вона використовує природну температуру довкілля. Крім регулятора і підмішувального насоса, тепловий насос при цьому залишається відключеним. Активне охолодження (англійською active cooling): тепловий насос працює "у зворотному напрямку". Таке охолодження досягається за допомогою реверсивного режиму роботи. Це означає, що холодильний контур отримується через переключення всередині, або через переключення первинних і вторинних підключень. Як і в холодильнику, холод активно генерується тепловим насосом.

Пасивне охолодження („natural cooling“) працює в комбінації тепловий насос розсіл-вода або вода-вода. В тепловому насосі розсіл вода, розсіл відбирає тепло з контуру опалення та скидає його назовні. У тепловому насосі вода-вода цю функцію виконують ґрунтові води. Температура навколишнього середовища використовується в якості охолоджувача. Окрім регулюючого та циркуляційного насосів, тепловий насос вимикається. Компресор в цьому випадку не працює, а отже і не споживає електроенергію. Це робить „natural cooling“ особливо енергозберігаючим та економічно вигідним. За допомогою пасивного охолодження температура в приміщенні може зменшуватися на три градуси за Цельсієм. Так як відсутня робота компресора не виникає шумів. Пасивне охолодження можна здійснювати завдяки земельним зондам та ґрунтовим колекторам, земельні зонди забезпечують більш високі показники. Для отримання "природного" холоду необхідно встановити NC-Box. Це попередньо зібраний блок, який містить в собі всі необхідні компоненти. Встановлення NC-Box відбувається легко та швидко.

"Аctive cooling" (Активне охолодження) завдяки тепловим насосам 

При ("active cooling") функції теплового насосу дещо змінюються. Аналогічно холодильнику тепловий насос виробляє холод. Компресор продовжує працювати, і тепловий насос може забезпечити більшу охолоджувальну потужність, ніж при пасивному охолодженні.

Використання відібраного тепла

"Аctive cooling" може бути реалізовано з тепловим насосом розсіл-вода та повітря-вода. Можлива робота також з тепловим насосом вода-вода. Поверхнею охолодження слугують фанкойли або існуюча система опалення.Тепло, що відібралося від приміщеня можна використовувати для приготування гаряої води або повертати до джерела тепла. Таким чином функції підігріву та охолодження поєднуються в єдине ціле.