В данном разделе рассмотрены принципы применения тепловых насосов в отоплении, сочетание тепловых насосов с системой  «теплый пол», с электричеством, с системой кондиционирования воздуха. Далее будет представлена оценка окупаемости теплового насоса при использовании в отоплении.

Постановка проблемы.

В последнее время тепловые насосы получают всё большее применение в отоплении помещений. Под тепловым насосом понимают установку, пере­носящую тепло от менее нагретого тела к более нагретому, например, от окружающей среды к ба­тареям отопления.

В мире по состоянию на 2002г. используют бо­льше 200 тысяч теплонаносных установок (ТНУ). В США ТНУ изготовляют более 160 фирм. Сейчас наиболее совершенными и наиболее перспективны­ми являются ТНУ с винтовыми мотор – компрессорами (большой срок эксплуатации, повышенная надежность, минимальный шум, благодаря отсутс­твию вибраций, большой к.п.д., ТНУ и др.). Привлекательность тепловых насосов обусловлена их высоким отопительным коэффициентом, пред­ставляющим отношение вырабатываемой тепловой энергии к потребляемой энергии. В принципе, теп­ловой насос отличается от холодильной машины только диапазоном температурных границ, между которыми совершаются тепловые процессы.

Таким   образом,   отопительный   коэффициент теплового насоса (коэффициент преобразования) µ=Q/L=Q_o/L+1.

Отношение   Qo/L=ε , является холодильным коэффициентом и показывает насколько эффе­ктивно расходует холодильная машина на выработ­ку холода каждую единицу затрачиваемой энергии. При этом, Q- общее количество отдаваемого холодильной машиной тепла, Qо – хладопроизводительность, L— затрачиваемая работа.

В конечном счете, отопительный коэффициент µ=ε+1.

В лучших тепловых насосах отопительный коэ­ффициент достигает 3-5 (то есть на каждый потребленный электродвигателем кВт.ч, энергии вырабатывается 3-5 кВт.ч тепла). Это значит, что к каждому кВт.ч. потребленному электродвигателем и превращенному в тепло, тепловой насос добавля­ет 2-3 кВт.ч тепловой энергии, «выкачанной» из окружающей среды. Тепловой насос – отнюдь не «вечный двигатель», а устройство, переносящее тепло из более низкого уровня на более высокий. Поэтому тепловые насосы называют иногда «трансформаторами тепла». Поскольку, работая в качестве теплового насоса, холодильная машина осуществляет один и тот же холодильный цикл, то, очевидно, любой тип холодильных машин (компрессионных, пароводяных или абсорбцион­ных) принципиально может служить тепловым насосом, однако, в силу реально осуществляемого процесса и применяемого рабочего агента, на прак­тике могут использоваться только парокомпрессор­ные холодильные машины.

Очевидным для использования в целях отопле­ния холодильной парокомпрессорной машины в качестве теплового насоса является наличие возмо­жности съема тепла от среды с достаточно низкой температурой, определяющей температуру кипения хладагента в испарителе и передачи его к среде теплоносителя отопления с достаточно высокой температурой, определяющей температуру конден­сации хладагенте в конденсаторе.