КАК РАБОТАЕТ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Принцип работы теплового насоса аналогичен работе холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию из камеры с продуктами и направляет ее на заднюю “решетку”, тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию из окружающей среды (скважин, грунтовых вод или воздуха) за пределами здания и преобразует ее в полезное тепло для отопления.

Больше по теме тут: https://viewangle.net/obshhestvo/geotermalnye-teplovye-nasosy-kak-opredelitsya-s-vyborom.html

Принцип работы теплового насоса основан на обратном цикле Карно:

(1. ) Наружный контур теплового насоса называется коллектор. Это система специальных трубопроводов, помещенных в среду, из которой будет извлекаться тепло – водоём или грунт (почвы). Проходя по трубам внешнего контура, незамерзающая смесь (“рассол”) нагревается до 1-10 градусов.

(2. ) Попадая в тепловой насос, в испарителе рассол отдаёт собранную тепловую энергию внутреннему фреоновому контуру. Фреон, имеющий низкую температуру кипения, принимает в испарителе от рассола накопленное тепло, меняя своё агрегатное состояние с жидкого на газообразное.

(3.) Фреон уже в виде газа направляется к компрессору, где он сжимается, повышается его давление, а значит и температура. Следовательно, и тепловой потенциал для передачи этого тепла далее более холодному телу (обратной линии отопления).

(4.) Горячий, газообразный горячий фреон (до +120 градусов) осуществляет отдачу тепла в отопительную систему (радиаторы, теплые полы, змеевик бойлера), попадая в конденсатор. Таким образом, тепловой насос перемещает низко-потенциальное тепло из окружающей среды и направляет его в систему отопления, обеспечивая экономию. После этого, он остывает и принимает жидкое агрегатное состояние.

(5.) Переход в жидкое состояние и снижение давления регулируется контролем сечения специальным дроссельным клапаном (ТРВ клапан). Фреон после клапана ТРВ попадает в испаритель для повторения цикла.

Как устроен геотермальный тепловой насос внутри

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

Какие бывают виды тепловых насосов в в зависимости от источника тепла? Они делятся по способу отбора тепла из окружающей среды.

  • Геотермальные. Переносят тепло грунта и\или грунтовых вод в дом
  • Воздух-вода. Переносят тепло атмосферного воздуха в систему отопления.
  • Рекуператоры вторичного тепла: отбор тепла вытяжного воздуха, стоков канализации, другого бросового тепла

ТЕПЛОВОЙ НАСОС С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ (ЗОНДАМИ)

скважинный тепловой насос
Отбор тепла скважины

При отсутствии большой площади прилегающей территории, устанавливается вертикальный теплообменник (зонд) для работы с геотермальным тепловым насосом. Это наиболее компактный и популярный способ, который позволяет сохранить целостность ландшафта. Температура грунта на глубине бурения скважины стабильно находится на уровне +10ºС, поэтому эффективность таких тепловых насосов с вертикальным теплообменником выше. Недостатком является необходимость проведения бурильных работ, что повышает цену данного вида системы. При использовании в качестве источника тепла скважины, в нее опускается зонд из полиэтиленовой трубы, имеющий U-образную форму. Не обязательно использовать одну очень глубокую скважину, можно пробурить несколько неглубоких, более дешевых скважин, главное получить общую расчетную глубину.

Преимущества:

  • Компактная система, не требующая большого участка
  • Самая эффективная с точки зрения температур. Стабильная температура на протяжении всего года.
  • Возможно реализация пассивного кондиционирования путем сброса летом тепла в скважин
  • Нет необходимости в большом участке
  • Не влияет на участок

ГРУНТОВЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Бурение скважин под тепловой насос
грунтовый тепловой насос
Грунтовый горизонтальный коллектор

Тепловой насос собирает тепло грунта с помощью коллектора, уложенного рядом со зданием на глубину около метра. Горизонтальный контур собирает солнечную энергию, накопившуюся за лето в грунте. Коллектор геотермальной отопительной системы размещается горизонтально глубже уровня промерзания почвы. Такой способ позволяет добиться высокой энергоэффективности, так как температура на глубине залегания коллектора колеблется от 3 до 12ºС. Но монтаж горизонтального теплообменника требует наличия значительной земельной площади и может повредить уже обустроенную придомовую территорию. Также из возможных минусов: Ваш газон позеленеет после зимы на пару недель позже, чем у соседа 🙂
Преимущества:

  • Более низкая стоимость установки по сравнению с вертикальным контуром заземления
  • Может также использоваться для извлечения тепла из озер
  • Контур поддерживает постоянную температуру в течение года
  • При реализации кондиционирования с помощью теплового насоса, в некоторых случаях, нужно устанавливать активный блок кондиионирования
Разное