Тепловой насос “вода-вода”: устройство, принцип работы, правила обустройства отопления на его базе

Расчет горизонтального коллектора теплового насоса

Эффективность горизонтального коллектора зависит от температуры среды, в которую он погружен, ее теплопроводности, а также площади контакта с поверхностью трубы. Методика расчета достаточно сложна, поэтому в большинстве случаев пользуются усредненными данными.

Считается, что каждый метр теплообменника обеспечивает ТН следующую тепловую мощность:

• 10 Вт – при заглублении в сухой песчаный или каменистый грунт;
• 20 Вт – в сухом глинистом грунте;
• 25 Вт – во влажном глинистом грунте;
• 35 Вт – в очень сыром глинистом грунте.

Таким образом, для расчета длины коллектора (L) следует потребную тепловую мощность (Q) разделить на теплотворную способность грунта (p):

L = Q / p.

Приведенные значения можно считать действительными только при соблюдении следующих условий:

• Участок земли над коллектором не застроен, не затенен и не засажен деревьями или кустами.
• Расстояние между соседними витками спирали или участками «змейки» составляет не менее 0,7 м.

При расчете коллектора следует учитывать, что температура грунта после первого года эксплуатации понижается на несколько градусов.

Достоинства и недостатки устройства, особенности эксплуатации

Несомненно, тепловой насос вода-вода является высокоэффективным устройством, которое обладает внушительным количеством достоинств. К ним относят:

Высокая эффективность при небольших затратах электроэнергии. В среднем, количество создаваемой теплососом энергии превышает затраты электроэнергии в 3-4 раза.

Схема подключения

• Абсолютная независимость от углеродного энергоносителя, который стоит не так уж и дешево.
• Подобная тепловая система не требует регулярного контроля и обслуживания.
• Теплонасос вода-вода способен в теплое время года эффективно охлаждать помещения в доме, избавляя тем самым от необходимости приобретать охлаждающие устройства вроде кондиционера.
• Система способна работать не только с искусственно созданными скважинами, но и с природными водоемами.

Но помимо достоинств, в системе наблюдаются и свои «прорехи». Например, сложные конструктивные особенности системы означают довольно сложный монтаж. Также теоретически возможной проблемой может стать иссякание источника воды, если используются грунтовые воды.

Кроме того, довольно-таки часто использование природного водоема становится невозможным, если он располагается на расстоянии более чем 100 м. В этом случае погружение первичного контура теплонасоса в воду абсолютно бессмысленно.

Совет

Следует принять во внимание тот факт, что тепловой насос способен прогреть теплоноситель до 65 градусов (не более), поэтому подобное тепловое устройство целесообразно использовать лишь в достаточно теплых регионах или в домах, где дополнительно вмонтированы теплые полы и другие устройства обогрева.

Для того чтобы устройство функционировало максимально возможный срок, важно соблюдать несколько правил в процессе его эксплуатации. Во-первых, при утечке фреон вызывает у человека удушье, поэтому в качестве меры безопасности в помещении, где будет расположен насос, необходимо установить вытяжную вентиляцию

Во-вторых, в качестве дополнительно источника электроэнергии должен быть предусмотрен электрогенератор на случай отключения стационарного электричества. В-третьих, перед установкой оборудования необходимо позаботиться о достаточно прочном напольном покрытии (в некоторых случаях требуется дополнительный фундамент), поскольку конструкция в целом отличается не только внушительными габаритами, но и немалым весом

Во-первых, при утечке фреон вызывает у человека удушье, поэтому в качестве меры безопасности в помещении, где будет расположен насос, необходимо установить вытяжную вентиляцию. Во-вторых, в качестве дополнительно источника электроэнергии должен быть предусмотрен электрогенератор на случай отключения стационарного электричества. В-третьих, перед установкой оборудования необходимо позаботиться о достаточно прочном напольном покрытии (в некоторых случаях требуется дополнительный фундамент), поскольку конструкция в целом отличается не только внушительными габаритами, но и немалым весом

Для того чтобы устройство функционировало максимально возможный срок, важно соблюдать несколько правил в процессе его эксплуатации. Во-первых, при утечке фреон вызывает у человека удушье, поэтому в качестве меры безопасности в помещении, где будет расположен насос, необходимо установить вытяжную вентиляцию

Во-вторых, в качестве дополнительно источника электроэнергии должен быть предусмотрен электрогенератор на случай отключения стационарного электричества. В-третьих, перед установкой оборудования необходимо позаботиться о достаточно прочном напольном покрытии (в некоторых случаях требуется дополнительный фундамент), поскольку конструкция в целом отличается не только внушительными габаритами, но и немалым весом.

Принцип работы теплового насоса воздух-вода

Принцип работы, достаточно прост.  Энергия добывается  путем всасывания атмосферного воздуха в теплообменник-испаритель. Воздух используется для нагрева газообразного фреона, подобно тому, как работает холодильник, но в обратном направлении. После того как фреон получил от воздуха низкопотенциальное тепло, температура хладагента повышается за счет сжатия, его осуществляет компрессор. Сжатый, теперь уже нагретый газ конденсируется в промежуточном теплообменнике, который называется конденсатором. После чего  накопленное тепло передается теплоносителю системы отопления.

Принцип действия

Принцип действия теплонасосов простой. В основе работы находится способность хладагента поглощать или передавать тепло с учетом изменения своего агрегатного состояния. По сути, термонасосы практически не отличаются от холодильных установок.

Схематично теплонасос можно представить в виде системы, которая имеет три контура:

• В первом контуре расположен тепловой носитель, который переносит энергию от источника низкопотенциального тепла.
• В следующем циркулирует хладагент. Он может испаряться, забирая тепловую энергию из первого контура, или заново конденсироваться, передавая тепло третьему контуру.
• В последнем контуре циркулирует теплоприемник (обычно вода), который переносит тепло по батареям для отапливания дома.

То есть жидкий фреон поступает в испаритель, в котором преобразуется в газообразное состояние. Требуемая энергия для прохождения этого процесса забирается у теплового носителя, который циркулирует по первому контуру. Затем нагретый на 2−3 градуса газообразный фреон поступает в компрессор, основное предназначение которого — сжатие газа.

Давление газа увеличивается, причем он сильно нагревается (на входе температура может составлять 7−12C, а на выходе более 50C). Далее горячий газ переходит в конденсатор и передает тепло отопительной системе, переходя при этом в жидкое состояние. После лишнее давление сбрасывается спусковым клапаном, и цикл повторяется.

Отбор теплоты от горной породы

Скальная порода требует бурения скважины на достаточную глубину (100-200 метров) или нескольких таких скважин. В скважину опускается U-образный груз с двумя пластиковыми трубками, составляющими контур. Трубки заполняются антифризом. По экологическим соображениям это 30 % раствор этилового спирта. Скважина заполняется грунтовыми водами естественным путём, и вода проводит теплоту от камня к теплоносителю. При недостаточной длине скважины или попытке получить от грунта сверхрасчётную мощность, эта вода и даже антифриз могут замёрзнуть, что и ограничивает максимальную тепловую мощность таких систем. Именно температура возвращаемого антифриза и служит одним из показателей для схемы автоматики. Ориентировочно на 1 погонный метр скважины приходится 50-60 Вт тепловой мощности. Таким образом, для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходима скважина глубиной около 170 м. Нецелесообразно бурить глубже 200 метров, дешевле сделать несколько скважин меньшей глубины через 10- 0 метров друг от друга. Даже для сравнительно небольшого дома площадью в 110-120 м2 при небольшом энергопотреблении срок окупаемости 10-15 лет. Почти все имеющиеся на рынке установки работают и летом, при этом теплота (по сути солнечная энергия) отбирается из помещения и рассеивается в породе или грунтовых водах. В скандинавских странах со скальным грунтом гранит выполняет роль массивного радиатора, получающего теплоту летом (днём) и рассеивающего его обратно зимой (ночью). Также теплота постоянно приходит из недр Земли и от грунтовых вод.

Преимущества тепловых насосов

У тепловых насосов есть ряд существенных преимуществ:

• В первую очередь стоит отметить долговечность таких систем. Тепловые насосы могут работать 20-25 лет, после чего компрессор насоса может быть заменен и система продолжит свою работу.
• Кроме того, системы тепловых насосов безопасны, поскольку отсутствуют топливо, открытый огонь и опасные газы.
• Следующий положительный фак — экологическая чистота системы, которая в процессе функционирования не образует вредные окислы, а применяемые в них фреоны не содержат хлороуглеродов.

Основным недостатком системы является высокая стоимость. В связи с этим, выбирая тепловой насос, не стоит заказывать оборудование максимальной мощности. Это неоправданно дорого и не имеет смысла, так как фактическое количество холодных дней обычно не превышает двух-трех недель за год. Оптимальный тепловой насос должен иметь мощность, равную 60 — 80% от максимальной. А для покрытия пиковых нагрузок можно установить резервный котел с традиционным видом топлива либо использовать встроенные в тепловые насосы ТЭНы.

Особенности выбора

Теплонасос — это устройство технически сложное и довольно дорогостоящее, потому подходить к приобретению этого оборудования нужно очень тщательно. Существует ряд рекомендаций, которые смогут в этом помочь:

1. Не стоит приступать к выбору теплонасоса без предварительного выполнения расчетов и разработки проектной документации. Не соблюдение этого правила может являться причиной серьезных ошибок, и исправить их можно будет только с помощью значительных дополнительных материальных затрат.
2. Доверить разработку проекта, установку и гарантийное обслуживание термонасоса и отопительной системы следует лишь профессиональной компании. Для начала нужно проверить наличие всех требуемых документов строительной организации, портфолио уже установленных систем, сертификаты на реализуемое оборудования. Лучше всего чтобы полностью комплекс требуемых работ производила одна фирма, которая в этом случае несет всю ответственность за установленную отопительную систему.
3. Желательно выбирать теплонасос от европейского производителя. Отличие по стоимости при выборе российских или китайских устройств незначительное. Во время разработки сметы стоимости работ по установке, запуску и наладке всей отопительной системы разница в цене почти незаметна. Но европейское оборудование надежней в эксплуатации, так как завышенная стоимость насосного оборудования — это только результат использования качественных материалов и современных технологий.

Отопление тепловым насосом воздух воздух.

Тепловой насос воздух воздух: принцип работы

Принцип действия данной системы основан на следующем физическом явлении: среда в жидком состоянии, испаряясь, понижает температуру поверхности, откуда происходит её рассеивание.

Для наглядности кратко рассмотрим схему работы морозильной камеры холодильника. Фреон, циркулирующий по трубкам холодильника, забирает тепло из холодильника и сам при этом нагревается. В последствие собранное им тепло передаётся во внешнюю среду (то есть в помещение в котором расположен холодильник). Затем хладагент, сжимаясь в компрессоре, снова остывает и круговорот продолжается. Воздушный тепловой насос работает по тому же принципу — забирает тепло из уличного воздуха и обогревает дом.

Конструкция агрегата состоит из следующих частей:

• Внешний блок насоса представляют компрессор, испаритель с вентилятором и расширительный клапан.
• Теплоизолированные медные трубки служат для циркуляции фреона
• Конденсатор, с расположенным на нём вентилятором. Служит для рассеивания уже нагретого воздуха по площади помещений.

Отопление тепловым насосом воздух воздух

При работе воздушного теплового насоса при обогреве дома в определённом порядке происходят следующие процессы:

• Посредством вентилятора воздух с улицы втягивается в устройство и проходит через внешний испаритель. Фреон, совершающий круговорот в системе, собирает всю энергию тепла из уличного воздуха. В следствие этого из жидкого состояния он переходит в газообразное.
• В дальнейшем газообразный фреон сжимается в конденсаторе и переходит во внутренний блок.
• Затем газ переходит в жидкое состояние, при этом отдавая накопленное тепло воздуху комнаты. Этот процесс происходит в конденсаторе расположенном в помещении.
• Переизбыток давления уходит через расширительный клапан, а фреон в жидком состоянии уходит на новый круг.

Фреон постоянно будет забирать тепловую энергию из уличного воздуха, так как его температура всегда будет меньше. Исключением является тот случай, когда на улице сильные морозы. В таких условиях эффективность теплового насоса будет уменьшаться.

Как и у каждого сложного прибора у воздушного теплового насоса есть свои плюсы и минусы. Из плюсов стоит выделить:

Из минусов воздушной системы стоит упомянуть:

В целом приборы класса воздух-воздух идеально подойдут для обогрева деревянных домов, у которых, вследствие особенности материала, снижены естественные потери тепла.

Перед выбором воздушного насоса стоит выяснить следующие ключевые моменты:

• Показатель теплоизоляции помещений.
• Квадратуру всех комнат
• Число людей, живущих в частном доме
• Условия климата

Принцип тепловых насосов вода-вода

Принцип работы тепловых насосов типа вода-вода основан на отборе тепла из водной среды и передаче его в водяную систему отопления (тёплый пол или радиаторы), а также подогрев воды для кухни или ванной. Отбор тепла из воды происходит следующим образом:

Незамерзающая смесь с высокой теплоёмкостью с помощью насоса циркулирует в воде и поглощает из неё тепловую энергию. Затем эта смесь через теплообменник передаёт поглощённое тепло хладагенту с низкой температурой кипения.

При получении тепла хладагент вскипает и переходит в газообразное состояние. Здесь в работу вступает компрессор, который повышает давление газообразного хладагента, соответственно повышая его температуру.

Затем горячий хладагент через другой теплообменник передаёт своё тепло в систему отопления и охлаждается. При охлаждении хладагент переходит в жидкое состояние. Этот процесс происходит непрерывно.

Стоить отметить, что применение тёплого пола в случае использование теплового насоса типа вода-вода для отопления будет давать наилучший эффект.

А всё потому, что эффективность теплового насоса тем выше, чем меньше разница в температуре между средой, откуда отбирается тепло, и средой, куда оно поставляется.

А, как известно, для эффективного обогрева тёплый пол необходимо нагревать до меньшей температуры, чем традиционные радиаторы.
Есть несколько методов извлечения тепловой энергии из воды.

В первом случае в тепло насос типа вода-вода подаётся проточная вода (например, подземные грунтовые воды), или же вода, которая используется в технологических процессах (сбросная). В случае использования грунтовых вод может быть два варианта:

Для первого необходимо бурение двух скважин – одна для извлечения воды, а другая – для сброса отработанной. Эта вода подаётся непосредственно в тепло насос (в первый или промежуточный контур).

При втором варианте вода не извлекается из-под земли. Бурится одна скважина, в которую заводится петля с незамерзающей жидкостью, с помощью которой и происходит отбор тепла из грунтовых вод.

Однако, использование таких источников влечёт за собой интенсивное вмешательство в гидрологию, поэтому требуется согласование с соответствующими службами надзора.

Также возможен метод извлечения тепловой энергии воды из природных незамерзающих водоемов. При этом методе петля из специальных труб помещается на дно незамерзающего водоёма и закрепляется там при помощи гирь.

По этой петле циркулирует незамерзающая жидкость, которая отбирает тепло и передаёт его в тепловой насос для отопления дома и подогрева горячей воды.
Основные преимущества тепло насоса типа вода-вода:

Постоянная положительная температура грунтовой воды и воды на дне водоемов зимой, что обеспечивает круглогодичное отопление и подогрев горячей воды; высокая эффективность преобразования тепловой энергии, что даёт возможность экономии до 80% ресурсов, по сравнению с традиционными системами отопления; высокая надёжность, автономность и долговечность работы.

Следует сказать, что использование источников тепловой энергии в виде подземных вод или незамерзающих водоёмов являются наиболее подходящими для отопления частного загородного дома.

Поэтому, если вы планируете построить загородный дом, необходимо ещё на стадии проектирования произвести все необходимые расчёты для выбора тепло насоса и типа отопления.

Принцип действия теплового насоса вода-вода

В качестве рабочего вещества – хладагента – в таком климатическом оборудовании используется вода, поставляемая из природного источника или скважины. Использовать такие установки можно на протяжении всего года, так как на определенной глубине источников температура воды всегда остается положительной, а потому из нее можно получать тепловую энергию на протяжении всего года, независимо от сезона.

В процессе эксплуатации специальный насос нагнетает воду из источника по трубкам в тепловую установку, где она воздействует на фреон, главным свойством которого является способность к закипанию при достижении температуры до +2-3°C. Некоторая доля тепла передается из воды во фреон, после чего всасывается компрессором, где хладагент сжимается, вследствие чего его температура повышается. После этого хладагент отправляется на конденсатор, а горячее вещество нагревает жидкость до требуемой температуры, после чего она уже транспортируется по трубам отопления.

Охлажденная вода передается на испаритель, после чего слив ее осуществляется в специально предназначенную для этой цели приемную скважину. Хладагент в конденсаторе переходит в жидкую форму и скапливается на дне элемента, после чего отправляется на прежнее место.

Как подобрать наиболее подходящий источник воды

Для того чтобы тепловой насос вода-вода функционировал без нареканий, следует правильно подобрать подходящий источник воды, так как далеко не каждый водоем или специально обустроенная скважина подойдут для этой цели

Немаловажное значение имеет качество самой воды, однако с этой проблемой можно справиться, используя полноценную систему фильтрации

Так, в качестве источника воды для эксплуатации теплового насоса можно выбрать любой водоем, расположенный не далее 100 метров от постройки, которую предстоит обогревать подобным образом. Если такой источник тепловой энергии отсутствует, то, вероятно, придется пробурить скважину

Важно понимать, что предсказать, как поведет себя открытый источник можно с большей достоверностью, нежели, когда речь идет о грунтовых водах, а потому в идеале это все-таки должен быть водоем

Особенности эксплуатации теплового насоса

Осматривать узлы насоса, независимо от того, какой именно источник энергии используется в процессе его эксплуатации, рекомендуется ежегодно, с аналогичной периодичностью следует выполнять элементарные мероприятия технического обслуживания, которые подразумевают смазку отдельных элементов, отслеживание корректности работы в процессе перекачивания воды и др. Отдельные варианты оборудования требуют более частой профессиональной проверки, в ходе которой можно выявить:

• наличие подтекания машинного масла, если в контуре имеются трещины;
• качество соединений и креплений;
• наличие неисправностей в проводке;
• уровень давления в контурах и емкостях.

Перечисленные проблемы с легкостью устраняются силами специалистов компании «Альянс Эйр».

Выбора теплового насоса вода-вода – дело ответственное, а потому справиться с ним, не прибегая к услугам специалистов, сможет далеко не каждый. Подобная самодеятельность в лучшем случае может обернуться неэффективностью выбранного оборудования, если же за дело берется специалист компании «Альянс Эйр», то с его помощью можно подобрать идеальный тепловой насос в зависимости от того, в каком регионе его предстоит использовать.

Выводы

На данный момент именно тепловой насос вода-вода пользуется повышенным спросом благодаря тому, что такое оборудование экологически безопасно и позволяет обогревать площади, достигающие 150 метров. Если необходимо обеспечить отопление в более крупных строениях, то для этой цели следует подобрать инженерные изыскания большей мощности.

Расчет мощности оборудования: правила выполнения

Прежде чем приступать к выбору определенной модели теплового насоса, надо разработать проект системы отопления, которую такое оборудование будет обслуживать, а также выполнить расчет его мощности. Такие вычисления необходимы для того, чтобы определить фактическую потребность в тепловой энергии здания с определенными параметрами. При этом обязательно учитывают тепловые потери в таком здании, а также наличие в нем контура ГВС.

Для теплового насоса вода-вода расчет мощности выполняется по следующей методике.

• Сначала определяют общую площадь здания, для отопления которого будет использоваться приобретаемый тепловой насос.
• Определив площадь здания, можно рассчитать мощность теплонасоса, способного обеспечить отопление. Выполняя такой расчет, придерживаются правила: на 10 кв. м площади здания необходимо 0,7 киловатт мощности теплового насоса.
• Если тепловой насос будет использоваться и для обеспечения функционирования системы ГВС, то к полученному значению его мощности добавляют 15–20 %.

Выполняемый по вышеописанной методике расчет мощности теплонасоса актуален для зданий, в помещениях которых высота потолков не превышает 2,7 метра. Более точные вычисления, учитывающие все особенности зданий, которые предстоит отапливать посредством теплового насоса, выполняются сотрудниками профильных организаций.

Установка дополнительного оборудования

В следующих случаях необходимо усовершенствовать существующую систему отопления:

Перекачка теплоносителя происходит естественным путем. Расширение нагревательной поверхности. Существующий в котле насос не обеспечивает равномерного распределения теплоносителя.

В каждой из этих ситуаций установка дополнительного устройства способна гарантировать качественное отопление каждой комнаты в доме.

Одним из способов решения этой проблемы является установка дополнительного циркуляционного насоса. Это решение будет гораздо более выгодным, чем полная замена основного оборудования на подходящее.

Большинство частных домов оснащены бесщелевыми насосами.

Особенностью конструкции системы является отсутствие специальных смазочных материалов.

Нагревательная жидкость действует как охладитель и смазывает вращающиеся элементы.

В этом смысле необходимо соблюдать следующие правила:

вал насоса строго горизонтален относительно земли; Направление потока теплоносителя должно соответствовать специальной маркировке на устройстве; Установка в секции системы с минимальной температурой жидкости.

Выполнение вышеуказанных рекомендаций обеспечит необходимые условия для работы насоса. Перегрев и включение системы защиты исключены.

Дополнительное оборудование для системы отопления подключается через центральный пульт управления, которым можно управлять.

Новые модели циркуляционных насосов имеют встроенную защиту и сопротивление току блокировки, что позволяет установить нормальное заземление.

Необходимо также следить за тем, чтобы жидкости не попали в непосредственный контакт с клеммной коробкой. Поэтому при установке клеммная коробка должна располагаться сбоку или сверху.

Тепловые насосы типа «вода – вода»

При соседстве с домом реки или пруда можно использовать тепловой насос, работающий по схеме «вода – вода». Для этого из водоема отбирается мощным насосом вода, которая прокачивается через первичный теплообменник теплового насоса, отдавая свою тепловую энергию фреону, и сбрасывается обратно в водоем.

Тепловой насос типа вода — вода наиболее экономичный. Однако, из-за загрязненности используемой воды необходимо предпринимать дополнительные меры для ее предварительной очистки перед подачей в тепловой насос.

Пример схемы обвязки теплового насоса вода — вода:

1. Теплообменник для пассивного охлаждения
2. Расширительный бак внешнего контура теплового насоса
3. Коллектор потолочного охлаждения
4. Расширительный бак системы отопления
5. Группа безопасности котла (теплового насоса)
6. Расширительный бак для ГВС
7. Резервный котел (высокотемпературный) с насосом и группой безопасности
8. Узел подмеса системы отопления
9. Термостатический клапан радиатора отопления
10. Буфер (тепловой аккумулятор)
11. Основной насос системы отопления
12. Тепловой насос вода-вода со встроенными циркуляционными насосами
13. Бойлер косвенного нагрева для ГВС
14. Насос рециркуляции ГВС
15. Коллектор водоснабжения
16. Коллектор теплых полов
17. Коллектор радиаторов

Подведем итог. Первоначальные затраты на систему отопления с тепловым насосом и ее обустройство достаточно высоки. Но, с учетом низких расходов на отопление, со временем можно покрыть первоначальные вложения и продолжить использование альтернативных источников для обогрева дома.

Виды конструкций тепловых насосов

Тип ТН принято обозначать словосочетанием, указывающим на среду-источник и теплоноситель системы отопления.

Существуют следующие разновидности:

• ТН «воздух — воздух»;
• ТН «воздух — вода»;
• ТН «грунт — вода»;
• ТН «вода — вода».

Самый первый вариант – это обычная сплит-система, работающая в режиме обогрева. Испаритель монтируется на улице, а внутри дома устанавливается блок с конденсатором. Последний обдувается вентилятором, благодаря чему в помещение подается теплая воздушная масса.

Если такую систему оснастить специальным теплообменником с патрубками, получится ТН типа «воздух — вода». Он подключается к водяной системе отопления.

Испаритель ТН типа «воздух — воздух» или «воздух — вода» можно разместить не на улице, а в канале вытяжной вентиляции (она должна быть принудительной). В этом случае эффективность ТН будет увеличена в несколько раз.

Теплонасосы типа «вода — вода» и «грунт – вода» для отбора тепла используют так называемый наружный теплообменник или, как его еще называют, коллектор.

Принципиальная схема работы теплового насоса

Это длинная закольцованная труба, как правило, пластиковая, по которой циркулирует жидкая среда, омывающая испаритель. Обе разновидности ТН представляют собой одно и то же устройство: в одном случае коллектор погружается на дно поверхностного водоема, а во втором – в грунт. Конденсатор такого ТН расположен в теплообменнике, подключаемом к системе водяного отопления.

Подключение ТН по схеме «вода — вода» является гораздо менее трудоемким, чем «грунт — вода», поскольку отпадает необходимость в проведении земляных работ. На дно водоема труба укладывается в виде спирали. Разумеется, для данной схемы подойдет только такой водоем, который зимой не промерзает до дна.

Принцип работы и устройство геотермального отопления

• воздух – вода
• земля – вода
• вода – воздух
• вода – вода
• земля – воздух
• вода – вода
• воздух – воздух

• внутреннего контура , который расположен в доме. Он (они) сделан как и при обычном отоплении и состоит из труб и радиаторов. В схему могут быть добавлены теплые полы.
• внешнего контура , который имеет больший масштаб чем внутренний, хотя его размеры можно увидеть только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз.
• ключевым элементом, который связывает внешний и внутренний контур является тепловой насос , который занимает место приблизительно как стиральная машина или котел отопления.Он состоит из:-испарителя , основная функция которого – превращение в пар жидкого хладагента. Хладагент, циркулируя по замкнутому контуру, проходит через испаритель. В нем хладагент разогревается и превращается в пар. Образующийся пар под низким давлением направляется в сторону компрессора.-компрессора , основная функция которого – повышение давления и температуры паров, образующихся в результате кипения хладагента. В компрессоре пары хладагента подвергаются действию давления и их температура возрастает. Компрессор перекачивает под большим давлением разогретый пар в сторону конденсатора.-конденсатора , основная функция которого – отдаче тепловой энергии внутреннему контуру отопительной системы. Серийные образцы, изготавливаемые промышленными предприятиями, оснащаются пластинчатыми теплообменниками. Основным материалом для таких конденсаторов служит легированная сталь или медь.Для самостоятельного изготовления теплообменника подойдет медная трубка диаметром полдюйма. Толщина стенок труб, используемых для изготовления теплообменника, должна быть не менее 1 мм. При этом змеевик рассчитыается по формуле МТ/0,8 РТ, где МТ – мощность тепловой энергии, которая выдает система; 0,8 – коэффициент теплопроводности при взаимодействии воды с материалом змеевика; РТ – разница температур воды на входе и на выходе. —терморегулирующий, или иначе дроссельный, клапан устанавливается в начале той части гидравлического контура, где циркулирующая среда высокого давления преобразуется в среду с низким давлением. Точнее дроссель в паре с компрессором делят контур теплового насоса на две части: одну с высокими параметрами давления, другую – с низкими.При прохождении через расширительный дроссельный вентиль циркулирующая по замкнутому контуру жидкость частично испаряется, вследствие чего давление вместе с температурой падают. Затем поступает в теплообменник, сообщающийся с окружающей средой. Там захватывает энергию среды и переносит ее обратно в систему. Т.е. с помощью дроссельного клапана происходит регулирование потока хладагента в сторону испарителя. При выборе клапана нужно учитывать параметры системы. Клапан должен соответствовать этим параметрам.

1. Незамерзающая жидкость нагревается на глубине, под землей до температуры, к примеру, 5–7ºС и поступает в тело теплового насоса.
2. Внутри агрегата стоит теплообменник и нагретая жидкость, проходя через него, отдает тепло второму контуру, после чего уходит под землю за новой «порцией тепла».
3. Фреон, который испаряется во втором конуре попадает в компрессор и при сжатии его температура доходит до 100ºС, чего вполне хватает чтобы разогреть жидкость во внутреннем контуре.
4. Разогретый фреон поступает в расширительный экран, где давление и температура нормализуются и все начинается снова.

Дата: 25 сентября 2021