Основные особенности работы тепловых насосов типа грунт-воздух
Внедрение различных инновационных технологий затрагивает все области используемых для комфортной жизни людей достижений техники, и отопительные системы тут совсем не исключение. Связано это, в первую очередь, с тем, что новейшие разработки не только значительно снижают стоимость используемого оборудования, но и повышают уровень его производительности.
Новейшими высокотехнологическими и высокофункциональными устройствами являются тепловые насосы, предназначенные не только лишь для отопления помещений в холодное время года, но и для осуществления кондиционирования воздуха в летнее время и осуществления нагрева воды, независимо от времени года. Этот процесс стал возможным благодаря использованию бесплатных возобновляемых природных источников. Если сказать точнее, то благодаря находящемуся в этих источниках рассеянному теплу, полученному от солнца в теплое время года. Такое оборудование при минимальном потреблении энергии способно выработать в разы больше тепловой энергии.
Тепловой насос, работающий по схеме грунт-воздух, представляет собой термодинамический преобразователь, который, извлекая из грунта с невысокой температурой (до +10 градусов) тепло, преобразовывает его в необходимую для обеспечения работы отопительных систем тепловую энергию (до +70 градусов).
Принцип работы
Тепловые насосы типа грунт-воздух работают по довольно простой схеме. Находящаяся в грунте тепловая энергия аккумулируется и далее используется для обогрева помещений (как частных домов, так и промышленных объектов), при этом используется разогретый воздух. Отбор из грунта производится при помощи грунтовых коллекторов или геотермальных зондов, которые предназначены для транспортировки носителя тепловой энергии по замкнутому кругу, в данном случае, рассола. Целью всего этого является передача полученного от грунта тепла малой величины к испарителю, расположенному непосредственно в самом тепловом насосе. Коллекторы могут несколько различаться в плане конструкции.
Погружаясь в расположенные на больших глубинах буровые скважины, зонды извлекают тепло из грунта с постоянной температурой. Сами же коллекторы укладывают в грунте на небольших глубинах, главное, чтобы зона их закладки была ниже уровня промерзания грунта. Для прокладки грунтовых коллекторов выкапываются специальные траншеи в виде спирали или змейки. Для установки такого оборудования необходимо иметь большую площадь прилегающего участка. Насос типа грунт-воздух устанавливается в помещении, и только после этого вся гидравлическая система подключается к нему.
Технология работы системы
Зонд (грунтовой коллектор) представляет собой замкнутую систему, в которой циркулирует рассол. В процессе циркуляции из окружающей среды теплоносителем берется тепло и передается в теплогенератор к испарителю, который, в свою очередь, соединяется со вторым контуром всей системы, в этой части теплоносителем является хладагент. То есть, говоря простым языком, роль испарителя заключается в передаче от рассола хладагенту полученного от грунта тепла. В связи с низкой температурой кипения хладагента, он довольно быстро закипает и переходит в состояние газа. Этот пар поступает в мотор-компрессор и там сжимается. Далее повышается давление, следовательно, и температура хладагента, и в этом состоянии он поступает уже к конденсатору — пластинчатому радиатору, в котором полученное от нагретого хладагента тепло передается находящемуся в помещении воздуху.
Передав тепло, хладагент снова становится жидким и направляется за новой порцией тепла к испарителю. Весь этот процесс повторяется снова и снова в обоих контурах. Каждый раз, когда тепло отдано испарителю, рассол возвращается в грунтовой коллектор.
Для более эффективной работы всей системы в целом, каждый ее контур оснащен специальными агрегатами, которые обеспечивают циркуляцию теплоносителя в системе и эффективный теплообмен. Циркуляционный насос используют в грунтовом контуре, компрессор — для самого теплового насоса, а для контура системы отопления применяют центробежный или осевой вентилятор.
Работа всей такой системы отопления и каждого ее элемента в отдельности полностью автоматизирована, управление происходит при помощи системы управления, командам которой и подчиняется система. В эту систему можно дополнительно устанавливать различные индикаторы и датчики, панели управления и реле давления.
Благодаря такой схеме работы теплового насоса типа грунт-воздух, вода как промежуточный теплоноситель полностью исключается из системы отопления. Эта особенность позволяет с наибольшей производительностью и эффективностью отапливать помещения и производить кондиционирование воздуха.
Установка такого оборудования быстро окупается при высокой стоимости, максимальное время для этого — 50 отопительных сезонов, после чего на протяжении 50 лет можно практически бесплатно получать тепло.