Принцип работы тепловых насосов грунт воздух
Современный рынок отопительной техники бурно реагирует на внедрение инновационных технологий в представленном секторе. Это связано с тем, что новые разработки способны не только сократить стоимость применяемого оборудования, но и значительно повышают его производительность. Тепловые насосы – яркое тому подтверждение. Устройства представленного типа способны отапливать помещения, снабжать их горячей водой, осуществлять кондиционирование. Происходит данный процесс за счет освоения бесплатных возобновляемых источников природы, а правильнее сказать рассеянного солнечного тепла, находящегося в этих источниках.
Безусловно, современный тепловой насос – это высокотехнологичное, высокофункциональное и безопасное устройство, способное при небольшом потреблении энергии производить в несколько раз больше тепловой мощности. Однако работа данного агрегата это не чудо, а механизм ее работы полностью подчиняется физическим законам, прописанным еще в 19 веке. Тепловой насос представляет из себя термодинамический преобразователь, способный извлекать тепло невысокой температуры (+3°С +10°С) из грунта, воды или воздуха и преобразовывать его в тепловую энергию (+50°С +70°С), способную обеспечить работоспособность различных отопительных систем.
Принцип работы тепловых насосов грунт воздух
Принцип работы тепловых насосов грунт воздух заключается в аккумулировании тепловой энергии находящейся в грунте и дальнейшем обогреве помещений с использованием разогретого воздуха. В качестве элемента для отбора тепловой энергии в представленных установках могут использоваться как геотермальные зонды, так и грунтовые коллекторы. Функционально и первые и вторые предназначены для транспортировки теплоносителя (рассола) по замкнутому контуру. Цель такой операции – элементарная передача тепла малой величины от грунта к испарителю теплового насоса. Основное отличие коллекторов заключается в их конструктивном исполнении. Зонды – погружаются в буровые скважины и извлекают тепловую энергию с больших глубин при постоянной температуре грунта, а грунтовые коллекторы прокладываются на небольшом углублении (чуть ниже области промерзания) в специальные траншеи, выкопанные змейкой или спиралью. При организации съема тепла вышеописанным методом требуется наличие прилегающего участка большой площади. Сам тепловой насос грунт — воздух монтируется в помещении, а уже к нему подключается вся гидравлическая схема.
Описание технологии работы оборудования
В грунтовом коллекторе (зонде), который представляет собой замкнутую систему, циркулирует рассол. При этом процессе теплоноситель отбирает тепло у окружающей среды и переносит его к испарителю теплогенератора. Испаритель соединен со вторым контуром системы, где теплоносителем выступает хладагент. Таким образом, в испарителе тепло от рассола переходит к хладагенту. В процессе этого действия фреон, имеющий низкую температуру кипения, закипает и полностью переходит в газообразное состояние. Дальнейшим этапом следования теплоносителя становится мотор-компрессор, функции которого заключаются в сжатии пара. При повышении давления, температура хладагента существенно возрастает и в таком виде он подходит к конденсатору.
Конденсатор представляет собой пластинчатый радиатор, через который полученная тепловая энергия и передается воздуху, находящемуся внутри объекта. Для эффективного теплообмена в этом контуре применяется осевой или центробежный вентилятор. В дальнейшем, остывший хладагент снова переходит в жидкую форму и направляется к испарителю для получения новой порции тепла. В грунтовом контуре процесс также имеет повторяющуюся тенденцию. Так, каждый раз, после того как рассол отдаст накопленное тепло в испарителе он вновь устремляется к коллектору грунта для разогрева.
Необходимо отметить, что в каждом контуре системы существуют специальные агрегаты, позволяющие теплоносителю циркулировать по системе. Для грунтового контура таким агрегатом выступает циркуляционный насос, для контура теплового насоса – компрессор, а для контура отопительной системы – воздушный вентилятор. Работа всех элементов теплового насоса грунт-воздух полностью автоматизирована и подчиняется командам системы управления. Сюда могут заводиться температурные датчики, реле давления, панели управления и индикации.
Принципиальная схема теплового насоса позволяет исключить промежуточный теплоноситель в виде воды, циркулирующей в отопительной системе. Эта особенность помогает наиболее эффективно отапливать помещение, и выполнять его кондиционирование с высокой производительностью. Также современные тепловые насосы типа грунт-воздух могут иметь контур ГВС и использоваться как эффективные утилизаторы отработанной тепловой энергии с дальнейшим ее вовлечением в технологический процесс.
