Схемы контуров для тепловых насосов
Функционально тепловой насос представляют собой холодильную машину, которая способна обогревать помещения за счет использования потенциала природных источников. Но в отличие от бытовых холодильников, тепловые насосы не являются компактными устройствами, а для их работоспособности требуется наличие трех основных контуров.
В первом происходит отбор и передача низкотемпературного потенциала. В качестве такого контура может выступать грунтовый теплообменник или водяная скважина, либо просто наружный воздух. Задача этого контура – отобрать хотя бы несколько градусов тепла из воды, грунта, воздуха и передать их к испарителю. Такие контуры обычно производятся из пластиковых труб с диаметром до40 мм. Естественно в данном контуре должен быть установлен циркуляционный насос, способный производить перемещение жидкости в системе. Наиболее часто теплоносителем первичного контура выступает обычный антифриз, либо любая другая незамерзающая жидкость, которая не представляет опасности для окружающего пространства в случае деформации системы.
Первичный контур может быть закрытого или открытого типа. В первом случае рассол циркулирует по замкнутому циклу и сообщается напрямую с испарителем. Когда же применяется открытая установка, то вода из одной скважины проходит через тепловой насос и перетекает в другую скважину. При использовании данного метода отпадает необходимость в изготовлении грунтовых теплообменников, но при этом требуется выполнять дорогостоящие операции по бурению водяных скважин и существует некоторое ограничение по полезной мощности.
Схемы первичных контуров тепловых насосов могут несколько отличаться друг от друга. Так при использовании энергии грунта различают контуры с почвенными коллекторами и грунтовыми зондами. При прокладке почвенного коллектора применяют пластиковые трубы, причем глубина их залегания не должна превышать 1.5 метра, тогда как расстояние между соседними трубами должно быть в пределах 1-1, 5 метра. Такие коллекторы могут иметь как один, так и несколько контуров, что напрямую зависит от производительности установки. Среди преимуществ такого контура можно выделить следующие:
— Быстрота монтажных операций и относительная дешевизна системы;
— Долговечность, надежность;
— Возможность использования занятой площади как элемента ландшафтного дизайна.
Вторым вариантом является применение в качестве узла для отбора природного тепла, грунтового зонда. При этом требуется выполнение дорогостоящих бурильных операций и монтажных работ, однако эффективность теплового насоса в таком случае существенно возрастает, а занимаемая площадь под скважину очень мала.
Вторичный контур расположен непосредственно в силовом агрегате. Он необходим для того, чтобы отобрать тепло с низкой температурой у первичного контура, затем преобразовать его и с требуемыми температурными значениями передать потребительскому звену.
Во вторичном контуре может быть установлено множество специфического оборудования, но самыми основными элементами считаются компрессор, дроссель, температурный регулятор. При необходимости переключения теплового насоса с режима отопления в режим охлаждения дополнительно требуется установка трехходового вентиля, способного фактически менять испаритель с компрессором местами. Во вторичном контуре циркулирует хладагент, ну и конечно все движение происходит по загнутому циклу.
Третьим контуром считается вся система отопления заданного объекта, то есть замкнутая система с трубчатой разводкой, которая подключается к тепло потребителям. Теплоносителем здесь выступает вода со специфическими добавками, препятствующими отложению накипи и образованию ржавчины. В виду того, что максимальная температура жидкости в потребительском контуре не превышает 60-70 градусов Цельсия, рекомендуется использование устройств с высокими теплопередающими свойствами (теплый пол, фанкойл).
Для обеспечения наиболее оптимального режима работы оборудования, все контуры теплового насоса должны быть связаны системой управления и иметь средства визуального контроля температуры и давления
