Устройство тепловых насосов вода вода

Вода – это не только живительная влага, но также источник бесплатной возобновляемой тепловой энергии. Как раз для ее вовлечения в технологический цикл и применяются водяные теплогенераторы. Устройство теплового насоса вода-вода выполнено таким образом, что позволяет извлекать низкопотенциальную тепловую энергию из водного окружающего пространства (водоемы, реки, озера, грунтовые источники) и передавать ее для использования потребителям (промышленным и бытовым системам отопления, ГВС и кондиционирования).

Хорошо зарекомендовали себя указанные устройства при использовании тепловой энергии сточных вод промышленного происхождения, что связано с их высокой температурой.

В теплогенерирующей установке вода-вода наиболее дорогостоящим элементом выступает коллектор, функции которого заключаются в отборе тепла у водной среды. Конструктивно коллектор представляет собой систему трубопроводов, погруженных в воду и по которым циркулирует теплоноситель (рассол). В виду того, что отбор тепловой энергии в представленных установках происходит в агрессивных условиях, к качеству материала коллекторов предъявляются высокие требования:

— Отсутствие коррозии;

— Герметичность;

— Надежность и долговечность.

Устройство тепловых насосов вода-вода предполагает возможность использования двух типов коллекторов. Первый из них представляет собой контур, погружаемый в природный водоем (река, озеро). Основным показателем применения такого коллектора является близость водных ресурсов к объекту обогрева и наличие разрешительных документов на выполнение подобных работ. Второй разновидностью исполнения является коллектор скважинного типа. Для его сооружения необходимо выполнение дополнительных мероприятий по бурению водяных скважин и обустройству коллектора. Преимуществом такого метода является возможность одновременного использования скважин для нужд водоснабжения и работоспособности теплового насоса. По сути дела такой коллектор извлекает тепло из грунтовых вод, температура которых стабильна в течение всего отопительного периода и не опускается ниже отметки + 10°С.

В устройстве теплового насоса вода-вода коллектор, подсоединенный к его испарителю, образует первичный контур. Для улучшения теплоотдачи и соответственного увеличения коэффициента производительности (СОР) в данном контуре целесообразно устанавливать циркуляционный насос, позволяющий перемещать рассол по системе.

Принцип теплового насоса вода-вода основан на повышении уровня тепловой энергии, получаемой от окружающей среды. Для этих целей в его устройстве предусмотрен тепловой контур. Он состоит из испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного вентиля, в некоторых схемах применяется трехходовой клапан.

Задачей испарителя является передача тепловой энергии от рассола к хладагенту теплового контура.

Компрессор нужен для прокачивания теплоносителя по системе и позволяет повысить степень его сжатия и температуру.

Для передачи тепловой энергии от  разогретого хладагента к теплоносителю системы отопления применяется конденсатор.

Функцией расширительного вентиля является способность производить сброс избыточного давления хладагента, после прохождения им теплообменника и отдачи тепла контуру отопления.

Трехходовой вентиль применяется для изменения направления потока хладагента, что приводит к смене режима работы установки с обогревательного на охладительный.

Очень часто в теплогенераторах вода-вода применяются накопительные емкости. Они представляют собой резервуары с высокими теплоизоляционными характеристиками. Внутри этого узла располагают нагреватели жидкости:

— коллектор теплового насоса (выполняет постоянный нагрев воды, используемой в системе отопления и ГВС);

— электрический нагревательный элемент (подключается в момент пиковых нагрузок и работает кратковременно);

С внешней стороны к такому накопителю могут подключаться магистрали отопления и ГВС.

Радиаторы, теплые полы, нагревательные панели и прочие теплопотребители, соединенные в отопительном контуре при помощи трубной разводки представляют собой всю отопительную систему сооружения. Теплоносителем в данном контуре выступает вода, которая проходя через накопительный резервуар, получает тепло от теплообменника (конденсатора).

Помимо перечисленных элементов в устройство теплового насоса вода-вода входит и система управления, собранная на базе электронного контроллера. Функциями такой системы является согласование команд для включения или отключения тех или иных устройств. Выполнение подобных операций происходит на основании данных контрольно измерительных приборов (климатических датчиков) и параметров, устанавливаемых потребителями.