Геотермальний тепловий насос: принцип роботи

Природа сама подарувала нам поновлюване джерело енергії – сонце. Воно безкоштовне, нагріває грунти, підземні води. Геотермальний тепловий насос здатний вилучити цю енергію та перетворити її в тепло для вашої оселі. Який принцип роботи геотермального теплового насоса?

Геотермальный тепловой насос схема.Довгий час вважалося, що енергія – це той ресурс, який можна споживати, не звертаючи уваги на наслідки для навколишнього середовища. Сьогодні ж до будь-якого енергетичного рішення пред’являються дуже високі вимоги: воно повинно бути інноваційним, надійним і професійним. Таким є геотермальний тепловий насос.
Системи опалення та гарячого водопостачання є основним джерелом шкідливих викидів в житловому будинку. Нафта, вугілля і газ необхідно замінити іншими джерелами енергії, які не завдадуть непоправної шкоди навколишньому середовищу. Використовуючи поновлювані природні джерела енергії
в поєднанні з сучасними інтелектуальними технологіями виробники теплових насосів створюють ефективні рішення, які будуть корисні кожному.

Економія електроенергії тепловим насосом, графік.

Заміна корисних копалин на джерела відновлюваної енергії дає
безліч переваг: ви зможете знизити шкідливий вплив на навколишнє середовище, а також добитися значної економії експлуатаційних витрат. Геотермальні теплові насоси підтримують ідеальний мікроклімат в приміщенні,
використовуючи невичерпну енергію природи. Результати від придбаного теплового насоса не змусять себе довго чекати: обсяги споживаної енергії і шкідливих викидів в атмосферу відразу ж скоротяться. Устаткування споживає мало електроенергії, оскільки основне джерело енергопостачання теплового насоса не споживає електроенергію. Електрика необхідна тільки для роботи насоса, який використовує
поновлювану енергію, що дозволяє на 75% скоротити загальні витрати на тепло. З урахуванням постійного зростання цін на енергоносії ви не пошкодуєте про покупку. На українському ринку сьогодні представлений достатньо широкий вибір такого обладнання. Наприклад, спеціалізований інтернет-магазин HEAT IDEA https://heatidea.com.ua, інші.

Принцип роботи геотермального теплового насоса

Розглянемо принцип роботи геотермального теплового насоса на прикладі обладнання VAILLANT. Нижче на малюнку конструкція обладнання.

Схема теплового насоса ВАЙЛАНТ.

Геотермальний тепловий насос використовує в якості джерела теплоти геотермічну енергію.
Виріб складається з роздільних контурів, з’єднаних
між собою теплообмінниками. Це такі контури:

  • Контур розсолу, який видобуває теплову енергію з
    земних надр і передає її в контур холодоагенту
  • Контур холодоагенту, що переводить теплову енергію
    джерела теплоти на корисний вищий рівень
    температури і віддає її опалювального контуру
  • Опалювальний контур, що обігріває житлові приміщення
    і (при наявності) нагріває воду в ємкісному водонагрівачі для ГВП

Через випарник контур холодоагенту пов’язаний з джерелом
теплоти і забирає від нього теплову енергію. При цьому змінюється агрегатний стан холодоагенту: він випаровується. Через конденсатор контур холодоагенту сполучений з системою опалення, якій він віддає теплову енергію. При цьому холодоагент знову стає рідким, конденсуючись.

Оскільки теплова енергія може передаватися тільки від тіл з більш високою температурою тіл з нижчою, то в випарнику холодоагент повинен мати нижчу температуру, ніж джерело теплоти. І навпаки, температура холодоагенту в конденсаторі повинна бути вище, ніж у теплоносія, щоб віддавати там теплову енергію. Ці різні температури створюються в контурі холодоагенту завдяки компресора і розширювального клапану, які розташовані між випарником і конденсатором. Пароподібний холодоагент з випарника надходить в компресор і там стискається. При цьому різко зростає тиск і температура пари холодоагенту. Після цього він проходить через конденсатор, де віддає теплоносію свою теплову енергію за рахунок конденсації.
Тепер уже будучи рідким, холодоагент надходить в розширювальний клапан, де сильно розширюється, при цьому його тиск і температура різко падають. ця температура тепер нижче, ніж у розсолу, що проходить через випарник. За рахунок цього холодоагент у випарнику може забрати нову теплову енергію, при цьому він знову випаровується і надходить в компресор. Цикл починається заново.

Випарник, трубопроводи в контурі розсолу і деталі контуру холодоагенту усередині теплового насоса мають теплоізоляцію для запобігання утворення конденсату. Якщо конденсат все ж утворюється в невеликих кількостях, то він вловлюється збірником конденсату і відводиться під геотермальний тепловий насос. Збірник конденсату знаходиться під контуром холодоагенту у внутрішній частині теплового насоса. Також можливо краплеутворення під тепловим насосом.

Як опція пропонується зовнішній модуль пасивного охолодження, що транспортує теплову енергію (наприклад через теплу підлогу) з приміщень в землю без допомоги компресора і, відповідно, із контуру циркуляції.

Теплоносій, температура якого в лінії подачі нижче температури в приміщенні, забирає теплову енергію з приміщень і насосом системи опалення спрямовується в теплообмінник охолодження. Насос розсолу перекачує холодніший розсіл з землі також в теплообмінник контуру розсолу, що працює за принципом протитоку. При цьому тепліша зворотна лінія системи опалення віддає теплову енергію більш холодного контуру розсолу, і розсіл, нагрітий на кілька градусів, знову прямує в землю. Остиглий теплоносій лінії подачі системи опалення знову циркулює по контуру теплої підлоги, де вода знову відбирає тепло від навколишнього повітря. Цикл починається
заново.

При монтажі може виявитися доцільним виключити з функції охолодження деякі приміщення (напр. ванну кімнату), відокремлено керуючи запірними вентилями. Електроніка теплового насоса видає сигнал, який можна використовувати для такого відокремленого управління.

При необхідності через вбудований регулятор можна включити зовнішній додатковий електронагрів.

Залишити коментар