Принцип работы теплового насоса вода-вода
Тепловая энергия воды уже несколько десятилетий используется в европейских городах для отопления и горячего водоснабжения, особенно в странах Балтии. В таких странах, как Швеция, Дания, Норвегия, Латвия, Литва, Эстония, есть даже примеры отопления целых городов с помощью тепловых насосов, источником тепла в которых является тепло морской воды или подземные геотермальные. Благодаря современным компактным тепловым насосам для бытового использования типа «вода-вода» владельцы частных домов могут обеспечить теплом свой дом. Принцип работы теплового насоса вода-вода рассмотрим ниже.
Тепловые установки отбирают низкопотенциальное тепло из рек, озер, прудов, подземных водоемов, сточных и технических вод и с его помощью нагревают теплоноситель отопительных систем. Водные агрегаты имеют оптимальное соотношение эффективности и стоимости, так как, потратив 1 кВт электричества из сети, производят 3-5 кВт тепловой энергии.
Виды контуров тепловых насосов «вода-вода»
Поскольку тепловые агрегаты могут добывать тепло из различных водных источников, зонды отбора тепловой энергии различаются по конструкции:
- Из наземных водоемов тепло добывают, укладывая на их дно горизонтальную систему труб. При этом важно, чтобы расстояние до реки или пруда не превышало 80-100 м – при большем расстоянии снижается рентабельность оборудования. Контур закрытого типа, по которому циркулирует теплоноситель, погружают ниже уровня замерзания.
Из подземных рек тепловую энергию добывать немного сложнее, поскольку необходимо бурить две скважины для забора и сброса воды. Однако преимуществом такого источника тепла является стабильность температуры в пределах 7-8 ° С, независимо от времени года или погодных условий. Первичные контуры в таких системах – открытого типа, что позволяет использовать их еще и для получения горячей воды, однако, из-за возможности засорения, систему надо периодически чистить.
- Промежуточный теплообменник является обязательной составляющей при получении тепла из сточных и технических вод, так как вода в них загрязнена и может вывести из строя систему при прямой подаче.
Целесообразность того или иного вида зондов зависит от расположения дома, наличия вблизи водоемов или глубины залегания водоносного слоя в почве.
Устройство и принцип работы теплового насоса вода-вода
Конструкция всех тепловых насосов похожа, а за основу их функционирования взято обратный цикл Карно: отопление помещения осуществляется путем передачи тепла от источника с низкой температурой к источнику с высокой при условии использования электрической энергии.
Вся система отопления с ТН состоит из трех контуров:
- Первичного, по которому циркулирует теплоноситель и отбирает тепло из воды.
- Контур теплового насоса: по нему циркулирует фреон.
- Отопительные контура.
При этом основные процессы происходят именно в контуре ТН, в состав которого входят: испаритель, компрессор, конденсатор и дроссель. Жидкий хладагент в испарителе нагревается и превращаются в газ, в компрессоре газ сжимается, его температура повышается, а, проходя через конденсатор, фреон отдает тепло в систему отопления и снова становится жидким. Дроссель обеспечивает снижение давления и температуры с параметрами, которые необходимы для начала нового цикла.
Работа агрегата управляется автоматической системой и не требует постоянного вмешательства человека, поэтому такое оборудование для обогрева вместе с экологичностью и экономичностью, обеспечивает еще и комфортные условия эксплуатации.