Краткое объяснение того, как работает тепловой насос грунт/вода

Чтобы лучше понять работу теплового насоса рассол/вода, стоит рассмотреть структуру системы. Сам тепловой насос расположен над поверхностью земли и, помимо компрессора, имеет два теплообменника — испаритель и конденсатор. На практике для извлечения тепла из земли используют либо геотермальные зонды, либо геотермальные коллекторы.

Коллекторы и зонды передают тепловую энергию тепловому насосу

Геотермальные зонды заглубляют в грунт с помощью бурения. Геотермальные коллекторы, напротив, располагают прямо под поверхностью земли, но они имеют большую площадь, способную поглощать тепло. Обе системы образуют замкнутый контур, в котором циркулирует незамерзающая жидкость (раствор соли/рассол). Встроенный насос обеспечивает движение рассола и перенос тепла от грунта к тепловому насосу.

Контур хладагента как функциональная основа теплового насоса

Хладагент испаряется за счет тепловой энергии, получаемой через геотермальные коллекторы или зонды. Благодаря своим термическим свойствам его физическое состояние меняется при низких температурах. При подводе тепла хладагент переходит в парообразное состояние, и его температура повышается. Чтобы довести её до требуемого уровня, пары хладагента сжимаются компрессором — растут и давление, и температура. Во втором теплообменнике (конденсаторе) пар хладагента отдаёт произведённое тепло системе отопления и конденсируется. Прежде чем сконденсировавшийся хладагент вновь сможет поглощать геотермальное тепло, он проходит через расширительный клапан. В этом процессе и температура, и давление понижаются. Когда исходные параметры восстановлены, цикл начинается снова.

Тепловой насос Vitocal 300-G с другими системами

Эффективность зависит от множества факторов

Тепловой насос производит тепло, сначала испаряя хладагент за счет энергии окружающей среды, а затем сжимая его. Для процесса сжатия тепловому насосу требуется приводная электроэнергия.

Для прогнозирования эффективности таких систем используют руководства VDI 4650. Этот метод вычисляет сезонный показатель эффективности на основе COP теплового насоса и различных параметров системы. COP показывает мгновенное соотношение полезного произведенного тепла к потребленной приводной электроэнергии при стандартизированных условиях. SPF, в свою очередь, — это сумма всех достигнутых значений COP за год. Чтобы определить фактический SPF, необходимо совместно учитывать количества тепла и электроэнергии (по показаниям теплосчетчика и электросчетчика).

Решающее влияние на эффективность оказывает разница между температурой источника тепла и температурой подачи системы отопления. Если, например, начальная температура источника составляет 10 °C, а температура подачи — 30 °C, тепловому насосу рассол/вода нужно повысить температуру хладагента лишь на 20 °C. Если же система отопления состоит из радиаторов с небольшой площадью и минимальная температура подачи — 50 °C, компрессору потребуется примерно вдвое больше энергии для достижения требуемой температуры.

Тепловые насосы грунт/вода для монорежима

Благодаря относительно стабильному и высокому уровню источника тепла тепловые насосы рассол/вода работают очень эффективно круглый год. В зависимости от области применения они обычно обеспечивают достаточное отопление и горячее водоснабжение как единственный генератор тепла. В ряде случаев целесообразна и совместная работа с существующей системой отопления: последняя может подключаться в периоды пиковых нагрузок, всегда обеспечивая высокий уровень комфорта в помещениях. Чтобы эксплуатация была экономичной, ряд аспектов следует продумать заранее.

Автор: viessmann.lv