Эффективность и работа геотермального теплового насоса
Дата публикации: 13.03.2014
Эффективность любого теплового насоса определяется отношением полученной тепловой энергии к мощности, потребляемой приводом насоса. Это отношение есть коэффициент преобразования, электроэнергия преобразуется в тепловую. При значении данного коэффициента от 4 до 5, что характерно для тепловых насосов, для получения тепла в количестве 4-5 Квт необходимо затратить 1 кВт электроэнергии. КПД насоса определяется разницей температуры между источником тепла, то есть веществом, от которого забирается тепло и жидкости системы отопления, которой отдается тепло. Поэтому наиболее оптимально использовать тепловой насос для низкотемпературных элементов системы отопления: теплых полов, радиаторов, фанкойлов цена таких систем выйдет намного меньше.
Принцип работы геотермального насоса следующий. Источником тепла для нагрева в системе отопления являются земля или вода. Отбор тепла от земли происходит посредством теплообменников — вертикальных или горизонтальных грунтовых зондов.
Тепло грунта аккумулируется и передается смесью из антифриза и воды через зонды. Затем антифриз попадает в испаритель. В испарителе находится охлаждающая жидкость — хладагент, которая нагревается от тепла, передаваемого антифризом до 6-8 градусов. Жидкость закипает, охлаждая при этом антифриз, и начинается процесс испарения. Антифриз возвращается обратно в грунтовой зонд для следующего нагрева. Пар, образовавшийся в процессе кипения охлаждающей жидкости, поступает в компрессор. При сжатии в компрессоре пар превращается в нагретую до 35-70 градусов жидкость. В результате выделяется тепло, передаваемое рабочей жидкости контура отопления через теплообменник.
Хладагент проходит через клапан для снижения давления, охлаждается и возвращается в испаритель. Цикл замкнут.
Нагретая жидкость попадает из теплообменника испарителя в буфер – тепловой аккумулятор, в котором тепло накапливается, вследствие чего работа насоса стабилизируется и уменьшается частота включений. Нагретая жидкость подается в систему отопления.
Чтобы обеспечить горячее водоснабжение, необходимо установить бойлер, в котором происходит приготовление санитарной воды для снабжения дома.
Рассматривая параметр эффективности использования теплового насоса следует добавить, что в летний период он может использоваться для кондиционирования воздуха. Система будет работать в обратную сторону по тому же принципу. Только теперь антифриз будет отдавать тепло в грунтовые зонды и охлаждать рабочую жидкость.