Типы геотермальных систем
Геотермальные системы отопления классифицируется по типу источника тепла и способа отдачи тепла в систему отопления дома.
Система «Вода-Вода». Данная система забирает тепло у воды из скважины и отдает тепло в воду системы отопления.
Система «Вода-Воздух» —Данная система забирает тепло у воды из скважины и отдает тепло непосредственно в воздух помещения.
Система «Грунт-Вода» Данная система забирает тепло из грунта и отдает тепло в воду системы отопления.
Система «Грунт-Воздух» Данная система забирает тепло из грунта и отдает тепло тепло непосредственно в воздух помещения.
Принцип работы теплового насоса
Геотермальный тепловой насос состоит из следующих частей:
• Первичный теплообменник;
• компрессор;
• вторичный теплообменник;
• дросселирующее устройство;
Цикл работы теплового насоса
После дросселирующего устройства фреон в жидком состоянии при низком давлении поступает в первичный теплообменник, в котором происходит обмен теплом с низкопотенциальным источником. В результате фреон переходит из жидкой фракции в газообразную — вскипает, забирает тепло у воды, тем самым повышая свою кинетическую энергию. На выходе теплообменника получается фреон в газообразном состоянии. Фреон в этом состоянии поступает в компрессор. Компрессор производит работу сжатия над парами фреона. В результате получается сжатый газообразный фреон, который имеет высокую температуру и высокую кинетическую энергию, полученную как от работы компрессора, так и от первичного теплообменника. Этот сжатый газ поступает во вторичный теплообменник, где он остужается жидкостью системы отопления и конденсируется, при этом отдавая тепловую энергию теплоносителю системы отопления. Сконденсированный фреон поступает через дросселирующее устройство обратно в первичный теплообменник. По такому циклу работает тепловой насос.
Каким образом происходит передача тепловой энергии в тепловом насосе
Фреон, проходя дросселирующее устройство, в жидком состоянии (имея низкую тепловую энергию) поступает в первичный теплообменник, в который поступает и теплоноситель источника низко потенциальной энергии. Температура данного источника для фреона является высокой. Под действием тепла источника, фреон вскипает, увеличивая свою тепловую энергию за счет источника низко потенциальной энергии. Вскипевшие пары фреона несут в себе ту энергию, которую они забрали у первичного источника. Пары фреона поступает в компрессор, где над ними происходит работа сжатия. Расходуется электроэнергия и компрессор сжимает данный пары до высоких температур, сообщая им дополнительную энергию. Во вторичном теплообменнике пары фреона, получившие низкопотенциальную энергию и энергию компрессора, при высоком давлении и при относительно низкой температуре системы отопления конденсируется. При этом уменьшает свою кинетическую энергию, передает ее в систему отопления. Таким образом, в систему отопления приходит энергия, отобранная в первичном теплообменнике у источника низко потенциального тепла и энергия, добавленная компрессором в процессе работы сжатия. В результате затрачивая 1 кВт мощности компрессора на работу сжатия, во вторичном теплообменнике, мы получаем мощность в несколько раз больше. Это обусловлено тем что мощность фазового перехода полученная в первичном теплообменнике в разы превышает мощность компрессора. Отношение тепловой мощности на выходе теплового насоса к мощности потребленной компрессором называется коэффициентом преобразования (далее СОР). СОР индивидуален для каждого теплового насоса и каждой собранной системы соответственно.
