Количество воздуха, подаваемого через испаритель, зависит от мощности теплового насоса. В случае, когда оно маленькое, потому что устройство используется только для приготовления горячей технической воды, поперечное сечение воздуховодов не должно быть большим, и тогда вы можете легко разместить насос в помещении без особых проблем.

Для наземного насоса требуется установка для получения тепла от земли, поэтому его установка стоит дороже, чем воздушный насос, подающий энергию из воздуха. Проверьте сходства и различия в сборке и эксплуатации обоих устройств для отопления дома.

Принцип работы теплового насоса. Каковы различия в наземном и воздушном насосах?

Как работает тепловой насос?

Каждый тепловой насос компрессора состоит из четырех основных элементов - компрессора, расширительного клапана и двух теплообменников - конденсатора и испарителя. Они соединены трубами и образуют так называемый холодильный контур, заполненный рабочей жидкостью (также называемый хладагентом). Жидкость испаряется в испарителе за счет приема тепла, ее пар сжимается компрессором, что означает, что в дополнение к высокому давлению она также достигает высокой температуры, а затем отдает тепло в конденсаторе. Затем, как жидкость, он снова поступает в испаритель, протекающий через дроссельный элемент - расширительный клапан. В нем, в результате падения давления, его температура также снижается, достигая значения, которое позволяет собирать тепло в испарителе. На этом сходство земли и воздушного насоса заканчивается. Различия в их конструкции обусловлены их адаптацией к получению тепла от таких различных веществ, как почва и воздух.

Наземный источник теплового насоса. Тепло от земли получает жидкость, протекающую по длинным трубам, расположенным в выемках или помещенным в вертикальные скважины, то есть в установку, называемую наземным теплообменником. Объем грунта, окружающего трубы, должен быть настолько большим, чтобы сбор тепла не вызывал чрезмерного снижения его температуры в течение всего отопительного сезона. Энергия в почве пополняется за счет осадков, черных вод и подкожных.

Земной тепловой насос - принцип действия, сборка

Есть две возможности получения тепла от земли. Первый, используемый гораздо чаще, предполагает установку промежуточного теплообмена между землей и испарителем - тогда мы имеем дело с рассольным тепловым насосом (типа гликоль-вода). Второй требует достаточно большого испарителя. Это решение найдено в тепловых насосах с прямым испарением . В обоих случаях необходим наземный теплообменник, то есть петлевая труба, утопленная в земле. В варианте с прямым испарением рабочая жидкость теплового насоса протекает через него, в другом - антифризная жидкость до температуры -14 o C - водный раствор гликоля, реже этанол и один раз также раствор соли NaCl (отсюда и термин рассол). Чтобы один цикл не был слишком длинным, чтобы циркуляционный насос, нагнетающий поток рассола, обладал большой мощностью, было сделано несколько циклов - они образуют так называемый горизонтальный или вертикальный коллектор .

Горизонтальный коллектор проложен на площади в несколько сотен квадратных метров, для вертикального достаточно нескольких десятков (между скважинами должно быть расстояние не менее 5-8 метров, в зависимости от глубины), но бывает, что он почти вдвое дороже. Прокладка горизонтального коллектора является относительно простой задачей, и случается, что инвесторы успешно делают это самостоятельно, используя только рекомендации, полученные от дизайнера. Таким образом, вы сможете немного снизить стоимость инвестиций. Вертикальные коллекторы не могут быть изготовлены без специального оборудования, поэтому в этом случае вы не можете рассчитывать на экономию благодаря своей собственной работе, если у вас нет доступа к буровой установке и она не знает, как ею управлять.

Гликоль-водная система . Гликоль, протекающий по проложенным в земле трубам, предварительно охлаждается в испарителе теплового насоса в виде пластинчатого теплообменника. Температура гликоля затем становится ниже температуры земли, и благодаря этому гликоль может получать тепло, несмотря на низкую температуру земли (даже -4 o C, но обычно немного выше нуля). Таким образом, он постепенно нагревается, и когда он снова достигает испарителя, он может выделять тепло.

Поток гликоля нагнетается циркуляционным насосом с электроприводом. Из-за высокого сопротивления его потока по трубам насос потребляет значительное количество этой энергии - около десятка процентов от того, что потребляет вся система отопления с наземным тепловым насосом.

Тепловые насосы с гликолевой водой - это устройства, которые размещаются в здании таким образом, что нагреваемая в них вода не рискует замерзнуть. Их установка состоит из подключения к источнику питания и подключения к центральному отоплению и системе горячего водоснабжения, а также к трубам заземления, соединенным снаружи.

Система прямого испарения. Хотя он используется реже, он более эффективен. Рабочая жидкость теплового насоса течет по трубам, расположенным в земле, которая испаряется в этих трубах - наземный теплообменник также является испарителем. Сопротивление потоку намного меньше, и циркуляционный насос вообще не нужен, потому что компрессор вызывает движение жидкости. Также нет пластинчатого теплообменника, в котором рассол передает тепло рабочей жидкости. Следовательно, эффективность системы выше, а устройство небольшого размера.

Наземные насосы прямого испарения обычно представляют собой устройства для установки вне дома - в колодце. Это связано с желанием, чтобы расстояние между компрессором и теплообменником грунта было как можно короче, чтобы контур охлаждения был как можно короче. По этой причине они не интегрированы с резервуаром для горячей воды для бытового потребления, который необходимо разместить в отапливаемом помещении. Причиной того, что тепловые насосы с прямым испарением в Польше менее популярны, чем рассольными, является прежде всего более высокая стоимость такого решения из-за необходимости использования очень длинных медных труб и заполнения их большим количеством рабочей среды и более высокого риска отказа компрессора в случае повреждения наземного теплообменника ( смазочное масло протекает вместе с рабочей средой через весь теплообменник).

Наземный тепловой насос занимает столько же места в доме, сколько и котел на жидком топливе

Как работает воздушный насос? Самые популярные виды насосов

Большие проблемы или невозможность сделать грунтовый теплообменник, а также его высокая цена являются наиболее распространенными причинами, по которым инвесторы отказываются от использования грунтового теплового насоса для отопления дома. Ни одна из этих проблем не возникает, если вы выбираете воздушный насос. Тепловые насосы воздух-вода требуют электрического соединения и гидравлического соединения. Земляные работы могут не понадобиться, хотя в этом случае может потребоваться прокладка труб под землей.

Эти устройства производятся в нескольких вариантах - моноблок для установки дома, моноблок для установки вне дома и двухсекционный (раздельный), один элемент (содержащий шумовой вентилятор) устанавливается снаружи дома, а другой - содержит гидравлическую систему и, возможно, встроенный бак. ГВС - дома. Сложность и стоимость подключения устройства, расположенного вне дома, с установкой внутри, зависит от выбора места установки (оно может быть практически любым).

При выборе, однако, следует учитывать шум вентилятора и компрессора теплового насоса и возможные трудности при его обслуживании и ремонте. Проблемы, возникающие из-за расположения теплового насоса в помещении - необходимость создания воздуховодов, подающих и выпускающих большое количество холодного воздуха, и шум вентилятора, который их качает, - делают внутренний моноблочный насос непопулярным решением. Они обычно используются только для тепловых насосов малой мощности, предназначенных исключительно для приготовления горячей воды. Тогда воздуховоды маленькие, как и сам тепловой насос, который иногда интегрирован с баком для нагрева воды. Его маленький компрессор и маленький вентилятор работают довольно тихо, поэтому наличие такого устройства не смущает даже близко к спальне.

Из-за отсутствия воздуховодов и шума в помещении, более популярным решением является воздушно-внешний водяной насос. Но если это моноблочное устройство, в случае сбоя питания вода, которую он нагревает, может замерзнуть в нем. В нашем климате это большая проблема, особенно в тех районах, где перебои в подаче электроэнергии не редкость. Таким образом, вы должны каким-то образом обезопасить насос в этой ситуации, что является проблематичным решением. Поэтому наиболее удобными командами являются тепловые насосы типа воздух-вода . Среди них самые технически совершенные устройства с наилучшими характеристиками, получающие самые высокие показатели эффективности.

Наиболее популярными являются те, которые имеют испаритель и компрессор в наружном блоке. Их конденсатор находится во внутреннем блоке, поэтому обе части теплового насоса соединены трубами, по которым протекает рабочая жидкость. Хотя замерзание ему не грозит, но из-за высокой температуры в холодильной системе соединение компрессора, расположенного снаружи с конденсатором в здании, должно быть очень хорошо изолировано, чтобы уменьшить потери энергии. И поэтому они не могут быть полностью устранены таким образом, особенно если расстояние между наружным и внутренним блоками должно быть большим, решение с промежуточным фактором лучше. Тогда только вентилятор и дополнительный воздушно-гликолевый теплообменник располагаются снаружи, и вся система теплового насоса (испаритель, компрессор и конденсатор), т.е. контур охлаждения, находится во внутреннем блоке. Внутренний и наружный блоки соединены трубами, заполненными раствором гликоля, который переносит энергию, полученную от воздуха в теплообменнике, расположенном снаружи, в испаритель, расположенный во внутреннем блоке.

Посреднический фактор, очевидно, является причиной дополнительных потерь энергии, но потери тепла через стенки труб холодильной системы меньше. Кроме того, установка обходится дешевле, потому что дорогая система охлаждения из медных труб, устойчивых к высоким температурам и давлению, короткая и монтируется на заводе во внутреннем блоке - вам не нужно платить за ее установку установщику, и она не так уязвима для повреждений, как когда она находится на снаружи. Вне дома из дешевых пластиковых труб производится только циркуляция гликоля. Его не нужно изолировать, потому что его температура близка к температуре окружающей среды. И если он проводится под землей, в самый холодный период его температура может даже немного увеличиться из-за получения энергии из земли.

Категория:

Отопление