Тепловой насос типа вода – вода. Отбор геотермального тепла с помощью скважин

В статье рассмотрим пример теплового насоса с системой отбора низкопотенциального тепла открытого типа. Хладоносителем (т.е. средой, которая охлаждается, чтобы отдать свое тепло), является грунтовая вода, поступающая в испаритель теплового насоса непосредственно из скважины.
Из одной скважины производится отбор воды с целью отбора тепловой энергии, а в другую поступает утилизированная (охлажденная) вода. Так как у скважин, используемых в данном типе установок различное назначение, то к их расположению относительно друг друга предъявляются особые требования — чем дальше они будут расположены, тем меньше будет их взаимовлияние. Однако расстояние должно быть не менее 5м.
Температура подземных вод относительно стабильна в течение года: от 8 до 12 °С. Данный параметр определяется глубиной расположения источников, и зависит от климатических и геотермических условий района, в пределах которого она формируется. Разница в температурах подземных вод района объясняется размерами содержащих подземную воду геологических структур и глубиной их проникновения, скоростью движения воды, а в некоторых районах также близостью расположения неостывших магматических очагов.

Схема гидравлическая принципиальная работы теплового насоса типа вода-вода с отбором тепла грунтовых вод посредством скважин

Рисунок 3.1 Тепловой насос типа “вода-вода”. Схема принципиальная.

① — компрессор винтовой полугерметичный

② — конденсатор кожухотрубный водяной (нагреватель воды)

③ — вентиль терморегулирующий (ТРВ)

④ — испаритель пластинчатый водяной

⑤ — насос центробежный грунтовой воды

⑥ — насос центробежный теплоносителя (горячей воды)

⑦ — скважина забора грунтовой воды

⑧ — скважина утилизации грунтовой воды

⑨ — батареи системы отопления дома

Позиционное обозначение среды Наименование Агрегатное состояние
Всасывание воды грунтовой насосом центробежным Жидкость
Подача воды грунтовой в испаритель насосом центробежным
Возврат утилизированной грунтовой воды в скважину
Подача нагретого теплоносителя (воды) в батареи отопительной системы дома
Выход теплоносителя (воды) из батарей отопительной системы дома и вход в насос
Подача теплоносителя в конденсатор насосом центробежным
Всасывание хладагента компрессором винтовым Газ
Нагнетание сжатого горячего хладагента в конденсатор Газ
Подача сконденсировавшегося хладагента к вентилю терморегулирующему Жидкость
Вход хладагента в испаритель Парожидкостная смесь
Течение грунтовых вод Жидкость

Описание принципа действия. Насос центробежный (поз. 5) выкачивает воду из добывающей скважины (поз. 7) и подает относительно теплую (8-12 °С) грунтовую воду в контур хладоносителя испарителя (поз. 4). Хладагент кипит в испарителе, отбирая целевое низкопотенциальное тепло от природного источника – в данном случае от грунтовой воды. Охладившись в испарителе, вода возвращается в утилизирующую скважину (поз. 8) Далее испарившийся хладагент поступает в компрессор (поз. 1). Компрессор сжимает пары хладагента, тем самым нагревая их до температуры в пределах 90-130 °С и нагнетает их в конденсатор водяной (поз. 2). В водяном контуре конденсатора нагревается теплоноситель, охлаждая и конденсируя до жидкого состояния хладагент в хладоновой полости данного теплообменного аппарата. Теплоноситель подается в конденсатор при помощи насоса (поз. 6), и, нагревшись поступает в систему отопления, распределяясь, по батареям (поз. 9), либо фанкойлам или местным доводчикам. Теплоноситель, отдав свою тепловую энергию,  возвращается на всасывание к насосу. Жидкий хладагент направляется к терморасширительному вентилю (поз. 3), в котором происходит резкое понижение давления при расширении. После ТРВ хладагент поступает в испаритель и цикл повторяется.

Поделитесь с друзьями
  • RSS
  • Twitter
  • Facebook
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Одноклассники
  • Мой Мир
  • LiveJournal
  • Блог Я.ру
  • Blogger
  • Блог Li.ру
  • Google Buzz
  • В закладки Google
  • Яндекс.Закладки
  • Memori.ru
  • МоёМесто.ru
  • Сто закладок
  • БобрДобр
  • LinkedIn
  • FriendFeed
  • MySpace
  • Orkut

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>