Для изучения данного типа рассмотрим пример теплового насоса с системой отбора тепла от грунта закрытого типа (т.е. хладоноситель циркулирует в закрытом контуре, таким образом, совершая отбор низкопотенциального тепла) и горизонтальным грунтовым коллектором.
Грунт, как известно, является наиболее универсальным источником рассеянного (низкопотенциального) тепла, т.к. он аккумулирует солнечную энергию и постоянно подогревается от земного ядра. В основном, уже на глубине 5-7 м температура практически постоянная на протяжении всего года и составляет 8-12°С. Этих условий достаточно для создания высокоэффективного теплового насоса с целью обогрева помещений в холодный период, а также работы установки в теплый период года для охлаждения помещений.
Рисунок 4.1 Тепловой насос типа “грунт-воздух”. Схема принципиальная.
① — компрессор поршневой полугерметичный
② — конденсатор воздушный в составе кондиционера центрального секционного
③ — вентиль терморегулирующий
④ — испаритель кожухотрубный водяной
⑤ — насос центробежный промежуточного хладоносителя (этиленгликоля)
⑥- коллектор грунтовый
| Позиционное обозначение среды | Наименование | Агрегатное состояние |
| ⓐ | Вход промежуточного хладоносителя в насос центробежный | |
| ⓑ | Подача промежуточного хладоносителя в испаритель насосом центробежным | |
| ⓒ | Возврат охлажденного хладоносителя в коллектор грунтовый | |
| ⓓ | Вход наружного воздуха (либо смеси наружного и рециркуляционного) в кондиционер центральный секционный | |
| ⓔ | Выход обработанного и подогретого (для зимнего режима) воздуха из кондиционера центрального секционного | |
| ⓕ | Всасывание хладагента компрессором винтовым | Газ |
| ⓖ | Нагнетание сжатого горячего хладагента в конденсатор | Газ |
| ⓗ | Подача сконденсировавшегося хладагента к вентилю терморегулирующему | Жидкость |
| ⓚ | Поступление хладагента в испаритель | Парожидкостная смесь |
Описание принципа действия. Насос центробежный (поз. 5) выкачивает из грунтового коллектора (поз. 7) и подает нагретый и относительно теплый (8-10 °С, в зависимости от условий) хладоноситель в водяной контур испарителя кожухотрубного с внутритрубным кипением хладагента (поз. 4). Хладагент кипит в испарителе, отбирая целевое низкопотенциальное тепло от природного источника – в данном случае от грунта. Охладившись в испарителе, хладоноситель возвращается в коллектор (поз. 7) и снова нагревается там, отобрав тепло грунта. 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 воздушный (поз. 2) в составе кондиционера центрального секционного, либо приточно-вытяжной установки. В воздушном тракте конденсатора нагревается воздух, охлаждая и конденсируя до жидкого состояния хладагент в хладоновой полости данного теплообменного аппарата. Воздух поступает в воздушный тракт кондиционера при помощи вентилятора радиального, проходя через фильтрующую секцию, и, нагревшись поступает в систему воздушного отопления. 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.
