Тепловий насос із водяним джерелом використовує занурені у воду трубопроводи для поглинання енергії з озера, ставки, річки та підземних вод. Це такий самий пристрій, як і геотермальний тепловий насос, проте джерело тепла, яке вони використовують, і спосіб відбору тепла відрізняються.
Будь-яке водойма, близько розташована до будівлі, є ідеальним джерелом енергії для теплового насоса. Вони можуть ефективно отримувати теплову енергію для забезпечення опалення та гарячого водопостачання підприємств та будинків. Вода є чудовим джерелом тепла, що робить теплові насоси з водяним джерелом тепла є дуже ефективними відновлюваними системами опалення.
Як працює тепловий насос вода-вода?
Занурені у водоймище трубопроводи поглинають теплову енергію з навколишнього середовища так само, якби вони були закопані в землю. Ці, як правило, замкнуті системи, передають теплову енергію тепловому насосу. Потім тепловий насос підвищує цю температуру, подаючи тепло на радіатори або теплі підлоги всередині приміщення.
Коли використовується система з відкритим контуром, застосовується вторинний теплообмінник, тому сам тепловий насос залишається в замкнутому контурі, що містить гліколь. Вторинний теплообмінник може мати кілька форм: петлі із труб або металевих панелей, занурених у вихідну воду, або пластинчастий теплообмінник з прокладкою, до якого підводиться вода.
Переваги теплового насоса вода-вода
Теплові насоси з водним джерелом тепла вже давно вважаються вигідним способом опалення, тому що:
- Тепловіддача від води вища, ніж від грунту.
- Температура зворотного потоку у тепловому насосі зазвичай на 5-6°C вище, ніж у грунтових колекторах, що підвищує ефективність теплового насоса.
- Вода постійно знаходиться у тісному контакті з усіма трубами, що ще більше підвищує його ефективність.
- Потік, течія чи циркуляція забезпечує постійне поповнення енергії.
- Використання водного джерела усуває необхідність у копанні або бурінні, що знижує вартість та тривалість установки системи теплового насоса вода-вода.
Як теплові насоси вода-вода відбирають тепло?
Існує безліч способів відбору теплової енергії з води. Усі види водяних колекторів класифікуються як системи із замкнутим чи відкритим контуром. Системи із замкнутим контуром – це герметичні колектори, в яких теплоносій циркулює трубопроводом в одному безперервному контурі, не торкаючись води, поглинаючи та передаючи енергію до теплового насоса. У системах з відкритим контуром як теплоносій використовується саме джерело води.
Водяний колектор з закритим контуром
Як і в будь-якій системі з закритим контуром (геотермальні зонди або грунтові колектори), водяний колектор відбирає тепло за допомогою труб (водяний контур) по яких циркулює теплоносій (суміш води та пропіленгліколю). Водяний колектор опускається на дно чи закріплюються під плавучим понтоном. Теплоносій ніколи не вступає в контакт із самою водою – він просто передає тепловому насосу тепло, поглинене в водоймі через стінки труб.
При установці водяного колектора з закритим контуром слід виконати захист від можливих пошкоджень спричинених хвилями, сміттям, човнами тощо, а також врахувати припливні течії та хвилі, які можуть змістити контур. Також потрібно переконатися, що водойма достатньо глибока. За умови, що відсутня течія, мінімальна глибина води, що рекомендується, становить близько 1,2 метра, в ідеалі – більше, якщо це можливо, щоб уникнути замерзання навколо водяного колектора і запобігти будь-яким пошкодженням від човнів, що пропливають повз.
Водяний колектор з відкритим контуром
Водяні колектори з відкритим контуром мають форму двох окремих труб. Вони забирають воду з одного місця, прокачують її через теплообмінник в тепловому насосі для поглинання тепла з води, а потім скидують цю холоднішу воду в інше місце. В якості джерела води використовуються свердловини, річки та озера. На відміну від водяних колекторів із замкнутим контуром, в колекторах з відкритим контуром не перекачується теплоносій. Як теплоносій використовується сама вода з джерела.
Проект такої системи має бути добре продуманий. На ефективну роботу впливають наступні фактори:
- Потрібно забезпечити достатні відстані між відбірною та скидною свердловинами. Це запобігає попаданню великої кількості скинутої води назад у забірну свердловину, що вплине на температуру і продуктивність системи.
- Забезпечення того, щоб свердловина не засмічувалась протягом короткого періоду експлуатації. Необхідно ретельно контролювати вміст газу, хімічний склад води та вміст твердих частинок, оскільки дрібні бульбашки газу та тверді частинки можуть призвести до швидкого засмічення свердловини або водоносного горизонту.
- Запобігання можливому замерзанню та корозії теплового насоса. Тепловий насос та джерело повинні бути розділені проміжним пластинчастим теплообмінником.
- З часом теплообмінник забруднюється, що знижує ефективність теплопередачі. Тому теплообмінник потрібно регулярно очищати.
Хоч системи теплових насосів з водяним колектором відкритого типу дуже ефективні проте можуть мати згубні наслідки для навколишнього середовища.
Джерело: alternetica.com.ua