Производство и продажа тепловых насосов

Горизонтальный контур теплового насоса

Для получения низкопотенциальной тепловой энергии в тепловом насосе используют устройство теплообмена, которое требует правильной установки, позволяющей насосному оборудованию работать с максимальной эффективностью. Теплообменники горизонтального и вертикального расположения используются в геотермальных тепловых насосах, получающих низкопотенциальную энергию из грунта или подземных водоносных горизонтов. В данной статье будет рассмотрен горизонтальный контур сбора тепла, отличающийся относительной простотой монтажа. Вместе с тем такой теплообменник является громоздким. Для его установки необходим земельный участок, на котором отсутствуют деревья и здания.

Конструкция горизонтального теплообменника может быть представлена:

  • трубопроводами, имеющими последовательное соединение;
  • трубопроводами с параллельным соединением;
  • коллектором, погруженным в траншею;
  • конструкцией петлевидного или спиралевидного типа.


Правила установки горизонтального теплообменника

Для монтажа горизонтального контура теплового насоса берется отступ в пределах одного-трех метров от точки промерзания почвы. Накопление поступающей от солнца энергии происходит в верхних слоях грунта, поэтому их рассматривают в качестве энергетических аккумуляторов. Температура этих слоев достаточно изменчива во времени. От нее зависит отдача теплонасосного устройства. Температурные колебания могут составлять около 10 градусов по Цельсию.

Объем накопленного почвой тепла может зависеть от глубины погружения горизонтального теплового насоса, влажности почвы, степени затенения места расположения теплообменника.

Чтобы коллектор мог эффективно функционировать, трубопроводы должны укладываться друг от друга на расстоянии семидесяти сантиметров. Суммарную длину контура теплообменника необходимо брать не больше 150 метров. Причиной тому является значительное гидравлическое сопротивление. Если теплонасосное оборудование имеет больше одного контура, их длина должна быть примерно равной.

 

Расчет горизонтального теплообменника

На объем получаемой тепловой энергии может влиять качество почвы, присутствие подземных вод, глубина размещения теплообменника и прочие. Если контур сбора тепла находится в сухом песке, объем получаемого тепла берется из расчета 10 ватт на метр погонный. Если контур укладывается в сухую глину, объем равен 20 ваттам на метр погонный, мокрую глину – 25, слишком водянистую глину – 35. Разница температур хладагента, циркулирующего в прямой и обратной линии, равна трем градусам по Цельсию.

Обычно теплоносителем в системе является среднеконцентрированный раствор этиленгликоля с температурой замерзания порядка минус тринадцати градусов Цельсия. Что касается плотности раствора, она составляет 1,05 грамма на сантиметр кубический. Тепловая емкость в условиях нулевой температуры равна 3,7 кДж/кг * К.