Работа самых распостраненных видов тепловых насосов (земля-вода) основана на процессе выделения тепла из грунта (имеющего температуру около плюс 8°С), при помощи теплообмена между тремя контурами:


   1. рассольный (земляной) контур;
   2. контур теплового насоса;
   3. отопительный контур.


Общая схема работы теплового насоса представлена на рисунке:

 

 

Сам же тепловой насос представляет собой устройство, внутри которого происходит преобразование температуры с +8°С до +75°С.

 

 

Тепловой насос состоит из:


   1. Теплообменник передачи тепла земли внутреннему контуру.
   2. Компрессор
   3. Теплообменник передачи тепла внутреннего контура системе отопления
   4. Дроссельное устройство для понижения давления
   5. рассольный контур и земляной зонд
   6. контур отопления и ГВС


 

     

 
Первичный контур– полиэтиленовая труба U-образной формы, погруженная в скважину. По трубе циркулирует незамерзающая жидкость. В результате циркуляции ко второму контуру теплового насоса поступает жидкость с температурой +8°С (температура земли).


 
 Жидкость передает свою температуру (+8°С) второму контуру. Во втором контуре циркулирует фреон. (Отличительная особенность фреона состоит в том, что при температуре выше 3°С он из жидкого состояния переходит в газообразное). Жидкий фреон, получая от первичного контура температуру +8°С переходит в газообразное состояние. Далее, газообразный фреон поступает в компрессор, где газ сжимается с 4 до 26 атмосфер. При таком сжатии он нагревается с +8°С до +75°С.

(Это самый важный этап работы теплового насоса. Именно на этом этапе происходит преобразование энергии большого объема газа с температурой +8°С в малый объем газа с температурой +75°С. При этом общая энергия газа до и после компрессора остается неизменной. Просто он сконцентрировался в сгусток энергии, которой некуда деваться. Поэтому и происходит нагревание газа до +75°С).
 
 

 

 

Энергия газа (фреон), разогретого до +75°С, передается в третий контур – систему отопления и горячего водоснабжения дома. В процессе передачи энергии газа третьему контуру после потерь (10-15°С), отопительный контур нагревается до температуры 60-65°С.

 

Газ (фреон), отдав свою энергию отопительному контуру, остывает до 30-40°С При этом он по-прежнему находится под давлением в 26 атмосфер. Затем происходит снижение давления до 4 атмосфер (так называемый эффект дросселирования). В результате падения давления происходит значительное охлаждение газа (эффект, обратный повышению температуры при увеличении давления). Он охлаждается до 0-3°С и становится жидкостью. Температура фреона 0-3°С передается теплоносителю первичного контура, который уносит ее вглубь земли. Проходя по скважине, теплоноситель нагревается и выходит на поверхность земли с температурой +8°С, которая опять подается на второй контур.

 
 

 

 

А в это время происходит процесс завершения цикла во втором контуре.

Жидкий фреон с температурой 0-3°С опять соприкасается с первичным контуром, приносящим из земли +8°С.

Процесс повторяется...