Теплоноситель для теплового насоса грунт/вода

Температура теплоносителя в грунтовых теплообменниках теплового насоса может быть отрицательной. При этом это вполне рабочий процесс. В целях безопасной работы системы следует применять специальный незамерзающий теплоноситель (антифриз). Такой теплоноситель часто называют рассолом.

Схема контуров геотермального теплового насоса

На сегодняшний день на рынке представлены теплоносители на основе различных компонентов. В этой статье разберем, какой теплоноситель наиболее подходит для применения в грунтовых тепловых насосах.

Типы теплоносителей для теплового насоса

Теплоносители, используемые для грунтовых тепловых насосов, можно классифицировать по основному веществу, входящему в его состав:

  • Теплоноситель на основе этиленгликоля
  • Теплоноситель на основе пропиленгликоля
  • Теплоноситель на основе глицерина
  • Спиртовые теплоносители (на основе метанола, этанола)

Температура начала кристаллизации (замерзания) так же может быть разной. Она зависит от концентрации основного компонента. Как правило выпускаются теплоносители в виде готовой водной смеси с температурами замерзания:  -15˚С, -20˚С, -25˚С, -35˚С. Так же в продаже можно найти концентраты с температурой замерзания до -60˚С. Такой антифриз необходимо перед заправкой разбавлять самостоятельно.

Температура замерзания теплоносителя для теплового насоса

Подбирая теплоноситель по температуре замерзания, не следует брать рассол с  точкой замерзания «с запасом». Это означает, что если в системе достаточно применить теплоноситель с температурой замерзания -15°C то не стоит применять теплоноситель с температурой замерзания -25°C. На практике, температура в геотермальном теплообменнике не опускается ниже -10°C. В редких случаях температура может опуститься до значения -12/-13°C.

Температура замерзания гликоля в зависимости от концентрации

Теплоноситель с низкой температурой замерзания имеет большую концентрацию основного вещества. Нежелательное превышение этой концентрации приводит к:

  • Повышению вязкости рабочей жидкости, что в свою очередь, вызывает дополнительную нагрузку на циркуляционный насос. Это приводит к снижению эффективности теплового насоса из-за переизбытка электроэнергии необходимой для преодоления дополнительного гидравлического сопротивления. К тому же, возникший дополнительный износ  снижает ресурс работы насоса.
  • Снижению теплопередачи от грунта к испарителю. Теплоносители с высокой концентрацией основного вещества имеют худший коэффициент теплопроводности. Как следствие, снижается эффективность теплового насоса.

Таблица свойств теплоносителей рассола для теплового насоса

Безопасность и защита окружающей среды

Так же при выборе рассола для теплового насоса следует принять во внимание экологические нормы и влияние на окружающую среду. Теплоносители на основе этиленгликоля и метанола, рассматриваются как токсичные.

Прямое попадание в организм может привести к летальному исходу. А в случае повреждения грунтового зонда, утечка теплоносителя в землю может привести к загрязнению почвы и грунтовых вод.

Теплоносители на спиртовой основе легко воспламеняемы. Необходимо придерживаться норм  пожарной безопасности во время транспортировки и заправки.

При выборе теплоносителя так же следует обратить внимание на коррозионную стойкость. Большинство производителей добавляют в состав теплоносителя специальные присадки для снижения коррозии и, как следствие, продления срока службы теплового насоса.

Учитывая физические свойства и экологическую безопасность, наилучшим выбором для тепловых насосов с грунтовым теплообменником, являются теплоносители на основе пропиленгликоля или глицерина. Температура замерзания должна быть в пределах: -12/-15°C. Во время эксплуатации следует проводить проверку температуры замерзания (при помощи рефрактометра) и уровень кислотности (используя  лакмусовые индикаторы). Уровень кислотности должен быть в диапазоне pH: 7,5-10. Проверку рекомендуется  проводить не реже чем один раз в пять лет.

Сергей Маринец

Сергей Маринец

Автор - инженер по возобновляемым источникам энергии

Похожие записи

5 физических явлений объясняющие принцип работы теплового насоса

5 физических явлений объясняющие принцип работы теплового насоса

Компрессоры для тепловых насосов

Компрессоры для тепловых насосов

Тепловой насос с пропаном в качестве хладагента

Тепловой насос с пропаном в качестве хладагента

3 способа улучшить работу теплового насоса при модернизации отопления

3 способа улучшить работу теплового насоса при модернизации отопления

Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *