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. 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 наосов, 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 воспламенимы. 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.