Водяний тепловий насос

Тепловий насос «вода/вода» або, іншими словами, водяний тепловий насос використовують тепло підґрунтових (грунтових) вод, відкритих водойм або технологічної охолоджувальної води. Ґрунтові води характеризуються досить стабільною температурою 6…15°C протягом усього року. У порівнянні з іншими джерелами низькопотенційного тепла використання води забезпечує найбільш високу ефективність теплового насоса.

Водяний тепловий насос свердловинного типу

Для реалізації таких систем застосовуються штучно створювані колодязі та ґрунтові свердловини для теплового насоса: водозабірні та водоприймальні. Вода, що витягується зі свердловини (колодязі), подається в тепловий насос, де охолоджуючись, повертається через водоприймальні колодязі та свердловини знову під землю.

Великим недоліком теплових насосів, що працюють із ґрунтовими водами, є висока вартість робіт з облаштування свердловин та колодязів, а також експлуатаційних витрат на підведення та відведення води. Крім цього, теплові насоси такого типу періодично необхідно очищати від відкладень у теплообміннику оксидів заліза та мулу.

Приклад облаштування свердловин для теплового насосу водовода

При проектуванні систем, що використовують теплові насоси зі свердловинами і колодязями, необхідно врахувати вимоги, часом дуже жорсткі, місцевих адміністрацій у питаннях організації стічних вод.

Використання води річок та озер як джерело тепла для теплонасосних систем має одну істотну ваду – надзвичайно низьку температуру в зимовий період (вона може опускатися до рівня 0°C).

Морська вода може використовуватися як джерело тепла головним чином середніх і великих системах. На глибині 25…50 м морська вода має постійну температуру в діапазоні 5…8°C, і, як правило, проблем з утворенням льоду не виникає. Але вартість таких систем дуже велика через використання дорогого обладнання для забирання води та її фільтрації. Для такої системи використовують спеціальні теплові насоси, які не корозіюють від морської води.

Прикладами можливих джерел низькопотенційного тепла можна також вважати каналізаційні очищені та неочищені стічні води, промислові водостоки, води оборотних систем охолодження промислових підприємств, конденсаторів водяної пари, що застосовуються при виробництві електроенергії.

Дані джерела тепла цікаві завдяки високій температурі середовища, але поширення таких систем обмежено необхідністю проектування індивідуальних теплообмінних поверхонь. Не маловажливим фактором, що гальмує застосування теплонасосних систем даних типів, є надмірна забрудненість джерела, це призводить до швидкого забруднення теплообмінників і як наслідок зменшення їхньої ефективності. Вирішенням цих проблем стають часті планові заходи щодо їх очищення.