3.1 Принципова схема геліоустановки і системи теплопостачання з тепловим насосом

Найбільш ефективна схема системи теплопостачання з використанням КСЕ наведена на рис. 3.1 і має кілька контурів. Охолоджена вода першого контуру насосом 2 подається в колектор сонячної енергії 2, де нагрівається і прямує в теплообмінник 4 водяного бака-акумулятора 5, в якому охолоджується і знову повертається в КСЕ.

Рис. 3.1. Принципова схема геліоустановки та системи теплопостачання з тепловим насосом:

1 - енергія Сонця; 2 - насос; 3 - колектор сонячної енергії; 4 - теплообмінник; 5 - бак-акумулятор; 6 - теплова ізоляція; 7 - насос системи опалення; 8, 15 - теплоприймачі; 9 - радіатори; 10 - повітрозбірник; 11, 17 - проміжний бак; 12, 18 - тепловий насос; 13 - вентилі; 14 - насос гарячого водопостачання; 16 - кран гарячої води

Робота системи опалення. Охолоджена вода після радіаторів циркуляційним насосом 7 прокачується через теплоприймача 8, встановлених в баку-акумуляторі, де нагрівається і потім йде в радіатори 9 системи опалення. При недостачі сонячної енергії (похмурі дні, нічний час) вода після радіаторів циркуляційним насосом 7 прокачується через проміжний бак 11, де нагрівається, і повертається в радіатори 9 системи опалення.

Перемикання руху води здійснюється закриттям або відкриттям вентилів 13. Нагрівання води в проміжному баці 11 здійснюється в цьому випадку за допомогою теплового насоса 12, який використовує воду бака-акумулятора як низькопотенціальну енергію.

Робота системи гарячого водопостачання. Вода з водопроводу або насосом 14 подається до теплоприймача 15, де нагрівається, і йде в кран 16 на гаряче водопостачання. У разі нестачі сонячної енергії вмикається тепловий насос 18, який нагріває воду в теплообміннику 17 за рахунок енергії води бака-акумулятора. У цьому випадку вода з водопроводу проходить через теплообмінник 17, нагрівається і йде в кран 16 гарячої води.

Для підтримки розрахункових теплових умов системи опалення та гарячого водопостачання можливе розміщення електричних теплових насосів 12 і 18, які включаються в мережу при пониженні температури в баці-акумуляторі 5 нижче граничної і використовують бак-акумулятор як низькопотенційне джерело теплової енергії.

У періоди найбільшого похолодання або припинення надходження сонячної енергії для нагрівання води систем опалення та гарячого водопостачання в схему трубопроводів включають додаткове газове або електричне джерело енергії, яке підігріває воду до заданої температури споживача.