Геотермальное отопление: принцип работы — opechkah.ru
В связи с повышением цен на традиционное топливо, потребители все чаще задумываются об использовании альтернативных источников энергии. Достойной альтернативой газовым котлам и работающим на угле, стали теплонасосы — отбирают тепло из грунта или подземных вод.
Принцип действия таких агрегатов основан на переносе преобразованной теплоэнергии от источника к потребителю. Грунт и подземные воды имеют стабильную среднегодовую температуру, которая колеблется в пределах 7-12°C, на глубине ниже уровня промерзания. Этого условия достаточно, чтобы обеспечить эффективное геотермальное отопление дома.
Геотермальные тепловые насосы требуют установки коллектора, внешнего контура, который может быть:
- Горизонтальный. Укладывается ниже уровня промерзания грунта. Извлекает энергию из почвы.
- Вертикальный. Требует бурения специальных скважин, получает тепло из грунта или подземных вод.
Расчет геотермального отопления дома
Владельцы частных домов, решившие перейти на более экономичный вид энергоресурсов, могут оценить эффективность геотермального теплонасоса, вычислив мощность, которая потребуется ему для отопления здания. Делается это по формуле:
Q = (k x V x ∆T)/860, где:
Q — теплопотери здания, по этому параметру выбирается мощность теплового насоса для обогрева помещения (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;
k — усредненный коэффициент теплопередачи конструкций здания: например, если k=1, здание из кирпича, k=0,6 — хорошо утеплено, а 4 — это пристройка из досок;
V — суммарный объем всего отапливаемого помещения, в куб.м.;
∆T — максимальный перепад температур внутри и снаружи помещения.
Возьмем капитальный кирпичный дом площадью 100 м и высотой стен 3 м. Минимальная внешняя температура зимой составляет -25ºС, в доме 20ºС. В итоге, получаем:
Q = (1*300*(20-(-25))/860 = 15,698 кВт.
Таким образом для отопления нашего здания нам потребуется тепловой насос мощностью 16 кВт.
Каким будет геотермальное отопление для дома и принцип его работы выбирают, исходя из географических особенностей местности — наличия свободных участков земли, водоемов, глубины промерзания грунта. Если местность не позволяет установку горизонтального коллектора. Все расчеты лучше доверить специалистам профильной компании, имеющим практический опыт монтажа геотермальных систем.
Схема системы геотермального отопления дома
Устройство геотермальной системы отопления состоит из:
- непосредственно насоса,
- внешнего теплообменника — коллектора,
- внутреннего отопительного контура, в который поступает тепло. Это могут быть радиаторы, теплые полы, и т.д.
Во внешнем элементе хладагент забирает тепло из источника — грунта или воды. Далее хладагент циркулирует в системе и в конце отдает тепло в отопительный контур.
Учитывая, что земля и вода — ресурсы неисчерпаемые, а за использование их в качестве источников тепла не нужно платить, то геотермальное отопление дома выгодно в долгосрочной перспективе и окупается за несколько лет. Причем рабочий ресурс системы в несколько раз выше. Естественно, теплонасос потребляет какое-то количество электроэнергии, но оно в 4-5 раз меньше количества тепла, которое он генерирует.
Возникли вопросы?
Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Задать вопрос
Что такое геотермальное отопление — принцип работы геотермального насоса
Что такое геотермальное отопление?
При правильных условиях геотермальное отопление —
доступное и удобное решение проблем с отоплением. С помощью геотермальной
системы отопления можно извлекать солнечную энергию, хранящуюся в земле, и
использовать ее, например, для напольного или радиаторного отопления. Летом геотермальную
систему отопления можно использовать для охлаждения воздуха в доме. Для забора
тепла из земли вокруг здания на глубине 1–1,2 метра прокладывается коллектор. Наземный коллектор — это, по сути, труба, внутри которой циркулирует
специальная жидкость. Нагретая жидкость направляется в геотермальный насос, а затем
тепло передается в отапливаемое здание. Затем охлажденная жидкость возвращается
в коллектор для сбора тепла. Как правило, чем влажнее почва, тем больше
тепловой энергии из нее можно извлечь. Также немаловажную роль играет длина
коллектора и его правильная прокладка. Больше всего выигрыш от геотермальной
системы отопления ощутим в надлежащим образом утепленных домах. Также важно,
чтобы в доме было водяное или радиаторное отопление.
Принцип работы геотермального насоса
Тепловая энергия собирается с помощью циркулирующей внутри коллектора жидкости, которая направляется в испаритель теплового насоса, где энергия от наземного коллектора нагревает фреон из жидкого состояния в газ. Затем газообразный фреон поступает в компрессор, где он сжимается. Сжатие газа повышает его температуру, а затем направляет его в теплообменник, через который собранная тепловая энергия передается для отопления и обеспечения горячей водой жилых помещений. Затем охлажденная жидкость возвращается в трубопровод наземного коллектора, и циркуляция начинается заново.
Преимущества геотермального отопления
1. Главным преимуществом геотермальной системы отопления является ее окупаемость. Для работы геотермального теплового насоса необходима электроэнергия, но на 1 кВт ч потребляемой электроэнергии геотермальная система отопления производит в среднем 4 кВт тепловой энергии. Хотя установка системы требует более высоких начальных инвестиций, в долгосрочной перспективе они окупаются.
2. Выбирая геотермальную систему отопления, вы избавляете себя от необходимости строить котельную, соответствующую правилам пожарной безопасности. Также такая система не требует проектирования и строительства безопасного дополнительного места для хранения топлива. Поскольку геотермальный насос работает автономно, нет необходимости заниматься вырубкой деревьев или нагреванием котла.
3. При геотермальном отоплении не образуется неприятного и вредного дыма или сажи. Кроме того, во время процесса не образуются вредные для окружающей среды газы или продукты сгорания. У качественного геотермального насоса небольшие размеры; он малошумен.
4. Геотермальная система отопления служит долго. Трубы коллектора работают под землей до 100 лет, а средний срок службы компрессора составляет 20-30 лет.
5. Безопасность превыше всего! Качественная система геотермального отопления безопасна, потому что не излучает большое количество тепла и открытого пламени.
Геотермальное отопление дома: принцип работы | Полезное
В связи с повышением цен на традиционное топливо, потребители все чаще задумываются об использовании альтернативных источников энергии. Достойной альтернативой газовым котлам и работающим на угле, стали теплонасосы — отбирают тепло из грунта или подземных вод.
Принцип действия таких агрегатов основан на переносе преобразованной теплоэнергии от источника к потребителю. Грунт и подземные воды имеют стабильную среднегодовую температуру, которая колеблется в пределах 7-12°C, на глубине ниже уровня промерзания. Этого условия достаточно, чтобы обеспечить эффективное геотермальное отопление дома.
Геотермальные тепловые насосы требуют установки коллектора, внешнего контура, который может быть:
- Горизонтальный. Укладывается ниже уровня промерзания грунта. Извлекает энергию из почвы.
- Вертикальный. Требует бурения специальных скважин, получает тепло из грунта или подземных вод.
Расчет геотермального отопления дома
Владельцы частных домов, решившие перейти на более экономичный вид энергоресурсов, могут оценить эффективность геотермального теплонасоса, вычислив мощность, которая потребуется ему для отопления здания. Делается это по формуле:
Q = (k x V x ∆T)/860, где:
Q — теплопотери здания, по этому параметру выбирается мощность теплового насоса для обогрева помещения (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;
k — усредненный коэффициент теплопередачи конструкций здания: например, если k=1, здание из кирпича, k=0,6 — хорошо утеплено, а 4 — это пристройка из досок;
V — суммарный объем всего отапливаемого помещения, в куб.м.;
∆T — максимальный перепад температур внутри и снаружи помещения.
Возьмем капитальный кирпичный дом площадью 100 м и высотой стен 3 м. Минимальная внешняя температура зимой составляет -25ºС, в доме 20ºС. В итоге, получаем:
Q = (1*300*(20-(-25))/860 = 15,698 кВт.
Таким образом для отопления нашего здания нам потребуется тепловой насос мощностью 16 кВт.
Каким будет геотермальное отопление для дома и принцип его работы выбирают, исходя из географических особенностей местности — наличия свободных участков земли, водоемов, глубины промерзания грунта. Если местность не позволяет установку горизонтального коллектора. Все расчеты лучше доверить специалистам профильной компании, имеющим практический опыт монтажа геотермальных систем.
Схема системы геотермального отопления дома
Устройство геотермальной системы отопления состоит из:
- непосредственно насоса,
- внешнего теплообменника — коллектора,
- внутреннего отопительного контура, в который поступает тепло. Это могут быть радиаторы, теплые полы, и т.д.
Во внешнем элементе хладагент забирает тепло из источника — грунта или воды. Далее хладагент циркулирует в системе и в конце отдает тепло в отопительный контур.
Учитывая, что земля и вода — ресурсы неисчерпаемые, а за использование их в качестве источников тепла не нужно платить, то геотермальное отопление дома выгодно в долгосрочной перспективе и окупается за несколько лет. Причем рабочий ресурс системы в несколько раз выше. Естественно, теплонасос потребляет какое-то количество электроэнергии, но оно в 4-5 раз меньше количества тепла, которое он генерирует.
Возникли вопросы?
Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Геотермальное отопление дома – принцип работы, способы установки
За последние несколько десятилетий использование альтернативных источников энергии и обогрева помещений стало популярным выбором. Из-за повышения стоимость ископаемых ресурсов, нефти и газа традиционные источники энергии. Один из таких способов, использование геотермального отопления. Такая система не отличается сложностью, поэтому организовать её можно самостоятельно и в краткие сроки.
В Европе и США использование такого вида обогрева вышло на первое место, однако в России и странах СНГ оно является малопопулярным. Однако рентабельность и безвредность позволят данному виду быстро найти поклонников.
Общая схемаПринцип функционирования
Согласно принципам работы явление отопления за счет геотермальных источников сходно по работе с обычным рефрижератором, к которому подключили инверторное устройство. То есть, вместо охлаждения, происходит нагрев. Почва земли отлично сохраняет тепло и при определенных условиях передает его. За счет высокой температуры ядра планеты, которая даже на незначительных глубинах достигает литосферы грунт практически не промерзает.
Принцип работыЗа счет данной особенности нагрева почв была создана технология обогрева помещений. Принцип работы отопления имеет следующий вид: в подвале устанавливается насос, который через сеть труб проходит в специально просверленную шахту. Теплообменная жидкость за счет взаимодействия с более теплой поверхностью нагревается, после чего обратно её выкачивает помпа. В результате чего, можно использовать жидкость для обогрева или других целей. При подключении к трубопроводу, который расположен внутри дома реализуется система отопления подземным теплом.
Система состоит из двух главных компонентов:
- Внутренний контур – устанавливается внутри дома, включает набор труб, радиаторов, отопления теплоизоляции дома и стен. За счет закольцованной системы ветвей сообщается с внешней частью конструкции и осуществляет циркуляцию воды и обогрев помещений.
- Внешний контур представляет собой сложную конструкцию, которая требуется для того, чтобы набирать и передавать энергию от земли или воды к внутреннему контуру. Состоит из теплового насоса, и при необходимости обогревательного прибора, который дополнительно увеличивает температуру воды.
К достоинствам подобного подхода к обогреву относят высокий коэффициент полезного действия. Требуется обеспечивать энергией насос, который при затратах 1 киловатт/час будет предоставлять тепла на 4-6 киловатт в зависимости от географического положения.
К примеру, кондиционер с системой обогрева преобразовывает электричество в тепло с куда меньшим КПД, что обусловлено высоким уровнем потерь при реакциях. Именно поэтому, постройка такого отопления является способом экономии. Особенно при правильной реализации.
Принцип функционированияОсобенности системы
Процесс организации сети достаточно сложен, и пройти его без привлечения спецтехники и специалистов затруднительно. Наиболее важным элементом является шахта, глубину которой рассчитывают исходя из множества факторов:
- Климат;
- Среднегодовая температура;
- Характерные типы почвы;
- Площадь помещений.
В неблагоприятных условиях глубина достигает 100 метров. Чтобы её достичь придется вызывать специалистов с бурильной установкой. Подбор габаритов будущего отверстия в почве требуется рассчитать индивидуально, при необходимости несколько раз повторяя замеры.
Внутренний контур устройстваПосле чего требуется расположить в шахту трубы теплопоглощающего трубопровода. Материал, из которого изготовлены эти трубы должен обладать высокой степенью теплопроводности. Требуется обеспечить трубам достаточную степень защиты от коррозии. Материалу придется длительное время находиться в условиях сырости, поэтому обычная сталь плохо подойдет для использования. Придется использовать нержавейку или другие, синтетические материалы.
Функциональное значение труб заключается в передаче теплоносителя к помпе, который в дальнейшем будет служить для повышения температуры жидкости и направлять её к сети трубопроводов. В зависимости от длины труб, их масса достигает несколько десятков килограммов. Притом, что нужно соединить несколько труб, масса которых складывается без подвесного оборудования справиться с этим будет затруднительно. Нужна команда специалистов или несколько помощников.
Способы работы системы
Термальное отопление представляет собой эффективную систему, не наносящую ущерба окружающей среде. Соорудить конструкцию можно несколькими различными способами, каждый из которых в процессе использования задействует собственные источники получения тепловой энергии:
Горизонтальное размещение- При наличии в глубоких слоях почвы под территорией дома резервуаров или протоков вод можно обогревать помещения ею. Если жидкость циркулирует на глубине более 25 метров, её температуры достаточно для прогрева. Помпа выкачивает по трубам жидкость и передает её в трубопровод, после чего нагревает помещение и возвращается обратно.
- Второй способ задействует поверхность почвы. На большую глубину опускается емкость, которую заполняют хладагентом, который не замерзает. За счет контакта с горячей поверхностью он согревается, затем с помощью тепловой помпы поднимается к теплообменной жидкости, температура которой повышается, затем антифриз возвращается в емкость.
- Последний способ подойдет для владельцев домов с выходом на водоем. Через дно протягиваются специальные горизонтальные зонды, которые за счет взаимодействия с теплой жидкостью близ дна нагревают и передают её в централизованную часть.
Трубы, проложенные по второму способу, могут укладывать в нескольких плоскостях: вертикальной и горизонтальной:
Первый способ используется редко, поскольку требует значительных затрат площади. Сеть из труб монтируется на незначительную глубину, которая превышает максимальный уровень промерзания грунта, характерный для конкретной местности.
Такой вид устройства имеет несколько недостатков, основные из которых потребность задействовать большое количество резервуаров с антифризом, огромная площадь, которую требуется отдать под размещение трубопровода, которая в значительной мере будет превышать площадь отапливаемого помещения. К тому же, застройка займет большое количество времени и потребует траты денег, а земельные работы существенно ухудшат ландшафт. При наличии газона, растительный покров будет полностью испорчен.
Вид в разрезеПри наличии на участке деревьев, придется проводить трубы на расстоянии не менее полутора метра от них. Иначе, разрастающиеся корни могут привести к порче системы.
Вертикальное размещение резервуара занимает куда меньше места, однако сложность работ высока. Придется привлекать специалистов по бурению, что затрачивает значительный объем денежных средств. Скважина достигает глубины 200 метров, если система размещается в северных районах. При работах территория не затрагивается. Часто используется для загородных домов. Срок эксплуатации такого вида может превышать 100 лет.
Преимущества геотермальной системы отопления
Для применения в загородных домах у такого способа обогрева имеется несколько основных достоинств:
- Высокий уровень рентабельности. Постройка окупается за несколько месяцев, за счет большого количества выделяемой таким способом энергии, относительно потерь электрического тока. Поэтому, срок окупаемости короткий.
- Безопасность. Подобные конструкции выделяют крайне низкое количество вредоносных веществ в почву и окружающую среду, что выгодно отличает их от аналогов на ископаемом топливе.
- Для работы система требует только электричество, которое может быть получено от солнечной батареи или ветряка. Не требуется использования легковоспламеняющихся материалов.
- Если отопление правильно установлено и закреплено, он может прослужить несколько десятилетий, без необходимости дополнительного обслуживания.
Таким образом, использование подобных видов отопления представляет собой лучший выбор для следующих категорий населения:
- обитает в частном доме, который не подключен к газовым магистралям;
- сталкивается с частыми проблемами в снабжении электричеством;
- у которых могут быть проблемы с доставкой газа или угля;
- по каким-либо причинам желают перейти на альтернативные источники тепла и энергии;
- имеют на руках достаточную сумму для возведения и монтажа конструкции.
Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно
Стоимость проекта и проведения работ при установке геотермальной конструкции достаточно значительна, покупка всего необходимого оборудования, привлечения команды специалистов, а также необходимость длительных земляных работ не могут обойдись дешево.
Однако за счет рентабельности установки такого типа отопления в доме, срок окупаемости достаточно быстрый. Дополнительно сэкономить поможет установка других источников альтернативной добычи энергии, например, солнечных панелей, которые могут питать геотермальную сеть. Даже при существенных скачках цен на ископаемые ресурсы и газ, они не повлияют на стоимость отопления.
Главная часть сети проводов скрывается глубоко под землей, резервуар с хладагентом, который помещается в скважину подает топливо к дому. Причем в подвале или другом хозяйственном помещении потребуется разместить генератор тепла. Большинство таких приборов достаточно компактны. Для согрева помещений придется установить несколько радиаторов.
На установленном генераторе возможно регулировать температуру в доме и расход энергии. Монтаж сопровождается установкой оборудования для обогрева комнат, разветвлением трубопровода. В большинстве помещений тепловой генератор выносится в отдельное помещение, чтобы шум от работы не мешал жильцам заниматься своими делами.
Распространение геотермального отопления
Такой вид обогрева зданий стал популярным с 1980 в соединенных штатах, в который последствия скачка цен на нефть не позволяли отапливать ею дома. После изобретения система было достаточно дорогой в установке и монтаже, поэтому использовать её могли исключительно богатые слои населения.
Однако, с ростом количества домов, применяющих тепло земли как источник горячей жидкости, снижалась цена на комплектующие и установку, и количество домов, которые применяли такое отопление.
В начале 90х годов согласно опросам населения в разных регионах, количество граждан в США, которые применяли данную систему для отопления достигло 12 миллионов человек. После чего, технология распространилась в Европе, особенно северных регионах.
Аналогом по стоимости обогрева является система обогрева на природном газу, однако это топливо истощается с каждым годом. Тоже касается угля, дров. Для небольших домов можно использовать традиционные печи, однако в зданиях с крупной площадью отопление за счет твердотопливных элементов требует значительных сил. Поэтому, необходимость чем-то заменять традиционные источники топлива привела к появлению альтернативы в виде геотермальных конструкций.
Использование нетрадиционных источников энергии стало распространенным в последнее время за счет подорожания традиционного топлива. Используют с целью обогрева тепло земли, солнечный свет и ветер, что при комбинации на участке позволяет существенно экономить средства.
Геотермально обогревать дом гораздо дешевле, чем использовать как отопительный элемент уголь иди дрова. Для этого потребуется постоянный доступ к току, поэтому нужна или электростанция, работающая без перебоев или источник бесперебойного питания.
Средняя оценка оценок более 0 Поделиться ссылкойГеотермальное отопление дома под ключ, принцип работы, цена
Геотермальное отопление дома многие считают чем-то из области фантастики, забывая о том, что для него не требуется жить вблизи горячего гейзера, ведь даже в России зимой земля запасает достаточно тепла, чтобы отдать его теплоносителю. Основной принцип работы заключается в том, что тепло отбирается хладагентом, температура которого всегда ниже температуры почвы. Нагреваясь, он отдает разницу температур в теплообменнике, которая затем передается теплоносителю в систему отопления. Антифриз же снова возвращается в систему почвенных коллекторов, продолжая забирать тепло земли.
Классическая система забора тепла включает в себя компрессор, конденсатор и испаритель. При помощи сжатия хладагента в компрессоре достигается большее высвобождение тепловой энергии. Хладагентом в геотермальных системах обычно выступает фреон, а теплоносителем – солевой раствор.
Система геотермального отопления предполагает необходимость монтажа земляного контура, в котором циркулирует рассол антифриза. При горизонтальном расположении контура на достаточно большом участке земля снимается на глубину 1 – 3 м для укладки коллекторов. В случае ограниченной площади участка или сложном ландшафте бурят скважину глубиной от 25 до 100 м для вертикальной укладки контура.
Очень эффективна и система «вода-вода», при которой тепловой контур располагается в ближайшем водоеме либо в колодце с грунтовыми водами. Единственное ограничение – водоем должен иметь достаточную глубину, чтобы не промерзать зимой полностью.
Геотермальное отопление Геотермальное оборудование подходит не только для отопления загородного дома, но и для стабильного обеспечения его горячей водой. Непосредственный обогрев помещения производится при помощи традиционных радиаторов с горячей водой, нагревающейся в теплообменнике геотермального оборудования. Также к нему можно подключить систему «теплый пол».
Несмотря на то, что цены на геотермальное отопление, в частности, на оборудование и его монтаж, достаточно высокие, оно имеет огромную перспективу по ряду причин:
• Использование неисчерпаемой энергии;
• Высокая производительность и энергоэффективность;
• Полная экологическая и пожарная безопасность;
• Автономная работа;
• Отсутствие необходимости в регулярном обслуживании и замене теплоносителя;
• Возможность работы не только в режиме обогрева, но и кондиционирования.
Стоимость геотермального отопления для дома
Зная о том, сколько достоинств у такой системы, сразу хочется узнать, сколько стоит геотермальное отопление для дома. Все зависит от необходимых мощностей для обогрева помещений, выбранного оборудования, особенностей ландшафта местности, сложности инженерных работ. Но в любом случае, установка геотермального оборудования – процесс трудоемкий, а соответственно – дорогостоящий. Его стоимость рассчитывается отдельно для каждого конкретного случая.
Наша компания предлагает такой вид отопления домов под ключ высококвалифицированными специалистами. Мы устанавливаем оборудование только надежных, проверенных временем производителей. Обратитесь к нам – и мы произведем полный расчет стоимости геотермального отопления для вашего дома.
Мы самостоятельно производим работы по организации почвенного контура, как горизонтального, так и вертикального, осуществляем подбор насоса с необходимыми техническими характеристиками. Все оборудование устанавливается в соответствии с нормами безопасности.
Вы можете задать свой вопрос.
Геотермальное отопление. Принцип работы, технология и устройство теплового насоса для обогрева дома и геотермального контура в составе этой системы теплоснабжения. Под ключ от ЕвроТепло78.рф
КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
Тепловой насос – это холодильная машина (как обычный холодильник или кондиционер), задача которого является перенос тепла из одного места в другое. Обычный холодильник забирает тепло из внутренней камеры (где находятся продукты) и выводит тепло на заднюю стенку холодильника (черный радиатор). Тепловой насос работает также, он забирает из земли тепло и переносит его в ваш дом. Источником тепла служит неисчерпаемое тепло ядра нашей планеты.
Для установки теплового насоса не требуется большая строительная техника! Ваш облагороженный участок не пострадает. В любой части вашего участка в земле устанавливается кольцо диаметром 1.5 метра и глубиной 0,9 метра, в нем будут находится все подземные ПНД трубы для забора тепла из под земли. От этого кольца подводятся к вашему дому 2 пнд трубы, по одной уходит холодная жидкость, по другой приходит более теплая жидкость. В техническом помещении вашего дома устанавливается тепловой насос размером 60х50х1200 см. Он подключается к вашей системе отопления дома и к бойлеру горячей воды.
Тепловой насос экономически выгоден т.к. стоимость отопления при правильном использовании дешевле чем магистральный газ!
Несмотря на кажущуюся простоту работ, не стоит организовывать геотермальное отопление своими руками, так как не каждый может разобраться какое оборудование стоит поставить в доме Зачастую небрежность в рассчетах может привести к нежелательным последствиям. Как рассчитать потребность вашего дома в тепловой энергии, а следовательно и длинну необходимую для скважин подскажут наши менеджеры. Вам лишь необходимо набрать номер и нажать на кнопу позвонить.
ПРИЕМУЩЕСТВО ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ
— Затраты на электричество ниже до 80%:
на 1 кВт электроэнергии вырабатывается 4-5 кВт тепла.— Безопаснее и дешевле газа
(до 2-х раз дешевле магистрального газа и до 6 раз дешевле газгольдера (газ пропан).— В 12 раз быстрее подключения магистрального газа.
(установка теплового насоса 1 месяц, подключение магистрального газа (метан) 10-14 месяцев если посёлок газифицирован.)— Безопасность
В тепловом насосе нет огнеопасных материалов и отсутствует процесс горения, нет загрязняющих выбросов, нет запаха газа.— Простота установки
нет необходимости в получении разрешительной документации и не требует согласования (по сравнению с магистральным газом).— Долговечность работы
срок работы теплового насоса 20-50 лет, потом меняется только компрессор в тепловом насосе.
ПОЧЕМУ Я НИКОГДА НЕ СЛЫШАЛ ПРО ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ?
В России большинство людей живут в квартирах, там есть электричество и газ. В частных домах живёт около 26% людей, почти половина этих домов газифицированные, остальные топят электричеством, дровами, пелетами, дизельным топливом, газгольдером или тепловым насосом. Поэтому о тепловых насосах в России мало кто знает.
В Финляндии в частных домах живет больше половины населения страны и там тепловые насосы используются часто.
Тепловые насосы используются в России 1980-х годов, в 1986 году «Киевнаучфильм» снял научно популярный фильм в про тепловые насосы, где всё подробно рассказано как он работает и где его применяют. Посмотреть его можно тут:
ТЕПЛОВОЙ НАСОС
Наши тепловые насосы (ЕвроТепло78) имеют ряд преимуществ по сравнению с другими производителями.
— Он имеет встроенный 7” сенсорный компьютер, с помощью его вы всегда видите всю информацию о системе отопления вашего дома, температуру ГВС, температуру на улице, температуру в системе отопления и в вашем доме.
Так же вы можете настроить его выключение и выключения, по времени (ночью электричество в 2 раза дешевле, тем самым по ночам отапливать дом дешевле), по погоде на улице (чем холоднее на улице, тем сильнее он будет топить).
— Сердце теплового насоса — это компрессор, мы используем спиральные компрессоры Copeland (США) от лидера производителя специальной версии для тепловых насосов «ZH».
Некоторые производители экономят на компрессорах и устанавливают версии для кондиционеров, которые в первую очередь рассчитаны для приготовления холода, а не тепла.
— Так же он может включать и выключать другие источники отопления (резервные).
Многие знают наш климат в Северо-Западном регионе, обычно зимой не более -10 градусов и всего 10-15 дней за всю зиму когда на улице -20….-26 градусов.
Поэтому можно установить тепловой насос меньшей мощности.
Если у вас дом в -26 требует 15 кВт тепла, а насос установлен на 10кВт, то для получения не достающих 5 кВт тепловой насос включит электрический котёл.
Мы всегда готовы ответить на любые ваши вопросы как по телефону, так и в живую в нашем офисе.
Мы всегда готовы вам показать действующие объекты которые топятся от теплового насоса.
Например в п. Хапо-ое дом площадью 330 кв.м. отапливается Тепловым насосом серии HP10.
принцип работы, виды систем и их функционирование
Современным методом обогрева является геотермальное отопление дома, принцип работы которого основан на законах физики.
Ученые нашли материалы, изменение свойств которых сопровождается выделением тепла.
На основе этих открытий работают многие бытовые приборы, например, холодильные камеры или кондиционеры.
С изобретением тепловых насосов энергию из недр земли стали преобразовывать в тепло, используемое для отопления домов.
Принцип работы системы
Горизонтальный теплообменник геотермальной системы отопления
Вся система состоит из трех основных контуров, каждый из которых исполняет определенную функцию.
Забором тепла из недр земли занимается внешний контур, заполненный незамерзающим теплоносителем. это антифриз.
Второй контур заполнен фреоном.
От поступления тепла из внешнего контура, фреон закипает, превращаясь в газообразное состояние.
Свою высокую температуру он отдает теплоносителю, находящемуся в теплообменнике третьего контура, расположенного внутри здания.
Основные узлы
При детальном рассмотрении геотермальной системы можно выделить основные ее узлы:
- Испаритель соединен с насосом. Он собирает тепло, идущее из внешнего контура.
- Компрессор предназначен для сжатия газообразного фреона.
- Конденсатор собирает пар фреона, который после отдачи тепла переходит в жидкое состояние.
- Циркуляцией теплоносителя занимается тепловой насос.
- В буферном баке находится теплоноситель, поступающий из внутреннего контура, и змеевик, по которому движется горячий фреон.
- Дроссельный клапан расположен в системе второго контура. Через него проходит фреон, который после остывания переходит в жидкое состояние.
Собранные в единую схему все узлы схожи с обычным холодильником.
Как работает система
Чтобы понятнее было функционирование геотермальной системы, рассмотрим подробную работу всех узлов в единой схеме:
- Антифриз служит теплоносителем внешнего контура. Он забирает природное тепло, нагреваясь до температуры 3–5оС.
- Далее, антифриз попадает в испаритель насоса, где отдает свое тепло фреону. Такой температуры достаточно для перехода последнего вещества в газообразное состояние. Проходя через компрессор, фреон подвергается сжатию, вследствие чего его температура повышается до 100оС. Проходя через змеевик буферного бака, горячий газ нагревает теплоноситель, циркулирующий по внутреннему контуру. Обычно это простая вода, но может использоваться также антифриз.
- Нагревшись до температуры 50–70оС, теплоноситель поступает в радиаторы домашней системы отопления. После отдачи тепла фреон становиться жидким, и проходя через дроссельный клапан, направляется в расширительный экран.
На этом один цикл считается оконченным. Далее, все идет по беспрерывному кругу.
Виды теплообменников и их монтаж на своем участке
Вертикальный теплообменник
После того как изучили принцип работы геотермального отопления дома, действия всех узлов, настало время перейти к ознакомлению с внешними контурами.
А также, к их монтажу.
Они отличаются конструкцией теплообменника.
Она, в свою очередь, зависит от характеристики местности, предназначенной под их установку.
Самыми распространенными для домашнего использования считаются 3 вида устройства.
Горизонтальное расположение
Обустройство горизонтального теплообменника требует большой площади земельного участка. Естественно, местность не должна быть задействована под хозяйственные нужды, например, огород или сад.
Чтобы иметь представление о занятом участке, для сравнения можно взять площадь отапливаемого дома – 200 м2, горизонтальный теплообменник которого разместится на местности 600 м2.
Под контур выкапывают траншеи ниже уровня промерзания грунта. Такой показатель для каждого региона разный, что требует индивидуального расчета.
Вертикальное расположение
Экономное использование земельного участка возможно с вертикальной установкой труб теплообменника. Монтаж не повредит ландшафт, но обойдется хозяину немного дороже.
Чтобы углубить зонды в землю понадобится бурильное оборудование. Зависимо от расчетов, глубина скважины может достигать 100–150 м, а ее диаметр не более 150 мм.
Расположение внутри водоема
Наиболее экономным способом получения тепловой энергии считается расположение контура внутри водоема, то есть под водой. Но этот вариант ограничен наличием любого озерца не далее 100 м от дома.
Есть также ограничение по глубине. Трубы укладывают на дно с таким расчетом, чтобы над ними находилась толща воды не менее 2,5–3 м, причем площадь самого водоема должна превышать 200 м2.
Другие виды теплообменников
Существуют другие теплообменники, использование которых ограничено специфическим методом добычи тепла:
- С помощью открытой системы тепло добывают из воды выбуренной скважины. Проходя через тепловой насос, она служит теплоносителем. Возвращаясь из системы, обратный сброс теплоносителя происходит в другую скважину. Здесь важно, чтобы количество взятой и возвращенной воды совпадало. Иначе, в слоях недр будет нарушен дисбаланс давления.
- Для южных регионов с теплым климатом эффективным является воздушный контур. Трубы просто укладывают на поверхности земли без каких-либо земляных работ. Теплообменник в данном случае питается энергией воздуха. Недостатком системы является ее функционирование на морозе. Уже при -15оС КПД упадет на 100%, а при дальнейшем снижении температуры работа вовсе остановится.
Перед тем как подобрать один из контуров для своего участка, надо учесть финансовые возможности и характеристику местности под установку.
Нюансы установки теплообменников на домашнем участке
Геотермальный тепловой насос
Теплообменники работают практически в любой среде, главное, чтобы ее температура не опускалась ниже-1°C. Естественно, эффективность повышается с углублением труб, так как на большей глубине теплее при сильных морозах зимой.
Устраивая отопление загородного дома, надо рассчитывать, что 10 м2 горизонтального трубопровода отдадут не более 30 Вт тепловой энергии. Исходя из этих данных, надо определиться с наличием свободной местности для монтажа.
В противном случае лучше отдать предпочтение вертикальной разводке, где 1 м2 трубы внутри скважины способен отдать 50 Вт тепла. Чтобы обогреть большой дом необязательно бурить глубокие скважины.
Их можно сделать мельче, но больше по количеству. Если рядом есть водоем, то от земельной установки лучше отказаться.
Отзывы о современном виде отопления
Сложившиеся отзывы принципа работы геотермального отопления дома большей степенью склоняются в положительную сторону. Владельцы домов выделяют одно главное преимущество, связанное с экономически выгодным обеспечением теплом.
Отзывы многих хозяев отображены такими фактами:
- Бесконечная энергия земли обеспечивает бесплатным теплом
- Любые модели имеют высокий КПД
- Экологически чистое отопление не загрязняет окружающую среду
- Система пожаробезопасна
- Отсутствует необходимость приобретения и транспортировки топлива
- Система обходится без спецобслуживания и постоянного контроля
Многие научились комбинировать геотермальное отопление с системой «теплый пол», что позволяет равномерно обогревать все помещение.
Существенным недостатком является высокая цена оборудования и большие расходы на его установку. Некоторая сложность состоит в проведении земляных работ.
Но отзывы хозяев домов говорят, что все затраты окупаются через пару лет. Тем более что некоторые виды теплообменников можно смонтировать своими силами совершенно бесплатно, естественно, кроме затрат, на покупку материала.
Максимально выгодна такая система для владельцев небольших домов, жилая площадь которых не превышает 150 м2. Здесь окупаемость уже ощущается через четыре года.
Благодаря семикратному генерированию энергии, оборудование принесет экономическую выгоду при длительном использовании.
Как работает геотермальное отопление на практике — представлено на видео:
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.
Геотермальное отопление и охлаждение | Устойчивость: комплексный фундамент
Цели обучения
В этом модуле рассматриваются следующие темы: 1) основные термодинамические принципы нагрева, 2) геотермальное отопление и охлаждение, 3) различные типы геотермальных систем и принципы, определяющие их конструкцию.
После прочтения этого модуля учащиеся должны уметь:
- понять основные термодинамические принципы нагрева
- узнайте, что делает геотермальное отопление и охлаждение более эффективным, чем традиционные системы
- сравнить различные типы геотермальных систем и принципы, лежащие в основе их проектирования.
Введение
В связи с ограниченными запасами ископаемого топлива в ближайшие десятилетия и растущей осведомленностью об экологических проблемах, связанных со сжиганием ископаемого топлива, альтернативные источники энергии, такие как геотермальные, становятся все более привлекательными.Геотермальная энергия — это энергия, исходящая от Земли. В этом разделе мы описываем основные принципы геотермальных энергетических систем и экономию энергии, которая может быть получена в результате их использования.
Тепловой насос
Ключом к пониманию геотермальной энергетической системы является тепловой насос. Обычно тепло идет из горячей зоны в холодную, но тепловой насос — это устройство, которое позволяет передавать тепло от более низкой температуры к более высокой с минимальным потреблением энергии (см. Рисунок . Простой тепловой насос ).Домашний холодильник — это пример простого теплового насоса. Холодильник отводит тепло из внутренней части холодильника при температуре примерно 3 ° C, 38 ° F (см. Heat In на рисунке A Простой тепловой насос ), а затем сбрасывает его на кухню (примерно при 27 ° C, 80 ° C). ° F (см. Heat Out на рисунке A Простой тепловой насос ). Это , перекачивающий тепла из внутренней части холодильника наружу с помощью компрессора, отсюда и название теплового насоса.
Тот факт, что большинство жидкостей закипает при разных температурах при изменении давления, имеет решающее значение для работы теплового насоса.Кипячение удаляет тепло из окружающей среды, так же как кипящая вода забирает тепло от плиты. В тепловом насосе кипение происходит при более низком давлении и, следовательно, при более низкой температуре. Предположим, 40 ° F или 4 ° C, чтобы он мог эффективно отводить тепло от почвы или воды пруда (источника тепла) в геотермальной установке при температуре 50 ° F или 10 ° C. Затем пар, образующийся при кипении, может быть сжат (см. Компрессор на Рис. A Простой тепловой насос ) до более высокого давления, так что он будет конденсироваться (в противоположность кипению) при гораздо более высокой температуре.Когда геотермальная установка встроена в здание, это здание отводит тепло, а затем нагревает его (см. Heat Out на рис. . Простой тепловой насос ). Конденсированный пар в геотермальном тепловом насосе, таким образом, будет обеспечивать теплом намного более высокую температуру для обогреваемой области, чем исходный источник тепла. Наконец, дроссель, похожий на водопроводный кран дома, используется для понижения давления (см. Расширительный клапан на рис. . Простой тепловой насос ) для завершения цикла замкнутой системы, который затем повторяется.Путем переключения направления теплового насоса геотермальная система также может использоваться для охлаждения.
A Простой тепловой насос Типичный парокомпрессионный тепловой насос для охлаждения, используемый с геотермальной системой . Источник: Сохаил Мурад адаптировано из Илмари Каронен
Геотермальное отопление и охлаждение
Геотермальные системы подходят для мест с несколько экстремальными диапазонами температур. Области с умеренным температурным режимом (напр.грамм. некоторые районы Калифорнии) могут использовать обычные тепловые насосы с аналогичной экономией энергии за счет непосредственного добавления или отвода тепла от наружного воздуха. Районы, которые испытывают несколько экстремальные температуры (например, Средний Запад и Восточное побережье), являются идеальными целевыми точками для геотермальных систем. В регионах с умеренным климатом, таких как многие части Южного или Западного побережья, можно использовать обычные тепловые насосы, которые обмениваются энергией, как правило, с наружным воздухом, с аналогичной экономией энергии. Геотермальные тепловые насосы (GHP) используют почти постоянную температуру (от 7 ° C до 8 ° C или от 45 ° F до 48 ° F) почвы под линией замерзания в качестве источника энергии для обеспечения эффективного обогрева и охлаждения в течение всего года.Стоимость установки GHP выше, чем у обычных систем из-за дополнительных затрат на бурение и земляные работы, но добавленная стоимость быстро компенсируется более высокой эффективностью GHP. Можно получить до 50 процентов экономии по сравнению с обычными системами отопления и охлаждения (см. Рисунок Сравнение расчетных затрат на охлаждение ), что позволяет окупить дополнительные капитальные затраты на установку в среднем менее чем за 5 лет. GHP имеют средний срок службы более 30 лет, что оставляет 25 и более лет экономии на отоплении / охлаждении для тех, кто готов вложить средства.Кроме того, GHP занимают мало места, и, поскольку они содержат меньше движущихся компонентов, они также имеют более низкие затраты на обслуживание.
Сравнение расчетных затрат на охлаждение Расчетные затраты на охлаждение геотермальных систем по сравнению с традиционными системами. Источник: Сохаил Мурад
Типы геотермальных систем
Существует два основных типа геотермальных систем: в грунте и в пруду системы . В наземных геотермальных системах может быть вертикальным и горизонтальным, как показано на Рисунке в наземных геотермальных системах .Стоимость земляных работ вертикальных систем, как правило, выше, и для их установки требуется больше земли, что, как правило, не подходит для городских районов. Помимо затрат на земляные работы, вертикальные и горизонтальные GHP имеют одинаковую эффективность, поскольку температура грунта ниже линии промерзания практически постоянна.
Геотермальные системы прудов обычно предпочтительнее, если поблизости есть вода с почти постоянной температурой круглый год. Эти системы особенно подходят для промышленных предприятий (например,грамм. нефтеперерабатывающие заводы) с водоочистными сооружениями для очистки обработанной воды перед ее сбросом. Температура очищенной воды на этих объектах практически постоянна в течение года и является идеальным местом для системы прудов. Геотермальные системы прудов строятся либо с открытыми, либо с замкнутыми контурами (см. Рисунок Геотермальные системы прудов ). Системы с разомкнутым контуром фактически удаляют воду из пруда, в то время как системы с замкнутым контуром отбирают только энергию в виде тепла из воды пруда.Конечно, в системе открытого пруда эта вода снова возвращается в пруд, хотя и с более низкой температурой, когда используется для обогрева.
Экономика геотермальных систем
Как указывалось ранее, в зависимости от типа системы капитальные затраты и затраты на установку геотермальной системы примерно вдвое превышают стоимость традиционной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Однако как эксплуатационные расходы, так и затраты на техническое обслуживание намного ниже, а переключение с нагрева на охлаждение не требует усилий.Типичный график возврата инвестиций (ROI) для наземной геотермальной системы для многоквартирного здания является благоприятным (см. Рисунок Возврат инвестиций в геотермальную систему ). Геотермальная система с дополнительными капитальными затратами на 500 000 долларов США, но с меньшими затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание, позволила окупить добавленные затраты за 5-8 лет. Поскольку средний срок службы геотермальной системы составляет не менее 30 лет, экономия в течение всего срока службы системы может быть значительной. Эффективность наземных геотермальных систем довольно постоянна, поскольку нет больших колебаний температуры грунта.Эффективность прудовых систем, как правило, будет намного выше, чем те, которые показаны на Рисунке . Возврат инвестиций в геотермальную систему , если в зимние месяцы температура воды пруда будет выше, чем типичная температура грунта ниже линии замерзания (7 ° C — 8 ° C или 44 ° F — 48 ° F), поскольку эффективность тепловых насосов увеличивается с повышением температуры источника тепла. Другой причиной более высокой эффективности систем прудов является гораздо более высокая скорость теплопередачи между жидкостью и внешней поверхностью геотермальных труб, особенно если вода течет.
Возврат инвестиций в геотермальную систему Возврат дополнительных капитальных вложений в типичную геотермальную систему. Источник: Мурад С. и Аль-Халладж С. из технико-экономического обоснования гибридной топливной ячейки / геотермальной системы, окончательный отчет, HNTB Corporation, август 2009 г.
Повышение эффективности геотермальных систем
Существует несколько стратегий повышения эффективности геотермальных систем. Одна из наиболее многообещающих возможностей — использовать его в сочетании с материалами с фазовым переходом (PCM) (см. Также Модуль «Применение материалов с фазовым переходом для устойчивой энергетики» ), в частности, для обработки пиковых нагрузок потребления энергии.Материалы с фазовым переходом — это материалы, которые могут поглощать и передавать гораздо большее количество энергии по сравнению с типичными строительными материалами. Стоимость геотермальных систем, в отличие от других систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, увеличивается почти линейно с размером системы (приблизительно 1000 долларов за тонну). Таким образом, создание более крупных систем с учетом пиковых нагрузок может значительно увеличить как капитальные затраты, так и затраты на установку. PCM может быть включен во все четыре геотермальные системы, описанные ранее. Наилучший подход — объединить PCM с геотермальными системами для приложений в системах с неоднородными потребностями в энергии или в системах с короткими, но значительными колебаниями и пиками потребностей в энергии.Например, проектировщики могут включить системы нагрева таянием снега для платформ поездов или они могут построить буферный резервуар энергии с использованием PCM для удовлетворения пиковых потребностей в охлаждении в жаркий летний полдень. Преимущество первого применения состоит в том, чтобы избежать работы геотермальной системы для тепловых нагрузок при низких температурах в течение продолжительных периодов времени, что не будет таким энергоэффективным и потребует специально разработанных систем.
Использование материалов с фазовым переходом позволяет использовать стандартные геотермальные системы, которые затем будут накапливать энергию в блоке PCM для подачи тепла при постоянной температуре и с равномерной скоростью нагрева, например, для таяния снега на платформах поездов.Как только энергия в PCM почти израсходована, геотермальная система восстановит питание хранилища PCM. Дополнительная энергия, необходимая для пиковых периодов, может храниться в резервуарах для хранения PCM, а затем использоваться для удовлетворения таких потребностей. Например, в жаркий летний день блок PCM можно использовать для отвода дополнительного тепла сверх проектной мощности геотермальной системы во время скачков температуры, которые обычно длятся всего несколько часов. Это снижает нагрузку на геотермальную систему в часы пик, когда затраты на электроэнергию обычно самые высокие.
РезервуарыPCM значительно снижают общую стоимость геотермальной системы теплового насоса, поскольку ее не нужно проектировать для удовлетворения пиковых потребностей в отоплении / охлаждении. Кроме того, он также переносит энергетические нагрузки с часов пик на часы непиковой нагрузки. На рисунке Изменение температуры показано изменение температуры для типичного летнего дня июля 2010 года в Чикаго. Высокая температура в 90 градусов сохранялась только в течение короткого периода, около 4 часов, а затем быстро вернулась к отметке ниже 85 градусов.Эти относительно короткие пики температуры могут быть легко устранены с помощью PCM.
В заключение, геотермальные тепловые насосы являются очень привлекательным, экономичным и устойчивым источником энергии как для отопления, так и для охлаждения с минимальным углеродным отпечатком. Это хорошо разработанная технология, которая может быть легко внедрена как в жилые, так и в коммерческие здания на стадии проектирования или модернизации зданий.
Контрольные вопросы
По какому принципу работает геотермальный тепловой насос?
Что делает его более экономичным по сравнению с электрическим нагревом или обычными печами?
Подходят ли геотермальные тепловые насосы для умеренного климата (например,грамм. Майами, Флорида)? Единственный выбор в этих областях — обычные электрические или газовые печи?
Сноски
Глоссарий
- геотермальная энергия
- Энергия земли.
- тепловой насос
- Устройство, которое позволяет отводить тепло при более низкой температуре и подавать при более высокой температуре, например кондиционер.
- системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC)
- Такие системы, как печи и кондиционеры, обычно используемые в жилых и коммерческих зданиях.
- материалы с фазовым переходом
- Материалы, которые могут поглощать и отдавать большее количество тепла, чем обычные строительные материалы, потому что они могут изменять свое состояние (твердое или жидкое).
Как работает геотермальная энергия »ООО« Геотермальные источники энергии »
Геотермальные системы работают, используя постоянную энергию Земли для обогрева и охлаждения вашего дома
Геотермальная система отопления и охлаждения использует постоянную температуру почвы или воды, расположенной под вашим домом, для ее обогрева и охлаждения.Геотермальные тепловые насосы, также называемые геотермальными тепловыми насосами, GeoExchange, земными, наземными или водными тепловыми насосами, используются с конца 1940-х годов. В качестве обменной среды в нем используется постоянная температура земли, в отличие от других систем, использующих температуру наружного воздуха. Это позволяет системе достигать довольно высокого КПД (от 300 до 400 процентов) даже в самые холодные зимние ночи.
Основное преимущество наземных тепловых насосов заключается в том, что они концентрируют естественное тепло, а не производят тепло за счет сжигания ископаемого топлива.
Технология основана на том факте, что земля (под поверхностью земли) остается при относительно постоянной температуре в течение всего года, теплее воздуха над ней зимой и прохладнее летом, что очень похоже на пещеру. Геотермальная система использует это преимущество, передавая тепло, накопленное в земле или грунтовых водах, в здание зимой и передавая его из здания обратно в землю летом.
Другими словами, земля действует как источник тепла зимой и отвод тепла летом.Система включает три основных компонента.
Геотермальные системы обладают множеством преимуществ
Геотермальная система отопления и охлаждения использует постоянную температуру грунта, расположенную под вашим домом, для его обогрева и охлаждения. Это более эффективно, дешевле и лучше для окружающей среды, чем традиционные системы отопления и охлаждения.
Узнать больше ЗаземлениеИспользуя землю в качестве источника / отвода тепла, ряд соединенных труб, обычно называемых «контуром заземления», закапывают в землю рядом или вокруг кондиционируемого здания.Петлю закапывают либо вертикально, либо горизонтально. В нем циркулирует хладагент, который поглощает тепло от окружающей почвы или отдает тепло окружающей среде, в зависимости от работы системы.
Подсистема теплового насосаДля отопления геотермальный тепловой насос отводит тепло от хладагента в цепи заземления, концентрирует его и затем передает в здание. Для охлаждения процесс обратный.
Подсистема распределения теплаОбычные воздуховоды обычно используются для распределения нагретого или охлажденного воздуха от геотермального теплового насоса по всему зданию.В системах водяного отопления и охлаждения в качестве теплообменника используются излучающие панели и соответствующие трубы.
Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные экстремальные температуры — от палящей жары летом до минусовых морозов зимой — всего в нескольких футах от поверхности земли, температура земли остается относительно постоянной. В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F (7 ° C) до 75 ° F (21 ° C). Подобно пещере, эта температура земли теплее, чем воздух над ней зимой, и прохладнее, чем воздух летом.Геотермальная система с прямым обменом использует это преимущество, обмениваясь теплом с землей через наземный теплообменник.
Как и любой тепловой насос, геотермальная энергия может обогревать, охлаждать и, при наличии, снабжать дом горячей водой для бытового потребления. По сравнению с воздушными тепловыми насосами геотермальная система работает тише, служит дольше, требует минимального обслуживания и не зависит от температуры наружного воздуха.
Даже несмотря на то, что первоначальная стоимость геотермальной системы может в несколько раз превышать стоимость воздушной системы с той же мощностью нагрева и охлаждения, дополнительные затраты возвращаются вам в виде экономии энергии через 2–5 лет.Срок службы системы оценивается в 25 лет для внутренних компонентов и более 50 лет для контура заземления.
Наш четырехэтапный процесс
Мы разработали простой четырехэтапный процесс получения Системы возобновляемой энергии EarthLinked для вашей собственности.
Домашняя оценкаВаша геотермальная система построена специально для вашего дома с учетом ваших ограничений по площади, географии и целей энергосбережения.
Системное проектирование Системы возобновляемой энергииEarthLinked устанавливаются только официальными дилерами.Чтобы оставаться авторизованными, дилеры проходят обширное и постоянное обучение.
УстановкаВ отличие от большинства геотермальных технологий, системы возобновляемых источников энергии EarthLinked позволяют производить установку без прерывания работы. Меньшее оборудование и минимальная площадь двора позволяют минимизировать задержки клиентов.
Сервисное и техническое обслуживаниеДля вашей защиты мы предоставляем гарантии на нашу продукцию и поддержку подрядчиков на местах. Если вам потребуется обслуживание, как официальные дилеры, мы готовы оценить ваши потребности и обслужить вас быстро и эффективно.
Что такое геотермальная энергия? — Энергид
Обогрейте свой дом теплом земли? Возможно! Геотермальная энергия была хорошо известна давно и теперь снова в моде. Он также развернут в нескольких частях мира (Исландия, Германия, Дания, Франция, Италия, Швеция и т. Д.). Экологически чистый, возобновляемый и бесплатный , этот источник энергии представляет интерес в борьбе с глобальным потеплением.
Принцип геотермальной энергии
Температура в ядре Земли оценивается между 2000 ° C и 12000 ° C , и тепло постепенно течет вверх к поверхности земли.И это открывает интересные возможности, потому что это естественное тепло может передаваться.
Например, тепло Земли уже может быть извлечено с глубины менее 5 м с помощью хладагента, циркулирующего в заглубленной трубе. Другой вариант — сначала направить воду вниз и дать ей нагреться , прежде чем снова закачивать ее вверх .
В некоторых местах горячая вода расположена на большой глубине и только нужно поднять на поверхность .При температуре 70 ° C или выше перекачиваемая вода уже пригодна для отопления жилых помещений, а при температуре выше 100 ° C ее можно использовать для выработки электроэнергии.
Знаете ли вы, , что чем глубже вы сверляете, тем горячее становится? В Бельгии и Нидерландах на каждом километре спуска температура повышается в среднем на 30 ° C, а для централизованного теплоснабжения необходимы скважины глубиной около 2 км. В Исландии же, напротив, скважина на такую глубину сразу дает несколько десятков мегаватт электрического тока.
Виды геотермальной энергии
Геотермальную энергию можно использовать по-разному. Выбор метода зависит от местных условий и требуемой температуры.
Очень мелкая геотермальная энергия (
<5 м)Если у вас большой участок земли , рассмотрите возможность установки системы захвата . Это закапывание трубы на 5 метров ниже поверхности земли. Эта относительно длинная труба содержит жидкостный теплообменник и соединена с тепловым насосом.
Мелководная геотермальная энергия (50-300 м)
Такое решение идеально подходит для больших зданий в городе . Это более эффективно, а также более дорого и технически сложнее в реализации. С практической точки зрения вертикальное бурение происходит на глубину от 10 до 300 метров. Трубы также подключаются к тепловому насосу и могут содержать либо специальную жидкость, либо подземную горячую воду (при наличии).
Глубокая геотермальная энергия (> 1000 м)
Именно такое решение используют городские тепловые сети и электростанции .Земля вырыта на глубине 1000 метров и обеспечивает перегретый пар, необходимый для этих больших установок.
Преимущества геотермальной энергии
Тепло почвы будет оставаться постоянным и доступным, пока существует наша планета. К тому же летом и зимой у почвы постоянная температура 12 ° С, на глубине 5 метров (в наших широтах). Ваша система отопления будет работать даже в самые суровые зимы!
Затраты на установку геотермальной системы высоки, но системы могут работать в течение 50 лет при минимальном техническом обслуживании.Рентабельность инвестиций гарантирована!
Возможна ли геотермальная энергия в Брюсселе?
Недра Брюсселя очень подходят для мелководной геотермальной энергии (до 200 метров). В настоящее время ведется бурение для картирования геотермального потенциала Брюсселя.
При правильном использовании геотермальная энергия может обеспечить 10% потребности города в тепле !
Узнайте больше о геотермальной энергии в Брюсселе
Геотермальные тепловые насосы | WBDG
Введение
Внутри этой страницы
ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ
Геотермальные тепловые насосы, также называемые геотермальными тепловыми насосами или геообменом, относятся к системам, которые используют землю, грунтовые воды или поверхностные воды в качестве источника или поглотителя тепла.В зависимости от конфигурации эти системы называются тепловыми насосами, подключенными к земле, тепловыми насосами для грунтовых вод и тепловыми насосами для поверхностных вод, соответственно. Первый успешный коммерческий проект был реализован в Здании Содружества в Портленде, штат Орегон, в 1946 году. По состоянию на 2004 год в Соединенных Штатах было 12 гигаватт установленной тепловой мощности от геотермальных тепловых насосов, при этом ежегодно устанавливались дополнительные 80 000 единиц.
Геотермальные тепловые насосы потребляют на 25-50% меньше электроэнергии, чем обычные системы отопления или охлаждения.По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха. Соображения, в том числе тарифы на электроэнергию, природный газ или другие виды топлива, могут повлиять на решения о внедрении этой технологии.
Хотя на большинстве площадок по всей территории США могут использоваться геотермальные тепловые насосы, определенные характеристики площадки будут влиять на тип системы, наиболее подходящей для данной площадки. Доступная площадь земли, теплопроводность окружающей почвы, наличие и температура местных грунтовых вод или доступ к открытым источникам воды могут в дальнейшем определять их использование в проекте.
Геотермальная система теплового насоса в здании суда округа Кайова в Гринсбурге, штат Канзас
Этот обзор предназначен для предоставления конкретных подробностей для федеральных агентств, рассматривающих геотермальные тепловые насосы как часть нового строительного проекта или капитального ремонта. Дополнительную общую информацию можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США (DOE) «Основы геотермальных тепловых насосов».
Описание
Система геотермального теплового насоса состоит из нескольких ключевых компонентов, в том числе:
- Контур заземления
- Тепловой насос
- Система подачи воздуха.
Контур заземления — это система труб, проложенная в неглубокой земле рядом со зданием. Жидкость циркулирует через контур заземления, поглощая или отводя тепло внутри земли. Зимой тепловой насос отводит тепло от жидкости в трубе, концентрирует его и передает в здание. Летом этот процесс меняется на противоположный. В системе подачи воздуха используются обычные системы воздуховодов или трубопроводов для распределения нагретого или охлажденного воздуха по всему зданию.
Как это работает?
Подобно холодильникам, тепловые насосы работают по основному принципу: жидкость поглощает тепло, когда испаряется в газ, и аналогично отдает тепло, когда конденсируется обратно в жидкость. Система геотермального теплового насоса может использоваться как для отопления, так и для охлаждения. Типы тепловых насосов, которые можно адаптировать к геотермальной энергии, — это вода-воздух и вода-вода. Тепловые насосы доступны с тепловой мощностью от менее 3 киловатт (кВт) до более 1500 кВт.
Типы и стоимость технологий
Почти шесть миллионов футов 1 дюйм.полиэтиленовые трубы были установлены с теплообменниками в Форт-Полке.
Геотермальные тепловые насосы могут использоваться для удовлетворения потребностей как в отоплении, так и в охлаждении при новом строительстве, а также в крупных проектах реконструкции. Внедрение этих технологий в крупные проекты реконструкции, как правило, приводит к более высоким затратам на установку, чем в проектах нового строительства, но может работать с большей эффективностью, чем обычные блоки отопления и охлаждения. Типичные геотермальные тепловые насосы имеют коэффициент полезного действия 3.От 5 до 4,0, что указывает на то, что на каждую единицу электроэнергии, потребляемой для сжатия, производится от 3,5 до 4,0 единиц нагрева или охлаждения. Например, обычная газовая печь имеет эквивалентный коэффициент полезного действия 0,85. В зависимости от существующих систем отопления и охлаждения включение геотермальных тепловых насосов может оказаться невозможным. Существующие здания со специальным котлом и центральной системой кондиционирования воздуха обычно наиболее подходят для сценариев модернизации.
В настоящее время системы тепловых насосов с заземлением и грунтовыми водами являются двумя основными типами геотермальных тепловых насосных систем, которые устанавливаются в большом количестве в Соединенных Штатах — около 120 000 единиц в год.В этих системах используются подземные водоносные горизонты и температура почвы в диапазоне от 40 ° F до 90 ° F (от 5 ° C до 30 ° C). Почти все штаты США, особенно штаты Среднего Запада и Востока, используют эти системы; частично субсидируется государственными и частными предприятиями. По оценкам, в Соединенных Штатах установлено более 1,0 миллиона устройств (12 кВт). Ежегодные темпы роста составляют около 15%, что является самым быстрым из всех приложений прямого использования.
Системы тепловых насосов с заземлением
Также называемая тепловым насосом с замкнутым контуром, система теплового насоса с заземлением состоит из обратимого цикла сжатия пара, который соединен с теплообменником в виде отверстий в земле.Эти типы систем могут использовать как тепловой насос типа вода-воздух, так и тепловой насос с прямым расширением.
Конфигурация вода-воздух обеспечивает циркуляцию воды или раствора воды и антифриза через теплообменник жидкость-хладагент и ряд скрытых трубопроводов из термопласта. Для сравнения, тепловой насос прямого расширения обеспечивает циркуляцию хладагента по ряду скрытых под землей медных труб. В этих приложениях используются как вертикальные, так и горизонтальные теплообменники.
Вертикальные колодцы обычно состоят из двух небольших (3/4 дюйма.до 1 дюйма) трубы из полиэтилена высокой плотности диаметром в вертикальном стволе скважины, заполненной твердой средой, обычно называемой цементным раствором. Диаметр скважин обычно составляет от 50 до 600 футов, в зависимости от местных условий на площадке, включая теплопроводность почвы и доступность оборудования. Из-за такой конфигурации для вертикальных скважин требуются относительно небольшие участки земли по сравнению с горизонтальными траншеями.
Горизонтальные скважины обычно требуют наибольшей площади земли и могут быть разделены на три подгруппы: однотрубные, многотрубные и спирально-обтяжные.Однотрубные горизонтальные тепловые насосы с заземлением обычно устанавливаются в одну траншею на глубину от 4 до 6 футов и требуют наибольшей площади земли из трех. Хотя требуемая площадь земли, необходимая для нескольких труб, состоящих из двух-шести труб, помещенных в одну траншею, может быть уменьшена, общая длина трубы должна быть увеличена, чтобы преодолеть помехи от соседних труб. Рекомендуемая длина траншеи для спиральной трубы может составлять от 20% до 30% длины траншеи для одной трубы, но может быть увеличена для достижения более высоких тепловых характеристик.
Вертикальная конфигурация системы теплового насоса с заземлением
Горизонтальная конфигурация системы теплового насоса с заземлением
Хотя конфигурация вертикальной скважины может обеспечить наиболее эффективную работу теплового насоса с заземлением, из-за уменьшения изменчивости температуры почвы и тепловых свойств, а также меньшего количества трубопроводов и связанной с этим энергии насоса, затраты, связанные с вертикальными скважинами, обычно выше. Стоимость оборудования, необходимого для бурения скважин, наряду с ограниченным количеством квалифицированных подрядчиков, также способствует увеличению затрат.Из-за снижения затрат на установку горизонтальные траншеи широко используются в жилых домах. Однако эти системы обычно работают с пониженной эффективностью из-за влияния сезонных колебаний свойств почвы и более высоких требований к перекачиваемой энергии. Вертикальные системы обычно устанавливают в больших зданиях с ограниченной площадью земли.
Тепловые насосы для грунтовых вод
Конфигурация системы теплового насоса грунтовых вод
До появления систем тепловых насосов, подключенных к грунту, системы тепловых насосов грунтовых вод были наиболее широко используемым типом геотермальных тепловых насосных систем.В системе этого типа в качестве теплоносителя используется вода из колодца или с поверхности тела, которая циркулирует непосредственно через систему теплового насоса. Как только вода циркулирует по системе, она возвращается в землю через колодец, колодец подпитки или поверхностный сток.
Типовая конструкция системы теплового насоса грунтовых вод состоит из центрального водо-водяного теплообменника между грунтовыми водами и замкнутым водяным контуром, который соединен с тепловыми насосами вода-воздух, расположенными в здании. Альтернативная стратегия заключается в циркуляции грунтовых вод через охладитель с рекуперацией тепла, который изолирован теплообменником и используется для обогрева и охлаждения здания через распределенный гидравлический контур.
Многие объекты по всей территории Соединенных Штатов хорошо подходят для прямого предварительного кондиционирования с использованием тепловых насосов грунтовых вод. Температура грунтовых вод ниже 60 ° F может циркулировать через водяные змеевики последовательно или параллельно с тепловыми насосами, тем самым компенсируя энергию, которая в противном случае должна была бы вырабатываться с помощью механического холодильного оборудования. При правильных условиях системы тепловых насосов с грунтовыми водами могут стоить меньше, чем системы с тепловыми насосами с заземлением. Это, наряду с требованиями к компактному пространству для водозаборной скважины и наличием подрядчиков по производству водозаборных скважин, сделало эту технологию популярной в крупных коммерческих приложениях и использовалась на протяжении десятилетий.
Обратите внимание, что потенциальные проблемы с коррозией могут потребовать установки промежуточного пластинчатого теплообменника для защиты теплового насоса. Эта проблема специфична для сайта и должна быть оценена там, где рассматривается эта технология. Этот вариант применим только при наличии достаточного количества относительно чистой воды и соблюдении всех местных норм и правил, касающихся сброса грунтовых вод.
Системы поверхностных водяных тепловых насосов
Конфигурация системы теплового насоса исходной воды
Хотя тепловые свойства поверхностных водоемов сильно отличаются от других технологий геотермальных тепловых насосов, их применения и стратегии аналогичны.Системы поверхностных водяных тепловых насосов могут быть либо системами с замкнутым контуром, аналогичными тепловым насосам с заземлением, либо системами с открытым контуром, аналогичными тепловым насосам с грунтовыми водами.
Тепловые насосы на поверхности воды с замкнутым контуром состоят из тепловых насосов типа вода-воздух или вода-вода, подключенных к контурам трубопроводов, размещенным непосредственно в озере, реке или другом открытом водоеме. Насос обеспечивает циркуляцию воды или раствора воды и антифриза через теплообменник вода-хладагент теплового насоса и подводный трубопровод, который передает тепло в водоем или из него.
Тепловые насосы с открытым контуром для поверхностных вод могут использовать поверхностные водные объекты так же, как и градирни, но без энергии вентилятора и необходимого обслуживания. Воду из озера можно перекачивать непосредственно в тепловые насосы типа вода-воздух или вода-вода.
Благодаря снижению затрат на земляные работы, поверхностные водяные тепловые насосы с замкнутым контуром могут стоить меньше, чем обычные системы тепловых насосов с заземлением. Несмотря на то, что эти системы снизили энергию перекачивания и эксплуатационные расходы наряду с низкими требованиями к техническому обслуживанию, существует возможность повреждения змеевика в общественных озерах и нестабильная производительность в небольших и неглубоких водоемах в результате значительных колебаний температуры воды.
Приложение
Системы геотермальных тепловых насосовобеспечивают гибкость конструкции и могут быть установлены как в новых, так и в модернизированных условиях. Поскольку для оборудования требуется меньше места, чем требуется для обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, помещения с оборудованием можно значительно уменьшить в размерах, освобождая место для продуктивного использования. Системы геотермальных тепловых насосов также обеспечивают отличное зональное кондиционирование пространства, позволяя нагревать или охлаждать различные части дома до разных температур.
Для нагрева воды вы можете добавить пароохладитель к системе геотермального теплового насоса. Пароохладитель — это вспомогательный теплообменник, в котором для нагрева воды используются перегретые газы компрессора теплового насоса. Затем эта горячая вода циркулирует по трубе в водонагревателе дома. Летом пароохладитель использует избыточное тепло, которое в противном случае было бы отведено на землю. Поэтому, когда геотермальный тепловой насос часто работает летом, он может обеспечить значительную мощность нагрева воды.Осенью, зимой и весной, когда пароохладитель не производит столько избыточного тепла, предприятию придется больше полагаться на традиционные методы нагрева воды. Некоторые производители также предлагают тройные геотермальные тепловые насосы, которые обеспечивают отопление, охлаждение и горячую воду. Следует отметить, что когда в проекте используется геотермальный тепловой насос, обычно более экономично нагревать воду с помощью теплового насоса, а нагрев воды с помощью солнечной энергии может быть неэкономичным.
Экономика
В отрасли геотермальных тепловых насосов принято относиться к затратам на наземную часть системы на основе затрат на тонну.В приведенной ниже таблице основное внимание уделяется системам для жилых помещений. Фактическая стоимость установленных систем геотермальных тепловых насосов отражена в обзоре 2008 г. программы скидок на геотермальные тепловые насосы в штате Индиана.
Стоимость геотермальной системы теплового насоса типа | ||
---|---|---|
Тонны | Всего систем | Только тепловой насос |
2 | $ 12 285 | $ 8 400 |
2,5 | $ 13 483 | 7922 долл. США |
3 | $ 13 719 | $ 9 465 |
3.5 | $ 13 297 | $ 9 959 |
4 | $ 13 969 | $ 9 765 |
5 | $ 16 865 | $ 11 188 |
Итого | 14 278 долларов США | $ 9 990 |
Информация от Управления развития энергетики и обороны штата Индиана.
Кроме того, согласно отчету Конгрессу о грунтовых тепловых насосах на объектах Министерства обороны за 2007 год, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание геотермальных тепловых насосов на оборонных объектах оцениваются в 7 долларов.67 за тонну в год. Жизненный цикл части системы с тепловым насосом такой же, как и у других тепловых насосов, но подземная часть рассчитана на работу не менее 50 лет.
Оценка доступности ресурсов
Геотермальные тепловые насосы могут быть установлены в любой точке США, поскольку они используют почти постоянную температуру мелководья. Они улучшают контроль влажности, поддерживая относительную влажность в помещении около 50%, что делает их очень рентабельными во влажных помещениях.Оценка ресурсов геотермальных тепловых насосных систем зависит от размера проекта.
Для небольших проектов с замкнутым контуром, таких как отдельные дома или предприятия, где размер установки составляет примерно менее 6 тонн (21 кВт), обычно не проводятся предварительные исследования. Обычно запрашивается только местный опыт проектировщиков и монтажников, а также любая доступная геологическая или почвенная информация.
Для более крупных проектов обычно выполняется тест на теплопроводность.Это включает установку петли в типичную скважину, ее заливку, а затем подсоединение подающей и обратной трубы к машине, которая вводит тепло в циркулирующую воду, а затем измеряет расход и разницу температур. Тест обычно длится от 36 до 48 часов и стоит около 10 000 долларов. Количество испытаний для большого проекта будет зависеть от изменчивости условий почвы и горных пород. В системах с открытым контуром, использующих воду из скважины, скважина перекачивается для определения расхода и температуры.Обычно на каждую тонну (3,5 кВт) нагрузки требуется около трех галлонов в минуту.
Эксплуатация и обслуживание
Поскольку системы геотермальных тепловых насосов имеют относительно мало движущихся частей и поскольку эти части защищены внутри здания, они долговечны и очень надежны. Гарантия на подземные трубопроводы часто составляет от 25 до 50 лет, а на тепловые насосы — 20 лет и более. Поскольку в них обычно нет наружных компрессоров, они не подвержены вандализму.Компоненты жилого помещения легко доступны, что увеличивает фактор удобства и помогает обеспечить своевременное обслуживание.
Особые соображения
Особые требования к геотермальным тепловым насосным системам включают соответствующие нормы и стандарты.
Стандарты проектирования геотермальных систем прямого использования обычно включают два компонента:
- Подземная установка, такая как бурение скважин, обсадные трубы и насосы
- Наземные установки, такие как трубопроводы, насосы, клапаны, теплообменники, тепловые конвекторы внутри зданий, холодильное оборудование и низкотемпературные компоненты, такие как тепловые насосы.
Стандарты подземного оборудования обычно устанавливаются для ресурсов с высокими температурами (выше 100 ° C) государственными и национальными нормативными актами и стандартами, которые требуют специальных значений, таких как противовыбросовые превенторы и буровые растворы. Обычно они регулируются и проверяются отделами геологии и горнодобывающей промышленности или организациями местного уровня. Ресурсы с низкой температурой (ниже 100 ° C) обычно регулируются как стандартные водозаборные скважины под надзором отделов водных ресурсов или аналогичных агентств.
Стандарты оборудования для наземной установки обычно не регулируются геотермальными требованиями, а являются стандартным стандартным оборудованием. Эти стандарты установлены такими агентствами, как Американское общество испытаний и материалов и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха в США. Местные строительные нормы и правила также могут регулировать спецификации и установки. Большинство штатов не приняли конкретных кодексов или стандартов для большинства систем с замкнутым контуром.
Дополнительные ресурсы
Сайтов
Организации
Обучение
Как работает геотермальная энергия? — Maritime Geothermal
Понимание того, как работают геотермальные тепловые насосы, является важным первым шагом к пониманию того, как эти продукты могут снизить ваши счета за отопление и охлаждение. Наука, лежащая в основе этой технологии, на самом деле очень старая, но, что удивительно, малоизвестна. Ниже мы включили все, что вам нужно знать о науке, лежащей в основе геотермальных тепловых насосов, или вы можете посмотреть это видео на YouTube, чтобы получить быстрое объяснение:
Давайте начнем с объяснения того, как геотермальные тепловые насосы используют теплую землю для обогрева и охлаждения вашего дома:
Источник энергоснабжения
Геотермальный тепловой насос собирает бесплатную энергию с теплой земли и передает это тепло в ваш дом для обогрева помещения.Это делается с помощью так называемого контура заземления или источника питания. Различают три разных типа источников энергоснабжения:
Открытый цикл
Открытый контур забирает тепло для вашего дома из грунтовых вод. Это делается путем бурения колодца на вашем участке. Температура поступающей воды будет не ниже 40 ° F (4,4 ° C) и может быть выше в зависимости от вашего местоположения. Вода циркулирует через геотермальный тепловой насос, а теплообменник забирает тепло от воды.
Тепловой насос отводит из воды около 6 ° F (3 ° C) тепла. Затем немного более холодная вода поступает во второй водяной колодец, где она рециркулирует с грунтовыми водами и повторно нагревается. Тепловой насос только отводит тепло от воды и не обрабатывает ее какими-либо химическими веществами.
Замкнутый контур
Если вы не можете пробурить скважину на своем участке или у вас недостаточно потока для установки геотермального теплового насоса, вы можете вместо этого выбрать замкнутый контур. В замкнутом контуре используется замкнутая система для сбора тепла.Есть два типа замкнутого геотермального контура: горизонтальный и вертикальный.
Горизонтальный замкнутый контур
Горизонтальный замкнутый контур состоит из пластиковых труб, закопанных в траншеях глубиной шесть футов на вашей территории. Система полностью герметична и не взаимодействует с грунтовыми водами. Типичный горизонтальный контур заземления состоит из нескольких траншей длиной около 250 футов. После установки трубопровода траншеи засыпаются, и вы можете установить ландшафтный дизайн или даже подъездную дорожку наверху.Трубопроводы из полиэтилена высокой плотности свариваются. Пластик имеет долгий срок службы и должен прослужить пятьдесят и более лет.
Внутри трубопровода находится жидкость, которая циркулирует через контур заземления, поглощая тепло. Нагретая жидкость направляется в тепловой насос, который забирает тепло через теплообменник. Затем жидкость отправляется обратно в контур заземления, чтобы забрать больше тепла, и процесс продолжается.
Горизонтальный контур заземления является наиболее занимающим место вариантом контура заземления и занимает до половины акра.Если у вас не так много места, вы можете вместо этого выбрать вертикальный замкнутый контур.
Вертикальный замкнутый контур
Вертикальный замкнутый контур работает по тому же принципу, что и горизонтальный замкнутый контур, описанный выше, за исключением того, что на этот раз контуры устанавливаются вертикально путем бурения скважин в земле. Каждая скважина имеет глубину от 150 до 300 футов. Большинству домов требуется от двух до шести скважин, чтобы обеспечить достаточное количество тепла для теплового насоса.
Вертикальный замкнутый контур займет гораздо меньше места, чем горизонтальный замкнутый контур, и идеально подходит для городского участка.
Как геотермальная энергия работает в вашем доме?
Как только жидкость наружного контура забирает тепло, жидкость циркулирует к тепловому насосу. Большой объем низкотемпературного тепла передается хладагенту внутри теплового насоса. Хладагент проходит через компрессор, который сжимает хладагент и впоследствии повышает уровень тепла. Наконец, хладагент передает свое тепло через другой теплообменник в вашу систему распределения тепла. Хладагент является частью замкнутой системы и работает по тому же принципу теплообмена, что и ваш холодильник.
Система распределения энергии
Пока контур заземления собирал тепло, компрессор повысил его температуру, и теперь система распределения энергии будет распределять его по вашему дому. Существует три основных типа систем распределения энергии:
Канальные системы
Это наиболее распространенный способ обогрева и охлаждения вашего дома с помощью геотермального теплового насоса. В этой системе тепло от хладагента передается воздуху и через воздуховоды дует в ваш дом.Воздуховоды будут проходить в каждую комнату в вашем доме и обеспечат тепло зимой во всем доме.
Внутрипольные системы
Еще один способ отвести тепло в дом — это теплый пол. При использовании этого метода тепло передается от хладагента к буферной емкости, которая питает вашу излучающую напольную систему. Лучистое напольное отопление — это обычно пластиковые трубы, проложенные под половыми досками или залитые цементом.
Универсальные системы
В некоторых домах может использоваться сочетание полов с подогревом и воздуховодов.В этом случае ваш установщик выберет геотермальный тепловой насос, который может переключаться между воздушным и водяным нагревом.
Как геотермальные тепловые насосы экономят ваши деньги на счетах за отопление
Геотермальный тепловой насос настолько эффективен, что не сжигает топливо для получения тепла. Вместо этого он собирает свободно доступное тепло из земли. Поскольку это сбор тепла, которое уже существует (в отличие от сжигания ископаемого топлива для получения тепла), геотермальные тепловые насосы являются чрезвычайно эффективным способом обогрева вашего дома.Единственные затраты — это электричество, необходимое для работы насоса. На каждый ватт электроэнергии, который вы используете для работы теплового насоса, вы бесплатно получаете три ватта тепловой энергии от земли, в общей сложности четыре ватта тепловой энергии. Для сравнения, электрические плинтусы выделяют только один ватт тепла на каждый ватт потребляемой электроэнергии.
Для сравнения: на каждый ватт электроэнергии, которую вы используете для работы теплового насоса, вы получаете бесплатно три ватта тепловой энергии от земли, что в сумме составляет четыре ватта тепловой энергии.Для сравнения, электрические плинтусы выделяют только один ватт тепла на каждый ватт потребляемой электроэнергии.
Вы можете узнать все об эффективности геотермального теплового насоса на нашей странице экономических преимуществ.
Как геотермальные тепловые насосы экономят ваши деньги на расходах на горячее водоснабжение
Геотермальные тепловые насосытакже позволяют сэкономить на нагреве воды для бытового потребления. Вы можете узнать больше о том, как это работает, в этом сообщении в блоге: Как геотермальные тепловые насосы могут помочь вам сэкономить на расходах на горячее водоснабжение.
Хотите узнать больше о геотермальных тепловых насосах? Загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу:
Геотермальная энергия: постоянное, удобное и экономичное отопление и охлаждение для вашего дома.
Что такое геотермальная энергия и ответы на часто задаваемые вопросы о геотермальном обогреве и охлаждении
1 Как работает геотермальная система?
Геотермальные тепловые насосы используют постоянную температуру источника земли (от 45 до 55 градусов) для обогрева и охлаждения вашего дома.
2 Могу ли я использовать ту же систему в качестве системы охлаждения летом?
Да, геотермальная система использует постоянную температуру земли как для обогрева, так и для охлаждения вашего дома, что является основным преимуществом этих систем.
3 Как узнать, что система будет работать долго?
Геотермальные системы существуют с 1970-х годов. Доступная сейчас технология очень эффективна и намного более доступна, чем предыдущие системы.
4 Можно ли установить геотермальную систему в любом доме?
По большей части геотермальные установки могут работать в любом здании, если можно определить систему заземления или заземление.Это может быть система с открытым или закрытым контуром, что объясняется ниже.
5 Можно ли установить систему в старом доме или геотермальная система используется только для нового строительства?
Геотермальные системы могут быть установлены как в старых, так и в новых домах, но каждое применение индивидуально. Размер необходимой системы определяется эффективностью вашего дома. Факторами, используемыми для определения эффективности, являются тип изоляции и R-значения, а также если вы недавно перешли на окна или изоляцию с рейтингом Energy Star.
6 Если я подумываю о геотермальной энергии для нового строящегося дома, в чем состоит самое большое преимущество?
Отсутствие необходимости покупать ископаемое топливо. Срок окупаемости установки геотермальной системы в новостройке очень короткий. Стоимость установки примерно на 20-30% выше, чем у обычной системы отопления и охлаждения, без учета грунтового источника. Стоимость ископаемого топлива в будущем неизвестна, и геотермальная энергия позволяет вам не зависеть от этого.
7 В чем разница между системой с открытым и закрытым контуром?
Система с разомкнутым контуром забирает воду из стоячего колонного колодца и возвращает ее.В системе с замкнутым контуром вода и раствор гликоля (охлаждающая жидкость) рециркулируют через вертикальный или горизонтальный контур для сбора или сброса температуры в зависимости от сезона.
8 Что лучше всего выбрать для моего дома здесь, в Новой Англии, с открытым или закрытым контуром?
Лучшее приложение для каждого дома различается. Мы смотрим на доступную землю, качество воды и то, что заказчик ожидает от геотермальной энергии, а также на ожидаемую окупаемость системы. У каждого приложения разные обстоятельства, и мы можем помочь вам все это рассмотреть.
9 Какие типы существующих систем отопления совместимы с геотермальной установкой?
Излучающие полы с подогревом (в бетонных плитах или над черным полом) и системы горячего воздуха с соответствующими воздуховодами могут быть легко преобразованы в геотермальную систему. Правильное зонирование и сбалансированная циркуляция воздуха по всему дому также являются важными факторами.
10 Что делать, если в моем доме есть плинтус с горячей водой?
Геотермальная система производит максимальную температуру 120 градусов, что недостаточно для работы с гидравлическими системами плинтусов.Однако многие люди по-прежнему предпочитают устанавливать геотермальную систему, добавляя соответствующие воздуховоды.
11 Что делать, если в моем доме сейчас есть центральное кондиционирование воздуха?
Если у вас есть система кондиционирования, у вас могут быть воздуховоды, необходимые для установки геотермальной системы. Это можно определить, посетив объект нашими специалистами по геотермальному проектированию.
12 Какую площадь геотермальная система может обогревать и охлаждать?
Geothermal может работать с домом любого размера.Тоннаж системы, необходимый для размещения дома, можно точно определить, используя квадратные метры дома и R-значения изоляции. Если дом очень большой, устанавливается несколько систем, которые работают независимо для разных зон дома как в излучающих, так и в воздушных приложениях.
13 Что такое зона и как узнать, сколько их нужно?
Дом разделен на зоны в зависимости от того, как воздушный поток распределяется по разным частям дома, чтобы уравновесить нагрев и охлаждение во всем.Это будет определено при посещении объекта компанией Ultra Geothermal.
14 Могу ли я использовать имеющуюся у меня скважину для геотермальной системы?
Вы можете использовать существующий колодец, если он достаточно глубок и производит достаточное количество галлонов в минуту, чтобы не влиять на производство воды для бытовых нужд.
15 Насколько глубоким должен быть колодец и сколько галлонов в минуту он должен производить?
Приблизительное правило состоит в том, что колодец должен иметь глубину около 100 футов на каждые 500 квадратных футов дома и производить не менее 8 галлонов в минуту, если вы используете его как для геотермальной, так и для бытовой воды.
16 Есть ли польза от размещения системы на отдельном колодце, даже если в моем колодце это можно разместить?
Да, если вы используете отдельный колодец, вы можете быть уверены, что это не повлияет на производство воды для бытовых нужд.
17 Что такое обслуживание и уход за системой после установки?
Геотермальный тепловой насос не использует ископаемое топливо, поэтому он намного чище, чем любая другая система отопления или охлаждения. Единственное, что требуется для технического обслуживания, — это одна простая замена фильтра каждый сезон и пропуск воды через фильтр на колодезном насосе.Все это можете сделать вы, сэкономив деньги на обращениях в службу поддержки, которые требуются для других систем.
18 Энергию нужно откуда-то брать, так какие еще расходы?
Колодезный насос, обеспечивающий циркуляцию воды, работает от электричества, как и компрессор и двигатель вентилятора теплового насоса. Стоимость покупки ископаемого топлива в доме исключается, а расходы на отопление теперь откладываются на счет за электричество, но при этом экономия составляет около 50-75% в год.
19 Каков диапазон цен по стоимости на установку?
Мы не можем назвать точную цену за установку, пока не посмотрим на ваш дом или, если это новое строительство, на ваши планы здания. А пока мы можем дать вам приблизительное представление, если вы позвоните нам и сообщите следующую информацию:- Местоположение дома
- Возраст дома
- Размер дома (квадратные метры)
- Текущая система отопления (горячий воздух, горячая вода, лучистая)
- Тип изоляции и R-значения
- Есть ли у вас колодец, и если да, то его производительность и глубина
20 Какие типы скидок доступны?
Чтобы узнать о конкретных скидках, на которые вы можете иметь право, обратитесь в местную коммунальную компанию.Существует также федеральный налоговый кредит, предусмотренный формой IRS 5695.
Принцип работы и применение геотермального теплового насоса и наземного теплового насоса
В геотермальном тепловом насосе (GSHP) используются заглубленные трубы для извлечения тепла из земли, а затем он используется для обогрева радиаторов, полов или систем отопления и горячего водоснабжения дома. Тепло от земли поглощается жидкостью и затем через теплообменник
поступает в тепловой насос.Наземный тепловой насос и геотермальный тепловой насос относятся к тепловому насосу с водяным источником или к тепловому насосу «вода-вода».Они используют воду для проникновения в землю и прямо или косвенно поглощают энергию, хранящуюся в земле. Весной или летом температура под землей относительно постоянна. Использование этой энергии земли может лучше и эффективнее обеспечивать отопление, охлаждение и горячую воду для домов и коммерческих зданий.
Геотермальный тепловой насос в основном работает так же, как и другие тепловые насосы. Тепловой насос — это машина, которая использует цикл охлаждения (как в вашем холодильнике) для передачи тепла — они нагревают горячую сторону и охлаждают холодную сторону.Зимой вы хотите, чтобы в доме было жарко, а на улице — холодно, а летом — наоборот.
Преимущество GSHP заключается в том, что при охлаждении гораздо легче передавать тепло прохладной земле, чем передавать тепло из дома в жаркий летний воздух, поэтому для охлаждения вашего дома не нужно так много работать. У этой эффективности есть практический результат — ваши ежемесячные счета за электроэнергию будут значительно сокращены !! То же самое и с отопительным сезоном: тепло от теплой почвы намного легче, чем от холодного наружного воздуха.
Геотермальная система обеспечивает большой комфорт. Точное распределение комфортного воздуха в течение года устраняет горячие и холодные точки. Зимой вы будете наслаждаться теплым воздухом без горячего воздуха, связанного с печью. По сравнению с воздушным тепловым насосом воздух, поступающий в ваш дом через геотермальный тепловой насос, намного теплее, и у вас больше нет наружных вентиляторов, работающих днем и ночью.
Геотермальный тепловой насос — это система центрального отопления и / или охлаждения, используемая для перекачки тепла на землю или от нее.Он использует землю в качестве источника тепла (зимой) или радиатора (летом). В этой конструкции используется средняя температура земли для повышения эффективности и снижения эксплуатационных расходов на систему отопления и охлаждения, и ее можно комбинировать с солнечным нагревом, чтобы сформировать более эффективную земную солнечную систему.
В применении геотермальный тепловой насос обладает выдающимися характеристиками в обеспечении горячей водой, обогревом помещений (подачей горячей воды для теплых полов или радиаторов или подачей нагревающего воздуха) и охлаждением.Так что в различных типах зданий, включая офисные здания, многоквартирные дома, отели, квартиры, школы и так далее.