Геотермальные тепловые насосы: принцип работы.

Большая часть народонаселения СНГ пока не знакома с понятием “тепловой насос”, но непрерывно употребляют термонасосы в обыденных холодильниках и кондиционерах. Холодильники и кондиционирующие установки стали настолько надежными, комфортными и обыкновенными, что мы прекратили обращать внимание на их работу. Таким же обыкновенным, как для нас кондиционеры, для, к примеру швейцарцев, является отопление построек геотермальными тепловыми насосами. Геотермальный тепловой насос по принципу работы схож c обыденным кондиционером реверсивного типа (они способны отапливать и остужать), но имеет расширенные функции и, в отличие от кондиционирующих установок, адаптирован для работы при всех погодных условиях и минусовых температурах. Основная проблема кондиционеров — убавление производительности и остановка их при минусовых температурах (когда отопление более важно) — решена в геотермальных тепловых насосах.
Термонасосы не являются какими-то удивительными устройствами, существование которых осмысливают лишь торговцы и установщики тепловых насосов. Тепловой насос нужно воспринимать как любое другое отопительное устройство, которое употребляется для производства тепла и в отношении которого действуют все законы сохранения энергии. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла однообразные. Термодинамика действует как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной теплонасосной установке.

Технические подробности тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса отображен в цикле Карно, опубликованном в его диссертации, и изучается в школьном курсе физики. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 году под названием «умножитель тепла». купить кофе киев от Fragrant Coffee
В соотвествии с изображенным принципом работы, тепловой насос берет тепловую энергию, перекачивает ее, и передает в иное место. К примеру, в обыкновенном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из холодильника и выбрасывается в кухню, при этом задняя стена холодильника становится горячей.
В реверсивных кондиционерах, работающих на отопление, расположенный снаружи строения блок забирает тепло из воздуха и дает внутреннему блоку в здание. Но, при температурах около плюс 5 градусов, внешний блок установки начинает покрыватся инеем и льдом из конденсата воздуха, что убавляет эффективность теплопередачи. Для удаления льда кондиционер начинает временами отапливать внешний блок электричеством, при этом мощность отопления падает, расход электроэнергии возрастает. При последующем понижении температуры в итоге эффективность отопления на таких установках становится равной нулю, отопление прекращается.
При отоплении геотермальными теплонасосами, внешний блок вкапывается в землю либо погружается в озеро рядом со зданием. При этом, независимо от температуры воздуха во дворе, наружный блок остается вольным от льда, эффективность теплопередачи остается высочайшей.

Тепловой насос как отопительная система дома

Тепловой насос (ТН) – это устройство, которое осуществляет перенос, трансформацию и преобразование тепловой энергии. По принципу работы он схож с известными всем приборами и оборудованием, такими как холодильник или кондиционер. В основе функционирования любого ТН лежит обратный цикл Карно, названного в честь известнейшего французского физика и математика Сиди Карно.

Принцип работы теплового насоса

Изучим более подробно физику процессов работы данного оборудования. Тепловой насос состоит из четырех основных элементов:

1. Компрессор
2. Теплообменник (конденсатор)
3. Теплообменник (испаритель)
4. Соединительная арматура и элементы автоматики.

Компрессор необходим для сжатия и перемещения хладагента по системе. При сжимании фреона его температура и давление резко повышается (развивается давление до 40 бар, температура до 140 С), и в форме газа с высокой степенью сжатия

он поступает в конденсатор (адиабатический процесс, т.е. процесс в котором система не взаимодействует с внешним пространством), где передает энергию потребителю. Потребителем может выступать как непосредственно среда, которую необходимо обогреть (например, воздух в помещении), так и теплоноситель (вода, антифриз и т.д.), который далее распределяет энергию по системе отопления (радиаторы, теплые полы, обогреваемые плинтуса, конвекторы, фанкойлы и прочее). Температура газа при этом, естественно понижается, и он меняет свое агрегатное состояние с газообразного на жидкостное (изотермический процесс, т.е. процесс, протекающий при постоянной температуре).

Далее хладагент в жидком состоянии поступает в испаритель, проходя через терморегулирующий вентиль (ТРВ), необходимый для уменьшения давления и дозирования поступления фреона в испарительный теплообменник. В следствии снижения давления при прохождении каналов испарителя осуществляется фазовый переход, и агрегатное состояние хладагента снова меняется на газообразное. При этом энтропия газа снижается (исходя из теплофизических свойств фреонов), что приводит к резкому падению температуры, и происходит «отъем» тепла у внешнего источника. В качестве внешнего источника может выступать уличный воздух, недра земли, реки, озера. Далее охлажденный газообразный фреон возвращается в компрессор, и цикл повторяется снова.

Фактически получается, что тепловая машина сама не производит выработку тепла, а является устройством по перемещению, модифицированию и видоизменению энергии от окружающей среды в помещение. Однако для этого процесса необходима электроэнергия, основным потребителем которой выступает компрессорный агрегат. Соотношение полученной тепловой мощности к затраченной электрической называется коэффициентом преобразования (СОР). Он меняется в зависимости от типа ТН, его производителя, прочих факторов и варьируется в пределах от 2 до 6.

В настоящее время в качестве хладагента используются озонобезопасные фреоны различного типа (R410A, R407C), которые наносят минимальный ущерб окружающей среде.

В современных тепловых машинах используются компрессоры спирального типа, которые не требуют обслуживания, в них практически отсутствует трение, и они могут безостановочно проработать 30-40 лет. Это обеспечивает долгий срок службы всего агрегата. Так, например, у немецкой фирмы Stiebel Eltron есть ТН, проработавшие без капитального ремонта с начала 70-х годов прошлого века.

ООО «Нова Грос» — Официальный дистрибьютор продукции Stiebel Eltron

Связаться с нами Связаться с нами

Типы тепловых насосов

В зависимости от сред используемых для отбора и перераспределения энергии, а так же конструктивных особенностей и способах применения, различают четыре основных типа ТН:

Тепловой насос «воздух — воздух»

В качестве низкопотенциального источника энергии, данный тип оборудования использует уличный воздух. Внешне он не отличается от обычной сплит — системы кондиционирования, однако имеет ряд функциональных особенностей, позволяющих ему работать при низких температурах (до -30 С) и «изымать» энергию из окружающей среды. Обогрев дома осуществляется непосредственно теплым воздухом, нагреваемом в конденсаторе теплонасоса.

Достоинства ТН «воздух — воздух»:

• Невысокая стоимость
• Малое время монтажных работ и сравнительная простота установки
• Отсутствие возможности утечки теплоносителя

Недостатки:

• Значительное снижение СОР при низких температурах (до 1,2)
• Устойчивая работоспособность до -20 С
• Необходимость установки внутреннего блока в каждую комнату или организацию системы воздуховодов для подачи нагретого воздуха во все помещения.
• Невозможность получения горячей воды (ГВС)

На практике, такие системы применяются для сезонного жилья и не могут выступать в качестве основного источника обогрева.

Тепловой насос «воздух — вода»

По своему принципу действия схожи с предыдущим типом, однако они нагревают не напрямую воздух внутри помещения, а теплоноситель, который в свою очередь используется для отопления дома и приготовления ГВС.

Достоинства ТН «Воздух – вода»:

• не требует организация «внешнего контура» (бурения)
• надежность и долговечность
• высокие показатели эффективности (СОР) в осенний и весенний периоды

Недостатки ТН:

• Значительное снижение СОР при низких температурах (до 1,2)
• Необходимость оттаивания внешнего блока (реверсивный режим)
• Невозможность эксплуатации при температуре ниже -25 С — -30 С

Такие насосы в нашем климате все же не могут выступать единственным источником отопления. Поэтому они зачастую устанавливаются (по бивалентной схеме) в связке с дополнительным отопительным оборудованием (электрический, пеллетный, твердотопливный, дизельный котел, камин с водяной рубашкой). Также они подходят для реконструкции и автоматизации старых котельных, использующие традиционные виды топлива. Это позволяет большую часть года эксплуатировать систему в автоматическом режиме (нет необходимости загружать твердое топливо или заправлять дизельное топливо), используя только мощность ТН.

Тепловой насос «рассол – вода»

Один из самых распространенных на территории Республики Беларусь. Используя статистику нашей организации 90% установленных теплонасосов, являются геотермальными. В данном случае в качестве «внешнего контура» используется недра земли. За счет этого, данные ТН обладают самым главным преимуществом перед остальным типами теплонасосов – стабильный показатель эффективности работы (СОР) вне зависимости от времени года.

По устоявшейся терминологии, внешний контур называется геотермальным.

Существуют две основные разновидности геотермального контура:

• Горизонтальный
• Вертикальный

Остановимся на каждом из них подробнее.

Горизонтальный контур

Горизонтальный контур представляет собой систему полиэтиленовых труб, уложенных под верхним слоем грунта на глубине около 1,5 – 2 м, ниже уровня промерзания. Температура в этой зоне остается положительной (от +3 до +15 С) в течение всего календарного года, достигает максимума в октябре, а минимума в мае. Площадь, занимаемая коллектором зависит площади строения, степени его утепления, размеров остекления. Так, например, для двухэтажного жилого дома площадью 200 м2, имеющего неплохое утепление, отвечающее современным нормам, под геотермальное поле придется выделить порядка четырех соток земли (400 м2). Безусловно для более точной оценки диаметра используемым труб и занимаемой площади, необходим подробный теплотехнический расчет.

Вот как выглядит монтаж горизонтального коллектора на одном из наших объектов в г. Дзержинск (Республика Беларусь):

Достоинства горизонтального коллектора:

• Более низкая стоимость по сравнению с геотермальными скважинами
• Возможность проведения работ по его устройству совместно с прокладкой других коммуникаций (водопровод, канализация)

Недостатки горизонтального коллектора:

• Большая занимаемая площадь (не ней запрещается возводить капитальные строения, асфальтировать, укладывать тротуарную плитку, необходимо обеспечить естественный доступ света и осадков)
• Отсутствие возможности обустройства при готовом ландшафтном дизайне участка
• Меньшая стабильность по сравнению с вертикальным коллектором.

Обустройство такого типа коллектора обычно осуществляется двумя способами. В первом случае на всей площади укладки снимается верхний слой грунта, толщиной 1,5-2м

, выполняется раскладка труб теплообменника с заданным шагом (от 0,6 до 1,5м) и производиться обратная засыпка. Для выполнения таких работ подходит мощная техника, такая как фронтальный погрузчик, бульдозер, экскаваторы с большим вылетом стрелы и объемом ковша.

Во втором случае укладка петель грунтового контура производиться поэтапно в подготовленные траншеи, шириной от 0,6м до 1 м. Для этого подходят небольшие экскаваторы и экскаваторы — погрузчики.

Вертикальный контур

Вертикальный коллектор представляет собой скважины глубиной от 50 до 200 м и более, в которые опущены специальные устройства – геотермальные зонды. Температура в этой зоне в течение многих лет и десятилетий остается постоянной и растет с увеличением глубины. Повышение происходит в среднем на 2-5 С на каждые 100 м. Величина это характеризующая называется температурным градиентом.

Процесс монтажа вертикального коллектора на нашем объекте в п. Крыжовка, под Минском:

Изучая карты распределения температур на различных глубинах на территории РБ и города Минска в частности, можно заметить, что температура меняется от области к области, и может существенно отличаться в зависимости от местоположения. Так, например, на глубине 100 м в районе г. Светлогорск она может достигать +13 С, а в некоторых районах Витебской области на той же самой глубине не превышает +8,5 С.

Безусловно при расчете глубины бурения и проектирования размера, диаметра и прочих характеристик геотермальных зондов, необходимо учитывать этот фактор. Помимо этого, необходимо учитывать геологический состав проходимых пород. Только опираясь на эти данные можно правильно запроектировать геотермальный контур.

Как показывает практика и статистика нашей организации 99% проблем при эксплуатации ТН связано с функционированием внешнего контура, при чем эта проблема проявляется не сразу после ввода в эксплуатацию оборудования. И этому есть объяснение, так при неправильном расчете геоконтура (например, на территории Витебской области, где как мы помним геотермальный градиент является одним из самых низких в Республике), его первоначальная работа не вызывает нареканий, однако с течением времени толща земли «выхолаживается», нарушается термодинамический баланс и начинаются неприятности, при чем проблема может возникнуть только на второй — третий отопительный сезон. Менее проблемно выглядит переразмеренный контур, но заказчик вынужден оплачивать не нужные метры бурения из-за некомпетентности подрядчика, что неумолимо ведет к удорожанию всего проекта.

Особенно критичным к изучению недр земли нужно относиться при строительстве больших коммерческих объектов, где количество скважин исчисляется десятками, и сэкономленные (либо растраченные) средства на их устройство, могут быть очень значительными.

Тепловой насос «вода — вода»

Одной из разновидностей геотермального источника тепла могут быть подземные воды. Они имеют постоянную температуру (от +7 С и выше), и в значительном количестве залегают на различных глубинах на территории РБ. По технологии, подземные воды поднимаются центробежным насосом из скважины и поступают на станцию тепломассообмена, где передают энергию антифризу нижнего контура теплового насоса. Эффективность работы данной системы зависит от уровня залегания грунтовых вод (в зависимости от глубины подъема, требуется определенная мощность помпы), расстояния от заборной скважины до станции обмена. Эта технология имеет один из самых высоких показателей COP, однако имеет ряд особенностей, ограничивающих ее применение.

Среди них:

• Отсутствие подземных вод, либо низкий уровень их залегания;
• Отсутствие постоянного дебета скважины, понижение статического и динамического уровней;
• Необходимость учитывать солевой состав и загрязненность (при не надлежащем качестве воды, происходит засорение теплообменника, снижаются показатели производительности)
• Необходимость устройства дренажного колодца для сброса значительных объемов отработавшей воды (от 2200 л/ч и более)

Как показывает практика, установка таких систем целесообразна, если в непосредственной близости имеется водоем или река. Отработавшую воду, также можно использовать в хозяйственных и промышленных целях, например, для полива, или организации искусственных водоемов.

Что качается качества заборной воды то, например, немецкий производитель альтернативных отопительных систем Stiebel Eltron рекомендует следующие параметры: общая доля железа и магния не более 0,5 мг/л, содержание хлоридов менее 300 мг/л, отсутствие осаждаемых веществ. При превышении этих параметров необходимо установка дополнительной системы очистки — станции подготовки и обессоливания, что повышает материалоемкость проекта.

ООО «Нова Грос» — Авторизованная монтажная организация Stiebel Eltron

Связаться с нами Связаться с нами

Буровые работы для теплового насоса.

Исходя из опыта монтажа и эксплуатации геотермальных агрегатов, мы рекомендуем бурить скважины не менее 100м. Практика показывает, что лучшие показатели эффективности и стабильности тепловой машины, будет наблюдаться, например, для двух скважин по 150 м, чем для трех по 100м. Безусловно, для обустройства таких шахт требуется специальная техника и роторный метод производства бурения. Малогабаритные шнековые установки не способны обеспечить нужной длины скважин.

Так как, геотермальный контур является важнейшей составляющей, и правильность его обустройства является залогом успешного функционирования всей системы, то подрядчик, осуществляющих бурение должен соответствовать ряду критериев:

• обязательно иметь опыт производства подобного вида услуг;
• иметь специальный инструмент для погружения зондов;
• давать гарантию погружения зонда на проектную глубину и гарантировать его целостность и герметичность в процессе производства работ;
• после погружения проводить мероприятия по тампонированию скважины для увеличения ее теплообмена и производительности, зачеканить ствол шахты до обратной засыпки.

В целом, при правильном проектировании и квалифицированном монтаже, геотермальные зонды очень надежны, и способны Вам прослужить до 100 лет.

Процесс опускания геотермального зонда в пробуренную скважину:

Геотермальный зонд на станине, перед проведением проверки на герметичность («опрессовки» давлением):

Выводы

Исходя из нашего опыта в устройстве систем альтернативной энергетики, мы можем выделить основные факты, которые являются основополагающими при выборе нашими Заказчиками тепловых насосов:

• полная безопасность и экологичность (отсутствую процессы горения и движущие части)
• возможность «сегодня» заказать систему и через три недели наслаждаться ее использованием без каких-либо согласований с контролирующими и разрешительными органами.
• Полная автономность и минимальное техническое обслуживание (нет необходимости состоять в газовом кооперативе, зависеть от него; не надо подбрасывать дрова или проводить ежемесячную чистку воздуховодов, организовывать подъезд топливозаправщика и прочее)
• Стоимость участка для строительства индивидуального дома без подведенного газа значительно ниже и срок сдачи жилья не зависит от газовых служб
• Возможность удаленного управления через интернет
• Передовое и инновационное оборудование стильного исполнения, которое не стыдно показать друзьям и знакомым, что безусловно подчеркивает статус домовладельца.

Если в данной статье мы не затронули какие-то вопросы и вы хотите задать их лично – вы можете приехать к нам в офис по адресу: г. Минск, ул. Одоевского, 117, компания ООО «Нова Грос» и проконсультироваться у наших инженеров.

Так же, у нас есть возможность организовать бесплатное посещение уже реализованных функционирующих объектов.

Контактные телефон для связи: 044 765 29 58; 017 399 70 51

e-mail: [email protected]

Геотермальные тепловые насосы | Weswen

Геотермальный тепловой насос не является чем-то сверхъестественным, а его принцип работы подчиняется основным законам термодинамики. Первая идея устройства геотермального теплового насоса принадлежит лорду Кельвину, который выдвинул ее еще в 1852 году, назвав данное устройство «умножителем тепла». Геотермальные тепловые насосы состоят из компрессора, это самая важная деталь этого оборудования. Компрессор сжимает низкопотенциальное тепло. В общем случае, происходит отбор теплоты из грунта или воды и передача его отапливаемому зданию. Кроме этого, в состав теплового насоса входят испаритель (теплообменник) и конденсатор. Отбор тепла происходит за счет специальных теплообменников, которые располагаются в земле или воде, имеющие постоянную температуру на протяжении всего года. Теплообменники представляют собой трубы, по которым течет специальная жидкость или газ. Компрессор отбирает тепло у данной жидкости и передает его конденсатору, который накапливает и передает тепло системе отопления. Охлажденная жидкость поступает обратно к испарителю, где нагревается до определенной температуры. Низкопотенциальной энергией обладает любое вещество, температура которого выше температуры абсолютного нуля (-273ºС), поэтому в качестве источников тепла для теплового насоса можно использовать любые объекты в виде грунта, водоема, скал, льда и т.п. Геотермальные тепловые насосы, используемые зимой в качестве отопления, летом можно использовать для охлаждения или кондиционирования помещения, когда насос работает в обратном направлении, отбирая тепло из помещения и сбрасывая его в грунт или водоем.

Геотермальные тепловые насосы обмениваются теплом с внешней средой различными способами. Существуют такие основные способы отбора тепла из источника низкопотенциальной энергии:

— открытые системы – источником данной системы является подземная вода, которая транспортируется в тепловой насос, отдает свое тепло и возвращается обратно в недра земли на некотором расстоянии от точки сбора. При таком способе отопления помещения одновременно можно использовать данную систему для водоснабжения потребителей. Учитывая, что подземные воды обладают постоянной относительно высокой температурой на протяжении всего года. Открытые системы никогда не наносят вред окружающей среде, сохраняя постоянный состав грунтовых вод.

— закрытые системы с погруженными в воду теплообменниками – в таких системах теплоноситель циркулирует по размещенным в водоеме коллекторам, отдавая или забирая тепло у воды. Строительство таких систем сопряжено с некоторыми условиями, согласно которых отапливаемое здание должно находиться на расстоянии не дальше ста метров от открытого водоема, глубина и берега которого позволяют проложить коллекторы. Данные системы имеют относительно низкую цену.

— закрытые системы с горизонтальными теплообменниками, размещенные в грунте – коллекторы с теплоносителем размещаются на малой глубине горизонтально. Большим минусом таких систем является наличие большой площади для прокладки теплообменника и возможное повреждение при проведении любых земляных работ. При правильной организации данной системы, во время эксплуатации не происходит негативное влияние на ближайшую растительность и другие экологические условия.

— закрытые системы с вертикальными теплообменниками – в таком случае теплообменник имеет вертикальную ориентацию и размещается на большой глубине, которая может достигать двухсот метров. Такие системы очень эффективны и экономичны. Это объясняется тем, что под землей на глубине около двадцати метров температура не изменяется в течение всего года и достигает примерно 10ºС. Температура грунта растет с ростом глубины расположения теплообменников. В таком случае отопление помещения обеспечивается при малых затратах электроэнергии и относительно малых первоначальных капиталовложений.

Также существуют различные типы тепловых насосов. Тип «жидкость-хладагент-жидкость» или «вода-вода» характеризуется тем, что передача рассеянного тепла происходит от грунта или водного объекта в систему водяного отопления. Такие тепловые насосы имеют возможность отапливать помещение через теплые полы или радиаторы, также охлаждение помещения через файнкойлы. Такие типы могут использоваться и для организации горячего водоснабжения объекта круглый год. Мощность таких насосов может находиться в пределах от 5 до 1290 кВт для отопления и от 4 до 1189 КВт для охлаждения. Система водяного отопления такого типа состоит из трех теплообменников, компрессора, расширительного бака и циркуляционного насоса. А циклами работы управляет многофункциональный контроллер.

Когда же испаритель теплового насоса забирает тепло у воздуха и передает его также в систему водяного отопления, такой тип называют «воздух-хладагент-жидкость». Особенностью типа «воздух-хладагент-воздух» является то, что испаритель устанавливается снаружи здания и обдувается воздухом, а конденсатор монтируется в помещении, которое необходимо отапливать. Таким образом, конденсатор служит отопительным элементом и непосредственно нагревает воздух.

Геотермальный тепловой насос состоит из конденсатора, капилляра, испарителя, компрессора. Кроме основных устройств в составе теплового насоса еще присутствуют контроллер, управляющий устройством, и хладагент – это вещество, которое циркулирует в системе и имеет определенные физические и химические свойства.

Таким образом, геотермальные тепловые насосы являются отличным решением в организации теплоснабжения любых объектов, так как отличаются низкой стоимостью по сравнению с другими системами использования альтернативной энергии, достаточно надежны, могут использоваться в любой местности и не загрязняют окружающую среду.

Перед выбором теплового насоса компания WESWEN рекомендует проводить тепловизионное обследование для выявления действительных теплопотерь Вашего дома, квартиры, здания или помещения. В ходе обследования выявляются места, где происходят наибольшие теплопотери. Выбирайте тепловой насос после устранения дефектов, выявленных в ходе тепловизионного обследования. Так Вы можете существенно сократить затраты на его приобретение, выбрав менее мощную и более экономичную модель теплового насоса.
Компания WESWEN предлагает работы по проведению тепловизионного обследования в течение 1 рабочего дня, а также работы по устранению выявленных дефектов.
Сохраните тепло и уют в Вашем доме!

Нужен ли вам геотермальный тепловой насос?

Эта статья будет полезна тем людям, кто решил сделать систему отопления и охлаждения своего здания, используя геотермальный тепловой насос. Я уже писал, как отопить дом дешево без газа, сколько что стоит, и каковы будут затраты на эксплуатацию. Если не читали — обязательно прочтите.

Что такое геотермальный тепловой насос?

Геотермальный тепловой насос — система центрального отопления и/или охлаждения, использующая тепло земли. Земля в геотермальных системах является радиатором в летний период или источником тепла в зимний период. Разница температур грунта используется, чтобы повысить эффективность и снизить эксплуатационные расходы системы обогрева и охлаждения, и может дополняться солнечным отоплением. Геотермальные тепловые насосы используют явление тепловой инерции: температура земли ниже 6 метров примерно равна среднегодовой температуре воздуха в данной местности и слабо изменяется в течение года.Википедия

 Что такое внешний контур геотермального теплового насоса?

По сути это теплообменник, который устроен из трубы и заложен в землю или воду. Встречаете ли Вы теплообменники в своей обычной жизни?

Безусловно.

Радиатор под капотом Вашего автомобиля — это теплообменник. Печка в автомобиле — это теплообменник. Радиатор сзади Вашего холодильника — это теплообменник.

То есть теплообменник это устройство, в котором осуществляется тепловой обмен между двумя теплоносителями, имеющими различную температуру.

Геотермальный тепловой насос кому он нужен?

Есть ли смысл устанавливать геотермальный тепловой насос в Краснодарском крае или Адыгее? Если вы планируете сделать систему пассивного охлаждения и добиться максимальной экономии в процессе эксплуатации здания, или у вас есть рядом речка или озеро, то можно рассматривать монтаж геотермального контура. Во всех остальных случаях, особого смысла в этом не вижу.

Лучше установите воздушный тепловой насос, например CHOFU.

Виды геотермальных контуров

Внешние контуры геотермального теплового насоса делятся на два типа:

• с открытым контуром
• с закрытым контуром

Открытый геотермальный контур — что это и как он работает?

Открытым контуром называется он так, потому что через теплообменник теплового насоса прокачивается вода, которая затем возвращается в землю. Часто делают так: бурится две скважины, подающая и приемная, из одной вода выкачивается, в другую скважину вода сливается. Встречаются варианты забора воды из рек и озер, если они конечно есть поблизости.

Открытый геотермальный контур

Температура рек, озер и воды в скважинах редко опускается ниже +5°C, а значит это прекрасный потенциал.

Пассивное охлаждение дома

Сделайте систему теплых стен, прокачайте через эту систему воду с температурой +5°С, и летом в вашем доме будет будет прохладно. Затраты возникнут только на перекачку воды, т.е. на работу циркуляционного или скважинного насоса. Вот видео, где рассказывается о теплых стенах.

Закрытый (замкнутый) контур геотермального теплового насоса

Это значит, что теплоноситель замкнут в какую-то систему, и циркулирует внутри этой системы. Закрытые контуры делятся в свою очередь еще на несколько типов:

• вертикальный
• горизонтальный
• водный

Горизонтальный контур теплового насоса

В основном это размотанные трубы на дне траншеи или котлована. Достаточно хорошая система, но для нее нужно много места.

горизонтальный контур теплового насоса

Вертикальный контур теплового насоса

Преимущества: экономия площади земельного участка и возможность монтажа в любых грунтах.

вертикальный зонд теплового насоса

В вертикальном контуре используются геотермальные зонды нескольких типов: двухтрубные, коаксиальные и четырехтрубные.

• Двухтрубный геотермальный зонд – самый популярный, на мой взгляд, геотермальный зонд, не дорогой и легкий в монтаже.
• Коаксиальный геотермальный зонд — устройство: труба в трубе, распространенные варианты диаметров пнд труб: 63 мм. и 40 мм., 63мм. и 32 мм.
• Четырехтрубный геотермальный зонд – состоит из четырех труб и наконечника. Применяется для увеличения мощности геотермального контура до 20% в холодных регионах.

Считаю, что использование четырехтрубного зонда ничем не оправдано.

Водный контур теплового насоса

Самый дешевый вариант геотермального контура, к сожалению, не у каждого есть рядом с домом озеро или река.

водный контур теплового насоса

Очень выгодная система, если у вас рядом с домом есть доступ к такому источнику низкопотенциального тепла, рассмотрите этот вариант.

Из чего сделать грунтовый теплообменник?

Труба для геозондов должна быть:

• долговечной;
• прочной;
• иметь как можно большую теплопроводность.

Труба не должна:

• быть подвержена коррозии;
• иметь разборных соединений.

Мы используем полиэтиленовую трубу ПНД 32×2 ПЭ100 SDR17 и ПНД 40×2,4 ПЭ100 SDR17.

Критики могут сказать, что труба ПНД 32×2 ПЭ100 SDR17 рассчитана на давление 10 бар, и из такой трубы нельзя изготавливать геотермальный зонд, длинной 100 метров. Все знают, что водяной столб каждые 10 метров создает давление 1 бар. А 100 метров зонда это 10 бар + 1,5 бара еще должно быть в геотермальном контуре котельной. Труба не выдержит!!!

Это неверное рассуждение. На трубу грунты давят снаружи, а водяной столб изнутри.  Давление на стенку трубы примерно одинаковое.

Прекрасное тому доказательство, целые амфоры, найденные на дне моря, пролежавшие там 1 500 лет, на глубине 200 метров.

1500 летние амфоры под водой

Поэтому перед погружением геотермальных зондов их обязательно наполняют водой. Иначе трубу просто сдавит, и перекроет поток теплоносителя.

Чтобы узнать, как убрать воду из погруженных геотермальных зондов посмотрите это видео.

Подпишитесь на нашу рассылку

Подходите к выбору тщательно, если возникнут сложности, обращайтесь к нам, мы проконсультируем и подберем оптимальную систему отопления для вашего дома.

Автор

Александр Кузнецов

Facebook Twitter

Придумываю, проектирую, строю и автоматизирую системы отопления и водоснабжения. Нужно построить котельную, систему отопления, теплые полы, водопроводы – обращайтесь. Консультирую по электронной почте [email protected], Whats App или Telegram +7 988 354-52-62. Наши работы смотрите на YouTube

Читайте также