Геотермальное отопление применяется для отопительной системы.
В качестве основного или дополнительного источника получения тепла служит энергия земли.
На территории России высокотемпературные (термальные) родники располагаются крайне неравномерно, преимущественно вдали от населённых пунктов, что затрудняет их использование для целей отопления.
По мере развития технологий и внедрения новых видов оборудования, для производства тепловой энергии появилась возможность воспользоваться и низкотемпературными источниками.
Кроме прочего, подземные слои, находящиеся на расстоянии 50—100 метров ниже поверхности земли, имеют положительную температуру равную 10—12 °C. Такие значения сохраняются вне зависимости от времени, что даёт возможность пользоваться отоплением на протяжении всего года.
Преимущества системы геотермального отопления:
Недостатки:
Тепло для обогрева жилья или подачи горячего водоснабжения получают методом преобразования его из энергии окружающей среды с помощью особого агрегата.
Основным элементом геотермальной установки является тепловой насос, который соединён с внутренним и внешним контуром отопления.
Строение внутреннего контура аналогично традиционному варианту отопления (газ, вода). Это: трубы и радиаторы.
Внешний контур, размер которого намного больше внутреннего, размещаясь под землёй, является невидимым в процессе его эксплуатации. Внутри него циркулирует теплоноситель. Это: или обычная вода, или антифриз, как правило, — на основе этиленгликоля. И, второй вариант гораздо предпочтительнее.
Температура теплоносителя уравнивается с температурой среды, когда он находится во внешнем контуре, а затем он отправляется в тепловой насос. Пройдя через него, подогретые массы направляются по внутреннему контуру.
Наличие теплового насоса и является главным фактором для получения тепловой энергии, которая предназначается для последующего её использования потребителем (обогрев жилья, горячее водоснабжение).
КПД этого устройства некоторых может привести в изумление. Потребляя электрическую энергию в объёме 1 кВт в результате своей работы «выдаёт» несколько больше — 4—5 кВт, что выглядит весьма странным.
Это происходит благодаря как конструктивным особенностям прибора, так и тому, что он, помимо электрической, использует тепловую энергию земли в качестве добавочной (даже при низкой температуре грунта).
Тепловой насос способен работать круглый год и эксплуатироваться на протяжении 15—25 лет.
Примечание! Некоторые специалисты уверяют, что с учётом трения или износа, реальный срок действия системы без остановки для проведения ремонтных работ составляет порядка 10 лет.
Вам также будет интересно:
Прежде чем решиться на подобный шаг, нужно сопоставить возможности с объёмом и сложностью всех необходимых работ для установки геотермальной системы.
Расчёт стоимости устройства геотермальной системы вычисляется относительно:
Фото 1. Геотермальный тепловой насос модели Vitocal 300-W Pro с электроприводом для отопления, производитель — «Viessmann».
Расчёт включает и покупку теплового насоса, цена которого различается в зависимости от мощности и производителя.
Модели мощностью в районе 4—5 кВт будут оцениваться в 3—7 тыс. у. е. Прибор мощностью 5—10 кВт стоит 4—8 тыс. у. е. За 10—15 кВт — 5—10 тыс. у. е.
Существует подразделение по способу установки внешнего контура (коллектора). В грунте он может размещаться вертикально или горизонтально. В грунте водоёма — горизонтально. Для каждого из этих случаев имеются свои преимущества и недостатки.
При построении установки вертикального типа присутствует необходимость бурения скважин глубиной 50—200 метров. То есть — до слоя, имеющего повышенную температуру. Одна из шахт, которую называют дебетовой, служит для забора тепла.
Теплоноситель в ней поднимается, благодаря работе насоса, затем происходит подача в трубы и радиаторы внутреннего контура.
Возвращаясь, после прохождения всего цикла, теплоноситель сбрасывается через другую шахту обратно, к подземным слоям.
Считается, что срок эксплуатации такой установки — около сотни лет.
При устройстве коллектора вертикального типа с двумя шахтами эффективность его применения для обогрева частного дома снижается, так как для обеспечения работы циркулярного насоса потребуется значительное количество электроэнергии. Это является подходящим вариантом для устройства системы «тёплый пол».
При более экономичном кластерном методе, количество скважин увеличивается, но их глубина уменьшается.
Для вертикальной установки существует и вариант, который предусматривает укрепление ёмкости (бака), содержащей антифриз, на глубине 100 м. Непрерывное движение этой жидкости, нагревающейся от грунта, обеспечивает тепловой насос.
Если не рассматривать вариант бурения скважин для вертикальной конструкции, который требует навыков и оборудования, то работы можно провести самостоятельно.
Для устройства теплообменника горизонтального расположения (типа) понадобится немного усилий, но и тепловая отдача в этом случае будет меньше. Потребуется проведение земляных работ, чтобы соорудить котлован ниже отметки промерзания грунта. В выкопанные траншеи укладывается трубопровод внешнего контура, а впоследствии вся конструкция вновь засыпается землёй.
Температура грунтового слоя будет гораздо ниже, а длина больше, чем при использовании теплообменника вертикального типа. Площадь примерно вдвое превышает помещение, которое предстоит отапливать.
По такому же принципу происходит устройство системы в подводном грунтовом слое водоёма.
Крайне желательно, чтобы площадь самого водоёма была более 200 кв. м., а расстояние от него до отапливаемого здания не превышало 100 м.
Требуется как минимум 1 м толщи воды от замерзающей водной поверхности. Кроме того, необходимо разрешение специальных служб, если водоём не является вашей собственностью.
Внимание! Некоторые специалисты предостерегают от проведения всех работ «своими руками». По их уверениям, подобные действия могут обернуться частичной или полной порчей оборудования.
Ознакомьтесь с видео, в котором производится обзор установленной системы геотермального отопления.
Если сравнивать стоимость отопления в его традиционных вариантах, то в плане долгосрочной перспективы, установка геотермального отопления — это оправданный шаг, так как есть надежда на то, что затраты окупятся за первые несколько лет эксплуатации системы.
Несмотря на сложности, геотермальное отопление становится более популярным в России. Остаётся ещё надеяться на то, что отечественные предприятия начнут активнее осваивать производство тепловых насосов, с тем, чтобы не переплачивать иностранным изготовителям.
Монтаж обогревания насчитывает, увеличивающие давление насосы, батареи, трубы, коллекторы, крепежи котел, систему соединения терморегуляторы, бак для расширения, развоздушки. На открытой странице ресурса мы попытаемся определить для вашего особняка необходимые части монтажа. Каждый элемент роль. Поэтому выбор всех частей монтажа важно осуществлять правильно. Конструкция обогревания особняка включает некоторые устройства.
Когда большинство наших соотечественников слышит об отоплении дома с помощью тепла земли, они не понимают, о чем идет речь, в то время как в странах Европы этот альтернативный вид обогрева помещений с каждым годом становится все более популярным.
Схема работы теплового насоса.
В чем причина игнорирования альтернативных энергетических ресурсов в России? Учитывая дороговизну традиционных видов энергоносителей, правительство нашей страны заинтересовано в том, чтобы народ покупал их как можно больше, давая чиновникам заработать. В европейских государствах обстановка иная, там власти поощряют и даже субсидируют использование альтернативных источников тепла, ведь это позволяет улучшить экологическую обстановку в регионе и обрести независимость от поставщиков энергоресурсов.
Земные недра богаты не только драгоценными металлами и камнями, в их глубине находятся огромные ресурсы геотермальной энергии. Доказательством этого служат извержения вулканов. Расплавленное ядро нашей планеты имеет температуру, достигающую нескольких тысяч градусов. Чем ближе к поверхности, тем больше остывает земля, но она сохраняет в себе геотермальное тепло глубин и способна передавать его дальше.
На глубине до 20 м температура земли никогда не бывает отрицательной и колеблется от 5 до 10 °С. Человечество заметило, что грунт отлично сохраняет тепло и решило использовать это его свойство для бесплатного обогрева своих жилищ.
Схема работы приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома.
Во многих странах геотермальную энергию применяют для отопления домов и предприятий. Это не только позволяет улучшить экологию, но и обходится в разы дешевле, чем использование традиционных энергоресурсов.
Как у любого вида альтернативной энергии, у обогрева дома теплом земли есть свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести отсутствие вредных выбросов в атмосферу, дешевизну энергии, длительный (до 30 лет) срок эксплуатации, полнейшая автономия от магистралей и возможность установки системы без специальных разрешений и согласований. Минусами геотермального отопления являются дороговизна установки оборудования, внушительный объем земляных работ при монтаже системы и ее постоянная зависимость от электричества. Хоть благодаря этой современной системе альтернативного отопления вам не удастся получить полностью бесплатное тепло, но обогрев жилых помещений тепловым насосом будет обходиться в 3-4 раза дешевле, чем при использовании привычных энергоресурсов.
Обогрев дома теплом грунта осуществляется с помощью специального теплового насоса, подсоединенного к предварительно установленному трубопроводу. Тепловой насос представляет собой компактную отопительную установку, напоминающую по принципу действия и внешнему виду холодильную камеру. У них обоих есть конденсатор, компрессор, испаритель и дросселирующий прибор. Но если цель холодильника — отвод тепла наружу, вследствие чего в нем скапливается холод, то насос использует температуру грунта на глубине, компрессирует тепло и подает его в систему отопления и горячего водоснабжения помещения.
Схема отопления и горячего водоснабжения одноквартирного жилого дома.
В зимнее время агрегат берет тепло из земли и переносит его в жилье, а летом он способен охлаждать дом, забирая из него тепло и перенося его в почву. Установка очень экономно расходует электричество. Используя лишь 1 кВт электроэнергии, она продуцирует до 6 кВт энергии тепловой.
Прежде чем переходить к активным действиям по монтажу обогревательной системы, обратитесь к квалифицированному специалисту, который проконсультирует вас по поводу размещения установки в земле и доме, а также поможет вам подобрать вид системы, подходящий именно вашему участку. Он составит план обогрева, в котором будут учтены такие факторы, как общее соотношение между площадями дома и земельного участка, наличие и состояние вентиляции, объем жилых помещений, утепление стен и прочее.
Вся работа по установке обогрева дома теплом земли совершается в несколько ответственных и трудоемких этапов. Ни в коем случае не пытайтесь произвести ее самостоятельно, монтаж и подключение системы должны выполнять профессионалы. Вам необходимо будет приобрести:
Все оборудование и инструменты для монтажа отопительной системы имеются у специалистов.
Схема отопления дома энергией земли.
Горизонтальные установки, осуществляющие обогрев тепловым насосом, занимают много территории, поэтому их целесообразно располагать на придомовых участках, площадь которых достигает хотя бы 200 м². Если территория возле дома небольшая, тогда стоит отдать предпочтение вертикальным установкам, не занимающим много места.
Обогрев жилья теплом земли даст вам много преимуществ. вы перестанете зависеть от цен на газ и нефть и обеспечите себе круглогодичное комфортное существование, так как тепловые насосы осуществляют обогрев помещений зимой и охлаждение летом, а также являются бесперебойным источником горячей воды. Помимо этого, установив в своем доме обогрев без газа, вы внесете свою лепту в сохранение экологии Земли.
Источник: http://1poteply.ru/otoplenie/obogrev-doma-teplom-zemli.html
Зачастую старые, давно известные технологии обретают вторую жизнь за счет неиспользованных ранее качеств и принципов. Например, принцип работы холодильника предполагает конденсацию тепла во внутренней камере и перенос его наружу. Куда потом деть эту тепловую энергию, никто раньше не задумывался. До тех пор, пока не появилась потребность в экономии ресурсов и повышении энергетической эффективности. Вот тогда принцип конденсации тепловой энергии и воплотился в жизнь, как тепловой насос.
Тепловой насос может использовать тепловую энергию любой среды - земли, воды, воздуха. Далее будет рассматриваться в основном первый вариант - земля, как наиболее подходящий для средней полосы России. Принцип работы теплового насоса в этом случае будет таков:
Для «извлечения» тепла из земли используется хладагент - газ с низкой температурой кипения. Хладагент в жидком состоянии проходит по системе труб, закопанных в землю.
Температура земли на глубине более 1,5 метров одинакова летом и зимой и равна 8 градусам. Такой температуры хватает, чтобы проходящий в земле хладагент "закипел" и перешел в газообразное состояние. Этот газ всасывается компрессорным насосом, в этот момент происходит его сжатие и выделение тепла. Тоже самое происходит когда велосипедным насосом накачивают шину – от резкого сжатия воздуха насос становится теплым.
Тепловая энергия поступает на теплообменник, нагревая теплоноситель (воду) системы отопления. Отдавая тепло, хладагент остывает, и с помощью расширительного клапана вновь переводится в жидкое состояние. Цикл замыкается.
Принцип работы теплового насоса
Принцип работы теплового насоса довольно прост и эта технология получает все большее признание. В частности, в Европе тепловые насосы используются для отопления все активнее, и они считаются одними из самых перспективных способов отопления на сегодняшний день.
Вот основные преимущества использования тепловых насосов для отопления.
Экономичность. Единственные затраты энергии, которые требует эта технология - электричество на работу компрессора.
Автономность. Для этого вида отопления не требуется подведение газа, доставка угля или заготовка дров, не требуется согласования проектов и получения разрешений. А на использование энергии земли разрешение не требуется, и к тому же эта энергия будет доступна и бесплатна всегда, в отличие от топлива.
Низкие эксплуатационные затраты.
Экологичность. В современном тепловом насосе в качестве хладагента используется углекислота и углеводороды, не причиняющие вреда человеку и окружающей среде.
Безопасность. В отличие от газового отопления (а также от дровяного и угольного) здесь нет температур выше 60-70 градусов, поэтому достигается практически 100%-я пожаро- и взрывобезопасность.
Универсальность. Тепловой насос можно использовать как отдельно, так и совместно с газовым и любым другим отоплением, а также в качестве системы кондиционирования.
Условия, необходимые для нормальной работы теплового насоса, следующие:
Хорошее утепление здания. Чем теплее дом, в том числе - окна, двери, окна, тем меньше энергии потребуется для его обогрева.
При проектировании отопления следует учесть, что максимальная температура жидкости в системе отопления будет ниже, чем в классической. Поэтому необходимо использовать радиаторы с пониженной температурой отдачи. Однако это может быть и плюсом, поскольку в этом случае можно смело отдать большую часть мощности на долю теплых полов.
Источник: http://ingsvd.ru/main/heating/60-teplovojj-nasos-ispolzovanie-jenergii.html
Тепловой насос работает по достаточно простому принципу: в нем предусмотрен испаритель, тепло в который отбирается из грунта, а затем передается низкокипящему элементу – хладагенту или фреону. После этого полученный пар сжимается компрессором, который и повышает его температуру. Затем тепло передается в систему горячего водоснабжения и отопления дома. При использовании тепла земли для отопления дома владельцы здания получают максимум преимуществ, среди которых:
Также организовать отопление теплом можно при помощи коллектора, который предварительно зарывается в грунт. Благодаря такому коллектору у Вас появится возможность получить максимальный эффект от небольшой площади. Более того, в качестве источника энергии можно использовать и водоем, только в данном случае коллектор будет опускаться на дно пруда или бассейна, а тепло будет поступать из него даже в зимние дни.
Источник: http://ienerg.ru/otoplenie-chastnogo-doma/ot-zemli
Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.
геотермальное тепло Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов. Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным? потребуется решить следующие проблемы:
Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.
Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?
Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.
Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать. Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.
схема работы системы обогрева теплом земли Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?
Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.
установленное геотермальное оборудование Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:
Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».
Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя. После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:
Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.
Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:
Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.
Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников - гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года. Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.
Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет. Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.
Источник: http://avtonomnoeteplo.ru/altenergiya/102-geotermalnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html
Прогрессивный способ геотермального отопления дома использует принцип работы, заключающийся в применении тепла земли для обогрева помещения. Так как традиционное топливо относится к исчерпаемым природным ресурсам, то стоит побеспокоиться заранее о переходе на новейшие неисчерпаемые источники энергии.
Лидерами в производстве и эксплуатации систем геотермального обогрева домов являются страны Скандинавии. Они популяризируют это вариант установок и предлагают его в регионы, имеющие широкий потенциал его использования.
Неверно считать, что отопление от земли можно использовать только там, где присутствуют горячие водные источники, есть теплые гейзеры и прочие природные подземные отопительные источники. Новейшие технологии позволяют успешно эксплуатировать геотермальное отопление дома и в умеренных широтах.
На сегодня в нашей стране этот вид обогрева пока еще относится к альтернативным способам получения тепла. Однако, в большинстве случаев он является практически идеальным для дачных или загородных домов. Установленное геотермальное отопление дома своими руками способно работать в двух режимах:
Таким образом формируется наиболее благоприятная атмосфера в помещении.
ВИДЕО: Как работает геотермальное отопление
В доме необходимо установит тепловой насос. Он будет отбирать энергию от грунта или грунтовых вод, отдавая ее циркулирующему в доме по трубам теплоносителю. Этот принцип работы был выявлен еще в 19 веке французским физиком Сади Карно.
Составными элементами базового узла являются:
Компрессор занимается «сжатием» тепла и перемещением его к потребителям. Сам прибор нуждается во внешнем источнике электропитания.
Работа теплового насоса проводится по следующему алгоритму:
Так как тепловой насос для отопления дома работает по принципу рефрижератора, то его часто называют «холодильником наоборот». Во многих случаях энергия из земли применяется для монтажа теплых полов.
Правильно проведенные расчеты и грамотно выполненный монтаж теплообменника способны обеспечить отдачу от одного потребленного насосом киловатта пятикратное увеличение мощности на выходе.
С этой статьей читают: Альтернатива газовому отоплению
ВИДЕО: Как работает геотермальный тепловой насос
Актуальными типами установки являются такие варианты:
Для эффективного использования тепловой энергии земли, если участок возле строения небольшой, необходимо бурить глубинные скважины. В глубине земли на нескольких метрах сохраняется стабильная положительная температура. Применение таких геотермальных скважин обеспечивает теплом контур теплообменника. Далее это тепло передается второму внутреннему контуру, расположенному в помещении.
Часто бурение нескольких скважин обходится даже ниже, чем проведение укладки по дну водоема. Благодаря этому процесс становится доступным для большего количества желающих.
Процесс проводится малогабаритной буровой установкой и небольшим количеством вспомогательной техники. Это практически не затрагивает окружающую территорию. Обустройство скважины допускается даже в воде, но она не должна быть ближе, чем на 2-3 м от жилого строения.
Максимальная используемая глубина составляет до 200 м, но часто эффективность появляется с уровня в 50 м. На следующем этапе выполняется обустройство скважины. Внутрь полости ставится трубка из пластика, диаметром от 40 мм. В нее пропускают от одной до четырех петель коллектора.
Геотермальный зонд
Полость между грунтом и наружной стенкой трубки необходимо заполнить теплопроводным материалом. Выполняется проводка теплотрассы с подключением к тепловому насосу.
Этот вариант по стоимости – самый рациональный, поскольку не требует подготовки траншей, котлована и прочих земельных работ. Но такой способен доступен далеко не для каждого – минимальный объем водоема, достаточный для отопление дома 100 кв.м. должен быть не менее 200 куб.м и располагаться не далее, чем 100 метров от домостроения.
В водоемы трубы прокладываются по дну, чтобы не допустить их промерзания в пик морозов.
Чтобы выполнить расчет системы, необходимо учитывать базовые параметры:
Долговечность системы зависит от характеристик и условий, в которых работает тепловой насос. В геотермальных установках он способен работать примерно 1800 часов в год. Это является средним значением для широт без термальных подземных источников.
Принцип работы теплового насоса
Принцип работы системы термального отопления идентичен и никак не связан со страной производителя или брендом. Геотермальные насосы могут различаться по дизайну исполнения, размеру, внешнему виду, но коэффициент производства тепла всегда будет одинаков у насосов разных фирм и разных стран. Связано это именно с особенностью переработки природной энергии в тепловую.
Нельзя допускать слишком большую выработку насоса, так как этот процесс способен привести к значительному понижению температуры грунта вокруг скважины, а иногда доходит до ее промерзания.
Последствия таких просчетов в итоге приводят к пагубным последствиям – грунт проседает неравномерно, в каких-то местах уходит очень глубоко, в результате чего повреждаются защитные пластиковые трубы. Если дом располагается рядом, то может произойти деформация фундамента или стен за счет геологических изменений.
Периодически необходимо принимать меры по «регенерации» грунта, для чего в теплообменник поставляют дополнительную тепловую энергию. Это может быть энергия солнечного коллектора либо подогрев зонда, когда используется тепловой насос в режиме охлаждения помещений.
В заключение необходимо отметить, что геотермальная установка пока доступна не всем. В некоторых случаях срок окупаемости может продлиться более 10 лет, но в конечно итоге именно такие способы обогрева дома в скором будущем станут не просто альтернативными, но единственно возможными.
ВИДЕО: Геотермальные тепловые насосы
Отопление из земли – это одно из новейших решений по использованию энергии природы. Перспективы развития очевидны, так как это недорогой и стабильный источник энергии.
Даже в самые суровые морозные дни грунт не промерзает полностью, для каждого района этот показатель имеет разное значение. Даже при выполнении строительных работ по монтажу фундаментных блоков отмечается, что тепло из земли находится в это время на уровне 5–7 градусов. Возникает вопрос: а можно ли получить отопление от земли?
Теоретически можно, но для этого нужно установить специальное оборудование и решить некоторые задачи:
Геоотопление можно получить с использованием насоса, позволяющего извлечь достаточное количество энергии, для того чтобы осуществить обогрев дома.
Геотермальное отопление – не миф, а реальность на сегодняшний день. Установки можно приобрести в магазинах и эксплуатировать в любом климатическом районе.
Принцип действия используется следующий:
Отопление за счет тепла земли работает примерно так же, как обычный кондиционер, когда совершается обогрев помещения. Принцип работы геотермального отопления заключается в следующем:
Имеются установки, позволяющие производить геотермальное отопление частного дома большой площади, а есть и такие, которые производят обогрев на ¾ всего объема помещения.
Энергия земли для отопления дома получается на основании использования специального оборудования, функции которого основаны на следущем:
Буферный бак – это емкость с размещенным в нем змеевиком, который, в свою очередь, обеспечивает внутреннее движение антифриза.
Несмотря то, что тепловая энергия земли вырабатывается в достаточном количестве, специалистами рекомендовано все же подключаться к системе «теплый пол».
Отопление дома от земли многим кажется простым делом, которое легко обеспечить самостоятельно. Однако часто при проведении работ по монтажу контура теплообменника возникают трудности. Несмотря на большое количество видеороликов в интернете, многие затрудняются ответить на вопрос, как выполнить отопление энергией земли. Лучше все-таки обратиться в специализированную организацию: только опытные работники все сумеют выполнить по правилам.
Чтобы смонтировать земляное отопление, необходимо выполнить следующие действия:
Отопить жилое помещение сегодня возможно, но затраты могут быть немалыми, хотя они быстро окупаются.
Отопление от тепла земли актуально на Западе. Денежные средства вкладываются на долгосрочной перспективе и быстро оправдываются, количество людей, желающих отапливать дома земной энергией, увеличивается. Тепло земли особенно эффективно использовать для отопления помещений в северных регионах.
'; blockSettingArray[0]["setting_type"] = 6; blockSettingArray[0]["elementPlace"] = 2; blockSettingArray[1] = []; blockSettingArray[1]["minSymbols"] = 0; blockSettingArray[1]["minHeaders"] = 0; blockSettingArray[1]["text"] = '
'; blockSettingArray[1]["setting_type"] = 6; blockSettingArray[1]["elementPlace"] = 0; blockSettingArray[3] = []; blockSettingArray[3]["minSymbols"] = 1000; blockSettingArray[3]["minHeaders"] = 0; blockSettingArray[3]["text"] = '
Тепло — это фактор, необходимый в каждом частном доме в холодное время года. Однако, если вы обладатель большого загородного дома, его отопление выльется вам в такую же большую копеечку. Но не спешите отчаиваться, ведь есть вариант обустройства экономичной системы, которая будет полностью автоматизирована. Мы говорим о том, как получить тепло из земли в преобразовать его в отопление вашего дома.
Тепло можно отыскать повсюду, оно есть практически везде. Окружающая среда, которую люди старательно уничтожают даёт нам множество тепловых источников, одним из которых является земля. Однако, чтобы превратить данный источник в способ отопления целого дома, необходимо прибегнуть к использованию электричества. Но с таким подходом процесс отопления будет куда экономичнее, чем простая выработка тепла от котла. Как можно применять тепло земли в отоплении частного дома? Очень просто: для этого вам понадобиться специальный аппарат – тепловой насос.
Специализированное устройство, которое отнимает тепло у земли или других природных источников, усиливает и переносит в дом, называется тепловым насосом. Сегодня такой вид отопления получил широкое распространения среди загородных коттеджей или больших частных домов в черте города. Почему именно тепловые насосы? Есть ряд преимуществ, которые подталкивает обывателей к использованию данного аппарата. Давайте их разберём:
Список преимуществ устройства довольно большой, что уже говорит о целесообразности его приобретения. Но если вы всё же сомневаетесь, стоит ли выбирать именно вариант получения тепла из земли в отоплении частного дома, можете ознакомиться с отзывами о тепловых насосах. В теории вы можете сделать все своими руками, но лучше все же довериться специалистам. А теперь давайте поговорим об устройстве и принципе работы теплового насоса.
Первым делом, давайте разберём процесс работы данных устройств на простом примере — холодильнике. Именно он работает практически также, как и тепловой насос. Тепло из морозильной камеры выкачивается и переносится на решётку-радиатор, находящуюся на задней части холодильника. Насосы обладают таким же принципом работы, но вместо того, чтобы забирать тепло у помещения, они берут его из тепловых источников, таких как земля или воздух. После этого тепло обрабатывается и поступает в помещение. Чтобы было проще понять всю систему работы теплового насоса, давайте рассмотрим цепочку, по которой проходит тепло:
Исходное тепло из источника (земля, воздух, вода) >>> Внешний трубопровод (происходит небольшой нагрев) >>> Испаритель (тепло, которое было собрано, перемещается ко внутреннему контуру устройства) >>> Компрессор (тепло проходит процесс сжатия с целью повышения температуры) >>> Конденсатор (горячий газ обменивается с теплоносителем) >>> Приборы отопления.
Это вся цепочка, через которую движется тепло во процессе работы устройства. Она циклична, то есть повторяется. А теперь давайте разберёмся, откуда насос отопления может брать тепло.
В качестве факторов, производящих «тепло из земли», могут выступать любые объекты, температурой свыше одного градуса. Почва, речные и озёрные воды, морская вода, скважина, стоки систем канализации и прочие. На самом деле, что для нашего градусника минус и отсутствие тепла, то для теплового насоса все совсем иначе. Тепло он получить и при минусовой температуре.
Подобного тепла хватает, чтобы на выходе была температура до 60 градусов. Чтобы усилить данный эффект тепловому насосу требуется правильное обустройство геотермических источников тепла.
Самый частый вариант усиления — использование геотермического зонда. Данное устройство требует бурения отверстия большой глубины — вертикальной скважины. В данное отверстие вставляется зонд со специальной жидкостью, которая необходима для теплообмена. Полученное из земли тепло передаётся насосу. Очень часто вместо вертикального зонда используется наклонный. Это объясняется рядом причин, таких как невозможность установки вертикального зонда из-за грунта на участке. Не каждый участок позволяет делать глубокие отверстия.
Есть также варианты, которые не требуют бурения скважин, к примеру, горизонтальные грунтовые коллекторы. Они также пользуются теплом земли, но при помощи большого геоколлекторного поля, которое закладывается на глубину незамерзающего грунта.
Чтобы обеспечить насос энергией также применяется воздух с улицы. В процессе такого использования он будет выступать как источник низкого тепла. То тепло, которое будет отбираться у воздуха, поступит в насос, пройдёт через процедуру повышения температуры и попадёт в отопительную систему.
Помимо всего этого, рекомендуем вам обратить внимание на комбинированное оборудование. К такому относится смесь тепловых насосов и солнечных коллекторов. Так, если солнечного света будет хватать на полноценную работу, то коллектор полностью выполнит все необходимые функции отопления
Тепло земли в отоплении частного дома — отличный вариант обогрева частных домов крупных размеров. Экономия, долговечность и универсальность — всё это подогревает интерес к тепловым насосам. А возможность обеспечения тепла земли в отоплении своими руками делает их ещё более привлекательными. На сегодняшний день тепловой насос — это отличное решение, которое применяется для отопления частных домов и загородных коттеджей.
Читайте так же:Тепло земли доступно в любой части света. Оно находится непосредственно под земной корой. А благодаря постоянной инсоляции оно пополняется каждый день. Поэтому тепло земли и считается возобновляемым источником энергии, роль которого в будущем будет только расти. Тепло земли можно использовать для отопления дома. Для этого необходима специальная техника, способная превращать тепло в энергию. Речь идет о тепловых насосах и теплообменниках.
Теплообменники можно использовать как для обогрева, так и для охлаждения здания. Такая сменная функция этого прибора важна, чтобы предотвратить рекуперацию тепла.
Современные теплообменники работают таким образом, что даже отходящий воздух они охлаждают не очень сильно, и не так сильно нагревают свежий воздух. Эта технология позволяет теплообменнику летом работать таким образом, чтобы охлаждать внутренние помещения энергосберегающего дома. Большинство домовладельцев, которые решили использовать тепло земли, устанавливают тепловые насосы.
Такие насосы могут работать за счет энергии воды, воздуха или земли. Использование этих источников энергии ничего не стоит, зато они экономят расходы на электроэнергию. Так как лишь немногие тепловые насосы используют энергию, поступающую извне, то такое техническое решение оптимально для энергосберегающего дома.
Принцип работы теплового насоса схож с принципом работы холодильника, где теплый воздух окружающей среды охлаждается и таким образом охлаждает холодильник. По такому же принципу работает тепловой насос, способный отапливать весь дом. Единственным минусом теплового насоса можно назвать тот факт, что делая дом энергосберегающим, он все-таки оказывает небольшое негативное воздействие на окружающую среду.
Прежде всего, речь идет о тепловых насосах, которые работают на энергии земли и воды, так как для их эксплуатации в некоторых странах требуется получить специальное разрешение в связи с наличием в их деталях неэкологичных материалов.
Большинство населения пока не знакомы с понятием "тепловой насос", но постоянно используют тепловые насосы в обычных холодильниках и кондиционерах.
Холодильники и кондиционеры стали настолько надежными, удобными и привычными, что мы перестали обращать внимание на их работу.
Таким же привычным является отопление зданий геотермальными тепловыми насосами, например для жителей Евросоюза. Геотермальный тепловой насос по принципу работы похож на обычный кондиционер реверсивного типа ( отопление и охлаждение). В отличие от кондиционеров, геотермальный тепловой насос адаптирован для работы при любых погодных условиях и минусовых температурах. Главная проблема кондиционеров - уменьшение производительности и остановка кондиционеров при минусовых температурах, когда отопление наиболее важно. Эта проблема решена в геотермальных тепловых насосах. Тепловой насос следует рассматривать как любое другое отопительное устройство, которое используется для производства тепла, и в отношении которого действуют все законы, касающиеся энергии. Как и у каждого спсоба отопления, у теплового насоса есть свои особенности, сильные и слабые стороны. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла одинаковые. Правила термодинамики действуют как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной климатической установке.
Технические подробности роботы тепловых насосов.
Принцип работы основного элемента теплового насоса – фреонового компрессора отображен в цикле Карно, опубликованном в 1824 г. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 г. под названием „умножитель тепла”.
В соответствии с изображенным принципом действия, тепловой насос берет тепловую энергию из одного места, « сжимает» ее, и отдает в другое место. Например, в обычном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из продуктов и выбрасывается в кухню, при этом задняя стенка холодильника нагревается. Принцип действия геотермального теплового насоса основан на сборе тепла из почвы или воды, и передаче в систему отопления здания. Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе, расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому насосу. Тепловой насос, подобно холодильнику, охлаждает жидкость (отбирает тепло), при этом жидкость охлаждается приблизительно на 5 °С. Жидкость снова течет по трубе в наружном грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу. Отобранное тепловым насосом тепло передается системе отопления и/или на подогрев горячей воды. Возможно отбирать тепло у подземной воды - подземная вода с температурой около 10 °С подается из скважины к тепловому насосу, который охлаждает воду до +1...+2°С, и возвращает воду под землю. Тепловая энергия есть у любого предмета с температурой выше минус двести семьдесят три градуса Цельсия - так называемый "абсолютный ноль". То есть тепловой насос может отобрать тепло у любого предмета - земли, водоема, льда, скалы и т.д. Если же здание, например летом, нужно охлаждать (кондиционировать), то происходит обратный процесс - тепло забирается из здания и сбрасывается в землю (водоем). Тот же тепловой насос может работать зимой на отопление, а летом на охлаждение здания. Очевидно, что тепловой насос может греть воду для горячего бытового водоснабжения, кондиционировать через фанкойлы, греть бассейн, охлаждать например ледовый каток, подогревать крыши и дорожки от льда... Одно оборудование может выполнить все функции по тепло-холодоснабжению здания. Обмен теплом с окружающей средой геотермальные тепловые насосы осуществляют такими основными способами:
• Насос с открытым циклом - из подземного потока (плывуна) забирается подземная вода, подается в размещенный внутри здания тепловой насос, вода отдает/забирает тепло у теплового насоса, и возвращается в подземный поток на расстоянии от места забора. Плюсом такого способа является возможность одновременно получить воду для водоснабжения дома. Открытые системы являются очень эффективными, поскольку температура подземной воды является относительно высокой и круглогодично стабильной. Использование воды из скважины не наносит ущерба грунтовым водам, не изменяет уровень грунтовых вод в водном горизонте, поскольку открытую систему можно рассматривать как соединённые сосуды, где вода, забираемая из одного колодца, направляется обратно под землю через второй колодец, не изменяя общий уровень воды. Корректно, сооружённые в соответствии с нормативами скважины обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную работу системы отопления.
• Насос с закрытым циклом и горизонтальным теплообменником, размещенным в земле - трубки (коллекторы), в которых прокачивается теплоноситель, размещены горизонтально на глубине не менее 4 метра от поверхности земли. Такой теплообменник обычно называют поверхностным коллектором. Основной опасностью является неосмотрительность при проведении землекопных работ в зоне нахождения поверхностного коллектора. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется около 500 м2 поверхности грунта. При прокладке коллектора вблизи деревьев трубу коллектора не следует укладывать ближе, чем 1,5 метра от кроны. Правильно выбранный по размерам и правильно уложенный почвенный коллектор не влияет негативно ни на рост растений, ни на экологические условия.
• Насос с закрытым циклом и вертикальным теплообменником - трубки, в которых прокачивается теплоноситель, размещены вертикально в земле и уходят в глубину земли обычно 50 - 100 метров. Такой теплообменник обычно называют зондом.
Как известно, на глубине более 8 метров от поверхности земля имеет стабильную температуру (для Приморского края +7,2 градуса Цельсия) независимо от поры года. Этот способ обеспечивает самую высокую эффективность работы теплового насоса, малый расход электроэнергии и дешевое тепло - на 1 кВт электроэнергии получают до 5 кВт тепловой энергии, но требует больших первоначальных капиталовложений на буровые работы
Обращаем внимание на нецелесообразность использования в Дальневосточном регионе систем отопления на так называемых "воздушных тепловых насосах", по сути обычных кондиционерах, в которых тепло для отопления здания забирается из наружного воздуха. Эти системы разработаны и успешно используются в более теплых странах, где не бывает значительных морозов - южных штатах США, Греции, Японии и т.д. Проблема в том, что размещенный снаружи теплообменник при температуре на улице около плюс 5 градусов Цельсия начинает покрываться льдом из-за замерзающего конденсата, резко снижается теплопередача, эффективность уменьшатся. При дальнейшем понижении температуры наружного воздуха эффективность становится близкой нулю, воздушный тепловой насос переходит на обычное электроотопление, что резко увеличивает расход электроэнергии.
Количество компрессоров в тепловом насосе - один или два. Тепловые насосы с двумя компрессорами значительно дороже однокомпрессорных, но более надежны, имеют больший моторесурс. Кроме того, при выходе из строя одного из компрессоров (любая техника когда-нибудь выходит из строя), возможно частично отапливаться одним компрессором до завершения ремонта.
Конструкция внешнего коллектора. В качестве внешнего коллектора большинство производителей тепловых насосов предусматривает полиэтиленовую трубу диаметром 25 - 40 миллиметров с циркуляцией незамерзающей жидкостью - водным раствором гликоля. Существуют также геотермальные тепловые насосы с медной трубой диаметром 6 - 10 миллиметров и циркуляцией фреона:
- полиэтиленовая труба в зависимости от диаметра имеет толщину стенки 2 - 2,4 миллиметра. Так, например, труба диаметром 40 миллиметров имеет толщину стенки 2,3 - 2,4 миллиметра. Такая толщина обеспечивает высокую надежность и прочность трубы - человек весом 110 килограмм трубу не сдавливает;
- геотермальные тепловые насосы с полиэтиленовой трубой и водным раствором являются конструктивно более сложными, но более эффективными и надежными, чем с медной трубой. Тепловые насосы с медной трубкой и фреоном конструктивно проще, но значительная (часто многокилометровая) длинна медной трубки с фреоном под давлением потенциально более опасна, чем полиэтиленовая.
При проектировании и монтаже целесообразно пользоваться требованиями, технологией и рекомендациями изготовителей оборудования и нормативно-правовой базой Европейского сообщества. Очевидно, что не все рабочие, которые могут взяться за работы по установке, знакомы с этими требованиями и технологиями. Использование неквалифицированного персонала приведет к некачественной установке.
90 000 ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ, ИЛИ ОТОПЛЕНИЕ ПРЯМО К ЗЕМЛЕ - ДОМОВЫЕ ПРОЕКТЫ за 900 злотых! Самый дешевый в Польше - KB ProjektЧто такое тепловой насос?
Это устройство, которое забирает низкотемпературную энергию из земли и преобразует ее в энергию, используемую для обогрева дома. Земля - это батарея, которая накапливает энергию весной, летом и осенью. Эта энергия поступает от дождя или солнечного света. Зимой ниже линии замерзания земли бывает положительная температура.Мы можем преобразовать его с помощью компрессора и теплового насоса в высокотемпературное тепло, используемое для питания панелей отопления, фанкойлов или негабаритных радиаторов. Это основной источник тепла для дома.
О какой температуре земли идет речь?
Сколько существует степеней? Самый низкий температурный предел для расчета КПД тепловых насосов - ноль градусов Цельсия. Используя тепловой насос, вы даже можете изменить температуру с минус одного или двух градусов на температуру 30, 35 или даже 50 градусов.Но тогда устройство менее работоспособно. Лучше использовать температуры выше нуля, и такие температуры, при грамотно подобранной установке, мы получаем. Для расчетов, как я сказал ранее, предполагается, что ноль градусов Цельсия и связанный с ним верхний источник тепла, такой как пол с подогревом, который имеет температуру 35 градусов Цельсия. При такой системе параметр COP, информирующий нас о КПД насоса, приближается к цифре 5 - то есть с одного кВт электроэнергии мы получаем около 5 кВт тепловой мощности.
Как работает это отопление?
Внутри теплового насоса два теплообменника - конденсатор, испаритель, компрессор и расширительный клапан. В этой системе циркулирует рабочее тело, которое принимает участие в теплопередаче. С одной стороны у нас низкотемпературное тепло - от земли, которое нагревается газом, идущим с другой стороны теплообменника. Нагревая газ до нуля, двух градусов, компрессор запускается с высоким давлением, в результате чего температура газа поднимается до 120, 130 градусов.С другой стороны, есть теплообменник, который принимает температуру и передает ее в систему отопления. Конечно, для того, чтобы все это работало, нужно электричество. Отсюда вышеприведенное сравнение - из одного кВт электроэнергии получается 5 кВт тепловой мощности.
Можно ли установить тепловой насос в каждом доме?
Да, конечно, но желательно в новостройке. Стоит знать, что старые дома нельзя отапливать таким способом, со старыми радиаторами, где температура в установке составляет, например, 70 градусов.Тепловые насосы дают на подаче максимум 60, 65 градусов. Необходимо провести термомодернизацию здания и заменить чугунные радиаторы на новые с высоким тепловым КПД или фанкойлы. Во-вторых, по мере увеличения температуры, которую нам необходимо подавать в систему отопления, эффективность устройства снижается. Если я говорил об уровне эффективности 5 ранее, то в случае радиаторов старого типа этот коэффициент снижается до 2,5. Тепловые насосы лучше всего работают в новых домах с панельным отоплением - напольным или настенным.В последнее время на рынке появились устройства под названием климат-конвекторы, похожие на небольшие радиаторы отопления. На самом деле это вентиляторы с радиатором внутри, похожие на автомобильный радиатор - большое вращение воздуха происходит очень быстро, а это означает, что он может обогреть данное помещение с низкими температурами на приточной части. Эти устройства также предназначены для работы с тепловыми насосами.
Сколько стоит тепловой насос?
Насос является частью системы.Нужно как-то отводить тепло от земли. Делается это двумя способами - либо бурением щупами, либо прокладкой труб на участке. Более глубокие скважины более эффективны, там мы уже достигаем глубины, скажем, 150 м. Лучше использовать одну более глубокую скважину, чем, например, три скважины по 50 м. Кроме того, есть внутренняя установка и одна система контроля. В общей сложности система отопления дома площадью двести квадратных метров обойдется примерно в 50 тысяч. золото, без утеплителей. С учетом бурения это около 60 тысяч.злотый. Для сравнения - высокоэффективный конденсационный газовый котел стоит 10 000 злотых. К этому добавляются затраты на строительство дымохода и бака для горячей воды, автоматизацию и установку. Это около 20 тысяч. злотый. Для установки с тепловым насосом дымоход не требуется. Заказчики, которые выбирают тепловые насосы на этапе проектирования, не устанавливают, например, газовые установки. Также нет ежегодных затрат на топливо. Поэтому я считаю, что если сложить все затраты, установка теплового насоса будет вдвое дороже, но последующие затраты на отопление составят c.о. и горячая вода они очень низкие. Тепловые насосы не требуют обслуживания, их работой можно управлять, например, через Интернет, задав необходимую температуру и время. Нет явления высоких температур, нельзя обжечься, нет ожогов.
Какой рынок для этих устройств в Польше?
Начну с соседних стран. В Швеции 95% новых объектов отапливаются тепловыми насосами, в Германии этот показатель составляет 40%, а в Швейцарии. Чехи избили нас, потому что установка тепловых насосов поддерживается государством.В Польше из года в год мы отмечаем рост продаж тепловых насосов на 100% - то есть примерно от 6000 до 8000 в год. Для сравнения, в Швеции - 100 тысяч. Еще пять лет назад тепловые насосы были дороже в обслуживании, чем угольное отопление, теперь эти затраты становятся сопоставимыми, они даже дешевле. Все из-за роста цен на энергоносители, и следует помнить, что около 4/5 энергии свободно из земли. В последние годы уголь, электричество и газ подорожали примерно в том же масштабе. Преобразование отопления с мазута на тепловой насос окупается через три-пять лет.
Тепловые насосы не требуют обслуживания?
Мы рекомендуем периодические проверки, но эти устройства рассчитаны на безотказную работу в течение 30 лет. Их не нужно обслуживать, но стоит время от времени проверять всю установку. Для сравнения, современные газовые котлы служат около 10 лет.
руб. .
Защита окружающей среды - очень популярный лозунг в последнее время, в том числе и в области домашнего отопления. Использование из солнечной или геотермальных вод стало синонимом современного и экологичного мышления. Но так ли это выгодно, насколько инновационно?
Ветряные мельницы, солнечные батареи, , наконец, геотермальная энергия - возобновляемые источники энергии в последнее время переживают вторую молодость.Во всяком случае, в этом нет ничего удивительного. Среди нас растет понимание того, что мы не живем изолированно от окружающей среды. Мы начинаем понимать, что экологические решения в интересах не только нас, но и наших детей и внуков.
Геотермальная энергия в Польше , но также и во всем мире считается более дешевой и эффективной, как солнечная энергия . Вероятно, поэтому последующие разработчики и даже целые страны (например, Франция и Исландия) решают инвестировать в него.Эта энергия также в основном неисчерпаема, потому что она использует тепло, выделяемое ядром Земли. Он проникает через последовательные слои своей коры, накапливаясь в подземных породах и водоемах.
Именно оттуда, с помощью скважин и соответствующей установки, его можно получить и использовать для обогрева экологического дома . Звучит просто, правда? На практике перед выбором такого источника тепла следует учитывать несколько очень важных факторов.
Первый и самый популярный вопрос о геотермальном отоплении: стоит ли оно того? Ответ оказывается таким же простым - зависит от обстоятельств.Как всегда, начало самое трудное. Во-первых, необходимо проверить, есть ли на данном участке геотермальные отложения под поверхностью. В таком случае начнется бурение скважин, что займет некоторое время. Только после этого можно будет установить соответствующее оборудование и геотермальный тепловой насос (наземный) , а также радиаторы . Сумма всей инвестиции, скорее всего, составит несколько десятков тысяч злотых. Поэтому стоимость выше, чем у стандартной установки CO .
Остается использовать более дешевое отопление, чтобы вытереть слезы. Поскольку горячие подземные источники сами нагреваются, основные расходы будут связаны с электричеством, необходимым для питания теплового насоса . Чаще всего при выборе альтернативного способа отопления дома оказывается дешевле угля или нефти. Есть и расходы на обслуживание, но согласимся, что полностью от них не обходится ни один источник энергии. Как видите, о рентабельности геотермальной установки можно говорить в основном в долгосрочной перспективе.
Самым большим преимуществом энергии, получаемой из геотермальных вод, является ее экологичность. Выбрав такое решение, вы можете быть уверены, что не возлагаете очередную ношу на широкие плечи хорошей планеты. В отличие от угольного отопления, геотермальное отопление не загрязняет воздух выхлопными газами. Таким образом, вы можете быть уверены, что заботитесь о здоровье членов вашей семьи и соседей по комнате.
Это еще и очень удобное решение, рассчитанное на многие годы.Тепло течет изнутри земли независимо от погоды и других факторов на ее поверхности. Поскольку само устройство не требует какого-либо обслуживания со стороны пользователя, только периодические визиты специалиста по обслуживанию напомнят вам о его существовании. Наконец, использование геотермальных вод создает ощущение независимости, которое очень ценно в мире, где цены на сырьевые товары продолжают расти без предупреждения.
Учитывая все это, неудивительно, что использование геотермальной воды для отопления зданий становится все более популярным во всем мире.Так что, если окажется, что под вашим участком есть горячие источники - а это вероятно потому, что термальных вод в Польше довольно распространены, - стоит как минимум подумать об инвестициях в геотермальный насос.
.В настоящее время мы все больше ищем альтернативные источники тепла и энергии. Почему? Во-первых, потребление энергии продолжает расти, а традиционное сырье сокращается. Во-вторых, затраты на использование ископаемого топлива растут, а цены со временем меняются, что затрудняет прогнозирование прибыльности отопления дома определенным топливом через несколько лет.
Современные технологии, связанные с получением энергии из земли, являются идеальным шагом к экологической и практической замене традиционных видов топлива.Это решение также является проэкологическим благодаря использованию неисчерпаемых источников энергии. Кроме того, тепловые насосы безвредны для окружающей среды, поскольку они не выделяют никаких загрязняющих веществ в процессе преобразования тепла. Эта система отличается низким энергопотреблением, что защищает озоновый слой атмосферы. Поэтому это современное решение, идеально вписывающееся в тенденции, связанные с защитой окружающей среды.
До сих пор извлечение тепла из земли было связано с глубоким вертикальным бурением (установка вертикальных зондов) или укладкой плоских коллекторов на больших площадях.Это привело к высоким затратам на установку и значительному вмешательству в окружающую среду, что привело к неудовлетворительной эффективности установки пользователями.
Нам удалось создать и спроектировать новую технологию получения тепла из земли - GRD (Geothermal Radial Drilling). Это сделали строители завода «Тракто-Техник» совместно со специалистами Института геологии.
Произведя революцию в методе сверления, единственная машина этого типа на рынке была разработана для установки датчиков радиально под определенным углом.
Нет никакого научного обоснования для бурения на больших глубинах или укладки плоских пластинчатых коллекторов на малых глубинах. Исследования почвы показали, что наиболее эффективная глубина бурения должна находиться в диапазоне от 10 до 20 м.
Благодаря технологии GRD мы располагаем датчики радиально наклонно (под углом от 35 до 65 градусов) от одной скважины, эффективно используя площадь участка. Вся установка зонда, начиная с установки бурения, установки и цементирования зондов, выполняется одним буровым станком GeoDRILL 8R от Tracto-Technik.Буровая система состоит из транспортной единицы с гидростанцией самоходной буровой установки, снабженной кольцом (венцом), которое монтируется на скважине. Этой системой могут управлять два человека.
ТехнологияGRD - это не только прибор, но и весь фон. Производитель позаботился о всестороннем обслуживании своих клиентов, начиная с поставки машины, обучения операторов, технической поддержки и авторизованного заводского обслуживания в Польше и, что наиболее важно, предоставления пользователям установочных материалов (т. Е.колодцы, зонды, тепловые насосы).
Подводя итог, можно выделить следующие основные преимущества применения технологии GRD:
За последние десять или около того лет геотермальное отопление вызывает все больший интерес со стороны инвесторов. Как следует из названия, это нагревание основано на приеме тепла ( therme по-гречески) изнутри земли ( geo , также по-гречески). На практике тепло изнутри земли можно получить как минимум двумя способами.
Но прежде чем мы перейдем к этому, давайте просто скажем несколько слов о том, откуда берется тепло в земле.А сколько там тепла.
Как вы знаете, недра земли заполнены расплавленными горячими породами под очень высоким давлением. Температура внутри Земли достигает 5400-6000 ° C. Из-за разницы температур между внутренними частями и поверхностью нашей планеты (так называемый геотермический градиент) тепло постоянно течет из верхней зоны в нижнюю температурную зону, то есть изнутри земли к ее поверхности.
Этот тепловой поток на поверхности незначителен, порядка 0,063 Вт / м², что несравнимо меньше, чем тот, который обеспечивает нам солнечное излучение (порядка 1000 Вт / м² во время инсоляции и в среднем прибл.1000 кВтч / м²). Поэтому для того, чтобы мы могли организовать геотермальное отопление дома теплом изнутри земли, нам мало «подключиться» к этому тепловому потоку. Мы должны искать нечто большее.
Использование тепловых ресурсов из недр земли - не новая тема, потому что самая ранняя система отопления, известная историкам (бассейн с горячими источниками), уже использовалась в третьем веке до нашей эры в Китае.Этот источник энергии также использовался в Помпеях.
Можно предположить (и поэтому предполагается), что геотермальная энергия является возобновляемым источником, потому что ее ресурсы невообразимо велики. В мире геотермальное тепло используется более чем в 70 странах, общая тепловая мощность установок составляет 30 ГВт, и ежегодно вырабатывается почти 300 ПДж (300000000 ГДж) энергии, что эквивалентно сжиганию около 13 миллионов тонн угля.
Но даже это огромное количество полученного тепла в общем балансе потребляемой нами энергии составляет менее промилле - всего 0,07% от мирового потребления первичной энергии.Кроме того, электричество также производится из геотермальных вод - в целом установки для производства электроэнергии из геотермального тепла имеют мощность около 11 ГВт.
Геотермальная электростанция Крафла в Исландии мощностью 60 МВт вырабатывает 500 ГВтч электроэнергии в год. Фото: Glassholic под лицензией CC BY-SA 4.0 И у нас есть около 44 200 ГВт этого энергоресурса, большая часть которого, очевидно, недоступна для рационального использования. Прочтите: Энергетические ресурсы слишком глубоки или слишком сложны в использовании.
Казалось бы, использование этого ресурса экологически безопасно. Но не обязательно. Геотермальные воды, помимо того, что они соленые, содержат довольно много растворенных газов, от парниковых CO 2 и CH 4 (метан) до вонючего сероводорода и аммиака. Кроме того, они также могут содержать токсичные металлы и полуметаллы, такие как ртуть, бор, сурьма и мышьяк.
Некоторые анализы показывают, что производство электроэнергии из геотермальных источников может вызвать выбросы углекислого газа в размере 120 кг / МВтч (для сравнения, в Польше это около 900 кг / МВтч, в то время как мы производим более 95% электроэнергии из угля).
Когда дождевая вода, проникая внутрь земли, встречает локальные очаги горячей магмы, ее температура значительно повышается, иногда достаточно, чтобы превратиться в водяной пар. Только наличие таких вод в определенной области (даже не обязательно выходящих на поверхность в виде горячих источников или гейзеров) позволяет относительно легко использовать геотермальное тепло для обогрева.
Относительно просто, потому что достаточно собрать эту воду, вывести ее на поверхность, преобразовать в полезную энергию (горячую воду в городской тепловой сети, а также электричество), а затем вернуть охлажденную воду обратно под землю.
К сожалению, это нетривиальная задача.
Хотя в Польше достаточно хорошие условия для использования геотермальных вод (80% территории страны имеют геотермальные воды на глубине 1-10 км при температуре 30-200 ° C), на практике было бы экономически целесообразно используйте эти ресурсы на площади вдвое меньшей. В основном это связано с необходимостью бурения на огромных глубинах, а также из-за слишком высокой солености. Считается, что добыча геотермальной воды имеет смысл при бурении на глубину менее 2 км, ее температура превышает 65 ° C, а соленость составляет менее 30 г / л.И когда эффективность источника соответствует ожидаемой потребности в тепле.
В частности, проблемными являются два фактора:
А в Польше у нас уже есть примеры отличных, казалось бы, установок для использования геотермальной воды, которые были разделены на эти два фактора - например, Geotermia Stargard Szczeciński.
Растения, использующие тепло из недр земли, неизбежно используются для централизованного производства тепла. Затраты на строительство надземной части (теплообменники, насосы, трубопроводы, здание, контрольно-измерительное оборудование) и бурение не малы (в случае Geotermia в Старгарде - 33,5 млн злотых).Следовательно, если такие источники будут созданы, то это будет скорее для подачи большого количества тепла в муниципальные тепловые сети. Вышеупомянутая установка в Старгарде может достичь мощности примерно 14 МВт и ежегодно обеспечивать тепловую сеть примерно 400 000 ГДж тепла, что заменит потребление примерно 17 500 тонн угля в год!
Конечно, из-за различных факторов (в основном экономических) извлечение геотермальной воды и производство централизованного теплоснабжения наиболее выгодно в течение всего года.И это имеет смысл, когда тепло из сети централизованного теплоснабжения также используется для приготовления горячей воды. Альтернативно, когда тепло используется в промышленности, в технологических целях.
На практике это означает, что геотермальное отопление можно использовать там, где у нас есть относительно компактная застройка, и имеет смысл (или когда-то был) инвестировать в строительство муниципальной тепловой сети.
В меньшем масштабе мы извлекаем тепло из недр земли с помощью такого устройства, как тепловой насос.В некоторой степени это можно рассматривать как геотермальное отопление дома, так как тепло берется из земли, но на самом деле вы также можете сказать, что это солнечное отопление. 😉 Все зависит от конструкции теплообменника, то есть от нижнего источника тепла этого насоса.
Если мы используем горизонтальный теплообменник, обычно закапываемый на глубине 1,5-2 метра над поверхностью, мы скорее используем солнечную энергию, накопленную в земле. Как я упоминал в начале статьи, количество энергии изнутри земли, достигающей поверхности земли, действительно очень мало.Следовательно, температура самых мелких слоев почвы в первую очередь определяется солнечной радиацией. Он «заряжает» тепло, нагревая землю летом, которую мы можем охладить зимой с помощью теплового насоса.
Эта «зарядка» батареи, находящейся под лужайкой, происходит не только непосредственно за счет солнечного излучения. Так было бы, если бы у нас там не было газона, только вспаханное поле или залитый асфальт (что было бы не глупо, хотя и не очень дружелюбно к природе).Тепло проникает в землю, нагреваясь также от летнего воздуха, но также благодаря проникновению дождевой воды. Есть причина, по которой один из способов увеличить количество тепла, доступного тепловому насосу, приведенный в этой книге, - это направить землю с крыши на нижний источник дождевого теплового насоса.
Так может выглядеть геотермальное отопление дома - тепловой насос с теплообменником (нижний источник), размещенный в вертикальном более глубоком отверстии (например, 30 метров). Обычно колодцев несколько.Тепло от насоса идет на теплый пол. Фотография: Shutterstock. Ситуация иная в случае размещения теплообменника в вертикальных скважинах, которые идут глубже, и здесь они больше не используют тепло, выделяемое солнцем, а больше энергии изнутри земли.
Если посмотреть на выбросы парниковых газов от геотермального отопления дома в простейшем варианте с использованием теплового насоса, то эти выбросы можно сопоставить с выбросами от сжигания природного газа в конденсационном котле.Хотя сам тепловой насос не является источником выбросов, для его работы требуется электричество, а в Польше он вырабатывается в основном из угля.
Но использование такого источника тепла, безусловно, позволяет сэкономить ценный уголь и природный газ для других целей (например, для синтеза удобрений и пластмасс или для производства автомобильного топлива).
Вы также можете питать тепловой насос от солнечных батарей, что позволит ему работать в основном бесплатно, но это уже другая история, которую я когда-нибудь расскажу по другому поводу.
Первая версия этого текста появилась здесь около 8 лет назад и с тех пор обновляется.
Что вы узнаете из статьи?
Тепловой насос - очень специфическое отопительное устройство. Прежде всего потому, что он сам не выделяет тепла.Вместо этого он берет их из окружающей среды - земли, воды или воздуха - преобразует их и передает в здание. Поэтому систему отопления с насосом можно разделить на три части:
Нижний источник похож на некую батарею, от которой мы получаем энергию. Насос - это всего лишь трансформатор, который превращает его в полезную для нас форму.Главный вывод заключается в том, что без должным образом эффективного (с нужной мощностью и температурой) источника рассола насос не будет работать должным образом. От этого зависит количество энергии, получаемой в течение сезона, и мощность, достигаемая насосом. Помните, что насос - это не бойлер и если он дает слишком мало тепла, недостаточно его поменять на более мощную модель. Вам также необходимо увеличить установку на стороне рассола (например, добавить скважины).
Помимо насоса, в установке есть еще два элемента - нижний источник, от которого мы получаем тепло, и верхний источник, передающий его в комнаты.
Имение Пиотровице недалеко от Явора в Нижней Силезии. В каждом доме установлен геотермальный тепловой насос шведской компании NIBE.
Насос может использовать разные рассолы. Выбор одного из них зависит в первую очередь от условий на участке - его размера, типа почвы, допустимого размера земляных работ и т. Д. В одноквартирных домах используются следующие системы.
Наземный горизонтальный коллектор представляет собой змеевики, заглубленные на глубину 1-1,5 м, сделанные из труб, заполненных антифризом. Традиционно его называют рассолом, хотя на самом деле это раствор этил- или пропилгликоля. Циркулируя по трубам, эта жидкость получает тепло от земли, а затем - через теплообменник - передает его насосу. Затем охлаждается, возвращается в змеевики, снова нагревается за счет почвы, и цикл повторяется.
Коллектор горизонтальный - трубы с антифризом, укладываемые в траншеи на глубине 1-1,5 м.(фото из Данфосс)
Вертикальные коллекторы также представляют собой трубы, заполненные незамерзающей жидкостью, но размещенные в вертикальных глубоких скважинах.
Геотермальный коллектор с системой прямого расширения представляет собой заглубленные в землю медные трубы с пластиковым покрытием. Однако вместо антифриза в них циркулирует рабочее тело только теплового насоса . Трубы в земле выполняют функцию так называемых испаритель. Таким образом устраняется один теплообменник и повышается эффективность работы насоса.
В системе прямого расширения по трубам циркулирует не раствор гликоля, а насосная жидкость. Это увеличивает эффективность системы. (фото: Sofath)
Две скважины , первая из которых забирает грунтовые воды (водозаборный колодец), забирает от них тепло, а затем снова выталкивает воду под землю (нагнетательный колодец). Вода - очень хороший теплоноситель, к тому же ее температура в более глубоких слоях земли около 10 ° C. Теоретически такое расположение очень выгодно.На практике грунтовые воды, если они присутствуют на участке в соответствующем количестве, часто содержат много марганца и железа, и эти элементы осаждаются из забираемой воды, загрязняя теплообменник в насосе и сами колодцы.
Горизонтальные коллекторы на дне резервуара представляют собой змеевики, сделанные из труб, проложенных не в земле, а на дне пруда или реки. Выполнить такую установку можно на нескольких участках, но это стоит того, если у нас есть соответствующий резервуар для воды. Система очень энергоэффективна, поскольку теплоносителем является вода.Его состав не представляет проблемы, потому что насос не имеет с ним прямого контакта.
Теплообменник, собирающий тепло из воздуха , взаимодействует с так называемыми тепловой насос с воздушным источником. В этом случае установка ограничивается теплообменником и вентиляторами, нагнетающими движение воздуха (даже несколько тысяч м3 / ч).
За исключением воздушных насосов, упомянутых в конце, все остальные правильно используют тепло, содержащееся в земле. Системы рассол / вода и вода / вода обычно могут работать даже с одними и теми же устройствами.Насосы прямого испарения имеют другую конструкцию, потому что здесь некоторые элементы (испаритель) вытянуты в землю.
Насосы «воздух-вода» намного проще установить, чем насосы наземного базирования, и - с учетом затрат на создание наземного источника - дешевле их. Однако они не вытеснили их с рынка, и, вероятно, этого никогда не произойдет. Насосы для грунта / воды имеют большое преимущество в нашем климате в виде стабильной температуры рассола и, следовательно, предсказуемых условий эксплуатации.
Консультативный
Цените наш совет? Последние новости можно получить каждый четверг!
Температура наружного воздуха резко меняется в течение года - от + 30 ° C летом до -25 ° C зимой. Кроме того, существует очень высокая изменчивость в течение дня. Весной и осенью она может быть около десятка градусов тепла днем и ниже нуля ночью. И все же именно тогда, когда на улице наиболее холодно, нам нужно больше всего тепла! Таким образом, насос должен быть наиболее эффективным в наихудших условиях.Этого, к сожалению, добиться нельзя.
Намного лучше обстоят дела с отводом тепла из земли. Температура на глубине около 1 м больше не опускается ниже нуля, в то время как подземные воды и глубокие скважины постоянно составляют около + 10 ° C. На дне пруда или реки, если оно не замерзнет полностью, даже в самый сильный мороз, нижняя зона составляет + 4 ° C - потому что вода при этой температуре имеет самую высокую плотность и автоматически опускается на дно. резервуар. Для теплового насоса рассол с температурой 0 ° C или выше несравнимо лучше, чем охлажденный воздух до -15 или -20 ° C.Важно отметить, что температура почвы изменяется медленно, поэтому условия работы предсказуемы.
Земля сухая или влажная? Определение реальных параметров источника тепла - наиболее сложный и ответственный этап проектирования тепловой насосной установки. (фото: Clima Komfort)
Размер рассола и, следовательно, мощность, получаемая от него, должны соответствовать мощности насоса. Это, в свою очередь, согласуется с характеристиками потребности в тепле конкретного здания.Поэтому первым шагом при проектировании насосной системы отопления всегда должно быть выяснение того, сколько тепла нужно вашему дому. Здесь следует отметить, что требуется гораздо большая точность, чем в случае традиционных установок с котлом.
Котел, чаще всего выбираемый в качестве запасного, по-прежнему будет исправно работать, его эксплуатационные расходы существенно не изменятся. С другой стороны, немного слишком слабый (малоразмерный) тоже подойдет. Мало кто знает, что, например, твердотопливные котлы (уголь, дрова, пеллеты) могут работать с мощностью 120–130% от номинальной мощности практически без ухудшения КПД.Необходимость замены котла из-за плохо подобранной мощности - действительно крайний случай.
С тепловыми насосами сложнее. Они достигают указанной производителем мощности, указанной в документации, при условии, что температура - как на стороне нижнего, так и на верхнем источнике (приемной установке) - соответствует принятой для расчетов. Поэтому в документации устройств мы обычно находим графики (кривые), показывающие, насколько упадет мощность устройства, если:
У нас есть влияние на верхний источник, то есть на систему отопления (по крайней мере, в новом доме). Мы можем изменить нижний источник лишь в небольшой степени. Если, конечно, мы не выберем конкретный тип, например горизонтальный коллектор или вертикальные скважины. Горизонтальные коллекторы - отличный пример того, насколько разными могут быть параметры одного и того же источника тепла. В этом случае решающее значение имеет тип почвы.
Это также хороший пример, потому что больше всего места требуется для горизонтального коллектора.Поэтому очень важен вопрос, подойдет ли он на конкретном участке. В стандарте EN 15450: 2007 приняты значения термического КПД грунтов, различающиеся до 4 раз (см. Таблицу ниже).
Термический КПД земли для горизонтальных коллекторов
| Тип почвы | Тепловая эффективность [Вт / м2] | |
| Время работы насоса 1800 ч / год | Время работы насоса 2400 ч / год | |
| Сухой, неклейкий | 10 | 90 121 8 90 114|
| Влажный песчаный | 90 121 20 ÷ 30 90 114 90 121 16 ÷ 24 90 114||
| Пропитанный водой | 90 121 40 90 114 90 121 32 90 114||
Как видите, самое главное - это степень водонасыщенности, которая является отличным теплоносителем.Второй фактор - это время работы насоса. И стоит знать, что, хотя это европейский стандарт, значения были скопированы без изменений из руководства, разработанного Ассоциацией инженеров Германии (рекомендация VDI 4640). Из-за немного более прохладного климата, чем у наших западных соседей, будет разумным предположить более длительное время работы в условиях Польши (2400 часов в год).
Как перевести данные из таблицы на практике? Например, если у нас есть насос с тепловой мощностью 10 кВт и коэффициентом COP 4, это означает, что 2,5 кВт берется из сети, а оставшиеся 7,5 кВт - от земли (10 кВт: 4 = 2,5 кВт).Предполагая, что земля дает нам 15 Вт / м2, нам придется выделить примерно 500 м2 участка земли для горизонтального коллектора (7500 Вт: 15 Вт / м2 = 500 м2).
Это много, тем более что эту территорию нельзя застраивать, вымощать брусчаткой или засаживать высокими деревьями. Все потому, что такие обработки препятствуют проникновению воды в землю и действию солнца. А без этого тепловые ресурсы не восстановятся.
Одна и та же модель насоса обычно доступна в нескольких вариантах мощности. Требуемая мощность насоса зависит от характеристик здания.Для этого, в свою очередь, нужно выбрать достаточно большой донный источник. (фото Buderus)
Вторая проблема - это расстояние между трубками горизонтального коллектора. Обычно они около метра. На постоянно орошаемых почвах, являющихся более энергоэффективными, расстояние сокращается до 60-70 см. Однако самое главное помнить, что источником тепла являются не трубы, а сама земля. Их уплотнение не увеличит эффективность грунтового источника.
Однако, если переусердствовать, результат может быть фатальным.Земля вокруг труб замерзнет, образуя подземный ледяной щит, который не сможет оттаивать между сезонами. Таким образом, мы должны помнить, что если мы решим использовать тепловой насос с грунтовым источником, установка на стороне источника тепла должна быть спроектирована и выполнена действительно хорошими профессионалами. Только тогда вся система будет работать безупречно и эффективно долгие годы.
Бурение вертикальных скважин сложнее и дороже, чем изготовление горизонтального коллектора.В этом случае вам понадобится специальное оборудование для бурения скважин глубиной несколько десятков метров. Особенно сложно это делать на каменистом и даже каменистом грунте, тогда затраты увеличиваются.
Однако помните, что колодцы не занимают много места, поэтому участок может быть небольшим, и, кроме того, область над колодцами может быть укреплена (в конечном итоге даже застроена, построив укрытие или гараж). Отсюда вывод, что участок может быть меньше, что необходимо включить в хозяйственный расчет. Кроме того, скважины более энергоэффективны, поскольку температура на глубине более 15 м не меняется в течение года и составляет не менее 10 ° C.Поэтому, как правило, лучше бурить меньшее количество и более глубокие скважины. Однако необходимо учитывать геологическое строение местности и экономический расчет. Более короткие колодцы могут быть намного дешевле.
Осторожно! Очень важно тщательно заполнить ствол скважины после того, как в нее были вставлены трубы. Плохо утрамбованный грунт, а особенно пустоты и зазоры - это своеобразный изолятор, затрудняющий теплопередачу. Лучше всего использовать специальные смеси, предназначенные для заполнения лунок.
Скважины более энергоэффективны, чем горизонтальный коллектор. Однако для их изготовления требуется специализированное оборудование, что увеличивает затраты. (фото: Нибе-Биавар)
Специальная функция - возможна только для грунтовых / водяных насосов - - это так называемый пассивное охлаждение. Он заключается в том, что источником холода в установке является сама земля, температура которой даже в самую горячую погоду составляет около 10 ° C. Точнее, тепло изнутри дома, где у нас, например,25 ° C, он уходит в землю, что составляет 10-15 ° C.
Почему такое охлаждение называется пассивным? Поскольку для его работы в тепловом насосе компрессор не нужен. Включаются только циркуляционные насосы верхнего и нижнего источника. Все потому, что тепло течет естественным образом - от более теплого тела (дома) к более прохладному телу (земле). Все, что вам нужно, это теплообменник между контурами источника тепла и рассола. Энергопотребление в этом режиме работы невелико, ничтожно мало по сравнению с работой обычных кондиционеров.
Если мы намерены использовать такое охлаждение, давайте проверим, предлагает ли помпа в стандартной комплектации функцию пассивного охлаждения, для этого нужно покупать дополнительный модуль, а может производитель вообще не предоставляет эту функцию. Технически, возможно получить пассивное охлаждение в каждом насосе рассол / вода , но стоит ли этого хлопот, если у нас все готово на заводе?
Тепловой насос с грунтовым источником позволяет пассивное охлаждение. Это решение очень дешево в эксплуатации.(фото: Alpha Innotec (Hydro-Tech))
Горячая вода для бытового потребления, то есть горячая вода, в системе с тепловым насосом земля / вода обычно также готовится с помощью насоса. Однако иногда можно встретить уговоры использовать отдельный насос, предназначенный только для ГВС. Это маломощные устройства, обычно 1-2 кВт, использующие в качестве нижнего источника наружный или внутренний воздух. Однако такая специализация не представляется оправданной ни по техническим, ни по экономическим причинам.Насос отлично проработает в теплое время года (вне отопительного сезона). Однако зимой, если он вообще может работать с наружным воздухом, его производительность будет намного хуже, чем у грунтовых / водяных насосов.
Если он всасывает воздух изнутри дома, тепло для его обогрева по-прежнему будет поступать от насоса, обогревающего здание. В такой ситуации покупать второе устройство особого смысла не имеет. Мы заплатим за них минимум 4000 злотых , а ц.ГВС, подходящая для совместной работы с насосом, будет стоить менее 2000 злотых.
Мы уже писали, что лучший нижний источник - слишком большой, чем слишком маленький, но увеличивать его сверх необходимого не имеет смысла. Прежде всего потому, что за его реализацию мы будем платить больше.
Однако бывают ситуации, когда лучше сделать нижний источник немного большего размера, чем типовые проектные допущения (проект необходимо изменить):
Полное восстановление тепловых ресурсов в межсезонье. В отопительный сезон температура рассола постепенно понижается - чем больше и быстрее, тем больше тепла мы собираем. В этом нет ничего опасного, если до следующей зимы возобновить теплоресурсы. Тем не менее, это не всегда так.
Наиболее частой причиной неисправностей является слишком маленький источник тепла.Известно, что большой забойный источник стоит дороже (например, пробурить 4 скважины вместо 3). Поэтому на этом стараются сэкономить сами подрядчики и инвесторы.
Нижний источник также может подвергаться чрезмерной эксплуатации в результате ошибок, допущенных во время использования.
Например, дома вскоре после строительства могут иметь гораздо более высокую потребность в тепле, чем предполагалось. Свежий бетон, штукатурка, раствор и т. Д. Должны высыхать, а испарение из них воды требует больших затрат энергии.Утеплитель также часто бывает неполным, например, на чердаке. Обогрев такого дома может чрезмерно истощить грунтовый источник.
Некоторые наши действия могут также ухудшить тепловые параметры самого источника. Место установки горизонтального коллектора не должно быть закалено или затенено. Регенерация тепловых ресурсов в грунте на глубину до нескольких метров происходит в основном за счет проникновения дождевой воды и воздействия солнца.
Тепловой насос - это только часть стоимости.Еще нужно установить источник тепла и рассол. (фото: Galmet)
Такой же насос для грунтовых вод мощностью около 10 кВт можно приобрести за 15 000-20 000 злотых. Хотя на рынке есть даже устройства более чем в два раза дороже. К сожалению, установка на стороне источника тепла требует значительных дополнительных затрат.
Он может быть разным, в зависимости от требуемого размера источника тепла и, прежде всего, от выбранной вами технологии.Можно предположить, что горизонтальный коллектор стоит до 10 000 злотых. Вертикальное бурение обойдется примерно в 20 000 злотых.
Ярослав Анткевич
открывающая фотография: Clima Komfort
Из этой статьи вы найдете:
Передача тепловой энергии от среды с более низкой температурой к месту, которое мы хотим нагреть, будет возможна при условии, что термодинамические изменения используются в устройстве, называемом тепловым насосом. Если мы включим циклическое сжатие и декомпрессию газа в одном цикле (т.н.Цикл Карно), это позволит транспортировать энергию от источника с более низкой температурой в более теплую область.
Однако этот процесс требует внешней энергии, необходимой для привода компрессора. Прирост энергии, показывающий, сколько энергии было получено по сравнению с потребленной внешней (электрической) энергией, называется коэффициентом полезного действия теплового насоса и обозначается как COP (коэффициент полезного действия).
Например, при COP = 4, то при мощности 1кВт, взятой от электросети, мы будем отапливать дом мощностью 4кВт, из которых 3кВт будет забираться из окружающей среды (почва, вода, воздух). . С точки зрения эксплуатации, COP зависит, главным образом, от разницы температур между нижним и верхним источником тепла (например, землей и контуром отопления в системе центрального отопления) и достигает максимальных значений при минимально возможном значении .
Тепловой насос грунтового источника выбран с такой мощностью, чтобы покрыть потребность в тепловой энергии во время сильных морозов. Фото Stiebel Eltron 9000 3
Поскольку нижние источники тепла имеют температуру, не зависящую от нас (например, почва 5-8 ° C), ее значение на стороне нагрева должно быть как можно ниже, оптимальная температура принимается не выше 35-45 ° C. C, который обычно требует взаимодействия с ровной системой отопления пола или стен.
Основным параметром, характеризующим тепловой насос, является его мощность и коэффициент полезного действия COP, определенные для конкретных рабочих параметров. Оба эти значения зависят от температуры нижнего и верхнего контура, они задаются, например, в форме: 10 кВт COP 4,5 - B 0 / W 35, где B 0 определяет температуру 0 ° C в коллекторе заземления, и W - 35 ° C в отопительном контуре.
При различных рабочих температурах мощность и КПД можно определить по таблице или кривой производительности для конкретной модели насоса .На практике фактический КПД будет ниже номинального, указанного производителем, поскольку дополнительная электроэнергия потребляется насосами или вентиляторами, работающими в верхнем и нижнем контуре.
Измерения, проведенные в типичных условиях эксплуатации, показывают, что при предполагаемой разнице температур 35-40 ° C среднегодовая эффективность работы теплового насоса составляет примерно 3,5 для наземных коллекторов, и это значение принимается при расчете рентабельности установка отопления с ПК.
Определить реальный КПД работы воздушно-водяных насосов гораздо сложнее, так как в отопительный сезон существуют значительные различия во внешних температурах. Однако в последние годы наблюдается длительное сохранение положительных температур даже в самые холодные месяцы, что позволяет обеспечить средний КПД 2,7–3.
Земля - это огромный аккумулятор тепловой энергии, питаемый солнечным излучением, который мы можем использовать для обогрева благодаря тепловым насосам, которые позволяют повышать температуру передаваемой энергии. Отвод тепла требует установки коллектора источника тепла в виде змеевика, уложенного в земле, трубных зондов, вставленных в глубокие скважины, или использования грунтовых вод.
Горизонтальные коллекторы в виде нескольких секций змеевиков, расположенных на глубине 1,5-2 м, являются наиболее дешевыми решениями, однако занимают значительную площадь, которую невозможно застроить. В зависимости от типа почвы и степени ее орошения с 1 м² площади грунтового коллектора получается 20-40 Вт тепловой энергии.Коллектор мощностью 10 кВт покроет площадь 250-500 м².
Некоторые типы тепловых насосов допускают работу в системе прямого испарения, после чего коллектор заполняется хладагентом. Такая система позволяет уменьшить площадь поглощения энергии коллектором, также отсутствует циркуляционный насос и теплообменник рассола. Вертикальные коллекторы практически не занимают площадь участка, но для их строительства требуется специализированное буровое оборудование.
Прокладка горизонтального коллектора. Фото oBud.pl
В зависимости от типа грунта делается несколько скважин на глубине до 100 м, а средняя эффективность отвода тепла составляет 40-60 Вт / м глубины погружения трубы. В обеих системах трубопроводов теплоносителем является рассол антифриза или раствор гликоля, циркулирующий в контуре рассола благодаря отдельному насосу.
Источником тепла также могут быть подземные водотоки, используемые для перекачки воды между двумя скважинами. Из-за возможности засорения теплообменника теплового насоса это решение требует установки дополнительного насоса и внешнего теплообменника, через которые протекает скважинная вода.
пользуются большой популярностью среди инвесторов благодаря относительно невысокой цене и простоте монтажа. Они выпускаются как компактные модели для наружной установки, либо в вентилируемом помещении, либо в раздельном исполнении с шумной частью от компрессора и вентиляторов, установленных снаружи, и конденсатора внутри.
В отличие от насосов вода-вода с грунтовым коллектором, которые отбирают тепло из земли, с относительно постоянной температурой, насосы воздух-вода получают все меньше и меньше мощности по мере снижения температуры атмосферного воздуха и В то же время увеличивается потребность в тепловой энергии, необходимой для обогрева помещений.
Насосы воздух-вода получают меньшую мощность при понижении температуры воздуха. Фото Stiebel Eltron 9000 3
Рабочая точка системы, в которой потребуется дополнительное отопление от другого источника, определяется на основе кривой производительности теплового насоса и потребности здания в энергии. Поддержку системы отопления можно получить благодаря электронагревателям, но чаще всего используется дополнительный традиционный источник, например, камин с разводкой теплого воздуха или водяной рубашкой, дровяной или масляный котел.
Система отопления с тепловым насосом должна быть определена на стадии проектирования и на стадии оболочки.Это позволит оптимально подобрать параметры отопления, расположение теплового насоса и баков горячей воды. и наземный коллектор. J , в качестве основного метода передачи тепла в помещения предполагается теплый пол, который требует учета при проектировании высоты помещений , а также выбора подходящего напольного покрытия.
Также возможна установка традиционных радиаторов отопления или настенного отопления. Установка теплового насоса также стоит учитывать при модернизации старых зданий, даже если нам приходится отказаться от традиционного отопления с помощью радиаторов. Утепление дома и замена оконных рамы значительно снизит потребность в тепле для отопления, и система отопления сможет работать при низких температурах в течение значительной части сезона, а периодически многие насосы могут работать при температуре подачи 55-60 ° С.
Тепловой насос также может питаться от фотоэлектрической системы. Фото Viessmann
В простейшем варианте установки тепловой насос напрямую питает контур низкотемпературного отопления, а регулировка интенсивности нагрева в соответствии с текущими условиями обеспечивается погодным и комнатным термостатом, который управляет работой теплового насоса. Если насос также используется для приготовления горячей воды, он переключается на нагрев резервуара для горячей воды через трехходовой клапан, управляемый датчиком температуры.
Однако такая система не позволяет более полно использовать второй более дешевый тариф на электроэнергию и стоит установить дополнительный накопительный бак. Благодаря этому часть воды, нагретой насосом, работающим по ночному тарифу, можно использовать в другое время без необходимости его включения.
Однако необходимо рассчитать, до какой температуры следует нагреть воду в баке - если она будет слишком высокой, эффективность теплового насоса снизится, и выгода от более низких цен на энергию не покроет убытки, возникающие в результате снижения. КС. В принципе такое решение можно использовать только в связке с грунтовым насосом, потому что при питании от воздушного насоса низкие температуры в ночное время не позволяют эффективно заряжать накопительный бак.
Информационный бюллетень
РУКОВОДСТВО ПО БЕСПЛАТНОМУ КОНСТРУКЦИИ
РАЗ В НЕДЕЛЮ НА ВАШ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ
Автор: Цезарий Янковский
Подготовила: Клаудия Томашевская
Вступительное фото: Vaillant
.
Земляные тепловые насосы - как они работают?
Наземные тепловые насосы извлекают тепло из земли и доставляют его в здание. Отопительные устройства этого типа предназначены как для обогрева внутренних помещений здания, так и для нагрева бытовой воды. Они питаются от электричества, но им не нужно его много, и поэтому они намного дешевле в эксплуатации, чем, например, отопление газовым или масляным котлом. Кроме того, они могут работать с радиаторами отопления или теплым полом.Они эффективны, функциональны и вопреки многим мнениям - хорошо работают в нашем климате. Их работа регулируется в зависимости от того, какую поверхность им нужно обогреть и какое количество воды используется в доме. Важно отметить, что тепловые насосы используют естественные источники тепла, экологичны и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду.
Поставщиком геотермальных тепловых насосов на польском рынке является компания A-PIC DESIGN. В предложении компании три типа грунтовых тепловых насосов: ГЛИКОЛЬ-ВОДА, ВОДА-ВОДА и ЗЕМЛЯ-ВОДА.
фото A-PIC DESIGN
Тепловые насосы GLIKOL-WATER
Тепловые насосы GLIKOL-WODA используют тепловую энергию, содержащуюся в земле. Тепло собирается через наземные коллекторы, в которых циркулирует незамерзающая жидкость. Его температура колеблется в районе 0 ° C, а температура земли, прилегающей к теплообменнику, выше - поэтому отдается тепло, которое затем подается в здание.
Модель GLIKOL-WODA представляет собой тепловой насос серии CGW.Аппараты будут работать в одноквартирном доме, где количество человек в доме не превышает 6 человек (приготовление горячей воды). Тепловой насос с минимальной мощностью 8 кВт обогреет дом площадью от 80 до 130 м2, а модель с максимальной мощностью 18 кВт станет идеальным источником тепла для здания площадью 255 и даже 365 м2. Независимо от того, является ли это дом в классическом или современном стиле, например, амбар в стиле модерн, функциональный тепловой насос CGW с простым дизайном найдет свое место в любом интерьере.
фото A-PIC DESIGN
Тепловые насосы ВОДА-ВОДА
Тепловые насосы, использующие тепловую энергию, содержащуюся в воде, называются так называемыми ВОДА-ВОДА модель. Тепло собирается через колодец или технологическое тепло, которое является пустой тратой энергии. Эта система требует подготовки двух колодцев: водозаборной и выпускной, расположенных на соответствующем расстоянии друг от друга (около 10 м). Перед внедрением установщик выполняет анализ воды для правильного соответствия нижнему источнику и выполняет пусковое испытание погружного насоса, благодаря которому он узнает больше об эффективности скважины, качестве воды и ее температуре.
Фото: A-PIC DESIGN
Так работают насосы серии CWW. Эти устройства предназначены для жилья на одну семью. В зависимости от модели насос APIC CWW способен отапливать здание площадью от 135 до 410 м2 и готовить горячую воду для семьи из четырех или шести человек. Доступность различной мощности: 10кВт, 12кВт, 15кВт, 17кВт, 20кВт, 22кВт позволяет адаптировать устройство к потребностям семьи. Простая конструкция и компактная конструкция подойдут для любой, даже небольшой котельной.
фото A-PIC DESIGN
Тепловые насосы ЗЕМЛЯ-ВОДА
В 2011 году компания A-PIC DESIGN начала производство грунтовых тепловых насосов в системе прямого испарения, т.е. Насосы ЗЕМЛЯ-ВОДА. В этих насосах типичная система коллектора гликоля (система гликоль-вода) была заменена медным теплообменником прямого испарения, что позволило уменьшить общую длину источника тепла и, таким образом, также снизить затраты на установку теплового насоса.Тепловые насосы серии
CZW мощностью от 9 до 20кВт позволяют отапливать как небольшой одноэтажный дом площадью 136 м2, так и двухэтажный жилой дом площадью до 380 м2 и подготовить бытовую горячая вода для семьи до 6 человек. Современный стиль устройств из этой серии порадует каждого ценителя современного дизайна.
фото A-PIC DESIGN
Все геотермальные тепловые насосы A-PIC DESIGN имеют систему необходимых мер безопасности: давление, защита от замерзания, недостаточный поток, перегрев и потеря фазы или асимметрия.Кроме того, производитель может оснастить выбранную модель активным модулем охлаждения. По желанию Заказчика прибор может быть изготовлен в нестандартной мощности, габаритах или оснащении.
фото A-PIC DESIGN
Отопление дома с земли - сколько стоит?
Земляные тепловые насосы экономичны - намного дешевле и эффективнее, чем даже тепловые насосы с воздушным источником (из-за высочайшей термической стабильности). Кроме того, система не генерирует таких эксплуатационных затрат, как отопление газовым или масляным котлом.Однако, принимая решение отапливать дом теплом грунта, инвестор должен учитывать, для какого типа здания предназначен тепловой насос - площадь и тип изоляции, а также количество людей, проживающих в здании (это включает в себя подготовку бытовая горячая вода). Устройство, подобранное под нужды пользователя, полностью отвечает всем требованиям. При планировании инвестиций следует также учитывать состояние земли - ее размер и размер биологически активной зоны. При использовании грунтовых тепловых насосов площадь участка должна быть большой и лишенной пышной растительности.Это повлияет на выбор и установку рассольного насоса.
Итак, каковы затраты инвестора при покупке грунтового теплового насоса A-PIC DESIGN? В зависимости от модели - от нескольких до нескольких тысяч злотых. Стоимость установки теплового насоса, включая монтажный комплект, бак для горячей воды и оплату труда, составляет от 30 тысяч злотых. (Насос ЗЕМЛЯ-ВОДА) до 42 тыс. Руб. (Насос ГЛИКОЛЬ-ВОДА). Эти затраты выше, чем, например, установка и ввод в эксплуатацию котла центрального отопления, но они окупаются при более позднем использовании.Кроме того, затраты на покупку и монтаж могут быть снижены благодаря программам софинансирования из Областного фонда охраны окружающей среды и управления водными ресурсами или бонуса за термомодернизацию, который предоставляют: банк Охроны Środowiska и банк Gospodarki Krajowej. Точную стоимость установки теплового насоса можно рассчитать с помощью калькулятора отопления дома, который доступен на сайте A-PIC DESIGN.
Мобильная система SOLATO! позволяет удаленно управлять помпой из любого места с помощью компьютера, смартфона или планшета.
Геотермальные тепловые насосы A-PIC DESIGN - качество превыше всего
Все тепловые насосы, предлагаемые A-PIC DESIGN, характеризуются высоким качеством, автоматизацией и полным комфортом использования. В устройствах производитель использовал систему управления SOLATO! Mobile, которая позволяет удаленно управлять насосом из любого места с помощью компьютера, смартфона или планшета. Пользователь может подключить контроллер через модем к системе без настройки параметров (plug & play).Система СОЛАТО! это также облегчает обслуживание устройства в случае неисправности - тепловой насос и контроллеры ремонтируются дистанционно техническими специалистами производителя.
фото A-PIC DESIGN
Благодаря опыту и профессионализму A-PIC DESIGN, заказчик имеет гарантию качества приобретаемых устройств. Кроме того, он получает комплексное обслуживание - технические и юридические консультации, проектирование и монтаж (включая сборку и регулировку работы устройств), авторский надзор при внедрении и послегарантийное обслуживание.Благодаря этому пользователь полностью уверен в работе установки. Также компания охотно берется за нестандартные проекты - с нестандартными размерами и мощностями.
Подробнее об этом можно узнать на сайте: www.a-pic.pl
96-115 Новы Кавенчин, Новы-Двур Парцела 55С, воев. Лодзинское воеводство
тел. 46 892 11 41,
90 114Количество посещений: 1517 | Дата публикации: 2018-02-15
Хотите заказать товар, услугу у этой компании или узнать подробности?
Используйте контактную форму ниже:
