Тепловой насос Грунт-Вода

Тепловой насос Грунт-Вода

Грунт – это наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и целый год подогревается от земного ядра. При этом он всегда «под ногами” и способен отдавать тепло в независимости от погоды. На глубине 5-7 м температура практически постоянная на протяжении всего года. Для большей территории Украины она составляет 8-12°С, что вполне достаточно для обустройства высокоэффективного системы отопления и охлаждения.

Более того, в верхних слоях земли минимальное значение температуры достигается на несколько месяцев позже от пиков морозов – потребность в интенсивном обогреве с помощью теплового насоса «грунт-вода» до той поры уменьшается. В целом же, грунт достаточно надежно поставляет калории для теплового насоса. Необходимая энергия собирается грунтовым теплообменником, углубленным в землю, и аккумулируется в теплоносителе, который потом подается в испаритель теплового насоса и возвращается назад за новой порцией тепла. В качестве такого носителя используется незамерзающая, экологически безопасная жидкость (ее еще также называют “рассолом” или антифризом). В большинстве тепловых насосов «грунт-вода» используется раствор воды и пропиленгликоля или этиленгликоля.

Есть и другая схема отбора тепла, когда вместо ”рассола” в контуре циркулирует фреон, который превращается в пару непосредственно в трубах теплосборника. Хоть эта схема немножко повышает КПД теплового насоса, но ее эксплуатация сложна и небезопасна для окружающей среды.

Сегодня наиболее популярный тепловой насос «грунт-вода» с ”рассолом”. В этих геотермальных тепловых насосах используется два вида теплообменников: грунтовый коллектор и грунтовый зонд. Оба выполняются из полиэтиленовых труб диаметром около 40 мм с добавками теплопроводного пластификатора.

Грунтовий коллектор (горизонтальный коллектор) представляет собой длинную трубу, горизонтально вложенную под слоем грунта. Главное преимущество горизонтального коллектора – универсальность и простота монтажа. Недостаток – большая площадь под грунтовый коллектор – 25-50 м2 на 1 кВт мощности теплонасоса (причем площадку можно использовать лишь под газон или однолетние цветы). Есть много схем укладки труб грунтового теплообменника: петля, змейка, зигзаг, плоские и винтовые спирали разных форм, так называемый способ ”Slinky” и др. Выбор способа укладки горизонтального коллектора определяется теплопроводности грунта и геометрией участка.

Производительность грунтового теплообменника больше на увлажненных суглинках и значительно меньше на сухих песчаных участках. В среднем 1 м2 поверхности грунта может обеспечить снабжение 10-40 Вт мощности. Если нужна большая мощность теплового насоса «грунт-вода», то петель грунтового коллектора делают несколько.

Вертикальные коллекторы (вертикальные теплообменники) – это система длинных труб, которые опущены в глубокую скважину (50-150 м). Тепловой насос «грунт-вода» с использованием вертикального теплообменника нуждается лишь в небольшом участке земли, на котором проводятся работы по бурению. На глубине всегда одинаковая температура – от 10°С и выше, поэтому вертикальные коллекторы мощнее по съему тепла в отличие от  горизонтальных.

Один метр длины вертикального теплообменника дает возможность получить от 30 до 100 Вт тепловой энергии в зависимости от грунта и его увлажненности. Известно около десяти разных конструкций вертикальных коллекторов, даже достаточно необычных (например, в виде труб, забетонированных в сваи фундамента дома). Но наиболее применяемыми являются две: «труба в трубе» и U-образная. По одной линии «рассол» подается циркуляционным насосом вниз, а по другой им же поднимается вверх, к испарителю теплового насоса.

Для улучшения теплопередачи и повышения прочности вертикального коллектора зазор между землей или обсадной трубой и рабочими трубами заполняется бетонитом или бетоном. Если нужно получить большую мощность, таких вертикальных теплообменником делают несколько. Расстояния между вертикальными коллекторами (скважинами) составляет 5-7 м.


Земные недра являются бесплатным теплоисточником для тепловых насосов «грунт-вода», поддерживающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и безопасной технологией обеспечивания теплом и горячим водоснабжением всех типов зданий, больших и малых, общественных и частных. Уровень капиталовложений в систему геотермального теплового насоса достаточно высок, но взамен Вы получите безопасный в работе альтернативный обогревательный высокоэффективный теплогенератор с максимально длительным сроком эксплуатации с минимальными требованиями к сервисному обслуживанию,.

Коэффициент преобразования тепла (СОР) в тепловых насосах «грунт-вода» достаточно высок и достигает 3-5. Геотермальный тепловой насос не требует много места и может быть внедрен на участке земли малой площади. Объем восстановительных работ после работ по бурению для грунтового коллектора незначителен, влияние пробуренной скважины на окружающую среду минимально. На уровень грунтовых вод воздействие не оказывается, так как грунтовые воды не потребляются.

Тепловой насос «грунт-вода» с горизонтальным теплообменником:

Обратите внимание, что наибольшее количество энергии извлекается грунтовым коллектором из почвы с большим содержанием влаги.

Обратите внимание, что профессиональный подход к организации и обустройству теплового насоса необходимо начать с проекта. Для этого обязательным станет  обращение в специализированную инжиниринговую компанию, имеющую опыт работы как с данным оборудованием, так и по выполнению подобных проектных работ: от расчета технико-экономического обоснования до рабочего проектирования.

Как правило, частные домовладения при общей площади от 400 м2 и выше являются уже сегодня экономически «оправданными заказчиками» для этой технологии со сроками окупаемости от 2 до 5 лет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Счетчики

Push 2 Check