Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Геотермальное отопление что это: что это такое, принцип работы системы и варианты для частного дома за счет тепла земли, отзывы владельцев

Содержание

Геотермальное отопление дома | Установка геотермального отопления под ключ в Московской области

Состав систем

Геотермальная система отопления дома состоит из теплового насоса и теплообменника. Кроме них сюда же входит безвредная и незамерзающая жидкость (антифриз). Она циркулирует по трубопроводу контура и собирает накопившуюся в земле тепловую энергию. В испарителях теплонасосов энергия антифриза передается в хладагент. В результате он остывает приблизительно на 3 градуса.

Далее температуру хладагента повышают при помощи компрессора. Тепловую энергию из этого вещества через конденсатор передают в воду, циркулирующую в отопительной системе дома. Ее же можно использовать для нагрева бытовой воды в теплонакопителях.

Эффективность работы такой системы во-многом зависит от климата местности. Если точнее — от степени прогрева земли. При низком содержании тепла в ней, здание отапливаться не сможет. Температура грунта не должна быть ниже +5-+7 градусов.

Наиболее эффективным способом считается подключение к системе «Теплый пол».

Принцип работы

Принцип работы геотермального отопления заключается в сборе тепла из воды или почвы и передаче в систему отопления здания. Из-за роста тарифов на традиционные энергоносители такой вид получения энергии становится популярным в Московской области. Поверхность земли при его обустройстве выполняет в летнее время функции кондиционера, в зимнее – источника отопления.

Тепловую энергию земли собирают при помощи специального контура или теплообменника для сбора тепла. Его создают из трубопровода и устанавливают под землей, в водоемах или скалах. Способы установки могут быть различными. Наиболее распространенным решением является вертикально пробуренные скважины. Их называют геотермальными. Такой вариант возможен даже для небольших земельных участков. Он считается более энергетически эффективным в сравнении с горизонтальным контуром.

Горизонтальный коллектор

Применяется в домах с большим участком. Для монтажа коллектора экскаватором роют несколько траншей глубиной 2-2,5 метра. В траншею кладут ПНД трубы. Площадь такого коллектора должна быть не меньше площади дома.

Вертикальные зонды

Применяются на небольших участках. Рядом с домом бурятся две скважины глубиной 90 метров каждая. В скважину опускаются геотермальные зонды. Обладает высокой долговечностью и большей эффективностью.

Дно водоема

Если рядом с вашим участком есть водоем достаточной глубины и размера, на его дно можно опустить горизонтальный коллектор. Это самый энергоэффективный способ геотермального отопления.

Преимущества геотермального отопления

Система такого вида является отличным способом теплоснабжения зданий. Это возможность сэкономить денежные средства и энергию. К основным достоинствам геотермального отопления относятся:

Энерго эффективность

Геотермальная система отопления генерирует из 1 единицы энергии 5 единиц. Показатель эффективности такой системы составляет 530%. Показатель эффективности современного газового котла — 98%.

Экономическая эффективность

Из-за большой разницы в энергоэффективности такой системы, в среднем, вложения в нее окупаются за несколько лет.

Экологическая безопасность

Геотермальные источники энергии признаны наиболее экологически чистыми. Они сводят к минимум угрозу загрязнения воздуха. Установка одного геотермального насоса является экологическим эквивалентом посадки 750 деревьев.

Безопасность от пожаров

Поскольку для работы теплового насоса не используется природный газ, в нем нет источника пламени и угарных газов.

Повсеместная доступность

Оборудование можно установить в любом месте. Главное условие — наличие электроэнергии в доме.

Высокая надежность

Геотермальный контур находится под землей при постоянной температуре. Он не подвергается воздействию тепловых нагрузок при горении топлива. Заявленный срок службы тепловых насосов — 25-30 лет.

Особенности и порядок монтажа

Установку геотермального отопления в частном доме следует доверить специалистам. Основные трудности возникают при монтаже контура-теплообменника в грунт. Основными этапами являются следующие:

Выезд инженеров на место. При этом они выясняют особенности местности и выбирают самый эффективный способ монтажа.

Заключение договора и приобретение оборудования.

Монтажные работы. Выполняется установка теплообменников в грунт. Затем происходит подключение геотермальной установки к отопительному контуру здания.

Пуско-наладочные работы. После их окончания подписывается акт о сдаче.

На эффективность функционирования установки оказывает влияние вид источника тепла. Самым эффективным считается монтаж контура теплообменника вблизи термического источника или на дне водоема. Компания, устанавливающая оборудование, может предоставить клиенту дополнительные гарантийные обязательства. В соответствии с действующим законодательством это допускается при условии оплаты таких услуг. Заказчику это обойдется в дополнительную плату.

Оборудование для геотермального отопления

Внедрение системы такого типа возможно только при наличии специального оборудования. Оно аккумулирует тепло из почвы или воды и передает теплоносителю отопительной системы здания. В нее входят:

  • тепловой насос;
  • компрессор;
  • буферный бак;
  • теплообменник.

Компрессор помогает довести антифриз до необходимой температуры. Буферный бак накапливает его после нагревания и осуществляет передачу его тепла теплоносителю. В состав входят внутренний бак, вода-теплоноситель и змеевик, по которому циркулирует антифриз. Этот элемент необходим также по той причине, что температура антифриза может меняться от -5 до +20 градусов. При этом происходит его расширение и необходима емкость для размещения выросшего объема.

Тепловые насосы

Основное оборудование геотермального отопления — тепловой насос. Он обеспечивает циркуляцию антифриза в геотермальной системе. Теплонасос выполняет контроль над работой всей установки.

Затрачивая 1 Квт электроэнергии, он производит от 2,5 до 5 Квт тепловой энергии.

При отоплении жилых зданий, коттеджей, муниципальных бань, промышленных объектов используются насосы разных мощностей.

В случае использования подобных систем для коттеджей такое устройство целиком решает задачи горячего водоснабжения и отопления. На промышленных объектах применяют модульные конструкции тепловых насосов. В этом случае стандартные модули теплопроизводительностью 100 КВт объединяют до 25 единиц между собой.

Сравнение стоимости геотермального и газового отопления

Анализируя окупаемость перехода с газового на геотермальное отопление, сравнивают уже установленные расходы на газ без капитальных вложений со стоимостью совершенно новой системы. Высокие расходы на монтаж теплонасоса связаны с необходимостью укладки горизонтального грунтового коллектора или бурения вертикальной скважины.

Монтаж систем геотермального отопления в частных и загородных домах является дорогостоящим удовольствием. Они отличаются изначально высокими капитальными вложениями по сравнению с традиционными газовыми системами. Но срок их окупаемости относительно невелик. Она наступает к 18-20 году эксплуатации.

Если провести сравнение стоимости газового и геотермального отопления, то эксплуатация последнего обходится дешевле. Такие системы потребляют электроэнергии в 3-5 раз меньше. Автоматика тепловых насосов дает возможность максимально пользоваться льготным ночным тарифом на электроэнергию. Оборудование позволяет отапливать здания до комфортной температуры в 22-24 градуса.

Поэтому, установка системы с тепловым насосом представляет собой инвестицию в собственный комфорт, безопасность, независимость и престижность.

Геотермальное отопление своими руками: как сделать обогрев

Все знают, что геотермия является теплом Земли, а термин «геотермальный» часто ассоциируется с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика применяется в промышленных целях, к примеру, существуют дальневосточные электростанции, которые функционируют засчет тепла Земли.

Геотермальное отопление

Многие уверены, что геотермальное отопление дома своими руками является чем-то нереальным. Но это не так! С развитием современных технологий это стало реальность. Давайте вместе определим методы работы альтернативного отопления, его преимущества и минусы перед традиционным вариантом, а также как установить геотермальную систему отопления своими руками.

Преимущества и минусы

Если в России геотермальное отопление частного дома получило небольшое распространение, значит, эта идея не стоит затрат на реализацию? Применение системы геотермального отопления дома является выгодным решением.

И на это есть множество причин:

  • моментальный монтаж оборудования, которое может долгое время функционировать без сбоев. Если применять в отопительной системе антифриз высокого качества, то вода не будет замерзать, а износ будет минимальным;
  • исключается процесс сжигания топлива. Получается полностью пожаробезопасная система, которая на момент использования не наносит вреда жилью;
  • исключаются другие моменты, связанные с наличием топлива: не нужно искать место для его хранения, заготавливать и осуществлять доставку;
  • акустический комфорт. Тепловой насос функционирует без звуков;
  • экономическая выгода. На момент использования системы не нужны дополнительные вложения. Ежегодный обогрев осуществляют природные силы, за которые люди не платят деньги;
  • экологическая составляющая. Геотермальное отопление частного дома является экологически безопасным решением. Отсутствие процесса горения предотвращает поступление в атмосферу продуктов сгорания.
    Если это поймут многие и такая система получит общее распространение, отрицательное воздействие людей на природу намного снизится;
  • компактность установки. Вам не придется искать в своем доме специальное место для установки или организовывать котельную. Все, что требуется – это тепловой насос, который можно разместить в подвале. Объемный контур устройства будет находиться под землей или водой, на поверхности участка его не будет видно;
  • многофункциональность. Система может функционировать в качестве отопления в холодное время года, так и в качестве охлаждения летом. Она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер. Покупка геотермальной отопительной системы экономически выгодна, несмотря на то, что придется выложить кругленькую сумму за покупку и установку систему.

Единственным минусом считается наличие расходов, с которыми придется столкнуться при установке системы и подготовки ее к работе. Необходимо будет приобрести насос и некоторые материалы, сделать монтаж внешнего коллектора и внутреннего контура.

Но все эти затраты окупаются в течение нескольких лет. Последующее применение уложенного в землю или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить намного больше средств. Сам процесс установки не настолько сложен, чтобы обращаться за помощью к сторонним специалистам. Если не делать бурение, то все остальное можно сделать своими руками.

Ресурсы геотермального отопления

В качестве геотермального отопления можно применять следующие ресурсы земной тепловой энергии: высокотемпературные и низкотемпературные. К высокотемпературным принято относить термальные источники. Их можно применять, но сфера их использования ограничивается фактическим местом нахождения таких источников.

Если в Исландии этот тип энергии активно используется, то в России терминальные воды расположены далеко от населенных пунктов. Больше всего их на Камчатке, где подземную воду используют в качестве носителя тепла и поставляют в системы ГВС. Зато для использования низкотемпературных источников в России есть все необходимое.

Для такой цели прекрасно подойдут окружающие воздушные массы, вода, земля. Чтобы получить необходимую энергию, применяется тепловой насос. Благодаря ему осуществляется процесс трансформации температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частого дома.

Как работает альтернативное отопление?

Если вы знаете метод работы кондиционера или холодильника, то схожесть этих процессов с методом работы геотермального отопления налицо. В основе системы лежит тепловой насос, который работает в два контура – внешний и внутренний. Чтобы сделать традиционную отопительную систему в любом доме, нужно установить в нем трубы для подачи теплоносителя и радиаторы, при нагреве которых тепло будет идти в помещения.

В случае с геотермальным отоплением трубы и и радиаторы также необходимы. Они формируют внутренний контур устройства. В схему могут быть добавлены теплые полы. Внешний контур смотрится гораздо объемнее внутреннего, хотя его габариты можно оценить только в момент планировки и установки. На момент использования он не виден, так как расположен под грунтом или водой. Внутри этого контура циркулирует простая вода или антифриз на базе этиленгликоля.

Теплоноситель во внешнем контуре греется до температуры среды, в которую он помещен, и отправляется в нагретом состоянии в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло передается внутреннему контуру, в итоге вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается. Главным моментом, который запускает всю систему, считается тепловой насос.

Если у вас в доме стоит стиральная машина, то насос займет примерно подобную площадь. Для работы ему необходима электроэнергия, но, используя всего 1 кВт, он вырабатывает до 4-5 кВт тепла. И тут нет ничего удивительного, так как источник дополнительной энергии уже известен – окружающая среда.

Два способа расположения теплообменника

Существует два способа расположения систем отопления частного дома с применением низкотемпературной энергии деталей окружающей среды. В основе системы во всех трех случаях лежит геотермальный насос. Внутренний контур остается неизменным для любого типа отопления, а главное отличие состоит в расположении внешней контура.

Геотермальное отопление может быть с теплообменником, который находится вертикально или горизонтально. Горизонтальные теплообменники систем устанавливаются в котлован или открытый водоем в виде особого змеевика, вертикальные – в скважины.

Любой из приведенных здесь вариантов отопления характеризуется своими особенностями, достоинствами и минусами. Если вы хотите создать такую отопительную систему самостоятельно, вам будет интересно узнать информацию о каждом из них.

Вариант 1: вертикальное расположение внешнего коллектора

Этот вариант отопления базируется на интересном природном явлении: на глубине 50-100 метров от своей поверхности земля в течение года обладает одинаковой и постоянной температурой 10-12 градусов. Чтобы применять эту энергию земли, нужно делать бурение вертикальных скважин.

Для максимального сохранения ландшафта можно сделать бурение нескольких труб с одной исходной точки, но под различными углами. Внешний контур устройства будет установлен в этих скважинах. Это поможет продуктивно взять у земли ее тепло. Такой вариант сложно назвать легким и бюджетным. Разумно его использовать тогда, когда прилегающая к дому местность уже обустроена, и нарушение ее ландшафта нерационально.

Вертикальное расположение внешнего коллектора

Глубина бурения скважины может составлять от 50 до 200 метров. Окончательные габариты скважины зависят от геологической обстановки на территории и параметров будущей постройки. Срок эксплуатации такой системы составляет 100 лет. Для установки вертикального типа системы с теплоносителем, который берет энергию подземной воды, необходимо сделать бурение двух водоносных скважин.

Вариант 2: горизонтальное расположение земляного коллектора

Чтобы установить внешний контур при горизонтальном варианте отопления, необходимо знать, как глубоко промерзает земля на вашей территории. Трубы устанавливаются ниже уровня промерзания в предварительно вскопанные траншеи, охватывая довольно большую площадь: чтобы прогреть дом площадью 200-250 квадратных метров, необходимо применять 600 квадратных метров теплообменника, то есть, шесть соток.

Установка горизонтального теплоносителя в водоем

Данный вариант нуждается в особом расположении дома – на расстоянии в 100 метрах от водоема, который имеет достаточную глубину. Более того, водоем не должен промерзать до самого дна, где будет находиться наружный контур устройства. Для этого размер водоема не может быть меньше 200 квадратных метров.

Основным достоинством этого способа считается отсутствие нужных объемных земляных мероприятий, хотя с подводной установкой коллектора придется немного повозиться. Также потребуется специальное разрешение на выполнение таких работ. Геотермальная установка с использованием энергии воды считается наиболее экономичной.

Как установить своими руками?

Если вы решили установить геотермальное отопление своими руками, то наружный контур лучше приобрести в готовом варианте. Скважинный вертикальный коллектор установить самому тяжелее, если вы не имеете оборудование и не обладаете знаниями бурения.

Тепловой насос – не очень объемное устройство. В вашем доме он не займет много места. Подключение к нему внутреннего контура осуществляется так же, как и при организации отопления с применением традиционных ресурсов тепла. Основная проблема – организация внешнего контура.

Идеальным вариантом будет применение водоема на расстоянии не более 100 метров. Нужно, чтобы его площадь была больше 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра. Если такой водоем вам не принадлежит, то проблемой может служить получение разрешения на его применение. Если водоем является прудом, находящимся в вашем распоряжении, то дело упрощается.

Система геотермального отопления с горизонтальным теплообменником в водоёме

Воду из пруда можно на время откачать. Тогда все действия на его дне могут выполняться просто: необходимо будет установить трубы по спирали, зафиксировав их в этом положении. Земляные мероприятия потребуются лишь для копания ямы, которая необходима для присоединения внешнего контура к тепловому насосу. После проведения всех мероприятий пруд можно снова заполнить водой.

В ближайшие 100 лет внешний теплоноситель должен функционировать правильно и не доставлять хлопот. Если у вас есть земельный участок, на котором вы планируете строить дом и разбивать сад, тогда можно установить горизонтальный теплоноситель земляного типа. Для этого необходимо правильно рассчитать площадь будущего коллектора, опираясь на показатели, которые были отмечены выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 квадратных метров отапливаемой площади дома.

Траншеи, в которые планируется устанавливать трубы контура, необходимо выкапывать ниже уровня промерзания почвы. А лучшим вариантом будет снять землю на глубину его промерзания, установить трубы, а после вернуть на место землю. Работа сложная, но при наличии большого желания и целеустремленности вы сможете ее сделать.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Загрузка…

Геотермальное отопление дома своими руками, где можно применять, как установить

На чтение 4 мин. Просмотров 68 Опубликовано Обновлено

С каждым годом популярность геотермального отопления возрастает в таких странах как Соединенные Штаты Америки и в Западной Европе уже полным ходом внедряют это отопление на государственном уровне. Ведь это экологически и довольно энергоэкономический вариант отопительной системы. И если вы захотите установить геотермальное отопление дома своими руками, то ознакомившись с нижеизложенной информацией, сможете это легко осуществить.

Почему возрастает популярность нового отопления?

Фантастический человеческий прогресс происходит, не смотря на то что человечеству уже давно известно, что наша планета представляет собой планетарного масштаба раскаленный шар, оно не додумалось использовать ни чего другого кроме невозобновляемых источников энергии, хотя полноценная альтернатива всегда находилась у нас под носом и только сейчас происходят попытки использования и контролирование этой безудержной земной мощи.

Геотермальное отопление стало популярно из-за сравнительно дешевой и простой эксплуатации.

Наверно каждому в нашем мире известно, что привычные нам источники энергии рано или поздно закончатся, и уже сейчас на наших глазах по мере истощения цена на них начинают неуклонно расти. Для того что бы сократить затраты, придумываются все больше новых альтернатив. На много выгодней создать геотермальное отопление дома своими руками, ведь оно окупиться в любом случае, чем следить за повышением цен.

Где применяется геотермальное отопление дома?

Не везде стоит устанавливать это чудо отопление, ведь оно сможет окупиться не у каждого. Но вот существуют такие места, где очень тонкий слой земли, что подземная вода подогревается до высокой температуры. Вот такие места стоит использовать для такого вида отопления, ведь в это случае затраты уйдут минимальные на установку.

Принцип работы геотермального отопления

И вот встает самый главный вопрос, который стоит перед многими людьми, есть ли этот горячий источник у меня и как глубоко он располагается? Для того что бы это узнать потребуются достаточно серьезные денежные затраты на оборудование. Так как будут производится  разведывательные работы, по истечению которых будет производится бурение скважин.

Чаще всего этот метод оправдывает себя в совсем неожиданных местах. К примеру, был такой случай, в Брестской области в 2007 году при бурении полутора метровой скважины обнаружили, что вода поднимающиеся с глубин имеет температуру около 40 градусов по Цельсию, да не так уж и много, для отопления помещения вряд ли бы хватило, но для тепличного участка на 20 гектаров такая температура была бы сама то. Таким образом можно сказать, что геотермальное отопление приносит свои плоды и в большинстве своих случаев окупается.

Как построить отопительную систему

Конечно же, мало кто решится пробурить скважину на полтора километра в ширину для обогрева жилого дома. Но если вы вдруг обнаружили у себя в районе место где горячая вода бьет из-под земли, а коммунальные службы говорят, что они не имеют ни какого отношения к этому, то это лишь означает что у вас по близости тонкий слой земной коры, на который можно ставить отопление с минимальными затратами.

Для постройки системы вам понадобится пройти следующие пункты:

  1. Для начала вы должны будете определить местоположение и глубину залежей подземного водоема.
  2. Затем самая кропотливая работа — бурение скважин. А лучше всего что бы вы прорубили две, с одной скважины будет поступать горячая вода в дом, а с другой остужаться и возвращаться назад.
  3. А затем, после того как скважины будут прорублены, устанавливается тепловой насос и трубы, через которые будет происходить добыча и нагнетание воды.

Внутри помещения расположено обычное тепловое оборудование. Оно может быть представлено как в качестве батареи, так и в скрытом виде — «теплый пол».

Не всегда геотермальные источники могут содержать фильтрованную воду. В связи с этим фактором не всегда можно напрямую по трубе выводить воду для парового отопления. К тому же температура источника может быть настолько высока, что попросту сможет разрушить трубопровод. Для того что бы это избежать многие используют так называемый непрямой способ подачи, он представляет собой радиатор, который нагревает водопроводную воду, а уже затем она отправляется в батареи. При помощи этого метода тепла с лихвой хватит на все бытовые нужны которые могут возникнуть в доме, будь то отопление или горячая расслабляющая ванна.

Вода должна возвращаться в источник, это может происходить двумя способами – остывшая и уже отработанная вода возвращается по трубе или же вода набирается из ближайшего водоема.

Абсолютная экологичность и энергоэффективность геотермального отопления привлекают все больше и больше стран. А у вас появилась замечательная возможность установить геотермальное отопление дома своими руками и наслаждаться бесплатным теплом.

ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ- МИФ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?

Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» зачастую ассоциируется у нас с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика используется преимущественно в промышленных масштабах, например, существуют дальневосточные электростанции, работающие на основе тепла Земли. Многие уверены, что геотермальное отопление дома своими руками – это фантастика. Но это не так!

Несколько исторических фактов

Когда в 70-е годы прошедшего столетия разразился нефтяной кризис, на Западе возникла жгучая потребность в альтернативных источниках энергии. Именно в тут пору и стали создаваться первые геотермальные отопительные системы. Сегодня они получили широкое распространение в Соединенных Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

Например, в Швеции активно используют воду Балтийского моря, температура которой составляет + 4 градуса. В Германии внедрение геотермальных отопительных систем даже спонсируется на государственном уровне. В России действуют Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и другие геотермальные электростанции. Но фактов использования энергии Земли в нашем частном секторе очень мало.

Реальные преимущества и недостатки

Если в России геотермальное отопление частного сектора получило сравнительно малое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься этим вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

Использование системы геотермального отопления жилища – решение выгодное. И тому есть несколько причин. В их числе и быстрая установка оборудования, которое способно длительное время работать без каких-либо перебоев. Если использовать в отопительной системе не воду, а качественный антифриз, она не будет промерзать и её износ будет минимальным.

Перечислю и прочие преимущества этого вида отопления.

  • Исключается процедура сжигания топлива.  Создаём абсолютно пожаробезопасную систему, которая, в процессе своей эксплуатации, не сможет нанести жилью никакого ущерба. Кроме того, исключается ряд других моментов, связанных с присутствием топлива: теперь не нужно искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
  • Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.
  • Существенная экономическая выгода. В процессе эксплуатации системы не потребуется никаких дополнительных вложений. Ежегодный обогрев обеспечивают силы природы, которые мы не покупаем. Конечно, при функционировании теплового насоса затрачивается электрическая энергия, но при этом объём производимой энергии существенно превышает размеры потребления.
  • Экологический фактор. Геотермальное отопление частного загородного дома – это экологически безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это осознают многие, и такая система теплоснабжения получит должное повсеместное распространение, негативное влияние людей на природу многократно уменьшится.
  • Компактность системы. Вам не придется организовывать в своём доме обособленное помещение котельной. Всё, что будет необходимо – это тепловой насос, который можно разместить, например, в подвале. Наиболее объёмный контур системы будет располагаться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не увидите.
  • Многофункциональность. Система может работать как на отопление в холодное время года, так и на охлаждение в период летней жары. То есть, по сути, она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер.

Выбор геотермальной системы отопления экономически выгоден, несмотря на то, что придется потратиться на покупку и установку оборудования. Кстати, в качестве недостатка системы упоминают именно затраты, на которые придется пойти, чтобы установить систему и подготовить её к работе. Нужно будет купить сам насос и некоторые материалы, выполнить работы по монтажу наружного и внутреннего контуров коллектора.

Не секрет, что ресурсы дорожают год от года, поэтому автономная система отопления, которая способна окупиться в течение нескольких лет, всегда будет экономически выгодна для её владельца

Впрочем, эти расходы окупаются всего за несколько первых лет эксплуатации. Последующее использование коллектора позволяет сэкономить значительные средства. К тому же сам процесс монтажа не настолько сложен, чтобы приглашать для его выполнения сторонних специалистов. Если не заниматься бурением, то всё остальное можно сделать самостоятельно.

Источники геотермального отопления

Для геотермального отопления можно использовать следующие источники земной тепловой энергии:

  • высокотемпературные;
  • низкотемпературные.

К высокотемпературным относятся, например, термальные источники. Использовать-то их можно, но область их применения ограничивается фактическим местом нахождения таких источников. Если в Исландии этот вид энергии активно применяется, то в России термальные воды находятся далеко от населенных пунктов. Максимально они сконцентрированы на Камчатке, где подземную воду применяют в качестве теплоносителя и поставляют в системы ГВС.

Для эффективного использования тепловой энергии земли не нужен вулкан. Достаточно использовать те ресурсы, которые находятся всего в 200 метрах от земной поверхности

Зато для применения низкотемпературных источников у нас имеются все необходимые предпосылки. Для этой цели подойдут окружающие воздушные массы, земля или вода. Для извлечения нужной энергии используют тепловой насос. С его помощью происходит процедура преобразования температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частного домовладения.

Принцип работы альтернативного отопления

Если вы знакомы с тем, как работает кондиционер или холодильник, то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний.

Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены теплые полы.

Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

В состав геотермальной системы отопления входят два контура – внутренний и внешний, а так же сердце отопительной системы – тепловой насос, который, сжимая теплоноситель, повышает его температуру

Теплоноситель во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается.

Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь. Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Два вида расположения теплообменника

Имеются два варианта отопления частного дома с использованием низкотемпературной энергии элементов окружающей среды. Основу системы во всех трех случаях составляет геотермальный насос. Внутренний контур остаётся без изменений для любого способа отопления, а основное различие заключается в расположении внешнего контура.

Геотермальное отопление бывает с теплообменником, расположенным:

  • вертикально;
  • горизонтально.

Горизонтальные теплообменники систем укладываются в котлован или открытый водоем в виде своеобразного змеевика, вертикальные располагаются в скважинах, вскрывающих или не вскрывающих водоносный пласт.

Каждый из приведенных здесь видов отопления характеризуется своими особенностями, недостатками и преимуществами. Если вы намерены создать такую систему отопления собственными руками, вам будет интересно узнать о каждом из видов подробнее.

Вертикальное размещение внешнего коллектора

Этот вид отопления основан на интересном природном явлении: на глубине 50-100 метров и более от своей поверхности земля круглогодично имеет одинаковую и постоянную температуру 10-12 градусов.

Чтобы иметь возможность использовать эту энергию земли, необходимо бурить вертикальные скважины. С целью максимального сохранения ландшафта можно пробурить несколько труб с одной исходной точки, но под разными углами. Внешний контур системы будет смонтирован непосредственно в этих скважинах. Это позволит эффективно отобрать у земли её тепло. Разумеется, этот способ трудно назвать простым и малобюджетным.

Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики

Управление геотермальных технологий занимается только производством электроэнергии. Для получения дополнительной информации о геотермальном отоплении и охлаждении, а также о тепловых насосах из грунтовых источников, посетите Отдел строительных технологий Министерства энергетики США (DOE).

Геотермальный тепловой насос, также известный как геотермальный тепловой насос, представляет собой высокоэффективную технологию использования возобновляемых источников энергии, которая получает широкое распространение как в жилых, так и в коммерческих зданиях.Геотермальные тепловые насосы используются для отопления и охлаждения помещений, а также для нагрева воды. Преимущество геотермальных тепловых насосов состоит в том, что они концентрируют естественное тепло, а не производят тепло за счет сжигания ископаемого топлива.

Видео: Энергия 101: Геотермальные тепловые насосы

Эта технология основана на том факте, что земля (под поверхностью) остается при относительно постоянной температуре в течение всего года, теплее воздуха над ней зимой и прохладнее летом, что очень похоже на пещеру.Геотермальный тепловой насос использует это преимущество, передавая тепло, накопленное в земле или грунтовых водах, в здание зимой и передавая его из здания в землю летом. Другими словами, земля зимой действует как источник тепла, а летом — как радиатор.

Система состоит из трех основных компонентов:

  1. Подсистема заземления
    Используя землю в качестве источника / поглотителя тепла, ряд соединенных труб, обычно называемых «петлей», закапывают в землю рядом с кондиционируемым зданием.Петлю можно закапывать как вертикально, так и горизонтально. В нем циркулирует жидкость (вода или смесь воды и антифриза), которая поглощает тепло от окружающей почвы или отдает тепло окружающей почве, в зависимости от того, холоднее или теплее окружающий воздух, чем почва.
  2. Подсистема теплового насоса
    Для отопления геотермальный тепловой насос отводит тепло от жидкости в заземлении, концентрирует его, а затем передает его в здание. Для охлаждения процесс обратный.
  3. Подсистема распределения тепла
    Обычные воздуховоды обычно используются для распределения нагретого или охлажденного воздуха от геотермального теплового насоса по всему зданию.
Бытовая горячая вода

Помимо кондиционирования помещения, геотермальные тепловые насосы могут использоваться для обеспечения горячего водоснабжения во время работы системы. Многие жилые системы теперь оснащены пароохладителями, которые передают избыточное тепло от компрессора геотермального теплового насоса в резервуар для горячей воды в доме.Пароохладитель не обеспечивает горячей водой весной и осенью, когда система геотермального теплового насоса не работает; однако, поскольку геотермальный тепловой насос намного более эффективен, чем другие средства нагрева воды, производители начинают предлагать системы «полного спроса», в которых используется отдельный теплообменник для удовлетворения всех потребностей домашнего хозяйства в горячей воде. Эти агрегаты экономично обеспечивают горячую воду так же быстро, как и любая конкурирующая система.

Дополнительная информация

Что такое геотермальное отопление? | Руководство котла


Геотермальное отопление — это система отопления, использующая тепло, исходящее от ядра Земли.Геотермальное отопление часто путают с теплом, отбираемым геотермальными тепловыми насосами для обогрева домов, но на самом деле между ними есть существенная разница.

Геотермальное отопление и грунтовое отопление

Поскольку и геотермальные, и наземные системы отопления получают тепло от земли, неудивительно, что существует некоторая путаница в отношении разницы между геотермальным теплом и теплом от грунтовых источников.

Слово геотермальное означает «тепло земли», поскольку тепло исходит от ядра Земли.Чтобы получить доступ к этому теплу в Великобритании, геотермальные системы отопления должны быть заглублены на глубину от 500 до 2500 метров.

Тепло от наземных источников находится намного ближе к поверхности, потому что это тепло, поглощаемое землей от солнца. Геотермальные тепловые насосы не нужно закапывать на такую ​​глубину, как их геотермальные аналоги (часто 15–150 метров), что делает их более подходящими для установки в домашних условиях.

Как работают геотермальные системы отопления?

Геотермальные системы отопления работают при температурах до 300 ° C и обычно используются крупными промышленными предприятиями или сообществами с повышенными требованиями.В этом отличие от тепловых насосов, использующих грунт, которые можно установить в саду.

Как работают геотермальные тепловые насосы?

Земляные тепловые насосы состоят из 3 частей:

  1. Контур заземления
  2. Тепловой насос
  3. Система распределения тепла

Контур заземления заглублен под землей либо в горизонтальной траншее (глубиной 2 метра), либо в вертикальной скважине (15–150 метров). По этим трубам циркулирует смесь воды и антифриза, которая поглощает тепло и возвращается к тепловому насосу.

После того, как жидкость поступает к тепловому насосу, температура жидкости дополнительно повышается с помощью теплообменника, прежде чем она будет циркулировать по системе центрального отопления. В качестве альтернативы горячую жидкость можно использовать для подогрева воды для бытового потребления, хранящейся в водонагревателе.

Преимущества геотермальных тепловых насосов

Основным преимуществом геотермальных тепловых насосов перед геотермальной системой отопления является то, что они подходят для бытовой установки.

  • Более длительный срок службы, чем у традиционных систем отопления
  • Не требует особого обслуживания
  • Вы можете потенциально снизить выбросы углерода в своем доме на 2-8 тонн в год
  • Тихо во время работы
  • Может добавить стоимости вашей собственности
  • Получать платежи через программу поощрения за возобновляемое тепло (RHI)

Получите БЕСПЛАТНО предложения по тепловому насосу

Получите БЕСПЛАТНЫЕ предложения по тепловому насосу с воздушным источником от проверенных инженеров в вашем районе.Получите цитаты сейчас


Рекомендации по использованию наземного теплового насоса

Чтобы по-настоящему ощутить преимущества геотермального теплового насоса, ваша собственность должна быть хорошо изолирована, и, поскольку они работают при более низких температурах, они будут наиболее эффективны при установке рядом с большими радиаторами или полами с подогревом.

Перед установкой геотермального теплового насоса необходимо учесть несколько важных моментов:

  • Если в вашем саду достаточно места;
  • Достаточно ли места для доступа к землеройной технике; и
  • Если вы хотите, чтобы ваш сад был выкопан для установки.

Насколько эффективны геотермальные тепловые насосы?

Большинство домов в Великобритании отапливаются газовыми котлами, эффективность которых, как правило, составляет 93%, но тепловые насосы, использующие грунтовые источники, с другой стороны, потребляют 3-4 киловатта энергии на каждый киловатт используемой электроэнергии, что дает оценку эффективности. около 300%.

Сколько стоят геотермальные тепловые насосы?

Хотя геотермальные тепловые насосы очень эффективны и могут сэкономить вам деньги на счетах за электроэнергию, а также зарабатывать деньги в рамках программы вознаграждения за возобновляемое тепло, они дороги.

Земной тепловой насос, вероятно, будет стоить от 8 000 до 12 000 фунтов стерлингов, причем цена будет варьироваться в зависимости от модели и производителя.

Узнайте больше о различных моделях у производителей наземных тепловых насосов.

Что такое воздушный тепловой насос?

Подобно наземным тепловым насосам, воздушные тепловые насосы также являются возобновляемой системой отопления, но вместо того, чтобы брать тепло из земли, они используют воздух снаружи.

Даже при таких низких температурах, как -15C, тепловой насос с воздушным источником может извлекать тепло из наружного воздуха и использовать его для обогрева вашего дома.

Воздушные тепловые насосы обычно больше

Гибридная система отопления

Когда дело доходит до возобновляемых систем отопления, вам не нужно вкладывать все силы и снимать существующий газовый котел, чтобы заменить тепловой насос. Возможно, вам будет лучше с гибридной системой отопления.

Гибридные системы отопления включают в себя обычный газовый котел наряду с возобновляемой системой, такой как тепловой насос, и используют наиболее эффективную систему для удовлетворения потребностей вашего дома в отоплении в любое время.

Итак, если спрос на отопление невелик, тогда будет задействован тепловой насос, но если будет очень высокий спрос, то, вероятно, будет запущен газовый котел, чтобы быстро и эффективно обогреть вашу собственность.

Получите бесплатные расценки на тепловой насос

Если вы хотите уменьшить свой углеродный след, а также ваши счета за электроэнергию с помощью возобновляемой системы отопления, следующим шагом будет поиск установщика.

В Boiler Guide у нас есть сеть квалифицированных установщиков по всей Великобритании, и, потратив несколько минут на заполнение нашей простой онлайн-формы, мы можем подобрать вам ближайших к вам установщиков.

Вы получите бесплатные предложения от трех установщиков, которые позволят вам сравнить их и быть уверенными в том, что вы получаете наиболее конкурентоспособную цену.


Получите БЕСПЛАТНО предложения по тепловому насосу

Получите БЕСПЛАТНЫЕ предложения по тепловому насосу с воздушным источником от проверенных инженеров в вашем районе. Получите цитаты сейчас


Геотермальное отопление и охлаждение домов

Часто считается, что геотермальная энергия связана только с вулканической активностью в виде гейзеров и горячих источников.Геотермальная энергия может быть найдена во многих местах по всей стране и в мире, где нет вулканической активности. Энергоэффективный метод использования геотермального потенциала Земли — использование тепловых насосов. Эти системы тепловых насосов используют градиенты температуры между внутренними частями здания и почвой или грунтовыми водами, окружающими здание. Геотермальные резервуары не нужны для извлечения выгоды из энергии, содержащейся в земле, только сезонные реакции земли на изменения погоды.

Правильная конструкция геотермального теплового насоса зависит от нескольких различных переменных, в том числе: изменение температуры почвы в зависимости от сезона, теплоемкости / теплопроводности почвы, пористости и влажности почвы, среднего уровня грунтовых вод и глубины слоя коренных пород. Слои коренных пород служат для определения определенных ограничений геотермального теплового насоса.

Геотермальные тепловые насосы похожи на холодильники или кондиционеры. Холодильники и кондиционеры — это разные виды тепловых насосов.Тепловой насос не производит тепло, а использует имеющееся тепло и передает его из места с более низкой температурой в место с более высокой температурой, по сути «перемещая» тепло за счет некоторой потребляемой мощности. Среда, переносящая это тепло, известна как «рабочая жидкость». Если направление потока рабочей жидкости меняется на противоположное, направление теплового потока также будет обратным. Реверс этого процесса позволяет тепловым насосам эффективно нагревать и охлаждать помещения без необходимости в отдельных системах, если вначале были учтены тщательные конструкторские решения.

Все тепловые насосы работают по принципу уравнения идеального газа:

(1)

\ begin {уравнение} P * V = n * R * T \ end {уравнение}

Применительно к тепловым насосам значения V, n и R остаются постоянными, и может быть показано новое соотношение

(2)

\ begin {align} P \ \ alpha \ T \ end {align}

Используя это упрощенное соотношение, мы можем понять, как работают тепловые насосы. Используя рисунок 1, начиная с точки 2, мы определяем, что рабочая жидкость имеет начальную температуру и давление, связанные с ней.Жидкость проходит через компрессор, который увеличивает давление жидкости и одновременно повышает ее температуру выше температуры окружающего воздуха из-за закона идеального газа. Жидкость, температура которой теперь выше, чем раньше, будет терять тепло в окружающую среду через конденсатор, поскольку тепло течет из областей с более высокой температурой в области с более низкой температурой. После охлаждения жидкости до температуры, близкой к температуре окружающей среды, она проходит к следующему компоненту системы — расширительному клапану. Расширительный клапан медленно выпускает жидкость из конденсатора, что значительно снижает давление в контуре.Расширение жидкости вызовет снижение температуры, как показано в законе идеального газа. Следующий компонент системы, испаритель, отбирает тепло из окружающей среды, поскольку рабочая жидкость теперь имеет более низкую температуру, чем температура окружающего воздуха, возвращая жидкость обратно в компрессор с ее исходными свойствами.

Расположение двух теплообменников, конденсатора и испарителя, определяет, в какие области и из каких областей будет перемещаться тепло. Направление потока рабочей жидкости может меняться, по существу, меняя роли конденсатора и испарителя, а также меняя направление теплового потока через систему.Это одна из причин, почему тепловые насосы были очень привлекательной формой контроля микроклимата в жилых домах, поскольку они могут как обогревать, так и охлаждать дом, вместо того, чтобы полагаться на отдельную систему для каждой задачи. В то время как обычные кондиционеры работают, удаляя тепло из дома и обменивая его с наружным воздухом, системы геотермальных тепловых насосов используют землю вместо наружного воздуха в качестве обменной среды. Основное преимущество использования почвы в качестве обменной среды заключается в том, что температура грунта остается почти постоянной, в то время как температура наружного воздуха может колебаться, влияя на производительность теплового насоса.Были разработаны и используются различные конфигурации для бытовых геотермальных тепловых насосных систем.

ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ

Есть много причин колебаний температуры почвы. Температура почвы зависит от солнечной радиации, количества осадков, сезонных изменений температуры, растительности, типа почвы и глубины земли. По сравнению с воздухом почва имеет гораздо более высокую теплоемкость, поэтому температурные режимы почвы обычно отстают от колебаний температуры воздуха.Это естественное отставание может способствовать необходимому температурному градиенту в системе геотермального теплового насоса. Например, земля зимой теплее воздуха в это время года из-за запаздывающего эффекта температуры почвы, которая все еще содержит тепло от предыдущей осени. Это может помочь в обогреве помещения.

В общем, температура почвы остается постоянной на глубине более 30 футов. Это также близко коррелирует с температурой грунтовых вод на глубине от 30 до 50 футов.Средняя температура земли — это температура, при которой земля на глубине ниже 30 футов находится постоянно круглый год, независимо от сезонных колебаний. Контур средней температуры земли в США показан на рисунке 3. Рисунок 4 показывает сезонное изменение температуры в зависимости от глубины почвы. Как показано на Рисунке 4, после приблизительной глубины 30 футов температура почвы остается относительно постоянной независимо от температуры приземного воздуха.

Конфигурации теплообменников, такие как вертикальная система с замкнутым контуром и хорошо обоснованная система с открытым контуром, устанавливают скважины на глубине от 200 до 300 футов или более, устраняя сезонные колебания температуры в почве.Напротив, конфигурации теплообменников, такие как система с горизонтальным контуром, в которой устанавливаются траншеи, обычно не более 10 футов глубиной, в значительной степени зависят от сезонных колебаний температуры. Это делает сезонные колебания температуры чрезвычайно важными при проектировании таких типов теплообменных систем. Это тот тип соображений, который необходимо учитывать при выборе системы геотермального теплового насоса, который будет установлен. Дополнительные затраты, связанные с более глубокими траншеями, могут быть компенсированы снижением нагрузки на тепловые насосы из-за того, что грунтовый грунт имеет менее резкие колебания температуры круглый год.На рисунке 5 температура более глубоких почв показывает меньшие колебания сезонной температуры и еще больше отстает от сезонных изменений температуры.

Чем глубже прокладывается траншея для геотермального теплового насоса, стоимость строительства может возрасти, но общая стоимость срока службы теплового насоса может снизиться, что в конечном итоге сэкономит деньги владельца. Определение оптимальной глубины зависит от сезонного изменения температуры почвы в зависимости от глубины, а также от тепловых свойств почвы.

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛО / ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПОЧВЫ

Теплоемкость или удельная теплоемкость почвы — это способность почвы накапливать тепловую энергию. В следующей таблице показана теплоемкость почвы и ее изменение в зависимости от содержания влаги. Чем больше влажность почвы, тем больше удельная теплоемкость. Чем суше почва, тем ниже ее теплоемкость и тем сильнее колебания температуры в зависимости от времени года.

Тип грунта Тепловая мощность (БТЕ / фунт / oF)
Сухая почва 0.20
Влажная / насыщенная почва 0,23 — 0,25
Таблица 1: Теплоемкость почвы

Теплопроводность — чрезвычайно важный критерий при проектировании геотермальных тепловых насосов. Теплопроводность подстилающего грунта и породы определяет длину необходимой трубы, поскольку теплопроводность — это скорость передачи тепла между двумя средами. Определение длины трубы имеет решающее значение при определении стоимости установки и энергии, необходимой для перекачки жидкости геотермального теплового насоса.Теплопроводность различных типов грунтов показана в следующей таблице.

Класс текстуры Теплопроводность (БТЕ / фут-час-oF)
Песок 0,44
Глина 0,64
Суглинок 0,52
Насыщенный песок 1,44
Насыщенный ил или глина 0,96
Таблица 2: Различные типы почв по теплопроводности

Количество воды в почве значительно увеличивает теплопроводность.Чем больше пористость почвы, тем больше воды может удерживать почва. Это увеличивает теплопроводность почвы. Вот почему уровень грунтовых вод очень важен при проектировании геотермального теплового насоса. В таблице 3 показано влияние теплопроводности почвы для вертикального геотермального теплового насоса с замкнутым контуром. В засушливых условиях более мелкие почвы уменьшают размер естественных промежутков между частицами почвы, увеличивая теплопроводность. Теплопроводность почвы примерно в 100 раз больше, чем у воздуха.Теплопроводность воды обычно в два-три раза больше, чем у частиц почвы. Это еще одна причина для правильного анализа географии расположения геотермального теплового насоса, чтобы максимально эффективно спроектировать систему с учетом географии.

Теплопроводность почвы (БТЕ / (ч-фут-oF)) Кол-во U-образных трубок Глубина U-образных труб (вертикальные футы) Всего U-образных труб по вертикали, фут)
0,55 16 199 3,180
0.70 15 188 2 820
0,85 14 187 2 620
1,00 12 202 2,420
1,20 12 188 2,260
1,35 12 180 2,160
1,50 10 212 2 120
Таблица 3: «Влияние теплопроводности на количество скважин и общую длину заземленного теплообменника на 10 тонн нагрузки для вертикальной замкнутой системы GHP.”

Теплопроводность оказывает такое значительное влияние на конструкцию геотермального теплового насоса, что некоторые проектировщики могут рассмотреть возможность замачивания земли в горизонтальных геотермальных контурах для увеличения теплопроводности, особенно в более засушливых регионах. Чтобы получить точные данные о свойствах грунта, лучше всего провести испытания на месте, чтобы получить точную картину с областью, где вы работаете. Чем лучше будет понимание земли, тем лучше будет работать с более эффективным и экономичным геотермальным тепловым насосом.

Уровень грунтовых вод играет важную роль в определении теплопроводности почвы. Как правило, по мере смены сезонов уровень грунтовых вод меняется, и это необходимо учитывать. В дополнение к этому, глубина коренных пород имеет решающее значение при выборе геотермального контура заземления. В тех случаях, когда используются колодцы с стоячими колоннами, коренная порода должна располагаться близко к поверхности. Напротив, вертикальная система с замкнутым контуром требует глубины коренной породы от 200 до 400 футов.Эти приближения сделаны с учетом теплопроводности грунта.

Есть три основных категории геотермальных тепловых насосов; разомкнутый, замкнутый и прямой обмен. Системы с замкнутым контуром и прямым обменом могут иметь параллельную или последовательную конфигурацию.

КОНТУРНЫЕ СИСТЕМЫ

В разомкнутой системе теплопередача осуществляется поверхностными или грунтовыми водами. Вода поступает в тепловые насосы, а затем сбрасывается в окружающую среду.Существует несколько типов конфигураций с разомкнутым контуром, которые можно использовать в зависимости от окружающих условий и потребностей здания.

ОДНО СКВАЖИННЫЕ СИСТЕМЫ

Одноканальные системы полагаются на одинокий колодец, который служит источником воды для разомкнутой системы. Вода закачивается в систему и сбрасывается после того, как используется в дренажное поле или существующий водоем. Пример одиночной скважины с разомкнутым контуром показан на Рисунке 6. Эти системы обеспечивают экономичное решение для теплового насоса грунтовых вод, если есть уже существующая скважина.В жилых помещениях колодец для бытового водоснабжения может оказаться слишком маленьким, чтобы удовлетворить потребности в воде теплового насоса грунтовых вод. Жилые колодцы обычно производят от 300 до 400 галлонов воды в день, тогда как тепловому насосу грунтовых вод для того же дома могут потребоваться тысячи галлонов воды в день. В дополнение к этому, количество воды, сбрасываемой из системы, может быть ограничено экологическими или местными нормативами. Слегка модифицированная система с одной скважиной, которая может решить некоторые из этих проблем, представляет собой скважину с стоячей колонной.

СКВАЖИНА НА КОЛОННАХ

Колодец со стоячей колонной использует те же концепции, что и система с одной колодкой, за исключением колодца с стоячей колонной, большая часть сбрасываемой воды направляется в исходный колодец. Это сводит к минимуму сброс воды из системы в окружающую среду. Система скважин со стоячими колоннами возможна, когда есть доступ к трещиноватым водоносным горизонтам коренных пород у поверхности земли. Скважина со стоячими колоннами обычно состоит из необсаженных скважин диаметром 6 дюймов и глубиной от 1000 до 1500 футов.Окружающий водоносный горизонт контактирует со скважиной, что позволяет образовывать стоячий столб воды от дна скважины до вершины уровня грунтовых вод. Пример колодца со стоячей колонной показан на Рисунке 7.

Вода для системы забирается со дна колодца и сбрасывается в верхнюю часть колодца. Это исключает возможность чистого забора из самих грунтовых вод. В периоды повышенного спроса на обогрев или охлаждение система этого типа может «истекать», что означает, что она возвращает только часть воды обратно в колодец, а другая часть сбрасывается в окружающую среду.Когда это «кровотечение» происходит, чистый приток грунтовых вод происходит внутри колонны. «Это охлаждает стоячую колонну в периоды пикового отвода тепла (когда потребность здания в охлаждении является наибольшей) и / или нагревает ее во время пикового отвода тепла (когда потребность в тепле наибольшая), таким образом уменьшая требуемую глубину отверстия», [Вирджиния Технический сайт]. По сравнению с системами геотермальных тепловых насосов с замкнутым контуром, колодец со стоячей колонной может значительно спасти владельца, если он хорошо спроектирован и правильно расположен.Площадь земли, необходимая для установки колодца со стоячими колоннами, является наименьшей из всех геотермальных тепловых насосов, что делает этот тип системы идеальным для областей с ограниченным пространством и надлежащими геологическими условиями.

ДВОЙНЫЕ СКВАЖИНЫ

Двухскважинная система состоит как из подающего, так и из разгрузочного колодцев. Подобно колодцам со стоячими колоннами, система с двумя колодцами может использоваться в случаях, когда существуют правила или ограничения по сбросу воды. Важным аспектом конструкции этого типа разомкнутой системы является расстояние между подающей и сбросной колодцами.Основным фактором при определении расстояния между скважинами является расход от нагнетательной скважины к добывающей. Между скважинами может быть поток, но он должен быть достаточно низким, чтобы сбрасываемая вода, поступающая в добывающую скважину, имела примерно такую ​​же температуру, как и естественный водоносный горизонт. Типичное расстояние между скважинами в системе с двумя скважинами находится в диапазоне от 200 до 600 футов. Это в значительной степени зависит от максимальной нагрузки системы отопления / охлаждения, временного интервала этих условий максимальной нагрузки, а также естественного расхода и толщины водоносного горизонта.Пример двухскважинной системы показан на Рисунке 8.

СИСТЕМЫ ПОВЕРХНОСТНОЙ ВОДЫ

Система поверхностных вод использует более крупный водоем, такой как озеро или океан, как для водоснабжения, так и для точек сброса. Если водоем достаточно глубок, чтобы иметь термоклин в источнике, содержащем термическую стратификацию, источник холодной воды, который остается нетронутым, доступен круглый год. Иногда этой более холодной воды, поступающей из водопровода, может быть достаточно для обеспечения прямого охлаждения помещения с помощью теплообменников вода / воздух.Это устраняет необходимость в тепловых насосах или хладагенте для охлаждения внутренних помещений здания. При использовании этого метода прямого охлаждения помещения температура воды в контуре здания должна оставаться ниже 55 ° F для обеспечения эффективного осушения. «Данные из озер в Алабаме показывают, что значительная термическая стратификация происходит в озерах глубиной более 30 футов, с температурой придонной воды от 45 до 55 ° F в течение года, даже когда температура поверхностной воды летом достигает 80-90 ° F».

ИЗОЛЯЦИОННЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

«В системах с непрямым открытым контуром используется изолирующий теплообменник между контуром здания и водопроводом.Это исключает воздействие на компоненты водяного контура здания или теплового насоса некачественной воды из водоснабжения, что делает больше площадок потенциально привлекательными для систем с открытым контуром. Изолирующий теплообменник также позволяет эксплуатировать контур здания и контуры подачи воды при различных расходах и давлениях для достижения оптимальных тепловых и гидравлических характеристик ».

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ОТКРЫТОГО КОНТУРА

КАЧЕСТВО ВОДЫ
  • Теплообменник подвергается воздействию растворенных ионов, взвешенных твердых частиц и микроорганизмов из колодца.
  • Теплообменник склонен к образованию накипи, образованию коррозионных пленок и отложений.
  • Тепловое и гидравлическое сопротивление теплопередаче увеличено, что снижает общий КПД.
  • Очистка воды неэкономична.
НАЛИЧИЕ ВОДЫ
  • Требуемый расход грунтовых вод обычно составляет 2-3 галлона в минуту на тонну системы.
РАЗРЕШЕНИЕ НА СЛИВНУЮ ВОДУ
  • Подземные воды необходимо повторно закачать в грунт или дренажную систему.
  • Необходимо соблюдать местные правила по сбросу воды.
  • Вода выходит на более высоком уровне, чем точка забора, что представляет собой статический напор. Это требует большей мощности для преодоления циркуляционным насосом.

ЗАМКНУТЫЕ СИСТЕМЫ

Замкнутые системы представляют собой наиболее распространенные геотермальные тепловые насосы. Они циркулируют рабочую жидкость по трубам и не используют источник воды. Они работают, передавая тепло только через трубопроводную сеть, что означает отсутствие прямого взаимодействия между рабочей жидкостью и землей.Длина требуемого трубопровода зависит от теплопроводности грунта, температуры грунта, а также необходимой мощности нагрева и охлаждения, как указано выше в разделе «Основы геотермии».

Наиболее распространенными замкнутыми системами являются: вертикальные, горизонтальные, узкие и водоем.

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ЗАМКНУТ

Горизонтальные системы с обратной связью состоят из труб, которые проходят через землю горизонтально. Выкапывается длинная горизонтальная траншея глубже линии промерзания и горизонтально размещаются U-образные змеевики для соединения труб.Канавка для поля горизонтальной петли будет похожа на ту, что видна под полем узкой петли. Ширина поля зависит от количества труб. Поля с горизонтальной петлей очень распространены и экономичны при наличии подходящей земли.

ОБЛЕГАЮЩИЕ ЗАМКНУТЫЕ ПЕТЛИ

Обтягивающее поле с замкнутым контуром устанавливается в горизонтальной ориентации с перекрывающейся сетью трубопроводов. Поля с узкой петлей используются, когда недостаточно места для горизонтальной замкнутой системы. Обтягивающие системы с обратной связью просты в установке.

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЗАМКНУТЫЙ КОНТУР

Вертикальные поля с замкнутым контуром ориентированы так, что трубопроводная сеть проходит вертикально в землю. В земле проделываются ямы глубиной 150-250 футов. На дне отверстий соединительных трубок расположены U-образные соединители. Скважина обычно заполняется бентонитовой жидкостью, окружающей трубу, чтобы обеспечить хорошее тепловое соединение с окружающей почвой или скальной породой и максимизировать передачу тепла. Вертикальные поля с обратной связью идеально подходят для ограниченных участков.Во время сезона похолодания на локальное повышение температуры в поле скважины больше всего влияет перемещение влаги в почве.

ДРУГИЕ ВИДЫ ЗАМКНУТЫХ СИСТЕМ

  • Подводные замкнутые контуры
  • Гибридный контур с прудом-охладителем
  • Гибридный контур с градирней
  • Гибридный контур с солнечным коллектором

ПЕТЛИ ПРЯМОГО ОБМЕНА (DX)

В системах с прямым обменом

хладагент циркулирует по медным трубам, просверленным непосредственно в земле, что устраняет необходимость в теплообменнике между контуром хладагента, водяным контуром и водяным насосом.

Петлевые системы DX имеют множество преимуществ, в том числе:

  • Простая установка
  • Повышенный КПД
  • Трубопровод все короче и мельче
  • Снижение затрат на установку
  • Может также использоваться для нагрева воды в доме
  • Очень долгий срок службы

Горизонтальное расположение DX:

  • Для систем DX с горизонтальным контуром требуется около 350 футов медных труб на тонну системы, в отличие от 450-500 футов на тонну для контуров заземления из полиэтилена.
  • Из-за своей меньшей длины горизонтальным контурам заземления DX требуется всего около 500 квадратных футов площади на тонну системы, что значительно меньше, чем 1500–3000 квадратных футов, необходимых для обычных горизонтальных замкнутых контуров.

Вертикальное расположение DX:

  • Вертикальные системы DX требуют отверстий диаметром всего 3 дюйма на глубину 120 футов на тонну, в отличие от отверстий диаметром от 4 до 6 дюймов на глубину от 200 до 300 футов на тонну для полиэтиленовых U-образных трубок в обычных условиях. вертикальные замкнутые петли.
  • Вертикальные петли DX требуют, по крайней мере, той же площади земли, что и их обычные аналоги, или даже несколько больше.
  • Вертикальные скважины DX должны располагаться на расстоянии не менее 20 футов друг от друга, чтобы свести к минимуму возможность промерзания и коробления грунта в режиме обогрева или чрезмерного нагревания и высыхания почвы в режиме охлаждения.
Геотермальный контур типа Преимущества Недостатки
Открытый контур Более простой дизайн; меньшие затраты на бурение, чем для вертикальных замкнутых систем; более эффективная работа за счет предотвращения термической деградации, связанной с передачей тепла через стенку трубы от земли или воды к раствору антифриза в замкнутом контуре; более низкая стоимость установки, если колодец для бытового водоснабжения или орошения грунта уже существует, с достаточной избыточной производственной мощностью для снабжения системы теплового насоса. При условии получения разрешения на забор и сброс подземных и поверхностных вод на местном, государственном и федеральном уровнях; потребность в большом потоке воды может превышать доступность местной воды; сторона подачи теплообменников подвержена воздействию коррозионных и абразивных агентов, химических отложений и микробного загрязнения; главные циркуляционные насосы обычно требуют большей мощности в открытых контурах, чем в замкнутых; правила сброса воды могут исключать системы с одной скважиной или ограничивать проектирование систем с стоячими колоннами; более высокая стоимость установки, если требуется отдельная нагнетательная скважина для отвода воды из контура.
Горизонтальный замкнутый контур Затраты на рытье траншей для горизонтальных контуров обычно намного ниже, чем затраты на бурение скважин для вертикальных замкнутых контуров, и есть больше подрядчиков с соответствующим оборудованием; гибкие варианты установки в зависимости от типа землеройного оборудования (бульдозер, обратная лопата или траншеекопатель) и количества петель труб на траншею. Наибольшая потребность в земельной площади; производительность в большей степени зависит от сезона, осадков и глубины залегания; возможность засухи (низкий уровень грунтовых вод) необходимо учитывать при оценке необходимой длины трубы, особенно в песчаных почвах и на возвышенностях; при засыпке траншеи может быть поврежден трубопровод контура заземления; большая длина трубы на тонну, чем для вертикальных замкнутых контуров; раствор антифриза, скорее всего, понадобится для работы с зимними температурами почвы.
Обтяжка с замкнутым контуром Обтягивающие петли требуют меньшей площади земли и меньше траншей, чем другие системы с горизонтальной петлей, и затраты на установку могут быть значительно меньше. Требуется больше энергии накачки, чем для прямых горизонтальных петель; обратная засыпка траншеи с одновременным обеспечением отсутствия пустот вокруг бухт труб затруднена с некоторыми типами грунта, и тем более с вертикальными бухтами в узких траншеях, чем с бухтами, уложенными плоско в широких траншеях.
Вертикальный замкнутый контур Требуется меньшая общая длина трубы, чем для большинства других систем с обратной связью; требует наименьшего количества земельного участка; сезонные колебания температуры почвы не вызывают беспокойства. Стоимость бурения обычно выше, чем стоимость горизонтальной прокладки траншей, а конструкции с вертикальной петлей обычно являются наиболее дорогостоящими системами GHP; потенциал для долгосрочных изменений температуры почвы, если скважины расположены недостаточно далеко друг от друга.
Погружной замкнутый контур Может потребоваться наименьшая общая длина трубы и может быть наименее дорогостоящим из всех замкнутых систем, если имеется подходящий водоем. Затопленные системы, вероятно, потребуют большего количества разрешений регулирующих органов, чем подземные замкнутые системы; без надлежащей маркировки может быть поврежден при постановке лодки на якорь.
Петля прямого обмена Более высокий тепловой КПД; не требуются теплообменники жидкость / жидкость; меньшая площадь земли необходима для горизонтальной конфигурации. Грунт в контакте с контуром заземления, подверженный промерзанию; медные трубы нельзя закапывать рядом с большими деревьями, где растущая корневая система может повредить змеевик; утечки в контуре заземления могут привести к катастрофической потере хладагента; меньшая вспомогательная инфраструктура в отрасли GHP, требующая большей осторожности и навыков для установки и, как следствие, более высокие затраты на установку.
замкнутый контур в серии Диаметр трубы с одним диаметром обеспечивает более простые сварные соединения труб, что позволяет ускорить установку; единый путь потока обеспечивает более легкую продувку для удаления воздуха из контура при заполнении водой или раствором антифриза. Для более длинного пути потока требуется труба большего диаметра, чтобы минимизировать падение давления и поддерживать мощность насоса на разумном уровне; больший диаметр также влечет за собой большие объемы антифриза; пропускная способность системы ограничена общим перепадом давления от конца до конца, поэтому не подходит для больших зданий.
Замкнутый параллельный контур Более короткие пути потока позволяют использовать трубы меньшего диаметра, что снижает стоимость трубопровода и требует меньше антифриза; уменьшение падения давления на более коротких путях потока приводит к меньшим потребляемым насосам мощности. Линии коллектора должны быть большего диаметра, чем отдельные петли, и поэтому требовать более сложных операций по соединению труб, чем при последовательной установке; Особая осторожность необходима для обеспечения полного удаления воздуха из всех каналов при продувке системы при запуске.

* Преимущества:

  • Самым большим преимуществом геотермальных тепловых насосов является то, что они потребляют на 25–50% меньше электроэнергии, чем обычные системы отопления или охлаждения.
  • Согласно EPA, геотермальные тепловые насосы могут снизить потребление энергии и соответствующие выбросы до 44% по сравнению с воздушными тепловыми насосами и до 72% по сравнению с электрическим нагревом сопротивлением с использованием стандартного оборудования для кондиционирования воздуха.
  • Геотермальные тепловые насосы также улучшают контроль влажности, поддерживая относительную влажность в помещении около 50%, что делает геотермальные тепловые насосы очень эффективными во влажных областях.
  • Различные петлевые системы с геотермальным тепловым насосом обеспечивают гибкость конструкции и могут быть установлены как в новых, так и в модернизированных ситуациях. Поскольку для оборудования требуется меньше места, чем требуется для обычных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, помещения с оборудованием можно значительно уменьшить в размере, освобождая пространство для продуктивного использования.
  • Геотермальные тепловые насосы также обеспечивают отличное зональное кондиционирование пространства, позволяя обогревать или охлаждать различные части вашего дома до разных температур.
  • Поскольку системы геотермальных тепловых насосов имеют относительно небольшое количество движущихся частей и поскольку эти части защищены внутри здания, они долговечны и очень надежны. Гарантия на подземные трубопроводы часто составляет 25–50 лет, а на тепловые насосы — 20 лет и более.
  • Поскольку геотермальные тепловые насосы обычно не имеют наружных компрессоров, они не подвержены вандализму, с другой стороны, компоненты в жилом помещении легко доступны, что увеличивает фактор удобства и помогает гарантировать своевременное обслуживание основание.
  • Поскольку у них нет внешних конденсаторных блоков, таких как кондиционеры, шум вне дома не вызывает беспокойства. Двухскоростная геотермальная система с тепловым насосом работает настолько тихо внутри дома, что пользователи даже не подозревают, что она работает: нет явных порывов холодного или горячего воздуха.
  • Счета за коммунальные услуги будут снижены в среднем от 25% до 70% по сравнению с традиционными системами.
  • Геотермальная система не сжигает ископаемое топливо на месте для производства тепла, она генерирует гораздо меньше выбросов парниковых газов, чем обычная печь.
  • Банка также полностью устраняет потенциальный источник ядовитого окиси углерода в доме или здании.
  • С учетом доли выбросов электростанции, производящей электроэнергию для работы геотермальных систем, общие выбросы намного ниже, чем у традиционных систем.
  • Согласно данным, предоставленным Управлением геотермальных технологий Министерства энергетики США (DOE), почти 40% всех выбросов двуокиси углерода (CO2) в США являются результатом использования энергии для отопления, охлаждения и обеспечения горячей водой зданий. .Это примерно такое же количество CO2, которое вносит транспортный сектор.
  • Типичная 3-тонная бытовая система GeoExchange производит в среднем примерно на один фунт меньше углекислого газа (CO2) за час использования, чем обычная система. Для сравнения: в среднем за 20 лет жизни 100 000 единиц жилых систем GeoExchange номинального размера сократят выбросы парниковых газов почти на 1,1 миллиона метрических тонн углеродного эквивалента. Это было бы эквивалентом преобразования около 58 700 автомобилей в автомобили с нулевым уровнем выбросов или посадки более 120 000 акров деревьев.
  • Отработанное тепло, удаляемое из внутренних помещений дома во время сезона охлаждения, можно использовать для получения практически бесплатной горячей воды, что приводит к общей экономии затрат на горячую воду примерно на 30% в год и еще большему снижению выбросов.

* Недостатки

  • Первоначальная стоимость покупки и установки может составлять более 20 000 долларов до применения государственных налоговых льгот. Хотя более низкие ежемесячные затраты на коммунальные услуги компенсируют это, существуют «периоды окупаемости», связанные с ценой и экономией системы, которые могут занять годы.
  • Некоторые геотермальные системы тепловых насосов, в которых используются хладагенты, могут быть связаны с ХФУ и ГХФУ, вызывающими экологические проблемы.
  • Поскольку земля используется в качестве теплоносителя, который обычно находится под землей, ремонт трубопроводной сети будет дорогостоящим и трудоемким.

Принимая решение об установке геотермального теплового насоса для отопления и охлаждения жилых помещений, следует учитывать несколько факторов, прежде чем выбирать тип.Географическое положение и соответствующие колебания температуры земли будут влиять на теплопроводность передающей среды. Содержание влаги и тип почвы также влияют на теплопроводность и, следовательно, на общую производительность системы. Зная влажность почвы, а также топографию земли, можно выбрать наиболее эффективный контур обмена. Температура окружающего воздуха и физический размер места установки помогут определить размер системы с точки зрения количества тепла, которое необходимо отвести как летом, так и зимой.Перед установкой системы необходимо ознакомиться с местными законами, регулирующими использование хладагентов / систем с замкнутым / разомкнутым контуром.

  1. Как долго прослужит петля? Замкнутые системы следует устанавливать только с использованием труб из полиэтилена высокой плотности или полибутилена. При правильной установке эти трубы прослужат многие десятилетия. Они инертны по отношению к химическим веществам, обычно присутствующим в почве, и обладают хорошими теплопроводными свойствами. Трубу из ПВХ нельзя использовать ни при каких обстоятельствах.
  2. Как стыкуются участки петли? Единственный приемлемый метод соединения участков специальной трубы, используемой для замкнутых систем, — это электросварка. Соединения труб нагреваются и сплавлены друг с другом, образуя более прочное соединение, чем исходная труба. Механическое соединение труб для заземляющего контура является общепринятой практикой в ​​некоторых ограниченных областях применения. Использование зазубренных фитингов, зажимов и клеевых соединений обязательно приведет к выходу из строя петли из-за утечек.
  3. Какая система лучше — с обратной или обратной связью? Чистые результаты по эксплуатационным затратам и эффективности практически одинаковы.Какую систему выбрать, зависит главным образом от того, есть ли у вас достаточное количество грунтовых вод и средства их удаления. Если вы это сделаете, можно очень эффективно использовать разомкнутый контур. В противном случае лучшим выбором будет горизонтальная или вертикальная замкнутая система. Через несколько лет система с замкнутым контуром потребует меньше обслуживания, поскольку она герметична и находится под давлением, что исключает возможное накопление минералов или отложений железа.
  4. Фактический рейтинг эффективности или средний показатель производителя? Все типы систем отопления и охлаждения имеют номинальный КПД.Котлы, работающие на ископаемом топливе, имеют процентную эффективность. Котлы, работающие на природном газе, пропане и мазуте, имеют рейтинг эффективности, основанный на лабораторных условиях. Чтобы получить точный установленный коэффициент полезного действия, необходимо учитывать такие факторы, как тепловые потери дымовых газов, потери при циклических нагрузках, вызванные превышением размеров, использование электроэнергии нагнетательным вентилятором и т. Д. Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом производительности или COP. Это научный способ определить, сколько энергии производит система по сравнению с тем, сколько она потребляет.Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,5 до 4,5. Установки WaterFurnace имеют типичный КПД от 4 до 8. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемой для питания системы; четыре или более блока поставляются в виде тепла. Если котел, работающий на ископаемом топливе, может иметь КПД 50-90 процентов, геотермальный тепловой насос WaterFurnace имеет КПД около 600 процентов. Мы используем компьютерные программы, чтобы точно определить эффективность работы системы для вашего дома или здания.
  5. Все ли геотермальные тепловые насосы одинаковы? №Существуют различные типы геотермальных тепловых насосов, предназначенные для конкретных применений. Например, многие геотермальные тепловые насосы предназначены для использования только с грунтовыми водами с более высокой температурой, встречающимися в системах с открытым контуром. Другие будут работать при температуре воды на входе до -4 ° C, что возможно в системах с обратной связью. Большинство тепловых насосов goethermal обеспечивают летнее кондиционирование воздуха, но некоторые марки предназначены только для зимнего отопления. Иногда эти системы только для обогрева включают змеевик, охлаждаемый грунтовой водой, который может обеспечить охлаждение в умеренном климате.Геотермальные тепловые насосы также могут различаться по конструкции. Автономные блоки объединяют нагнетатель, компрессор, теплообменник и змеевик в одном шкафу. Сплит-системы позволяют добавить змеевик к котлу с принудительной подачей воздуха и использовать имеющийся вентилятор.
  6. Насколько эффективна система геотермального теплового насоса? Современные системы очень энергоэффективны. На каждый киловатт электроэнергии, использованный для работы теплового насоса, в здание поступает от трех до четырех киловатт тепла.
  7. Насколько велики эти устройства? Типичный тепловой насос для домашнего дома размером примерно с большой холодильник.
  8. Можно ли подавать горячую воду в дом? Да. Некоторые бытовые системы могут нагревать горячую воду с помощью современного высокоэффективного водонагревателя косвенного нагрева. Затем погружной нагреватель может повысить температуру, что можно сделать ночью, используя непиковые значения.
  9. Могут ли системы обеспечивать охлаждение? Да. Существуют тепловые насосы с обратным циклом, которые могут обеспечивать как обогрев, так и охлаждение.
  10. У меня дом в старом стиле. Могу ли я установить систему GSHP? Да, вы можете, но ваше здание должно быть хорошо изолировано, чтобы вы могли получить максимальную выгоду. Стоимость системы напрямую зависит от ее размера, и поскольку потери тепла в старых зданиях довольно высоки, это может существенно увеличить капитальные затраты на установку. Деньги, потраченные на повышение уровня изоляции, могут значительно сэкономить на капитальных затратах. К сожалению, многие старые здания никогда не смогут стать достаточно энергоэффективными, чтобы использовать современные системы распределения тепла, такие как низкотемпературные полы с подогревом или низкотемпературные радиаторы.
  11. Могу ли я установить траншеи на участке с уклоном вниз? Да, если вы физически можете рыть траншеи, небольшой уклон вниз не проблема. Следует рассмотреть возможность удаления воздуха из системы с контурами заземления выше теплового насоса.
  12. У меня очень мокрая земля. Могу я использовать это? Да, влажная земля лучше проводит тепло, поэтому, если вы физически можете вырыть траншею, это идеальный вариант.
  13. Действительно ли системы GSHP безвредны для окружающей среды? Да.В Великобритании сейчас наблюдается сильное движение к альтернативным технологиям, которые являются более устойчивыми и экологически более приемлемыми. Было подсчитано, что 40% выбросов CO 2 связано с отоплением зданий. Используя возобновляемые источники энергии для обогрева вашей собственности, вы можете помочь сократить эти выбросы, особенно по сравнению со сжиганием ископаемого топлива, такого как нефть. Большинство поставщиков электроэнергии в настоящее время предлагают «чистую зеленую» электроэнергию из возобновляемых источников энергии, и, если вы используете ее для питания своего теплового насоса, ваша собственность будет полностью отапливаться за счет возобновляемых источников энергии с нулевыми выбросами углерода.
  14. Опасны ли грунтовые тепловые насосы? А как насчет обслуживания и ремонта? Здесь нет выбросов вредных газов, горючего масла, сжиженного нефтяного газа или газовых труб, дымохода или дымохода, а также неприглядных топливных баков. Системы GSHP абсолютно НЕ производят выбросов на месте. Нет необходимости в регулярном обслуживании или ежегодных проверках безопасности, а обслуживание очень низкое.
  15. Как сравнить эксплуатационные расходы с традиционными альтернативами? Это зависит от того, что вы сравниваете. В современном, хорошо изолированном доме система с тепловым насосом от источника тепла может предложить очень высокую эффективность и умеренные эксплуатационные расходы.Бойлер, работающий на жидком топливе, будет стоить значительно дороже, а электрическое отопление будет как минимум в три раза дороже. Это правда, что самые лучшие из современных конденсационных газовых котлов могут быть лишь немного дороже в эксплуатации, но это при нынешних ценах на газ, которые будут расти. Кроме того, все котлы, работающие на ископаемом топливе, нуждаются в регулярном обслуживании и ремонте.
  16. Эти системы дороги? Первоначальные затраты на покупку системы геотермального теплового насоса будут намного больше, чем у обычного жидкого или газового котла.Первоначальные единовременные расходы компенсируются более низкими эксплуатационными расходами, меньшими затратами на техническое обслуживание и низкими требованиями к обслуживанию. Существует также уверенность в том, что большая часть вашей тепловой и охлаждающей энергии исходит из вашей земли, находится под вашим контролем и не будет расти в цене.
  17. Как стыкуются участки петли? Единственный приемлемый метод соединения секций труб — термическая сварка. Соединения труб нагреваются и сплавлены друг с другом, образуя более прочное соединение, чем исходная труба.Механическое соединение трубы для заземления никогда не является общепринятой практикой. Использование зазубренных фитингов, зажимов и клеевых соединений обязательно приведет к выходу из строя петли из-за утечек.
  18. Повлияет ли контур земли на мой газон или ландшафт? Нет. Исследования доказали, что петли не оказывают вредного воздействия на траву, деревья или кустарники. В большинстве горизонтальных петель используются траншеи шириной около шести дюймов. Это, конечно же, оставит временные голые участки, которые можно восстановить семенами травы или дерном.Вертикальные петли занимают мало места и приводят к минимальному повреждению газона.
  19. Могу ли я утилизировать тепло из области утилизации септической системы? Нет. Заземляющий контур будет достигать температуры ниже нуля в экстремальных условиях и может заморозить вашу септическую систему. Такое использование запрещено во многих областях.
  20. Могу ли я сам установить контур заземления? Не рекомендуется. Помимо термического плавления трубы, для успешной работы контура очень важен хороший контакт заземления с катушкой.Непрофессиональная установка может привести к снижению производительности системы.

Примечание: Все часто задаваемые вопросы и ответы взяты непосредственно из Часто задаваемых вопросов по наземным тепловым насосам

  1. Geothermal International. http://www.geothermalint.co.uk/index.html
  2. Геотермальные тепловые насосы (Технологический институт Вирджинии). http://www.geo4va.vt.edu/A3/A3.htm
  3. Консорциум геотермальных тепловых насосов. http://geoexchange.org/
  4. Геотермальный тепловой насос. http: //en.wikipedia.org / wiki / Geothermal_heat_pump # Closed_loop_fields

Страница Создана:
Стефани Волошина
Дональд Кортезе

Геотермальная энергия и ее преимущества

Мы можем рассматривать тепловую энергию как энергию, которая окружает Землю в виде тепла и которая образуется в основном при распаде радиоактивных веществ из их ядра. Это тепло имеет тенденцию распространяться внутри, пока не выйдет через поверхность земной коры.

Этой энергии было бы достаточно для удовлетворения мировых потребностей, если бы ее можно было использовать, но геотермальная энергия — это энергия, которую трудно использовать.

Температура распределяется неравномерно по зонам земной коры. Мешки с магмой, поступающие из более глубоких областей, перемещаются в области более низкого давления.

СВЯЗАННЫЙ: ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ ПРЕВРАЩАЕТ ВЫБРОСЫ СО2 В ТВЕРДЫЕ

При контакте породы плавятся, и выделяются большие количества газов, которые имеют тенденцию выходить через трещины и трещины в коре, вызывая вулканические явления, такие как извержения вулканов, выходы высокотемпературных газов, выходы горячей воды (горячие источники) и т. д.хотя только некоторые из них можно использовать.

Человек издавна использует геотермальную энергию. В настоящее время мы пытаемся найти способ использовать в своих интересах это огромное количество энергии, которое окружает Землю в виде тепла и которое, за исключением отдельных случаев, теряется или теряется.

В областях, которые мы могли бы назвать привилегированными (Исландия или некоторые части Италии), геотермальная энергия может использоваться при различных температурах.

Низкая температура: Тепло, которое выделяется при температуре ниже 100 ºC, используется непосредственно в различных приложениях, таких как отопление, горячее водоснабжение и бытовая вода, бассейны, теплицы, сушильные камеры и многое другое.

Это использование имеет важный недостаток. Из-за низкого теплового уровня жидкости ее необходимо использовать в системах прямого нагрева, поэтому центр потребления должен находиться близко к залежи.

Средняя и высокая температура: Для извлечения энергии, хранящейся в литосфере, нам необходимо присутствие промежуточного геотермального флюида (аммиака или фреона), который действует как транспортное средство энергии.

После того, как геотермальный флюид достиг поверхности, он должен пройти ряд преобразований для использования.Геотермальные жидкости с температурой выше 150 ºC используются для прямого производства электроэнергии с помощью различных типов циклов.

Если температура составляет от 100 до 150 ºC, эту энергию можно использовать в промышленных процессах.

В настоящее время направления исследований направлены на выполнение проектов преобразования геотермальной энергии при низких температурах с меньшими инвестициями и менее глубокими зондированием с меньшими геологическими рисками и проблемами эксплуатации и коммерческого монтажа.

Использование геотермальной энергии

Для определения ее использования энергии необходимо различать геотермальную энергию высоких и низких температур. Его отличие заключается в глубине земли в каждой из них и ее температуре.

В первом случае высокие температуры находятся на глубине трех или четырех километров под землей, а во втором случае они обнаруживаются в самых поверхностных земных слоях. Температурное разнообразие геотермальных ресурсов позволяет использовать большое количество возможностей:

  1. Высокая температура: Более 150 ºC.Он позволяет напрямую преобразовывать водяной пар в электрическую энергию.
  2. Средняя температура: От 90 до 150 ºC. Он может производить электроэнергию, используя обменную жидкость, которая питает электростанции.
  3. Низкая температура: От 30 до 90 ºC. Его теплосодержание недостаточно для производства электроэнергии, но он подходит для обогрева зданий, а также в некоторых промышленных и сельскохозяйственных процессах.
  4. Очень низкая температура: Менее 30 ºC.Его можно использовать для получения горячей воды для отопления и кондиционирования. В этом случае нужно использовать тепловые насосы.

Геотермальная станция Несьавеллир в Исландии — хороший пример того, как тепло земли используется для удовлетворения потребностей в горячей воде столичного региона Большого Рейкьявика. В Испании мы также находим много примеров зданий в различных автономных сообществах, где геотермальная энергия используется для таких целей, как напольное отопление или кондиционирование воздуха.

Этот вид энергии, без сомнения, представляет собой местный, экологический и эффективный ответ по снижению затрат на энергию.

Преимущества геотермальной энергии

Свободная и неиссякаемая энергия: Мы мастера своей энергии для обогрева и охлаждения дома. Мы не зависим от какого-либо другого топлива или колебаний цен. Да, энергия земли бесплатна и неисчерпаема, но необходимо учитывать расходы на обслуживание, помимо первоначальных инвестиций в установку.

Возобновляемые и чистые: Это отличный вариант для защиты окружающей среды, поскольку он является источником чистой энергии, которая не выделяет CO2 и не способствует изменению климата.Он не работает с сжиганием, и только геотермальный насос использует электричество.

Также не нужно беспокоиться о токсичных газах, таких как угарный газ, или о возможных пожарах.

Экономия: Геотермальная установка означает экономию 75% на отоплении и примерно 80% на охлаждении. Начиная со стабильной температуры 15º охлаждение или нагрев воды обходится дешевле.

Но в этом случае вы должны рассчитывать на электрическую стоимость геотермального насоса.

Быстрая амортизация : Отсутствие необходимости платить за топливо означает, что вложения окупаются через несколько лет и более, если принять во внимание, что мы получаем отопление, кондиционирование летом, а также горячую воду.С самого первого месяца мы можем ожидать значительную экономию на счетах за электроэнергию, а сроки возврата инвестиций значительно различаются в зависимости от потребности дома в энергии (отопление, кондиционирование воздуха и горячая вода).

Без воздействия на окружающую среду: Не производит раздражающих шумов или визуальных воздействий на ландшафт, так как вся установка находится под землей.

Продолжительность: Срок службы геотермального насоса в два раза больше, чем у обычного теплового котла, и он потребляет мало электроэнергии.

Возможность адаптации: Хотя она более эффективна в сочетании с подогревом пола, нет необходимости устанавливать эту систему, чтобы наслаждаться теплом дома. Возможно использование и ранее установленных радиаторов. После изучения потребностей каждого домохозяйства специализированная компания может посоветовать в некоторых случаях дополнительную установку.

СВЯЗАННЫЙ: Достаточно ли 100% ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ МИРА?

Тепловая энергия многообещающая и представляет собой экологически чистый и устойчивый вид энергии.Таким образом, использование этой энергии в наших интересах не только рентабельно, но и экологически безопасно.

Что такое геотермальное отопление дома? (с изображением)

Геотермальное отопление дома — это способ использования геотермальной энергии для обогрева дома или, по крайней мере, частичного обогрева дома. Хотя установка системы связана с высокими начальными затратами, со временем эти затраты могут быть оплачены за счет экономии на счетах за коммунальные услуги. Хотя геотермальное отопление домов является относительно новым процессом, он стал популярным во многих областях, особенно при строительстве новых домов или зданий.

Геотермальное отопление домов стало более популярным в строительстве новых домов.

Геотермальное отопление дома работает, забирая тепло из земли и передавая его в дом. Хотя в большинстве зимних мест температура земли намного выше, чем температура воздуха, скорее всего, тепла все еще недостаточно, чтобы большинство людей чувствовали себя комфортно.Традиционное отопление часто составляет остальную разницу. Однако этот традиционный обогреватель не должен работать так много или долго.

Этот процесс заключается в создании петли под землей возле дома для отвода тепла. Это можно сделать, используя воду, которая принимает температуру окружающей среды и затем накачивается.Тепло извлекается из воды, а затем отправляется обратно в землю. Это непрерывный цикл.

Экологические преимущества геотермального отопления дома очень легко увидеть. Ископаемое топливо не сжигается или не используются другие невозобновляемые виды топлива, кроме электроэнергии, необходимой для работы теплового насоса.При отсутствии загрязнения, использование геотермального отопления дома является популярным выбором для тех, кто заботится об окружающей среде и беспокоится о своем углеродном следе.

Финансовые выгоды от геотермального отопления дома предсказать труднее просто из-за стоимости установки.В общем, установка может стоить от нескольких тысяч долларов до более чем 10 000 долларов США (USD). Это зависит от местоположения вашей собственности, простоты бурения и ставок, выплачиваемых местным рабочим. В целом, считается, что система может сэкономить от 400 до 1000 долларов в год, что позволяет получить чистую экономию менее чем за десять лет.

Хотя геотермальное отопление дома поначалу является дорогостоящим мероприятием, это гораздо более простой процесс, если он проводится во время строительства дома.Для тех, кто ищет новый дом, спросите строителя, предлагается ли геотермальная система. Если нет, то частный подрядчик может быть привлечен к работе вместе со строителем дома, чтобы сократить расходы.

Что такое геотермальная энергия?

Что такое геотермальная энергия?

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ СТРАНИЦЫ

ЧТО ТАКОЕ ГЕОТЕРМИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ?

В.Райан 2005 — 2009

Термин «геотермальная энергия» происходит от двух слов компьютерных фанатов. «ГЕО» и «ТЕРМ». Греческое слово гео означало землю, в то время как их слово Термином означало тепло от земли.

Геотермальная энергия — это энергия, получаемая из тепла Земля.Центр Земли находится на расстоянии примерно 4000 миль. и настолько горяча, что расплавляется. Подразумевается, что температура составляет минимум 5000 градусов по Цельсию. Тепло из центра земли проводит наружу и нагревает внешние слои породы, называемые мантия. Когда этот тип породы плавится и становится расплавленным, это называется магма. Магма может достигать уровня чуть ниже поверхности земли.
Дождевая вода иногда просачивается через линии геологических разломов и трещины становятся очень горячими из-за раскаленных камней внизу.Некоторые из этого супер нагретая вода поднимается обратно на поверхность земли, где она выходит в виде горячие источники или даже гейзеры. Иногда горячая вода застревает под поверхностью как геотермальный резервуар.

Один из способов производства электроэнергии из геотермальных источников энергия получается путем бурения скважин в геотермальные резервуары.Горячий вода, которая поднимается вверх, выходит на поверхность в виде пара. Пар используется для привод турбин, вырабатывающих электроэнергию. Если вода недостаточно горячая, чтобы производят пар, его все еще можно использовать для отопления домов и предприятий, экономя газ / электричество.

ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ В ИСЛАНДИИ
ПРЕИМУЩЕСТВА GEOTHERMAL POWER

1. Геотермальный энергия относительно безвредна для окружающей среды. Загрязнение в виде пары не образуются, хотя обычно бурение поверхности земли происходит. Окружающая среда не вредит исключение земли, необходимой для электростанции и транспортных связей.
2. В отличие от ветроэнергетики, геотермальной на мощность можно положиться, поскольку она обеспечивает постоянную мощность.
3. Использование традиционных загрязнителей топлива, такого как нефть и уголь, можно сократить, если геотермальные и другие используются альтернативные формы энергии (уменьшение загрязнения).
4. Геотермальная энергия может потреблять разные формы. Например, его можно использовать для производства электроэнергии или горячую воду можно использовать непосредственно для обогрева домов и предприятий.

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ИНДЕКСА ТЕХНОЛОГИЙ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СТРАНИЦА

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.