» Статьи об энергетике » Статьи об энергетике » Отопление жилых домов геотермальными тепловыми насосами

Отопление жилых домов геотермальными тепловыми насосами








Механизмы использования внутреннего тепла нашей планеты для отопления известны достаточно давно. Ряд стран достаточно эффективно использует горячие источники для систем отопления, не все могут похвастаться горячими подземными водами недалеко от своего дома. Выходом из такой ситуации может послужить использование теплового насоса, которые может передавать тепло воды или грунта в отопительный контур дома практически в любом регионе Земли. Бонусом современных систем тепловых насосов может служить возможность не только обогрева жилых помещений, но и их охлаждение.

Привлекательность подобных систем в нынешних условиях постоянного роста тарифов на электроэнергию заключается в том, что тепловой насос, потребляя 1 кВт электроэнергии, позволяет передать до 6 кВт тепловой энергии в систему отопления. Однако не стоит ожидать, что тепловой насос сможет заменить привычные системы отопления, т.к. максимальная температура в контуре не превысит 35 градусов. Поэтому подобные установки могут эффективно использоваться для подогрева полов или нежилых помещений.



В качестве источника тепла для геотермальных тепловых насосов может служить любая среда, температура которой превышает 0 градусов: река, водоем, колодец или участок грунта. Преобразование и передача тепла в геотермальном тепловом насосе происходит поэтапно:
1. Теплоноситель протекает по трубопроводу, который располагается в грунте или водной среде, и нагревается до температуры среды.
2. Теплоноситель благодаря первому теплообменнику – испарителю, передает полученное тепло хладагенту, который протекает во втором контуре теплового насоса и закипает при температуре свыше -5 градусов.
3. При испарении хладагента (чаще всего фреона) его температура повышается до +5 градусов, после чего он попадает в компрессор, увеличивающий давление в системе. Увеличение давление приводит к росту температуры в идеальном случае до 65 градусов. В большинстве же случаев температура находится в пределах от 35 до 65 градусов.
4. Нагретый хладагент поступает в конденсатор, передающий тепло в контур отопления. На этом цикл заканчивается и фреон через клапан попадает в испаритель.



Источники тепла для тепловых насосов

В большинстве случаев все источники для теплового насоса являются низкопотенциальными, т.е. имеющими небольшую начальную температуру. Поэтому для построения более эффективных систем отопления на их основе необходимо, чтобы контур для отбора тепловой энергии имел большую протяженность. В этом и заключается дороговизна теплового насоса: помимо затрат на необходимое энергетическое оборудование, владельцу стоит предусмотреть расходы на организацию внешнего контура для сбора тепла.



Рассмотрим наиболее популярные источники тепла для геотермальных тепловых насосов.

1. Вода. Температура воды даже подо льдом достигает 7 градусов. Для передачи этой тепловой энергии по дну водоема прокладывают систему из полимерных труб, заполняют которые антифризом или соляным раствором воды. Один метр трубопровода может обеспечивать до 30 Вт тепловой энергии в зимний период.

2. Грунт. Тепло у грунта забирают двумя различными способами – с помощью горизонтального или вертикального коллектора. Горизонтальные коллекторы требуют достаточно большой площади участка, под которым будут располагаться трубы – минимум 200 кв. м. Трубы укладываются на глубине в 1,2-2 м. Накопленное в грунте тепло зависит от многих факторов, поэтому с одного метра можно получить от 30 до 75 Вт тепловой энергии. Наибольший запас обеспечивают влажные грунты с близким расположением грунтовых вод.





Вертикально расположение труб в земле значительно снижает потребность в больших площадях участка. Однако проделать скважины необходимо диаметра и необходимой длины самостоятельно будет невозможно. Известно, что на глубине свыше 20 метров грунт имеет постоянную температуру выше 10 градусов. Вертикальное бурение скважин для тепловых насосов можно выполнять двумя способами: большое количество неглубоких скважин либо небольшое количество глубоких скважин. В каждом из случаев необходимо провести предварительную оценку затрат и необходимой мощности, которая будет определяться длиной трубопроводов.





Самым дорогостоящим вариантом размещения труб для теплового насоса в грунте является кластерное бурение, трубы расходятся как солнечные лучи от центра. Для этого подготавливают центральный колодец, в который заводятся все трубопроводы.



Производительность тепловых насосов

Как уже отмечалось выше, использовать только тепловые насосы для отопления жилых домов не получится. В европейских странах подобные системы нашли большее распространение из-за высоких тарифов на тепловую энергию, поэтому потраченные на организацию подобной системы 12 тыс. евро легко окупятся за несколько лет. В наших реалиях эти установки могут и вовсе не окупиться.

Статьи по теме:
Тепловые насосы: типы, устройство и установка
Геотермальное отопление жилых домов





Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com