Геотермальные тепловые насосы
Почему тепловые насосы
Преимущества:
- Экономичность. GHP системы экономят людям деньги в обслуживании и в действии. В то время как начальная цена системы может быть немного выше, чем газового котла или центральной системы кондиционирования, это не мешает домовладельцу экономить деньги ежемесячно в процессе эксплуатации этой системы . Низкое энергопотребление достигается за счет высокого КПД GHP системы (от 300% до 700%) и позволяет получить на 1 кВт затраченной энергии 3-7 кВт тепловой энергии или 15-25 кВт мощности по охлаждению на выходе. Система исключительно долговечна и прослужит от 25 до 50 лет без особого внимания к себе. Он согреет Вас холодной зимой, принесет прохладу жарким летом, и круглый год будет снабжать Вас горячей водой для ванны, сауны и даже бассейна. Вопрос климата будет решен полностью, т.к. отпадает необходимость обслуживания, заправки фреоном и сложности с запуском, присущие котлам и кондиционерам.
- Гибкость. Одиночный модуль контролирует отопление, охлаждение и нагрев воды.
- Комфорт. Подобно типичным системам отопления, GHP системы используют воздух (ductwork), воду (water heat changer) или передачу тепла в помещение через площадь полов (infloor system). При работе с любым из перечисленных типов передачи тепла, GHP система работает устойчиво, колебания температуры и влажности в помещении минимальны. Отсутствует шум. Применяется мультизональный климатический контроль.
- Дизайн. Установка GHP не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания, т.к. нет внутреннего и внешнего блока. GHP занимает минимум пространства, и о нём станет известно Вашим гостям только, если Вы этого захотите.
- Экология. Экологически чистый метод отопления и кондиционирования, т.к. используется возобновляемая тепловая энергия земли. Почти 40 % всей эмиссии углеродистого диоксида - результат использования энергии для отопления, кондиционирования и для обеспечивания потребности населения и промышленности в горячей воде. Это почти сопоставимо с уровнем вреда, приносимым выбросом в атмосферу выхлопных автомобильных газов. GHP системы представляют собой системы, работающие на источнике нетрадиционной энергии, что позволяет примерно на 60% уменьшить выброс в атмосферу углеродистого диоксида.
- Надежность и долговечность системы GHP системы используют небольшое количество механических компонентов, и, если учесть, что компрессорные системы обычно имеют очень большой срок эксплуатации, то геотермальные системы долговечны и высоко надежны. Подземный трубопровод (петля), используемый в системе имеет гарантию до 50-ти лет и сама система непосредственно будет верно служить от 20-ти до 30-ти лет и больше.
- Безопасность. Геотермальные системы безопасны и чисты, потому, что нет никакого огня сгорания, никаких вытяжных труб, и никаких ароматов; только безопасное, надежное действие год за годом .
Принцип работы
GHP система работает как котел при отоплении и как кондиционер при охлаждении. Работа теплового насоса осуществляется в компрессионно-конденсаторном цикле. Теплоноситель (обычно вода) подается из земли или водоема в тепловой насос, где низко-потенциальное тепло Земли отбирается и передается по системе воздуховодов или трубопроводов к потребителю. В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии может быть использовано тепло как естественного происхождения (наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов), так и тепло техногенного происхождения (промышленные сбросы, очистные сооружения, тепло силовых трансформаторов и любое другое бросовое тепло). Цикл приводится в действие электрическим двигателем. Энергетический цикл можно представить несколько иначе. Электричество приводит в действие электродвигатель, от которого механический момент передается на компрессор. Инициируется термодинамический цикл и тепло, накопленное землей или водоемом, отбирается теплообменниками теплового насоса. Электрическая энергия затрачивается только на перекачивание жидкости, но ничего удивительного в получении дополнительной энергии нет, т.к. используется уже накопленное Землей тепло. Сегодня тепловые насосы выпускаются тепловой мощностью от 2 кВт до 200 МВт. Зимой GHP система тепло неостывшей земли передает в дом. Этот же цикл используется и при нагреве воды. Летом GHP система излишки тепла в доме передает через теплообменник в обратном направлении.
Область применения тепловых насосов
Типы устройств
- Геотермальный тепловой насос с открытым циклом (open loop) Тепловые насосы открытого цикла используют грунтовые воды как главный источник энергии. Теплоноситель подается непосредственно из водоема и после прохождения цикла охлажденным возвращается обратно. При идеальных условиях, использование ТН с открытым циклом может быть наиболее экономичным типом геотермальной системы.
- Геотермальный тепловой насос с водоемным циклом (pond loop) Тепловые насосы с закрытым водоемным циклом крайне экономичны, так как при установке используется доступный водоем, и отсутствуют затраты на земляные работы. Спирали труб просто помещаются на дно водоема.
- Геотермальный тепловой насос с вертикальным теплообменником (vertical loops) Замкнутый контур теплообменника устанавливается вертикально в подготовленные отверстия. Применяется в тяжелом грунте или при ограниченности пространства участка. Буровое оборудование используется для сверления отверстий малого диаметра на глубину 25- 90 метров .
- Геотермальный тепловой насос с горизонтальным теплообменником (horizontal loop) Тепловые насосы с горизонтальным теплообменником рассматриваются лишь при наличии поверхности необходимой площади. Замкнутый контур теплообменника укладывается горизонтально в глубокие траншеи, длина которых варьируется от 30 до 120 метров.