Демонстрационный сайт » Строительство »

Тепловые насосы грунт-вода

Опубликовано: 30.09.2018

Тепловой насос предназначен для отопления хорошо утепленных зданий и сооружений. Он берет энергию из внешнего природного источника (в данном случае – грунт) и направляет тепло на отопление помещения или нагрев воды. Использование геотермального теплового насоса на многие годы предоставит возможность дарить тепло в дом, без загрязнения окружающей среды.

Принцип работы

Геотермальная отопительная система черпает свою энергию из земли. Грунт, который находится на глубине в 2 метра и более, имеет постоянную температуру (+5...+10°C) и является стабильным источником тепла, на протяжении всего года. Поэтому эффективность такого насоса считается наилучшим вариантом для организации отопления дома и не нуждается в резервных источниках тепла.

Как работает тепловой насос Грунт-Вода? Принцип работы грунтового теплового насоса

Вся структура состоит из 2 составляющих:

Тепловой насос, который работает по обратному циклу Карно; Геотермальный теплообменник, который размещается на глубину от 2 метров.

Алгоритм работы заключается в следующих шагах:

Тепловой насос грунт вода IDM 17 кВт на стадии монтажа. Одесса

Специальный антифриз (чаще всего пропилен-гликоль) с помощью циркуляционного насоса по магистральному трубопроводу подается в геотермальный теплообменник и, циркулируя по всей системе, получает энергию земли и начинает соответствовать ее температурному режиму; По обратному магистральному трубопроводу антифриз попадает в теплообменник теплового насоса – испаритель; Холодный фреон, который находится внутри теплового насоса, забирает энергию антифриза, охлаждая его на несколько градусов; После этого, рассол возвращается назад в грунт.

Далее весь процесс происходит уже в самой установке теплового насоса:

Нагревшись, фреон испаряется и перемещается в компрессор, который увеличивает давление газа, при этом значительно повышается его температура; После компрессора, сильно сжатый газ с высокой температурой, проходя через еще один теплообменник-конденсатор, передает энергию теплоносителю отопительной системы. После чего охлаждается, возвращаясь в жидкое состояние; После конденсатора, фреон проходит через расширительный клапан, резко снижает свое давление и снова попадает в испаритель для старта нового цикла.

Данный цикл характеризуется Коэффициентом преобразования тепла – COP (Coefficient Of Performance) . У теплового насоса, который работает по принципу «грунт-вода» СОР равняется минимум 4. Это означает, что оборудование предоставляет энергии в 4 раза больше, чем потребляет электричества для своей работы. Данную систему можно использовать не только для отопления в холодный период года, но и на охлаждение – в жаркий.

Особенности монтажа

Постоянная положительная температура земли находится на глубине 20 - 30 см ниже линии ее промерзания. Поэтому есть несколько вариантов подземных теплообменников. По своему расположению оборудования, существует вертикальное и горизонтальное размещение, а также энергетические сваи. Каждый из вариантов индивидуален и имеет как положительные, так и отрицательные стороны.

Вертикальный зонд

Оборудование погружается в скважину на глубину 20 – 100 метров. К нему присоединяются магистральные трубы. Число необходимого оборудования и глубина скважин определяется индивидуально, в зависимости от результатов расчетов геологических исследований. Трубопроводы со скважин присоединяются к специальному коллектору, к которому подходят две утепленные трубы магистрали, присоединяющиеся к тепловому насосу: одна для подачи, другая для обратки.

Такой способ считается наименее затратным. Система предоставляет необходимую эффективность на протяжении всего года. Но проблемы могут возникнуть при бурении скважины, а также в случае неправильного монтажа в виде «воздушных подушек». Кроме того, ее структуру нельзя перестроить после окончания работы.

Горизонтальные геоконтуры

Сама по себе система напоминает структуру «теплого пола». Магистраль укладывают на дно котлована, уровень которого должен быть ниже «границы замерзания» земли. Но особенности его размера рассчитываются индивидуально для каждой системы отопления.

Такая система предоставляет высокие коэффициенты для работы теплового насоса на протяжении года и отличается высокой надежностью. В отличие от других типов, установка оборудования таким способом, весьма затратное, но требует меньшую технологическую площадь. Трубы монтируют на глубину 1,20 – 1,50 м.

Энергетические сваи

Их принцип работы напоминает систему вертикальных зондов. Отличие заключается в том, что они окружаются каркасом из арматуры и заливаются бетоном, который имеет высокую теплопроводимость.

Если установка оборудования располагается на глубине более 3 метров, его работа никак не отражается на растительности, которая растет на этом участке. Для большей эффективности, рекомендуется монтировать систему на открытом участке, на который падает прямой солнечный свет.

Преимущества теплового насоса «грунт-вода»

Работа такой системы практически не зависит от погодных условий и стабильна круглый год. Также они отличаются следующим:

надежность оборудования; высокий и стабильный СОР (не менее 4); наружный теплообменник, при правильной эксплуатации, прослужит не менее 50 лет; работает круглый год; может охлаждать систему; кроме отопления, обеспечивает нагрев горячей воды;

Дальнейшая работа оборудования не требует внешнего вмешательства, кроме периодической проверки сервисной службы. Учитывая все положительные стороны, тепловой насос – выгодное вложение, которое сможет обеспечить вам независимость от государства.