Воздушные геотермальные тепловые насосы

Тепловые насосы «Sundue»

Воздушные геотермальные тепловые насосы

Для получения горячей воды (+45 °C..+65 °C) и независимого, автоматизированного (дешевле газа) отопления (+30 °C…+60 °C) и возможностью кондиционирования дома за счет преобразования низкотемпературного геотермального тепла (+5 °C…+12 °C) и (или) воздуха (-15 °C… +25 °C).

Отличается наличием нержавеющего бака, выгодным нагревом ГВС, компактностью и универсальностью. Применяются DC инверторные компрессоры Mitsubishi.

Для нагрева и накопления горячей воды (+45 °C…+65 °C) за счет преобразования тепла сливаемых в септик сточных вод (+10 °C…+30 °C), или за счет кондиционирования дома, или посредством солнечных коллекторов (и других источников).

Применяются DC инверторные компрессоры Mitsubishi. Нагреватель для бассейнов использует тепло наружного воздуха для нагревания бассейна.

SunDue – тепловые насосы повышенной эффективности, производятся и непрерывно совершенствуются, применяя передовые технологи холодильной, климатической и отопительной отраслей с 2001 года.

Наш покупатель, собираясь купить оборудование SunDue (Санди) может быть уверен в наилучшем соотношении “цена -эффективность, качество”. Будь то установка теплового насоса в частном доме или промышленное отопление (охлаждение, кондиционирование) или вентиляция с рекуператором воздуха.

Всегда стоим на страже интересов нашего покупателя, предлагая недорогой наиболее подходящий вариант, помощь в подборе или проектировании, непрерывно отыскивая всё более совершенные решения.

Для этого делаем индивидуальное производство теплового насоса или другого оборудования с использованием качественных комплектующих японских, европейских и отечественных производителей охватывая большой ассортимент климатической продукции от банального кондиционера до мощных промышленных установок:

  • геотермальный инверторный тепловой насос “вода-вода”, “грунт-вода”, “воздух-вода” “воздух-грунт” для отопления дома цен;
  • рекуператор тепла систем вентиляции цена бытовые, промышленные и осушители для бассейнов;
  • воздушный тепловой насос;
  • мультинагреватели горячей воды скомбинированными режимами работы;
  • промышленные чиллеры – фанкойлы;
  • и многое другое.

Продажа какой либо системы отопления на основе ТН, а также услуг по установке, монтажу и обслуживанию (Москва и Московская область) является результатом бесценного доверия все большего числа людей, стремящихся к независимости и гармонии с природой. Вместе мы сделаем наш мир лучше.

Источник: http://sundue.ru/

Отопление тепловыми насосами

Если вы решили обогревать свой загородный дом при помощи теплового насоса, обращайтесь в компанию «Гидроинжстрой» по телефону (495) 648-65-65 и заказывайте отопление тепловым насосом.

Наши специалисты, много лет работающие в сфере автономного теплоснабжения, разработают для Вас грамотный проект, подберут надежное оборудование, выполнят все необходимые земляные работы (при необходимости – пробурят скважину) и качественно смонтируют все элементы системы.

Существует множество вариантов отопления загородного дома. Но в последнее время все большее число людей обращают свои взоры на системы, источниками тепла для которых служат земля, вода и воздух. Оно и понятно: идея использовать себе во благо бесплатную энергию – весьма привлекательна. Для того чтобы перенести природное тепло в дом используются устройства, называемые тепловыми насосами.

Экономичность – главное достоинство отопления тепловыми насосами

Главный пункт в списке достоинств тепловых насосов – экономичность.

Тепловой насос не может работать без электропитания, но, потребляя 1 кВт электрической энергии, он выдает до 5 кВт энергии тепловой (у электрокотла, например, это соотношение 1:1).

Столь эффективная работа теплового насоса объясняется тем, что потребляемая электрическая энергия не преобразуется в тепловую (как в случаях с электрокотлом и электроотопительными приборами), а используется для переноса тепла «с улицы» в дом.

Типы тепловых насосов

В зависимости от типа источника, у которого отбирают энергию тепловые насосы, их можно разделить на два класса – воздушные и геотермальные. Воздушные тепловые насосы, как следует из их названия, отбирают тепло у воздуха. Геотермальные – используют тепло грунта, подземных (грунтовых, артезианских, термальных) и поверхностных (море, озеро, река, пруд) вод.

По источнику тепла и нагреваемой среде тепловые насосы делятся на следующие типы: «воздух–вода», «грунт–вода», «вода–вода», «воздух–воздух», «грунт–воздух», «вода–воздух». То есть тепловой насос может передавать тепло от воздуха, грунта и воды воздуху в отапливаемом помещении, рабочей жидкости (вода, антифриз) отопительной системы или воде в системе горячего водоснабжения.

Воздушный тепловой насос

Создать наиболее экономичную (с точки зрения первоначальных затрат) систему отопления на основе теплового насоса позволяет вариант с тепловым насосом типа «воздух–воздух». Такая система отопления состоит из внешнего (испарительного) и внутреннего (компрессорно-конденсаторного) блоков.

Принцип работы воздушного теплового насоса заключается в том, что через один теплообменник (испаритель) хладагенту передается тепло наружного воздуха, а через другой (конденсатор) – хладагент отдает тепловую энергию воздуху в помещении или теплоносителю (тепловой насос типа «воздух–вода»).

Уязвимое место воздушных тепловых насосов – высокая зависимость их производительности от температуры наружного воздуха.

С максимальной эффективностью воздушный тепловой насос работает до –15°C, но уже, например, при температуре наружного воздуха в –20°C его производительность может составить 40% от номинального значения.

В связи с этим воздушный тепловой насос не может рассматриваться как единственный источник тепла для обогрева дома – он обязательно должен дублироваться резервным теплогенератором.

Геотермальный тепловой насос

Более эффективна, чем теплонасосная установка воздушного типа, система отопления на основе геотермального теплового насоса, «качающего» тепло из грунта или воды. Организация такой системы потребует гораздо бoльших затрат, чем воздушная, но высокие надежность и эффективность работы первой того стоят.

Одним из элементов геотермальной системы является коллектор – пластиковая труба, уложенная на дне водоема или зарытая в грунте ниже глубины промерзания.

По этой трубе, которая может укладываться различными способами (например, змейкой или петлей), циркулирует антифриз, собирающий грунтовое тепло или тепло воды.

В испарителе хладагент, перешедший в газообразное состояние, забирает это тепло, а затем, после сжатия в компрессоре и перехода в жидкое состояние в конденсаторе, передает тепловую энергию системе отопления.

Если поблизости от вашего дома нет открытого водоема, а площадь земельного участка не позволяет уложить горизонтальный коллектор, придется бурить скважину и устанавливать в нее коллектор вертикальный.

Это U-образная конструкция из двух труб с антифризом внутри, называемая еще зондом. В скважину опускают один или два зонда, а пространство между трубами и грунтом заполняют специальным раствором. Отметим, что в некоторых случаях выгоднее бурить не одну скважину, а несколько.

Главное, чтобы сумма глубин всех скважин соответствовала расчетной глубине.

Тепло из скважины может отдавать не только грунт, но и вода. Из всех источников тепла именно грунтовая вода отличается наибольшей теплоотдачей. Поэтому тепловой насос, источником тепла для которого служит вода из скважины, является одним из самых эффективных тепловых насосов.

Для реализации схемы с отбором тепла у грунтовой воды коллектор не потребуется – скважинная вода будет отдавать тепло, проходя через теплообменник теплонасосной установки. Поэтому тут потребуется пробурить две скважины – одну для забора воды, другую – для ее слива.

Режимы работы: сольный или комбинированный?

Как уже говорилось выше, работа теплового насоса воздушного типа должна быть подстрахована дополнительным источником тепла.

Геотермальные тепловые насосы вполне могут обойтись без такого резерва и самостоятельно справиться с решением задачи по отоплению вашего жилища (в этом случае принято говорить о моновалентном режиме работы теплового насоса).

Но довольно часто система отопления проектируется под бивалентный режим функционирования теплового насоса – то есть в комбинации другим теплогенератором.

Дело в том, что мощность теплового насоса можно рассчитать с учетом наиболее низких температур наружного воздуха. Для Москвы, например, минимальная расчетная температура равняется –26°C. Но очень низкая температура воздуха – дело нескольких дней.

Значит все остальное время (а это бoльшая часть отопительного сезона) тепловой насос не будет использовать все свои силы, на наращивание которых, между прочим, пользователем было потрачено немало средств.

Поэтому выгоднее иметь тепловой насос меньшей мощности, а в самые морозные дни использовать другой источник тепла.

Низкотемпературная система отопления

Учитывая тот факт, что тепловой насос не нагревает теплоноситель выше 75°C, идеальными устройствами для передачи тепла в помещения дома будут системы напольного или настенного отопления.

Они способны эффективно обогреть помещение, используя теплоноситель с низкой (не более 60°C) температурой.

Кроме того, в системе с тепловыми насосами могут применяться конвекторы с биметаллическим (медно-алюминиевым) теплообменником и стальные панельные радиаторы.

Тепловой насос или традиционная система отопления?

Тема тепловых насосов не обходится без упоминания их главного недостатка – высокой стоимости оборудования и монтажных работ. Действительно, первоначальные затраты на тепловой насос маленькими не назовешь, но все, как говорится, познается в сравнении.

Основную конкуренцию тепловому насосу составляет газовый котел. Если газопровод, к которому вам необходимо подключиться, проложен в метре от вашего участка, то выбор очевиден – газовый котел.

Однако если газовую трубу необходимо тянуть издалека, то затраты на организацию отопительной системы на основе теплового насоса вовсе не покажутся большими.

Что касается других видов традиционных отопительных систем, то они проигрывают тепловому насосу либо в экономичности работы, либо в уровне автоматизации. Например, электрокотел – это большой расход дорогостоящей электрической энергии, а твердотопливный теплогенератор довольно часто надо «подкармливать» дровами или углем.

Постоянного контроля со стороны человека требует и система отопления на жидком топливе (пожароопасность).

Из дома же с работающим тепловым насосом можно уехать на довольно продолжительное время, не опасаясь временных перебоев в электроснабжении (после возобновления электроподачи тепловой насос продолжит работу, сохранив все прежние настройки).

Достоинства теплового насоса

Главное преимущество теплового насоса перед традиционными системами отопления заключается в высокоэкономичной работе. Но у теплового насоса есть и другие достоинства:

  • Эффективность;
  • Высокая надежность;
  • Долговечность;
  • Взрыво- и пожаробезопасность;
  • Отсутствие в необходимости осуществления доставки и хранения топлив;
  • Высокая степень автономности;
  • Легкость в управлении и обслуживании;
  • Возможность работы в качестве кондиционера;
  • Экологичность.
    Warning: Use of undefined constant rand – assumed 'rand' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /var/www/burovik/data/www/www.burovik.ru/wp-content/themes/CherryFramework/loop/loop-page.php on line 24

  • Бурение скважин под тепловые насосы
  • Геотермальное отопление дома
  • Геотермальный тепловой насос
  • Бурение скважин под тепловые насосы, для использования геотермальной энергии.

Источник: http://www.burovik.ru/teplovye-nasosy.html

Альтернативное отопление

  • Главная
  • Геотермальное отопление

Современные технологии позволяют не только построить отопительную систему на основе альтернативных истоников отопления, но и выполнить весь комплекс инженерных коммуникаций, включая ГВС, кондиционирование, теплые полы и дополнить это даже электрификацией вашего загородного дома, вплоть до его полной автономии и независимости от тарифов на электроэнергию и топливо!

Геотермальное отопление

Широко распространённые в странах Евросоюза, геотермальные системы отопления становятся всё более популярными у владельцев загородных коттеджей в России.

Источниками тепла могут быть подземные грунты, озёра и воздух.

На основе геотермальных технологий решаются проблемы отопления, кондиционирования, горячего водоснабжения, тёплых полов и даже альтернативного электроснабжения.
Узнать больше информации о геотермальном отоплении.

Воздушный насос

Воздушный тепловой насос используется для обогрева помещения и горячего водоснабжения. Воздушные насосы используют воздух как источник энергии.

Воздушный тепловой насос состоит из двух контуров – внешнего, забирающего тепло, и внутреннего, в котором движется незамерзающая жидкость. Неотъемлемыми элементами теплового насоса «воздух-воздух» и «воздух-вода» также являются конденсатор, компрессор, испаритель и редукционный клапан.

Преимущества воздушного насоса:

  • отличаются наиболее простым монтажом
  • воздушный насос не требует проведения земляных работ;
  • пригодны для использования при любых условиях, в том числе в случаях, когда поблизости нет водоема или нет возможности установить земляной контур
  • небольшие расходы на установку

Гелиоколлекторы

Гелиоколлекторы позволяют преобразовывать бесплатную солнечную энергию в тепло, используемое для горячего водоснабжения, подогрева бассейна, отопления. Но качество такого преобразования зависит не только от солнца и самой панели.

Важнейшую роль играет вопрос монтажа системы. Хотя гелиоколлекторы стали более доступными, все же их стоимость далека от цены электрического бойлера, да и установка куда сложнее. Поэтому ошибка при проектировании и монтаже может дорого обойтись. Конечно, лучше доверить все вопросы профессионалам.

Тепловой насос может забирать тепло из нескольких источников, например, воздуха, воды или земли. И таким же образом он может сбрасывать тепло в воздух, воду или землю. Более теплая среда, воспринимающая тепло, называется теплоприёмником.

Примеры выполненных работ

Геотермальное отопление Московская область, Солнечногорский район, д.

Черная Грязь
Установленный на этом объекте тепловой насос использует в качестве источника тепла две геотермальные скважины глубиной 75 метров каждая.

Отбор тепла происходит посредством геотермального контура заканчивающегося зондом четырехтрубной конструкции, соединенной на молекулярном уровне с помощью электросварных муфт. Читать дальше

Геотермальное отопление Московская область, Лотошинский район, с.Ильинское
Бурение геотермальных скважин и загрузка зондов для теплового насоса производились буровым станком УРБ 2А2. Диаметр каждой скважины при этом составил 159 мм. Читать дальше

Геотермальное отопление, пример выполненных работ в Московской области, Нарофоминском р-не, д. Апрелевка
Проект предполагал установку Теплового насоса немецкой компании Buderus (Robert Bosch GmbH) модель Logatherm WPS- 22, теплопроизводительностью 21 кВт. Читать дальше

Геотермальное отопление, пример выполненных работ в Московской области, г. Котельники.
Согласно проекту для обеспечения дома в 800 м2 потребовалось суммарная глубина скважин в количестве 420 метров (восемь скважин, каждая глубиной 53 метра). Длина первичного геотермального контура, включая грунтовые магистрали, составила 1020 метров. Читать дальше

Пример расчета установки геотермальной системы отопления коттеджа

Пример расчета установки геотермальной системы отопления торгово-офисного помещения

Источник: http://www.AqaBur.ru/geothermal/

Тепловые насосы

В качестве основных источников энергии на Земле используются ископаемые не возобновляемые виды топлива: уголь, нефть, газ, урановая руда для атомной энергетики. Они добываются из земных недр и сжигаются для получения энергии.

Читайте также:  Что учесть при выборе фильтра для горячей воды

В последнее время в мире все больше возрастает интерес к альтернативным источникам энергии: энергии солнца, ветра, морских приливов и т.п. Освоение и использование новых источников энергии стало популярным трендом мировой энергетики.

Данные источники энергии не случайно называются возобновляемыми, в отличии традиционных ископаемых, так как их использование не ведет к их истощению.

Важно отметить, что возобновляемые альтернативные источники энергии являются экологически безопасными – не наносят ущерб окружающей среде.

Одним из альтернативных источников является технология тепловых насосов. Тепловые насосы – это устройства способные переносить тепловую энергию от низкопотенциального источника на более высокий температурный уровень.

Прямое использование тепла на низком температурном уровне проблематично, поэтому его необходимо трансформировать, перевести на более высокий температурный уровень.

В этом случае появляется возможность применения низкопотенциальных источников энергии: атмосферного воздуха, грунта, грунтовых вод, поверхностных воды (реки, водоемы), техногенного тепла. Теоретически, тепловой насос может забрать тепловую энергию у любого объекта с положительным температурным потенциалом.

Существует 2 типа тепловых насосов:

  • парокомпрессионные;
  • абсорбционные.

В парокомпрессионных тепловых насосах используется принцип изменения фазового и термодинамического состояния рабочих веществ. Абсорбционные холодильные машины работают по принципу, который основан на свойствах хладагента и абсорбента.

Парокомпрессионные тепловые насосы по источнику забора тепла и среды нагрева делятся на 4 основных типа:

  • воздух-воздух,
  • воздух-вода,
  • вода-воздух,
  • вода-вода.

Отдельно можно говорить о геотермальном парокомпрессионном тепловом насосе, в котором используется тепло грунта. Источник низкопотенциального тепла должен иметь стабильную положительную, желательно высокую, температуру, быть возобновляемым, не быть коррозионно активным. Кроме этого, важно, чтобы он имел нужные теплофизические характеристики и низкие эксплуатационные расходы.

Принципиальная схема парокомпрессионного теплового насоса в системе нагрева выглядит следующим образом:

Tw1- температура воды от потребителя на входе в переохладитель

Tw2 – температура воды на выходе из конденсатора к потребителю

Ts1 – температура воды от источника НПТ на входе в испаритель

Ts2 – температура воды на выходе из испаритель к источнику НПТ

Рис.1

Как и холодильная установка, тепловой насос состоит из теплообменников испарителя и конденсатора, компрессора и дроссельного устройства, но в схеме теплового насоса также присутствует переохладитель.

Работает тепловой насос по обратному термодинамическому циклу Ренкина, перекачивая тепло от менее нагретого тела более нагретому, затрачивая на это электрическую энергию.

Эффективность работы теплового насоса определяется коэффициентом преобразования:

Т.е. отношением тепла, переданного потребителю (Qп) к электрической мощности, затраченной на преобразование (Pэл).

Коэффициент преобразования по формуле идеального цикла Карно:

φ= Tk /(Tk –Te), где

Tk – температура конденсации

Te – температура испарения

Если рассматривать тепловой насос «вода-вода», то

Tk = Tw2 + (5~10)°С, а

Te= Ts2 –(2~4)°С

Таким образом, если мы будем повышать температуру низкопотенциального источника тепла и понижать температуру воды для потребителя, т.е. уменьшать разность между Tk и Te, коэффициент преобразования будет повышаться. На практике эта разность составляет от 30 до 70°С, а коэффициент преобразования от 2 до 5.

Кроме того, во влажном климате при температуре воздуха от 0 до 6°С на поверхности наружного теплообменника в режиме обогрева образуется иней, что в дальнейшем ведет к обледенению.

Иней и лед препятствуют нормальному теплообмену, это снижает эффективность работы системы. Для нормализации работы предусматривается режим «разморозки» испарителя.

Это дополнительные затраты электроэнергии и снижения эффективности.

Воздух, как источник низкопотенциального тепла является самым предпочтительным, т.к. обладает рядом преимуществ – доступность и бесплатность. Но есть и ограничения его применения.

Ограничения по использованию тепловых насосов «воздух-воздух» связано с сезонностью их применения. Дело в том, что при понижении температуры окружающего воздуха резко снижается мощность установки.

При большой разнице температуры конденсации и испарения снижения коэффициент энергоэффективности.

Принципиальная схема теплового насоса «воздух-воздух» на рис.2

Рис 2.

В тепловых насосах «вода-вода» источником низкопотенциального тепла является вода. Это может быть вода рек, озер, грунтовых вод, морская вода, техногенная вода. Вода рек и озер, как источник низкопотенциального тепла имеет недостаток – низкую температуру воды в водоеме в зимний период года. В неглубоких водоемах она приближается к 0°С.

Для систем средней или большой мощности привлекательным источником тепла может стать морская вода, которая на глубине от 25 до 50м имеет постоянную температуру 5~8°С.

Разновидностью тепловых наосов «вода-вода» являются геотермальные насосы, источником тепла в которых являются грунтовые воды.

Геотермальные насосы являются наиболее эффективной группой оборудования из тепловых насосов, поскольку грунтовые воды в основном имеют стабильную температуру 7~12°C, в результате чего обеспечивается наименьшая разность температур кипения (Tk) и испарения (Te), что дает возможность получить высокий коэффициент преобразования.

Принцип работы данных тепловых насосов следующий: вода из водозаборных подающих скважин с помощью циркуляционных насосов подается в испаритель, затем охлажденная вода поступает на вход в водоприемную скважину (рис.3).

Мощность системы определяется глубиной и диаметром скважин.

Рис.3

Главное условие, которое должно выполняться в этих системах это то, чтобы забор и возврат воды осуществлялись в направлении движения грунтовых вод, с целью исключения вероятности так называемого «байпасирования».

Также следует иметь ввиду, что между подающей и приемной скважинами должно быть определенной расстояние, это необходимо для того, чтобы исключить понижение температуры воды, которая поступает в подающую скважину.

Если система небольшая, то расстояние должно быть не менее 5 м. Если система большая и количество подающих и приемных скважин, например около 9 шт.

, то для того чтобы исключить их взаимное влияние, расстояние между группами подающих и приемных скважин должно быть не менее 50м.

Термин геотермальный происходит от греческого «гео» – земля и «термо» – тепло, другими словами тепло Земных недр. В глубинах Земли вырабатывается и поднимается на поверхность тепловая энергия.

Температура в центре Земли достигает примерно 6000°С, при этом мощность теплового потока, который достигает поверхности земли составляет всего 0,03–0,12 Вт/м, в год около 350 Вт·ч/м2.

Это незначительная величина, если сравнить ее с тепловой энергией, которую получает земная поверхность от Солнца.

В среднем, в зависимости от широты и климатических факторов, количество солнечной энергии составляет около 4000 кВт·ч за год, то есть в 10 000 раз больше, чем тепла от ядра Земли. Низкий тепловой поток у поверхности Земли от энергии земных недр объясняется низкой теплопроводностью горных пород и геологическим строением.

Следует отметить, что тепло земной поверхности на глубине от нескольких десятков до нескольких сотен метров это не тепловая энергия земных недр, а аккумулируемое тепло Солнца. Средняя температура земли на глубине нескольких десятков до нескольких сотен метров примерно равна среднегодовой температуре окружающего воздуха.

Геотермальные тепловые насосы бывают замкнутого и открытого типа. В насосах замкнутого типа, теплообменная жидкость циркулирует по замкнутому контуру. В насосах открытого типа теплообменная жидкость, пройдя через тепловой насос, возвращается обратно в землю.

Насосы замкнутого типа делятся на:

  • горизонтальные;
  • вертикальные;
  • водяные;
  • с непосредственным теплообменом.

В горизонтальных насосах предполагается горизонтальная укладка теплообменного коллектора (рис.4). В качестве источника тепла в них используется грунт или подпочвенные грунтовые воды, которые в течение всего года имеют стабильную температуру.

Рис.4

Схемы укладки теплообменного коллектора насоса горизонтального типа могут быть разнообразными (рис.5): последовательное соединение труб, параллельное соединение, коллекторное соединение, в виде петли и спиралеобразно.

Рис.5

В качестве коллектора используются пластиковые или полихлорвиниловые трубы, которые укладываются в грунт на глубину 1,2~1,5м таким образом, чтобы на каждый кв. метр площади было 1,5~2,0 м длины трубы.

По системе коллектора может циркулировать раствор антифриза и в этом случае промерзание грунта в зоне прокладки труб не оказывает влияние на работоспособность установки.

Главное предостережение состоит в том, чтобы на площади укладки коллектора не сажать растения с глубокими корнями, так как низкая температура грунта может нанести им вред.

Площадь поверхности теплообмена зависит от теплофизических свойств грунта и климатических условий местности. Теплоаккумулирующие свойства грунта тем выше, чем насыщеннее грунт водой, минеральными солями, а также отсутствием воздушных пор. Если прокладывать трубы с шагом 0,5~0,7м, то мощность теплосъема будет составлять от 10 до 35 Вт/м2.

Для насосов с горизонтальной укладкой требуется использования большой площадь участка, что не всегда представляется возможным. Недостаток систем с горизонтальным теплообменным коллектором – это большие затраты на проведение земельных работ. Поэтому в иных случаях применяются насосы с вертикальным расположением коллектора, так называемые грунтовые зонды (рис.6).

Рис.6

Грунтовые зонды могут располагаться не строго вертикально, а под углом. Глубина монтажа зондов от 50 до 200м. Удельный тепловой поток в зависимости от состава грунта составляет 20~100Вт/м длины зонда.

Если тепловой поток грунта около 50Вт/м и необходимая тепловая мощность насоса должна составлять 10кВт, то длина зонда должна составлять около 130м. Или же, можно использовать два зонда по 65м.

Главное условие, чтобы забор и возврат воды был по направлению течения грунтовых вод, с целью исключения их байпасирования. Недостаток систем с вертикальным теплообменным коллектором – это большие затраты на проведение работ по бурению скважин.

Эффективность применения тепловых насосов обусловлена максимально возможной температурой воды выходе – около 45°С. В отоплении наиболее эффективно применять такую воду для обогрева в системах теплых полов и фанкойлах.

В обогреве помещений также возможно применение в бивалентных системах отопления. Когда тепловые насосы покрывают 50~70% потребности в тепловой энергии, а пиковые нагрузки покрываются за счет дополнительных источников тепла, например электрических, угольных, газовых котлов. Тепловые насосы находят свое применение в системах горячего водоснабжения (ГВС).

По сравнению с котельными на органическом топливе, годовые затраты на неэнергетическую часть для тепловых насосов выше.

Поэтому применение тепловых насосов вместо автономных котельных может быть экономически оправдано, если стоимость сэкономленного топлива в течение 2~4 лет превышает или равна увеличению неэнергетической части годовых затрат, т.е. капитальных затрат, затрат на обслуживание и ремонт.

Экономия топлива рассчитывается по формуле (1):

ΔG =Gk (1- Kk/KT), где

Gk – расход топлива в котельной в тоннах условного топлива (т.у.т.)

(Низшая теплотворная способность одной т.у.т. Qн= 7000Mкал/т)

Kk – коэфф. использования первичной энергии в котельной

KTН – коэфф. использования первичной энергии в тепловом насосе.

Для котельной:

Kk =ηk

ηk- коэффициент полезного действия котла

Для теплового насоса:

KTН = φ • ηээ

φ –коэфф. преобразования;

ηээ – коэфф. полезного действия производства электроэнергии (в случае использования теплового насоса с электроприводом).

Для примера сравним два альтернативных источника тепла: автономную котельную на угле и тепловой насос типа «вода – вода».

Предположим, что котельная за один отопительный сезон потребляет 1000 т.у.т. угля, т.е. 7,0 Гкал. Если теплотворная способность угля составляет 5,0 Гкал/т, то расход реального топлива составит 1400 натурального угля за отопительный сезон.

При коэффициенте полезного действия котла ηk = 0.6, количество полезного тепла в год составит 4200 Гкал.

Так как в котельной, кроме основного должен быть установлен еще и резервный котел, то должно быть установлено два котла по 0,8Гкал каждый. В альтернативном варианте должно быть установлено два тепловых насоса «вода-вода» тепловой мощностью 0,8Гкал или 928кВт каждый.

Предположим, что тепловой насос работает в условиях грунтовой воды с температурой 7°С, температурой воды на выходе 60 °С и коэффициентом преобразования φ=3,0.

Экономия топлива рассчитывается по формуле:

ΔG =1000 (1- ηK/φ ηээ), где

ηK- коэффициент полезного действия котла

φ – коэффициент преобразования

ηээ – коэффициент полезного действия производства электроэнергии (в случае использования теплового насоса с электроприводом)

ΔG =1000 (1-0,6/033) = 394 т.у.т

Таким образом, если при сжигании одной тонны условного топлива выделяется 7 Гкал, то при сжигании 394 т.у.т выделится 2758Гкал.

При теплотворной способности угля 5,0 Гкал/т масса натурального угля составит:

2758 : 5 =551,6 т за год.

Если стоимость угля составляет 1300 руб/т, то экономия в денежном выражении составила 717,08 тысяч руб.

Капитальные затраты на покупку оборудования, технологическую обвязку, монтаж и пуско-наладку котельного оборудования составили 2,8 млн. рублей. Капитальные затраты на покупку оборудования, технологическую обвязку, бурение скважин, монтаж пуско-наладку, систему трубопроводов для тепловых насосов составили 5,0 млн. рублей.

Срок окупаемости составит:

Экономическая целесообразность использования тепловых насосов определяется отношением стоимости 1кВт•ч электрической энергии (Цээ) к стоимости 1кВт•ч энергии топлива (Цт) в данном регионе. Приемлемый срок окупаемости тепловых насосов должен быть 2~4 года при отношении Цээ/Цт ≤ 3.

Выгодно купить тепловой насос по низкой цене вы сможете, обратившись к нашим специалистам по телефону 8(495)2680520 или, отправив запрос на электронную почту info@pvholod.ru.

Специалисты рекомендуют

Источник: https://www.promventholod.ru/tekhnicheskaya-biblioteka/teplovye-nasosy.html

Тепловой насос для отопления дома — отзывы

Тепловой насос для отопления дома — отзывы потребителей и специалистов. При покупке важного для вас оборудования  очень важно получить обратный отклик, отзывы о его качестве его работы, функциональности и надежности от конечных потребителей, а еще лучше — экспертов.

В случае с слабораспостраненной, но многообещающей технологией тепловых насосов это особенно актуально, тем более, что стоимость их немала. Мы разделили нашу подборку отзывов на две части: сначала идут мнения простых покупателей, а потом независимых экспертов.

Тепловые насосы «воздух-воздух» и «воздух-вода»

Отопительные установки типа «воздух-воздух» и «воздух-вода» начали пользоваться спросом благодаря наиболее доступной цене среди техники подобного рода.

Домовладельцы, купившие воздушные тепловые насосы от известных брендов, отзываются о них положительно, хотя случаются и отрицательные отклики:

Читайте также:  Артезианские скважины: глубина залегания неиссякаемого источника

Сергей, г. Красноярск Российской Федерации. Недавно закончил строительство дома 150 м2 площади в 2 этажа (таунхаус), система отопления – теплые полы. Проектом предусмотрен электрообогрев, возиться с углем либо пеллетами нет желания, а газ не подведен.

Сначала думал поставить конвекторы, но потом обратил внимание на тепловые насосы. Грунтовый – неинтересно, а вот идея с воздушным ТН мне понравилась, стал заглядываться на «Зубаданы» (Mitsubishi Zubadan). Но после скачка доллара пришлось купить нечто попроще — DanHeat AVH-24V1DR.

Работает отлично, в доме +24°, ТН успевает нагревать бак с водой на 500 л до 40°, электрокотел стоит в резерве (настроен на +35°). Общие затраты электроэнергии – от 25 до 30 кВт в сутки, внутри еще идут отделочные работы. Сосед наматывает электрокотлом не меньше 80 кВт/сут.

Правда, температура на улице еще не опускалась ниже нуля, зима покажет настоящий расход.

Игорь, г. Краснодар, Россия. Двухэтажный дом 9 х 9 м, высота потолков 2.6 м, отапливаемая площадь около 150 м2. 2 года обогревались электричеством – тепловентиляторами и конвекторами. В самый холодный месяц расходовали до 2800 кВт электроэнергии, в среднем за час это выходило 3.88 кВт/ч.

Рассмотрели все варианты водяного отопления, но в результате решили отказаться от него и остановиться на тепловых насосах. Геотермальные системы на наш дом стоят больше 20000 у. е., потому купили и поставили тепловой насос «воздух-воздух» серии Nordic от General-Fujitsu. Затраты на электричество снизились в 1.5 раза – в среднем до 2.7 кВт/ч.

Причем в самые холодные дни при —27° на дворе температура на 2 этаже не падала ниже 18°. Считаю, зимнее испытание теплового насоса прошло успешно.

Матвей, Подмосковье. Могу рассказать о своем тепловом насосе, который обогревает мой небольшой дом уже 5 лет. Общая площадь – 100 м2, отличное утепление, хватает мощности насоса «воздух-вода» 6 кВт. Работает с низкотемпературным отоплением – теплыми полами, потребляет 1.2 кВт/ч максимум. Вдобавок ночью нагревается вода в бойлере, когда дешевый тариф действует.

Температура пола даже в лютый мороз – 26°, так что в комнатах тепло. Других вариантов отопления не было, электрики мне выделили всего 3.5 кВт, а за подключение к ближайшему газопроводу просили 1 млн руб. Получается, по сравнению с газом мой тепловой насос уже окупился, по тем ценам я отдал за него 350 тыс. руб.

Кстати, многие в Подмосковье поступили так же и довольны.

Алексей, г. Киев, Украина. Знакомый недавно уже второй ТН поставил шведской фирмы Nibe. У него 2 дома, на первом лет 10 назад делал грунтовый контур, весь участок перекопал. Теперь взял воздушный для второго дома, доволен.

Покупает оборудование в Германии, везет его сюда хитрым способом и не переплачивает по здешним ценам. Геотермальным насосом топит дом из оцилиндровки, без утепления, площадь – порядка 270 м2.

«Воздух-воздух» купил для дома из пеноблоков с утеплением «мокрый фасад», там площади 140 квадратов всего.

Валентин, г. Волгоград, Россия. Хотел бы поделиться негативным опытом покупки и установки теплового насоса «воздух-вода» российского производства.

Менеджеры уверяли, что собирают аппарат из импортных комплектующих (не китайских!), все монтируют, налаживают и дают год гарантии (ерунда, конечно). На дом 200 м2 был приобретен ТН 16 кВт, после чего монтаж выполняла фирма – партнер.

На тот момент теплые полы были сделаны только в 2 помещениях, так что полноценно проверить работу оборудования не удалось. Когда закончили теплые полы и подключили к ТН, выяснилось, что его хватает на обогрев 2 комнат площадью 30 м. кв.

К этому моменту фирма – поставщик исчезла, а все приглашенные мной специалисты разводят руками и не могут разобраться в причине. Остался с этой чудо-техникой у разбитого корыта: в доме оборудование на полмиллиона рублей, а тепло в 2 помещениях.

Примечание. Текст реальных отзывов сокращен, но смысл и выраженная в цифрах информация осталась без изменений.

Тепловые насосы типа «вода-вода»

Данная версия отопительного агрегата приобретается людьми с определенным уровнем достатка, умеющих оценивать риски и взвешивать все за и против.

Отсюда грамотные и корректные отзывы о тепловых насосах «вода-вода»:

Игорь, г. Кременчуг, Украина. Приобрели кирпичное здание площадью 290 м2 с целью разместить на 1 этаже небольшое производство, на 2-м – офисные помещения. Рядом газопровод, но – высокого давления, для подключения нужно ГРП построить плюс соорудить котельную.

Все вместе превысило 40 тыс. у. е., поэтому обратили взор на тепловые насосы. Благо, обнаружился ресурс в виде грунтовых вод, залегающих неглубоко. Пробурили 2 скважины – заборную и сливную на расстоянии 20 м, глубина – 11 м.

В одну поставили харьковский насос погружного типа (мощность 350 Вт), подключили ПНД трубами диаметром 32 мм. Тепловой агрегат – плод стараний украинских умельцев, собранный из импортных узлов. В здании залили теплые полы, запустили систему.

На настройку ушло 2 дня, зато получили воду температурой 40°. После замеров выяснили, что СОР равен 3.6—4, отличный показатель.

Владимир, г. Курск, Россия. Как пользователь теплового насоса с 2-летним стажем, развею парочку мифов об альтернативной энергетике. Имеющиеся средства вложил в тепловой насос с наружным контуром, погруженным в водоем. По трубам рассол незамерзающий циркулирует.

Взял оборудование фирмы Weswen, потому что у соседа такое же. Результат: при —25° на улице в доме температура +24°, меня вполне устраивает. При более крепких морозах становится прохладнее, но меньше 20° не бывало. Разговоры о потерях тепла по пути в дома – это миф.

У меня в траншее трубы проходят, а у соседа прямо по улице. Хорошее утепление – и никаких потерь.

Геннадий, Киевская обл., Украина. Поделюсь интересным опытом. Владею торгово-офисным центром, рядом планирую строительство собственного дома. На территории пришлось построить канализационную станцию, она и 3 близлежащих дома обслуживает (на 20 квартир каждый).

Производительность станции – до 30 м3/сут., представьте, сколько тепла мимо кассы. Для пробы погрузили в одну емкость контур, купили недорогой ТН «вода-вода» и подключили к фанкойлам в офисном центре. Результат – треть здания обогревается.

По возможности буду докупать еще оборудование и уходить от газа, тарифы у нас драконовские.

Кирилл, г. Витебск, республика Беларусь. Поскольку мне на дом выделили электрической мощности 3.5 кВт, а газа поблизости не намечается, то оставалось только дровами топить. Знакомый посоветовал обратить внимание на речку и новые технологии отопления.

Опуская подробности, скажу: ТН «вода-вода» мощностью 6.4 кВт на мой дом 100 м2 вполне хватает. Дом хорошо утеплен пенопластом, полы – 150 мм, стены – 100 мм, кровля – 200 мм. Сделали добавочный контур и опустили в трехкамерный септик, теперь за счет этого нагревается вода на ГВС (бойлер 200 л).

В запасе стоит пеллетный котел, но пока пылится без дела.

Тепловые насосы «вода-вода» — оборудование специфичное и применяется не так часто, как прочие виды геотермальных систем. По эффективности они не уступают грунтовым контурам при условии, что есть достаточное количество воды в источнике (иначе – дебет скважины).

Тепловые насосы типа «грунт-вода»

Тепловые насосы типа «грунт-вода» — наиболее надежные поставщики тепловой энергии в любой климатической зоне, кроме вечной мерзлоты.

Отзывы о них соответствующие:

Сергей, Ростовская обл., Россия. Небольшой загородный коттедж 115 м2 решили обогревать грунтовым тепловым насосом, потому что подключиться к газовой трубе выйдет еще дороже.

Контур около 500 м уложили за 2 недели, оборудование быстро поставили, а вот настраивали его еще дней 15. В доме уже были сделаны теплые полы, так что проблем не возникло. Спустя год эксплуатации могу сказать в трех словах: комфортно, тепло, недорого.

О сроке окупаемости стараюсь не думать. Да, и трава с кустарниками во дворе растет как обычно, без изменений.

Игорь, г. Самара, Россия. 5 лет назад, когда строил дом из газобетона, сразу задумался об отоплении. Есть проблема с газом и электричеством, а дрова уже не для меня, заслуженного пенсионера. Сын вовремя предложил вариант с тепловым насосом, берущим тепло от земли.

Во время строительства закопали в котлован петлю из полиэтиленовой трубы 40 мм на глубине 2.5 м. Когда дом был готов, купили сам ТН, подключили трубы и на этом все. Насос 7.5 кВт не только обогревает площадь 100 м2, но и горячую воду готовит в бойлере 100 л.

Электричество мне отпускают по дневному и ночному тарифу, так что с расходами на отопление справляюсь.

Установить геотермальную систему в своем доме может не каждый, препятствие – величина первоначальных затрат.

 Надежнее всего – горизонтальный контур, его предпочитает большая часть домовладельцев, оставивших сообщения на форумах.

Наиболее обсуждаемая тема на форумах, касающаяся тепловых насосов «вода-вода» и «грунт-вода» (иначе – геотермальных систем) – это стоимость подобного оборудования и его монтажа, а главное, — срок окупаемости.

Актуальность вопроса выросла на фоне роста курса доллара на всем постсоветском пространстве, отчего дорогие европейские насосы стали еще недоступнее.

Альтернатива такая:

  • купить агрегат местной сборки;
  • изделия китайских производителей;
  • собрать тепловой насос самостоятельно.

Отзывы по теме неоднозначны:

Андрей, г. Астана, Казахстан. Партнер привез из Китая 4 тепловых насоса (воздушных) на пробу. В течение года умерли все, пришлось за счет фирмы менять компрессоры.

Валерий, г. Чернигов, Украина. Привез себе китайский ТН «вода-вода» бренда Meeting, до начала отопительного сезона запустил в тестовом режиме, работает как часы. Мощность – 12 кВт по цене 1100 у. е., со всеми доставками и установками вышло 2000 у. е. Пока что вопросов нет, воду греет до 50° и хорошо.

Александр, г. Астана, Казахстан. У себя дома поставил китайский «Клитэк – ТН24» на площадь 350 м2, уже пятый год молотит успешно. Поскольку зарабатываю на жизнь монтажом кондиционеров и ТН, то могу уверенно сказать: «Клитэки» — надежные «китайцы», я их поставил больше 50 штук и пока вопросов не возникало.

Эдуард, Сахалин, Россия. Эксплуатируем тепловой насос AHP 10L, проблем не было. Но недавно выскочила ошибка на дисплее и аппарат замер.

Обратились к установщикам, они обнаружили, что накрылась плата и ее надо заказывать с Китая. Приглашал разных спецов – холодильщиков, говорят, плата в порядке, а причину найти не могут. Что ни делали, ошибка не пропадает.

Потом все же обнаружили неполадку с другой платой, блока питания. Ждем, пока придет с Китая.

Евгений, г. Саратов Российской Федерации. ТН китайского производства Clitech CWR-12 мощностью 11 кВт в один прекрасный момент высветил ошибку и остановился. Причину обнаружить не могу. Заметил, что если протопить дровяную печку (есть в резерве), то ошибка пропадает сама и не появляется 3—5 суток. Так мы с «китайцем» и сработались…

 Различные неисправности и мелкие неприятности также преследуют тепловые насосы российской и украинской сборки любого типа. Но спрос на них есть из-за более демократичной цены (в 3—5 раз дешевле европейских или японских брендов)

Кроме того, возник новый тренд – изготавливать тепловые насосы самостоятельно, но это удается очень немногим домашним мастерам.

Выводы независимых экспертов

Специалисты по холодильным машинам, посещающие темы форумов с обсуждением различных тепловых насосов, высказывают свои мнения, суть которых сводится к следующему:

  • воздушные отопительные установки хорошо работают в южных регионах, с меньшей экономичностью – в средней полосе с умеренным климатом;
  • воздушным тепловым насосам не помешает подстраховка в виде другого источника тепла на случай сильных морозов;
  • не существует статистики, гласящей о реальной производительности ТН, даже в двух соседних домах одинаковые агрегаты могут работать по-разному;
  • при подборе и монтаже тепловой установки многое зависит от качества выполненных расчетов и производимых работ;
  • реальная окупаемость тепловых насосов может сильно отличаться в ту или иную сторону от расчетной и в лучшем случае составляет 6—8 лет.

Справедливости ради стоит привести мнения нескольких экспертов в данной области:

Михаил, г. Запорожье, Украина. Не пытаюсь никого отговаривать либо вставлять палки в колеса, но в нынешних условиях окупаемость бюджетного проекта может достигать 10—12 лет, при удачном стечении обстоятельств – 8 лет. И это без учета постоянного удорожания электроэнергии.

Виталий, г. Орел, Россия. На данный момент существуют единицы сервисных организаций, умеющих квалифицированно рассчитать параметры геотермальной системы и внедрить проект в жизнь по всем правилам. Без этого тепловой насос не сможет функционировать максимально эффективно. А большая часть продавцов и монтажников просто не разбирается в той теме, которую пытается навязать пользователю.

Дмитрий, г. Сочи, Россия. Недобросовестные китайские и российские производители вместе с фирмами – продавцами снижают репутацию тепловых насосов в нашей стране. Этому способствует низкое качество продуктов и безответственное ведение монтажных работ. В действительности геотермальные системы — это лучшая отопительная техника из всего, что придумал человек на сегодняшний день.

Невзирая на все проблемы, особенно финансовые, тепловые насосы различных типов продолжают медленно, но уверенно завоевывать популярность. Об этом свидетельствуют многочисленные отзывы домовладельцев, пользующихся установками таких брендов:

  • Mitsubishi Electric (линейка Zubadan);
  • Daikin (модельный ряд Altherma);
  • Viessmann (линейка Vitocal);
  • Vaillant;
  • Stiebel Eltron;
  • NIBE;
  • OCHSNER.

Из бюджетных брендов стоит отметить фирму DanHeat и китайско-американские агрегаты Mammoth. Учитывая, что углеводородное топливо, а вслед за ним и электричество продолжают расти в цене, наступит момент, когда тепловые насосы сравняются по стоимости с другими видами отопления, превосходя их по эффективности втрое.

Читайте также:  Самостоятельное изготовление бура для бурения скважины

Источник: http://energylogia.com/home/otoplenie/otzyvy-vladeltsev-o-teplovyh-nasosah.html

Геотермальный тепловой насос своими руками: инструкция

Геотермальный тепловой насос своими руками

Геотермальный тепловой насос своими руками

Геотермальный тепловой насос – это инновационное средство организации автономного отопления в частных домах. Суть работы оборудования заключается в использовании в качестве источника нагрева или охлаждения теплоносителя естественной температуры земли.

Знойная жара или лютый мороз бушуют только на поверхности нашей планеты. Несколько метров вглубь, и температура становится практически постоянной. Зимой в глубине земли теплее, чем на поверхности почвы, а летом – холоднее.

Таким образом, системы с геотермальными насосами можно использовать не только для отопления, но и для охлаждения домов. Для более эффективной работы геотермальных насосов системы отопления с их участием часто объединяют с солнечными коллекторами.

Типовая схема насоса

Общие принципы действия геотермальных насосов

Понятие «геотермальный» для определения такого вида поддержания определенной температуры в доме не совсем правильно. Чаще всего под геотермальной энергией понимают нагрев определенных участков земной коры под воздействием магмы, поднимающейся из глубины Земли. Самый характерный пример – это горячие геотермальные источники.

Оборудование внутри дома

Разницу между температурой поверхностного слоя земли и температурой в ее глубине, можно использовать практически повсеместно. Многочисленные исследования показали, что уже на глубине 6 метров ниже уровня почвы ее температура постоянно равна среднегодовой температуре воздуха над этой точкой.

В зависимости от места расположения, температура на глубине 6 м будет составлять от +10 до +16°С. Область постоянной температуры обычно располагается между отметками глубины от 7 до 12 метров. Причина такого явления – тепловая инерция.

Как устроен геотермальный тепловой насос

Принцип работы теплового насоса, использующего разницу температур, практически аналогичен работе обычного холодильника или кондиционера.

Такие насосы передают тепло от холодного пространства в теплое, в направлении, противоположном естественному распространению тепла, либо по естественному направлению, ускоряя его передачу.

В первом случае система работает как холодильник, а во втором – как нагреватель.

Однако, такие насосы не всесильны. Специалисты считают, что их эффективность резко падает при падении температуры наружного воздуха ниже 5°С. КПД (показатель эффективности таких систем) колеблется в промежутке 3-6% в наиболее холодный период.

Затраты на монтаж таких отопительно-охладительных систем в целом выше, чем у других автономных источников отопления. По расчетам западных специалистов разница в цене проектирования и строительства обычно окупается в период от 3 до 10 лет в результате общей экономии энергии. Более высокие сроки окупаемости могут быть вызваны только целевым финансированием или введенными налоговыми льготами.

Срок службы качественно спроектированной и построенной системы отопления с использованием геотермальных тепловых насосов оценивается в 25 лет для внутренних компонентов системы и более полувека для наружного контура.

Траншея под трубы

Наружный контур системы прямого теплообмена

Варианты строительства систем, использующих разницу температур земли

Основной частью отопительной системы, построенной по такому принципу, является контур прямого теплообмена. Этот компонент стоит где-то от 1/5 до 1/2 общей стоимости системы и является наиболее громоздкой частью.

При строительстве такой системы очень важны первичные геологические исследования: ее энергоэффективность улучшается с примерно на 4% для каждого 1°С, выигранного от правильного расположения теплообменного контура.

При горизонтальном расположении теплообменных контуров на глубине от 1 до 2,4 м эта часть устройства будет испытывать сезонные циклы колебания температуры из-за естественного солнечного нагрева и потери тепла в атмосферный воздух на уровне земли. Эти циклы колебания температуры отстают от смены сезонов из-за тепловой инерции.

Глубокие вертикальные системы с залеганием теплообменников на отметках от 30 до 160 метров зависят только от геологической миграции тепла.

1.      Системы с прямым обменом

В тепловых насосах с прямым обменом используется непосредственный тепловой контакт с землей (в отличие от комбинации петли хладагента и водяной петли). Хладагент выходит из корпуса теплового насоса, циркулирует по петле из медной трубки, расположенной под землей, и обменивается теплом с грунтом перед возвращением к насосу.

Название «прямой обмен» относится к теплопередаче между петлей с хладагентом и землей без использования промежуточного жидкости.

В такой системе нет прямого взаимодействия между жидкостью и землей, имеется только передача тепла через стенку трубы.

Тепловые насосы с прямым обменом в настоящее время используются редко, их не следует путать с оборудованием, работающим на основании обмена теплом через промежуточные контуры.

Тем не менее, системы прямого обмена являются более эффективными и имеют потенциально более низкие затраты на установку, чем закрытые системы с водяным контуром. Высокая теплопроводность меди вносит свой вклад в повышение эффективности системы, но входящий тепловой поток преимущественно ограничен теплопроводностью земли, а не трубы.

Основными причинами высокой эффективности такого оборудования являются отсутствие водяного насоса (который использует электричество), отсутствие теплообменника между водой и хладагентом, который является источником тепловых потерь.

В тоже время они требуют большего количества хладагента, и их трубопроводные системы являются более дорогими.

2.      Системы с замкнутым контуром

Большинство из систем, устанавливаемых в настоящее время, имеют две петли:

  • первичный контур с хладагентом;
  • вторичный контур, заполненный водой, располагающийся под землей.

Вторичный контур, как правило, изготавливается из полиэтиленовых труб высокой прочности и содержит смесь воды и антифриза (пропиленглиголя, денатурированного спирта или метанола).

После выхода из внутреннего теплообменника, вода течет через вторичный контур вне здания, чтобы обмениваться теплом с землей перед возвращением. Вторичный контур располагается ниже линии замерзания, где температура является более стабильной или погружается в ближайший доступный водоем.

Системы, расположенные в земле, насыщенной влагой или в воде, как правило, более эффективны, чем сухие контуры заземления. Если земля в вашей местности сухая, то вместе с контуром рекомендуется размещать дренажный шланг, увлажняющий грунт вокруг контура заземления.

Закрытые системы имеют более низкую эффективность, чем системы прямого обмена, так как требуют более длинной трубопроводной системы и большого объема земляных или буровых работ.

Подземный контур геотермальной системы может быть установлен горизонтально в виде петли в траншеях или вертикально в виде нескольких длинных U-образных конструкций. Размер области петли зависит от типа почвы и содержания влаги, средней температуры и возможных потерь тепла, а также от иных характеристик.

3.      Замкнутые системы с вертикальным расположением труб

Контур такой замкнутой системы состоит из труб, которые вертикально уходят в грунт. Глубина проникновения составляет от 15 до 120 метров.

Пары труб в каждой скважине соединены с U-образным поперечным разъемом в нижней части шахты.

Скважины под трубы обычно заполняются специальным раствором, чтобы обеспечить тепловую связь с окружающей почвой или породой, для улучшения передачи тепла. Специальный раствор также защищает грунтовые воды от загрязнения.

Вертикальное расположение геотермальных труб

4.      Замкнутые системы с горизонтальным расположением труб

Контур такой замкнутой системы состоит из труб, которые проходят горизонтально в грунте.U-образные или кольцевые витки трубопровода закапываются в грунт ниже, чем линия промерзания.

Траншея с уложенным контуром

Земляные работы при монтаже такой системы обходятся вполовину дешевле, чем вертикальное бурение. Такая технология используется везде, где имеется достаточное пространство на участке.

Вариант строительства геотермальной системы

Для иллюстрации, отопительная система такого типа в отдельно стоящем доме, потребляющая  10 кВт тепловой мощности, потребует 3 петли длиной от 120 до 180 метров каждая.

5.      Система с направленным бурением

В качестве альтернативы, траншеи петли контура геотермального теплового насоса могут быть заложены с помощью технологии горизонтального бурения. Эта технология позволяет заложить трубы под дворы, подъездные пути, сады и другие элементы инфраструктуры, не разрушая их.

Стоимость такой системы колеблется между ценой конструкций с использованием траншей и ценой конструкции с вертикальным бурением.

Эта система может также отличается от конструкций с траншеями или с вертикальным бурением, так как петли могут бытьсоединены с одной центральной камерой, что еще больше снижает количество необходимого пространства.

Системы с использованием направленного бурения часто устанавливается ретроспективно, то есть уже после того, как здание было построено.

6.      Установка контура в водоеме

Теплообменный контур перед погружением на дно водоема

Замкнутая система с погружением контура на дно водоема состоит из трубопроводов, укладываемых в виде петель и расположенных на дне пруда соответствующего размера или другого водного источника.

Система с расположением труб в водоеме

7.      Открытые геотермальные тепловые системы

В открытых геотермальных системах (также называемых тепловыми грунтовыми насосами), во вторичный контур насосами закачивается природная вода из колодца или водоема. Затем вода поступает в теплообменник внутри теплового насоса. После извлечения тепла и переноса его на первичный контур хладагента вода возвращается в нагнетательные скважины, траншеи орошения или в водоем.

Подающая и обратная линии должны быть размещены достаточно далеко друг от друга, чтобы обеспечить тепловую подпитку источника.Поскольку химический состав воды не контролируется, тепловой насос и трубопроводы должны быть защищены от коррозии с помощью различных металлов в теплообменнике и насосе.

Также систему может загрязнять накипь и возможно, вам потребуется ее периодическая очистка.

В том случае, если используемая вода содержит высокий уровень солей, минералов, железа, бактерий или сероводорода, предпочтительнее использовать замкнутые системы.

Открытые отопительные геотермальные системы с использованием грунтовых вод, как правило, более эффективны, чем закрытые системы, так как они лучше используют разность температур. Так, системы с замкнутым контуром должны ещё передавать тепло через дополнительные слои стенки трубы и почвы.

Однако, при установке таких систем могут возникнуть юридические проблемы, потому что они могут делать скудными водоносные горизонты или загрязнять скважины. Это заставляет строителей использовать более экологичные замкнутые системы.

8.      Система со столбом жидкости

Система геотермального охлаждения или отопления является специализированным типом замкнутых систем. Вода в такую конструкцию поступает из нижней части глубокой скважины породы, пропускается через тепловой насос и возвращается в верхнюю часть скважины, где путешествуя вниз, обменивается теплом с окружающей породой.

Системы со столбом жидкости обычно используются при ограниченных площадях участка. Такая конструкция не рекомендуется к использованию на песчаных и глинистых почвах. Конструкция также может предусматривать несколько столбов жидкости. Она популярна в жилых и небольших коммерческих зданиях.

Основные узлы системы геотермального отопления

Жидкостно-воздушный тепловой насос

Тепловой насос является центральным блоком системы геотермального охлаждения или отопления. Внешне и функционально он напоминает холодильник.

Некоторые модели таких тепловых насосов могут не только отапливать помещения, но и охлаждать их, подогревать воду, обеспечивая потребность в горячем водоснабжении.

Нагретый или охлажденный воздух может быть доведен до конечного прибора системы отопления или кондиционирования за счет циркуляции воды или принудительной подачей воздух. Почти все виды тепловых насосов изготавливаются как для коммерческого, так и для бытового назначения.

Жидкостно-воздушные тепловые насосы (также называемые «вода-воздух») часто используются для замены устаревших центральных систем кондиционирования.

Жидкостно-водяной тепловой насос

Жидкостно-водяные тепловые насосы (также называемые «вода-вода») являются гидравлическими системами, которые используют два контура, заполненных жидкостью для теплообмена между ними.

Такие системы обычно питают теплоносителем такое оборудование, как полы с водяным подогревом, отопительные радиаторы с жидким теплоносителем. Такие устройства могут нагревать воду до температуры примерно в 50° C, в то время как температура теплоносителя на выходе из обычного отопительного котла достигает 65-95° C.

Таким образом, в системах с геотермальными насосами невозможно использовать радиаторы, предназначенные для более высоких температур.

Геотермальные тепловые насосы особенно хорошо подходят для напольного отопления, которое требует сравнительно низких температур до 40° C.

Использование больших поверхностей, таких как полы, в отличие от радиаторов, распределяет тепло более равномерно и позволяет эффективно использовать более низкую температуру воды.

Напольное покрытие из древесины или ковровые напольные покрытия ослабляют этот эффект, потому что термический КПД передачи этих материалов ниже, чем у каменных полов (плитка, бетон).

Также существуют комбинированные тепловые насосы, которые могут производить одновременную принудительную циркуляцию воздуха и воды. Эти системы в основном используются для домов, имеющих сочетание потребностей воздушного кондиционирования и жидкостного отопления.

Самостоятельная установка геотермальной отопительной системы

Самостоятельный монтаж геотермальной системы отопления и кондиционирования требует серьезного денежного вливания и определенных технологических навыков.

  1. Проводятся геологоразведочные мероприятия, определяется глубина промерзания грунта.
  2. Составляется проект системы, исходя из выбранной технологии (закрытая, открытая, с горизонтальным или вертикальным расположением контуров).
  3. Приобретается необходимое оборудование: трубы, тепловой насос. В зависимости от конфигурации системы подбираются необходимые элементы внутренней отопительной системы: радиаторы отопления, теплый водяной пол или фанкулеры (системы принудительного обдува).
  4. Производится монтаж системы. Бурятся скважины или прокладываются системы траншей, возможна подготовка к размещению трубопроводов в водоеме.
  5. После монтажа всех элементов производится подключение и тестовый запуск.

В связи с большим объемом и сложностью проводимых работ проектирование и строительство отопительно-охладительных геотермальных систем лучше поручать специализированной организации, имеющей необходимый опыт. И уж точно у вас вряд ли получится самостоятельно изготовить сам обменный тепловой насос — их производство в домашних условиях пока не очень распространено.

Чтобы более подробно ознакомиться с процессом строительства геотермальных тепловых насосов, посмотрите ознакомительное видео.

Видео — Геотермальный тепловой насос своими руками

Источник: https://kanalizaciyaseptik.ru/nasosnoe_oborudovanie/geotermalnyj-teplovoj-nasos-svoimi-rukami.html

Ссылка на основную публикацию