Россию можно назвать самой холодной страной мира. Для нормального функционирования промышленных объектов и обеспечения необходимых условий проживания людей, 40% всех потребляемых энергетических ресурсов расходуется на получение тепла. Надежность поставки тепловой энергии в течение всего года остается крайне актуальной задачей. Помочь решить ее может широкое применение геотермальных тепловых насосов, в которых источником тепла служит низкопотенциальная энергия поверхностных слоев земли, преобразующаяся специальным образом в высокопотенциальное тепло для систем отопления и горячего водоснабжения помещений.
- контур с незамерзающей жидкостью, антифризом;
- контур теплового насоса;
- контур системы отопления здания.
Первый контур представляет собой магистраль трубопровода, обычно из пластика, по которому движется незамерзающая жидкость, в качестве которой могут использоваться растворы хлористого кальция, метанола или этиленгликоля. Антифриз поглощает тепловую энергию грунта и несет ее к контуру теплового насоса. Для средней полосы России температура грунта ниже уровня промерзания составляет +5÷8°С.
Контур теплового насоса содержит фреон. У него низкая температура кипения и уже при температуре выше 3°C он переходит в парообразное состояние. Проходя по теплообменнику, незамерзающий теплоноситель передает полученное из земли тепло второму контуру. Фреон испаряется и поступает в компрессор, где подвергается сжатию до 4-26 атмосфер, при этом его температура резко возрастает до +8÷75°С.
Разогретый хладагент (фреон) проходит по второму теплообменнику и нагревает теплоноситель системы отопления или горячего водоснабжения. Далее рабочая среда внутреннего контура теплового насоса конденсируется и цикл повторяется вновь.
По способу забора низкопотенциального тепла геотермальные тепловые насосы подразделяются на два вида.
Для средней полосы России, где грунтовые воды на относительно небольшой глубине имеются практически повсеместно, такой способ может быть достаточно актуальным. Вода забирается непосредственно из одного источника в земле, например, из скважины, перекачивается к теплообменнику внутреннего контура теплового насоса, а потом сбрасывается в другое место, например, вторую пробуренную скважину. При правильном и внимательном обустройстве системы, данный метод не наносит какого-либо ущерба грунтовым водам, не загрязняет их и не меняет уровень в водоносном горизонте.
Насосы, в которых происходит отбор низкопотенциального тепла из сухого или влажного грунта, работают по закрытой схеме c горизонтальным или вертикальным расположением помещенных в землю труб.
При горизонтальном размещении, предварительно роются траншеи глубиной ниже уровня промерзания грунта. Трубы в траншеях могут быть уложены в виде змейки, петель или спирали. Примерно, можно принять площадь необходимого участка для залегания труб равной 2-3 отапливаемым площадям дома. В дальнейшем эта территория подойдет только для обустройства, например, газона или цветника. Теплопроизводительность системы зависит от состава и влажности грунта. В среднем, можно получить 10-40 Вт с одного м².
При вертикальном размещении трубопроводов необходимо бурить скважины глубиной до 150 м. Обычно их диаметр составляет 110-150 мм. На глубине температура грунта составляет около 10°С и с каждого погонного метра можно снять 30-100 Вт тепловой мощности.
- «труба в трубе» - внутрь обсадной колонны заводится труба с подающим теплоносителем, по образованному межтрубному зазору циркулирует обратная вода, уносящая с собой тепло к теплообменнику внутреннего контура, взятое от стенок обсадной трубы;
- U – образная труба. Согнутая петлей труба, по которой замкнуто циркулирует теплоноситель, помещается в ствол скважины. Площадь теплосъема при такой компоновке получается меньше, чем в предыдущем варианте.
Написать комментарий
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с политикой конфиденциальности