Геотермальні системи опалення та кондиціонування . Розумний Будинок

20.10.2015

Геотермальні системи опалення та кондиціонування
Геотермальні теплові насоси

На сьогоднішній день геотермальний тепловий насос (Geothermal Heat Pump або GHP система) є найбільш ефективної енергозберігаючої системою опалення та кондиціювання. Геотермальні теплові насоси отримали широке розповсюдження в США, Канаді та країнах Європейського Співтовариства. GHP системи встановлюються в громадських будівлях, в приватних будинках і на промислових об’єктах. Поштовх до розвитку GHP системи отримали після енергетичних криз 1973 та 1978 років. На початку свого розвитку GHP системи встановлювалися в будинках вищої цінової категорії, але за рахунок застосування сучасних технологій геотермальні теплові насоси стали доступні багатьом американцям. Вони встановлюються в нових будівлях або замінюють застаріле обладнання зі збереженням або незначною модифікацією попередньої опалювальної системи. Геотермальний тепловий насос був встановлений навіть в широко відомому хмарочосі Нью-Йорка The Empire State Building.

До цього часу масштаби впровадження геотермальних теплових насосів в світі приголомшують:

У США щорічно виробляється близько 1 млн. геотермальних теплових насосів. При будівництві нових громадських будівель використовуються виключно геотермальні теплові насоси. Ця норма була закріплена Федеральним законодавством США.

У Швеції 70% тепла забезпечується тепловими насосами. У Стокгольмі 12% всього опалення міста забезпечується геотермальними тепловими насосами загальною потужністю 320 МВт, які використовують як джерело тепла … Балтійське море з температурою + 8°С.

У Німеччині передбачена дотація держави на установку теплових насосів в розмірі 400 марок за кожен кВт встановленої потужності.

Загальний обсяг продажів випускаються за кордоном ТН становить 125 млрд. доларів США, що перевищує світовий обсяг продажів озброєнь в 3 рази.

У світі за прогнозами Світового Енергетичного Комітету, до 2020 року частка геотермальних теплових насосів в теплопостачанні складе 75%

Чому теплові насоси

Тому що дуже скоро люди перестануть так необдумано витрачати стрімко зменшуються запаси викопного палива на нашій планеті і впритул займуться пошуками нетрадиційних джерел енергії, здатних забезпечити суспільство послугами за теплохладоснабжению і по подачі гарячої води.

І сьогодні використання геотермальної енергії — це один з найбільш ефективних способів знизити рівень теплового забруднення планети Земля та надати людям ефективну і економічну альтернативу конвенциальным системам життєзабезпечення.

Встановлення системи опалення та кондиціонування — рішення, яке зачіпає комфорт домовласника — і гаманець — протягом довгих наступних років. Тому сьогодні все більше і більше людей обирають системи, засновані на використанні теплових насосів, які є найбільш рентабельними системами з самим тривалим терміном служби з усіх нині відомих систем опалення та кондиціонування на світовому ринку. Плюс, вони забезпечує вільну гарячу воду як побічний продукт кондиціонування повітря.

Переваги:

Економічність. GHP системи економлять людям гроші в обслуговуванні і в дії. У той час як початкова ціна системи може бути трохи вище, ніж газового котла або центральної системи кондиціонування, це не заважає домовласникові економити гроші щомісяця в процесі експлуатації цієї системи. Низьке енергоспоживання досягається за рахунок високого ККД GHP системи (від 300% до 700%) і дозволяє отримати на 1 кВт витраченої енергії 3-7 кВт теплової енергії або 15-25 кВт потужності по охолодженню на виході. Система виключно довговічна і прослужить від 25 до 50 років без особливої уваги до себе. Він зігріє Вас холодною зимою, принесе прохолоду спекотним літом, і цілий рік забезпечуватиме Вас гарячою водою для ванни, сауни і навіть басейну. Питання клімату буде вирішено повністю, оскільки відпадає необхідність обслуговування, заправку фреоном і складнощі із запуском, властиві котлів і кондиціонерів.

Гнучкість. Одиночний модуль контролює опалення, охолодження і нагрівання води.

Комфорт. Подібно типовим систем опалення, GHP системи використовують повітря (ductwork), воду (water heat changer) або передачу тепла в приміщення через площу підлоги (infloor system). При роботі з будь-яким з перерахованих типів передачі тепла, GHP система працює стійко, коливання температури і вологості в приміщенні мінімальні. Відсутній шум. Застосовується мультизональний кліматичний контроль.

Дизайн Установка GHP не порушує цілісність інтер’єру і концепцію фасаду будівлі, оскільки немає внутрішнього та зовнішнього блоку. GHP займає мінімум простору, і про нього стане відомо Вашим гостям тільки, якщо Ви цього захочете.

Екологія Екологічно чистий метод опалення та кондиціонування, т. к. використовується відновлювальна теплова енергія землі. Майже 40 % всієї емісії вуглецевого діоксиду — результат використання енергії для опалення, кондиціювання та для забезпечення потреби населення та промисловості в гарячій воді. Це майже порівнянно з рівнем шкоди, приносимым викидом в атмосферу вихлопних автомобільних газів. GHP системи являють собою системи, що працюють на джерелі нетрадиційної енергії, що дозволяє приблизно на 60% зменшити викид в атмосферу вуглецевого діоксиду.

Надійність і довговічність системи GHP системи використовують невелику кількість механічних компонентів, і, якщо врахувати, що компресорні системи зазвичай мають дуже великий термін експлуатації, то геотермальні системи довговічні і високо надійні. Підземний трубопровід (петля), використовуваний у системі має гарантію до 50-ти років і сама система безпосередньо буде слугувати від 20-ти до 30-ти років і більше.

Безпека. Геотермальні системи безпечні і чисті, тому що немає ніякого вогню згоряння, ніяких витяжних труб, і ніяких ароматів; тільки безпечне, надійне дія рік за роком .

Принцип роботи GHP система працює як котел при опаленні і як кондиціонер при охолодженні. Робота теплового насоса здійснюється в компресійно-конденсаторном циклі. Теплоносій (зазвичай вода) подається з землі або водойми в тепловий насос, де низько потенційне тепло Землі відбирається і передається по системі повітроводів або трубопроводів до споживача. В якості низкопотенційного джерела теплової енергії може бути використане тепло як природного походження (зовнішнє повітря; тепло грунтових, артезіанських і термальних вод; води річок, озер, морів та інших незамерзаючих природних водойм), так і тепло техногенного походження (промислові скиди, очисні споруди, тепло силових трансформаторів і будь-яке інше витіснить тепло). Цикл приводиться в дію електричним двигуном. Енергетичний цикл можна представити дещо інакше. Електрика приводить в дію електродвигун, від якого механічний момент передається на компресор. Ініціюється термодинамічний цикл і тепло, накопичене землею або водоймою, відбирається теплообмінниками теплового насоса. Електрична енергія витрачається тільки на перекачування рідини, але нічого дивного в отриманні додаткової енергії немає, оскільки використовується вже накопичене Землею тепло. Сьогодні теплові насоси випускаються тепловою потужністю від 2 кВт до 200 МВт. Взимку GHP система тепло незахололій землі передає в будинок. Цей же цикл використовується і при нагріванні води. Влітку GHP система надлишки тепла в будинку передає через теплообмінник в зворотному напрямку.

Область застосування теплових насосів Теплові насоси знайшли широке застосування в різних галузях промисловості, житловому та громадському секторах: у громадських будинках з кондиціонуванням повітря зазвичай застосовують комбінований кондиціонери, які забезпечують охолодження повітря в теплий період і нагрівання в режимі теплового насоса в холодний; в житлово-комунальному секторі з допомогою ТН може здійснюватися автономне теплопостачання котеджів і окремих будівель; на промислових підприємствах теплові насоси застосовують для утилізації теплоти низькопотенційних ВЕР, водооборотних систем, стоків з метою використання такого тепла для теплопостачання, опалення і гарячого водопостачання. Типи пристроїв

Геотермальний тепловий насос з відкритим циклом (open loop) Теплові насоси відкритого циклу використовують грунтові води як головне джерело енергії. Теплоносій подається безпосередньо з водойми і після проходження циклу охолодженим повертається назад. При ідеальних умовах, використання ТН з відкритим циклом може бути найбільш економічним типом геотермальної системи.

Геотермальний тепловий насос з водоемным циклом (pond loop) Теплові насоси з закритим водоемным циклом вкрай економічні, так як при установці використовується доступний водойма, і відсутні витрати на земляні роботи. Спіралі труб просто поміщаються на дно водойми.

Геотермальний тепловий насос з вертикальним теплообмінником (vertical loops) Замкнутий контур теплообмінника встановлюється вертикально в підготовлені отвори. Застосовується у важкому грунті або при обмеженості простору ділянки. Бурове обладнання використовується для свердління отворів малого діаметру на глибину 25 — 90 метрів .

Геотермальний тепловий насос з горизонтальним теплообмінником (horizontal loop) Теплові насоси з горизонтальним теплообмінником розглядаються лише при наявності необхідної площі поверхні. Замкнутий контур теплообмінника укладається горизонтально в глибокі траншеї, довжина яких варіюється від 30 до 120 метрів.

Короткий опис статті: геотермальне опалення Геотермальні теплові насоси На сьогоднішній день геотермальний тепловий насос

Джерело: Геотермальні системи опалення та кондиціонування | Розумний Будинок — Нижній Новгород

Також ви можете прочитати