Тепловые насосы «земля-земля», извлекающие тепло из земли для отопления, являются флагманским примером устройства, использующего возобновляемую энергию. Теплоноситель циркулирует по системе труб, проложенной в земле, называемой коллектором или теплообменником. В зависимости от площади участка, мы можем выбрать вертикальный, горизонтальный или спиральный грунтовой теплообменник.

Тепловой насос - это устройство, использующее тепло окружающей среды для обогрева помещений, т. е. от т. н. нижний источник тепла. В случае геотермальных тепловых насосов нижним источником является почва. Лучше всего, когда земля влажная и глинистая, потому что сухой песок дает в несколько раз меньше тепла.

Грунтовый теплообменник, размещенный в земле - в зависимости от размера нашего участка - вертикально, горизонтально или по спирали - принимает тепло и передает его среде, циркулирующей в системе труб, а затем транспортирует его в систему отопления.

У такого отопления на самом деле одни плюсы: оно не потребляет никакого топлива, не выделяет выхлопных газов, и вам не нужно платить за использование выработанной тепловой энергии. Однако остаются затраты на электроэнергию, которая необходима для питания теплового насоса. К счастью, насоса много не нужно.

Для большого участка - горизонтальный теплообменник

В случае горизонтального трубчатого теплообменника оптимальная глубина составляет 0,2-0,5 м ниже линии промерзания. Однако если есть водоток на относительно небольшой глубине, то лучшим решением будет размещение труб в нем. В этом случае тепловой насос достигает более высокого КПД. Трубы горизонтального теплообменника укладываются в заранее подготовленную траншею с размерами, соответствующими необходимой площади теплообменника.Их проводят в виде змеевика (меандра) по всей поверхности выемки, с определенными интервалами между соседними участками. Расстояние между ними должно быть не менее 0,4 м и не более 1,2 м – в зависимости от типа почвы, определяющей ее способность к «регенерации» (восполнению тепла). Чем дольше поверхность земли мерзлая, тем больше должны быть
расстояния.Имейте в виду, что тепловая мощность теплообменника зависит не от длины трубы, а от поверхности земли, на которой она уложена. Меньшее расстояние не позволяет отбирать от него больше тепла, но требует более длинной трубы. Это приводит к более высоким капиталовложениям и эксплуатационным расходам, поскольку для перекачки рассола по более длинной трубе требуется более мощный циркуляционный насос. С другой стороны, слишком большое расстояние между трубами означает, что тепло не поступает в предполагаемом количестве, поэтому мощность теплообменника ниже.

Тепловой насос с вертикальным теплообменником

Тепловой насос достигает более высокого КПД, когда трубы теплообменника размещаются вертикально в земле - в скважинах глубиной 40-150 м. Это связано с тем, что на глубине ниже 10 м температура грунта круглый год составляет около 10°Co C - зимой почти на десять больше, чем на глубине 1,5 м. Однако исполнение вертикального теплообменника явно дороже горизонтального. Это вертикальные отрезки трубы, образующие петлю (труба опускается в колодец, разворачивается на дне и выводится вверх). Их называют геотермальными зондами. В этом случае рассчитывается не площадь, а общая длина теплообменника, который обычно состоит из более чем одного зонда. Одна или две пары трубок (U-образные или двойные U-образные зонды) вставляются в вертикальные скважины. Ввод трубы в скважину облегчает оголовок - элемент, соединяющий вертикальные трубы, который можно приспособить к использованию дополнительной заправочной (выталкивающей) трубы.В просверленное отверстие просовывается головка, а вместе с ней и трубы теплообменника. Затем через заливную трубу в скважину вводят бетонно-цементную смесь.

  • Цемент – необходим на каждой строительной площадке. Виды цемента и их применение>
  • Как сделать хороший бетон В20 (С16/20) самостоятельно>

В U-образном теплообменнике жидкость стекает к головке по одной трубе и возвращается из нее по другой. В теплообменнике двойного U - он течет по двум трубам вниз и двум вверх. Расстояние между колодцами глубиной до 50 м должно быть не менее 5 м, а в случае более глубоких - 8-15 м. Они должны располагаться в линию, перпендикулярную направлению движения грунтовых вод.

Спиральный теплообменник

Другим типом коллекторов являются спиральные теплообменники. Укладываются они по тому же принципу, что и горизонтальный теплообменник, за исключением того, что труба имеет спиралевидную форму.Для их установки требуется меньше места, чем для горизонтального теплообменника, а монтажные работы менее трудоемки, чем для горизонтального теплообменника.

Узнайте больше о тепловых насосах:

  • Принцип работы буферной емкости в теплонасосной установке>
  • Может ли тепловой насос охлаждать?>
  • Сотрудничество между тепловым насосом и фотогальваникой: преимущества и решения>

ВИДЕО: тепловой насос – как обогреть дом?

Категория:

Реконструкция