Статьи и Информация

Геотермальные ТНУ «Тепловые насосы».

Геотермальные ТНУ «Тепловые насосы».

На сегодняшний день геотермальный тепловой насос является наиболее эффективной энергосберегающей системой отопления и кондиционированияГеотермальные тепловые насосы получили широкое распространение в США, Канаде и странах Европейского Сообщества. Геотермальные системы устанавливаются в общественных зданиях, частных домах и на промышленных объектах. Толчок к развитию эти системы получили после энергетических кризисов 1973 и 1978 годов. В начале своего развития они устанавливались в домах высокой ценовой категории, но за счет применения современных технологий геотермальные тепловые насосы стали доступны многим потребителям. Они устанавливаются в новых зданиях или заменяют устаревшее оборудование с сохранением или незначительной модификацией прежней отопительной системы.

К настоящему времени масштабы внедрения геотермальных тепловых насосов в мире ошеломляют:

  • В США ежегодно производится около 1 млн. геотермальных тепловых насосов. При строительстве новых общественных зданий используются исключительно геотермальные тепловые насосы. Эта норма была закреплена Федеральным законодательством США.  
  • В Швеции 70% тепла обеспечивается тепловыми насосами. В Стокгольме 12% всего отопления города обеспечивается геотермальными тепловыми насосами общей мощностью 320 МВт, использующими как источник низкопотенциального тепла воды Балтийского моря с температурой + 8°С.
  • В Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов в размере 400 марок за каждый кВт установленной мощности.
  • Общий объём продаж выпускаемых за рубежом ТН составляет 125 млрд. долларов США, что превышает мировой объём продаж вооружений в 3 раза.
  • В мире по прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в теплоснабжении составит 75%.

Преимущества геотермальных систем.

  • Экономичность и эффективность.

Низкое энергопотребление достигается за счет высокого коэффициента преобразования системы (от 3 до 7) и позволяет получить на 1 кВт затраченной энергии 3-7 кВт тепловой энергии на выходе. Система исключительно долговечна и прослужит до 30 лет без особого внимания к себе. Срок окупаемости оборудования обычно не превышает 5 лет.

  • Гибкость.

Одна установка может контролировать отоплениеохлаждение и нагрев воды.

  • Комфорт.

В течение всего года создается желаемый климат в помещении, система работает устойчиво, колебания температуры и влажности минимальны. Отсутствует шум. Применяется мультизональный климатический контроль.

  • Дизайн.

Установка занимает минимум пространства и не нарушает целостность интерьера и концепцию фасада здания, так как нет внутреннего и внешнего блока.

  • Экология.

Экологически чистый метод отопления и кондиционирования, так как используется возобновляемая тепловая энергия земли. В окружающую среду не выделяется вредных веществ.

  • Надежность.

Надежное и долговечное оборудование, имеет срок службы до капитального ремонта более 15 лет. Работает полностью в автоматическом режиме. Обслуживание установок заключается в сезонном техническом осмотре и периодическом контроле режима работы.

  • Безопасность.

Установки даже высокой мощности имеют высокую степень безопасности, так как не связанны с горючими или взрывоопасными материалами, процессами горения, высокими температурами.

Принцип работы.

Геотермальная теплонасосная система работает как котел при отоплении и как кондиционер при охлаждении. Работа теплового насоса осуществляется в компрессионно-конденсаторном цикле. Теплоноситель (обычно вода) подается из земли или водоема в тепловой насос, где низко-потенциальное тепло Земли отбирается и передается по системе воздуховодов или трубопроводов к потребителю. В качестве низкопотенциального источника тепловой энергии может быть использовано тепло как естественного происхождения (наружный воздух; тепло грунта, тепло грунтовых и геотермальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов), так и тепло техногенного происхождения (вентиляционные выбросы, промышленные сбросы, очистные сооружения, тепло силовых трансформаторов и любое другое бросовое тепло). Цикл осуществляется с помощью электрического двигателя. Электричество приводит в действие электродвигатель, от которого механический момент передается на компрессор. Инициируется термодинамический цикл и тепло, накопленное землей или водоемом, отбирается теплообменниками теплового насоса. Электрическая энергия затрачивается только на перекачивание жидкости, но ничего удивительного в получении дополнительной энергии нет, т.к. используется уже накопленное Землей тепло. Сегодня тепловые насосы выпускаются тепловой мощностью от 2 кВт до 200 МВт. 

Сведения о некоторых источниках низкопотенциального тепла (ИНТ). 

ИНТ

Среда промежуточного контура

Температура источника, °С

Грунтовые   воды

вода

8..10

Грунт

рассол

2..10

Речная   и озерная вода

рассол

3..15

Канализационные   стоки

вода

10..20

Окружающий   воздух

воздух

5..20

Вытяжной   воздух

воздух

15..25

  Область применения тепловых насосов.

Тепловые насосы нашли широкое применение в различных отраслях промышленности, жилом и общественном секторах:

  • в общественных зданиях с кондиционированием воздуха обычно применяют реверсивные тепловые насосы, обеспечивающие охлаждение воздуха в теплый период и нагревание в холодный период года;
  • в жилищно-коммунальном секторе с помощью ТН может осуществляться автономное теплоснабжение коттеджей и отдельных зданий для отопления и горячего водоснабжения, а так же осуществляется кондиционирование в летний период года;
  • на промышленных предприятиях различных отраслей тепловые насосы применяют для утилизации теплоты низкопотенциальных технологических выбросов, водооборотных систем и стоков, с целью использования такого тепла для теплоснабженияотопления и горячего водоснабжения. При необходимости используется и вырабатываемый тепловыми насосами холод.

Варианты применения геотермальных тепловых насосов.

1.) Тепловые насосы открытого цикла используют грунтовые или поверхностные воды как главный источник энергии. Теплоноситель подается непосредственно из водоема, и после прохождения цикла, охлажденным возвращается обратно. При идеальных условиях, использование ТН с открытым циклом может быть наиболее экономичным типом геотермальной системы.

geot

2.) Тепловые насосы с закрытым водоемным циклом крайне экономичны, так как при установке используется доступный водоем или река, и отсутствуют затраты на земляные работы. Спирали труб просто помещаются на дно водоема или реки.

geot1

3.) Тепловые насосы с горизонтальным теплообменником рассматриваются лишь при наличии поверхности необходимой площади. Замкнутый контур теплообменника укладывается горизонтально в глубокие (1,5 метра) траншеи, длина которых варьируется от 100 до 300 метров.

geot2

4.) Замкнутый контур теплообменника в виде U-образной трубки устанавливается вертикально в подготовленные отверстия-скважины малого диаметра глубиной 25-100 метров. Применяется в тяжелом грунте или при ограниченности участка.

geot3

5.) Использование солнечных коллекторов совместно с тепловым насосомСолнечные коллекторы и искусственные соляные водоемы используются как дополнительные источники тепла и прекрасно дополняют тепловые насосы 6 месяцев в году (с апреля по сентябрь).

geot4

Схема применения геотермального теплового насоса для отопления и горячего водоснабжения частного загородного дома.

Данная схема содержит резервные пиковые электрические подогреватели для контура отопления и приготовления горячей воды, а так же солнечный коллектор.

geot5

Где (А) - грунтовый зонд или грунтовый коллектор; (B) - распределитель рассола; (С) - датчик наружной температуры; (D) - отопительный контур; (E) - солнечный коллектор; VL - подающий трубопровод; RL - обратный трубопровод.

1. Тепловой насос с контроллером.

2. Циркуляционный насос первичного контура (рассол).

3. Циркуляционный насос вторичного контура (вода).

4. Трех ходовой переключающий клапан.

5. Буферный аккумулятор и нагреватель сетевой воды.

6. Верхний датчик температуры контура отопления.

7. Нижний датчик температуры контура отопления.

8. Циркуляционный насос системы отопления.

9. Датчик температуры горячего водоснабжения.

10. Система дополнительного электронагрева.

11. Датчик температуры отопления.

12. Датчик температуры буферного аккумулятора.

13. Циркуляционный насос коллектора.

14. Датчик температуры коллектора.

15. Система электронного регулирования. 

Навигация

Наши социальные сети

Image
354071, Россия Краснодарский край г.Сочи

Контактный телефон

+7 (918) 402-75-96

Электронная почта :

Cоциальные сети :