Геотермальные системы отопления и охлаждения

Геотермальная энергия - экологически чистый источник энергии, используемый для питания во многих областях, наиболее часто применяется для систем нагрева и охлаждения. Его использование на протяжении многих лет доказало его надежность и высокую экономическую эффективность.

Геотермальные системы отопления и охлаждения широко используются во многих промышленных и бытовых применениях. Источник этой энергии кроется в недрах нашей планеты, солнечной энергии, получаемой на поверхности, а также из-за разложения минеральных пород в недрах планеты. Археологами было обнаружено несколько древних останков и доказательств использования геотермальных систем отопления. Это можно проследить с древней цивилизации долины Инда, Римской империи, и в последующие периоды в истории человечества. В настоящее время, их основное использование заключается в производстве электроэнергии.

В целом большинство приложений, работающих на электроэнергии, вырабатываемой этими системами используются для отопления помещений, опреснения воды, строительства, сельского хозяйства и т. д. Это требует установки системы, которая может быть обеспечена различными способами. Земля под нашими ногами является отличным источником геотермальной энергии. Это можно сделать при помощи определенного оборудования.

 

Геотермальные тепловые насосы

Весь процесс нагрева и охлаждения контролируется геотермальным тепловым насосом, который сам по себе является очень сложной системой. Насосное оборудование, главным образом состоит из водопроводных труб, компрессорных установок, установок обработки воздуха, теплообменного оборудования, отводов, смеси хладагента и т. д. Насосная система главным образом работает на цикличности хладагента и поглощении и выделение тепла. Более одного миллиона единиц геотермальных тепловых насосов установлены по всему миру. Впервые этот процесс описал австрийский изобретатель по имени Петер фон Риттенгер, в 1855 году, и создал по его описаниям Лорд Кельвин в 1853 году. Геотермальные системы отопления и охлаждения можно разделить на две категории: с замкнутым и открытым циклом.

 

  1. Замкнутая система

Эта система работает на основе непрерывной петли трубопровода, который проходит под поверхностью земли. В этом типе, несущая жидкость по трубе выходит из земли на корпус шкафа или блока компрессора. Второй цикл, в основном размещен ниже уровня подземных вод, или погруженного в воду тела, если это возможно. Причина в том, что тепло может поглощаться или выделяться в воду более эффективно, чем в твердые поверхности. Такой трубопровод может быть изготовлен из полиэтилена или синтетических материалов. Хладагент может состоять из смеси воды, пропилена и метилового спирта.

Геотермальные системы отопления и охлаждения

Теплообмен между двумя петлями можно осуществить с помощью теплообменного блока, вместе с расширительными баками и насосными клапанами. Зацикливание размера в основном зависит от содержания влаги в породах, а также от типа грунта в районе, где поставили систему. КПД замкнутой системы меньше, чем открытой, а значит, для всего процесса необходимы более длинные трубопроводы, в целях повышения качества горячего или холодного воздуха.

 

Недостаток: Эта система включает высокие расходы, необходимо раскопать землю на установку всего блока.

 

Существует три основных подвида замкнутой системы:

  • Горизонтальная установка
  • Вертикальная установка
  • Установка резервуара

 

Если в непосредственной близости от дома есть большая свободная зона, могут быть использованы горизонтальные циклы. Разветвленная сеть труб может располагаться чуть ниже поверхности грунта и ниже уровня промерзания почвы. Если есть достаточно места для рытья, может быть использована сложная сеть горизонтальных труб. Спиральные петли представляют собой другую разновидность этого типа, в котором трубы расположены в спиральном порядке, а не по прямым линиям. Эта техника очень популярна среди некоммерческих строек, с методом вертикального бурения. Способ обтяжки предполагает размещение труб таким образом, что они скручиваются в слои друг над другом, таким образом, экономя пространство и увеличивая эффективность поглощения тепла. Рекомендуется для размещения узлов трубопроводов на небольшой глубине, для лучшего поглощения тепла горными породами, получаемого от Солнца. Зимой сохраненное тепло очень полезно для мгновенной подачи теплого воздуха в дом.

 Геотермальные системы отопления и охлаждения

В случае ограничения земельного участка под хранение, решить проблему могут вертикальные петли, зарытые глубоко в недрах земли в вертикальном порядке. Трубы соединены между собой U-загибом в нижней части, таким образом, завершая цикл. Они крепятся на горизонтальных участках трубопроводов в верхних частях, к которым дополнительно подключаются обработчики воздуха и компрессорные установки. Скважины или шпуры заполняются материалом под названием затирка. Это помогает в эффективной передаче тепла от камней к трубам, а также предотвращает попадание грунтовых вод в систему и загрязнения источников. Еще одно преимущество этого материала включает в себя уменьшение последствий затопления скважины, которая проходит в основном во время сезона дождей. Стоимость монтажа этих труб больше, чем горизонтальные петли, и требует больших усилий по настройке. Однако, для этой цели вполне достаточно даже небольшой площади, и эффективность нагрева такая же, как в случае с горизонтальными петлями.

 Геотермальные системы отопления и охлаждения

Если недалеко от вашего дома есть природный пруд или достаточно большая яма, это может оказаться большим преимуществом в отношении установки этих систем. В этом методе, петли, опускаются в водоем и заполняются жидкостью. Это возможно путем их крепления к раме и опускание ниже уровня воды пруда. Установка разработана таким образом, что может быть возможным только тогда, когда пруд или источник воды удовлетворяет необходимым условиям, достаточная глубина, качество и объем пруда. В основном, трубы контуров настроены примерно на 10 метров ниже уровня воды.

 

  1. Системы открытого цикла

Механизм работы этих систем является в точности противоположным закрытой системе. Он также известен как тепловой насос грунтовых вод, и использует два отдельных водоема для каждого змеевика. Вода подается из водоема, в тепловой насос, и распространяется через блок. В зависимости от сезона, горячий или холодный воздух подается внутрь здания или дома, на первичном контуре. Другой водоем, это колодец, пруд и т. д. Установка системы с открытым циклом целесообразна только в тех областях, которые имеют большое количество водоемов, которые в основном состоят из чистой воды.

Геотермальные системы отопления и охлаждения

Таким образом, в этой системе два отдельных источника используются для сложения/вычитания тепла от подаваемой воды и последующего переноса воздуха.

 

Недостатки:

  1. Эта система более эффективна, чем замкнутая, но имеет недостаток в том, что из подземных источников или любых других система может загрязняться; это вредит потоку воды, и, следовательно, механизму теплового насоса, которая состоит из обмена тепла с грунтовыми водами.
  2. Кроме того, источники воды или колодцы должны быть расположены далеко друг от друга для лучшей проводимости.

 

Гибридные системы

В этих системах предоставляемых компанией venta-nt.ru необходимы два или более источника воды, к примеру, две соседние скважины. Эта техника использует сочетание источников тепла, отсюда и название гибридные системы. Если их нет рядом друг с другом, равновесная температура не будет поддерживаться, так как скважины для подпитки и разгрузки и их уровень тепла зависят от сезона. Вода черпается из части рядом с одной из скважин, и используется для передачи в тепловые насосы. В зависимости от сезона, тепло отнимается или прибавляется, а остальная вода возвращается в верхнюю часть колодца. Затем эта вода возвращается вниз к скале и заряжаться теплом от твердых пород и минералов. Эту систему можно назвать вариантом открытого типа петли.

Сейчас, особенно в летний сезон, дополнительное тепло от воды можно хранить в колодце. Температура увеличивает толщу воды, и это может выступать в качестве охлаждающей жидкости. Путем бурения отверстие между скважинами, холодную воду из второго можно смешать с уже нагретой, образуя охладитель воздуха в летний сезон. Кроме того, дополнительно сохраненное тепло может использоваться зимой.


.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить