Принцип работы геотермального отопления
Что такое геотермальное отопление - принцип работы геотермального насоса
Найдите здесь лучшее для себя:
принцип работы геотермального насоса
Что такое геотермальное отопление
Что такое геотермальное отопление?
При правильных условиях геотермальное отопление - доступное и удобное решение проблем с отоплением. С помощью геотермальной системы отопления можно извлекать солнечную энергию, хранящуюся в земле, и использовать ее, например, для напольного или радиаторного отопления. Летом геотермальную систему отопления можно использовать для охлаждения воздуха в доме. Для забора тепла из земли вокруг здания на глубине 1–1,2 метра прокладывается коллектор. Наземный коллектор - это, по сути, труба, внутри которой циркулирует специальная жидкость. Нагретая жидкость направляется в геотермальный насос, а затем тепло передается в отапливаемое здание. Затем охлажденная жидкость возвращается в коллектор для сбора тепла. Как правило, чем влажнее почва, тем больше тепловой энергии из нее можно извлечь.
Также немаловажную роль играет длина коллектора и его правильная прокладка. Больше всего выигрыш от геотермальной системы отопления ощутим в надлежащим образом утепленных домах. Также важно, чтобы в доме было водяное или радиаторное отопление.
Принцип работы геотермального насоса
Тепловая энергия собирается с помощью циркулирующей внутри коллектора жидкости, которая направляется в испаритель теплового насоса, где энергия от наземного коллектора нагревает фреон из жидкого состояния в газ. Затем газообразный фреон поступает в компрессор, где он сжимается. Сжатие газа повышает его температуру, а затем направляет его в теплообменник, через который собранная тепловая энергия передается для отопления и обеспечения горячей водой жилых помещений. Затем охлажденная жидкость возвращается в трубопровод наземного коллектора, и циркуляция начинается заново.
Преимущества геотермального отопления
1. Главным преимуществом геотермальной системы отопления является ее окупаемость.
Для работы геотермального теплового насоса необходима электроэнергия, но на 1 кВт ч потребляемой электроэнергии геотермальная система отопления производит в среднем 4 кВт тепловой энергии. Хотя установка системы требует более высоких начальных инвестиций, в долгосрочной перспективе они окупаются.
2. Выбирая геотермальную систему отопления, вы избавляете себя от необходимости строить котельную, соответствующую правилам пожарной безопасности. Также такая система не требует проектирования и строительства безопасного дополнительного места для хранения топлива. Поскольку геотермальный насос работает автономно, нет необходимости заниматься вырубкой деревьев или нагреванием котла.
3. При геотермальном отоплении не образуется неприятного и вредного дыма или сажи. Кроме того, во время процесса не образуются вредные для окружающей среды газы или продукты сгорания. У качественного геотермального насоса небольшие размеры; он малошумен.
4. Геотермальная система отопления служит долго.
Трубы коллектора работают под землей до 100 лет, а средний срок службы компрессора составляет 20-30 лет.
5. Безопасность превыше всего! Качественная система геотермального отопления безопасна, потому что не излучает большое количество тепла и открытого пламени.
Задайте дополнительные вопросы эксперту!
ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ "ВОЗДУХ-ВОДА", ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ, СОЛНЕЧНЫЕ ПАНЕЛИ
принцип работы геотермальной системы отопления на примерах фото и видео
Содержание:
1. Первые геотермальные отопительные системы
2. Принцип работы геотермального отопления
3. Технические особенности работы системы отопления геотермального типа
4. Достоинства геотермального отопления
Если в давние времена влияние человека на окружающую его среду было незначительным, то с появлением различных механизмов и сложного оборудования эффект, оказываемый этими приборами, является крайне негативным. Многочисленные тепловые электростанции, фабрики, заводы и иные предприятия, как известно, загрязняют природу, нанося серьезный вред экологии.
Именно поэтому не так давно были разработаны специальные геотермальные системы отопления, призванные стать альтернативой традиционным системам теплоснабжения помещения. Ведь очень выгодно устанавливать геотермальное отопление принцип работы которого весьма эффективен и практичен.
На территории постсоветского пространства такой вариант обогрева не приобрел такой популярности, как в западных странах, однако нельзя не отметить тот факт, что геотермальное отопление принцип работы которого основан на применении тепла, полученного непосредственно от земли, может стать настоящим прорывом в сфере современных технологий и позволит обогревать жилища на всей планете без вреда для окружающей среды.
Принцип работы геотермального отопления очень схож с функционированием традиционного холодильника, с той лишь разницей, что основное назначение холодильника заключается в охлаждении, в то время как геотермальные отопительные системы, напротив, вырабатывают тепло.
Правильно отрегулированная коммуникация позволит не только качественно обогреть жилое помещение, но и избавит от необходимости приобретения кондиционеров в жаркий период года, так работу такого отопления можно настроить не только на нагревание, но и на охлаждение.
О том, как работает отопление от земли и какими достоинствами они отличаются, далее и пойдет речь.
Первые геотермальные отопительные системы
Наибольшее распространение такие коммуникации приобрели в 80-х годах двадцатого века в США во время экономического кризиса. Особой популярностью такие системы пользовались у тех, кто имел некоторые накопления. И, несмотря на то, что устройство было в некоторой степени дорогостоящим, такое отопления окупалось за считанное время.
Уже позже опыт американцев переняли и европейские страны. К сегодняшнему сегодня миллионы человек эксплуатируют такое отопление, так как оно не только не является прихотливым в обслуживании, но и отличается массой иных достоинств.
Принцип работы геотермального отопления
Как известно, геотермальная система отопления очень экономична, поэтому она станет прекрасной альтернативой современным вариантам обогрева помещений, требующим гораздо больших затрат.
Принцип работы основан на использовании тепла от находящейся внутри земли магмы, нагревающей верхние слои почвы. Именно геотермальное тепло и является основой устройства такого отопления, а его функционирование осуществляется с помощью специального насоса. Этот элемент устанавливается на поверхности, а все необходимые теплообменники монтируется в шахте.
Вода, проходящая сквозь этот насос, прогревается и впоследствии применяется для различных домашних нужд. Одно из основных достоинств такого нагрева – экономичность, так как известно, что геотермическое отопление дома, а точнее, его насос, потребляет около одного кВт энергии, в то время как полезная мощность равна примерно четырем – шести кВт.
Технические особенности работы системы отопления геотермального типа
Для того чтобы соорудить качественное геотермическое отопление жилища, недостаточно лишь изучить фото этих конструкций и видео по их установке. Весь процесс монтажа является весьма сложным, поэтому в случае трудностей правильнее будет обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.
Однако оборудовать такую коммуникацию можно и самостоятельно.
Для начала пробурить шахту, расчет которой будет зависеть от следующих факторов:
- площадь, которую имеет постройка;
- вид грунта на обустраиваемой территории;
- особенности строения земной коры в конкретном регионе;
- климатические условия.
Как правило, длина, на которую выполняется бурение шахты, может варьироваться от 25 до 100 метров.
Затем требуется спустить в оборудованную шахту трубки, поглощающие тепло.
Прогретая до определенной температуры вода должна поступать в тепловой насос, где она сжимается и впоследствии передается системе отопления.
Сконструировать такую отопительную систему в одиночку довольно проблематично, поскольку некоторые ее элементы имеют весьма большой вес. Поэтому правильнее будет работать в паре с помощником. Читайте также: "Как сделать геотермальное отопление дома – принцип работы, варианты устройства своими руками".
Достоинства геотермального отопления
Совет: Используйте наши строительные калькуляторы, и вы выполните расчеты строительных материалов быстро и точно.
Основными преимуществами такого способа оборудования отопления в жилой постройке являются следующие:
- энергии, образуемой таким способом, производится гораздо больше по сравнению со многими другими системами, а цена потраченных на ее обустройство расходных материалов окупается за кратчайший срок;
- современные системы теплоснабжения имеют существенно более низкий показатель экологической безопасности по сравнению с геотермическим вариантом.
Монтаж такого отопления позволит оборудовать коммуникацию, которая не будет выделять никаких вредных для атмосферы веществ; - для того чтобы произвести геотермальное тепло, совершенно не нужно использовать никакие углеводороды или иные элементы химического происхождения, что также положительно сказывается на безопасности эксплуатации этой системы и предотвращает возможное возгорание;
- при условии правильного монтажа срок службы отопления такого типа может достигать 30 лет, при этом каких-либо ремонтных работ выполнять не придется.
Качественно оборудованная система геотермального отопления станет настоящим кладом для хозяев и позволит надолго забыть о применении дополнительных нагревательных приборов в жилище, которые зачастую имеют довольно высокую стоимость.
Принцип работы геотермального отопления на видео:
Геотермальный тепловой насос: как это работает
Учитывая все внимание, которое в наши дни уделяется солнечной энергии, вы можете быть удивлены, узнав, что одно из самых многообещающих решений для высоких затрат на энергию находится не в небе, а глубоко запрятано под землей.
ваш газон.
Читайте дальше, чтобы понять, как работают геотермальные тепловые насосы, сколько они стоят и являются ли они разумной инвестицией.
Стоят ли геотермальные тепловые насосы своих денег?
Сверхэффективные геотермальные тепловые насосы обеспечивают чистое и бесшумное отопление и охлаждение, сокращая счета за коммунальные услуги до 70 процентов. «Благодаря этой технологии каждый мог бы сидеть на вершине своего запаса энергии в течение всей жизни», — говорит эксперт TOH по сантехнике и отоплению Ричард Третуи.
Система геотермального теплового насоса
В принципе, геотермальный тепловой насос работает как обычный тепловой насос, используя хладагент высокого давления для улавливания и перемещения тепла между помещением и наружу. Разница в том, что обычные системы собирают тепло и избавляются от него через наружный воздух. Геотермальные системы, напротив, передают тепло через длинные петли заполненных жидкостью труб, закопанных в землю.
Геотермальное отопление и охлаждение
Как давным-давно обнаружили наши предки, жившие в пещерах, если вы уйдете достаточно глубоко под землю, температура земли будет оставаться постоянной на уровне 50 градусов или около того, независимо от того, насколько жарко или холодно будет снаружи.
Таким образом, в то время как обычный тепловой насос «воздух-источник» изо всех сил пытается извлечь тепло из морозного зимнего воздуха или сбросить его в летнюю жару, его аналог «земля-источник» сравнительно легко извлекает и распределяет тепло через 50-градусную температуру. жидкость, циркулирующая в контуре заземления.
Эффективность
Вот почему геотермальному тепловому насосу требуется всего один киловатт-час электроэнергии для производства почти 12 000 БТЕ холода или тепла. (Чтобы произвести такое же количество БТЕ, стандартный тепловой насос в 35-градусный день потребляет 2,2 киловатт-часа.) Геотермальные системы в два раза эффективнее самых популярных кондиционеров и почти на 50 процентов эффективнее лучших газовых печей. , круглый год.
Еще одним преимуществом является отсутствие необходимости в шумном наружном вентиляторе для перемещения воздуха через змеевики компрессора. Геотермальные агрегаты просто перекачивают жидкость, поэтому их можно припарковать в помещении, защищенном от непогоды.
На большинство из них предоставляется 10-летняя гарантия, но они могут прослужить гораздо дольше. В 29С тех пор, как Джим Партин, один из первых последователей этой технологии, установил один из них в своем доме в Стиллуотере, штат Оклахома, он заменил только два контактных выключателя.
Затраты и налоговые льготы
Несмотря на эти преимущества, в прошлом году в США было установлено только 47 000 геотермальных блоков.
примерно столько же купить.
Вот в чем загвоздка: вам придется закопать много труб — от 1500 до 1800 футов для типичного дома площадью 2000 квадратных футов. (Фактическая длина должна быть рассчитана экспертом на основе оптимальной нагрузки на отопление и охлаждение дома.) Установка такого размера может стоить до 20 000 долларов США, в зависимости от состояния почвы и объема копания и бурения.
Например, в доме на большом участке можно использовать трубы, проложенные горизонтально в длинных траншеях глубиной 4 фута. Для домов на небольших участках или скалистых уступах может потребоваться три или четыре отверстия, пробуренные примерно на 300 футов по прямой, что является гораздо более дорогостоящим процессом.
Даже с такими значительными первоначальными инвестициями геотермальные системы настолько скупы на энергию, что период окупаемости удивительно короток. Исследование, проведенное Технологическим институтом ВВС, подсчитало, что в среднем требуется всего семь-восемь лет, чтобы окупить затраты.
Фактическая точка безубыточности зависит от местных тарифов на коммунальные услуги, стоимости земляных работ/бурения, степени изоляции вашего дома, эффективности выбранной вами модели и льгот, предоставляемых вашим штатом или коммунальными службами. Хороший установщик, который хорошо разбирается в отоплении и охлаждении, а также в местной геологии, сможет сделать эти расчеты за вас.
Текущая федеральная льгота ограничивается стандартной налоговой льготой в размере 300 долларов США для установок Energy Star HVAC. (Канадцы, модернизирующие существующий дом с помощью геотермальной энергии, имеют право на получение федерального гранта в размере 3500 долларов США.)
Некоторые дальновидные коммунальные предприятия предлагают домовладельцам, желающим внедрить эту технологию, ссуды под низкие проценты. «Это взаимовыгодное соглашение», — говорит Стив Розенсток, менеджер по энергетическим решениям в Edison Electric Institute, ассоциации коммунальных предприятий. «Коммунальные предприятия снижают пиковый спрос на отопление и охлаждение, поскольку их клиенты значительно сокращают счета за электроэнергию».
А поскольку пластиковые контуры заземления должны прослужить 50 и более лет, выгода для домовладельцев и окружающей среды может быть рассчитана на несколько поколений.
Основы
Что это такое: Электрическая система отопления и охлаждения, которая передает тепло между вашим домом и землей с помощью жидкости, циркулирующей по длинным петлям подземных труб.
Как это работает: Внутренний тепловой насос использует основной цикл охлаждения — испарение, сжатие, конденсация и расширение — для улавливания и отвода тепла от земли и к земле для обогрева дома зимой и охлаждения летом.
Преимущества: Сокращает счета за отопление и охлаждение дома на 30–70 процентов. Устраняет шумные наружные компрессоры и вентиляторы. Сокращение выбросов парниковых газов эквивалентно посадке 750 деревьев или снятию с дороги двух автомобилей.
На что обратить внимание: Для получения льгот по федеральному налогу насосы должны соответствовать стандартам эффективности Energy Star.
Для систем с обратной связью вам нужен EER 14,1 и COP (коэффициент производительности) 3,3.
Где взять: Чтобы найти производителей, посетите веб-сайт Консорциума геотермальных тепловых насосов. Чтобы найти квалифицированных установщиков и проектировщиков, знающих местную геологию и способных определить размеры систем для достижения максимальной эффективности, посетите веб-сайт Международной ассоциации геотермальных тепловых насосов.
Сколько это стоит: 15 000–20 000 долларов США, установленные для системы, включая контуры заземления, тепловой насос и элементы управления. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии содержит актуальную информацию о государственных программах стимулирования.
Могу ли я дооснастить его? Модернизация системы заземления не представляет сложности, если возможно заглубление контура заземления. Дому потребуются воздуховоды для распределения прохладного воздуха в жаркие дни.
Эти же воздуховоды могут обеспечивать теплый воздух зимой.
Некоторые геотермальные тепловые насосы могут подключаться к существующему воздухообрабатывающему агрегату, другие агрегаты поставляются со встроенным воздухообрабатывающим агрегатом. Дома с водяным отоплением также могут использовать геотермальные системы, хотя могут потребоваться дополнительные радиаторы, поскольку эти системы не достигают более высоких температур котлов, работающих на топливе. (Это не проблема для лучистого теплого пола, который работает при более низких температурах.)
Какие принципы лежат в основе геотермального охлаждения?
Охлаждение дома с помощью геотермального теплового насоса является одним из самых надежных и энергосберегающих методов кондиционирования воздуха. По оценкам Министерства энергетики США, геотермальные тепловые насосы работают в три-четыре раза эффективнее, чем стандартные воздушные тепловые насосы. Они также обладают необычайной долговечностью: внутренние компоненты теплового насоса могут прослужить 20 лет, а змеевики, заглубленные в землю, могут прослужить более 50 лет.
Геотермальная энергия также производит мало выбросов, что делает ее хорошей идеей для окружающей среды.
Но как геотермальная энергия охлаждает дом? Мы объясним удивительно простой способ, с помощью которого геотермальный тепловой насос обеспечивает охлаждение столь же мощное, как и любой стандартный кондиционер.
Если вы хотите начать работу с геотермальным охлаждением в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, свяжитесь с нашими техническими специалистами из Celco Heating and Air Conditioning. Мы помогаем клиентам круглый год с 1976 года.
Как работает геотермальное охлаждение
Основной принцип геотермального охлаждения теплообмен , который также является принципом работы кондиционеров и тепловых насосов с воздушным источником. Геотермальные системы домашнего комфорта представляют собой разновидность тепловых насосов: они перемещают тепло из одного места и сохраняют его в другом. Однако стандартный тепловой насос использует воздух в качестве среды для теплообмена.
В жаркую погоду тепловой насос забирает тепло из воздуха в помещении и отдает его наружному воздуху, снижая температуру в помещении. В холодную погоду происходит обратный процесс.
Геотермальный тепловой насос, однако, является геотермальный тепловой насос : он использует тепло земли для половины процесса теплообмена. Летом внутренний блок поглощает тепло за счет испарения, как это делает кондиционер. Но он перемещает тепло через заполненные водой змеевики вниз в землю и сохраняет его там. Катушки грунта закапывают на глубину 10 футов или глубже, где температура стабилизируется на уровне около 55°F. Благодаря стабильной температуре геотермальные тепловые насосы достигают высокой эффективности; им не нужно беспокоиться о колебаниях температуры воздуха, которые могут затруднить осуществление теплообмена. Это особенно важно зимой, когда тепловой насос переключается с режима охлаждения на режим обогрева; низкие температуры зимы в Коннектикуте не влияют на работу геотермального теплового насоса, потому что температура под землей остается неизменной.
