Грунтові теплові насоси повністю використовують величезну енергію, що міститься в земному ґрунті або річках, озерах і океанах, для досягнення опалення та охолодження будівель. Завдяки використанню природної відновлюваної вільної енергії, ефект захисту навколишнього середовища та енергозбереження є чудовим.
Принцип роботи теплового насоса з землею:
Система ґрунтового теплового насоса – це замкнута система кондиціонування повітря, що складається з двотрубної водопровідної системи, що з’єднує всі агрегати ґрунтового теплового насоса в будівлі. Нижче певної глибини підземна температура ґрунту буде постійною від 13°C до 20°C протягом року. Системи опалення, охолодження та кондиціонування повітря, які використовують накопичену на землі сонячну енергію як джерело холоду та тепла для перетворення енергії, мають характеристики відносно стабільної підземної нормальної температури ґрунту або температури ґрунтових вод.
Зима: Коли пристрій працює в режимі опалення, геотермальний тепловий насос поглинає тепло з ґрунту/води, концентрує тепло із землі через компресори та теплообмінники та випускає його в приміщення при вищій температурі.
Літо: коли блок перебуває в режимі охолодження, геотермальний тепловий насос витягує холодну енергію з ґрунту/води, концентрує геотермальне тепло через компресори та теплообмінники, вводить його в кімнату та водночас відводить тепло з внутрішнього приміщення в приміщення. час. Ґрунт/вода досягає мети кондиціювання повітря.
Наземні/геотермальні теплові насоси Склад системи
Система кондиціонування повітря з тепловим насосом із ґрунтового джерела в основному включає в себе тепловий насос із ґрунтовим джерелом, фанкойли та підземні труби.
Хост – це блок охолодження/нагріву з водяним охолодженням. Пристрій складається з герметичного компресора, коаксіального корпусу (або пластини) теплообмінника вода/холодоагент, терморозширювального клапана (або капілярної розширювальної трубки), чотириходового реверсивного клапана, змійовика повітряної сторони, вентилятора, повітряного фільтра, контролю безпеки тощо.
Сам блок має набір реверсивних пристроїв охолодження/нагрівання, який є блоком кондиціонування повітря з тепловим насосом, який можна безпосередньо використовувати для охолодження/опалення. Закопана труба - це частина, яка закопана в землю. Різні підземні труби з’єднуються паралельно, а потім через різні колектори з’єднуються з головним блоком теплового насоса.
Типи наземних або геотермальних теплових насосів
Існує три основні типи способів підключення теплового насоса з грунтовим джерелом. Горизонтальні, вертикальні та ставки/озера є замкнутими системами.
1. Горизонтальний спосіб підключення ґрунтового теплового насоса:
Цей тип монтажу, як правило, є найбільш економічно ефективним для житлових установок, особливо для нового будівництва, де є достатня кількість землі. Для цього потрібна траншея глибиною не менше чотирьох футів. У найпоширеніших схемах або використовуються дві труби, одна закопана на глибині шість футів, а інша на глибині чотирьох футів, або дві труби, розташовані поруч у траншеї шириною два фути на п’ять футів під землею. Метод Slinky з кільцевою трубою дозволяє розміщувати більше труб у коротшій траншеї, зменшуючи витрати на монтаж і уможливлюючи горизонтальну установку в місцях, які неможливі при традиційному горизонтальному застосуванні.
2. Вертикальний спосіб підключення агрегату геотермального ґрунтового теплового насоса:
У великих комерційних будівлях і школах часто використовуються вертикальні системи, оскільки площа землі, необхідна для горизонтальних петель, може бути непомірно великою. Вертикальні петлі також використовуються там, де ґрунт занадто дрібний, щоб копати траншеї, і вони мінімізують порушення існуючого ландшафту. Для вертикальних систем просвердліть отвори (приблизно 4 дюйми в діаметрі) на відстані приблизно 20 футів одна від одної та на глибині від 100 до 400 футів. З’єднайте дві труби за допомогою U-подібного вигину внизу, щоб сформувати кільце, вставити в отвір і затерти для продуктивності. Вертикальний контур з'єднується з горизонтальними трубами (тобто колекторами), розміщеними в траншеях, і підключеними до теплового насоса в будівлі.
3. Спосіб з’єднання водойми/озера теплового насоса із джерела землі/води:
Якщо на ділянці достатньо водойм, це може бути найдешевшим варіантом. Лінія живлення проходить під землею від будівлі до води та згортається по колу щонайменше на 8 футів нижче поверхні, щоб запобігти замерзанню. Змійовики можна розміщувати лише у джерелах води, які відповідають мінімальним вимогам щодо обсягу, глибини та якості
Характеристики системи теплового насоса з землею
Традиційні кондиціонери з тепловим насосом стикаються з протиріччям у відбиранні холоду та тепла з повітря: чим спекотніша погода, тим гарячіше повітря, і тим важче витягувати холодну енергію з повітря; так само, чим холодніша погода, тим важче відбирати тепло з повітря. Тому чим спекотніша погода, тим гірше охолоджуючий ефект кондиціонера; чим холодніша погода, тим гірше нагріває кондиціонер і тим більше споживається електроенергії.
Грунтовий тепловий насос витягує холод і тепло із землі. Оскільки земля поглинає 47% сонячної енергії, глибший шар може підтримувати постійну температуру ґрунту протягом усього року, яка набагато вища за зовнішню температуру взимку та нижча за зовнішню температуру влітку, тому тепловий насос із ґрунтовим джерелом може подолати технічну перешкоду повітряного теплового насоса, і ефективність значно покращилася.
●Висока ефективність: пристрій використовує відновлювану енергію землі для передачі енергії між землею та приміщенням, щоб забезпечити 4-5 кВт охолодження або тепла з 1 кВт електроенергії. Температура підземного ґрунту постійна цілий рік, тому на охолодження та нагрівання цієї системи не впливають зміни температури навколишнього середовища, і немає ослаблення тепла, спричиненого розморожуванням під час нагрівання, тому експлуатаційні витрати є низькими.
●Енергозбереження: у порівнянні зі звичайною системою, система може заощадити від 40% до 50% споживання енергії в будинку під час охолодження влітку та може заощадити до 70% споживання енергії під час опалення взимку.
●Захист навколишнього середовища: систему теплового насоса з грунтовим джерелом не потрібно спалювати під час роботи, тому вона не вироблятиме токсичний газ і не вибухне, що значно зменшує викиди парникових газів і зменшує парниковий ефект, який сприяє створенню зелене та екологічно чисте середовище.
Довговічність: Умови роботи системи теплового насоса з землею кращі, ніж у традиційної системи, тому технічне обслуговування зменшується. Система встановлюється в приміщенні, не піддається впливу вітру та дощу, а також може бути захищена від пошкоджень, більш надійна та тривалий термін служби; термін служби агрегату більше 20 років. Підземні труби виготовляються з поліетиленових і поліпропіленових пластикових труб, термін служби до 50 років.
Переваги наземного джерела/геотермального теплового насоса:
Системи кондиціонування повітря з тепловим насосом, що ґрунтується, є найбільш екологічно чистими та ефективними системами кондиціонування повітря для охолодження та обігріву, доступними на даний момент. Він може заощадити більше ніж на 40% більше енергії, ніж система кондиціонування повітря з тепловим насосом, більш ніж на 70% більше, ніж електричне опалення, більш ніж на 48% ефективніше, ніж газова піч, а необхідний холодоагент більш ніж на 50% менше ніж у звичайного кондиціонера з тепловим насосом, і на 70% у системі кондиціонування повітря з тепловим насосом із наземного джерела Вищевказана енергія є відновлюваною енергією, отриманою із землі. Деякі марки агрегатів також мають технологію потрійного живлення (охолодження, опалення, гаряча вода), що додатково реалізує найбільш ефективне комплексне використання енергії в промисловості.
Час публікації: 21 жовтня 2022 р