Принцип работы геотермального теплового насоса

Большинство населения пока не знакомы с понятием «тепловой насос», но постоянно используют тепловые насосы в обычных холодильниках и кондиционерах.
Холодильники и кондиционеры стали настолько надежными, удобными и привычными, что мы перестали обращать внимание на их работу.
Таким же привычным является отопление зданий геотермальными тепловыми насосами, например для жителей Евросоюза. Геотермальный тепловой насос по принципу работы похож на обычный кондиционер реверсивного типа ( отопление и охлаждение). В отличие от кондиционеров, геотермальный тепловой насос адаптирован для работы при любых погодных условиях и минусовых температурах. Главная проблема кондиционеров — уменьшение производительности и остановка кондиционеров при минусовых температурах, когда отопление наиболее важно. Эта проблема решена в геотермальных тепловых насосах. Тепловой насос следует рассматривать как любое другое отопительное устройство, которое используется для производства тепла, и в отношении которого действуют все законы, касающиеся энергии.

Как и у каждого спсоба отопления, у теплового насоса есть свои особенности, сильные и слабые стороны. Теплотехнические расчёты у всех способов получения тепла одинаковые. Правила термодинамики действуют как при дровяном печном отоплении, так и при управляемой через Интернет геотермальной климатической установке.

Технические подробности роботы тепловых насосов.

Принцип работы основного элемента теплового насоса – фреонового компрессора отображен в цикле Карно, опубликованном в 1824 г. Практическую теплонасосную систему предложил лорд Кельвин в 1852 г. под названием „умножитель тепла”.

В соответствии с изображенным принципом действия, тепловой насос берет тепловую энергию из одного места, « сжимает» ее, и отдает в другое место. Например, в обычном холодильнике тепло отбирается морозильной камерой из продуктов и выбрасывается в кухню, при этом задняя стенка холодильника нагревается. Принцип действия геотермального теплового насоса основан на сборе тепла из почвы или воды, и передаче в систему отопления здания. Для сбора тепла незамерзающая жидкость течет по трубе, расположенной в почве или водоеме возле здания, к тепловому насосу. Тепловой насос, подобно холодильнику, охлаждает жидкость (отбирает тепло), при этом жидкость охлаждается приблизительно на 5 °С. Жидкость снова течет по трубе в наружном грунте или воде, восстанавливает свою температуру, и снова поступает к тепловому насосу. Отобранное тепловым насосом тепло передается системе отопления и/или на подогрев горячей воды. Возможно отбирать тепло у подземной воды — подземная вода с температурой около 10 °С подается из скважины к тепловому насосу, который охлаждает воду до +1…+2°С, и возвращает воду под землю. Тепловая энергия есть у любого предмета с температурой выше минус двести семьдесят три градуса Цельсия — так называемый «абсолютный ноль». То есть тепловой насос может отобрать тепло у любого предмета — земли, водоема, льда, скалы и т.д. Если же здание, например летом, нужно охлаждать (кондиционировать), то происходит обратный процесс — тепло забирается из здания и сбрасывается в землю (водоем).

Тот же тепловой насос может работать зимой на отопление, а летом на охлаждение здания. Очевидно, что тепловой насос может греть воду для горячего бытового водоснабжения, кондиционировать через фанкойлы, греть бассейн, охлаждать например ледовый каток, подогревать крыши и дорожки от льда… Одно оборудование может выполнить все функции по тепло-холодоснабжению здания. Обмен теплом с окружающей средой геотермальные тепловые насосы осуществляют такими основными способами:
• Насос с открытым циклом — из подземного потока (плывуна) забирается подземная вода, подается в размещенный внутри здания тепловой насос, вода отдает/забирает тепло у теплового насоса, и возвращается в подземный поток на расстоянии от места забора. Плюсом такого способа является возможность одновременно получить воду для водоснабжения дома. Открытые системы являются очень эффективными, поскольку температура подземной воды является относительно высокой и круглогодично стабильной. Использование воды из скважины не наносит ущерба грунтовым водам, не изменяет уровень грунтовых вод в водном горизонте, поскольку открытую систему можно рассматривать как соединённые сосуды, где вода, забираемая из одного колодца, направляется обратно под землю через второй колодец, не изменяя общий уровень воды. Корректно, сооружённые в соответствии с нормативами скважины обеспечивают безопасную для окружающей природы стабильную работу системы отопления.

• Насос с закрытым циклом и горизонтальным теплообменником, размещенным в земле — трубки (коллекторы), в которых прокачивается теплоноситель, размещены горизонтально на глубине не менее 4 метра от поверхности земли. Такой теплообменник обычно называют поверхностным коллектором. Основной опасностью является неосмотрительность при проведении землекопных работ в зоне нахождения поверхностного коллектора. Для современно жилого дома с отапливаемой площадью в 200 м2 под основание коллектора требуется около 500 м2 поверхности грунта. При прокладке коллектора вблизи деревьев трубу коллектора не следует укладывать ближе, чем 1,5 метра от кроны. Правильно выбранный по размерам и правильно уложенный почвенный коллектор не влияет негативно ни на рост растений, ни на экологические условия.

• Насос с закрытым циклом и вертикальным теплообменником — трубки, в которых прокачивается теплоноситель, размещены вертикально в земле и уходят в глубину земли обычно 50 — 100 метров.

Такой теплообменник обычно называют зондом.

Как известно, на глубине более 8 метров от поверхности земля имеет стабильную температуру (для Приморского края +7,2 градуса Цельсия) независимо от поры года. Этот способ обеспечивает самую высокую эффективность работы теплового насоса, малый расход электроэнергии и дешевое тепло — на 1 кВт электроэнергии получают до 5 кВт тепловой энергии, но требует больших первоначальных капиталовложений на буровые работы

Обращаем внимание на нецелесообразность использования в Дальневосточном регионе систем отопления на так называемых «воздушных тепловых насосах», по сути обычных кондиционерах, в которых тепло для отопления здания забирается из наружного воздуха. Эти системы разработаны и успешно используются в более теплых странах, где не бывает значительных морозов — южных штатах США, Греции, Японии и т.д. Проблема в том, что размещенный снаружи теплообменник при температуре на улице около плюс 5 градусов Цельсия начинает покрываться льдом из-за замерзающего конденсата, резко снижается теплопередача, эффективность уменьшатся.

При дальнейшем понижении температуры наружного воздуха эффективность становится близкой нулю, воздушный тепловой насос переходит на обычное электроотопление, что резко увеличивает расход электроэнергии.

Количество компрессоров в тепловом насосе — один или два. Тепловые насосы с двумя компрессорами значительно дороже однокомпрессорных, но более надежны, имеют больший моторесурс. Кроме того, при выходе из строя одного из компрессоров (любая техника когда-нибудь выходит из строя), возможно частично отапливаться одним компрессором до завершения ремонта.
Конструкция внешнего коллектора. В качестве внешнего коллектора большинство производителей тепловых насосов предусматривает полиэтиленовую трубу диаметром 25 — 40 миллиметров с циркуляцией незамерзающей жидкостью — водным раствором гликоля. Существуют также геотермальные тепловые насосы с медной трубой диаметром 6 — 10 миллиметров и циркуляцией фреона:

— полиэтиленовая труба в зависимости от диаметра имеет толщину стенки 2 — 2,4 миллиметра. Так, например, труба диаметром 40 миллиметров имеет толщину стенки 2,3 — 2,4 миллиметра. Такая толщина обеспечивает высокую надежность и прочность трубы — человек весом 110 килограмм трубу не сдавливает;

— геотермальные тепловые насосы с полиэтиленовой трубой и водным раствором являются конструктивно более сложными, но более эффективными и надежными, чем с медной трубой. Тепловые насосы с медной трубкой и фреоном конструктивно проще, но значительная (часто многокилометровая) длинна медной трубки с фреоном под давлением потенциально более опасна, чем полиэтиленовая.

При проектировании и монтаже целесообразно пользоваться требованиями, технологией и рекомендациями изготовителей оборудования и нормативно-правовой базой Европейского сообщества. Очевидно, что не все рабочие, которые могут взяться за работы по установке, знакомы с этими требованиями и технологиями. Использование неквалифицированного персонала приведет к некачественной установке.

Геотермальное отопление | Лаборатория Дома

Услышав слова “геотермальное отопление”, большинство из нас представляют себе гейзеры Камчатки или кипящие ручьи Земли Санникова. Однако за этим  пока экзотическим термином кроется уже вполне прозаическое содержание: речь пойдет об еще одном способе отопления и горячего водоснабжения Вашего дома. Он заключается в использовании тепловой энергии ,накопленной в почве , для отопления  жилья. В основу геотермальной  системы положен физический процесс передачи тепла из окружающей среды к хладагенту, схожий с тем,  что происходит в холодильнике,  только наоборот . Тепловой насос это повышающий трансформатор теплоты , который в прямом смысле слова перекачивает тепловую энергию от источника низкого температурного потенциала к источнику более высокого , но все же достаточно умеренного потенциала. Анализ и практика показывает , что тепловые насосы дают от 70 до 80 процентов экономии энергоресурсов по сравнению с производством теплоты , основанном на прямом сжигании топлива . Что такое тепловой насос? Это прибор , который буквально выкачивает из земли или воды и направляет его в систему отопления и горячего водоснабжения . При работе теплового насоса энергия тратится не на  прямой нагрев системы отопления , а на перекачку тепла из окружающей среды в дом. Таким образом , основное преимущество теплового насоса перед привычными способами отопления – экономичность. Прибор потребляет на 80 процентов меньше энергии, чем , например , традиционные электрокотлы. Но кроме экономии владелец теплового насоса получает комфорт . Прибор оснащен климатконтролем и работает в автоматическом режиме. Экологичность – отсутствуют какие-либо выбросы в окружающую среду. Удобство при установке – монтаж не требует никаких согласований и бумажной волокиты. Безопасность – в тепловом насосе ничего не горит . Он взрыво- и пожаробезопасен. Кроме того работой насоса можно управлять на расстоянии при помощи интернета или телефона .  Надежность — минимум подвижных частей с высоким ресурсом работы. Независимость от поставки топочного материала и его качества. Практически не требует обслуживания. Срок службы теплового насоса составляет 15–25 лет; Примечательно, что летом тепловой насос работает наоборот: из под земли в дом поступает прохлада, а тепло возвращается назад. Именно поэтому работу геотермального насоса нередко сравнивают с кондиционерами реверсионного типа. Система геотермального отопления состоит из теплового насоса и магистралей. Они укладываются под землей (в грунте или скважинах), либо по дну водоемов. Трубы геотермальной системы могут быть проложены под грунтом, по дну водоема и внутри скважины. В связи с этим оно подразделяется на геотермальное отопление с горизонтальным, водоемным и вертикальным контурами.   В первом случае магистрали укладываются в землю на глубину ниже промерзания почвы (в зависимости от климатических условий региона). При этом требуется достаточно большая площадь. Так, для обогрева помещения в 200-300  квадратных метров, нужен участок площадь которого составляет 500-600 квадратных метров. Второй вариант – энергетичекие корзины. Энергетические корзины используются в случае невозможности глубокого бурения или устройства фундаментов глубокого заложения по причине условий водного законодательства или гидрологическим причинам, либо недостатка свободного места. Энергетическая корзина является экономически и энергетически довольно эффективной альтернативой в сфере использования термальной энергии. прокладываемые по дну водоема. Это самый экономически выгодный способ геотермального отопления, так как меньше первоначальные вложения и больше эффективность. Но озера и реки глубиной более 2 метров есть далеко не везде. Третий вид геотермальных отопительных систем, напротив, очень дорогостоящий. Бурение скважин, для которого необходима специальная техника, стоит недешево. А скважину нужно пробурить минимум на 30 метров (в зависимости от рельефа), В тверской области примерно 40-70 метров. Зато не требуется большой площади.   Примечательно , что максимальную пользу такой метод геотермального отопления частного дома принесет в том случае, если в нем установлена система теплых полов. Это объясняется тем, что система теплый пол использует для нагрева теплоноситель со средней температурой в 35-55 градусов, прогревая помещения за счет большой площади обогревателя, а не за счет его высокой температуры. В то же время теплоноситель в системах геотермального отопления редко когда удается нагреть выше 60 градусов, что идеально подходит для «теплых полов», а вот для обычного радиаторного отопления такой температуры недостаточно, хотя при довольно качестенно утепленом доме этого вполне будет достаточно. Вот несколько фотографий тепловых насосов компании-партнера  (Германия) :    каталог оборудования  можно скачать и посмотреть здесь Каталог STE ТН_2015 , а стоимость оборудования и монтажа уточнить по телефонам у наших инженеров и менеджеров. и фото энергетической корзины   К вышесказанному предлагаем посмотреть ролик про автономное отопление с помощью тепловых насосов сертификат Uponor и Stiebel Eltron — геотермальные системы   тепловой насос воздух вода тепловой насос воздух воздух тепловой насос воздух-вода цена тепловой насос вода вода тепловой насос воздух-воздух цена тепловой насос вода вода цена тепловой насос воздух-вода своими руками тепловой насос воздух воздух купить Продажа и монтаж теплового насоса в Твери, Ржеве, Конаково, Осташкове, Селигере, Игуменке, Завидово.     Тепловые насосы Stibel Eltron

График работы Пн- Пт:  9.00-18.30 Сб:      10.00-17.00 Вс:         Выходной   Опрос Какой котёл Вы приобрели или хотели бы приобрести

Геотермальные системы отопления (Геотермальное отопление дома)

При постройке любого дома необходимо предусмотреть и решить очень много разнообразных вопросов. Это, в основном, весьма затратное дело. Попробуем сэкономить? Не на качественных строительных материалах, а на отоплении. Это звучит немного необычно, однако если отказаться от обычных способов и при проектировании включить так называемое геотермальное отопление, то это даст вашему бюджету значительную экономию в скором времени.

Что вы узнаете

Геотермальное отопление дома, которое стало традиционным в странах как Европы, так и Америки, у нас считается пока что альтернативным. По стандартному мнению, геотермальное отопление ассоциируется с вулканами, гейзерами, горячими источниками. А на территории Российской Федерации данную разновидность отопления использовать практически невозможно, поскольку недостаточно обычного природного тепла. Но геотермальный тепловой насос отлично генерирует тепловую энергию и при низких температурах и с большим успехом может применяться в нашей стране.

Что же это такое геотермальное отопление и почему данная разновидность отопления в последнее время привлекает людей все больше?

Геотермальное отопление — отопление, при котором применяются разнообразные природные источники тепла. Процесс работы системы геотермального отопления сравним с работой обычной всем известной холодильной установки. Тем не менее, здесь есть одно существенное отличие. Привычный нам рефрижератор обычного холодильника перерабатывает энергию, охлаждая при этом воздух, а геотермальный насос генерирует полноценную тепловую энергию. Он способен работать даже при чрезвычайно низких температурах.

Компрессор сильно сжимает фреон, затем нагревает его до температуры 80 градусов. Далее, через теплообменник нагревается уже вода для отопления конкретного помещения. Фреон проходит сквозь испаритель, при этом расширяясь, охлаждается. Цикл повторяется.

Вопрос: Как можно прогреть фреон снова при температуре -30?

Ответ: глубоко в земле, где температура на глубине почти 30 м приблизительно +10 градусов по Цельсию является постоянной. Данной температуры вполне достаточно для того, чтобы нормально прогреть фреон. А геотермальный насос прогоняет через земляной контур холодную воду из вашего дома и возвращает вам уже теплую.

Особенностью геотермального отопления является то, что зимой он воздух нагревает, а летом охлаждает. Очень похоже на работу обычного кондиционера — обеспечивает полноценный уют и нормальный режим тепла в помещении.

Сравните основные преимущества специального геотермального отопления:

• кондиционер не преобразовывает энергию, а это значит, что на 1 Квт электрической энергии отдает 1 Квт тепловой. Тепловой же насос преобразовывает энергию также при затрате 1 Квт электрической энергии дает 6 Квт тепловой.

Рассмотрим отдельный пример. Дом, площадь которого 250 кв. м. обогревается особыми трубчатыми электронагревателями. На обогрев дома при этом понадобится 10-15 Квт электрической энергии. Энергии, при работе геотермального отопления, понадобится 2,5 Квт. Поскольку система геотермального отопления, как правило, работает по принципу стандартной холодильной установки (это около 20 мин в час), то потребление электрической энергии геотермальным насосом составит приблизительно 0,8 Квт.

Основные преимущества применения системы геотермального отопления:

• применяет тепловую энергию земли, благодаря чему не загрязняет вредными парами окружающую среду и полностью экологически безопасна;
• отсутствует риск возгорания, поскольку не происходит сгорания какого-то топлива;
• не разрушает целостность фасада, интерьера, так как занимает немного места и почти незаметна;
• работает вообще без шума;
• не выделяет каких-либо неприятных или вредных запахов;
• избавляет от потребности решать вопрос доставки, а также хранения топлива;
• отлично работает в автономном режиме, достаточно экономична в использовании.

Принцип работы любой системы геотермального отопления является одинаковым и не зависит каким то образом от производителя. Специальные геотермальные насосы, разумеется, могут отличаться дизайном, видом, однако точно не коэффициентом производства тепловой энергии.

Геотермальная система отопления может применять разнообразные типы энергии земли.

1. При водоемном контуре в наличии должен быть некрупный водоем возле дома. Глубина такого водоема должна составлять 2,5-3 м, ну а площадь — от 200 кв. м. Все спирали труб укладываются просто на дно. Это самая экономичная разновидность геотермальной установки.
2. Вертикальный контур не нуждается в больших площадях для установки. Здесь есть одно условие — бурение специальных скважин глубиной вплоть до 200 м. Если скважина не одна, а несколько, то их глубина вполне может быть и меньше. Такая установка немного дороже, однако очень удобна, в случае если площадь участка является ограниченной.

Традиционные системы отопления

Наиболее широко распространено газовое отопление. Тем не менее, если к земельному участку, на котором должны построить дом, газовая магистраль не подведена, то применение газа почти невозможно. Да, можно пользоваться сжиженным газом в баллонах, однако это не экономично и точно не безопасно! Если все-таки принято решение применять газ при отоплении дома, то сколько понадобится обойти разнообразных инстанций, чтобы получить специальное разрешение на установку обычной газовой системы. Вдобавок, с каждым годом запасы «голубого топлива» истощаются, поэтому, дорожают. Выгодно? Нет, разумеется.

Если при отоплении применять торф, дрова, уголь, солярку… Небезопасно, затратно и хлопотно при хранении и использовании. При сгорании формируется смола, сажа, загрязняется воздух, а если посмотреть более широко — при сгорании практически любого топлива создается углекислый газ, способствующий значительному усилению парникового эффекта на нашей планете.

Ну, безусловно, возможны различные возражения — для установки полноценного геотермального отопления необходимо бурить скважины, и сама установка в пару раз дороже, нежели обычные системы отопления. Да, это чистая правда. Однако если учесть то, что такая установка за счет экономии электрической энергии оправдает затраты в течении пяти-семи лет, ее так называемую экологическую безопасность, то в таком случае ее рентабельность будет очевидной.

Геотермальное отопление и его применение в мире

Впервые широкое использование геотермального отопления было начато в США в годы сильного экономического кризиса в восьмидесятых годах двадцатого столетия. Вначале это было довольно дорогая установка, которая устанавливалась только в элитных домах США. Технология производства специальных систем геотермального отопления развивалась, и, разумеется, становилась все дешевле. На сегодняшний день геотермальное отопление используется в станах Америки повсеместно. Такое отопление покорило также Европу. Если еще в 1980 году в странах Европы насчитывалось около 150 тысяч геотермальных установок, то к 1993 году их уже было 12 миллионов. Сегодня во всем мире люди выбирают более экономичное отопление!

 

Автор статьи: Сергей Юшков

Задавайте вопросы в комментариях, делитесь своим опытом, так же принимается любая конструктивная критика, готов обсуждать. Не забывайте делиться полученной информацией с друзьями.

Системы отопления дома и теплоснабжения предприятий

Споры об эффективности и целесообразности централизованных, децентрализованных (местных) и автономных систем отопления ведутся по сегодняшний день. На сегодняшний день существует достаточно много способов для отопления дома. Каждая из них в способна выполнить функцию отопления дома или обогрева огромных промышленных помещений. Основное различие систем состоит в их экономичности в эксплуатации. На сегодняшний день самым экономичным и технологичным вариантом являются тепловые насосы (что это такое и принцип работы). Специалисты нашей компании имеют огромный опыт в проектировании и монтаже различных систем отопления, как для частных домов, так и для коммерческих зданий.

Наши специалисты разработают для Вас эффективное и экономичное решение для отопления вашего объекта!

Живое общение

5 минут общения даст больше эффекта чем изучение всего сайта
Бесплатная консультация: +7 (495) 229-85-86
Звоните!

Автономное отопление присуще загородному малоэтажному строительству: каждый дом обладает собственной системой генерации и подачи тепла. Но в последнее время широко применяется и поквартирное отопление. Такой способ теплоснабжения уже долгое время применяется в странах Европы, в Японии и некоторых других, однако все еще вызывает много вопросов о своей приемлемости в социальных и климатических условиях РФ. В частности, в России печальной традицией стали неплатежи за газ и обслуживание котлов. Последнее, в свою очередь, не может не сказаться на безопасности.

Насколько же далеко продвинулись отопительные технологии и что сегодня может предложить рынок для эффективного функционирования систем теплоснабжения?

Солнечные коллекторы Применяются в различных системах отопления, например, при работе котельной установки в переходные периоды года, в районах с высокой солнечной активностью.	Котельное оборудование Применяется для производства водяного пара, используемого в системах отопления, а также качестве рабочего тела в паровых машинах, и в технологических целях.
Тепловые пушки и нагреватели Компания Master является одним из самых известных в мире производителей тепловых пушек. Такую популярность бренд заслужил за счет выпуска широкого ассортимента высококачественных нагревателей, работающих на различных видах топлива (дизельное, газ, электричество).

Калькулятор расчета экономии и затрат на отопление разными источниками тепла

— Дома с хорошим утеплением со стеклопакетами 50-70 Вт/м2

— Дома без дополнительного утепления с обычными оконными рамами 70-90 Вт/м2

— Помещения производственно-складского характера(гаражи, цеха и т.д.) 90-120 Вт/м2

Котел

У нас в стране в основном используются газовые и жидкотопливные напольные котлы. Они высокоэффективны (КПД стандартных газовых котлов достигает порядка 95 %, а формальный КПД (с учетом теплоты парообразования) конденсационных агрегатов (например, Rendamax) достигает 105 %), экономичны, надежны и долговечны (срок службы — до 20 лет). Твердотопливные котлы не так распространены, поскольку их КПД несколько ниже (около 84 %).

Практически все виды современных котлов имеют автоматические системы регулирования различных параметров. Они обеспечивают функции безопасности, управляют горелкой, задают и контролируют температурный режим. Увеличить эффективность работы агрегата позволяют микропроцессорные устройства управления. С их помощью можно регулировать температуру теплоносителя сразу в нескольких контурах отопления. Автоматика существенно облегчает обслуживание котла, оптимизирует его работу, не допуская «перетопов» и «недотопов», следит за жесткостью воды, изменением давления и т.д.

Трубы

Неотъемлемой частью систем теплоснабжения являются магистрали. По ним вода (130 °С) от ТЭЦ поступает в контур теплообменников, где греет теплоноситель, который разводится по потребителям. Для обустройства внутренних систем наиболее перспективны сегодня пластиковые трубы. На данный момент насчитывается несколько их основных разновидностей: трубы из ПВХ, полиэтилена, металлопластика, а также полипропилена. Последний тип наиболее совершенен и по характеристикам превосходит все остальные.

Полипропиленовые трубопроводы (например, «Акватекс-пласт», Россия) обладают коррозионной устойчивостью, имеют низкую теплопроводность (в некоторых случаях не требуется даже изоляция). Кроме того, они экологичны, очень просты в монтаже благодаря малому весу и большой длине монтируемых отрезков. Срок их службы составляет более 50 лет. Верхний температурный предел таких труб лежит в диапазоне 90–95 °С, что позволяет применять их (кроме водоснабжения и канализации) и в системах отопления для организации внутренней разводки, где температура ниже.

Циркуляционный насос

Насос — важный элемент в организации переноса тепла. Учитывая большую протяженность и разветвленность систем теплоснабжения, от эффективности насосных групп во многом зависит действенность теплопередачи.

Циркуляционные насосы сухого типа (где ротор не омывается перекачиваемой жидкостью) получили широкое распространение в коллективных сетях теплоснабжения. КПД их высок и может достигать 85– 87 %, и в системах отопления преимущественно применяется именно этот тип. В ранних моделях использовались сальниковые вкладыши, требующие регулярного обслуживания и не обеспечивающие должной герметичности насоса. Сейчас в основном применяются более эффективные скользящие торцевые уплотнения.

Наиболее современные модели насосов (например, Grundfos серии TPE, а также изделия компаний Wilo, DAB) оборудуются устройствами частотного регулирования. Это позволяет точно выбирать режим работы агрегата, что дает возможность существенно (до 50 %) сократить энергозатраты.

Радиатор, конвектор

Последнее звено в цепи системы — отопительный прибор. Непосредственно от него потребитель получает тепло. При этом если процесс носит в основном характер конвекции (циркуляционное нагревание воздуха, проходящего сквозь поверхность обогрева), то отопительный прибор называется конвектором.

Из секционных отопительных приборов можно также выделить алюминиевые и биметаллические радиаторы. Первые изготавливаются из сплава алюминия с кремнием (так называемых силуминов). При этом каждая секция радиатора может представлять собой либо цельную литую деталь, либо синтез трех элементов, механически соединенных друг с другом. Эти радиаторы обладают малым весом, высокой теплоотдачей, легко регулируются термостатическими вентилями.

В Европе сегодня гораздо более популярны стальные трубчатые радиаторы. Это приборы, состоящие из отдельных секций, сваренных между собой. Рабочее давление варьирует от 4 до 18 атм. Благодаря способу производства стальные трубчатые радиаторы могут быть практически любой длины и высоты, что позволяет использовать их не только в качестве отопительных приборов, но и элементов дизайна.

Что такое геотермальное отопление и охлаждение? | ЭКО-МИР

Земля поглощает и хранит около половины солнечной энергии. Из-за этой массивной абсорбции, земля поддерживает довольно постоянную температуру от 45 до 70 градусов по Фаренгейту на глубине 6 футов. Тем не менее, температура воздуха колеблется от зимы до лета, что делает традиционные системы отопления и охлаждения неэффективными в момент необходимости. Здесь происходит геотермическое отопление и охлаждение.

В принципе, геотермальные системы отопления и охлаждения работают намного иначе, чем традиционные системы. Традиционные системы включают в себя некоторую форму сгорания, как правило, природного газа, пропана или масла для получения тепла. Геотермические системы отопления и охлаждения не связаны с какими-либо формами сгорания; вместо этого они проникают в тепло под землей через ряд утопленных, высокоплотных полиэтиленовых труб, известных как система заземления, и перераспределяют их по всему зданию.

Все соединения и соединения системы заземления соединены тепловым соединением для создания единственного непрерывного канала трубы. Процесс термоплавления не требует применения клея, и это добавляет к усилению прочности системы петли. Система заземления очень выгодна, поскольку все петлевые трубопроводы имеют впечатляющую 50-летнюю гарантию.

Установка контуров заземления поставляется в широком диапазоне конфигураций в зависимости от выбранного сайта. Конфигурации включают в себя горизонтальные петли, вертикальные петли, петли для прудов, открытые петли.

Тепловой насос Геотермального  используются , чтобы использовать геотермальную энергию внутри земли , чтобы осыпать наши дома или использовать это тепло для промышленных целей. Геотермальные тепловые насосы построены на одном и том же базовом помещении в качестве обычных тепловых насосов. Разница в том, что геотермальный тип выделяет тепло из земли вместо наружного воздуха. Тепло от земли считается стабильным и ровным. В дополнение к обеспечению отопления для вашего дома, этот вид энергии также может обеспечить кондиционирование воздуха и в большинстве случаев горячую воду.

Как работает геотермальная система отопления и охлаждения?

Не следует путать геотермальное отопление и охлаждение с геотермальной электростанцией. Геотермальная электростанция извлекает горячую воду из резервуара горячей воды ниже земной поверхности, преобразует горячую воду в пар и направляет пар для превращения турбины. Турбина подключается к генератору через вал. Поворот турбины запускает генератор для производства электроэнергии. Геотермическое отопление и охлаждение, как мы видели выше, врезаются в тепло в земле, чтобы нагревать и охлаждать дом. В геотермальном нагреве и охлаждении отсутствует генерация электричества.

Для полной работы любой геотермальной системы отопления и охлаждения должен быть установлен геотермальный тепловой насос, установленный в контурах зданий и грунтов. Геотермальной тепловой насос , называемый также наземного источника тепловой насос представляет собой централизованную систему отопления и охлаждения , установленная в зданиях и передает тепло и от земли. Его основным источником тепла зимой является земля, а летом; он отводит тепло от радиатора. Контуры заземления — это трубы, подвешенные под землей и соединенные с геотермальным тепловым насосом.

Как геотермальные системы отопления и охлаждения работают зимой

Подземные трубы или контуры заземления циркулируют по всем трубам, погребенным под землей. Вода поглощает тепло от земли через трубы. После того, как вода нагревается, она откачивается обратно в тепловой насос в здании. Затем геотермальный тепловой насос использует тепло от нагретой воды и распределяет его по всему дому в виде теплого воздуха. После того, как тепло извлекается из воды, он может вернуться обратно в подземные петли, чтобы снова нагреться, и цикл продолжается.

Как геотермальные системы отопления и охлаждения работают летом

Летом геотермальный тепловой насос работает как раз наоборот, как зима. Он извлекает горячий воздух из вашего дома и избавляется от тепла, оставляя за собой прохладный воздух, который циркулирует через вентиляционные отверстия, как кондиционер. Выделенное тепло из воздуха возвращается в землю через контуры заземления. Это означает, что когда вода покидает здание, он теплее, чем когда он откачивается, потому что из него извлекается тепло.

Весь этот процесс может казаться сложным, но это не так. Фактически, в большинстве европейских стран геотермальное отопление и охлаждение являются стандартной практикой. В таких странах, как Швейцария и Швеция, более 75% домов установили геотермальные системы отопления и охлаждения.

Что такое геотермальное отопление?

 

Геотермальное отопление—это система, которая в качестве источника использует бесплатное низкопотенциальное тепло Земли. Это позволяет снизить затраты на эксплуатацию до 85% по сравнению с традиционными системами отопления. Главным элементом этой системы является тепловой насос. Его задача — преобразование тепла грунта в тепло для системы отопления. Тепловой насос работает в полностью автоматическом режиме: достаточно задать желаемую температуру, и она будет поддерживаться без Вашего участия.

Как работает тепловой насос?

Геотермальный теплообменник, собрав тепло земли, направляет его в тепловой насос, который преобразует его в высокотемпературное тепло. Оно то и используется в системе отопления и для приготовления горячей воды. Затратив для работы 1 киловатт электроэнергии, тепловой насос может перекачать из земли до 7 киловатт тепловой энергии в дом.

 

Геотермальные теплообменники

Геотермальный теплообменник представляет собой систему полиэтиленовых труб, установленных под землёй. По трубам циркулирует теплоноситель, нагреваясь от земли. В условиях сибирского климата хорошо себя зарекомендовали геотермальные теплообменники двух типов: вертикального и горизонтального.

Вертикальный грунтовый теплообменник

Состоит из одного или нескольких геотермальных зондов. Зонд представляет собой две трубы из полиэтилена, соединенные специальным U-образным наконечником. Зонды длиной до 100м устанавливаются вертикально в скважины. Количество зондов и их длина зависят от мощности тепловых насосов и типа грунта.

Горизонтальный грунтовый теплообменник

Собирает солнечное тепло, запасенное в поверхностных слоях земли. Труба из полиэтилена укладывается на глубине 1,5—1,8 м, расстояние между трубами 0,6 м. Необходимая площадь и длина трубы зависят от мощности теплового насоса и грунта. Такой теплообменник дешевле вертикального, но требует больше места на участке.

Одна система – множество возможностей

Используя возобновляемую энергию, тепловой насос может не только отапливать, но и охлаждать Ваш дом, нагревать горячую воду. Стоимость установки теплового насоса значительно ниже, чем трёх отдельных систем:

• ·        Отопления
• ·        Кондиционирования
• ·        Горячего водоснабжения

Фанкойлы

             

Фанкойл, или вентиляторный доводчик, — это современный многофункциональный прибор для отопления и кондиционирования. Его ключевыми преимуществами являются эффективная работа в низкотемпературных системах отопления, автоматическое поддержание заданной температуры воздуха в помещении в режимах отопления и кондиционирования, встроенный фильтр воздуха. Один фанкойл по производительности может заменить 3-4 батареи, что делает систему отопления менее разветвленной, а помещение, где они установлены, менее загромождённым от приборов отопления и кондиционирования.

Где используется

Ещё одним преимуществом тепловых насосов является возможность комбинирования их с другими источниками тепла, например, солнечным коллектором или другими известными котлами.

Теплые полы

   

Водяные теплые полы наилучшим образом работают в тандеме с тепловыми насосами, так как для их работы достаточна небольшая температура теплоносителя. Теплые полы дают наиболее комфортный человеку температурный режим помещения, благодаря отсутствию больших конвекционных потоков, как при традиционном отоплении, пропадает циркуляция пыли, зимой не нарушается влажность воздуха, как в случае с обычными радиаторами. Система водяных теплых полов способна покрыть 100% потребности тепла правильно утепленного дома.

Частное домостроение

Тепловой насос обеспечит Ваш дом теплом, приготовит горячую воду и создаст приятную прохладу при необходимости летом. Затраты на эксплуатацию значительно ниже, чем с любыми другими известными системами отопления. Геотермальное отопление абсолютно экологично, безопасно, работает в автоматическом режиме и может быть установлено даже в самых отдаленных районах без привязки к газовым магистралям и теплосетям. Такие системы получили широкое распространение по всему миру, в значительной части европейских домов установлены тепловые насосы.

Промышленные, торговые, общественные здания

Предприниматели, выбирающие тепловой насос для отопления, имеют ряд преимуществ перед конкурентами:

• ·        Возможность застройки в отдаленных районах
• ·        Отсутствие согласований на подключение к магистралям
• ·        Минимальные издержки на содержание здания
• ·        Начало и конец отопительного периода заказчик определяет сам

В Сибирском регионе нашей компанией тепловые насосы установлены в многочисленных супермаркетах, складских помещениях, промышленных предприятиях, АЗС, авто мойках, базах отдыха, больницах, фитнес центрах, плавательных бассейнах и т. д.

Социальные объекты

Тепловые насосы широко применяются на социальных объектах — детских садах, школах, больницах и поликлиниках, санаториях. Затраты на сервис в десятки раз ниже, чем в сравнении с традиционными системами отопления. Не требуются ежегодные комиссионные приемки систем отопления. Проекты с геотермальным отоплением свободно проходят государственную и федеральную экспертизу. Тепловые насосы являются надежным, проверенным в Сибирских условиях и абсолютно безопасным оборудованием.

Тепловые насосы ECO

ОТОПЛЕНИЕ

Основной задачей теплового насоса является отопление здания. Тепловой насос ЕСО способен работать с коэффициентом преобразования (СОР) до 5,81.

ГОРЯЧАЯ ВОДА

Обеспечение горячей водой в необходимых количествах круглогодично. Отсутствие плановых отключений горячей воды летом

КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ

Тепловые насосы ЕСО имеют встроенную функцию кондиционирования в базовой комплектации, в отличие от многих аналогов. Кондиционирование возможно в активном и пассивном режиме

УДАЛЁННОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Возможность управлять и контролировать работу теплового насоса удаленно при помощи смартфона или персонального компьютера из любой точки мира.

СЕНСОРНЫЙ ДИСПЛЕЙ

Удобное управление тепловым насосом при его эксплуатации осуществляется с помощью цветного сенсорного дисплея.

ЛУЧШАЯ ЦЕНА

Стоимость теплового насоса ЕСО значительно ниже известных аналогов, что обусловлено многими техническими решениями при изготовлении.

НАДЕЖНОСТЬ

Более чем на 350 объектах Сибири эксплуатируются тепловые насосы от компании Экоклимат. Тепловые насосы ЕСО на социальных и частных объектах доказали надёжность и высокое качество конструкции.

СПЕЦИАЛЬНО ДЛЯ СИБИРИ

Тепловые насосы ЕСО способны обогреть любое здание в любом месте: от небольшого коттеджа до огромных промышленных зданий, даже в самых удалённых уголках Сибири.

ДВУХКОМПРЕССОРНЫЙ

Тепловые насосы ЕСО могут исполнятся и в двух-компрессорном варианте. В осенне-весенний период, при низком потреблении тепла, может использоваться всего один компрессор, что значительно сокращает потребление электроэнергии.

 

Сравнительный анализ использования геотермальных систем отопления для частных и загородных домов

Очень часто к нам поступают вопросы о том, какая из видов систем геотермального отопления частного дома является наиболее оптимальной? Сегодня мы постараемся разобраться в данном вопросе. На самом деле однозначного ответа не существует, поскольку к каждому загородному участку требуется специфический подход, который базируется на тщательном исследовании местности, грунта, наличии водоема и многих других особенностей.

И все-таки, попробуем классифицировать по убыванию основные виды отопления, наиболее часто использующиеся для обогрева частных домов:

Рис. 1

Из графика видно, что геотермальные тепловые насосысистем «Грунт-Вода» и «Земля-Земля» являются самым распространенными способами отопления домов и пользуются примерно одинаковым спросом. Для отопления дома системой «Вода — Вода», необходимым условием будет наличие неподалеку водоема, в то время как тепловой насос «Грунт — Вода», вполне может использовать для своей работы грунтовые воды. Все остальные виды геотермального отопления занимают лишь незначительную часть.

За последние 10 лет интерес к отоплению домов тепловыми насосами в значительной мере вырос, что обусловлено ежегодным подорожанием природного газа, который, к сожалению, не является неисчерпаемым источником и, запасы которого стремительно сокращаются.

Чтобы более ясно представлять картину, возьмем данные по использованию различных видов отопления за последние 5 лет:

Рис. 2

Как видно, газовое отопление по-прежнему номер один среди многочисленных способов обогрева домов. Но такая позиция скорее связана не с его дешевизной, а повсеместному многолетнему распространению газовых котлов на советском и постсоветском пространстве. Кроме того, из графика следует, что популярность геотермального отопления загородных домов медленно, но уверенно завоевывает свою отдельную нишу на рынке отопления жилых помещений. Что касается других видов отопления (отопление с помощью твердо- и мягкотопливных котлов), то по прогнозам экспертов, их популярность может в будущем  незначительно вырасти из-за подорожания цен на газ.

Таким образом, мы можем представить себе «картину будущего» в виде следующей схемы:

Рис.3

На последнем рисунке мы видим, что падение интереса к отоплению, с помощью газа неизменно будет падать.

И наконец, хотелось бы осветить ситуацию настоящего времени по наиболее популярным видам отопления:

 

Конечно, чем и каким способом отапливать свое жилище мы выбираем сами, но при выборе способа обогрева следует все-таки помнить, что дальнейшая эксплуатация системы отопления неизбежно повлечет за собой затраты. А размер затрат на отопление будет целиком и полностью зависеть от вашего выбора. На сегодняшний день самым экономным способом отопления жилища является геотермальный тепловой насос.

Информация об отоплении

Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики

Геотермальные тепловые насосы (GHP), иногда называемые GeoExchange, земные, наземные или водные тепловые насосы, используются с конца 1940-х годов. В качестве обменной среды они используют относительно постоянную температуру земли, а не температуру наружного воздуха.

Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные экстремальные температуры — от палящей жары летом до минусовых морозов зимой — в нескольких футах ниже поверхности земли температура земли остается относительно постоянной.В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F (7 ° C) до 75 ° F (21 ° C). Как и в пещере, эта температура земли теплее воздуха над ней зимой и прохладнее воздуха летом. GHP использует преимущества этих более благоприятных температур, чтобы стать высокоэффективным за счет обмена теплом с землей через наземный теплообменник.

Как и любой тепловой насос, геотермальные тепловые насосы и тепловые насосы с водным источником могут нагревать, охлаждать и, если таковые имеются, снабжать дом горячей водой.Некоторые модели геотермальных систем доступны с двухскоростными компрессорами и регулируемыми вентиляторами для большего комфорта и экономии энергии. По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.

Тепловой насос с двумя источниками энергии объединяет тепловой насос с воздушным источником тепла и геотермальный тепловой насос. Эти устройства сочетают в себе лучшее из обеих систем. Тепловые насосы с двойным источником имеют более высокие показатели эффективности, чем агрегаты с воздушным источником, но не так эффективны, как геотермальные агрегаты.Основное преимущество систем с двумя источниками энергии состоит в том, что они стоят намного дешевле в установке, чем одиночный геотермальный блок, и работают почти так же хорошо.

Несмотря на то, что стоимость установки геотермальной системы может в несколько раз превышать стоимость установки с воздушным источником той же мощности нагрева и охлаждения, дополнительные затраты могут окупиться за счет экономии энергии через 5-10 лет, в зависимости от стоимости энергии. и доступные стимулы в вашем районе. Срок службы системы оценивается до 24 лет для внутренних компонентов и 50+ лет для контура заземления.Ежегодно в США устанавливается около 50 000 геотермальных тепловых насосов. Для получения дополнительной информации посетите Международную ассоциацию наземных тепловых насосов.

10 мифов о геотермальном нагреве и охлаждении ⋆ Earth River Geothermal, Inc.

Представьте себе дом, в котором всегда комфортно, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

В воздухе пахнет свежестью; Вы можете слышать щебетание птиц и ленивое шуршание ветра в деревьях. Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветви. Звучит комфортно, не правда ли?

Геотермальное отопление и охлаждение делает эту мечту реальностью. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (отопление, вентиляция и кондиционирование) приводят здание в гармонию с землей под землей, используя преимущества подземных температур для обеспечения отопления зимой и охлаждения летом.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Наружная температура колеблется в зависимости от времени года, но температура под землей меняется не так сильно, благодаря изоляционным свойствам земли. На глубине 4–6 футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и / или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для обеспечения «бесплатной» энергии.

(Обратите внимание, что геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не следует путать с «геотермальной энергией», процессом, при котором электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабах коммунальных предприятий и использует различные процессы, обычно путем нагрева воды до кипения. .)

Трубы, составляющие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут закапываться под землей по горизонтали или вертикали, в зависимости от характеристик участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть разработать систему «разомкнутого цикла», в которой скважина пробурена в подземных водах.Вода закачивается, проходит мимо теплообменника, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

Схема работы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC

Зимой жидкость, циркулирующая через контур заземления или колодец системы, поглощает накопленное тепло от земли и переносит его в помещение. Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении.Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и переносит его через контур заземления / насос в скважину обратной закачки, где оно передает тепло в более холодную землю / водоносный горизонт.

В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к земле и от земли. Обычно электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

Геотермальная система охлаждения и отопления состоит из трех основных компонентов: теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытый или закрытый контур) и системы подачи воздуха (воздуховод) и / или лучистого отопления (в полу). или где-нибудь еще).

Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом полезного действия, или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она потребляет. Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, от трех до пяти единиц выдается в виде тепла.

Геотермальные системы не требуют особого обслуживания. При правильной установке, что очень важно, скрытый контур может прослужить несколько поколений.Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении, защищены от суровых погодных условий, поэтому они, как правило, служат в течение многих лет, а зачастую и десятилетий. Как правило, единственное необходимое техническое обслуживание — периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика.

Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются более 60 лет в США и за их пределами.

Они работают с природой, а не против нее, и они не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньшее количество электроэнергии для работы, потому что они связаны со средней температурой Земли.)

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологически чистое строительство. В прошлом году на экологические проекты приходилось 20 процентов всех новостроек в США. К 2016 году в статье Wall Street Journal предсказывалось, что экологическое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или на явных мифах.В нашей новой книге Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (Egg / Cunniff / Orio -McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я развенчиваем многие из этих мифов.

Разрушенные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

• Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования не считаются возобновляемой технологией, поскольку они используют электричество.
  Факт: Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева с земли в здание.
• Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более предпочтительными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
  Факт: Геотермальные системы HVAC удаляют в четыре раза больше киловатт-часов потребления из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть. Эти другие технологии, безусловно, могут сыграть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия кондиционирования помещений на окружающую среду.
• Geothermal HVAC требуется много двора или недвижимости для размещения контуров заземления полиэтиленовых трубопроводов.
  Факт: В зависимости от характеристик площадки контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что надземной поверхности не требуется. Или, если есть доступный водоносный горизонт, который можно использовать, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости. Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она попала после прохождения теплообменника, поэтому она не «используется» или не подвергается иным негативным воздействиям.
• Геотермальные тепловые насосы HVAC издают шум.
  Факт: Системы работают очень тихо, и на улице нет оборудования, которое беспокоило бы соседей.

Техник осматривает геотермальный кондиционер HVAC. Фото любезно предоставлено Jay Egg

• Геотермальные системы со временем «изнашиваются».
  Факт: Земные петли могут прослужить несколько поколений. Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в помещении. Когда его действительно нужно заменить, затраты будут намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или колодца является наиболее дорогой в установке.Новые технические инструкции устраняют проблему удержания тепла в земле, поэтому тепло может передаваться с ней бесконечно. В прошлом некоторые системы ненадлежащего размера действительно перегревали или переохлаждали землю с течением времени до такой степени, что у системы больше не было достаточного температурного градиента для функционирования.
• Геотермальные системы HVAC работают только в режиме отопления.
  Факт: Они так же эффективно работают при охлаждении и могут быть спроектированы так, чтобы при желании не требовалось дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые клиенты считают, что более экономически выгодно иметь небольшую резервную систему только на самые холодные дни, если это означает их петля может быть меньше.
• Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом.
  Факт: Системы могут быть спроектированы для одновременной обработки нескольких нагрузок.
• Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помещают трубопроводы хладагента в землю.
  Факт: В большинстве систем в контурах или линиях используется только вода.
• Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют много воды.
  Факт: Геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для обмена теплом с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт.В прошлом проводились некоторые операции «насос и сброс», при которых вода расходилась впустую после прохождения через теплообменник, но сейчас они чрезвычайно редки. При коммерческом применении геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарились бы в градирнях традиционных систем.
• Геотермальная технология HVAC финансово неосуществима без федеральных и местных налоговых льгот.
  Факт: Федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием.Стандартные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха стоят около 3000 долларов за тонну обогрева или охлаждения при новом строительстве (дома обычно используют от одной до пяти тонн). Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха начинаются от 5000 долларов за тонну и могут доходить до 8000 или 9000 долларов за тонну. Однако новые методы установки снижают затраты до такой степени, что цена приближается к обычным системам при правильных условиях.

Факторы, способствующие снижению затрат, включают экономию на масштабе для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и растущую конкуренцию за геотермальное оборудование (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane).Открытые контуры с использованием насоса и скважины обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые.

Стоит ли геотермальное отопление для дома? Что идет не так?

Геотермальные системы отопления для домов

Бытовые геотермальные системы отопления могут быть отличным способом обогреть дом , заменить печь и помечены как средства экономии денег. Вопрос в том, стоят ли они шумихи? Вот краткий обзор того, как они работают.

Начиная с глубины от 6 до 10 метров, температура земли больше не зависит от колебаний температуры поверхности и остается относительно постоянной на уровне от 8 до 10 C.Таким образом, основной принцип геотермального отопления и охлаждения заключается в использовании постоянной внутренней температуры земли для уравновешивания сильно меняющихся температур поверхности в Северной Америке и Канаде.

С помощью тепловых насосов геотермальные системы отопления и охлаждения извлекают тепловую энергию и передают ее в здания, экономя примерно от 50 до 60% затрат на отопление и охлаждение, в зависимости от сравниваемого топлива.

В летние месяцы геотермальное охлаждение работает аналогично стандартному кондиционированию воздуха, только тепло не просто выбрасывается в наружный воздух, а откладывается глубоко в земле для использования в будущем.Результатом является безупречное кондиционирование воздуха, потому что тепло, отбираемое в летние месяцы, фактически используется для обогрева земли глубоко под землей, тепла, которое повысит эффективность теплового насоса источника тепла в зимние месяцы.

Геотермальные системы отопления дома:

Вертикальные геотермальные системы с замкнутым контуром имеют герметичную U-образную трубу из полиэтилена высокой плотности, по которой переносится теплоноситель (обычно смесь воды и метанола) в непрерывно циркулирующем контуре, обеспечивающем теплопроводный обмен.Когда жидкость возвращается на поверхность, нагревается или охлаждается в зависимости от сезона, дополнительное или уменьшенное количество тепла в воде используется для кондиционирования дома. Требуемая глубина для этой системы обычно составляет 300 футов или более, а стоимость рассчитывается в футах. Через нос, но ногой.

Геотермальная вертикальная петельная система © Alexandre Gilbert

Горизонтальная замкнутая геотермальная система работает так же, как и вертикальные системы, за исключением того, что трубы проходят вперед и назад на глубине от 6 до 10 футов под землей.Установка предполагает вырытие траншей (по крайней мере, 300 футов из них), а не рытье колодца.

Горизонтальные системы тепловых насосов с грунтовым источником могут быть дешевле в установке, но требуют значительного пространства и наносят довольно серьезный ущерб любым экосистемам, которые лежат на предполагаемом пути. Для данной длины трубы системы с горизонтальным контуром немного менее эффективны, чем системы с вертикальным контуром, поскольку на них легче воздействовать температурой поверхности. Другой недостаток заключается в том, что при возникновении утечки в контуре при использовании горизонтального коврика или решетчатой ​​системы весь сад придется снова выкопать в поисках крошечной утечки, которая теряет давление в системе.

Геотермальная система с горизонтальным контуром © Alexandre Gilbert

Геотермальные системы с открытым контуром используют грунтовые воды, закачиваемые непосредственно из подающей скважины (глубиной от 75 до 100 футов) для забора и нагнетания тепла. Вода откачивается из первой скважины, а после теплообмена закачивается во вторую скважину.

Геотермальная система с открытым контуром © Alexandre Gilbert

Системы с открытым контуром имеют очень высокий термический КПД, и их установка может быть на 50% дешевле, чем вертикальные системы с обратной связью.Однако условия, необходимые для правильного функционирования этих систем, редко встречаются в городских районах, поскольку они требуют обильного источника грунтовых вод и высокого уровня грунтовых вод.

Сэкономит ли геотермальное отопление деньги?

Это действительно зависит от размера объекта отопления. Ни одна геотермальная система не обходится дешево в установке , и поскольку она предлагает только сокращение потребления, окупаемость инвестиций действительно возможна только для больших зданий. По этой причине геотермальная энергия больше подходит для коммерческих или многоквартирных жилых проектов значительного размера.

Дом должен быть довольно большим и иметь несколько плохую изоляцию, чтобы фактически окупить себя в разумные сроки. Во многих случаях, особенно при строительстве новых домов среднего размера, такие крупные финансовые вложения в энергоэффективность могут принести гораздо большую отдачу, если вместо этого они будут направлены на удержание тепла — более качественные окна, дополнительную изоляцию дома в новом строительстве, изоляцию существующих стен от снаружи во время ремонта дома, а лучше ленты и мембраны для герметизации воздуха и т. д.

Цены Ball park на геотермальную систему : Для дома среднего размера (2000 кв. Футов) установка GSHP легко будет стоить 30 000 долларов, и это в обмен на ежемесячную экономию около 50% на счетах за отопление. . Таким образом, окупаемость среднего дома на одну семью просто слишком далека, чтобы сделать его финансово конкурентоспособным вариантом со всеми домами, кроме самых потребляющих, — и даже тогда только тогда, когда котел или печь вышли из строя и нуждаются в замене.

Те же самые инвестиции в размере 25 000 долларов (или, возможно, меньше) в лучшую тепловую оболочку, вероятно, легко сократят счета за отопление на 70 или 80%, а может, и больше.Геотермальная энергия — отличная глобальная технология, но дома с плохой изоляцией для одной семьи получат гораздо больше прибыли, если вместо этого деньги будут вкладываться в изоляцию или баланс между энергосберегающими ремонтами и высокоэффективными тепловыми насосами.

Геотермальные системы отопления и охлаждения штата Мэн

Геотермальные системы (также называемые геотермальными тепловыми насосами) используют постоянную температуру земли ниже линии замерзания для обогрева зимой и охлаждения летом.Как и все технологии с тепловыми насосами, геотермальные системы не выделяют тепло, они передают его, используя тот же процесс, что и кондиционеры и холодильники. Зимой тепло забирается из-под земли и передается в дом. Летом процесс обратный, чтобы отвести тепло из дома и передать его земле.

1. Жидкость закачивается в землю, где она нагревается до температуры земли.
2. Тепловой насос извлекает тепло из жидкости и доставляет его в дом.
3. Теперь уже остывшая жидкость возвращается на землю, чтобы начать процесс заново.

Источник: EPA

Этот процесс обратимого цикла охлаждения — один из наиболее эффективных способов обогрева и охлаждения вашего дома. Геотермальные тепловые насосы обычно более эффективны, чем тепловые насосы с воздушным источником, потому что температура земли умеренная и ближе к желаемой температуре в помещении круглый год, чем температура наружного воздуха. Одна единица электроэнергии может быть преобразована в четыре или более единиц тепла с помощью геотермального теплового насоса.Подобно воздушным тепловым насосам, геотермальные системы хороши для поддержания постоянной температуры и влажности в помещении.

Геотермальные системы состоят из контура заземления и теплового насоса. Петли могут быть на мелководье или в глубоких колодцах. Тепло из контура отбирается тепловым насосом, который обычно находится в подвале. Затем тепло распределяется по дому через радиаторы, теплый пол или систему принудительного распределения горячего воздуха.

Преимущества

• Более низкие затраты на отопление и охлаждение — Геотермальные системы обычно дешевле в эксплуатации, чем другие системы.Щелкните здесь, чтобы сравнить эксплуатационные расходы различных систем отопления.
• Комфорт в помещении — Геотермальные системы обеспечивают постоянный уровень температуры и влажности в помещении.
• Безопасность — Поскольку геотермальные системы работают от электричества, нет риска утечки топлива или продуктов сгорания.

Недостатки

• Стоимость установки — Геотермальные системы часто дороже в установке, чем обычные системы отопления или охлаждения.
• Проблемы при установке — Не все здания или дворы являются хорошими кандидатами для геотермальных систем. Оценка размещения может определить, подходит ли место для геотермальной системы.

10 мифов о геотермальном отоплении и охлаждении

Иллюстрация геотермальной системы отопления и охлаждения, которая обрабатывает несколько нагрузок для сообщества. Иллюстрация Сары Чейни.

Иллюстрация Сары Чейни.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права.Несанкционированное использование запрещено.

Представьте себе дом, в котором всегда комфортная температура, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

В воздухе пахнет свежестью; Вы можете слышать щебетание птиц и ленивое шуршание ветра в деревьях. Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветви.Звучит комфортно, не правда ли?

Геотермальное отопление и охлаждение делает эту мечту реальностью. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (отопление, вентиляция и кондиционирование) приводят здание в гармонию с землей под землей, используя преимущества подземных температур для обеспечения отопления зимой и охлаждения летом.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Наружная температура колеблется в зависимости от сезона, но температура под землей меняется не так сильно, благодаря изоляционным свойствам земли.На глубине 4–6 футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и / или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для обеспечения «бесплатной» энергии.

(Обратите внимание, что геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не следует путать с «геотермальной энергией», процессом, с помощью которого электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабах коммунальных предприятий и использует различные процессы, обычно путем нагрева воды для кипячение.)

Трубы, составляющие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть закопаны под землю горизонтально или вертикально, в зависимости от характеристик участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть разработать систему «разомкнутого цикла», в которой скважина пробурена в подземных водах. Вода закачивается, проходит мимо теплообменника, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

Схема работы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Зимой жидкость, циркулирующая через контур заземления или колодец системы, поглощает накопленное тепло от земли и переносит его в помещение. Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении. Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и переносит его через контур заземления / насос в скважину обратной закачки, где оно передает тепло в более холодную землю / водоносный горизонт.

В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к земле и от земли. Обычно электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

Геотермальная система охлаждения и обогрева состоит из трех основных компонентов: теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытый или закрытый контур) и системы подачи воздуха (воздуховод) и / или лучистого отопления (в этаж или в другом месте).

Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом полезного действия, или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она потребляет. Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, от трех до пяти единиц выдается в виде тепла.

Геотермальные системы не требуют значительного обслуживания. При правильной установке, что очень важно, скрытый контур может прослужить несколько поколений.Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении, защищены от суровых погодных условий, поэтому они, как правило, служат в течение многих лет, а зачастую и десятилетий. Как правило, единственное необходимое техническое обслуживание — периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика.

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются более 60 лет в США и за их пределами.

Они работают с природой, а не против нее, и не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньшее количество электроэнергии для работы, потому что они связаны со средней температурой Земли.)

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологичное строительство. В прошлом году на экологические проекты приходилось 20 процентов всех новостроек в США. К 2016 году в статье Wall Street Journal предсказывалось, что экологическое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или на явных мифах.В нашей новой книге Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (Egg / Cunniff / Orio -McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я опровергают многие из этих мифов.

Разрушенные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не считаются возобновляемой технологией, поскольку они используют электричество.

Факт: геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева с земли в здание.

2. Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более предпочтительными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Факт: геотермальные системы HVAC удаляют в четыре раза больше киловатт-часов потребления из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть. Эти другие технологии, безусловно, могут сыграть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия кондиционирования помещений на окружающую среду.

3. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует много двора или недвижимости для размещения контуров заземления полиэтиленовых трубопроводов.

Факт: В зависимости от характеристик площадки, контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что надземной поверхности не требуется. Или, если есть доступный водоносный горизонт, который можно использовать, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости. Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она попала после прохождения теплообменника, поэтому она не «используется» или не подвергается иным негативным воздействиям.

4. Геотермальные тепловые насосы HVAC издают шум.

Факт: системы работают очень тихо, и на улице нет оборудования, которое беспокоило бы соседей.

Техник осматривает геотермальный кондиционер HVAC.

Фотография любезно предоставлена ​​Джей Эггом

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

5. Геотермальные системы со временем «изнашиваются».

Факт: петли заземления могут прослужить несколько поколений. Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в помещении.Когда его действительно нужно заменить, затраты будут намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или колодца является наиболее дорогой в установке. Новые технические инструкции устраняют проблему удержания тепла в земле, поэтому тепло может передаваться с ней бесконечно. В прошлом некоторые системы ненадлежащего размера действительно перегревали или переохлаждали землю с течением времени до такой степени, что у системы больше не было достаточного температурного градиента для функционирования.

6. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работают только в режиме отопления.

Факт: они так же эффективно работают при охлаждении и могут быть спроектированы так, чтобы при желании не требовать дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые клиенты считают более экономичным иметь небольшую резервную систему только на самые холодные дни, если это означает, что они петля может быть меньше.

7. Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом. Факт: системы могут быть спроектированы для одновременной обработки нескольких нагрузок.

8. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха прокладывают трубопроводы хладагента в землю.

Факт: в большинстве систем в контурах и линиях используется только вода.

9. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют много воды.

Факт: геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для обмена теплом с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт. В прошлом проводились некоторые операции «насос и сброс», при которых вода расходилась впустую после прохождения через теплообменник, но сейчас они чрезвычайно редки. При коммерческом применении геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарились бы в градирнях традиционных систем.

10. Геотермальная технология HVAC финансово неосуществима без федеральных и местных налоговых льгот.

Факт: Федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием. Стандартные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха стоят около 3000 долларов за тонну обогрева или охлаждения при новом строительстве (дома обычно используют от одной до пяти тонн). Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха начинаются от 5000 долларов за тонну и могут доходить до 8000 или 9000 долларов за тонну.Однако новые методы установки снижают затраты до такой степени, что цена приближается к обычным системам при правильных условиях.

Факторы, способствующие снижению затрат, включают экономию на масштабе для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и растущую конкуренцию за геотермальное оборудование (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane). Открытые контуры с использованием насоса и скважины обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые.

Спасибо за тысячи лайков и сотни комментариев! National Geographic закрыл комментарии для этого блога.Пожалуйста, продолжите разговор и получите ответы, которые вам нужны для геотермального отопления и охлаждения, в блоге Джея Эгга «Геотермальное отопление и охлаждение: вопросы и ответы»

Джей Эгг является соавтором новой книги Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (McGraw-Hill 2013), с Грегом Канниффом и Карлом Орио. Он стал соавтором книги Geothermal HVAC, Green Heating and Cooling в 2010 году вместе с Брайаном Кларком Ховардом из National Geographic. Джей консультируется с геотермальной отраслью HVAC.Ранее он работал установщиком технологии через свою компанию EggGeothermal.

Геотермальное отопление и охлаждение, тепловые насосы, контуры теплообмена

Геотермальные системы отопления и охлаждения сегодня являются наиболее эффективными и экологически безопасными системами на рынке. Эти системы работают иначе, чем обычные системы, поскольку они используют солнечную энергию, которая поглощается и накапливается Землей. Ниже представлен отличный двухминутный видеоролик, созданный NYSERDA; Как это работает: Тепловые насосы, работающие на грунте

На глубине 20 футов земля поддерживает довольно постоянную температуру в диапазоне от 45 до 77 градусов по Фаренгейту в зависимости от вашего региона США.

По подземным трубам циркулирует водный раствор, зимой они передают энергию тепловому насосу для отопления, а летом отводят тепло из здания в землю. Системы с принудительной подачей воздуха или низкотемпературные гидронные системы распределяют геотермальное отопление и кондиционирование воздуха. В большинстве систем используются электрические тепловые насосы, способные увеличивать тепловую энергию земли зимой и концентрировать и передавать тепловую энергию здания в относительно прохладную землю летом при кондиционировании воздуха.

Геотермальная вертикальная петля

Вертикальная петля используется в основном, когда площадь земли ограничена, коренная порода близка к уровню или во многих случаях модернизации существующих домов. Буровая установка используется для бурения скважин на глубину от 150 до 450 футов. В отверстия вставляется длинный U-образный бухт геотермальной трубы HDPE. Затем отверстия заделываются, чтобы улучшить теплопроводность и предотвратить перемешивание водоносных горизонтов.

Петля геотермального пруда

Петля для пруда — вариант, если в пределах 100 футов от дома имеется большой водоем.Минимум 1/2 акра поверхности и пруд или озеро глубиной от 10 до 12 футов обычно достаточно для поддержки среднего дома. В системе используется серия бухт геотермальных труб из полиэтилена высокой плотности, обычно длиной от 300 до 500 футов. Змеевики помещаются на дно пруда или озера и закрепляются на дне.

<Предыдущая страницаСледующая страница>

Плюсы и минусы геотермальных тепловых насосов

Последнее обновление 21.01.2020

Земляные тепловые насосы (GSHP) — это инновационная технология обогрева и охлаждения, но они могут подходить не для всех домов.Важно понимать плюсы и минусы геотермальных тепловых насосов, а также то, как уникальные характеристики вашей собственности могут помочь определить, подходит ли вам установка геотермального теплового насоса.

Факторы, которые следует учитывать перед установкой теплового насоса с грунтовым источником

Большинство владельцев недвижимости могут извлечь выгоду из геотермальных тепловых насосов, но важно понять, что делает недвижимость более или менее подходящей для установки, до подписания контракта.Географические и экологические факторы, наличие скидок и льгот, а также ваша нынешняя система отопления и охлаждения — все это может помочь определить, стоит ли устанавливать GSHP на вашем участке.

Географические факторы и факторы окружающей среды

Многие объекты имеют достаточно физического пространства для установки геотермального теплового насоса. Прежде чем предлагать систему, установщик геотермального теплового насоса осмотрит вашу собственность, чтобы определить, подходит ли она для горизонтального или вертикального контура заземления.Хотя обе конструкции системы обеспечивают преимущества в области энергоэффективности и экономии, установка системы с вертикальным контуром обычно требует больше времени и денег, так как вам нужно будет поставить буровую установку на свой участок и, возможно, пробурить твердые породы.

Тип почвы вашей собственности также влияет на затраты и время на установку геотермального теплового насоса. Например, если почва на вашем участке мягкая и ее легко выкопать, установка займет меньше времени и денег, чем установка в более плотных грунтах на глиняной основе или в скальных образованиях.Кроме того, рассмотрите надземные особенности вашей собственности, которые влияют на доступное пространство. Вам потребуется место для установки тяжелой техники, и вам, возможно, потребуется физически изменить ландшафт вашей собственности в процессе установки (особенно для установки с горизонтальным контуром).

Если на участке есть водоем, вы можете даже подумать об установке геотермальной системы пруд / озеро. Хотя установка геотермальной петли между прудом и озером встречается реже, чем установка подземных петель, она требует гораздо меньше тяжелого оборудования и времени, что сокращает расходы.Чаще всего водоемы / озера лучше всего подходят для больших коммерческих или промышленных зданий.

Скидки и льготы

В большинстве случаев система теплового насоса с грунтовым источником сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе, но первоначальные затраты на установку могут показаться немного устрашающими. Если вас беспокоит цена на геотермальную энергию, понимание преимуществ доступных скидок и льгот может помочь вам определить, подходят ли вам эти инвестиции.

Некоторые штаты и коммунальные службы предлагают финансовые стимулы для геотермальных установок. Часто эти стимулы попадают в категорию «Энергоэффективность». Кроме того, налоговый кредит на возобновляемые источники энергии для жилищного строительства (также известный как инвестиционный налоговый кредит или ITC) дает домовладельцам повсюду налоговый кредит, равный 30 процентам от общей установленной стоимости системы теплового насоса с грунтовым источником.

Для получения дополнительной информации о том, какие скидки и льготы доступны рядом с вами для геотермальных тепловых насосов, посетите Базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE).

Существующая система центрального отопления / охлаждения

Земной тепловой насос почти всегда экономит ваши ежемесячные расходы на отопление и охлаждение по сравнению с газовой или масляной печью, но уровень экономии и срок окупаемости могут варьироваться в зависимости от вашего существующие системы отопления и охлаждения. Например, если вы хотите модернизировать свою собственность геотермальной системой и уже имеете соответствующие воздуховоды, вам не придется платить за дополнительные компоненты или рабочую силу, чтобы установить новые воздуховоды или обновить существующую систему, что может повлиять на общую сумму авансовых затрат. новой системы.

Плюсы и минусы геотермальных тепловых насосов

Как и в случае любого другого важного энергетического решения, существует ряд плюсов и минусов, которые следует учитывать при рассмотрении вариантов геотермального теплового насоса. Вот несколько главных, о которых следует помнить:

Плюсы ГШП	Минусы ГШП
Значительная экономия на отоплении и охлаждении	Высокие первоначальные затраты на установку
Экологичность	Может потребоваться существенное изменение ландшафта
Работа в большинстве климатических зон	Системы с разомкнутым контуром могут загрязнять грунтовые воды

Преимущества технологии GSHP

Вот некоторые из основных преимуществ установки геотермального теплового насоса:

Значительная экономия затрат на отопление и охлаждение

По данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), владельцы недвижимости, устанавливающие геотермальные тепловые насосы, могут сэкономить до 70 процентов на расходах на отопление и до 50 процентов на расходах на охлаждение, что может привести к увеличению ежегодно экономить более 1000 долларов.При таком уровне экономии энергии геотермальные системы обычно имеют период окупаемости от 5 до 7 лет, что делает GSPH отличным долгосрочным финансовым вложением.

Экологически чистый

По сравнению с традиционными технологиями домашнего отопления и охлаждения на основе ископаемого топлива, геотермальные тепловые насосы являются более экологически безопасным вариантом. В отличие от котлов или печей, геотермальные тепловые насосы не требуют сжигания ископаемого топлива для производства тепла. Однако GSHP для работы полагаются на электричество, и если вы не генерируете собственную возобновляемую электроэнергию, вы, скорее всего, будете использовать свой тепловой насос с электросетью, которая часто поступает из ископаемого топлива и возобновляемых источников.

Даже если вы используете свой тепловой насос на невозобновляемой электроэнергии, высокая эффективность наземных тепловых насосов означает, что вы все равно будете использовать меньше энергии, произведенной из ископаемого топлива, чем при использовании печи или котла. Тепловые насосы, работающие на земле, могут иметь КПД более 400 процентов, то есть они могут преобразовывать одну единицу электроэнергии в 4 или более эквивалентных единиц отопления или охлаждения для вашей собственности. Для справки, традиционные печи, работающие на ископаемом топливе, имеют КПД от 70 до 90 процентов.

GSHP хорошо работают почти во всех климатических условиях

Хотя на эффективность систем тепловых насосов с воздушным источником влияет внешняя температура (поскольку они используют температуру воздуха для сбора и рассеивания тепла), тепловые насосы с грунтовым источником практически не подвержены влиянию холодным или теплым климатом.Это потому, что земля существует под землей с почти постоянной температурой повсюду, независимо от температуры воздуха над землей. Экстремальный климат или районы с особенно влажной почвой могут повлиять на тип теплового насоса, который вы хотите установить, но в целом геотермальные тепловые насосы хорошо работают независимо от климата благодаря постоянному нагреву земли.

Недостатки технологии GSHP

Вот некоторые недостатки установки геотермального теплового насоса, о которых следует помнить при оценке вариантов отопления и охлаждения:

Высокие предварительные затраты на установку

Геотермальные тепловые насосы могут потребовать значительных предварительных затрат, особенно если вам необходимо установить или модернизировать воздуховоды на вашем участке.Вы можете рассчитывать заплатить от 10 000 до 30 000 долларов за полную установку GSHP без учета любых местных или федеральных налоговых льгот и скидок. Тепловые насосы с воздушным источником (ASHP) обычно имеют более низкую стоимость и также предлагают преимущества по сравнению с традиционными системами отопления и охлаждения, но не так эффективны и долговечны, как системы GSHP

.

Возможные изменения ландшафта

Установка геотермального теплового насоса включает установку системы контура заземления, что может привести к значительным изменениям на поверхности земли.В частности, при установке горизонтальной петли вашему установщику потребуется выкопать траншею на большой площади вашего участка, что может изменить настройку и внешний вид вашего участка. Вертикальные контуры заземления занимают меньше места, но по-прежнему требуют установки тяжелой техники на вашу территорию.

Системы с разомкнутым контуром могут загрязнять грунтовые воды

Геотермальные системы с разомкнутым контуром встречаются гораздо реже, чем установки с замкнутым контуром, но в случае, если вы выберете систему с разомкнутым контуром, имейте в виду, что возможно загрязнение грунтовых вод.Поскольку в системах с разомкнутым контуром природные грунтовые воды циркулируют напрямую, есть вероятность, что вода, проходящая через тепловой насос и теплообменник, загрязнит источник воды, из которого вы забираете воду.

GSHP против ASHP: что лучше?

Существуют два основных типа тепловых насосов: земляные и воздушные — как они соотносятся? На высоком уровне технология GSHP почти всегда более эффективна, чем ASHP, но технология ASHP дешевле в установке.