Хотя домовладельцам потребовалось некоторое время, чтобы понять суть тепловых насосов, времена меняются, и в Великобритании тепловые насосы теперь являются проверенной технологией на постоянно растущем рынке. Тепловые насосы работают за счет использования естественной тепловой энергии, вырабатываемой солнцем. Эта энергия поглощается земной поверхностью, которая действует как гигантский аккумулятор тепла. Массив контура заземления или земляной коллектор, который представляет собой заглубленную трубу, поглощает это низкотемпературное тепло из окружающей земли и передает это тепло тепловому насосу. Контур заземления или тепловые коллекторы, несущие смесь гликоля и антифриза, могут быть установлены различными способами. Геотермальные тепловые насосы могут использовать различные коллекторы тепла, например, трубы, проложенные горизонтально в земле или вертикально в скважине. Тепло можно получать из рек, ручьев, прудов, моря или водяных скважин – теоретически везде, где есть теплоноситель или источник тепла, можно использовать тепловой насос.
Доступные типы массивов/коллекторов контура заземления
Горизонтальные коллекторы
Полиэтиленовые трубы закапывают в траншеи или на большой выкопанной территории. Трубы земляного коллектора могут иметь диаметр 20 мм, 32 мм или 40 мм, но в принципе идея одна и та же. Глубина трубы должна составлять всего 1200 мм или 4 фута, и иногда может потребоваться песок в качестве подушки вокруг трубы. Отдельные производители рекомендуют конкретные методы установки петель, но в целом существуют три основные системы: прямые участки коллекторной трубы, где выкапываются траншеи, и труба прокладывается вверх и вниз по обозначенному участку до тех пор, пока вся необходимая труба не будет закопана, эффект матирования, когда выкапывается большая площадь и закапывается ряд петель, создающих эффект подпольной прокладки труб в земле или пружин, которые представляют собой заранее изготовленные бухты труб, которые раскатываются в траншеи различной длины. Их можно устанавливать вертикально или горизонтально, и при установке они напоминают раздвинутую пружину. Хотя коллектор контура заземления звучит просто, размер и конструкция схемы имеют решающее значение. Должен быть установлен достаточный контур заземления, чтобы компенсировать тепловые потери объекта, дизайн и размер устанавливаемого теплового насоса, а также должен быть расположен на требуемой площади земли, чтобы потенциально не «заморозить землю», сохраняя при этом минимальные скорости потока. рассчитывается на стадии проектирования.
Вертикальные коллекторы
Если для горизонтального метода недостаточно площади, альтернативой является вертикальное бурение.
Бурение — это не только полезный метод при попытке получить тепло из земли, но и скважины полезны при использовании обратного теплового насоса для охлаждения в летние месяцы.
Существует два основных варианта бурения: система с замкнутым контуром или система с открытым контуром.
Просверленные системы с замкнутым контуром
Скважины можно бурить на разную глубину в зависимости от размера требуемого теплового насоса и геологии земли. Они имеют диаметр около 150 мм и обычно бурятся на глубину от 50 до 120 метров. В скважину вставляется термопетля и скважина заливается термоусиленным раствором. Принцип тот же, что и у горизонтальных контуров заземления, в которых по контуру прокачивается смесь гликоля для сбора тепла от земли.
Однако установка скважин обходится дорого, и иногда требуется более одной скважины. Геологические отчеты имеют решающее значение как для бурильщика, так и для определения проводимости.
Просверленные системы с открытым контуром
В системах с открытым контуром бурятся скважины, чтобы обеспечить хороший запас воды из земли. Вода откачивается и проходит непосредственно над теплообменником теплового насоса. После того, как «тепло» проходит через теплообменник, эта вода затем повторно закачивается в другую скважину, обратно в землю или в местный водный путь.
Системы с открытым контуром чрезвычайно эффективны, поскольку температура воды обычно имеет более высокую и постоянную температуру, что фактически исключает использование теплообменника. Однако они требуют более детального проектирования и планирования с одобрения местных властей и Агентства по охране окружающей среды.
Петли для пруда
Если имеется достаточно пруда или озера, то коврики для пруда (маты из труб) можно погрузить в воду, чтобы можно было извлечь тепло из воды. Это система с замкнутым контуром, в которой смесь гликоля снова прокачивается по трубе, образуя маты для пруда. Необходимо учитывать сезонные колебания уровня воды, и, как правило, не многие пруды подходят из-за недостаточной площади/объема воды.
Петли для пруда могут быть очень эффективными, если они правильно спроектированы и рассчитаны; проточная вода более эффективна из-за постоянного поступления тепла, а температура воды или «источника тепла» никогда не должна опускаться ниже 5°C. Системы с прудовым контуром также полезны для охлаждения в летние месяцы, когда тепловой насос реверсируется.
Время публикации: 15 июня 2022 г.