Как и все другие тепловые насосы, тепловой насос рассол/вода работает по тому же принципу: сначала тепловая энергия извлекается из земли, а затем передается хладагенту. Он испаряется и дополнительно сжимается с помощью компрессора. Это увеличивает не только его давление, но и температуру. Образующееся тепло поглощается теплообменником (конденсатором) и передается в систему отопления. Подробно о том, как работает этот процесс, вы можете узнать в статье Как работает тепловой насос рассол/вода.
В принципе, геотермальное тепло может быть извлечено с помощью геотермального теплового насоса двумя способами: либо через геотермальные коллекторы, проложенные близко к поверхности, либо через геотермальные зонды, которые проникают в землю на глубину до 100 метров. Мы рассмотрим обе версии в следующих разделах.
Геотермальные коллекторы проложены под землей
Для извлечения геотермального тепла система труб прокладывается горизонтально и змеевидно ниже линии промерзания. Глубина составляет около одного-двух метров ниже поверхности газона или почвы. В системе труб циркулирует рассольная среда из морозостойкой жидкости, которая поглощает тепловую энергию и передает ее теплообменнику. Размер необходимой площади коллектора зависит, среди прочего, от потребности в тепле данного здания. На практике это в 1,5–2 раза больше площади, которую необходимо отапливать. Геотермальные коллекторы поглощают тепловую энергию у поверхности. Энергия обеспечивается солнечной радиацией и дождевой водой. Следовательно, состояние земли играет решающую роль в выработке энергии коллекторами. Важно, чтобы территория над трубопроводной системой не была заасфальтирована и не застроена. Подробнее о том, что необходимо учитывать при прокладке геотермальных коллекторов, вы можете прочитать в статье Геотермальные коллекторы для рассольно-водяных тепловых насосов.
Геотермальные зонды извлекают тепло из более глубоких слоев земли
Альтернативой геотермальным коллекторам являются зонды. С помощью скважин геотермальные зонды погружаются в землю вертикально или под углом. Через него также протекает рассол, который поглощает геотермальное тепло на глубине от 40 до 100 метров и передает его теплообменнику. На глубине около десяти метров температура остается постоянной круглый год, поэтому геотермальные зонды эффективно работают даже при очень низких температурах наружного воздуха. Они также требуют мало места по сравнению с геотермальными коллекторами, а также могут использоваться для охлаждения летом. Глубина скважины также зависит от потребности в тепле и теплопроводности грунта. Поскольку в скважине глубиной до 100 метров вскрываются несколько пластов, несущих подземные воды, всегда необходимо получать разрешения на бурение скважин.
Время публикации: 14 марта 2023 г.