Геотермальный тепловой насос «грунт – вода» SDW INV с инверторным управлением производства УКЗТН является логическим продолжением, развитием модели теплового преобразователя «вода – вода» SDW EVI и служит основой для создания отопительной системы, известной, как геотермальное отопление. Суть такой системы заключается в том, что тепловую энергию для отопления и горячего водоснабжения климатическая установка циклически получает, «выкачивает» из земли, а в жаркий период туда же «сбрасывает» избыток тепла. Огромная масса Земли является и неисчерпаемым источником тепловой энергии, которую Земля получает от Солнца. Собственно, часть именно этой энергии и задействуется теплонасосной системой. А так, как она регулярно восполняется Солнцем, эта энергия является возобновляемой.

Во внешнем контуре-теплосборнике геотермального насоса, как и в водяном ТН, циркулирует жидкость, только устройство для циркуляции теплоносителя уже встроено. Однако эта модель ТН не предназначена для работы в открытой схеме. То есть, воду из водоёмов, колодцев, переливных скважин перекачивать через данную установку не рекомендуется.

Грунтовый тепловой насос собирает низкопотенциальное тепло, накопленное грунтом, с помощью замкнутого гликолевого контура. Этот теплосборник может располагаться в грунте горизонтально, когда растянутая спираль трубы зарывается в специально подготовленном котловане с плоским горизонтальным дном. Такая схема распространена в Европе. В средней полосе России, в условиях Северо-Запада и на территории Казахстана многократно опробована и хорошо себя зарекомендовала схема укладки труб контура многоярусно в траншеях. Такая схема обеспечивает хороший теплосъём и достаточно стабильна на протяжении всего отопительного периода. Также она сокращает земляные работы, по сравнению с первым вариантом. Необходимым условием является правильный расчёт геоконтура и заглубление верхнего яруса ниже уровня промерзания. Общепризнанной и весьма эффективной является схема укладки контура вертикально в зондовых скважинах. Однако, такая схема является и наиболее сложной в исполнении, и наиболее дорогостоящей. В замкнутом контуре из пластиковых труб циркулирует низкозамерзающая жидкость (антифриз, рассол), которая в толще грунта собирает тепло, а, поступая в геотермальный насос, отдаёт его в испарителе. Существует также вариант сбора тепла методом прямого испарения – когда в грунт вместо контура с теплоносителем интегрируется часть магистрали хладагента, так называемый DX-контур. Эффективность теплосъёма данного метода высока, однако требует изоляции металлической магистрали в земле и предъявляет повышенные требования к квалификации монтажников.

В целом, необходимо отметить, что геотермальное отопление с грунтовым ТН имеет наилучшую эффективность в связи с тем, что температура земных недр постоянна и не зависит от сезонных перепадов температур на поверхности. Причём температура эта идеально подходит как для низкотемпературного отопления, так и для кондиционирования.

Серия отопительных климатических установок SDW INV включает модели различной мощности. Это уже выпускаемые модели: SDW-02(INV), SDW-03(INV), SDW-04(INV). Кроме этого, разработаны модели до SDW-012 включительно. То есть, эти инверторные геотермальные тепловые насосы уже доступны для заказа.

Как и водяной ТН SDW EVI, грунтовый тепловой насос SDW с инверторным управлением имеет встроенный разъём для подсоединения бойлера косвенного нагрева горячего водоснабжения. Так же, как и водяной ТН с EVI-компрессором, геотермальный насос SDW инверторный имеет функцию кондиционирования, которую осуществляет наиболее эффективно с помощью фанкойлов. Соответственно, геотермальное отопление через грунтовый тепловой насос будет так же, как и в случае с SDW EVI, более эффективно при применении низкотемпературных приборов отопления – водяной пол и (или) фанкойл. Впрочем, обе модели успешно работают и с традиционными радиаторами.

Устройство инверторной теплонасосной установки SDW отличается от SDW EVI новым BLDC-компрессором на постоянных магнитах, который имеет полноценное инверторное управление, меньше размером и демонстрирует повышенную эффективность. Применение данного компрессора в грунтовом теплонасосе позволяет, в ряде случаев, в обвязке котельной отказаться от использования буферной емкости. Впрочем, целесообразность её использования, как и теплопроизводительность установки, лучше определять, проектируя геотермальное отопление (кондиционирование, горячее водоснабжение), как комплексную инженерную систему. Стоит отметить, что использование теплоаккумулятора позволяет, например, осуществлять пассивное кондиционирование, без включения теплонасосной установки.

Следует сказать, что описываемая модель оборудования сразу оснащена энергоэффективными циркуляционными насосами постоянного тока, расположенными в магистралях внешнего контура и контура внутренней системы отопления.

Необходимо отметить, что, несмотря на то, что инверторный геотермальный тепловой насос «грунт – вода» сам по себе является инновационным образцом оборудования, дальнейшим развитием модели явились разработка и запуск в производство осенью 2015 года нового поколения теплонасосов – универсального гибридного теплонасоса DROID SDU INV. Универсальный геотермально – воздушный тепловой насос DROID SDU INV является симбиозом грунтового ТН, теплонасоса «воздух – вода» и накопительного водонагревателя SDF FAMILY, способен работать одновременно с несколькими источниками тепла, имеет интегрированный бак из нержавеющей стали для приготовления горячей воды и превращает геотермальное отопление в воздушно-геотермально-солнечное.

Впрочем, использование тепла солнечной энергии от вакуумного солнечного коллектора возможно и при использовании водяного теплонасоса, и при использовании грунтового ТН, при помощи теплоаккумулятора ATWS, имеющего разъём для подключения вакуумного солнечного коллектора.

В 2019 году произошло обновление модели. Модельный ряд стал включать три типовые установки, охватывающие весь диапазон тепловой мощности. Это модели SDW-02 INV с диапазоном тепловой мощности 5-12 кВт, SDW-05 INV с диапазоном 8-20 кВт и SDW-08 INV с диапазоном 15-36 кВт. Соответственно, с 2018 года на всех моделях используется новый цифровой контроллер УКТН-1 собственной разработки и новый форм-фактор в металлическом корпусе-стойке для инверторных геотермальных насосов.

Купить тепловой насос модели SDW INV, как, впрочем, и любой образец климатического оборудования производства УКЗТН SunDue, Вы можете, обратившись в представительство завода в Северо-Западном федеральном округе – компанию Тепло-Heat. Отпускные цены на всё оборудование представлены на странице ЦЕНЫ. Также к стоимости можно перейти с маркировки модели в заголовке таблицы характеристик.

Геотермальные тепловые насосы — принцип работы альтернативных источников энергии

Современные отопительные устройства отличаются высокими показателями качества и функциональностью. Геотермальные тепловые насосы, имеющие довольно простой принцип работы, привлекают внимание потребителя своей эффективностью и неприхотливостью, так как идеально решают проблему отопления и кондиционирования. Завод «Эльтон» является производителем промышленного газового оборудования. Более детально здесь.

Собирая тепло из земли (грунта), воды (грунтовых вод), геотермальный тепловой насос обеспечивает его передачу в системы отопления сооружений и зданий.

Принцип работы геотермальных тепловых насосов

Такой агрегат, использующий тепло земли, является экономически выгодным кондиционером в летнее время и отопительным прибором в зимнее. Средние температурные показатели грунта колеблются в диапазоне 4-12 градусов Цельсия, данная энергия является природным резервом использования низкопотенциальной теплоты.

В водоеме или непосредственно в грунте к тепловому насосу проводится зонд (трубопровод), по которому специальная морозостойкая жидкость циркулирует с целью сбора тепла. Подобную систему вполне можно сравнить с рабочей средой стандартного холодильника с обратными функциональными задачами. То есть если в холодильнике вырабатывается холод, а тепло испаряется во внешнюю среду, то тепловой насос имеет обратные принципы действия.

В тепловом геотермальном насосе один теплообменный аппарат (испаритель) утилизирует низкопотенциальную теплоту, другой теплообменный аппарат (конденсатор) выделяет тепло для обогрева и потребительских нужд.

Геотермальные тепловые насосы имеют ряд достоинств

Неоспоримые преимущества такого рода насосов обусловили их актуальность для разных регионов. Главными достоинствами оборудования считаются:

• Максимальная стабильность характеристик (КПД, тепловая мощность), которые не зависят от воздействия внешней среды (погодных условий, времени года). Это обусловлено тем, что температура грунта в скважинах не меняется – она постоянна;
• Высокие показатели КПД (400-500%), обеспечивающие высокую эффективность. На 1 кВт электрической энергии приходится 3-5 кВт мощности тепловой энергии;
• Щадящее отношение к окружающей среде и ландшафту при монтаже оборудования;
• Возможность компактного размещения. Скважины не требуют большой площади участка, нарушения целостности фасада и интерьера, у них не имеется наружных блоков;
• Большой эксплуатационный срок, долговечность. Заводские грунтовые зонды имеют срок эксплуатации порядка 100 лет. Компрессор, основной узел теплового насоса, который легко меняется, проработает 30 лет;
• Простота использования. Не требует повышенного внимания к себе;
• Универсальность применения оборудования – насос позволяет, и охлаждать, и нагревать необходимую площадь;
• Обеспечение максимального уровня комфорта в доме (низкотемпературное отопление – теплый пол), отсутствие шума;
• Минимум колебаний влажности и температуры;
• Освобождается территория, требующаяся для размещения узлов системы отопления;
• Двойной зонд в виде буквы «U» обеспечивает дублирование зондов в скважине, увеличенный съем тепловой энергии, малое гидравлическое сопротивление. Зонд будет надежно защищен от повреждений после того, как скважину заливают термо раствором;
• Экологическая чистота данных методов кондиционирования или обогрева. Нет выброса в атмосферу углекислого газа, вредных продуктов горения;
• Абсолютная пожаро- и взрывобезопасность. Для эксплуатации не требуется специальное оборудование;
• Использование небольшого количества электроэнергии, что дает низкие эксплуатационные затраты. К примеру, геотермальный тепловой насос (17 кВт) подходит для отопления жилого дома в 350 кв. м – потребление электричества составит до 5 кВт в час.
• Максимальная автономность и независимость, нет необходимости в газопроводе. Не возникает зависимости от поставок и цен на жидкое топливо или газ – насос работает от электричества.
• При использовании таких насосов не придется в срочном порядке освобождать лишнюю территорию для того чтобы поместить дымоход, котельную, специальное хранилище для топлива.

Виды подземных геотермальных тепловых насосов

Существует 4 разновидности коллекторов, которые являются успешными поставщиками тепловой энергии. Это подземные коллекторы следующих типов:

1. Горизонтальные тепловые насосы. Размещены горизонтально на глубине порядка 1,2 — 1, 5 метра – глубже уровня промерзания грунта. Когда земельная площадь позволяет проложить контур, этот способ получения энергии предпочитают использовать для жилых объектов.
2. Вертикальные тепловые насосы. Размещаются вертикально в специально пробуренных скважинах, глубина которых достигает 150 метров. Наиболее предпочтительный вариант, когда нет территориальной возможности для горизонтального размещения контура или ландшафтную зону нельзя нарушать.
3. Грунтовые водные. В данном случае вода, циркулирующая по системе геотермального теплового насоса, является теплообменной жидкостью. В конце процесса прохождения по всему контуру вода возвращается в грунт.
4. Водные тепловые насосы. Самый недорогой вид коллектора. Размещение предусматривается в любом типе водоема (река, озеро) – главное, чтобы глубина промерзания была выше глубины пролегания оборудования. Необходимо соблюсти требования относительно объема воды в водоеме и его размера.

Каждый из этих видов коллекторов можно считать достаточно актуальным в наше время. Выбор зависит от конкретных условий и возможностей эксплуатации.

Особенности эксплуатации тепловых насосов

Учитывая то, что геотермальные тепловые насосы являются разновидностью инновационного оборудования и требуют грамотного проектирования, важно доверять монтаж установки профессионалам, имеющим опыт работы с высокотехнологичными материалами. Для того чтобы тепловой насос сохранял высокий КПД, необходимо иметь низкотемпературную систему отопления, к которой он будет подключаться. Температура подачи не должна превышать отметку в 55 градусов (фанкойлы, теплые полы, специальные радиаторы, подстроенные на необходимую температуру).

Применение геотермальных насосов на территории России

Для многих районов Российской Федерации геотермальные тепловые насосы становятся самыми оптимальными средствами отопления и кондиционирования. Актуальными причинами использования данного оборудования в России можно считать следующие:

• Максимальность автономии;
• Экономичность;
• Горячая вода;
• Безопасность;
• Удобство и комфорт;
• Универсальность. Отопление – в холодное время года и кондиционирование – в жару;
• Отсутствие проблем с сервисным обслуживанием и наличием газопроводов.

Какие расходы требует установка и обслуживание тепловых насосов?

Тепловой насос в наше время стоит немало, однако значительная экономия средств позволяет со временем полностью окупить первоначальные затраты и начать экономить на отоплении. Не стоит забывать и о расходах на потенциальный ремонт насосного оборудования, которые могут составлять приличную сумму. Если говорить простым языком, то в общую стоимость обслуживания геотермального насоса входит:

• Бурение скважин под геотермальные зонды, содержащие экологически чистый пропиленгликоль, на глубину от 70 до 150 м;
• Монтаж/обвязка установки блока системы теплонасоса с автоматикой управления, отдельно стоящим или встроенным бойлером косвенного нагрева, имеющим высокую эффективность;
• Устанавливаются дополнительные модули управления бассейном – если есть потребность, то установка оборудуется добавочной емкостью;
• Модуль управления солнечными коллекторами, модуль системы охлаждения (кондиционирования).

Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики

Управление геотермальных технологий занимается только производством электроэнергии. Для получения дополнительной информации о геотермальном отоплении и охлаждении, а также о тепловых насосах, использующих грунтовые источники, посетите Отдел строительных технологий Министерства энергетики США (DOE).

Геотермальный тепловой насос, также известный как геотермальный тепловой насос, представляет собой высокоэффективную технологию использования возобновляемых источников энергии, которая получает широкое распространение как в жилых, так и в коммерческих зданиях.Геотермальные тепловые насосы используются для отопления и охлаждения помещений, а также для нагрева воды. Преимущество наземных тепловых насосов заключается в том, что они концентрируют естественное тепло, а не производят тепло за счет сжигания ископаемого топлива.

Видео: Энергия 101: Геотермальные тепловые насосы

Технология основана на том факте, что земля (под поверхностью) остается при относительно постоянной температуре в течение всего года, теплее воздуха над ней зимой и прохладнее летом. , очень похоже на пещеру.Геотермальный тепловой насос использует это преимущество, передавая тепло, хранящееся в земле или грунтовых водах, в здание зимой и передавая его из здания обратно в землю летом. Другими словами, земля зимой действует как источник тепла, а летом — как теплоотвод.

Система состоит из трех основных компонентов:

1. Подсистема заземления
   Используя землю в качестве источника / поглотителя тепла, ряд соединенных труб, обычно называемых «петлей», закапывают в землю рядом со зданием. быть обусловленным.Петлю можно закапывать как вертикально, так и горизонтально. В нем циркулирует жидкость (вода или смесь воды и антифриза), которая поглощает тепло от окружающей почвы или отдает тепло окружающей почве, в зависимости от того, холоднее или теплее окружающий воздух, чем почва.
2. Подсистема теплового насоса
   Для отопления геотермальный тепловой насос отводит тепло от жидкости в заземляющем соединении, концентрирует его, а затем передает его в здание. Для охлаждения процесс обратный.
3. Подсистема распределения тепла
   Обычные воздуховоды обычно используются для распределения нагретого или охлажденного воздуха от геотермального теплового насоса по всему зданию.

Бытовая горячая вода

Помимо кондиционирования помещения, геотермальные тепловые насосы могут использоваться для обеспечения горячей водой бытового потребления во время работы системы. Многие жилые системы теперь оснащены пароохладителями, которые передают избыточное тепло от компрессора геотермального теплового насоса в резервуар для горячей воды дома.Пароохладитель не подает горячую воду весной и осенью, когда геотермальная система теплового насоса не работает; однако, поскольку геотермальный тепловой насос намного более эффективен, чем другие средства нагрева воды, производители начинают предлагать системы «полного спроса», в которых используется отдельный теплообменник для удовлетворения всех потребностей домашнего хозяйства в горячей воде. Эти агрегаты экономично обеспечивают горячую воду так же быстро, как и любая конкурирующая система.

Дополнительная информация

Часто задаваемые вопросы о геотермальных тепловых насосах — Dandelion Energy

Геотермальный тепловой насос (также называемый геотермальным тепловым насосом) является возобновляемой альтернативой печи или котлу.Это важный компонент геотермальной системы .

Геотермальная система состоит из двух основных частей:

1. Геотермальный тепловой насос, который находится внутри вашего дома (обычно там, где раньше находилась печь)
2. Подземные трубы, называемые контурами заземления, проложены в вашем дворе ниже линии замерзания

Ключевое различие между печами и геотермальными тепловыми насосами заключается в том, какой источник тепла используется для обогрева дома. Типичная печь вырабатывает тепло за счет сжигания нефти или газа в камере сгорания, тогда как геотермальный тепловой насос просто отводит тепло от земли, которая уже существует.

Кроме того, хотя печи и котлы могут только нагревать, многие геотермальные тепловые насосы (например, Dandelion Geothermal) могут нагревать и охлаждать.

Проще говоря, геотермальная система забирает тепло из земли, чтобы обогревать ваш дом зимой, и отводит тепло из вашего дома в землю, чтобы охлаждать его летом. Это объяснение может показаться чем-то вроде научной фантастики , но геотермальные системы работают так же, как холодильник на вашей кухне.

Всего в нескольких футах ниже линии замерзания, температура земли составляет ~ 50 градусов по Фаренгейту круглый год. Раствор на водной основе циркулирует по подземным трубам, где он поглощает тепло земли и переносится в геотермальный тепловой насос.

Раствор обменивается теплом с жидким хладагентом внутри теплового насоса. Затем хладагент испаряется и проходит через компрессор, где его температура и давление повышаются. Наконец, горячий пар попадает в теплообменник, где передает свое тепло воздуху.Этот горячий воздух распространяется по воздуховодам в доме и нагревается до температуры, установленной на термостате.

Да, геотермальные тепловые насосы могут отлично работать в холодном зимнем климате. Хотя люди могут испытывать сезонные изменения над землей, земля ниже линии замерзания не изменяется при температуре 50 градусов.

На каждую 1 единицу энергии, используемую для питания вашей геотермальной системы, приходится 4 единицы тепловой энергии.Это примерно 400% эффективности! Геотермальные тепловые насосы могут достичь такой эффективности, потому что они не выделяют тепло, а просто передают его. Только от одной трети до одной четвертой энергии, поставляемой при отоплении с помощью геотермальных систем, приходится на потребление электроэнергии. Остальное извлекается из земли.

Напротив, новая высокоэффективная печь может иметь КПД 96% или даже 98%. На каждые 100 единиц энергии, использованной для питания вашей печи, поставляется 96 единиц тепловой энергии, а 4 единицы теряются в виде отходов.

Некоторая часть энергии всегда теряется в процессе производства тепла. ВСЯ энергия, доставляемая топкой, работающей на сжигании, создается за счет сжигания источника топлива.

Да, есть (как и печи, котлы и кондиционеры). Они не будут работать при отключении электроэнергии без резервного генератора или аккумуляторной системы хранения.

Геотермальные тепловые насосы служат значительно дольше, чем обычное оборудование.Обычно они длятся 20-25 лет.

Напротив, обычные печи служат от 15 до 20 лет, а центральные кондиционеры служат от 10 до 15 лет.

Геотермальные тепловые насосы служат долго по двум причинам:

1. Оборудование защищено в помещении от непогоды и вандализма.
2. Отсутствие возгорания (пожара!) Внутри геотермального теплового насоса означает отсутствие связанного с пламенем износа и более умеренных температур внутри оборудования, защищая от внутренних крайностей.

Геотермальные контуры заземления служат даже дольше, обычно более 50 лет и даже до 100!

Геотермальная система Dandelion требует минимального обслуживания. Тем не менее, есть несколько ключевых моментов, которые помогут обеспечить нормальную работу системы.

Каждые три-шесть месяцев: замена воздушных фильтров. Если вы постоянно включаете вентилятор, заводите домашних животных или живете в пыльной среде, вам придется чаще менять воздушные фильтры.

Каждые пять лет: попросите квалифицированного специалиста по обслуживанию провести базовую проверку системы.

Геотермальный тепловой насос извлекает тепло из земли , где температура составляет ~ 50-55 градусов, всего на несколько футов ниже линии замерзания. Тепловой насос с воздушным источником извлекает тепло из внешнего воздуха .

Земной тепловой насос обычно более эффективен, чем воздушный тепловой насос, потому что под землей колебания температуры меньше, чем у воздуха снаружи.Это означает, что геотермальные тепловые насосы потребляют меньше энергии для обогрева и охлаждения.

Подумайте об этом так — вы хотите, чтобы внутри вашего дома было около 70 градусов. Температура грунта около 50 градусов. Геотермальному тепловому насосу достаточно повысить начальную температуру на 20 градусов, чтобы в вашем доме круглый год было комфортно.

А на улице температура может быть от 10 до 90 градусов! Тепловому насосу с воздушным источником намного сложнее поднять или опустить температуру в вашем доме до 70 градусов, когда он запускается из экстремального места.

Да! Ознакомьтесь с нашим подробным руководством по федеральному налоговому кредиту на геотермальную энергию и узнайте, какие еще существуют льготы для штата и коммунальных предприятий.

Dandelion Geothermal начинается примерно с 18 000–25 000 долларов США за 3–5-тонную систему теплового насоса, которая включает все затраты на установку после применения государственных и федеральных стимулов.

Также доступны варианты финансирования с нулевым снижением стоимости от 150 долларов в месяц. Около половины наших клиентов предпочитают финансировать систему и сразу же начинают экономить.

Цена может увеличиваться в зависимости от дополнительных сложностей, таких как зонирование и модернизация электрооборудования. Интересно, какие еще факторы могут повлиять на окончательную стоимость? Мы составили самый полный справочник цен на геотермальную энергию в Интернете.

Средний геотермальный тепловой насос стоит от 1500 до 2500 долларов за тонну.Хотя точный размер теплового насоса определяется потребностями дома в отоплении и охлаждении, для стандартного дома на одну семью площадью 2000 квадратных футов обычно требуется 5-тонный тепловой насос (от 7500 до 12500 долларов).

Срок службы геотермального теплового насоса обычно составляет 20-25 лет.

Большинство домовладельцев видят существенное снижение счетов за топливо для отопления и умеренное увеличение их счетов за электроэнергию, что приводит к общему сокращению ежемесячных счетов за электроэнергию.В зависимости от типа топлива, используемого в вашей старой печи, и ваших потребностей в отоплении, общая экономия может составить тысячи долларов в течение срока службы вашей геотермальной системы Dandelion.

Эту экономию можно понять с помощью простого уравнения:

Затраты на отопление и экономия, связанная с геотермальной системой, относятся к ценам на энергию. Поскольку цены на природный газ, пропан и топочный мазут растут по сравнению с ценой на электроэнергию, экономия, связанная с получением геотермальной энергии, увеличивается.

Хотите узнать, подходит ли вам геотермальная энергия? Щелкните ссылку, чтобы пройти короткую квалификационную викторину!

Minnesota Power — это компания ALLETE

Поощрительный пакет

Федеральные налоговые льготы на энергоэффективность

Что такое технология наземного теплового насоса (GSHP)?

GSHP — это системы с электрическим приводом, которые используют накопленную возобновляемую энергию величайшего из существующих солнечных коллекторов — Земли.Эти системы используют относительно постоянную температуру земли для отопления, охлаждения и горячего водоснабжения домов и коммерческих зданий.

Как это работает?

На глубине нескольких футов под поверхностью температура Земли остается довольно постоянной круглый год, от 45ºF или около того в северных широтах до примерно 70ºF на глубоком юге. GSHP используют преимущества этой постоянной температуры для обеспечения чрезвычайно эффективного нагрева и охлаждения.

Какие бывают типы полей наружного контура?

Петли могут быть установлены в четырех основных конфигурациях: горизонтальные петли, вертикальные скважины, системы водоема и петли для грунтовых вод.

В системах с замкнутым контуром раствор воды / антифриза циркулирует по трубам, закопанным в землю. Этот раствор поглощает тепло земли и разносит его в дом. В системе GSHP внутри дома используется тепловой насос, который концентрирует тепловую энергию земли и передает ее воздуху, циркулирующему через стандартные воздуховоды, чтобы наполнить внутреннее пространство теплом. (Также доступны GSHP с горячей водой, которые идеально подходят для лучистого отопления плит.) Летом процесс обратный; тепло отбирается из воздуха в доме и передается через тепловой насос в трубопровод контура заземления.

Системы GSHP с разомкнутым контуром работают по тому же принципу, что и системы с замкнутым контуром, и могут быть установлены там, где имеется достаточный запас подходящей воды и возможен открытый слив. Геотермальный тепловой насос с замкнутым контуром направляет жидкость в замкнутую подземную систему трубопроводов, которая получает тепло от земли или отдает тепло земле.

Земляные тепловые насосы | Климатически нейтральные исследовательские городки

Земляные тепловые насосы (GSHP) — это хорошо зарекомендовавшие себя системы, которые могут экономично обогревать и охлаждать здания в большинстве мест.

Они используются в кампусах по всей территории Соединенных Штатов, потому что эти объекты иметь здания с длительными или круглогодичными требованиями к охлаждению и тепловым нагрузкам.GSHP воспользоваться умеренными температурами почвы, доступными круглый год на небольшом расстоянии под землей.

По следующим ссылкам можно перейти к разделам, в которых описывается, как GSHP могут вписаться в ваш климат. планы действий.

ГШП работают много лет. В этих системах используется такое же или подобное оборудование. к обычным системам централизованного теплоснабжения и охлаждения, которые обслуживают большинство кампусов сотрудники знакомы с.

Опции для наземных тепловых насосов в кампусе

Есть два способа использования GSHP в кампусах.

• Отдельные здания: GSHP следует рассматривать для нового или модернизированного здания, которое в первую очередь зависит от электроэнергия для отопления и охлаждения. Министерство энергетики США (DOE) издает информационный бюллетень, который помогает руководителям федеральных объектов оценивать отдельные здания для установок GSHP под названием «Предварительный отбор на предмет осуществимости проекта и приложений для геотермального тепла» Модернизация насосов.

• Системы централизованного теплоснабжения и охлаждения: В будущем более крупные системы GSHP будут обеспечивать отопление и охлаждение для целых кампусов. через системы централизованного теплоснабжения и охлаждения. Несмотря на то, что большинство систем GSHP в настоящее время работают при температурах, подходящих для отопления и охлаждения одного здания, более крупные системы GSHP появляются во всем мире и в США (см. пример проекта из Государственного университета Болла ниже).Подогретая вода горячее и холоднее вода обычно более холодная — так называемая разница температур — для распределения в системе централизованного теплоснабжения. и системы охлаждения, обслуживающие несколько зданий.

В начало

Рекомендации по установке GHSP в кампусе

Подходят ли геотермальные тепловые насосы для вашего кампуса?

• Подходят ли почвенные условия?
• Насколько велики потребности в обогреве и охлаждении?
• Высокие затраты на топливо?
• Есть ли необходимая земля?

Исследовательские городки должны учитывать следующее, прежде чем проводить оценку или Установка ГШП.

Подходящие почвенные условия

Геотехнические условия и гидрология почвы должны быть оценены на предмет теплопередачи. на определенном участке до того, как будет рассмотрена система GSHP. Обычно установщик пробурить разведочную скважину до оценки затрат на бурение большого количества скважин для поля GHSP.

Значительные потребности в отоплении и охлаждении

GSHP относительно дороги в установке и, скорее всего, будут рентабельными. с сочетанием высоких нагрузок на отопление зимой и нагрузок на охлаждение летом.Это снижает срок окупаемости первоначальных вложений.

Высокая стоимость топлива

Отопление и охлаждение из наземных источников с большей вероятностью будет рентабельным, если топливо и затраты на электроэнергию относительно высоки. Обычно это тот случай, когда недорого природный газ недоступен, а электричество используется для отопления и охлаждения.

Доступность земли

GSHP может потребоваться значительное открытое пространство для колодцев или контуров заземления.Земля может использоваться для парковки или использования открытого пространства после установки системы, но установка может занять некоторое время.

Ведущий пример: Проект GSHP колледжа Ричарда Стоктона

Колледж Ричарда Стоктона в Помоне, Нью-Джерси, успешно установил системы GSHP для отопления и охлаждения. Система Стоктонского колледжа действует с 1994 года и послужила образцом для многих других.Оригинал 1470-тонная система охлаждения (которая позже была расширена) должна была стоить 1,2 миллиона долларов. больше, чем обычный бойлер и чиллер. (Колледж получил скидки на коммунальные услуги которые компенсируют первоначальные затраты.) Колледж рассчитывал окупить эти первоначальные затраты за счет экономия энергии менее чем за четыре года. Сегодня колледж использует эту систему для обучения профессионалы дизайна о технологиях GSHP.

Дополнительный пример проекта исследовательского кампуса GSHP включает:

В этом разделе вы найдете ссылки на основы технологий и отраслевую информацию.

Геотермальные тепловые насосы — Carolina Country

Горизонтальное петлевое поле может быть дешевле, чем вертикальное бурение, но требует больше места, как показано на этой более крупной установке в электрическом кооперативе.

На юге страны на отопление и охлаждение приходится большой процент использования энергии в домах. Геотермальный тепловой насос, также известный как геотермальный тепловой насос, является одним из наиболее эффективных типов систем отопления и охлаждения, которые следует рассмотреть для установки в вашем доме.

Даже когда на улице очень жарко или холодно, температура на несколько футов ниже поверхности земли остается относительно умеренной. Система геотермального теплового насоса использует эту постоянную температуру грунта для обогрева и охлаждения вашего дома.

потребляют до 44 процентов меньше энергии, чем традиционные тепловые насосы с воздушным источником, и до 72 процентов меньше энергии, чем электрические резистивные нагреватели в сочетании со стандартными кондиционерами.

Система геотермального теплового насоса состоит из трех основных компонентов:

• Коллектор или контурное поле, которое находится в земле и циркулирует жидкость, например антифриз, через плотную пластиковую трубку;
• Тепловой насос в вашем доме; и
• Система воздуховодов, распределяющая нагретый или охлажденный воздух по всему дому.

Геотермальный тепловой насос может иметь множество различных соединений с землей.

Зимой коллектор поглощает накопленное тепло земли, а жидкость переносит это тепло к тепловому насосу, который концентрирует его и дует в воздуховоды, обогревая дом.Летом тепловой насос забирает тепло из дома и передает его более прохладной земле.

Коллектор, который обменивается теплом и охлаждением с землей, можно настроить одним из трех основных способов:

• Горизонтальная система: Пластиковые трубы помещаются в траншеи на глубине от четырех до шести футов ниже поверхности земли. Эта система хорошо работает, когда у дома или на предприятии достаточно земли, так как для этих систем может потребоваться траншея до 400 футов.
• Вертикальная система: Буровая установка выкапывает грунт на глубине от 100 до 400 футов и устанавливает трубы.Эта система может быть более дорогостоящей, но будет иметь меньшее влияние на существующие ландшафты и может использоваться на небольших участках.
• Система пруда: Если у вас есть доступ к пруду или озеру, достаточно широкому и глубокому, можно использовать систему пруда (также известную как тепловой насос с водным источником). Контурное поле подключается к тепловому насосу и затем помещается на глубину не менее восьми футов ниже поверхности воды. Этот вариант может быть самым дешевым.

Геотермальные системы обычно стоят больше, чем другие системы отопления, в основном из-за коллектора и копания или бурения, но их высокая эффективность может сократить время окупаемости.Стоимость будет варьироваться в зависимости от того, нужны ли новые воздуховоды, от типа устанавливаемого коллектора, а также от других факторов.

Налоговая льгота по возобновляемым источникам энергии в Северной Каролине, которая включала геотермальные системы, истекла в 2015 году. В настоящее время такой налоговой льготы штата не существует. Тем не менее, существует 30-процентный федеральный налоговый кредит за установку системы с рейтингом Energy Star до конца 2016 года. Таким образом, если ваша система и установка стоят 20 000 долларов, вы можете вычесть 6000 долларов из своего федерального налогового счета. Уточняйте у своих электрических кооперативов другие возможные варианты скидок или финансирования.

Для тех, кто имеет большие счета за отопление и охлаждение и может сделать долгосрочное вложение в свой дом, геотермальная система является хорошим вариантом. И тем, кто строит новые дома, следует с самого начала подумать, стоит ли устанавливать геотермальный тепловой насос. При новом строительстве система может быть включена в ипотеку.

Поговорите с квалифицированным энергоаудитором, который поможет вам оценить ваши возможности.

Об авторе

Подходящий наземный тепловой насос в APS

Критерии отбора

Все малые генерирующие установки с тепловым насосом, работающим на земле, должны соответствовать следующим критериям отбора:

• Генерирующие блоки с тепловым насосом из грунтовых источников должны обеспечивать 100% общей годовой тепловой нагрузки здания, а использование невозобновляемых дополнительных источников тепла запрещено
• быть сертифицированным по стандарту Международной организации по стандартам
• имеют КПД, равный или превышающий следующее:

* EER = (EER полной нагрузки + EER частичной нагрузки) / 2

** COP = (COP при полной нагрузке + COP при частичной нагрузке) / 2

• должны быть установлены лицензированными подрядчиками и / или сантехниками. Соответствует требованиям национального законодательства в области электротехники и спецификациям производителя. Соблюдайте все правила.
У
• есть нагнетатели, которые представляют собой многоскоростные или регулируемые высокоэффективные двигатели.
В
• используются двухступенчатые, многоскоростные или регулируемые компрессоры, если они не являются агрегатами вода-вода.Одноступенчатые системы вода-вода допускаются с дополнительными положениями
• иметь минимальную глубину 150 на 12000 БТЕ / ч в случае вертикально-бурения замкнутых систем
• имеют проводимость раствора равную или превышающую предполагаемую проводимость грунта на буровой площадке до 1 британских тепловых единиц на час-фут-градус Фаренгейта, если система замкнута.
• иметь расстояние не менее 15 футов между отверстиями с замкнутым контуром
• должен соответствовать Руководству MassDEP для скважин с тепловыми насосами с подземным источником и Программе контроля подземной закачки
Скважины с открытым контуром
• должны соответствовать Руководству MassDEP по частным скважинам или Руководству и политике MassDEP для общественных систем водоснабжения
• устанавливается в соответствии с 313 CMR 3.00: Регистрация бурильщиков и сдача отчетов о завершении скважин
• Колодцы с стоячими колоннами должны включать отводные контуры и сухие колодцы
• все системы должны обеспечивать 100% годового отопления здания; невозобновляемые дополнительные источники тепла запрещены
• : все системы с замкнутым контуром должны быть установлены и испытаны в соответствии с подразделами 4 и 5 раздела 1 «Системы с замкнутым контуром / геотермальными тепловыми насосами, проектирование и монтажные стандарты», опубликованных Международной ассоциацией наземных тепловых насосов.Испытания под давлением также могут быть испытаны гидростатическим давлением в соответствии со стандартом ASTM F2164
.
• Тепловые насосы с прямым обменом, которые циркулируют хладагент через замкнутую систему медных труб, запрещены.

Более подробную информацию об этих критериях можно найти в правилах APS, начиная со страницы 20.

Расчет AEC

Малые генерирующие установки с тепловым насосом, работающим на земле, имеют право на предварительную подготовку, что позволяет владельцу получить авансовый платеж в течение 10 лет.После рассмотрения и утверждения заявки на генерирующую единицу DOER рассчитает 10-летнюю полосу AEC, которые будут отчеканены. Расчет выглядит следующим образом:

Более подробную информацию об этом расчете можно найти в Руководстве по измерению и расчету полезной тепловой мощности для возобновляемых тепловых генерирующих установок — Часть 1 (Расчеты для малых и промежуточных генерирующих установок).

Требования к приложениям

Все малые генерирующие установки с тепловым насосом, работающим на земле, должны предоставить в своем заявлении о квалификации следующее:

• Информация об объекте и объекте
• Контактная информация
• Технические характеристики оборудования
• Конструктивные особенности
• Информация ГИС НЕПУЛ
• Соглашение об обслуживании AEC (необязательно, приложение)
• Сертификация домашней системы оценки энергопотребления (HERS) (опция, приложение)
• Аффидевит о нулевой энергии (необязательно, приложение)
• Сертификат пассивного дома (опция, приложение)

Водяные тепловые насосы vs.Земные тепловые насосы: что лучше? — Sobieski Services

Тепловые насосы обеспечивают чрезвычайно эффективные уровни отопления и охлаждения помещений по очень экономичной цене. Широко используемым типом геотермальных тепловых насосов является тепловой насос из грунтового или водяного источников. Следующее руководство поможет вам понять различия и определить, какой стиль лучше для вас.

Геотермальные тепловые насосы и принцип их работы

Тепловой насос с водяным источником и модель с грунтовым источником работают по схожему принципу.Они отбирают тепло там, где оно не нужно, и перемещают его в места, где оно необходимо, обеспечивая охлаждение летом и обогрев зимой. Тепло накапливается и выделяется с помощью раствора хладагента или иногда простой воды, циркулирующей по разветвленной сети труб, называемой петлей.

Земляные тепловые насосы

Земляные тепловые насосы используют почву за пределами вашего предприятия в качестве источника для улавливания тепла и в качестве области, где выделяется тепло. На глубине около шести футов под поверхностью земли температура остается относительно постоянной на уровне от 45 до 60 градусов круглый год.Это обеспечивает постоянный источник тепла, из которого можно легко отводить или добавлять тепло с постоянной надежностью и эффективностью. В системе заземления петлевые трубы закапываются в траншеях, вырытых в земле.

Петлевые трубы образуют большую сеть изгибов, и в некоторых случаях трубы укладываются друг на друга, чтобы создать большую площадь поверхности для отвода и отвода тепла. Петли подключены к основному тепловому насосу, установленному внутри вашего объекта. Сам блок теплового насоса содержит основные рабочие компоненты системы, такие как вытяжные устройства, устройства обработки воздуха и воздуходувки, а также термостаты и другие элементы управления.При охлаждении раствор хладагента или вода движется по контурным трубам внутри вашего помещения.

Тепло отводится из внутренних помещений и передается воде или хладагенту, который затем циркулирует по трубам в подземный контур. При нагреве поток раствора хладагента меняется на противоположный. Тепло улавливается от земли, окружающей наружные трубы контура, циркулирует в помещении и передается в теплообменник, который создает теплый воздух для распределения внутри вашего здания.

Водяные тепловые насосы

Водяной тепловой насос работает почти так же, за исключением того, что контурные трубы погружены в водоем на глубине, на которой вода не замерзает зимой и не становится слишком холодной. летом жарко. Раствор хладагента в контурных трубах циркулирует как обычно, но в этом случае он собирает или выделяет тепло внутри источника воды. Общие источники воды — озера, пруды, водоносные горизонты или колодцы.

Земляной или водяной тепловой насос: Что лучше?

Тепловые насосы с водным источником тепла могут быть менее дорогими в установке, чем модели с источниками тепла от земли.Они не требуют обширных рытье и рытье траншей, которые в противном случае потребовались бы для заглубления контура заземления. Может использоваться как вертикальная, так и горизонтальная установка петлевых труб, в зависимости от глубины и характеристик источника воды. Может быть проще установить контурные трубы источника воды.

С другой стороны, тепловые насосы с водяным источником нецелесообразны, если у вас нет колодца, пруда, водоносного горизонта или водоема рядом с вашим учреждением, где вы можете погрузить контурные трубы.