Как используются геотермальные тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы (ГТП) становятся все более популярным выбором для предприятий, стремящихся сократить выбросы углекислого газа и сэкономить на затратах на электроэнергию. В отличие от традиционных систем отопления, работающих на ископаемом топливе, GSHP используют возобновляемые источники энергии для обогрева и охлаждения зданий. В этой статье мы рассмотрим, как работают GSHP, их преимущества и как предприятия могут их реализовать.

Что такое геотермальные тепловые насосы?

Геотермальные тепловые насосы — это тип геотермальной системы отопления и охлаждения, которая использует естественное тепло земли для регулирования температуры внутри здания. Они состоят из петли труб, закопанных под землей, теплового насоса и распределительной системы, которая доставляет нагретый или охлажденный воздух в здание.

Петля труб, также известная как контур заземления, заполнена смесью воды и антифриза. Когда жидкость циркулирует по контуру, она поглощает тепло из земли зимой и отдает тепло обратно в землю летом.

Тепловой насос отвечает за передачу тепла от контура заземления в систему отопления и охлаждения здания. Он содержит компрессор, испаритель, конденсатор и расширительный клапан, которые работают вместе, преобразуя низкотемпературное тепло земли в высокотемпературное тепло для здания.

Как работают геотермальные тепловые насосы?

Зимой температура земли выше температуры воздуха, поэтому ГШП может поглощать тепло из земли и передавать его в систему отопления здания. Компрессор теплового насоса повышает температуру тепла за счет сжатия газообразного хладагента, который затем проходит через испаритель и конденсатор для нагрева воздуха, распределяемого по зданию.

Летом процесс обратный. GSHP поглощает тепло от здания и передает его контуру заземления, где оно рассеивается в более прохладную землю. Тепловой насос охлаждает воздух, пропуская его через змеевики испарителя, в которых содержится хладагент, поглощающий тепло из воздуха.

Преимущества геотермальных тепловых насосов

Использование геотермальных тепловых насосов для отопления и охлаждения зданий имеет множество преимуществ. Некоторые из наиболее значительных преимуществ включают в себя:

Энергоэффективность: GSHP высокоэффективны, с коэффициентом полезного действия (COP) до 4,0. Это означает, что на каждую единицу электроэнергии, используемой для питания теплового насоса, вырабатывается до четырех единиц тепла. Это приводит к значительной экономии энергии по сравнению с традиционными системами отопления.

Снижение выбросов углекислого газа: GSHP используют возобновляемые источники энергии, что означает, что они производят меньше выбросов парниковых газов, чем традиционные системы отопления, основанные на ископаемом топливе.

Экономия затрат. Хотя первоначальная стоимость установки системы GSHP может быть высокой, долгосрочная экономия на счетах за электроэнергию может быть значительной. Многие предприятия также имеют право на государственные льготы и налоговые льготы за установку систем возобновляемой энергии, таких как GSHP.

Низкие эксплуатационные расходы: системы GSHP имеют мало движущихся частей и требуют минимального обслуживания. Контур заземления может прослужить 50 и более лет, а тепловой насос обычно служит 15-20 лет.

Как реализовать систему геотермального теплового насоса

Реализация геотермальный тепловой насос Система требует тщательного планирования и проектирования, чтобы гарантировать ее эффективность и результативность. Вот несколько шагов, которые необходимо выполнить:

Определите потребности в отоплении и охлаждении. Первым шагом является определение потребностей здания в отоплении и охлаждении. Это можно сделать посредством расчета нагрузки, который учитывает размер здания, изоляцию и ориентацию.

Выберите правильную систему. Существует два основных типа систем GSHP: с замкнутым контуром и с разомкнутым контуром. В системах с замкнутым контуром хладагент циркулирует по замкнутому контуру труб, зарытых под землей, тогда как системы с открытым контуром забирают воду из колодца или поверхностного водоема и сбрасывают ее обратно после использования. Системы с замкнутым контуром более распространены, поскольку они более эффективны и проще в обслуживании.

Спроектируйте контур заземления. Контур заземления является наиболее важным компонентом системы GSHP, и его конструкция будет зависеть от потребностей здания в отоплении и охлаждении, типа почвы и доступного пространства. Контур заземления может быть установлен горизонтально или вертикально, в зависимости от доступного пространства.

Установите тепловой насос. Тепловой насос следует устанавливать в месте, легко доступном для обслуживания и ремонта. Его также следует располагать рядом с распределительной системой, чтобы минимизировать потери тепла.

Подключите контур заземления и тепловой насос. Контур заземления и тепловой насос следует соединить с помощью изолированных медных или полиэтиленовых труб. Соединение следует выполнять с использованием теплообменника, чтобы предотвратить загрязнение жидкости контура заземления.

Проверьте систему. После установки системы ее следует протестировать, чтобы убедиться в правильности функционирования. Сюда входит проверка уровней жидкости контура заземления, уровня хладагента теплового насоса и воздушного потока в распределительной системе.

Заключение

Геотермальные тепловые насосы — это эффективный и устойчивый способ обогрева и охлаждения зданий. Они предлагают множество преимуществ, включая экономию энергии, снижение выбросов углекислого газа и низкие эксплуатационные расходы. Следуя шагам, изложенным в этой статье, предприятия могут внедрить систему GSHP, которая удовлетворяет их потребности в отоплении и охлаждении, одновременно снижая воздействие на окружающую среду.