Лучший геотермальный тепловой насос

Типы геотермальных тепловых насосов

Геотермальный тепловой насос обычно состоит из теплообменника, закопанного в землю, насоса и системы распределения воздуха. Зимой система забирает тепло из земли и распределяет его по дому, а летом она работает наоборот, обеспечивая прохладный воздух, удаляя избыточное тепло из помещения и передавая его обратно в землю.

Основные типы геотермальных тепловых насосов включают:

• Системы с замкнутым контуром

  Геотермальные системы с замкнутым контуром имеют постоянное количество жидкости, которая циркулирует по системе подземного контура. Существуют четыре основных типа систем с замкнутым контуром: горизонтальные, вертикальные, прудовые или водоемы. Горизонтальные контуры устанавливаются, когда есть достаточное количество земли; они состоят из двух параллельных труб, уложенных в траншеях глубиной 8 футов. Вертикальные контуры устанавливаются при ограниченном пространстве; они представляют собой пробуренные отверстия глубиной 500 футов, куда укладываются и соединяются трубы. Прудовые контуры предназначены для домов, расположенных рядом с прудами или озерами; они состоят из двух труб, которые сворачиваются и погружаются на два фута ниже поверхности воды.

  Как горизонтальные, так и вертикальные системы работают вместе, чтобы поддерживать постоянную температуру и движение жидкости в трубах, в то время как версия с прудовым контуром циркулирует воду между домом и водоемом.

  Геотермальные системы с замкнутым контуром предпочтительнее, поскольку они не загрязняют землю антифризом и могут быть установлены в любом типе почвы. Процесс установки требует рытья траншей или бурения отверстий для установки труб, что делает ее дорогостоящей. Однако эти системы более эффективны, а расходы на техническое обслуживание ниже из-за отсутствия антифриза.

  В отличие от систем с открытым контуром, системы с замкнутым контуром могут использоваться независимо от наличия грунтовых вод и обеспечивают стабильную энергию независимо от внешних температур.

• Системы с открытым контуром

  Геотермальные системы с открытым контуром используют грунтовые или поверхностные воды в качестве теплообменника. Они эффективны и экономичны, но их можно устанавливать только в районах с хорошим качеством грунтовых вод, поскольку часто используется питьевая вода. Для домов с плохой водой система с открытым контуром не подходит. Кроме того, используемая вода сбрасывается и должна быть утилизирована, поэтому дома, расположенные рядом с ручьем или прудом, могут использовать систему с открытым контуром.

  Основным преимуществом геотермальных систем с открытым контуром является то, что колодезная вода, используемая для теплообмена, не обрабатывается как питьевая, что снижает риск загрязнения. Стоимость установки может быть ниже, так как нет необходимости в установке теплообменника с замкнутым контуром. Вода с низким содержанием минеральных веществ подходит для систем с открытым контуром. Они также имеют более низкие эксплуатационные расходы, поскольку вода, используемая для теплообмена, не откачивается из земли, а проходит через систему. Если колодезная вода не подходит, система с открытым контуром экономичнее, чем системы с замкнутым контуром.

• Гибридные системы

  Гибридные системы сочетают в себе геотермальный тепловой насос с замкнутым контуром с традиционным электрическим или газовым котлом. В очень холодную погоду котел обеспечивает дополнительное тепло. Гибридная система использует тепловой насос большую часть времени, когда температура умеренная, а котел включается только во время самых холодных периодов. Поскольку тепловые насосы более эффективны, чем котлы, гибридные системы позволяют экономить больше по сравнению с использованием котла постоянно.

  Стоимость установки ниже, поскольку гибридные системы используют существующие воздуховоды и котел. Нет необходимости в дополнительном наружном блоке, который требуется для традиционных систем кондиционирования воздуха. Тепловой насос может обеспечивать как отопление, так и охлаждение, используя котел только при необходимости зимой.

  Для домов с ограниченным пространством или где добавление дополнительного оборудования затруднительно, гибридные системы являются хорошим вариантом. Они также позволяют домовладельцам постепенно переходить от традиционной системы отопления к более эффективному тепловому насосу, не заменяя котел сразу.

Лучшие функции и характеристики геотермальных тепловых насосов

Хотя существует множество различных типов геотермальных тепловых насосов, все они используют один и тот же базовый процесс. Отличия заключаются в том, как этот процесс происходит внутри теплового насоса. Понимание функций и характеристик этих различных типов помогает прояснить, почему некоторые из них могут лучше работать в определенных ситуациях, чем другие.

• Отопление и подогрев воды для домов:

  Геотермальные тепловые насосы обеспечивают отопление помещений и подогрев воды для домов и зданий следующим образом: они направляют тепло из-под земли через теплообменник, а затем циркулируют это тепло в здание через воздуховоды или трубы. Система также работает в обратном направлении в более теплые месяцы для охлаждения здания. Насосы, которые обычно электрические, являются средством передачи тепла. Геотермальные тепловые насосы также известны своей эффективностью и способностью экономить на затратах на отопление и охлаждение.

• Земляной теплообменник:

  Геотермальный тепловой насос зависит от земляного теплообменника, который представляет собой подземную сеть труб, закопанных ниже уровня промерзания, которая поглощает тепло из земли зимой и куда тепло рассеивается летом. Существуют следующие типы земляных теплообменников: теплообменники с горизонтальным контуром, теплообменники с вертикальным контуром, теплообменники с прудами или озерами и скважинные теплообменники. Затем тепло переносится во внутренний блок с помощью жидкости, которая циркулирует по трубам.

• Типы систем тепловых насосов:

  Существует несколько типов систем тепловых насосов. В замкнутой системе используется непрерывный круговорот жидкости, а в открытой системе извлекаются грунтовые воды и возвращаются в водоносный горизонт. В прямой системе в теплообменнике используется хладагент, а в косвенной системе используется вода или антифриз. Разделенная система имеет отдельные внутренние и наружные блоки, а блочная система имеет все компоненты в одном блоке. Система теплового насоса также может быть оборудована дополнительными источниками тепла, такими как электрические резистивные катушки или газовые горелки, для дополнительного отопления в очень холодную погоду. Это часто называют гибридной системой. Геотермальное отопление является одним из самых эффективных методов отопления здания, поскольку оно использует естественное тепло, присутствующее в земле.

Сценарии использования геотермальных тепловых насосов

Многофункциональность геотермальных систем предоставляет предприятиям множество сценариев использования, которые позволяют им удовлетворять различные потребности и предпочтения клиентов. Важно понимать, что типы тепловых насосов определяют их сценарии использования.

Геотермальные системы, использующие подземные контуры, имеют больше сценариев использования, чем системы, использующие поверхностные или грунтовые воды. Это связано с тем, что подземные контуры можно устанавливать в любом месте с достаточным вертикальным или горизонтальным пространством, в то время как системы с водными и поверхностными контурами зависят от наличия источника воды.

Ниже приведены некоторые распространенные сценарии использования тепловых насосов:

• Отопление и охлаждение жилых помещений: Геотермальные тепловые насосы для дома и воздушные тепловые насосы популярны в жилых помещениях для отопления и охлаждения домов, подогрева воды и бассейнов. Они также могут отапливать конюшни, чтобы обеспечить комфорт животных в холодные месяцы.
• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для коммерческих зданий: Крупные коммерческие здания и офисы используют геотермальные системы для эффективного отопления и охлаждения в течение всего года. Они также используют их для подогрева воды и осушения воздуха.
• Промышленное охлаждение и отопление: Промышленные предприятия и заводы используют геотермальные тепловые насосы для технологического отопления и охлаждения. Они также используются для эффективного осушения воздуха в таких областях, как пищевая промышленность, где требуется среда с низкой влажностью.
• Геотермальное районное отопление: Несколько геотермальных тепловых насосов полезны в системах районного отопления, где централизованная геотермальная система используется для обслуживания нескольких зданий. Эта схема экономически выгодна по сравнению с установкой отдельных тепловых насосов. Она также приводит к снижению выбросов углерода.
• Сельскохозяйственные применения: Фермеры используют геотермальные тепловые насосы в различных сельскохозяйственных целях, таких как отопление теплиц и подогрев почвы для прорастания семян.
• Геотермальные спа-салоны и купальни: Для владельцев спа-салонов, купален и бассейнов геотермальные тепловые насосы являются отличным решением для поддержания постоянной температуры воды. Они также более энергоэффективны по сравнению с традиционными системами тепловых насосов.
• Модернизация геотермальных тепловых насосов: Предприятия и владельцы зданий, имеющие существующие системы отопления, могут модернизировать геотермальные тепловые насосы для повышения энергоэффективности. Модернизация также может снизить зависимость от традиционных систем, работающих на ископаемом топливе. Модернизация геотермальных систем может быть выполнена в исторических зданиях без ущерба для эстетики.

Как выбрать лучший геотермальный тепловой насос

При выборе геотермального теплового насоса, отвечающего конкретным потребностям в отоплении и охлаждении, необходимо учитывать несколько факторов. Ниже приведена подробная информация о ключевых аспектах, которые следует учитывать при выборе наиболее подходящего геотермального теплового насоса;

• Размер: Крайне важно выбрать геотермальный насос подходящего размера. Слишком маленький геотермальный тепловой насос не сможет отапливать или охлаждать здание. Напротив, слишком большой насос будет кондиционировать здание быстро и с короткими циклами работы, что может привести к увеличению счетов за коммунальные услуги и чрезмерному износу системы.
• Климат: Одной из замечательных особенностей геотермальных систем является то, что они могут работать практически в любом климате. Однако необходимо выбирать агрегат, рассчитанный на конкретные климатические условия. Например, домам в очень жарком южном климате может потребоваться дополнительная холодопроизводительность, а домам в более холодных северных районах может потребоваться большая тепловая мощность.
• Тип подземного контура: Подземные контуры являются частью геотермальной системы, установленной под землей, и используют постоянную температуру земли для обмена тепла. Подземные контуры бывают разных типов, в том числе горизонтальные контуры, вертикальные контуры и прудовые или озерные контуры. Тип подземного контура, который вы выберете, будет зависеть от наличия свободного пространства и возможности доступа к водоему, такому как пруд или озеро.
• Желаемые функции: Геотермальные системы имеют несколько функций, таких как программируемые термостаты, вентиляторы с переменной скоростью и зональное отопление и охлаждение. Необходимо тщательно рассмотреть, какие функции необходимы для максимальной эффективности, комфорта и удобства.
• Стоимость: Геотермальные системы имеют более высокую первоначальную стоимость, чем традиционные системы отопления и охлаждения. Тем не менее, их долгосрочная доступность и преимущества делают их достойным инвестированием. Геотермальные системы предлагают налоговые кредиты, которыми предприниматели должны воспользоваться, если они имеют право.
• Тип: Существуют различные типы геотермальных тепловых насосов, такие как: разделенная система, блочная система и безвентиляционная мини-система. Безвентиляционные мини-системы лучше всего подходят для добавления дополнительного отопления и охлаждения в отдельные комнаты или зоны в существующих домах. Блочные системы идеально подходят для нового строительства, поскольку они устанавливаются на крыше здания или на бетонной плите снаружи. С другой стороны, разделенные системы лучше всего подходят для домов с воздуховодами для установки внутреннего блока.
• Модель наземного теплового насоса: Для крупных коммерческих зданий лучше выбрать GWHP (наземный тепловой насос). Однако домовладельцы должны выбирать между моделями 3G (трехфазная) и 4G (четырехфазная). Модель 3G подходит для жилых помещений и обеспечивает температуру конденсации 55°C. Напротив, модель 4G отличается высокой эффективностью, совместима с напольным отоплением и радиаторами, а также оснащена более продвинутыми функциями и настройками гибкости.

Часто задаваемые вопросы о геотермальных тепловых насосах

Q1: Как геотермальный тепловой насос (GHP) устанавливается в здании?

A1: Это зависит от некоторых факторов, таких как наличие свободного пространства, местные нормативные акты, тип системы и т. д. Система с горизонтальным контуром является наиболее распространенной системой GHP. Она состоит из труб, установленных под землей в параллельном расположении. Если пространство ограничено или много домов построено близко друг к другу, установщик закапывает трубы вертикально в землю, аналогично горизонтальной системе. Установка подземного контура занимает от двух до четырех дней, а работы внутри помещений - от одного до двух дней.

Q2: Могут ли пользователи получать горячую воду с помощью геотермальных тепловых насосов?

A2: Да, некоторые геотермальные тепловые насосы могут обеспечивать горячую воду, что является важной потребностью для домашнего использования. Многие системы GHP включают компонент подогрева воды, который генерирует горячую воду для раковин, душевых кабин и других бытовых приборов. Некоторые блоки нагревают воду напрямую, в то время как другие используют отдельную систему солнечного подогрева воды, которая работает вместе с функциями отопления и охлаждения геотермальной системы. Экологически чистый подогрев воды от земли возможен.

Q3: Могут ли геотермальные системы также охлаждать?

A3: Конечно. Та же геотермальная система, которая отапливает здание зимой, также охлаждает его летом. Когда требуется охлаждение, геотермальный тепловой насос работает в обратном режиме. Он удаляет тепло из помещения и передает его в землю, обеспечивая прохладную и комфортную температуру в помещении.

Q4: Требуются ли для систем геотермальных тепловых насосов обычные профилактические осмотры?

A4: Да, даже геотермальные системы отопления нуждаются в регулярном техническом обслуживании, чтобы они работали бесперебойно. Регулярное обслуживание позволяет обнаружить любые возможные проблемы на ранней стадии, прежде чем они превратятся в дорогостоящий ремонт.

Q5: Как-то поливают подземный контур?

A5: Нет, нет необходимости орошать систему подземного контура. Когда траншеи или буровые скважины впервые выкапываются, естественная влажность почвы вполне достаточна для поддержания подземного контура. Земля, окружающая трубы, помогает удерживать влагу, сохраняя ее увлажненной.