Геотермальный тепловой насос и как он работает по шагам
Тепловой насос с рассолом-водой, альтернативный термин для геотермального теплового насоса, отбирает тепло из земли. За это отвечают либо зонды, которые пробурены на глубину от 50 до 250 метров, либо так называемые земные коллекторы, которые покрывают большую площадь под поверхностью земли. В Германии эти коллекторы установлены из-за холодной зимы со снегопадом и связанными с этим заморозками на высоте около 1,20 метра от поверхности земли. Кроме того, поддерживаются определенные расстояния между отдельными трубами, чтобы обеспечить идеальное функционирование.
Коллекторы траншей или кунетки - это еще один способ использования геотермальной энергии. Они очень похожи на плоские коллекторы. Единственное отличие: трубы здесь лежат не ровно, а в траншеях шириной около метра. Это экономит место и позволяет снять мощность до 100 Вт, если пол подходящего качества. Для геотермального теплового насоса в односемейном доме может быть достаточно траншей общей длиной около 80 метров. Таким образом, хотя детали различаются, фундаментальный подход остается тем же.
Отдельные шаги в обзоре
Функциональность геотермального теплового насоса возможна только благодаря теплу внутри земли. В конечном итоге это передается местной системе отопления. Четыре шага должны быть выполнены заранее:
- Регистрация: геотермальная энергия поглощается рассолом (смесь воды и антифриза), циркулирующим в коллекторах или датчиках, и передается фактическому тепловому насосу через теплообменник.
- Сжатие: тепло, поглощаемое рассолом, передается хладагенту, циркулирующему в тепловом насосе, в результате чего он нагревается и в конечном итоге испаряется. Управляемый током компрессор сжимает этот пар хладагента и таким образом повышает температуру и давление.
- Поставка: Другой теплообменник передает тепло, выделяемое таким образом, в систему отопления, что снижает температуру паров хладагента.
- Релаксация: Релаксационный клапан поддерживает хладагент, который уже остыл во время регенерации, так что температура и давление достигают своего начального уровня.
Охлаждение благодаря тому, как работает геотермальный тепловой насос
С обратной функцией, которая вполне возможна в зависимости от модели с точки зрения работы геотермального теплового насоса, есть дополнительные преимущества. Так что эту функцию геотермального теплового насоса можно использовать летом. Например, чтобы служить системой кондиционирования воздуха косвенно, фактически отражая весь процесс. Поскольку под землей всегда есть холодный воздух, его нагнетают прямо во внутреннее пространство с помощью вентиляторов и / или обогреваемых полов. Охлаждение в этом случае работает очень похоже на холодильник. Подробную информацию об этом вы можете найти в разделе «Активное охлаждение».
Преимущества и недостатки геотермального теплового насоса
В преимущества геотермального теплового насоса включает в себя следующие пункты:
- Одним из больших преимуществ работы геотермального теплового насоса является то, что он может быть преобразован в систему кондиционирования воздуха.
- Кроме того, геотермальная энергия является почти неисчерпаемой и является источником свободной энергии.
- По сравнению с воздушным тепловым насосом геотермальный тепловой насос более эффективен, потому что энергия окружающей среды от земли постоянно высока.
- Следовательно, сырье для сжигания не требуется. Что, в свою очередь, значительно снижает воздействие CO2 на окружающую среду.
- Геотермальная энергия также доступна почти везде, даже если существуют географические различия.
- Долгосрочная и независимость от конкретного поставщика электроэнергии благодаря свободному выбору поставщика являются дополнительными преимуществами.
Недостатки функционирования геотермального теплового насоса, прежде всего, связаны с высокими инвестиционными затратами. Это, конечно, не доступно для всех. Однако финансовая поддержка за счет субсидии на тепловой насос может помочь. Хорошая изоляция и достаточное пространство также необходимы. Экологический баланс, который хуже из-за зависимости от электричества, чем, например, с системой нагрева пеллет, также может быть оценен как недостаток. Но здесь у домовладельцев есть возможность использовать зеленое электричество. Кроме того, оптимальное поведение при нагревании и использование поверхностного нагрева могут снизить потребление электроэнергии. Потому что напольные или настенные обогреватели очень хорошо справляются с низкой температурой подачи.
Когда стоит геотермальный тепловой насос
Как и другие типы, использование геотермального теплового насоса особенно целесообразно, если разница между температурой окружающей среды и температурой нагрева низкая. Таким образом, энергопотребление электрического компрессора может быть уменьшено. Это возможно, например, если обогреватель установлен в энергосберегающих зданиях. Комбинация с нагревом поверхности, которая обычно справляется с низкими системными температурами, также идеальна. Подключение к солнечной системе для приготовления горячей воды также недорого, чтобы сэкономить дополнительные расходы на отопление.