Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить наилучшую работу сайта
OK
Как Земля восстанавливает тепло, отобранное геотермальным тепловым насосом?
Данная статья практически полностью будет посвящена описанию данной схемы и комментариям. Прежде всего хочу отметить, что расчеты произведены по центральному региону РФ, а источник тепла теплового насоса — грунт.
Начнем с центра — с теплопотерь дома. В среднем, нормально утепленный дом, за отопительный сезон дом теряет примерно 192 кВт на каждый м2. Именно эту энергию необходимо произвести геотермальному тепловому насосу и брать он будет её из грунта. Мы сейчас рассмотрим ситуацию, при которой важна не интенсивность съема тепла, а долгосрочная перспектива брать тепло несколько десятков лет.
Начнем с центра — с теплопотерь дома. В среднем, нормально утепленный дом, за отопительный сезон дом теряет примерно 192 кВт на каждый м2. Именно эту энергию необходимо произвести геотермальному тепловому насосу и брать он будет её из грунта. Мы сейчас рассмотрим ситуацию, при которой важна не интенсивность съема тепла, а долгосрочная перспектива брать тепло несколько десятков лет.
Что будет восстанавливать грунтовое тепло?
Осадки. Несмотря на то, что их количество в центральном регионе достаточно велико, их энергетический вклад всего 9 кВт на м2 поверхности.
Микроорганизмы и дождевые черви. Из всех живых организмов, эти делают наибольший тепловой вклад, но и их энергия практически не затрагивает процессы восстановления тепла, отобранного тепловым насосом. Да и обитают они, в основном, только в верхних почвенных слоях.
Солнечная энергия. Наиболее частое заблуждение во мнении о геотермальных теплонасосах — это то, что они используют энергию грунта и всё! Они действительно тянут энергию, накопленную в грунте, но берется эта энергия от Солнца! Этот факт часто забывается и ему не уделяют должное внимание! Итак, Солнце дает целых 900 кВт тепла в год на м2 в центральном регионе. Часть этой энергии (30%) отражается и поглощается в итоге 630 кВт. Этой энергии хватит для отопления 3,5 м2 среднего дома в год. Это значит, что дом площадью даже 500 м2 будет легко обеспечиваться солнечной энергией, поступающей на площадь всего 152 м2. Есть лишь вопрос: как собрать энергию с такой площади? Об этом позднее.
Геотермальная энергия. Выяснилось, что с учетом теплоизоляции грунта, к поверхности Земли доходит лишь 6 кВт на м2. Это значит, что если надеяться только на эту энергию, то для восстановления отобранного тепла даже домом всего 100 м2 потребуется система зондов, охватывающая 3200 м2!
Грунтовые воды. К сожалению, очень сложно рассчитать тепловой поток, переносимый грунтовыми водами. Это связано с тем, их мощность изменяется от места к месту и даже на одном объекте в разные сезоны мощность прыгает. Известно одно: грунтовые воды помогают переносить солнечную энергию, увеличивая площадь охвата зондов! Без их деятельности сложно представить процесс восстановления тепла, отобранного геотермальной системой!
Микроорганизмы и дождевые черви. Из всех живых организмов, эти делают наибольший тепловой вклад, но и их энергия практически не затрагивает процессы восстановления тепла, отобранного тепловым насосом. Да и обитают они, в основном, только в верхних почвенных слоях.
Солнечная энергия. Наиболее частое заблуждение во мнении о геотермальных теплонасосах — это то, что они используют энергию грунта и всё! Они действительно тянут энергию, накопленную в грунте, но берется эта энергия от Солнца! Этот факт часто забывается и ему не уделяют должное внимание! Итак, Солнце дает целых 900 кВт тепла в год на м2 в центральном регионе. Часть этой энергии (30%) отражается и поглощается в итоге 630 кВт. Этой энергии хватит для отопления 3,5 м2 среднего дома в год. Это значит, что дом площадью даже 500 м2 будет легко обеспечиваться солнечной энергией, поступающей на площадь всего 152 м2. Есть лишь вопрос: как собрать энергию с такой площади? Об этом позднее.
Геотермальная энергия. Выяснилось, что с учетом теплоизоляции грунта, к поверхности Земли доходит лишь 6 кВт на м2. Это значит, что если надеяться только на эту энергию, то для восстановления отобранного тепла даже домом всего 100 м2 потребуется система зондов, охватывающая 3200 м2!
Грунтовые воды. К сожалению, очень сложно рассчитать тепловой поток, переносимый грунтовыми водами. Это связано с тем, их мощность изменяется от места к месту и даже на одном объекте в разные сезоны мощность прыгает. Известно одно: грунтовые воды помогают переносить солнечную энергию, увеличивая площадь охвата зондов! Без их деятельности сложно представить процесс восстановления тепла, отобранного геотермальной системой!
Выводы
Однозначно можно сказать, что тепловой насос — это преобразователь солнечной энергии в энергию, которую можно использовать по широкому спектру (см. статью).
Чтобы солнечную энергию тепловой насос мог использовать эффективно, нужны грунтовые воды.
Остальные источники энергии восстановления настолько малы, что ими можно просто пренебречь!
Как подобные знания стоит применять на практике установки и использования геотермальных тепловых насосов? Прежде всего глубоко буриться, значит использовать затраты неэффективно. Так как теплопроводность грунта не так высока ,то, чтобы скважины лучше восстанавливались за лето, необходимо находиться ближе к Солнцу и попасть в водоносный слой! Именно поэтому мы бурим свои скважину до 15 метров. Наши установки позволяют делать это значительно глубже, но мы не разу не находили первого водоносного слоя ниже этих 15 метров.
Чтобы солнечную энергию тепловой насос мог использовать эффективно, нужны грунтовые воды.
Остальные источники энергии восстановления настолько малы, что ими можно просто пренебречь!
Как подобные знания стоит применять на практике установки и использования геотермальных тепловых насосов? Прежде всего глубоко буриться, значит использовать затраты неэффективно. Так как теплопроводность грунта не так высока ,то, чтобы скважины лучше восстанавливались за лето, необходимо находиться ближе к Солнцу и попасть в водоносный слой! Именно поэтому мы бурим свои скважину до 15 метров. Наши установки позволяют делать это значительно глубже, но мы не разу не находили первого водоносного слоя ниже этих 15 метров.