Использование уникальных технологий в сфере производства тепловой энергии позволяет решать ряд весьма важных задач, связанных с уменьшением себестоимости продукта и улучшением экологического состояния прилегающего региона. Геотермальные тепловые насосы для отопления как раз и являются главенствующими представителями инновационного направления в энергетической сфере.
Данные теплопреобразовательные устройства предназначаются для получения энергетических ресурсов, пригодных для работы отопительных систем. Причем их основополагающим преимуществом является способность использовать в своей работе низкотемпературный потенциал, рассеянный в окружающей среде. Возможным, подобное явление становится благодаря химической особенности основного рабочего тела устройства (теплоносителя) закипать при низких температурах.
Чаще всего геотермальные тепловые насосы для отопления используют потенциал грунта или водного состава, но в некоторых случаях целесообразным мероприятием является и применение тепловых генераторов, извлекающих рассеянное солнечное тепло из воздушного ресурса. Это обусловлено тем, что в отличие от воздуха грунт способен поддерживать постоянство температур на протяжении всего отопительного сезона.
В стандартной компоновке геотермальный тепловой насос реализовывается за счет физического взаимодействия трех автономных контуров.
Первичный контур отвечает за съем низкотемпературной энергии и последующий ее подвод к наружному теплообменнику теплового насоса. Поэтому к характеристикам надежности грунтовых и водяных коллекторов предъявляются весьма жесткие требования.
Конструктивно, первичный контур геотермального теплового насоса представляет собой систему герметичных трубопроводов, по каким и происходит постоянное перемещение теплоносителя (путем инсталляции в установку циркуляционного насоса). Однако в зависимости от предъявляемых требований к отопительным системам и учитывая индивидуальные особенности местности, коллекторы могут изготавливаться в различных вариациях.
Горизонтальные коллекторы предполагают отбор тепла от верхних пластов грунта. Они позволяют снимать тепловую энергию эквивалентную 20 — 40 Вт с каждого погонного метра и отличаются относительно невысокой стоимостью. Однако их применение связано с некоторыми ограничениями.
Во-первых, монтировать такие устройства следует на глубине, исключающей промерзание теплоносителя.
Во-вторых, располагать их необходимо в местах, не предусматривающих последующего строительства или прочих механических воздействий.
Вертикальным зондам перечисленные недостатки не присущи, а вдобавок они отличаются большей производительностью (до 100 Вт/метр). Но их применение требует дополнительных финансовых вложений, связанных с необходимостью проведения буровых работ и оформления разрешительных документов.
В качестве второго контура теплонасосной системы выступает само термопреобразовательное устройство (теплонасос). Он представляет собой готовый к монтажу прибор, оснащенный элементами (компрессор, конденсатор, испаритель, дроссельный вентиль) для работы системы. Причем в зависимости от предъявляемых требований применяться данные узлы могут в различных комбинациях и с любыми производительными характеристиками.
Внутренним контуром геотермального теплового насоса является непосредственно вся отопительная сеть, включающая отопительные приборы, накопительные резервуары, соединяющие магистрали.
Синхронное взаимодействие указанных контуров как раз и позволяет получить эффект отопления объекта за счет внешних возобновляемых ресурсов природы.
