|
Дом в Германии
Распределитель с грунтовыми зондами
Заводские грунтовые зонды с фабрично установленными наконечниками
Шесть грунтовых зондов в скважинах сводятся в приямок с распределителем зондов
Тепловой насос, пиковый доводчик - настенный газовый котел
Тепловые насосы можно объединять в Каскад.
На рисунке ТН и ГВС.
Двойной (увеличенная мощность теплосъема) U образный грунтовой зонд с наконечником. Заводское изготовление, 16 атм.
Труба для заполнения скважины термо связующим раствором
Погружение зонда в скважину
Заполнение скважины термосвязующим раствором
|
 Геотермальный тепловой насос в системах отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения (ГВС).
Альтернативные источники тепла. Климат контроль помещений. Геотермальное отопление.
В настоящее время масштабы использования тепловых насосов в мире потрясают:
 - в Швеции 50% всего отопления обеспечивают геотермальные тепловые насосы. В Стокгольме 12% всего отопления обеспечивается геотермальными насосами с общей мощностью 320 МВт, источник тепла - Балтийское море.
- в Швейцарии эксплуатируется свыше 60000 тепловых насосов, что экономит 150000 л жидкого топлива, 390000 тонн диоксида углерода и 325 тонн оксида углерода не выбрасывается в окружающую среду.
- в США ежегодно производится более 1 млн. геотермальных тепловых насосов. Федеральное законодательство США, при строительстве новых общественных зданий, требует использовать геотермальные тепловые насосы в системах отопления.
- в Германии предусмотрена дотация государства на установку тепловых насосов, цена теплового насоса стала доступна большинству.
На сегодняшний день геотермальный тепловой насос является наиболее эффективной энергосберегающей системой отопления и кондиционирования.
Реальных альтернатив применению тепловых насосов, с возможностью широкого использования в отоплении, горячем водоснабжении и кондиционировании, на сегодняшний день не существует.
Цена на тепловые насосы, продолжает снижаться.
Отопление с использованием газовых котлов на сегодняшний день является самым распространенным вариантом, но все больше факторов заставляют от него отказываться и использовать геотермальные тепловые насосы. Всеобщая газофикация, это ловушка.
-Цена на газ растет, и будет расти из-за перехода на европейские цены и уменьшения мировых запасов газа.
-Непрогнозируемость поставок и цен на газ, тарификация цены по используемому объему газа.
-Снижение мощности котлов вплоть до остановки, из-за падения давления газа. Как правило, происходит при понижении температуры и в выходные, праздничные дни.
-Снижение мощности котлов и значительное увеличение расхода газа, из-за низкого качества газа (вдувается воздух, повышенная влажность газа, если он отбирается из подземных хранилищ).
-Необходимость постоянного сервисного обслуживания газовых котлов, загруженность сервисных служб, сложность с вызовом из-за загруженности в аварийных случаях.
-Высокая стоимость "газификации" участка. Долгие сроки согласования...
-Необходимость организации котельной, с жесткими нормативными требованиями (дымоходы, вентиляция, окна, кубатура помещения...)
-Повышенная опасность при работе с газовым оборудованием.
По прогнозам Мирового Энергетического Комитета к 2020 году доля геотермальных тепловых насосов в отоплении составит 75%.
Эффективность теплового насоса характеризует его коэффициент преобразования, представляющий собой отношение тепла в кВт, полученного в тепловом насосе, к затратам мощности на привод теплового насоса. Этот коэффициент для тепловых насосов может быть от 4 до 5. Таким образом, при потреблении тепловым насосом, например 1 кВт электрической энергии, в зависимости от условий работы и конструкции теплового насоса, обеспечивается получение 4-5 кВт тепловой энергии. Общее правило - чем меньше разница между температурой горячего источника и температурой в системе отопления, тем больше коэффициент полезного действия теплового насоса. Вывод: тепловые насосы идеально подходят для низкотемпературных систем отопления (теплый пол, фанкойлы, радиаторы, мощность которых пересчитывается на пониженную температуру подачи)
Аккумулированное грунтом тепло передается с помощью теплоносителя (рассола), через вертикально расположенные теплообменники (грунтовые зонды) и подается в испаритель теплообменника теплового насоса. В испарителе хладагент теплового насоса, нагреваясь от рассола до температуры 6-8 °С, закипает и испаряется, забирая тепло от рассола. Охлажденный рассол, закачиваемый насосом, поступает в грунтовый зонд, где нагревается, забирая тепло от грунта. Образовавшийся пар из испарителя поступает в компрессор, где происходит процесс сжатия пара. Пар переходит в жидкое состояние, выделяя большое количество тепла. Температура жидкости в компрессоре подымается до 35-70 °С. Эта температура в теплообменнике конденсатора передается рабочей жидкости отопительного контура. Проходя через сбросной клапан, сбрасывающий давление, хлодоген мгновенно охлаждается и снова попадает в испаритель, замыкая цикл. Рабочая жидкость, нагретая в теплообменнике испарителя, поступает в тепловой аккумулятор (буферная ёмкость), необходимый для накопления тепловой энергии и стабилизации работы теплового насоса (уменьшается частота включений). Далее нагретая рабочая жидкость используется в отопительных контурах. Для приготовления санитарной воды контура горячего водоснабжения используется высокоэффективный бойлер косвенного нагрева.
Тепловой насос Waterkotte в летний период может использоваться для решения вопросов кондиционирования (отдавая тепло контуру грунтовых зондов, и охлаждая рабочую жидкость, а соответственно и помещения. )
Источником тепла для тепловых насосов могут использоваться воздух, вода и земля.
Наиболее приемлемым вариантом, лишенным недостатков других модификаций тепловых насосов, являются геотермальные тепловые насосы Waterkotte, использующие теплоту грунта (отбор тепла земли грунтовыми зондами).
Практика показала, что Геотермальный тепловой насос с грунтовыми зондами наиболее эффективный и часто используется в наших условиях, хотя имеет большую стоимость.
Высокая эффективность теплового насоса, достигаемая за счет высокого КПД теплового насоса (от 400% до 500%), что обеспечивает получение на 1 кВт затраченной электроэнергии, 4-5 кВт тепловой энергии или 3-4 кВт мощности охлаждающего контура.
Максимально стабильные характеристики (тепловая мощность, КПД теплового насоса), вне зависимости от погоды и времени года (температура грунта в скважинах постоянна)
Отсутствие температурного влияния зондов на поверхностные грунты, отсутствие ограничений на озеленение и ландшафтный дизайн после установки зондов (в отличии от тепловых насосов на земляных или траншейных коллекторах)
Скважины располагаются на участке (в отличии от тепловых насосов использующих открытые водоемы),требуют минимальной свободной площади участка для размещения грунтовых скважин, невозможность повреждения после их установки.
Отсутствие наружных блоков, не нарушается целостность интерьера и фасада (как у тепловых насосов воздух - вода)
Система с тепловым насосом Waterkotte обеспечивает максимально комфортные условия в помещениях (низкотемпературное отопление - теплыми полами или фанкойлами): минимальные колебания температуры и влажности, отсутствует шум, помещение котельной не требует специальной вентиляции.
Тепловой насос Waterkotte долговечен и не требует особого внимания к себе. Срок эксплуатации заводских грунтовых зондов достигает 100 лет (фабрично изготовленных). Срок работы основного узла теплового насоса Waterkotte - компрессора - 30 лет, и может быть легко заменен.
Двойной, U- образный заводской зонд обеспечивает увеличенный теплосъем, дублирование зондов в скважине, малое гидравлическое сопротивление и после заливки скважины термо раствором, защищен от повреждений.
Возможностью обеспечения отопления и охлаждения одним и тем же оборудованием.
Высвобождение территории, необходимой для размещения котельной, дымохода, хранилища топлива. Топочной для теплового насоса Waterkotte может быть любое помещение.
Относительно небольшая потребность в электроэнергии. 17 кВт геотермальный тепловой насос для отопления дома площадью около 350 м.кв. будет потреблять до 5 кВт в час, с условием работы не более 12 часов в сутки, обеспечивая этим низкие эксплуатационные затраты.
Система отопления на тепловом насосе Waterkotte абсолютно взрыво и пожаробезопасна, не требует специального обслуживания (как холодильник), проста в управлении. Экологически чистый метод отопления и кондиционирования, отсутствуют выбросы CO2, NOХ и других продуктов горения. Тепловой насос Waterkotte экологичен.
Максимальная независимость и автономность - необходимо только электричество (современные системы отопления на любом виде топлива, без электричества не работоспособны). Независимость от поставок и цен на газообразное и жидкое топливо, отсутствует необходимость в газопроводе и газоснабжении.
Особенности геотермального теплового насоса.
Высокая стоимость, цена теплового насоса (оборудование + монтаж), по сравнению с классическими котельными
Требует высокой квалификации и опыта в проектировании и монтаже теплового насоса (доверяйте только профессионалам с опытом монтажа теплового насоса, осмотрите смонтированные, действующие системы)
Тепловой насос Waterkotte с грунтовыми зондами позволяет, используя необходимое количество скважин, обеспечить моновалентный режим отопления (тепловой насос является единственным теплогенератором покрывающий 100% теплопотерь здания), или бивалентный режим - тепловой насос дополняется "пиковым доводчиком", и автоматически включающийся в догрев при максимальных нагрузках на систему отопления, как правило -10 градусов (точка бивалентности). Бивалентный режим позволяет снизить цену геотермального теплового насоса за счет установки теплового насоса меньшей мощности, уменьшить количество скважин, уменьшить срок окупаемости, без потерь в экономичности теплового насоса Waterkotte (пиковый доводчик может включиться всего несколько раз за зиму). Пиковым доводчиком, как правило, используется электрическая вставка теплового насоса. Геотермальные тепловые насосы установленные фирмой, зиму 2007 - 2008 года, не переходили в режим использования пикового доводчика.
Для сохранения высокого КПД теплового насоса, система отопления к которой он подключен должна быть низкотемпературной, где температура подачи не превышает 55 °С (теплый пол, фанкойлы, радиаторы пересчитанные на такую температуру подачи)
Основным критерием применения геотермального теплового насоса во всем мире является снижение затрат на отопление, при высоком уровне комфорта и благодаря гос. дотациям на установку, тепловые насосы Waterkotte доступны населению. Из-за особенностей нашей страны (отсутствие таких программ, высокие ввозные пошлины), геотермальные тепловые насосы Waterkotte, из-за высоких начальных затрат, доступны в основном состоятельным людям.Тепловые насосы Waterkotte на рынке систем отопления, по сравнению с другими известными производителями, как мерседес по сравнению с Фордом...
Рассматривать установку геотермального теплового насоса на дом меньше 300 м.кв. малоэффективно, т.к. система отопления на настенном газовом котле будет намного дешевле, и объемы необходимого для отопления газа, позволяют использовать низкие тарифы за газ.
Основные критерии применения теплового насоса Waterkotte у нас - это независимость владельцев от внешних факторов (проблем с газом, сервисные службы), максимальная автономия (страховка - электрогенератор), безопасность, экономичность в обеспечении своего дома максимально комфортными отоплением, горячим водоснабжением и кондиционированием в летний период. Допустимо сравнение с дорогим внедорожником, который не может окупиться быстрее бюджетной малолитражки. Окупаемость 17кВт геотермального теплового насоса составляет порядка 7лет при старой цене на газ.
Стоимость монтажа теплового насоса, цена теплового насоса
Цена тепловых насосов на сегодняшний день, достаточно высока, и включает в себя бурение скважин под зонды 60-100 м, сами зонды, экологически чистый пропиленгликоль, сам тепловой насос, высокоэффективный бойлер на горячую воду, в зависимости от выбранной схемы автоматику регулирования (поэтажное управление и программирование температуры, функция кондиционирования), буферную емкость, стоимость монтажных работ.
Стоимость котельной "под ключ", на тепловых насосах (Германия), мощностью 17 кВт (на коттедж отапливаемой площадью около 350 кв. метров), с бурением скважин под зонды, их монтаж и заливка, стоимостью самих зондов и пропиленгликолем для заполнения первичного контура, тепловым насосом, с бойлером 300л, буферной емкостью 750л, обвязкой котельной медью, будет стоить около 21 тыс. евро.
Точная сметная стоимость котельной на тепловом насосе рассчитывается исходя из анализа грунта (чем влажнее грунт, тем больше удельная тепловая мощность грунта), возможной глубины бурения, утепленности дома, уровня автоматизации котельной, после встречи с Заказчиком и определения формата системы отопления.
Абсолютно понятно желание Заказчика снизить стоимость системы отопления на геотермальном тепловом насосе.
Но способов всего два.
Первый - тендер по десятку выбранных фирм, по общим тех. условиям (мощность теплового насоса, поэтажные планы). Мы не участвуем в тендерах, т.к. для "победы" (наименьшая стоимость) необходимо "убить" систему. Один из способов "удешевления" - недозаложить необходимую общую глубину скважин, компенсируя недостающую мощность электро вставкой теплового насоса, которая будет работать в постоянном режиме (как электрокотел, но по цене теплового насоса). Также будет "дешевле" применение самодельных грунтовых зондов из полиэтиленовых труб (в лучшем случае наваривается заводской наконечник). Такой зонд не рассчитан ни на работу под высоким давлением, ни под температурный режим теплового насоса, ни под возможную химическую активность почвы. Через 5-6 лет загонять на участок буровую установку? За чей счет? Фабричный зонд имеет две петли в одной скважине (повышенный теплосъем, дублирование) и рассчитан на работу до ста лет. Так же победит в тендере система с обычным антифризом, вместо экологичного полиэтиленгликоля. Как это скажется на продолжительности работы испарителя теплового насоса, неизвестно, но протечка зонда может отравить весь участок. Так же дешевле не заливать скважину фиксирующим термораствором, предусмотренным по технологии, а просто "заилить" скважину. Есть схемы геотермального теплового насоса, когда можно не ставить буферную емкость, но можно её не ставить никогда. Или использовать "китайский ..." тепловой насос, и не иметь запчастей, поддержки сервиса, сертификата о соответствии мощности. И это только нюансы, которые лежат на поверхности. Всё вписывается в поставленные на просчет тех. условия. Результат - нерабочая система.
Мы для снижения стоимости теплового насоса применяем второй вариант. Все что необходимо согласно проектной документации, технологии выполнения работ, требованиям и рекомендациям производителей, все выполняется в полном объеме. А Заказчик получает возможную скидку на оборудование, подбирается оптимальная схема топочной, максимально точно просчитывается проект, снижаются расценки на бурение, применяется замена на более дешевое оборудование при тех же характеристиках (буферная емкость). При таком подходе у Вас будет комфортный дом, а мы будем уверены, что тепловой насос будет работать долго и надежно.
Выбор модели теплового насоса для реализации системы отопления или отопление/кондиционирование, производится на этапе проектирования, исходя из индивидуальных особенностей объекта, режимов работы системы отопления и возможной максимальной эффективности системы.
Рассматривая продукцию китайских производителей тепловых насосов или мало известных фирм, мы сразу сталкиваемся с несоответствием декларируемой мощности тепловых насосов (она завышена), отсутствием всего комплекта гарантийного оборудования (грунтовых зондов), с нерусифицированным меню контроллера, отсутствием гарантийного и сервисного обслуживания, отсутствие полного комплекта зап. частей для оперативного ремонта. Так же часто утверждается, что в тепловом насосе применено супер "ноу-хау" и поэтому его характеристики намного лучше, но сертификации, тем более европейской, тепловой насос не проходил.
Наша фирма использует тепловые насосы Waterkotte - это лидер в производстве Тепловых насосов (Германия). Комплекты оборудования на основе тепловых насосов Waterkotte, от этих производителей, отличаются высочайшей надежностью, высокой энергоэффективностью, простотой в использовании, с доскональной автоматикой, низкими показателями шума и вибрации, с современным дизайном.
Во всех системах используются только заводские, фабрично изготовленные, грунтовые зонды, протестированные в заводских условиях, что гарантирует надежность и максимальную по времени работоспособность необслуживаемых скважин.
|
