Земляной тепловой насос с подземными трубами
Система теплового насоса с заглубленными трубами использует почву в качестве источника тепла или теплоотвода. Основные компоненты включают в себя тепловой насос и комплект теплообменников, расположенных под землей. Эти теплообменники обычно изготавливаются из труб из полиэтилена высокой-плотности или полибутена и обеспечивают эффективный теплообмен между системой и землей посредством жидкости (например, воды или антифриза), циркулирующей в закрытых подземных трубах.
Рисунок: Принцип работы геотермального теплового насоса с подземными трубами (зимнее отопление)
В системе теплового насоса с подземным источником тепла динамические изменения нагрузки на здание и теплообмен с подземным грунтом тесно связаны и взаимодействуют, что делает эту систему теплового насоса также известной как тепловой насос с почвенной-связкой. При реализации существует два основных варианта способа захоронения заглубленных теплообменников: горизонтальное и вертикальное.
При горизонтальном захоронении обычно используется неглубокое захоронение, которое легко построить и требует относительно небольших первоначальных инвестиций. Однако этот метод занимает большую площадь, и на температуру малоглубинного грунта легко влияет температура приземного воздуха, что приводит к относительно небольшому теплообмену на единицу длины трубы.
Напротив, хотя вертикальные подземные трубы требуют более высоких первоначальных инвестиций, их глубокое расположение под землей обеспечивает относительно стабильную температуру в глубокой почве в течение всего года, что гарантирует стабильную работу системы теплового насоса и поэтому широко используется.
Однако для систем тепловых насосов с вертикальными подземными трубами существует потенциальная проблема: если тепло, поглощаемое подземным теплообменником зимой, не сбалансировано с теплом, выделяемым летом, подземный тепловой баланс будет нарушен, что приведет к постоянному повышению или падению температуры подземного грунта, что в конечном итоге повлияет на эффективность теплообмена подземного теплообменника.
