To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik issiqlik pompasi - Direct exchange geothermal heat pump

A to'g'ridan-to'g'ri almashinadigan (DX) geotermik issiqlik pompasi ning bir turi geotermik issiqlik pompasi (yoki er manbali issiqlik pompasi) unda sovutgich orqali aylanadi mis quvurlar erga joylashtirilgan. Bu yopiq tsiklli, sovutgichga asoslangan geotermik tizim.

To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik issiqlik nasoslari xuddi shunday ishlaydi havo manbai bo'lgan issiqlik nasoslari printsiplariga muvofiq bug 'siqishni sovutish, tashqi havoning haroratiga qaraganda kamroq o'zgaruvchan bo'lgan erning nisbatan doimiy haroratidan foydalanganliklari bundan mustasno. Tuproq harorati yozda tashqi havoning haroratidan salqinroq bo'lib, yaxshi issiqlik qabul qiluvchini yaratadi, qishda esa yaxshi issiqlik manbai bo'ladi. To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik issiqlik nasoslari havo manbai bo'lgan issiqlik nasoslariga qaraganda samaraliroq.[1] Ular, shuningdek, jim, bardoshli va kamroq parvarish qilishni talab qiladi, chunki ularda tashqi ventilyator yoki tashqi spiral yo'q. Bundan tashqari, er osti haroratining tashqi havo bilan taqqoslaganda bir xilligi tizimlarda kamroq stressga aylanadi.

To'g'ridan-to'g'ri almashinuv tizimlarida sovutgich mis quvurlari orqali to'g'ridan-to'g'ri tuproq bilan issiqlikni almashtiradi. Shuning uchun "to'g'ridan-to'g'ri almashinish" belgisi hech qanday vositachisiz er va tuproq tsikli o'rtasida issiqlik uzatilishini anglatadi. suvga asoslangan geotermik tizimlar er ostidagi ikkita halqaga tayaning: asboblar shkafida joylashgan, er ostiga ko'milgan va suv va muzlashga qarshi aralashmani o'z ichiga olgan yuqori zichlikdagi polietilendan tayyorlangan ikkinchi darajali tuproqli tsikl bilan issiqlik almashinadigan asosiy sovutgichli ilmoq ( propilen glikol, denatüre qilingan spirt yoki metanol).[2]

To'g'ridan-to'g'ri almashinuv tizimlari suv manbai bo'lgan geotermik tizimlarda mavjud bo'lgan plastik suv quvurini va suv aylanadigan nasosni yo'q qiladi. Ushbu soddaligi, tizimning qisqa va kichikroq ko'milgan quvurlar to'plamidan foydalangan holda yuqori samaradorlikka erishishiga imkon beradi, bu esa oyoq izini va o'rnatish narxini pasaytiradi.[3]

Barcha er osti issiqlik nasoslari singari, to'g'ridan-to'g'ri almashinuv tizimlari bilvosita Quyosh energiyasini Yer yuzida to'plangan quyosh issiqligini so'rib olish orqali hosil qiladi. AQSh atrof-muhitni muhofaza qilish agentligi (EPA) er osti issiqlik nasoslarini energiya tejaydigan, ekologik toza va tejamkor kosmik konditsioner tizimlari deb atadi.[4] Geotermik issiqlik nasoslari chiqindilarni kamaytirish salohiyatini sezilarli darajada oshiradi.

Boshqa apellatsiyalar

Texnologiya boshqacha nomlar va belgilarga ega:

Tarix

1980-yillarda burg'ulash qilinayotgan DX tizimi

Birinchi geotermik issiqlik nasosi 1940-yillarning oxirida Robert C. Uebber tomonidan qurilgan DX tizimi edi.[5] Bu samaradorlikni oshirish uchun Freon gazidan va ko'milgan mis quvurlaridan foydalangan.

Keyinchalik geotermik issiqlik nasoslari loyihalari tsement zavodlari kabi yirik sanoat dasturlari uchun etarli miqdorda issiqlik yig'ish maqsadida chuqur quduqlarda suv aylanishi uchun qo'shimcha plastmassa trubka tsiklini qo'shishni boshladi. Shu tariqa suv manbai texnologiyasi sanoat qiziqishi tufayli rivojlandi, DX esa kichik biznes va xususiy uylar kabi uy-joy va engil tijorat loyihalariga ko'proq mos keldi.

1980-yillardan boshlab asta-sekin rivojlanib kelayotgan DX texnologiyasi qisman soddaligi, samaradorligi va ixcham izlari tufayli ommalashib bormoqda.[6] Tizimni o'rnatish uchun cheklangan maydoni bo'lgan shahar va shahar atrofidagi aholi o'rtasida atrof-muhit va energiya masalalari to'g'risida xabardorlikni oshirish.

80-90-yillarda texnologiya kengayib borar ekan, dastlabki ishlab chiqaruvchilarning bir nechtasi sovutgich va moyni boshqarish tizimida muammolarga duch kelishdi. Yog 'qaytarilishi, ayniqsa, CFC sovutgichlari taqiqlangandan so'ng, R22 sovutgich va mineral moylardan foydalangan holda eski tizim bilan bog'liq muammo edi. Buning sababi shundaki, R22 va mineral moylar ish diapazonida ikki bosqichga bo'linadi, bu esa noto'g'ri ishlab chiqilgan tizimlarda qaytarilish muammolarini keltirib chiqarishi mumkin.[7] Hozirgi kunda geotermik tizimlarda polyolester moyi (POE) va R-410A sovutgich ishlatiladi. POE yog'i va R-410A bir-biriga juda yaxshi aralashadi, bu esa yog'ni qaytarib berishning yuqori xususiyatlariga aylanadi.

Operatsion tamoyillari

DX geotermalida bug 'siqishni tsikli

To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan issiqlik nasoslari - bu er bilan issiqlik almashinish uchun kichik mis quvurlarga (¼ "dan 1-1 / 8 gacha) tayanadigan yopiq tsiklli geotermik tizimlar. Mis quvurlari erga joylashtirilgan va er osti halqasini hosil qiladi - ba'zida tuproqli tsikl yoki sovutish aylanasi deb ham ataladi - bu erda aylanadigan sovutgich er bilan issiqlik almashinish orqali fazali o'tishga uchraydi: isitish rejimida u issiqlikni yutadi va suyuqlikdan suyuqlikka o'zgaradi gaz (bug'lanish), sovutish holatida esa u issiqlik chiqaradi va gazdan suyuqlikka (kondensatsiya) o'zgaradi.

To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik issiqlik pompasi markaziy isitish va sovutish tizimi standartga o'xshash ishlaydi issiqlik nasosi, ga ko'ra bug 'siqishni tsikli.

Isitish rejimida er bug'lash vositasi bo'lib xizmat qiladi. Suyuq sovutgich keladi - suyuqlik chizig'i orqali - issiqlik pompasining yopiq spiralidan (kondensator vazifasini bajaruvchi) kengaytiriladi va er osti halqasining kichik diametrli trubasiga kiradi. Keyin issiqlik iliqroq erdan tuproqli tsiklga o'tkaziladi. Bu sovutgichning tsikl orqali o'tishi bilan bug '(bug'lanish) ga qadar qaynab ketishiga olib keladi. Keyin sovutuvchi bug 'tuproqli tsikldan chiqadi va bug' chizig'i orqali kompressor qurilmasiga qaytariladi. Kompressorga kirgandan so'ng, sovutgich yuqori bosim va haroratgacha siqiladi. Issiq va qizib ketgan sovutgich bug'i endi yopiq spiralga (kondensatorga) etkazib berilmoqda, u ichki sirkulyator yordamida sovutgich binosining oxirgi etkazib berish suyuqligiga issiqlik beradi. Sovutgich bug'i issiqlik chiqarganda, asta-sekin suyuqlik holatiga quyiladi.

Sovutish rejimida er kondensator bo'lib xizmat qiladi. Issiqlik nasosining kompressoridan o'ta qizib ketgan bug 'sovutgichi - bug' chizig'i orqali er osti halqasining katta diametrli trubkasiga quyiladi. Keyin issiqlik tuproqli pastadirdan sovuqroq erga uzatiladi. Bu 12-rasmda ko'rsatilgandek, ilmoq bo'ylab harakatlanayotganda sovutgichning to'liq suyuqlikka kondensatsiyalanishiga olib keladi, so'ngra sovutgich suyuqligi tuproq tsiklidan chiqadi va suyuqlik liniyasi orqali qaytarib yopiladigan spiralga qaytariladi. pastroq bosim va harorat. Bu uning ichidagi sirkulyator yordamida kosmosdan issiqlikni qabul qilishga imkon beradi. Bu, shuningdek, ichki spiral (evaporatator) harorati xona haroratining shudring nuqtasidan pastroq bo'lganligi sababli uni quritishga imkon beradi. Sovutgich yopiq spiraldan (bug'lashtirgich) o'tayotganda issiqlikni yutib yuborganligi sababli, sovutgich bug'lanib, issiqlik nasosining kompressori tomon to'yingan bug 'sifatida chiqadi.

Ilovalar

DX o'rnatish uchun odatiy burg'ulash moslamasi, uzunligi 8 fut

To'g'ridan-to'g'ri almashinuv tizimlari sovutgichga asoslangan oddiy tizimlar bo'lib, ular muzlashga qarshi vositalar, tizimni yuvish, aylanma nasos, suv quduqlarini burg'ulash yoki sanitariya-tesisat talab qilmasdan ishlaydi.

Modellarga qarab, ular kosmik isitishni, kosmik sovutishni, uy ichidagi suvni isitishni, shuningdek, polni gidronik isitishni va sovutilgan suvni sovutishni ta'minlashi mumkin.

To'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik tizimlar eng kam invaziv geotermik tizimlardir va kichik tuproqli tsikl o'lchamiga ega. Shu sababli, ular nisbatan kichik joylarda va nisbatan sayoz tuproqlarda o'rnatilishi mumkin - odatda pastadir chuqurligi 100 chiziqli oyoqdan oshmaydi.

Tuproqli tsikli tizimining uzunligi minimallashtirilganligi sababli, DX tizimlari kichikroq bo'shliqlarga va hovlilarga kirib borishi mumkin bo'lgan kichikroq burg'ulash moslamalarini talab qiladi - suv quduqlari bilan taqqoslaganda. Bu o'rnatishning yanada moslashuvchanligini ta'minlaydi va uni ko'proq joylarda va ko'proq xususiyatlar uchun mavjud variantga aylantiradi.

Kamroq burg'ulash va kichikroq quduqni talab qiladigan tuproqli tsikli tizimlarining ixchamligi oddiy va arzonroq o'rnatiladigan tizimni tashkil qiladi.

Suv manbasini o'rnatish uchun odatiy burg'ulash moslamasi, uzunligi 22 fut

Sovutgich asosida ishlaydigan tizimlarning nisbatan soddaligi - bir bosqichli issiqlik almashinuvi jarayoniga tayanib, nafaqat oddiy va arzonroq o'rnatishga, balki kamroq texnik xizmatga ham aylanadi: farqli o'laroq suvga asoslangan tizimlar, ular suv va glikol darajasini to'ldirish uchun parvarishlashni talab qilmaydi.

Misdan foydalanish

To'g'ridan-to'g'ri almashtirish tizimlarida mis ishlatiladi, chunki u an mukammal zamin issiqlik almashtiruvchi material va ishlab chiqarish oson. Mis quvurlari kuchli va egiluvchan; korroziyaga chidamli; juda yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega; va turli xil diametrlarda va uzun bo'yli uzunliklarda mavjud. Mis ulanishlari lehimli bo'lishi mumkin, trubka egilgan bo'lishi mumkin va mis quvurlari iqtisodiy jihatdan foydalidir.

Bundan tashqari, misda a konditsioner va sovutgichda foydalanishning uzoq tarixi va er osti va binolarga ko'milgan suv liniyalari uchun ichimlik suvi uchun tanlangan materialdir.

Mis qadim zamonlardan beri me'moriy inshootlarda ishlatilgan, chunki u asil metaldir - bu tabiiy ravishda er ostidan topilishi mumkin bo'lgan narsalardan biridir. Bu uni ko'pchilik tuproqlarda umrbod saqlanib turadigan, ob-havo va korroziyaga chidamli materialga aylantiradi.

Mis erdan o'zi olinadigan bo'lsa ham va a zo'r metall - va shuning uchun butun dunyo bo'ylab topilgan tuproqlarning korroziyasiga deyarli to'liq ta'sir qilmaydi - u g'ayritabiiy tajovuzkor tuproqlarda hali ham korroziyaga uchrashi mumkin.[8] Odatda korroziyani boshlash uchun oksidlovchi muhit talab qilinadi va aksariyat tuproqlar kamayib boradi, shuning uchun ular misga elektronlar qo'shib, uni korroziyadan himoya qiladi. Korroziv sharoitlar mavjud bo'lgan joylarda, mis tabiiy ravishda aksariyat tuproq sharoitida saqlanib qoladigan himoya qatlamini hosil qiladi.

DX tizimlari, ayniqsa, korroziv tuproqlarni kutish paytida, a Katodik himoya tizim. Ushbu tamoyil metall sirtini elektrokimyoviy katakchaning katodiga aylantirish orqali uni korroziyadan himoya qilishdir. Ushbu jarayonda metall - mis - bu o'z o'rnida zanglab ketadigan qurbonlik metalliga ulangan. Metallarning korroziyasi - bu suv va / yoki kislorod bilan reaksiyaga kirishganda elektronlarning yo'qolishi natijasida yuzaga keladigan elektrokimyoviy buzilish jarayoni. Oqim Earth Loop Protection tizimidan oqib chiqayotganda, himoya qilinadigan metall yuzasi, hatto dushman muhitida ham, er osti halqalarining korroziyasini istisno qiladigan bir xil salbiy elektr potentsialida berilgan.

Tuproqli pastadir konfiguratsiyasi

Uch asosiy tuproqli tsikli konfiguratsiyasi

Tuproqli pastadir tizimi bir nechta turli xil konfiguratsiyalarga o'rnatilishi mumkin. Eng keng tarqalgan uchta konfiguratsiya:

  1. Vertikal
  2. Diagonal
  3. Landshaft

Diagonal va Vertikal konfiguratsiyalar odatda burg'ilangan teshiklarga burg'ulash va grouting o'rnatilishini talab qiladi. Tabiiy er osti suv qatlamlari to'xtamasligi uchun Grout er yuzini pastda ishlaydi. Barcha diagonali va vertikal tizimlarni pastdan yuqoriga qarab yopishtirish kerak.

Diagonal tizimlar odatda juda kichik izlarga ega.

Landshaft konfiguratsiyalar odatda faqat qazishni xandaklar yoki chuqurga o'rnatishni talab qiladi. Landshaft tizimlar, odatda, zerikarli holatlardan tashqari, eritmani talab qilmaydi.

Tizim o'lchamlari

Hozirda DX tizimlari 1,5 dan kattaliklarda ishlab chiqarilmoqda tonna (5,25 kVtth) 15 tonnagacha (52 kVt)th). Katta loyihalarni bir nechta bloklarni o'rnatish orqali amalga oshirish mumkin.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ "ASHP ​​va GSHP | GeoConnections Inc". geoconnectionsinc.com. Olingan 2016-11-17.
  2. ^ "Geotermik issiqlik nasosli er tsikli suyuqligida ishlatiladigan antifriz turlari". Olingan 2016-11-17.
  3. ^ "Ilovalar: quvur, quvur va armatura: to'g'ridan-to'g'ri almashinadigan geotermik isitish / sovutish texnologiyasi". www.copper.org. Olingan 2016-11-17.
  4. ^ Atrof muhitni muhofaza qilish agentligi (1993). "Kosmik konditsionerlik: keyingi chegara - 430-R-93-004 hisoboti". EPA.
  5. ^ "Biz haqimizda | IGSHPA nima?". www.igshpa.okstate.edu. Arxivlandi asl nusxasi 2013-05-10. Olingan 2016-11-17.
  6. ^ "Tez o'sishni ko'rish uchun geotermik sanoat". Yerga bog'langan texnologiyalar. 2016-11-28. Olingan 2016-11-28.
  7. ^ "SOVUTGICH TIZIMIDA YO'Q" (PDF). RSES.
  8. ^ "Korroziyani himoya qilish va qarshilik: misning er osti korroziyasiga yordam beradigan sharoitlar". www.copper.org. Olingan 2016-11-17.

Tashqi havolalar