Переріз різних типів вертикальних ґрунтових теплообмінників

Види горизонтальних ґрунтових теплообмінників

б – теплообмінник з паралельно з'єднаних труб;

в – горизонтальний колектор, покладений у траншеї;

г – теплообмінник у формі петлі;

д – теплообмінник у формі спирали, розташованої горизонтально;

е – теплообмінник у формі спирали, розташований вертикально

У якості джерела низкопотенциальной теплової енергії можуть використовуватися підземні води з відносно низькою температурою або ґрунт поверхневих (глибиною до 400 м) шарів землі. Тепломісткість ґрунтового масиву в загальному випадку вище. Тепловий режим ґрунту поверхневих шарів землі формується під дією двох основні факторів – падаючої на поверхню сонячної радіації й потоком радіогенного тепла із земних надр. Сезонні й добові зміни інтенсивності сонячної радіації й температури зовнішнього повітря викликають коливання температури верхніх шарів ґрунту. Глибина проникнення добових коливань температури зовнішнього повітря й інтенсивності падаючої сонячної радіації залежно від конкретних ґрунтово-кліматичних умов коливається в межах від декількох десятків сантиметрів до півтора метра. Глибина проникнення сезонних коливань температури зовнішнього повітря й інтенсивності падаючої сонячної радіації не перевищує, як правило, 15-20 м.

Графік зміни температури ґрунту залежно від глибини

Схеми розподілу температур у ґрунтовому масиві навколо вертикального ґрунтового теплообмінника на початку й наприкінці першого опалювального сезону

Середнє значення питомої теплової потужності ґрунту наведено в таблиці 1.

Таблиця 1. Середнє значення питомої теплової потужності ґрунту

Діаграма навантаження системи з тепловими насосами від тривалості навантаження

Як видно з діаграми, 40% пікового навантаження триває приблизно 85% часу експлуатації. Тому потужність теплового насоса обирається з розрахунку 50% пікового навантаження.