Гелиорегенератор

Тепловые насосы с геотермальным грунтовым коллектором позволяют энергоэффективно отапливать здания (где не подведён газ и нет центрального теплоснабжения), но требуют большого объёма земляных работ при монтаже. Немецкие учёные придумали способ сократить площадь грунтового теплового коллектора, не создавая риска переморозки породы и, как следствие, перехода на дорогое чисто электрическое отопление.

В Институте солнечной энергетики (Хамельн, Германия) предложено совместить тепловой насос с солнечным тепловым коллектором, чтобы летом в жаркие дни прогревать землю вокруг трубок коллектора. С помощью специалистов из Ассоциации по применению тепловых насосов и компании Tewag построена математическая модель, которая уже проверена на полигоне с грунтовым коллектором площадью 150 кв. м, где четыре отдельные трубные петли перемежаются с нагревательными трубами.

Убедившись, что построенная математическая модель адекватно описывает поведение реальной установки, учёные начали моделировать работу системы с солнечными коллекторами разной мощности и различными стратегиями регенерации подземного тепла.

В целом, как показали исследования, с помощью несложного солнечного коллектора (набор трубок без герметичного кожуха, закрытого стеклом) можно более чем наполовину сократить площадь грунтовой трубной разводки, определённой по стандарту VDI 4640-2. Однако если солнечный коллектор работать не будет, резко увеличится риск переморозить грунт зимой.

В институте также исследуются перспективы применения солнечного теплового коллектора, совмещённого с фотоэлектрическими панелями. В этом случае насосы, прокачивающие жидкость через трубы в земле для её подогрева, питаются от той же солнечной энергии.

Программную модель для расчёта геотермального теплового коллектора можно получить в институте бесплатно, направив запрос по электронному адресу: s.schiewe@isfh.de

Немецкие специалисты рассматривают и другие решения, чтобы эффективно задействовать такие источники тепла и холода, как подземные воды, канализационные сливы, воздух в вентиляционных трубах и шахтах.