Геотермальная теплонасосная система теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к строительству объектов с системами отопления и холодоснабжения, использующими низкопотенциальное тепло грунта с помощью тепловых насосов. Система содержит систему сбора низкопотенциального тепла грунта, тепловые и циркуляционные насосы, средства для теплоснабжения и холодоснабжения потребителя, при этом система сбора низкопотенциального тепла грунта содержит одну и более пар блоков грунтовых теплообменников, каждый блок содержит один и более пригодных для аккумулирования тепла или холода грунтовых теплообменников при таком количестве теплообменников в каждом блоке, которое обеспечивает оптимальные нужды потребителя, при этом блоки, аккумулирующие тепло или холод, расположены в грунте на расстоянии друг от друга, исключающем взаимное влияние блоков друг на друга, каждый грунтовый теплообменник в блоках снабжен средством, позволяющим ежегодно одновременно в каждой паре блоков грунтовых теплообменников изменять режим аккумулирования на противоположный.

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к строительству объектов с системами отопления и холодоснабжения, использующими низкопотенциальное тепло грунта и преобразующими его с помощью тепловых насосов для теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений.

Известно устройство для извлечения тепла из грунта, основанное на принципе артезианской скважины, представляющей собой открытую снизу подъемную трубу, установленную в глубокой скважине, которая после установки в ней трубы, заполняется водой и герметично закрывается крышкой, в которой выполнены два отверстия: одно для наполнения скважин водой, другое для отвода воды, поднимающейся из скважины. Подъемная труба изолирована вспененным материалом (Патент Германии №3029753 А1, МПК F 24 J 3/02).

Недостатком этого устройства является необходимость устанавливать подъемную трубу для воды на большой глубине до 250 м, что является технически очень сложным, особенно при обслуживании этого устройства и не позволяет получить высокую эффективность при его эксплуатации.

Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является теплонасосная система теплоснабжения здания, включающая теплонасосные установки, аккумуляторы, систему сбора низкопотенциального тепла грунта, содержащую вертикальные грунтовые теплообменники-термоскважины, циркуляционные насосы и контрольно-измерительную аппаратуру (Эффективная сельская школа в Ярославской области, журнал АВОК №5/2002 г., авторы: Г.П.Васильев, Н.С.Крундышев, прототип). Однако энергетическая эффективность этой системы недостаточно высока, что является ее существенным недостатком.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу повышения энергетической эффективности теплонасосной системы теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в геотермальной теплонасосной системе теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений, включающей систему сбора низкопотенциального тепла грунта, тепловые насосы и циркуляционные насосы и средства для теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений, система сбора низкопотенциального тепла грунта содержит одну и более пар блоков грунтовых теплообменников, аккумулирующих тепло или холод, при этом каждый блок содержит один и более грунтовых коаксиальных теплообменников, каждый из которых содержит внешнюю и внутреннюю трубы, внутренняя труба связана с циркуляционным насосом, который в

свою очередь связан с тепловым насосом, при этом блоки, аккумулирующие тепло или холод, расположены в грунте на расстоянии, исключающем взаимное влияние блоков друг на друга, каждый грунтовый теплообменник в блоках снабжен средством, позволяющим ежегодно одновременно в каждой паре блоков грунтовых теплообменников изменять режим аккумулирования на противоположный.

Такое выполнение геотермальной теплонасосной системы теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений позволяет решить поставленную техническую задачу за счет того, что более эффективно используется энергетический потенциал грунта, позволяющий аккумулировать тепло и холод в парах блоков грунтовых теплообменников и преобразовывать этот потенциал тепловыми насосами в тепло или холод для потребителя.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, показанной на фиг.1.

Геотермальная теплонасосная система содержит блоки грунтовых теплообменников коаксиального типа, каждый из которых содержит внешнюю трубу 1 и внутреннюю трубу 2 меньшего диаметра, при этом труба 2 связана с циркуляционным насосом 3, который в свою очередь связан с тепловым насосом 4, поставляющим тепло или холод потребителю 5.

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. По трубе 1 подается теплоноситель, воспринимающий тепло грунта и по трубе 2 циркуляционным насосом 3 подается в тепловой насос 4, который связан с потребителем 5.

Каждая группа блоков грунтовых теплообменников одновременно или попеременно аккумулирует тепло или холод, причем это переключение режимов аккумулирования совершается ежегодно для каждой группы блоков.

Достоинством предлагаемой полезной модели является экономия средств при сооружении термоскважин и высокая эффективность аккумулирования тепла или холода за счет высокой теплоаккумулирующей и холодоаккумулирующей способности грунта, поскольку предлагаемая полезная модель позволяет одни и те же блоки грунтовых теплообменников использовать как источники тепла или холода.

Геотермальная теплонасосная система теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений, включающая систему сбора низкопотенциального тепла грунта, тепловые насосы и средства для теплоснабжения и холодоснабжения, отличающаяся тем, что система сбора низкопотенциального тепла грунта содержит одну и более пар блоков грунтовых теплообменников, аккумулирующих тепло или холод, при этом каждый блок содержит один и более грунтовых коаксиальных теплообменников, каждый из которых содержит внешнюю и внутреннюю трубы, внутренняя труба связана с циркуляционным насосом, который в свою очередь связан с тепловым насосом, при этом блоки, аккумулирующие тепло или холод, расположены в грунте на расстоянии, исключающем взаимное влияние блоков друг на друга, каждый грунтовый теплообменник в блоках снабжен средством, позволяющим ежегодно одновременно в каждой паре блоков грунтовых теплообменников изменять режим аккумулирования на противоположный.