Аккумулирование тепловой энергии в водоносных пластах (ATES)
Система ATES использует скважины для перемещения тепла или холода в подземные водоносные пласты. ATES действует по принципу замкнутого контура, забирая и возвращая воду в один и тот же водоносный пласт. Системы ATES могут быть высоко рентабельны с небольшим сроком окупаемости. Они были успешно использованы в ряде проектов, включая несколько сотен установок в Нидерландах и Швеции.С одной стороны этому способствовало постоянное улучшение теплофизических свойств зданий, направленное на уменьшение потерь тепла, что снизило расход энергии на поддержание комфортных условий и сделало возможным применение низкотемпературного отопления с температурами не выше 55°С и холода с температурами 10-16°С (вход-выход) вместо традиционных 6-12°С от холодильной машины. С другой стороны - стремление использовать возможности утилизации энергии и нетрадиционные и возобновляемые энергетические технологии (солнечную энергию, тепло земли, воздуха, тепловые насосы), что поощряется (в том числе финансово) правительством Нидерландов.
Сезонное аккумулирование тепловой энергии
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ, ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ, НЕФТЕПРОДУКТЫ стремительно дорожают!Всего несколько лет назад для жителей степной Украины выбор энергоносителей для отопления индивидуальных домов и производственных помещений зависел от того, есть ли газ или нет. И если есть газ, то, однозначно, газ, а если нет, то электричество и, на худой конец, уголь. Теперь такой подход сводится к выбору платить за обогрев и горячую воду много или очень много.
Аккумулирование тепловой энергии в подземных резервуарах (TTES)
Публикация по дому Haus R128 Вернера Собека кратко описывала сезонное тепловое аккумулирование энергии. В доме Собека медные трубопроводы вдоль потолков поглощают летом избыточное тепло и передают его в хорошо теплоизолированный резервуар - теплоаккумулятор. Зимой собранное тепло рециркулируется для обогрева дома. Несмотря на то, что идея аккумулирования тепла, взамен сжигания топлива не нова, мы считаем ее очень перспективной. Мы отмечаем рост числа проектов успешно использующих сезонное хранение тепла при снижении количества или полном отказе от традиционных нагревателей.
Система солнечного отопления
Подавляющее большинство современных гелиоколлекторов применяются для нагрева воды в системе ГВС и лишь на 5-10% добавляют тепла в обогрев здания. Одно из основных препятствий солнечного отопления – необходимость большой площади солнечных нагревателей. Подземный тепловой резервуар
Для хранения тепла применяются теплоизолированные резервуары с водой или более дорогие тепловые аккумуляторы, накапливающие энергию на фазовых переходах (например, парафины, гексагидрат кальция и др.).
Однако, самыми доступными и эффективными в отношении «цена/качество» являются большие тепловые резервуары с водой. Для сезонного хранения тепла в холодное время года тепловые резервуары, как правило, размещаются под землей, где существенно меньше тепловые потери.
Измерение тепловых характеристик грунтов
Тепловые испытания грунтов это метод измерения основных тепловых характеристик грунтов, непосредственно, на объекте. Измеряется эффективная теплопроводность грунта, тепловое сопротивление в скважинах. На результаты измерений существенное влияние оказывают грунтовые воды. Измеряемая теплопроводность связана с различными геологическими слоями и определятся по температурным измерениям на различной глубине.
Солнечные коллектора и Солнечные нагреватели
На территории Юга и Юга-Востока Украины коэффициент инсоляции (солнечного облучения) больше чем на территории Германии, что не мешает нашим соседям принимать амбициозные планы перевода отопления на солнечную энергию – 38% в масштабах всей страны.
Применение же сезонных аккумуляторов тепла в виде подземных тепловых резервуаров или в виде скважин (тепловых зондов) позволяет увеличить долю солнечной энергии в отоплении и ГВС до 50-70%.
Аккумулирование тепловой энергии в скважинах (BTES)
Тепловое аккумулирование энергии в буровых скважинах (BTES) использует множество скважин с набором труб, соединенных в замкнутый контур для передачи тепла в грунт. Скважины заполняются жидким цементным раствором или подобной смесью. BTES заряжает грунт теплом летом и хранит его до зимы. Если BTES используется для охлаждения, то тепло извлекается зимой, а летом получаем бесплатное охлаждение.
Экономичная Система Индивидуального Отопления с Тепловым Насосом "Воздух-Вода" для помещений площадью до 200 кв.м.
Для эффективного отопления без газа или значительной его экономии, воздушные тепловые насосы класса «воздух-вода» используются как основной источник тепла. Воздушный тепловой насос совмещает в себе преимущества теплового насоса как системы отопления/охлаждения (а именно, средний коэффициент эффективности СОР=2,85…3,0) с небольшими капитальными вложениями.
В отличии от теплового насоса «грунт-вода» или «вода-вода»...
Тепловой насос. Технические характеристики.
В этой статье мы рассмотрим 3 варианта комплектации тепловых насосов.
Тепловые испытания грунта
Тепловые испытания грунта на площадке санатория «Самара», ДТЕК. Использование пробного зонда и теплового насоса.
- Для обеспечения целей отопления и горячего водоснабжения санатория «Самарский», Заказчик принял решение установить геотермальный тепловой насос, мощностью 500 кВт.
- С целью изучения количества тепла, получаемого от геотермальных зондов, были проведены испытания теплоотдачи грунта.
- Для этого, была пробурена тестовая геотермальная скважина, глубиной 55м.
- В скважину погружен зонд, на котором через каждые 5м были прикреплены термодатчики температуры Pt1000.
Санаторий «Самарский», Павлоградский р-н, Днепропетровскй обл.

Выполнение буровых работ и обустройство геотермального зонда

За основу методики испытаний был принят немецкий стандарт VDI 4640
В нем содержится недавно вышедшая Часть 5. Thermal Response Test. (испытания на тепловой отклик). Также использовались методики предшествующие появлению этой части.
В базовой методике, тепловое поле, окружающее вертикальный тепловой зонд рассматривается как создание линейным охладителем (нагревателем) грунта. Для такой модели изменение во времени средней температуры теплоносителя в логарифмическом масштабе времени аппроксимируется наклонной прямой:

Оценка тепловодности грунта

зависит только от:
А - величины коэффициента наклона прямой;
Q - мощность теплового потока из зонда (Вт);
Н - длины вертикального теплового зонда (м).
Оценка теплового сопротивления скважины связана с n - постоянной составляющей наклонной прямой.
Коэффициент наклона рассчитывается методом наименьших квадратов путем обработки кривой изменения во времени средней температуры теплоносителя -
, при этом информативным, является участок убывания
- температуры антифриза до установившегося значения при длительности теплового теста более 10 часов.
Схема подключения теплового насоса VDE (3,5 кВт) для проведения испытаний

ТАБЛИЦА ОСНОВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВЫХ ТЕСТОВ
| Обозначение | Значение | Размерность | Наименование |
| 11,5 | град, С | Исходная температура грунта | |
|
1,31755 |
Коэффициент наклона в формуле линейной аппроксимации кривой убывания температуры теплоносителя в зонде | ||
![]() |
920...2000 | Дж / (кг град) | Справочная теплоемкость грунта |
| 2898 | Дж / (кг град) | Теплоемкость антифриза | |
| 1253 | кг / м³ | Плотность антифриза | |
![]() |
1800...2450 | кг / м³ | Справочная плотность грунта |
| 1594 | Вт |
Тепловая мощность зонда |
|
|
50 |
м | Эффективная глубина зонда | |
| 1,93 | Вт / (м град) |
Оценка тепловодности грунта |
|
| 43,2 | Вт / м |
Оценка тепловой мощности с погонного метра зонда |
|
| 0,075 | м | Эффективный радиус скважины | |
| 0,5...0,52 | град / (Вт/м) |
Оценка теплового сопротивления скважины |
|
| 16,7733 | 16,7733 | Постоянная составляющая в формуле линейной аппроксимации кривой убывания температуры теплоносителя в зонде | |
| 7,99Е-07 | м²/ с |
Коэффициент температуропроводности грунта |
|
| 586,3329 | мин | Необходимое минимальное время измерений | |
| 1004,00 | мин | фактическое время измерений |


