Povrchová vrstva zemskej pôdy je prirodzeným akumulátorom tepla. Hlavný zdroj termálna energia vstupujúce do horných vrstiev Zeme – slnečné žiarenie. V hĺbke asi 3 m a viac (pod bodom mrazu) sa teplota pôdy počas roka prakticky nemení a je približne rovná priemerná ročná teplota vonkajší vzduch. V hĺbke 1,5-3,2 m je v zime teplota od +5 do + 7 ° C av lete od +10 do + 12 ° C. Toto teplo môže zabrániť zamrznutiu domu v zime av lete dokáže zabrániť jeho prehriatiu nad 18 -20°C
najviac jednoduchým spôsobom Využitie zemného tepla je využitie pôdneho výmenníka tepla (SHE). Pod zemou, pod úrovňou zamŕzania pôdy, je položený systém vzduchovodov, ktoré fungujú ako výmenník tepla medzi zemou a vzduchom, ktorý týmito vzduchovody prechádza. V zime sa prichádzajúci studený vzduch, ktorý vstupuje a prechádza potrubím, ohrieva a v lete sa ochladzuje. Pri racionálnom umiestnení vzduchovodov je možné odoberať značné množstvo tepelnej energie z pôdy s nízkymi nákladmi na energiu.
Možno použiť rúrkový výmenník tepla. Vnútorné nerezové vzduchovody tu fungujú ako rekuperátory.
V teplý čas chladenie privádzaného vzduchu zabezpečuje zemný výmenník tepla. Vonkajší vzduch vstupuje cez zariadenie na nasávanie vzduchu do zemného výmenníka tepla, kde sa ochladzuje zemou. Potom je ochladený vzduch privádzaný vzduchovými potrubiami do prívodnej a odvodnej jednotky, v ktorej je na letné obdobie namiesto výmenníka tepla inštalovaná letná vložka. Vďaka tomuto riešeniu sa znižuje teplota v miestnostiach, zlepšuje sa mikroklíma v dome, znižujú sa náklady na elektrickú energiu na klimatizáciu. 
Pri malom rozdiele medzi teplotou vonkajšieho a vnútorného vzduchu je možné privádzať čerstvý vzduch cez prívodnú mriežku umiestnenú na stene domu v nadzemnej časti. V období, keď je rozdiel výrazný, je možné prívod čerstvého vzduchu realizovať cez PHE, čím sa zabezpečí ohrev/chladenie privádzaného vzduchu. 
V chladnom období vonkajší vzduch vstupuje do výmenníka vzduchu cez nasávanie vzduchu, kde sa ohrieva a následne vstupuje do prívodnej a výfukovej jednotky na ohrev vo výmenníku tepla. Predohrev vzduchu vo výmenníku tepla znižuje možnosť tvorby námrazy na výmenníku vzduchotechnickej jednotky, zvyšuje efektívnosť využitia výmenníka tepla a minimalizuje náklady na dodatočný ohrev vzduchu vo vodnom/elektrickom ohrievači. 
Mimo sezóny 180 dní je priemerná denná teplota + 5 °C - treba zohriať na + 20 °C. Plánované náklady sú 3305 kWh, geotermálne systémy znížia náklady o 1322 alebo 1102 kWh.
V letnom období je počas 60 dní priemerná denná teplota okolo +20 ° C, ale 8 hodín je do +26 ° C. Náklady na chladenie budú 206 kWh a geotermálny systém zníži náklady o 137 kWh.
Počas celého roka sa prevádzka takéhoto geotermálneho systému hodnotí pomocou koeficientu - SPF (sezónny účinník), ktorý je definovaný ako pomer množstva prijatého tepla k množstvu spotrebovanej elektriny s prihliadnutím na sezónne zmeny v ovzduší. / teplota zeme.
Na získanie 2634 kWh tepelnej energie zo zeme za rok spotrebuje vetracia jednotka 635 kWh elektriny. SPF = 2634/635 = 4,14.
Podľa materiálov.
Jednou z najlepších, racionálnych metód pri výstavbe kapitálových skleníkov je podzemný termoskleník.
Využitie tejto skutočnosti stálosti zemskej teploty v hĺbke pri stavbe skleníka prináša obrovské úspory nákladov na vykurovanie v chladnom období, uľahčuje starostlivosť, robí mikroklímu stabilnejšou..
Takýto skleník funguje v najťažších mrazoch, umožňuje vám pestovať zeleninu, pestovať kvety po celý rok.
Správne vybavený zakopaný skleník umožňuje pestovať okrem iného aj teplomilné južné plodiny. Neexistujú prakticky žiadne obmedzenia. Citrusové plody a dokonca aj ananás sa môžu v skleníku cítiť skvele.
Aby ale všetko v praxi správne fungovalo, je nevyhnutné riadiť sa rokmi overenými technológiami, ktorými sa podzemné skleníky stavali. Koniec koncov, táto myšlienka nie je nová, dokonca aj za cára v Rusku zasypané skleníky prinášali úrodu ananásu, ktorý podnikaví obchodníci vyvážali do Európy na predaj.
Z nejakého dôvodu výstavba takýchto skleníkov v našej krajine nenašla širokú distribúciu, celkovo sa na ňu jednoducho zabudlo, hoci dizajn je ideálny práve pre naše podnebie.
Pravdepodobne tu zohrala úlohu potreba vykopať hlbokú jamu a vyliať základ. Stavba zakopaného skleníka je dosť drahá, od skleníka pokrytého polyetylénom má ďaleko, no návratnosť skleníka je oveľa väčšia.
Od zahĺbenia do zeme sa celkové vnútorné presvetlenie nestráca, môže sa to zdať zvláštne, no v niektorých prípadoch je saturácia svetla ešte vyššia ako pri klasických skleníkoch.
Nemožno nespomenúť pevnosť a spoľahlivosť konštrukcie, je neporovnateľne pevnejšia ako zvyčajne, ľahšie znáša hurikánové poryvy vetra, dobre odoláva krupobitiu a snehové bloky nebudú prekážkou.
1. Jama
Vytvorenie skleníka začína kopaním základovej jamy. Na využitie tepla zeme na ohrev vnútorného objemu je potrebné skleník dostatočne prehĺbiť. Čím hlbšie sa zem otepľuje.
Teplota sa počas roka vo vzdialenosti 2-2,5 metra od povrchu takmer nemení. V hĺbke 1 m teplota pôdy viac kolíše, ale v zime zostáva jej hodnota kladná, zvyčajne v strednom páse je teplota 4-10 C v závislosti od ročného obdobia.
Zakopaný skleník sa postaví za jednu sezónu. To znamená, že v zime už bude môcť fungovať a vytvárať príjmy. Konštrukcia nie je lacná, ale pomocou vynaliezavosti, kompromisných materiálov je možné ušetriť doslova celý rád tým, že vytvoríte akúsi ekonomickú možnosť pre skleník, počnúc základovou jamou.
Napríklad sa zaobísť bez zapojenia stavebných zariadení. Aj keď časovo najnáročnejšiu časť práce - kopanie jamy - je samozrejme lepšie dať bagru. Ručné odstraňovanie takého objemu pôdy je náročné a časovo náročné.
Hĺbka výkopovej jamy by mala byť aspoň dva metre. V takejto hĺbke sa zem začne deliť o svoje teplo a bude fungovať ako akási termoska. Ak je hĺbka menšia, nápad bude v zásade fungovať, ale výrazne menej efektívne. Preto sa odporúča, aby ste nešetrili žiadne úsilie a peniaze na prehĺbenie budúceho skleníka.
Podzemné skleníky môžu mať akúkoľvek dĺžku, ale je lepšie dodržať šírku do 5 metrov, ak je šírka väčšia, potom sa zhoršia kvalitatívne charakteristiky pre vykurovanie a odraz svetla.
Po stranách horizontu je potrebné podzemné skleníky orientovať, ako bežné skleníky a skleníky, z východu na západ, teda tak, aby jedna zo strán smerovala na juh. V tejto polohe budú rastliny prijímať maximálne množstvo slnečnej energie.
2. Steny a strecha
Po obvode jamy sa naleje základ alebo sa položia bloky. Základ slúži ako základ pre steny a rám konštrukcie. Steny sa najlepšie vyrábajú z materiálov s dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami, výbornou možnosťou sú termobloky.
Strešný rám je často vyrobený z dreva, z tyčí impregnovaných antiseptickými prostriedkami. Strešná konštrukcia je zvyčajne rovná štítová. V strede konštrukcie je upevnený hrebeňový nosník, na tento účel sú na podlahu po celej dĺžke skleníka inštalované centrálne podpery.
Hrebeňový nosník a steny sú spojené radom krokiev. Rám môže byť vyrobený bez vysokých podpier. Sú nahradené malými, ktoré sú umiestnené na priečnych nosníkoch spájajúcich protiľahlé strany skleníka - tento dizajn robí vnútorný priestor voľnejší.
Ako strešná krytina je lepšie brať bunkový polykarbonát - populárny moderný materiál. Vzdialenosť medzi krokvami sa pri stavbe prispôsobuje šírke polykarbonátových dosiek. Je vhodné pracovať s materiálom. Povlak sa získa s malým počtom spojov, pretože plechy sa vyrábajú v dĺžkach 12 m.
Sú pripevnené k rámu pomocou samorezných skrutiek, je lepšie ich vybrať s uzáverom vo forme podložky. Aby sa zabránilo prasknutiu plechu, pod každou samoreznou skrutkou je potrebné vyvŕtať vŕtačkou otvor príslušného priemeru. Pomocou skrutkovača alebo bežnej vŕtačky s nástavcom Phillips sa sklenárske práce pohybujú veľmi rýchlo. Aby sa predišlo medzerám, je dobré položiť krokvy pozdĺž vrchu vopred tmelom z mäkkej gumy alebo iného vhodného materiálu a až potom priskrutkovať plechy. Vrchol strechy pozdĺž hrebeňa musí byť položený mäkkou izoláciou a pritlačený nejakým rohom: plastom, plechom alebo iným vhodným materiálom.
Pre dobrú tepelnú izoláciu sa strecha niekedy vyrába s dvojitou vrstvou polykarbonátu. Priehľadnosť je síce znížená asi o 10%, ale to je prekryté výbornými tepelnoizolačnými vlastnosťami. Treba poznamenať, že sneh na takejto streche sa neroztopí. Sklon preto musí byť v dostatočnom uhle, aspoň 30 stupňov, aby sa na streche nehromadil sneh. Okrem toho je nainštalovaný elektrický vibrátor na natriasanie, ktorý ušetrí strechu v prípade, že sa stále hromadí sneh.
Dvojité zasklenie sa vykonáva dvoma spôsobmi:
Medzi dva listy je vložený špeciálny profil, listy sú pripevnené k rámu zhora;
Najprv sa spodná vrstva zasklenia pripevní na rám zvnútra, na spodnú stranu krokiev. Strecha je pokrytá druhou vrstvou, ako obvykle, zhora.
Po dokončení práce je žiaduce lepiť všetky spoje páskou. Hotová strecha vyzerá veľmi efektne: bez zbytočných spojov, hladká, bez výrazných častí.
3. Otepľovanie a zahrievanie
Izolácia steny sa vykonáva nasledovne. Najprv musíte opatrne natrieť všetky spoje a švy steny roztokom, tu môžete tiež použiť montážna pena. vnútorná strana Steny sú pokryté tepelnou izolačnou fóliou.
V chladných častiach krajiny je dobré použiť hrubú fóliu, ktorá pokryje stenu dvojitou vrstvou.
Teplota hlboko v pôde skleníka je nad nulou, no chladnejšia ako teplota vzduchu potrebná na rast rastlín. Vrchná vrstva je ohrievaná slnečnými lúčmi a vzduchom skleníka, no napriek tomu pôda teplo odoberá, preto v podzemných skleníkoch často využívajú technológiu „teplých podláh“: vykurovacie teleso – elektrický kábel – je chránené tzv. kovová mriežka alebo poliata betónom.
V druhom prípade sa pôda pre postele naleje cez betón alebo sa zeleň pestuje v kvetináčoch a kvetináčoch.
Použitie podlahového vykurovania môže byť dostatočné na vykurovanie celého skleníka, ak je dostatok energie. Ale pre rastliny je efektívnejšie a pohodlnejšie používať kombinované vykurovanie: podlahové kúrenie + ohrev vzduchu. Pre dobrý rast potrebujú teplotu vzduchu 25-35 stupňov pri teplote zeme asi 25 °C.
ZÁVER
Samozrejme, výstavba zakopaného skleníka bude stáť viac a bude potrebné viac úsilia ako pri výstavbe podobného skleníka konvenčného dizajnu. Finančné prostriedky investované do skleníka sú však časom opodstatnené.
Po prvé, šetrí energiu na vykurovanie. Bez ohľadu na to, ako sa zahrieva zimný čas obyčajný prízemný skleník, vždy to bude drahšie a náročnejšie ako podobný spôsob vykurovania v podzemnom skleníku. Po druhé, úspora osvetlenia. Fóliová tepelná izolácia stien, odrážajúca svetlo, zdvojnásobuje osvetlenie. Mikroklíma v hlbokom skleníku v zime bude pre rastliny priaznivejšia, čo určite ovplyvní úrodu. Sadenice sa ľahko zakorenia, jemné rastliny sa budú cítiť skvele. Takýto skleník zaručuje stabilný vysoký výnos akýchkoľvek rastlín po celý rok.
Jednou z najlepších, racionálnych metód pri výstavbe kapitálových skleníkov je podzemný termoskleník.
Využitie tejto skutočnosti stálosti zemskej teploty v hĺbke pri stavbe skleníka prináša obrovské úspory nákladov na vykurovanie v chladnom období, uľahčuje starostlivosť, robí mikroklímu stabilnejšou..
Takýto skleník funguje v najťažších mrazoch, umožňuje vám pestovať zeleninu, pestovať kvety po celý rok.
Správne vybavený zakopaný skleník umožňuje pestovať okrem iného aj teplomilné južné plodiny. Neexistujú prakticky žiadne obmedzenia. Citrusové plody a dokonca aj ananás sa môžu v skleníku cítiť skvele.
Aby ale všetko v praxi správne fungovalo, je nevyhnutné riadiť sa rokmi overenými technológiami, ktorými sa podzemné skleníky stavali. Koniec koncov, táto myšlienka nie je nová, dokonca aj za cára v Rusku zasypané skleníky prinášali úrodu ananásu, ktorý podnikaví obchodníci vyvážali do Európy na predaj.
Z nejakého dôvodu výstavba takýchto skleníkov v našej krajine nenašla širokú distribúciu, celkovo sa na ňu jednoducho zabudlo, hoci dizajn je ideálny práve pre naše podnebie.
Pravdepodobne tu zohrala úlohu potreba vykopať hlbokú jamu a vyliať základ. Stavba zakopaného skleníka je dosť drahá, od skleníka pokrytého polyetylénom má ďaleko, no návratnosť skleníka je oveľa väčšia.
Od zahĺbenia do zeme sa celkové vnútorné presvetlenie nestráca, môže sa to zdať zvláštne, no v niektorých prípadoch je saturácia svetla ešte vyššia ako pri klasických skleníkoch.
Nemožno nespomenúť pevnosť a spoľahlivosť konštrukcie, je neporovnateľne pevnejšia ako zvyčajne, ľahšie znáša hurikánové poryvy vetra, dobre odoláva krupobitiu a snehové bloky nebudú prekážkou.
1. Jama
Vytvorenie skleníka začína kopaním základovej jamy. Na využitie tepla zeme na ohrev vnútorného objemu je potrebné skleník dostatočne prehĺbiť. Čím hlbšie sa zem otepľuje.
Teplota sa počas roka vo vzdialenosti 2-2,5 metra od povrchu takmer nemení. V hĺbke 1 m teplota pôdy viac kolíše, ale v zime zostáva jej hodnota kladná, zvyčajne v strednom páse je teplota 4-10 C v závislosti od ročného obdobia.
Zakopaný skleník sa postaví za jednu sezónu. To znamená, že v zime už bude môcť fungovať a vytvárať príjmy. Konštrukcia nie je lacná, ale pomocou vynaliezavosti, kompromisných materiálov je možné ušetriť doslova celý rád tým, že vytvoríte akúsi ekonomickú možnosť pre skleník, počnúc základovou jamou.
Napríklad sa zaobísť bez zapojenia stavebných zariadení. Aj keď časovo najnáročnejšiu časť práce - kopanie jamy - je samozrejme lepšie dať bagru. Ručné odstraňovanie takého objemu pôdy je náročné a časovo náročné.
Hĺbka výkopovej jamy by mala byť aspoň dva metre. V takejto hĺbke sa zem začne deliť o svoje teplo a bude fungovať ako akási termoska. Ak je hĺbka menšia, nápad bude v zásade fungovať, ale výrazne menej efektívne. Preto sa odporúča, aby ste nešetrili žiadne úsilie a peniaze na prehĺbenie budúceho skleníka.
Podzemné skleníky môžu mať akúkoľvek dĺžku, ale je lepšie dodržať šírku do 5 metrov, ak je šírka väčšia, potom sa zhoršia kvalitatívne charakteristiky pre vykurovanie a odraz svetla.
Po stranách horizontu je potrebné podzemné skleníky orientovať, ako bežné skleníky a skleníky, z východu na západ, teda tak, aby jedna zo strán smerovala na juh. V tejto polohe budú rastliny prijímať maximálne množstvo slnečnej energie.
2. Steny a strecha
Po obvode jamy sa naleje základ alebo sa položia bloky. Základ slúži ako základ pre steny a rám konštrukcie. Steny sa najlepšie vyrábajú z materiálov s dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami, výbornou možnosťou sú termobloky.
Strešný rám je často vyrobený z dreva, z tyčí impregnovaných antiseptickými prostriedkami. Strešná konštrukcia je zvyčajne rovná štítová. V strede konštrukcie je upevnený hrebeňový nosník, na tento účel sú na podlahu po celej dĺžke skleníka inštalované centrálne podpery.
Hrebeňový nosník a steny sú spojené radom krokiev. Rám môže byť vyrobený bez vysokých podpier. Sú nahradené malými, ktoré sú umiestnené na priečnych nosníkoch spájajúcich protiľahlé strany skleníka - tento dizajn robí vnútorný priestor voľnejší.
Ako strešná krytina je lepšie brať bunkový polykarbonát - populárny moderný materiál. Vzdialenosť medzi krokvami sa pri stavbe prispôsobuje šírke polykarbonátových dosiek. Je vhodné pracovať s materiálom. Povlak sa získa s malým počtom spojov, pretože plechy sa vyrábajú v dĺžkach 12 m.
Sú pripevnené k rámu pomocou samorezných skrutiek, je lepšie ich vybrať s uzáverom vo forme podložky. Aby sa zabránilo prasknutiu plechu, pod každou samoreznou skrutkou je potrebné vyvŕtať vŕtačkou otvor príslušného priemeru. Pomocou skrutkovača alebo bežnej vŕtačky s nástavcom Phillips sa sklenárske práce pohybujú veľmi rýchlo. Aby sa predišlo medzerám, je dobré položiť krokvy pozdĺž vrchu vopred tmelom z mäkkej gumy alebo iného vhodného materiálu a až potom priskrutkovať plechy. Vrchol strechy pozdĺž hrebeňa musí byť položený mäkkou izoláciou a pritlačený nejakým rohom: plastom, plechom alebo iným vhodným materiálom.
Pre dobrú tepelnú izoláciu sa strecha niekedy vyrába s dvojitou vrstvou polykarbonátu. Priehľadnosť je síce znížená asi o 10%, ale to je prekryté výbornými tepelnoizolačnými vlastnosťami. Treba poznamenať, že sneh na takejto streche sa neroztopí. Sklon preto musí byť v dostatočnom uhle, aspoň 30 stupňov, aby sa na streche nehromadil sneh. Okrem toho je nainštalovaný elektrický vibrátor na natriasanie, ktorý ušetrí strechu v prípade, že sa stále hromadí sneh.
Dvojité zasklenie sa vykonáva dvoma spôsobmi:
Medzi dva listy je vložený špeciálny profil, listy sú pripevnené k rámu zhora;
Najprv sa spodná vrstva zasklenia pripevní na rám zvnútra, na spodnú stranu krokiev. Strecha je pokrytá druhou vrstvou, ako obvykle, zhora.
Po dokončení práce je žiaduce lepiť všetky spoje páskou. Hotová strecha vyzerá veľmi efektne: bez zbytočných spojov, hladká, bez výrazných častí.
3. Otepľovanie a zahrievanie
Izolácia steny sa vykonáva nasledovne. Najprv musíte opatrne natrieť všetky spoje a švy steny roztokom, tu môžete použiť aj montážnu penu. Vnútorná strana stien je pokrytá tepelnoizolačnou fóliou.
V chladných častiach krajiny je dobré použiť hrubú fóliu, ktorá pokryje stenu dvojitou vrstvou.
Teplota hlboko v pôde skleníka je nad nulou, no chladnejšia ako teplota vzduchu potrebná na rast rastlín. Vrchná vrstva je ohrievaná slnečnými lúčmi a vzduchom skleníka, no napriek tomu pôda teplo odoberá, preto v podzemných skleníkoch často využívajú technológiu „teplých podláh“: vykurovacie teleso – elektrický kábel – je chránené tzv. kovová mriežka alebo poliata betónom.
V druhom prípade sa pôda pre postele naleje cez betón alebo sa zeleň pestuje v kvetináčoch a kvetináčoch.
Použitie podlahového vykurovania môže byť dostatočné na vykurovanie celého skleníka, ak je dostatok energie. Ale pre rastliny je efektívnejšie a pohodlnejšie používať kombinované vykurovanie: podlahové kúrenie + ohrev vzduchu. Pre dobrý rast potrebujú teplotu vzduchu 25-35 stupňov pri teplote zeme asi 25 °C.
ZÁVER
Samozrejme, výstavba zakopaného skleníka bude stáť viac a bude potrebné viac úsilia ako pri výstavbe podobného skleníka konvenčného dizajnu. Finančné prostriedky investované do skleníka sú však časom opodstatnené.
Po prvé, šetrí energiu na vykurovanie. Bez ohľadu na to, ako sa obyčajný prízemný skleník v zime vykuruje, vždy to bude drahšie a náročnejšie ako podobný spôsob vykurovania v podzemnom skleníku. Po druhé, úspora osvetlenia. Fóliová tepelná izolácia stien, odrážajúca svetlo, zdvojnásobuje osvetlenie. Mikroklíma v hlbokom skleníku v zime bude pre rastliny priaznivejšia, čo určite ovplyvní úrodu. Sadenice sa ľahko zakorenia, jemné rastliny sa budú cítiť skvele. Takýto skleník zaručuje stabilný vysoký výnos akýchkoľvek rastlín po celý rok.
Vo vertikálnych kolektoroch sa energia odoberá zo zeme pomocou geotermálnych zemných sond. Ide o uzavreté systémy s vrtmi s priemerom 145-150mm a hĺbkou 50 až 150m, cez ktoré sú uložené potrubia. Na konci potrubia je inštalované spätné U koleno. Zvyčajne sa inštalácia vykonáva jednoslučkovou sondou s 2 x d40 rúrkami (švédsky systém) alebo dvojslučkovou sondou so 4 x d32 rúrkami. Dvojslučkové sondy by mali dosiahnuť o 10-15% viac tepla. Pre studne hlbšie ako 150 m by sa mali použiť rúry 4xd40 (na zníženie tlakovej straty).
V súčasnosti je väčšina vrtov na získavanie zemného tepla hlboká 150 m. Vo väčších hĺbkach sa dá získať viac tepla, ale náklady na takéto vrty budú veľmi vysoké. Preto je dôležité vopred vypočítať náklady na inštaláciu vertikálneho kolektora v porovnaní s predpokladanými úsporami v budúcnosti. V prípade inštalácie aktívneho-pasívneho chladiaceho systému sa hlbšie vrty nerobia z dôvodu najvyššia teplota v pôde a nižší potenciál v momente prenosu tepla z roztoku do okolia. V systéme cirkuluje nemrznúca zmes (alkohol, glycerín, glykol) zriedená vodou na požadovanú nemrznúcu konzistenciu. V tepelnom čerpadle odovzdáva teplo odobraté zo zeme do chladiva. Teplota Zeme v hĺbke 20 m je približne 10°C a každých 30m stúpa o 1°C. Nie je ovplyvnený klimatickými podmienkami, a preto sa môžete spoľahnúť na kvalitný odber energie v zime aj v lete. Treba dodať, že teplota v zemi je na začiatku sezóny (september – október) mierne odlišná od teploty na konci sezóny (marec – apríl). Preto pri výpočte hĺbky vertikálnych kolektorov je potrebné brať do úvahy dĺžku vykurovacej sezóny v mieste inštalácie.
Pri odbere tepla geotermálnymi vertikálnymi sondami sú veľmi dôležité správne výpočty a návrh kolektorov. Na vykonanie kompetentných výpočtov je potrebné vedieť, či je možné vŕtať na mieste inštalácie do požadovanej hĺbky.
Pre tepelné čerpadlo s výkonom 10kW je potrebných približne 120-180 m studní. Studne by mali byť umiestnené vo vzdialenosti najmenej 8 m od seba. Počet a hĺbka vrtov závisí od geologických podmienok, dostupnosti podzemnej vody, schopnosť pôdy udržať teplo a technológia vŕtania. Pri vŕtaní viacerých vrtov sa celková požadovaná dĺžka vrtu vydelí počtom vrtov.
Výhodou vertikálneho kolektora oproti horizontálnemu je menšia úžitková plocha, stabilnejší zdroj tepla a nezávislosť zdroja tepla od počasia. Negatívom vertikálnych kolektorov sú vysoké náklady na zemné práce a postupné ochladzovanie zeme v blízkosti kolektora (pri projektovaní sú potrebné kompetentné výpočty potrebného výkonu).
Informácie potrebné na predbežný výpočet hĺbky a počtu studní:
Výkon tepelného čerpadla
Vybraný typ vykurovania - "teplé podlahy", radiátory, kombinované
Odhadovaný počet hodín prevádzky tepelného čerpadla za rok, pokrývajúci potrebu energie
Miesto inštalácie
Využitie geotermálneho vrtu - kúrenie, ohrev TÚV, sezónny ohrev bazéna, celoročný ohrev bazéna
Využitie funkcie pasívneho (aktívneho) chladenia v objekte
Celková ročná spotreba tepla na vykurovanie (MWh)
Popis:
Na rozdiel od „priameho“ využívania vysokopotenciálneho geotermálneho tepla (hydrotermálnych zdrojov) je využitie pôdy povrchových vrstiev Zeme ako zdroja nízkokvalitnej tepelnej energie pre systémy zásobovania teplom geotermálnymi tepelnými čerpadlami (GHPS) je možné takmer všade. V súčasnosti patrí medzi najdynamickejšie vznikajúce oblasti využívanie netradičných obnoviteľných zdrojov energie.
G. P. Vasiliev, vedecký riaditeľ JSC "INSOLAR-INVEST"
Na rozdiel od „priameho“ využívania vysokopotenciálneho geotermálneho tepla (hydrotermálnych zdrojov) je využitie pôdy povrchových vrstiev Zeme ako zdroja nízkokvalitnej tepelnej energie pre systémy zásobovania teplom geotermálnymi tepelnými čerpadlami (GHPS) je možné takmer všade. V súčasnosti ide o jednu z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich oblastí využívania netradičných obnoviteľných zdrojov energie vo svete.
Pôda povrchových vrstiev Zeme je vlastne tepelný akumulátor neobmedzenej sily. Tepelný režim pôdy sa vytvára vplyvom dvoch hlavných faktorov - slnečného žiarenia dopadajúceho na povrch a toku rádiogénneho tepla z vnútra zeme. Sezónne a denné zmeny intenzity slnečného žiarenia a vonkajšej teploty spôsobujú teplotné výkyvy horné vrstvy pôdy. Hĺbka prieniku denných výkyvov teploty vonkajšieho vzduchu a intenzity dopadajúceho slnečného žiarenia v závislosti od konkrétnej pôd- klimatické podmienky sa pohybuje od niekoľkých desiatok centimetrov do jeden a pol metra. Hĺbka prieniku sezónnych výkyvov teploty vonkajšieho vzduchu a intenzity dopadajúceho slnečného žiarenia spravidla nepresahuje 15–20 m.
Tepelný režim pôdnych vrstiev nachádzajúcich sa pod touto hĺbkou („neutrálna zóna“) sa vytvára pod vplyvom tepelnej energie prichádzajúcej z útrob Zeme a prakticky nezávisí od sezónnych a ešte viac denných zmien vonkajších klimatických parametrov ( Obr. 1). S rastúcou hĺbkou sa v súlade s geotermálnym gradientom zvyšuje aj teplota zeme (približne 3 °C na každých 100 m). Veľkosť toku rádiogénneho tepla prichádzajúceho z útrob zeme sa v rôznych lokalitách líši. Spravidla je táto hodnota 0,05–0,12 W / m2.
Obrázok 1. |
Počas prevádzky elektrárne s plynovou turbínou sa pôdna hmota nachádzajúca sa v zóne tepelného vplyvu registra potrubí pôdneho výmenníka tepla systému na zber nízkokvalitného zemného tepla (systém zberu tepla) v dôsledku sezónnych zmien v parametroch vonkajšej klímy, ako aj pod vplyvom prevádzkového zaťaženia systému zberu tepla, spravidla podlieha opakovanému zmrazovaniu a odmrazovaniu. Zároveň prirodzene dochádza k zmene stav agregácie vlhkosť obsiahnutá v póroch pôdy a nachádzajúca sa vo všeobecnosti tak v kvapalnej, ako aj v tuhej a plynnej fáze súčasne. Súčasne v kapilárno-poréznych systémoch, čo je pôdna hmota systému zberu tepla, má prítomnosť vlhkosti v priestore pórov citeľný vplyv na proces distribúcie tepla. Správne započítanie tohto vplyvu je dnes spojené so značnými ťažkosťami, ktoré sú spojené predovšetkým s nedostatkom jasných predstáv o charaktere distribúcie pevnej, kvapalnej a plynnej fázy vlhkosti v konkrétnej štruktúre systému. Ak je v hrúbke pôdnej hmoty teplotný gradient, molekuly vodnej pary sa presúvajú do miest so zníženým teplotným potenciálom, no zároveň pôsobením gravitačných síl dochádza k opačne smerovanému prúdeniu vlhkosti v kvapalnej fáze. . Okrem toho vlhkosť ovplyvňuje teplotný režim horných vrstiev pôdy. zrážok ako aj podzemná voda.
K charakteristickým znakom tepelného režimu zemných odberových sústav ako projektovaného objektu by mala patriť aj tzv. matematické modely popisovanie takýchto procesov, alebo, inými slovami, nedostatok spoľahlivých informácií o vplyvoch na systém životného prostredia (atmosféra a pôdna hmota mimo zóny tepelného vplyvu zemného výmenníka tepla systému zberu tepla) a extrémnej zložitosti ich aproximácia. Ak je totiž aproximácia vplyvov na vonkajší klimatický systém, hoci je komplikovaná, stále realizovateľná za určitých nákladov na „počítačový čas“ a použitie existujúcich modelov (napríklad „typický klimatický rok“), potom problém zohľadnenia vplyvu na atmosférický systém v modelových vplyvoch (rosa, hmla, dážď, sneh atď.), ako aj aproximácie tepelného účinku na pôdnu hmotu systému zberu tepla podložia a okolia. pôdnych vrstiev, je dnes prakticky neriešiteľný a mohol by byť predmetom samostatných štúdií. Napríklad malá znalosť procesov tvorby priesakových prúdov podzemných vôd, ich rýchlostného režimu, ako aj nemožnosti získať spoľahlivé informácie o tepelnom a vlhkostnom režime pôdnych vrstiev nachádzajúcich sa pod zónou tepelného vplyvu pôdneho tepla. výmenníka, značne komplikuje úlohu konštrukcie správneho matematického modelu tepelného režimu nízkopotenciálneho systému zberu tepla.pôda.
Na prekonanie opísaných ťažkostí vznikajúcich pri návrhu elektrárne s plynovou turbínou možno odporučiť vyvinutú a v praxi odskúšanú metódu. matematického modelovania tepelný režim pôdnych systémov odberu tepla a spôsob zohľadnenia fázových prechodov vlhkosti v pórovom priestore pôdneho masívu systémov odberu tepla pri návrhu GTST.
Podstatou metódy je zvážiť pri konštrukcii matematického modelu rozdiel medzi dvoma problémami: „základným“ problémom, ktorý popisuje tepelný režim pôdy v jej prirodzenom stave (bez vplyvu pôdneho výmenníka tepla zberný systém) a riešený problém, ktorý popisuje tepelný režim pôdnej hmoty s chladičmi (zdrojmi). Výsledkom je, že metóda umožňuje získať riešenie pre nejakú novú funkciu, ktorá je funkciou vplyvu chladičov na prirodzený tepelný režim pôdy a rovná sa teplotnému rozdielu medzi hmotou pôdy v jej prirodzenom stave. stavu a pôdnej hmoty s výlevkami (zdrojmi tepla) - so zemným výmenníkom tepla systému zberu tepla. Využitie tejto metódy pri konštrukcii matematických modelov tepelného režimu sústav na odber nízkopotenciálneho zemného tepla umožnilo nielen obísť ťažkosti spojené s aproximáciou vonkajších vplyvov na sústavu odberu tepla, ale aj využiť v modeluje informácie experimentálne získané meteorologickými stanicami o prirodzenom tepelnom režime pôdy. To umožňuje čiastočne zohľadniť celý komplex faktorov (ako je prítomnosť podzemnej vody, jej rýchlosť a tepelné režimy, štruktúra a usporiadanie pôdnych vrstiev, „tepelné“ pozadie Zeme, atmosférické zrážky, fázové premeny). vlhkosti v priestore pórov a mnohé ďalšie), ktoré najvýraznejšie ovplyvňujú tvorbu tepelného režimu systému zberu tepla a ktorých spoločné zhodnotenie pri striktnej formulácii problému je prakticky nemožné.
Metóda zohľadnenia fázových prechodov vlhkosti v pórovom priestore pôdneho masívu pri návrhu elektrárne s plynovou turbínou je založená na novom koncepte „ekvivalentnej“ tepelnej vodivosti pôdy, ktorá je určená nahradením problému tepelnej vodivosti pôdy. režim pôdneho valca zamrznutého okolo rúrok pôdneho výmenníka tepla s „ekvivalentným“ kvázistacionárnym problémom s blízkym teplotným poľom a identickým hraničné podmienky, ale s inou "ekvivalentnou" tepelnou vodivosťou.
Najdôležitejšou úlohou, ktorú treba riešiť pri projektovaní geotermálnych systémov zásobovania teplom pre budovy, je podrobné posúdenie energetických schopností klímy oblasti výstavby a na tomto základe vypracovanie záveru o efektívnosti a realizovateľnosti využitia jedného z nich. alebo iný návrh obvodu GTTS. Vypočítané hodnoty klimatických parametrov uvedené v prúde normatívne dokumenty nedať úplné charakteristiky vonkajšia klíma, jej premenlivosť po mesiacoch, ako aj v určitých obdobiach roka – vykurovacia sezóna, obdobie prehrievania a pod. -potenciálne prírodné zdroje tepla, pri hodnotení ich (zdrojov) teplotnej úrovne v ročnom cykle je potrebné zahrnúť kompletnejšie klimatické údaje, uvedené napr. v Klimatickej príručke ZSSR (L.: Gidrometioizdat. Vydanie 1–34).
Medzi takýmito informáciami o klíme by sme v našom prípade mali zdôrazniť predovšetkým:
– údaje o priemernej mesačnej teplote pôdy v rôznych hĺbkach;
– údaje o príchode slnečného žiarenia na rôzne orientované plochy.
V tabuľke. Obrázky 1–5 zobrazujú údaje o priemerných mesačných prízemných teplotách v rôznych hĺbkach pre niektoré ruské mestá. V tabuľke. V tabuľke 1 sú uvedené priemerné mesačné teploty pôdy pre 23 miest Ruskej federácie v hĺbke 1,6 m, čo sa javí ako najracionálnejšie z hľadiska teplotného potenciálu pôdy a možnosti mechanizácie výroby prác na horizontálnom ukladaní. pôdne výmenníky tepla.
| stôl 1 Priemerné teploty pôdy podľa mesiacov v hĺbke 1,6 m pre niektoré ruské mestá |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| tabuľka 2 Teplota pôdy v Stavropole (pôda - černozem) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabuľka 3 Prízemné teploty v Jakutsku (hlinito-piesočnatá pôda s prímesou humusu, dole - piesok) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabuľka 4 Teploty pôdy v Pskove (dno, hlinitá pôda, podložie - íl) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabuľka 5 Teplota pôdy vo Vladivostoku (hnedá, kamenistá pôda) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Údaje uvedené v tabuľkách o prirodzenom priebehu teplôt pôdy v hĺbke do 3,2 m (t. j. v „pracovnej“ pôdnej vrstve pre elektráreň s plynovou turbínou s horizontálnym pôdnym výmenníkom tepla) názorne ilustrujú možnosti využitia pôda ako nízkopotenciálny zdroj tepla. Zrejmý je pomerne malý interval zmeny teploty vrstiev nachádzajúcich sa v rovnakej hĺbke na území Ruska. Napríklad minimálna teplota pôdy v hĺbke 3,2 m od povrchu v meste Stavropol je 7,4 ° C a v meste Jakutsk - (-4,4 ° C); v súlade s tým je rozsah zmien teploty pôdy v danej hĺbke 11,8 stupňa. Táto skutočnosť nám umožňuje počítať s vytvorením dostatočne unifikovaného zariadenia tepelného čerpadla vhodného na prevádzku prakticky v celom Rusku.
Ako je možné vidieť z uvedených tabuliek, charakteristický znak Prirodzený teplotný režim pôdy je oneskorenie minimálnych teplôt pôdy v porovnaní s časom príchodu minimálnych teplôt vonkajšieho vzduchu. Minimálne vonkajšie teploty vzduchu sú všade pozorované v januári, minimálne teploty v zemi v hĺbke 1,6 m v Stavropole sú pozorované v marci, v Jakutsku - v marci, v Soči - v marci, vo Vladivostoku - v apríli. Je teda zrejmé, že v čase nástupu minimálnych teplôt v zemi sa znižuje zaťaženie systému zásobovania teplom tepelného čerpadla (tepelné straty objektu). Tento bod otvára dosť vážne možnosti na zníženie inštalovaného výkonu GTTS (úspora kapitálových nákladov) a treba ho zohľadniť pri projektovaní.
Pre posúdenie efektívnosti využívania systémov zásobovania teplom geotermálnym tepelným čerpadlom v klimatických podmienkach Ruska bola vykonaná zonácia územia Ruskej federácie podľa efektívnosti využívania nízkopotenciálneho geotermálneho tepla na účely zásobovania teplom. Zónovanie bolo vykonané na základe výsledkov numerických experimentov na modelovaní prevádzkových režimov GTTS v klimatických podmienkach rôznych regiónochúzemí Ruskej federácie. Numerické experimenty boli realizované na príklade hypotetickej dvojpodlažnej chaty s vykurovanou plochou 200 m 2 , vybavenej systémom zásobovania teplom geotermálnym tepelným čerpadlom. Vonkajšie obvodové konštrukcie uvažovaného domu majú nasledovné znížené odpory prestupu tepla:
- vonkajšie steny - 3,2 m 2 h ° C / W;
- okná a dvere - 0,6 m 2 h ° C / W;
- nátery a stropy - 4,2 m 2 h ° C / W.
Pri vykonávaní numerických experimentov sa brali do úvahy nasledovné:
– systém zemného zberu tepla s nízkou hustotou spotreby geotermálnej energie;
– horizontálny systém zberu tepla z polyetylénových rúr s priemerom 0,05 m a dĺžkou 400 m;
– systém zemného zberu tepla s vysokou hustotou spotreby geotermálnej energie;
– vertikálny systém odberu tepla z jedného termálneho vrtu s priemerom 0,16 m a dĺžkou 40 m.
Vykonané štúdie ukázali, že spotreba tepelnej energie z pôdnej hmoty do konca vykurovacej sezóny spôsobuje pokles teploty pôdy v blízkosti registra potrubí systému zberu tepla, čo v pôdnych a klimatických podmienkach väčšiny územie Ruskej federácie, nemá čas na kompenzáciu v letnom období roka a na začiatku ďalšej vykurovacej sezóny pôda vychádza so zníženým teplotným potenciálom. Spotreba tepelnej energie počas nasledujúcej vykurovacej sezóny spôsobuje ďalšie zníženie teploty pôdy a začiatkom tretej vykurovacej sezóny sa jej teplotný potenciál ešte viac líši od prirodzeného. A tak ďalej... Obálky tepelného vplyvu dlhodobej prevádzky systému zberu tepla na prirodzený teplotný režim pôdy však majú výrazne exponenciálny charakter a do piateho roku prevádzky sa pôda dostáva do tzv. nový režim blízky periodickému, tj od piateho roku prevádzky je dlhodobá spotreba tepelnej energie z pôdnej hmoty systému zberu tepla sprevádzaná periodickými zmenami jej teploty. Pri zonácii územia Ruskej federácie bolo teda potrebné počítať s poklesom teplôt pôdneho masívu spôsobeným dlhodobou prevádzkou systému odberu tepla a využiť predpokladané teploty pôdy pre 5. rok r. prevádzka GTTS ako návrhové parametre pre teploty zemného masívu. Berúc do úvahy túto okolnosť, pri zónovaní územia Ruskej federácie podľa účinnosti využitia elektrárne s plynovou turbínou, ako kritéria účinnosti systému zásobovania teplom geotermálneho tepelného čerpadla, koeficient premeny tepla spriemerovaný bol zvolený 5. rok prevádzky, Кр tr, čo je pomer užitočnej tepelnej energie generovanej elektrárňou s plynovou turbínou k energii vynaloženej na jej pohon a definovaný pre ideálny termodynamický Carnotov cyklus takto:
Ktr \u003d T o / (To - T u), (1)
kde T o je teplotný potenciál tepla odvádzaného do vykurovacieho systému alebo systému zásobovania teplom, K;
T a - teplotný potenciál zdroja tepla, K.
Súčiniteľ transformácie sústavy zásobovania teplom tepelného čerpadla K tr je pomer využiteľného tepla odvedeného do sústavy zásobovania teplom odberateľa k energii vynaloženej na prevádzku GTTS a číselne sa rovná množstvu využiteľného tepla získaného pri teploty T o a T a na jednotku energie vynaloženej na pohon GTST . Reálny transformačný pomer sa od ideálneho, opísaného vzorcom (1), líši hodnotou koeficientu h, ktorý zohľadňuje stupeň termodynamickej dokonalosti GTST a nevratné straty energie pri realizácii cyklu.
Numerické experimenty boli realizované pomocou programu vytvoreného v INSOLAR-INVEST as, ktorý zabezpečuje určenie optimálnych parametrov systému zberu tepla v závislosti od klimatických podmienok oblasti výstavby, tepelno-tieniacich vlastností budovy, výkonové charakteristiky zariadení tepelných čerpadiel, obehových čerpadiel, vykurovacích zariadení vykurovacieho systému, ako aj ich režimy prevádzky. Program je založený na vyššie opísanej metóde konštrukcie matematických modelov tepelného režimu systémov na zber nízkopotenciálneho zemného tepla, čo umožnilo obísť ťažkosti spojené s informačnou neistotou modelov a aproximáciou vonkajších vplyvov, vďaka použitiu v programe experimentálne získaných informácií o prirodzenom tepelnom režime pôdy, čo umožňuje čiastočne zohľadniť celý komplex faktorov (ako je prítomnosť podzemných vôd, ich rýchlosť a tepelné režimy, štruktúra a umiestnenie pôdnych vrstiev, „tepelné“ pozadie Zeme, zrážky, fázové premeny vlhkosti v priestore pórov a mnohé ďalšie), ktoré najvýraznejšie ovplyvňujú tvorbu tepelného režimu systému zberu tepla a spoločné účtovanie z ktorých pri striktnej formulácii problému je dnes prakticky nemožné. Ako riešenie „základného“ problému sme použili údaje z klimatickej príručky ZSSR (L.: Gidrometioizdat. Issue 1–34).
Program vlastne umožňuje riešiť problém viacparametrovej optimalizácie konfigurácie GTST pre konkrétnu budovu a oblasť výstavby. Cieľovou funkciou optimalizačného problému je zároveň minimum ročných energetických nákladov na prevádzku elektrárne s plynovou turbínou a optimalizačnými kritériami sú polomer potrubí pôdneho výmenníka tepla, jeho (výmenníka tepla) dĺžka a hĺbka.
Výsledky numerických experimentov a zonácie územia Ruska z hľadiska efektívnosti využívania nízkopotenciálneho geotermálneho tepla na účely zásobovania budov teplom sú uvedené v grafickej podobe na obr. 2–9.
Na obr. 2 sú znázornené hodnoty a izočiary transformačného koeficientu systémov zásobovania teplom geotermálnym tepelným čerpadlom s horizontálnymi systémami zberu tepla a na obr. 3 - pre GTST s vertikálnymi systémami zberu tepla. Ako je možné vidieť z obrázkov, maximálne hodnoty Кртр 4,24 pre horizontálne systémy zberu tepla a 4,14 pre vertikálne systémy možno očakávať na juhu Ruska a minimálne hodnoty, v uvedenom poradí, 2,87 a 2,73 na severe, v. Uelen. Pre stredný pruh V Rusku sú hodnoty Кр tr pre horizontálne systémy zberu tepla v rozmedzí 3,4–3,6 a pre vertikálne systémy v rozmedzí 3,2–3,4. Relatívne vysoké hodnoty Кр tr (3,2–3,5) sú pozoruhodné pre regióny Ďalekého východu, regióny s tradične ťažkými podmienkami dodávky paliva. Očividne Ďaleký východ je oblasťou prioritnej implementácie GTST.
Na obr. Na obrázku 4 sú znázornené hodnoty a izočiary špecifických ročných nákladov na energiu na pohon „horizontálneho“ GTST + PD (špička), vrátane nákladov na energiu na vykurovanie, vetranie a dodávku teplej vody, znížené na 1 m 2 vykurovaného oblasť a na obr. 5 - pre GTST s vertikálnymi systémami zberu tepla. Ako je zrejmé z obrázkov, ročná merná spotreba energie na pohon horizontálnych elektrární s plynovou turbínou, znížená na 1 m 2 vykurovanej plochy budovy, sa pohybuje od 28,8 kWh / (rok m 2) v r. južne od Ruska na 241 kWh / (rok m 2) v Moskve.Jakutsk, a pre vertikálne elektrárne s plynovou turbínou, v uvedenom poradí, od 28,7 kWh / / (rok m 2) na juhu a až do 248 kWh / / (rok m 2) v Jakutsku. Ak hodnotu ročnej mernej spotreby energie na pohon GTST uvedenú na obrázkoch pre konkrétnu oblasť vynásobíme hodnotou pre túto lokalitu K p tr zníženou o 1, dostaneme množstvo ušetrenej energie GTST od 1 m 2 vykurovanej plochy ročne. Napríklad pre Moskvu pre elektráreň s vertikálnou plynovou turbínou bude táto hodnota 189,2 kWh na 1 m 2 za rok. Pre porovnanie môžeme uviesť hodnoty mernej spotreby energie stanovené moskovskými normami na úsporu energie MGSN 2.01–99 pre nízkopodlažné budovy na úrovni 130 a pre viacpodlažné budovy 95 kWh / (rok m 2) . Zároveň náklady na energiu normalizované podľa MGSN 2.01–99 zahŕňajú iba náklady na energiu na vykurovanie a vetranie, zatiaľ čo v našom prípade náklady na energiu zahŕňajú aj náklady na energiu na dodávku teplej vody. Faktom je, že prístup k posudzovaniu nákladov na energiu na prevádzku budovy, existujúci v súčasných normách, vyčleňuje náklady na energiu na vykurovanie a vetranie budovy a náklady na energiu na jej dodávku teplej vody ako samostatné položky. Zároveň nie je normovaná spotreba energie na dodávku teplej vody. Tento prístup sa nezdá byť správny, pretože náklady na energiu na dodávku teplej vody sú často úmerné nákladom na energiu na vykurovanie a vetranie.
Na obr. 6 sú znázornené hodnoty a izočiary racionálneho pomeru tepelného výkonu vrcholového uzáveru (PD) a inštalovaného elektrického výkonu horizontálneho GTST v zlomkoch jednotky a na obr. 7 - pre GTST s vertikálne systémy zber tepla. Kritériom pre racionálny pomer tepelného výkonu špičkového uzáveru a inštalovaného elektrického výkonu GTST (okrem PD) boli minimálne ročné náklady na elektrickú energiu na pohon GTST + PD. Ako je možné vidieť z obrázkov, racionálny pomer kapacít tepelných PD a elektrických GTPP (bez PD) sa pohybuje od 0 na juhu Ruska po 2,88 pre horizontálne GTPP a 2,92 pre vertikálne systémy v Jakutsku. V strednom páse územia Ruskej federácie je racionálny pomer tepelného výkonu zatvárača dverí a inštalovaného elektrického výkonu GTST + PD v rozmedzí 1,1–1,3 pre horizontálne aj vertikálne GTST. V tomto bode je potrebné podrobnejšie prebývať. Faktom je, že pri výmene napríklad elektrického vykurovania v strednom Rusku máme skutočne možnosť znížiť výkon elektrických zariadení inštalovaných vo vykurovanej budove o 35-40%, a tým znížiť elektrický výkon požadovaný od RAO UES. , ktorý dnes „stojí » asi 50 tisíc rubľov. na 1 kW elektrickej energie inštalovanej v dome. Takže napríklad pre chatu s vypočítanými tepelnými stratami v najchladnejšom päťdňovom období rovnajúcim sa 15 kW ušetríme 6 kW inštalovanej elektrickej energie, a teda asi 300 tisíc rubľov. alebo ≈ 11,5 tisíc amerických dolárov. Toto číslo sa prakticky rovná nákladom na GTST takejto tepelnej kapacity.
Ak teda správne zohľadníme všetky náklady spojené s pripojením budovy k centralizovanému napájaniu, ukazuje sa, že pri súčasných tarifách za elektrickú energiu a pripojenie k centralizovaným napájacím sieťam v Centrálnom pásme na území Ruskej federácie , aj z hľadiska jednorazových nákladov sa GTST ukazuje ako výnosnejšie ako elektrické vykurovanie, nehovoriac o 60 % úspore energie.
Na obr. 8 sú znázornené hodnoty a izočiary podielu tepelnej energie vygenerovanej počas roka vrcholovým uzáverom (PD) na celkovej ročnej spotrebe energie horizontálneho systému GTST + PD v percentách a na obr. 9 - pre GTST s vertikálnymi systémami zberu tepla. Ako je možné vidieť z obrázkov, podiel tepelnej energie vygenerovanej počas roka približovaním vrcholu (PD) na celkovej ročnej spotrebe energie horizontálneho systému GTST + PD sa pohybuje od 0 % na juhu Ruska do 38–40 % v Jakutsku a Ture a pre vertikálne GTST+PD – v uvedenom poradí, od 0 % na juhu a až do 48,5 % v Jakutsku. V centrálnej zóne Ruska sú tieto hodnoty asi 5–7% pre vertikálne aj horizontálne GTS. Ide o malé náklady na energiu a v tomto smere si treba dať pozor na výber bližšieho vrcholu. Najracionálnejšie z hľadiska špecifických kapitálových investícií do 1 kW výkonu a automatizácie sú špičkové elektrické ovládače. Pozoruhodné je použitie kotlov na pelety.
Na záver by som sa rád pozastavil nad veľmi dôležitá otázka: problém výberu racionálnej úrovne tepelnej ochrany budov. Tento problém je dnes veľmi vážnou úlohou, ktorej riešenie si vyžaduje serióznu numerickú analýzu, ktorá zohľadňuje špecifiká našej klímy a vlastnosti používaných inžinierskych zariadení, infraštruktúru centralizovaných sietí, ako aj ekologická situácia v mestách, ktoré sa nám zhoršujú doslova pred očami a mnohé ďalšie. Je zrejmé, že už dnes je nesprávne formulovať akékoľvek požiadavky na plášť budovy bez zohľadnenia jej (budova) prepojenia s klímou a systémom zásobovania energiou, inžinierskymi komunikáciami a pod. v budúcnosti bude riešenie problému výberu racionálnej úrovne tepelnej ochrany možné len na základe zváženia komplexnej budovy + systému zásobovania energiou + klímy + životné prostredie ako jednotný ekoenergetický systém as týmto prístupom možno len ťažko preceňovať konkurenčné výhody GTTS na domácom trhu.
1. Sanner B. Pozemné zdroje tepla pre tepelné čerpadlá (klasifikácia, charakteristika, výhody). Kurz o geotermálnych tepelných čerpadlách, 2002.
2. Vasiliev G. P. Ekonomicky výhodná úroveň tepelnej ochrany budov // Úspora energie. - 2002. - č.5.
3. Vasiliev G. P. Zásobovanie teplom a chladom budov a konštrukcií využívajúcich nízkopotenciálnu tepelnú energiu povrchových vrstiev Zeme: Monografia. Vydavateľstvo "Border". – M. : Krasnaya Zvezda, 2006.
