Логотип Dimplex

Республика Казахстан

г.Алматы

ул.Макатаева, 97, оф.2

Закажите установку теплового насоса:

тел: +7 727 279 14 39

факс: +7 727 279 14 39

e-mail: info@geowatt.kz

© 2009-2017, TOO “GeoWatt”

Rambler's Top100
Web100kz.com - каталог сайтов
Яндекс цитирования
PageRank






Напишите нам:

Предпосылки разработки системы

Большая часть территории Японии подвластна суровой зимней погоде. В настоящее время 22% населения (примерно 28 миллионов человек) живут в таких регионах, которые занимают общую площадь в 230000 км2. Это около 60% территории Японии. В апреле 1957 года в Японии был представлен Акт по специальным мерам по сохранению дорожного движения в определенных снежных и холодных районах, который сделал возможным выделение средств на решение проблем связанных со снегом в этих районах. Однако дорожно-транспортные происшествия и изоляция городов в связи с обильными снегопадами и гололедом продолжали здесь оставаться серьезными проблемами.

Последние события в Японии заставили всех пристально следить за новостями в этой стране, а нас еще раз обратить внимание на развитие энергетики и использование японцами возобновляемых источников и тепловых насосов. В статье японского специалиста Masahiko Katsuragi (Japan), опубликованной еще в 28 выпуске (№1/2010) информационного бюллетеня Центра тепловых насосов (Heat Pump Centre — HPC) Международного энергетического агентства (International Energy Agency — IEA) рассказывается о необычном проекте, реализованном японской компанией  JGD, который привел к разработке систем отопления и охлаждения тепловыми насосами с использованием подземных  хранилищ тепловой энергии. Данная система в настоящее время нашла самое широкое применение. С оригиналом бюллетеня вы можете ознакомиться на сайте Центра www.heatpumpcentre.org. 

Разработка системы контроля климата                                       HPC Newsletter, 1/2010

Обзор системы таяния снега без разбрызгивания подземных вод

Система растаивает снег и предохраняет дороги от гололеда посредством тепла от труб установленных под дорожным покрытием, используя грунтовые воды в качестве источника тепла. С тех пор как перестали разбрызгивать воду,  дороги стали более гладкими, движение более удобным, и покрытие дорого менее поврежденным.

После передачи тепловой энергии грунтовые воды возвращаются обратно в водоносный слой, таким образом это не сказывается на водном снабжении и не приводит к осадке грунта.

Система состоит из подающей скважины, участка передачи тепла и абсорбирующей скважины. Подающая скважина извлекает грунтовые воды и подает их по трубам к участку передачи тепла. Этот участок оборудован трубами под дорожным покрытием, которые передают тепловую энергию от грунтовой воды покрытию, в результате тает снег и дорога предохраняется от обледенения. Абсорбирующая скважина используется для доставки грунтовой воды назад в водоносный слой без контакта с атмосферой.

В городе Ямагата мы пробурили скважины до 100 метров, где температура грунтовой воды от 14°С до 15°С, что почти одинаково со среднегодовой температурой воздуха. Более того, так как мы не используем ископаемые виды топлива для этой системы, эксплуатационные издержки очень экономичные, а система выделяет углекислого газа меньше чем бойлерная и электрическая системы таяния снега.

В 1981 году мы установили эту систему под главной дорогой перед зданием городского совета Ямагаты и она показала отличные результаты. В октябре 1981 года мы установили ее в городе Асахикава, Хокайдо, чтобы исследовать возможности системы. Город Асахикава может быть очень холодным, именно здесь 25 января 1902 года зарегистрирован рекордный мороз -41°С. Система продемонстрировала удовлетворительную работу и доказала свою пригодность для холодных городов Японии. К декабрю 2009 года мы установили эту систему в Японии более чем на 1330000м2.

Логотип Центра тепловых насосов

Оригинальное название статьи: «Разработка системы кондиционирования на тепловых насосах с использованием подземного хранилища тепловой энергии в водоносных пластах (Aquifer Thermal Energy Storage - ATES): система таяния снега без разбрызгивания подземных вод».

 

В 1961 году в результате действия выше указанного акта была представлена новая система таяния снега. Она использовала разбрызгивание грунтовых вод из трубопроводов, установленных вдоль дорог, прямо на снег, чтобы он таял. Это стало основной технологией систем таяния снега и широко распространилось в холодных регионах для обеспечения нормального существования населения в зимний период.

Скоро стало очевидным, что эта система имела серьезные недостатки. Использование чрезвычайного количества грунтовых вод привело к уменьшению их уровня,  что в конце концов привело к оседанию почвы. Однако новое, еще более лучшее решение было найдено до того, как проблема стала очевидной. Компания Japan Groundwater Development (JGD) разработала систему таяния снега без разбрызгивания подземных вод.

В 2009 году система ATES компании JGD была принята Проектом Свежий город Министерства окружающей среды Японии.

Мы продолжаем собирать данные и проводим дальнейшие исследования с тем чтобы показать как система ATES может способствовать защите от эффекта теплового острова над городами и от глобального потепления.

                                 

Masahiko Katsuragi, Japan

Разработка системы кондиционирования на тепловых насосах с использованием ATES

Следующий материал это пример комбинирования системы таяния снега с системой контроля климата в помещении. Наша компания JGD находится в городе Ямагата, префектуры Ямагата, расположенном в северо-восточной части Японии. С июля по август температура воздуха в Ямагате 23,9°С и -3,5°С в январе-феврале (средняя температура за период с 1971 по 2000 годы). Температура грунтовой воды в скважине компании 16°С и остается постоянной круглый год. Как видно это больше чем атмосферная температура зимой и меньше чем летом.

В 1983 году JGD начала рассматривать возможность использования ATES не только для стаивания снега и защиты от обледенения, но и для кондиционирования воздуха в зданиях.

Зимой грунтовые воды извлекаются из скважины №1 и подаются в тепловой насос для производства горячей воды с температурой в 50°С.  Эта горячая вода циркулирует по системе отопления офисного здания и отапливает его. После того как грунтовая вода отдала свое тепло тепловому насосу она направляется в трубы, расположенные под парковочной территорией, для стаивания снега. Температура воды падает  примерно до 8°С во время этого процесса. Вода сбрасывается назад в водоносный слой через скважину №2 и формирует там холодную зону. К концу зимы температура этой холодной зоны около 12°С.

Летом грунтовая вода извлекается из скважины №2 (холодной зоны) и подается в офисное здание для охлаждения и затем под парковку для сбора солнечного тепла от дорожного покрытия, которое в этом случае служит солнечным коллектором. Грунтовая вода нагревается солнечным коллектором и затем сбрасывается в водоносный слой в скважине №1, которая формирует теплую зону с температурой около 30°С. К концу лета температура теплой зоны около 20°С.

Эта система может добиться круглогодичного использования тепловой энергии используя солнечный коллектор. Это отличная система с малыми эксплуатационными расходами как для охлаждения летом, так и для отопления и стаивания снега зимой. Разумеется она дешевле чем стоимость электричества для систем на обычных отопительных котлах и кондиционерах воздуха.

Она позволяет сберегать энергию и уменьшать выбросы углекислого газа.

Мы продолжаем исследование данной системы для ее последующего улучшения. Эксплуатационные расходы на использование погружного, циркуляционного и теплового насосов приблизительно составляют 33% от годовых расходов на содержание стандартной системы кондиционирования воздуха, включая расходы на печь на жидком топливе в зимнее время. Выбросы СО2 составляют также около 33% от традиционной системы кондиционирования как и ожидалось.

Если установить температуру горячей воды в 50°С а температуру грунтовой воды принять в 16°С, то коэффициент трансформации теплового насоса (СОР)  будет 3,9. Однако если летом мы использовали солнечный коллектор, когда температура грунтовой воды 20°С, СОР становится равным 4,7. Это улучшение на 18%.  Подобная оценка была сделана и для охлаждения и мы пришли к выводу, что если использовать эту систему только для охлаждения, то ее может быть не достаточно для создания комфорта в летний период.

Несмотря на то, что система ATES все еще не так широко известна в Японии, очевидно, что энергия грунтовых вод и самого грунта более стабильная нежели другие натуральные источники энергии, такие как солнце и ветер. ATES имеет большой потенциал и используется еще не в полном объеме.

Монтаж системы таяния снега в Асахикаве (Япония)
Система таяния снега в действии

Монтаж системы таяния снега

Система таяния снега в действии

Схема работы системы таяния снегаСистема кондиционирования на тепловых насосах с использованием подземного хранилища тепловой энергии в водоносных пластахПодземное хранилище тепла
Новости GeoWatt, RSS

Подземные хранилища тепла в Японии