„Използване на нископотенциална топлинна енергия на земята в термопомпени системи“

Василиев Г.П., научен директор на ИНСОЛАР-ИНВЕСТ АД, доктор на техническите науки, председател на Съвета на директорите на ИНСОЛАР-ИНВЕСТ АД
Н. В. Шилкин, инженер, НИИСФ (Москва)

Рационално използване на горивото енергийни ресурси днес е един от глобалните световни проблеми, чието успешно решаване очевидно ще бъде от решаващо значение не само за по-нататъшното развитие на световната общност, но и за опазването на нейното местообитание. Един от обещаващите начини за решаване на този проблем е прилагане на нови енергоспестяващи технологииизползване на нетрадиционни възобновяеми енергийни източници (NRES)Изчерпването на традиционните изкопаеми горива и екологичните последици от тяхното изгаряне доведоха до значително повишаване на интереса към тези технологии през последните десетилетия в почти всички развити страни по света.

Предимствата на използваните технологии за топлоснабдяване в сравнение с традиционните им колеги са свързани не само със значително намаляване на разходите за енергия в системите за поддържане на живота на сгради и конструкции, но и с техните екологична чистота, както и нови възможности в областта повишаване на степента на автономност на системите за поддържане на живота. Очевидно в близко бъдеще именно тези качества ще бъдат от решаващо значение за оформянето на конкурентна ситуация на пазара на топлогенериращо оборудване.

Анализ на възможните области на приложение в руската икономика на използване на енергоспестяващи технологии нетрадиционни енергийни източници, показва, че в Русия най-обещаващата област за тяхното прилагане са системите за поддържане на живота на сградите. В същото време много ефективна посока за въвеждане на разглежданите технологии в практиката на домашното строителство изглежда широко приложение термопомпени системи за подаване на топлина (TST), използвайки почвата на повърхностните слоеве на Земята като повсеместно достъпен източник на топлина с нисък потенциал.

Използвайки Земната топлинаИма два вида топлинна енергия – високопотенциална и нископотенциална. Източникът на високопотенциална топлинна енергия са хидротермалните ресурси - термални водинагряват се в резултат на геоложки процеси до висока температура, което им позволява да се използват за отопление на сгради. Използването на високопотенциална топлина на Земята обаче е ограничено до области с определени геоложки параметри. В Русия това е например Камчатка, районът на кавказките минерални води; в Европа източници на високопотенциална топлина има в Унгария, Исландия и Франция.

За разлика от „прякото“ използване на топлина с висок потенциал (хидротермални ресурси), използване на нискокачествена топлина на Земятачрез термопомпи е възможно почти навсякъде. В момента това е една от най-бързо развиващите се области на употреба нетрадиционни възобновяеми енергийни източници.

Нископотенциална топлина на Земятаможе да се използва в различни видове сгради и конструкции по много начини: за отопление, топла вода, климатизация (охлаждане), отоплителни пътища през зимния сезон, за предотвратяване на обледеняване, отоплителни полета на открити стадиони и др. езикова техническа литература, такива системи са обозначени като "GHP" - "геотермални термопомпи", геотермални термопомпи.

Климатичните особености на страните от Централна и Северна Европа, които заедно със САЩ и Канада са основните райони за използване на нискокачествена топлина на Земята, определят основно необходимостта от отопление; охлаждане на въздуха, дори през лятото, се налага сравнително рядко. Следователно, за разлика от Съединените щати, термопомпив европейските страни работят основно в режим на отопление. В САЩ термопомпипо-често се използват в системи за въздушно отопление, комбинирани с вентилация, което позволява както отопление, така и охлаждане на външния въздух. В европейските страни термопомпичесто използвани в системи за отопление на вода. Дотолкова доколкото ефективност на термопомпатанараства с намаляване на температурната разлика между изпарителя и кондензатора, системите за подово отопление често се използват за отопление на сгради, в които циркулира охлаждаща течност с относително ниска температура (35–40 °C).

Мнозинство термопомпив Европа, предназначени да използват нискокачествената топлина на Земята, са оборудвани с електрически задвижвани компресори.

През последните десет години броят на системите, които използват нискокачествената топлина на Земята за топлоснабдяване и студено снабдяване на сгради чрез термопомпи, се увеличи значително. Най-голям брой такива системи се използват в САЩ. Голям брой такива системи работят в Канада и страните от Централна и Северна Европа: Австрия, Германия, Швеция и Швейцария. Швейцария е водеща в използването на нискокачествена топлинна енергия на Земята на глава от населението. В Русия през последните десет години с помощта на технологии и с участието на INSOLAR-INVEST OJSC, която е специализирана в тази област, са построени само няколко обекта, най-интересните от които са представени в.

В Москва, в микрорайон Никулино-2, всъщност за първи път а термопомпена система за топла водамногоетажна жилищна сграда. Този проект е реализиран през 1998-2002 г. от Министерството на отбраната на Руската федерация съвместно с правителството на Москва, Министерството на индустрията и науката на Русия, Асоциацията NP ABOK и в рамките на "Дългосрочна програма за пестене на енергия в Москва".

Като нископотенциален източник на топлинна енергия за изпарителите на термопомпи се използва топлината на почвата на повърхностните слоеве на Земята, както и топлината на отстранения вентилационен въздух. Заводът за приготвяне на топла вода се намира в сутерена на сградата. Тя включва следните основни елементи:

• термопомпени инсталации за парна компресия (HPU);
• резервоари за съхранение на топла вода;
• системи за събиране на нискокачествена топлинна енергия на почвата и нискокачествена топлина на отстранения вентилационен въздух;
• циркулационни помпи, апаратура

Основният топлообменен елемент на системата за събиране на нископотенциална земна топлина са вертикалните земни топлообменници от коаксиален тип, разположени отвън по периметъра на сградата. Тези топлообменници представляват 8 кладенеца с дълбочина от 32 до 35 м всеки, разположени в близост до къщата. Тъй като режимът на работа на термопомпите използва топлината на земятаи топлината на отстранения въздух е постоянна, докато консумацията на топла вода е променлива, системата за топла вода е оборудвана с резервоари за съхранение.

Данните за оценка на световното ниво на използване на нископотенциална топлинна енергия на Земята с помощта на термопомпи са дадени в таблицата.

Таблица 1. Световно ниво на използване на нископотенциална топлинна енергия на Земята чрез термопомпи

Почвата като източник на нископотенциална топлинна енергия

Като източник на нископотенциална топлинна енергия могат да се използват подземни води с относително ниска температура или почва на повърхностните (до 400 m дълбочина) слоеве на Земята.. Топлинното съдържание на почвената маса обикновено е по-високо. Топлинният режим на почвата на повърхностните слоеве на Земята се формира под въздействието на два основни фактора - падащи върху повърхността слънчева радиацияи потока от радиогенна топлина от вътрешността на земята. Сезонните и дневни промени в интензитета на слънчевата радиация и външната температура причиняват температурни колебания горни слоевепочва. Дълбочината на проникване на дневните колебания в температурата на външния въздух и интензитета на падащата слънчева радиация в зависимост от конкретната почва- климатични условияварира от няколко десетки сантиметра до един и половина метра. Дълбочината на проникване на сезонните колебания в температурата на външния въздух и интензивността на падащата слънчева радиация по правило не надвишава 15-20 m.

Температурният режим на почвените слоеве, разположени под тази дълбочина („неутрална зона“) се формира под въздействието на топлинната енергия, идваща от недрата на Земята и практически не зависи от сезонните и още повече ежедневните промени в параметрите на външен климат (фиг. 1).

Ориз. 1. Графика на промените в температурата на почвата в зависимост от дълбочината

С увеличаване на дълбочината температурата на почвата се повишава в съответствие с геотермалния градиент (приблизително 3 градуса C на всеки 100 m). Големината на потока на радиогенна топлина, идваща от земните недра, варира за различните места. За Централна Европатази стойност е 0,05–0,12 W/m2.

През експлоатационния период почвената маса, намираща се в зоната на топлинно влияние на регистъра на тръбите на почвения топлообменник на системата за събиране на нискокачествена земна топлина (система за събиране на топлина), поради сезонни промени в параметрите на външен климат, както и под въздействието на експлоатационни натоварвания върху системата за събиране на топлина, като правило, се подлага на многократно замразяване и размразяване. В същото време, естествено, има промяна агрегатно състояниевлага, съдържаща се в порите на почвата и намираща се в общия случай както в течната, така и в твърдата и газообразната фази по едно и също време. С други думи, почвената маса на системата за събиране на топлина, независимо в какво състояние се намира (замразена или размразена), е сложна трифазна полидисперсна хетерогенна система, чийто скелет се формира от огромен брой твърди частици от различни форми и размери и могат да бъдат както твърди, така и подвижни, в зависимост от това дали частиците са здраво свързани заедно или дали са разделени една от друга от вещество в подвижната фаза. Интерстициите между твърдите частици могат да бъдат запълнени с минерализирана влага, газ, пара и лед, или и двете. Моделирането на топло- и масопреносните процеси, които формират топлинния режим на такава многокомпонентна система, е изключително трудно. трудна задача, тъй като изисква отчитане и математическо описание на различни механизми за тяхното изпълнение: топлопроводимост в една частица, пренос на топлина от една частица на друга при контакта им, молекулярна топлопроводимост в среда, която запълва празнините между частиците, конвекция на пара и влага, съдържащи се в порестото пространство, и много други.

Специално внимание трябва да се обърне на влиянието на влагата на почвената маса и миграцията на влага в нейното поресто пространство върху топлинните процеси, които определят характеристиките на почвата като източник на нископотенциална топлинна енергия.

При капилярно-порьозните системи, които представляват почвената маса на системата за събиране на топлина, наличието на влага в порестото пространство има забележим ефект върху процеса на разпределение на топлината. Правилното отчитане на това влияние днес е свързано със значителни трудности, които са свързани преди всичко с липсата на ясни представи за естеството на разпределението на твърди, течни и газообразни фази на влага в определена структура на системата. Естеството на силите на свързване между влагата и скелетните частици, зависимостта на формите на свързване на влагата с материала на различни етапи на омокряне и механизмът на движение на влагата в порестото пространство все още не са изяснени.

Ако има температурен градиент в дебелината на почвената маса, парните молекули се придвижват до места с намален температурен потенциал, но в същото време под действието на гравитационните сили възниква противоположно насочен поток от влага в течната фаза . В допълнение, температурният режим на горните слоеве на почвата се влияе от влагата на атмосферните валежи, както и от подземните води.

Основните фактори, под влиянието на които се формират температурен режимСистемите за събиране на почвена маса за нископотенциална почвена топлина са показани на фиг. 2.

Ориз. 2. Фактори, под влияние на които се формира температурният режим на почвата

Видове системи за използване на нископотенциална топлинна енергия на Земята

Свързват се земни топлообменници термопомпено оборудванес почвена маса. Освен за "извличане" на топлината на Земята, земните топлообменници могат да се използват и за акумулиране на топлина (или студ) в земния масив.

В общия случай могат да се разграничат два вида системи за използване на нископотенциална топлинна енергия на Земята:

• отворени системи:като източник на нископотенциална топлинна енергия се използва подземната вода, която се подава директно към термопомпите;
• затворени системи:топлообменниците са разположени в почвения масив; когато охлаждащата течност циркулира през тях с понижена температура спрямо земята, топлинната енергия се „избира“ от земята и се прехвърля към изпарителя топлинна помпа (или при използване на охлаждаща течност с повишена температура спрямо земята, нейното охлаждане).

Основната част от отворените системи са кладенци, които позволяват извличане на подземни води водоносни хоризонтипочвата и връщането на водата обратно в същите водоносни хоризонти. Обикновено за това се подреждат сдвоени кладенци. Диаграма на такава система е показана на фиг. 3.

Ориз. 3. Схема на отворена система за използване на нископотенциална топлинна енергия на подземните води

Предимството на отворените системи е възможността за получаване на голямо количество топлинна енергия при сравнително ниска цена. Кладенците обаче изискват поддръжка. Освен това използването на такива системи не е възможно във всички области. Основните изисквания към почвата и подземните води са, както следва:

• достатъчна пропускливост на почвата, позволяваща попълване на водните запаси;
• добре химичен съставподпочвени води (например ниско съдържание на желязо), за да се избегнат проблеми с котлен камък и корозия.

Отворените системи се използват по-често за отопление или охлаждане на големи сгради. Най-голямата геотермална термопомпа система в светаизползва подземните води като източник на нископотенциална топлинна енергия. Тази система се намира в САЩ в Луисвил, Кентъки. Системата се използва за топлоснабдяване и студено снабдяване на хотелско-офис комплекс; мощността му е около 10 MW.

Понякога системите, които използват топлината на Земята, включват системи за използване на нискокачествена топлина от открити водни тела, естествени и изкуствени. Този подход е възприет по-специално в Съединените щати. Системите, използващи нискокачествена топлина от резервоари, се класифицират като отворени, както и системите, използващи нискокачествена топлина от подземни води.

Затворените системи от своя страна са разделени на хоризонтални и вертикални.

Хоризонтален земен топлообменник(в английската литература се използват и термините „земен топлинен колектор“ и „хоризонтален контур“) обикновено се подрежда близо до къщата на малка дълбочина (но под нивото на замръзване на почвата през зимата). Използването на хоризонтални земни топлообменници е ограничено от размера на наличната площадка.

В страните от Западна и Централна Европа хоризонталните земни топлообменници обикновено са отделни тръби, положени относително плътно и свързани помежду си последователно или успоредно (фиг. 4а, 4б). За да се спести площ на обекта, са разработени подобрени видове топлообменници, например топлообменници под формата на спирала, разположени хоризонтално или вертикално (фиг. 4д, 4е). Тази форма на топлообменници е често срещана в САЩ.

Ориз. 4. Видове хоризонтални земни топлообменници
а - топлообменник от последователно свързани тръби;
b - топлообменник от паралелни тръби;
в - хоризонтален колектор, положен в изкоп;
d - топлообменник под формата на контур;
e - топлообменник под формата на спирала, разположена хоризонтално (т.нар. "хлъзгав" колектор;
e - топлообменник под формата на спирала, разположена вертикално

Ако система с хоризонтални топлообменници се използва само за генериране на топлина, нейната нормална работа е възможна само ако има достатъчно топлинно подаване от земната повърхност поради слънчевата радиация. Поради тази причина повърхността над топлообменниците трябва да бъде изложена на слънчева светлина.

Вертикални земни топлообменници(в английската литература се приема обозначението "BHE" - "сондажен топлообменник") позволяват използването на нископотенциална топлинна енергия на почвената маса, лежаща под "неутралната зона" (10–20 m от нивото на земята). Системите с вертикални земни топлообменници не изискват секции голяма площи не зависят от интензитета на падащата върху повърхността слънчева радиация. Вертикалните земни топлообменници работят ефективно в почти всички видове геоложки среди, с изключение на почви с ниска топлопроводимост, като сух пясък или сух чакъл. Системите с вертикални земни топлообменници са много разпространени.

Схемата за отопление и топла вода на едноквартирна жилищна сграда посредством термопомпена инсталация с вертикален наземен топлообменник е показана на фиг. 5.

Ориз. 5. Схема за отопление и топла вода на едноквартирна жилищна сграда посредством термопомпена агрегат с вертикален земен топлообменник

Охлаждащата течност циркулира през тръби (най-често полиетиленови или полипропиленови), положени във вертикални кладенци с дълбочина от 50 до 200 м. Обикновено се използват два вида вертикални земни топлообменници (фиг. 6):

• U-образен топлообменник, който представлява две успоредни тръби, свързани в долната част. Една или две (рядко три) двойки такива тръби са разположени в един кладенец. Предимството на такава схема е относително ниската производствена цена. Двойните U-образни топлообменници са най-широко използваният тип вертикални земни топлообменници в Европа.
• Коаксиален (концентричен) топлообменник. Най-простият коаксиален топлообменник се състои от две тръби с различен диаметър. В друга тръба се поставя тръба с по-малък диаметър. Коаксиалните топлообменници могат да бъдат с по-сложни конфигурации.

Ориз. 6. Напречно сечение на различни видове вертикални земни топлообменници

За да се увеличи ефективността на топлообменниците, пространството между стените на кладенеца и тръбите се запълва със специални топлопроводими материали.

Системите с вертикални земни топлообменници могат да се използват за отопление и охлаждане на сгради различни размери. За малка сграда е достатъчен един топлообменник; за големи сгради може да се изисква цяла група кладенци с вертикални топлообменници. Най-големият брой кладенци в света се използва в системата за отопление и охлаждане на колежа Ричард Стоктън в американския щат Ню Джърси. Вертикалните наземни топлообменници на този колеж са разположени в 400 кладенеца с дълбочина 130 м. В Европа най-голям брой кладенци (154 кладенеца с дълбочина 70 м) се използват в системата за отопление и охлаждане на централния офис на германския контрол на въздушното движение Сервиз („Deutsche Flug-sicherung“).

Специален случай на вертикални затворени системи е използването като земни топлообменници строителни конструкции, като фундаментни пилоти с вградени тръбопроводи. Разрезът на такава купчина с три контура на почвен топлообменник е показан на фиг. 7.

Ориз. 7. Схема на земните топлообменници, вградени в фундаментните пилоти на сградата и напречното сечение на такава купчина

Земната маса (в случай на вертикални земни топлообменници) и строителни конструкции с земни топлообменници могат да се използват не само като източник, но и като естествен акумулатор на топлинна енергия или "студена", например топлина на слънчевата радиация.

Има системи, които не могат да бъдат ясно класифицирани като отворени или затворени. Например, един и същ дълбок (от 100 до 450 m дълбочина) кладенец, пълен с вода, може да бъде както производствен, така и инжекционен. Диаметърът на отвора обикновено е 15 cm. Долна частв кладенеца се поставя помпа, през която водата от кладенеца се подава към изпарителите на термопомпата. Обратната вода се връща в горната част на водния стълб в същия кладенец. Има постоянно презареждане на кладенеца с подпочвени води и отворена системаработи като затворен. Системите от този тип в английската литература се наричат ​​„system column well system“ (фиг. 8).

Ориз. 8. Схема на кладенеца тип "кладенец стоящ колон"

Обикновено кладенци от този тип се използват и за снабдяване на сградата с питейна вода.. Такава система обаче може да работи ефективно само в почви, които осигуряват постоянно подаване на вода към кладенеца, което го предпазва от замръзване. Ако водоносният хоризонт е твърде дълбок, нормално функциониранесистемата ще изисква мощна помпа, която изисква повишени разходи за енергия. Голямата дълбочина на кладенеца причинява доста висока цена на такива системи, така че те не се използват за топлоснабдяване и студено захранване на малки сгради. Сега в света има няколко такива системи в САЩ, Германия и Европа.

Един от обещаващи направления– използване на вода от мини и тунели като източник на нископотенциална топлинна енергия. Температурата на тази вода е постоянна през цялата година. Водата от мини и тунели е лесно достъпна.

"Устойчивост" на системите за използване на нискокачествена топлина на Земята

По време на работа на почвения топлообменник може да възникне ситуация, когато през отоплителния сезон температурата на почвата в близост до почвения топлообменник намалява, а през лятото почвата няма време да се затопли до първоначалната температура - нейната температура потенциалът намалява. Консумацията на енергия през следващия отоплителен сезон води до още по-голямо понижение на температурата на почвата, а нейният температурен потенциал се намалява допълнително. Това налага проектирането на системата използване на нискокачествена топлина на Земятаразгледайте проблема за "стабилността" (устойчивостта) на такива системи. Често енергийните ресурси се използват много интензивно за намаляване на периода на изплащане на оборудването, което може да доведе до бързото им изчерпване. Следователно е необходимо да се поддържа такова ниво на производство на енергия, което би позволило да се използва източникът на енергийни ресурси. дълго време. Тази способност на системите да поддържат необходимото ниво на производство на топлина за дълго време се нарича „устойчивост“. За системи с нисък потенциал Земната топлинадава се следното определение за устойчивост: „За всяка система за използване на нископотенциална топлина на Земята и за всеки режим на работа на тази система има определено максимално ниво на производство на енергия; производството на енергия под това ниво може да се поддържа дълго време (100–300 години).

Проведен в OJSC INSOLAR-INVESTпроучванията показват, че консумацията на топлинна енергия от почвената маса до края на отоплителния сезон води до намаляване на температурата на почвата в близост до регистъра на тръбите на системата за събиране на топлина, което в почвено-климатичните условия на по-голямата част от територията на Русия, няма време да компенсира през летния сезон и до началото на следващия отоплителен сезон почвата излиза с нисък температурен потенциал. Консумацията на топлинна енергия през следващия отоплителен сезон предизвиква по-нататъшно понижаване на температурата на почвата, а до началото на третия отоплителен сезон нейният температурен потенциал се различава още повече от естествения. И т.н. Обвивките на топлинното влияние при продължителна работа на системата за събиране на топлина върху естествения температурен режим на почвата имат изразен експоненциален характер и до петата година на експлоатация почвата навлиза в нов режим, близък до периодичния, тоест, започвайки от петата година на експлоатация, дълготрайното потребление на топлинна енергия от почвената маса на системата за събиране на топлина се придружава от периодични промени в нейната температура. Така при проектирането термопомпени отоплителни системиизглежда необходимо да се вземе предвид спадът на температурите на почвената маса, причинен от дългосрочната работа на системата за събиране на топлина, и да се използват очакваните температури на почвената маса за 5-та година на работа на TST като проектни параметри.

В комбинирани системи, използван както за топлоснабдяване, така и за студено подаване, топлинният баланс се задава „автоматично“: през зимата (необходима е топлоснабдяване), почвената маса се охлажда, през лятото (необходима е студена), почвената маса се нагрява. В системи, използващи нискокачествена топлина на подземните води, има постоянно попълване на водните запаси поради изтичане на вода от повърхността и вода, идваща от по-дълбоките слоеве на почвата. По този начин топлинното съдържание на подземните води се увеличава както "отгоре" (поради топлината атмосферен въздух) и „отдолу“ (поради топлината на Земята); стойността на топлинната печалба "отгоре" и "отдолу" зависи от дебелината и дълбочината на водоносния хоризонт. Поради тези преноси на топлина, температурата на подземните води остава постоянна през целия сезон и се променя малко по време на работа.

При системите с вертикални земни топлообменници ситуацията е различна.Когато топлината се отстрани, температурата на почвата около почвения топлообменник намалява. Понижаването на температурата се влияе както от конструктивните характеристики на топлообменника, така и от режима на неговата работа. Например, в системи с високи стойности на разсейване на топлина (няколко десетки вата на метър дължина на топлообменника) или в системи с наземен топлообменник, разположен в почва с ниска топлопроводимост (например в сух пясък или сух чакъл) , понижението на температурата ще бъде особено забележимо и може да доведе до замръзване на почвената маса около почвения топлообменник.

Германски експерти измерват температурата на почвения масив, в който е уреден вертикален почвен топлообменник с дълбочина 50 м, разположен близо до Франкфурт на Майн. За това около главния кладенец бяха пробити 9 кладенеца със същата дълбочина на разстояние 2,5, 5 и 10 m. Във всичките десет кладенеца са монтирани температурни сензори на всеки 2 m - общо 240 сензора. На фиг. Фигура 9 показва диаграми, показващи разпределението на температурата в почвената маса около вертикалния почвен топлообменник в началото и в края на първия отоплителен сезон. В края на отоплителния сезон ясно се вижда намаляване на температурата на почвената маса около топлообменника. Има топлинен поток, насочен към топлообменника от заобикалящата почвена маса, който частично компенсира понижаването на температурата на почвата, причинено от "подбора" на топлина. Големината на този поток в сравнение с големината на топлинния поток от земните недра в дадена област (80–100 mW/sq.m) се оценява доста висока (няколко вата на квадратен метър).

Ориз. Фиг. 9. Схеми за разпределение на температурата в почвената маса около вертикалния почвен топлообменник в началото и в края на първия отоплителен сезон

Тъй като вертикалните топлообменници започнаха да стават относително широко разпространени преди около 15-20 години, в целия свят липсват експериментални данни, получени по време на дългосрочни (няколко десетки години) периоди на експлоатация на системи с топлообменници от този тип. Възниква въпросът за стабилността на тези системи, за тяхната надеждност за дълги периоди на експлоатация. Нископотенциалната топлина на Земята е възобновяем енергиен източник? Какъв е периодът на "обновяване" на този източник?

При функциониране на селско училище в Ярославска област, оборудвано термопомпена система, с помощта на вертикален земен топлообменник, средните стойности на специфично топлоотвеждане бяха на ниво 120–190 W/rm. m дължина на топлообменника.

От 1986 г. в Швейцария близо до Цюрих се провеждат изследвания върху система с вертикални земни топлообменници. В почвения масив е монтиран вертикален коаксиален земен топлообменник с дълбочина 105 м. Този топлообменник е използван като източник на нискокачествена топлинна енергия за термопомпена система, монтирана в едноквартирна жилищна сграда. Вертикалният земен топлообменник осигурява пикова мощност от приблизително 70 вата на метър дължина, което създава значително топлинно натоварванекъм заобикалящата почва. Годишното производство на топлинна енергия е около 13 MWh

На разстояние 0,5 и 1 m от основния кладенец бяха пробити два допълнителни кладенеца, в които са монтирани температурни сензори на дълбочина 1, 2, 5, 10, 20, 35, 50, 65, 85 и 105 m, след което кладенците се запълват с глинесто-циментова смес. Температурата се измерва на всеки тридесет минути. В допълнение към температурата на земята бяха записани и други параметри: скоростта на охлаждащата течност, консумацията на енергия от задвижването на компресора на термопомпата, температурата на въздуха и др.

Първият период на наблюдение продължи от 1986 до 1991 г. Измерванията показаха, че влиянието на топлината на външния въздух и слънчевата радиация се забелязва в повърхностния слой на почвата на дълбочина до 15 м. Под това ниво топлинният режим на почвата се формира основно поради топлината на земните недра. През първите 2-3 години на експлоатация температура на земната масаоколо вертикалния топлообменник пада рязко, но всяка година понижаването на температурата намалява и след няколко години системата достига режим, близък до постоянен, когато температурата на почвената маса около топлообменника става по-ниска от първоначалната с 1 –2 °C.

През есента на 1996 г., десет години след началото на работата на системата, измерванията са възобновени. Тези измервания показаха, че температурата на земята не се е променила значително. През следващите години са регистрирани леки колебания в температурата на почвата в рамките на 0,5 градуса С, в зависимост от годишното топлинно натоварване. Така системата влезе в квазистационарен режим след първите няколко години на експлоатация.

Въз основа на експерименталните данни бяха изградени математически модели на процесите, протичащи в почвения масив, което позволи да се направи дългосрочна прогноза за промените в температурата на почвения масив.

Математическото моделиране показа, че годишното понижение на температурата постепенно ще намалява, а обемът на почвената маса около топлообменника, подложен на понижение на температурата, ще се увеличава всяка година. В края на работния период започва процесът на регенерация: температурата на почвата започва да се повишава. Характерът на процеса на регенерация е подобен на естеството на процеса на "селекция" на топлина: през първите години на работа се наблюдава рязко повишаване на температурата на почвата, а през следващите години скоростта на повишаване на температурата намалява. Продължителността на периода на „регенерация“ зависи от продължителността на работния период. Тези два периода са приблизително еднакви. В този случай периодът на работа на земния топлообменник е тридесет години, а периодът на "регенерация" също се оценява на тридесет години.

Така системите за отопление и охлаждане на сградите, използващи нискокачествената топлина на Земята, са надежден източник на енергия, който може да се използва навсякъде. Този източник може да се използва доста дълго време и може да бъде подновен в края на експлоатационния период.

литература

1. Рибах Л. Състояние и перспективи на геотермалните термопомпи (GHP) в Европа и по света; аспекти на устойчивостта на GHPs. Международен курс по геотермални термопомпи, 2002 г

2. Василиев Г.П., Крундишев Н.С. Енергийно ефективно селско училище в Ярославска област. АБОК №5, 2002г

3. Sanner B. Наземни топлинни източници за термопомпи (класификация, характеристики, предимства). 2002 г

4. Рибах Л. Състояние и перспективи на геотермалните термопомпи (GHP) в Европа и по света; аспекти на устойчивостта на GHPs. Международен курс по геотермални термопомпи, 2002 г

5. Работна група ORKUSTOFNUN, Исландия (2001): Устойчиво производство на геотермална енергия – предложена дефиниция. IGA News бр. 43, януари-март 2001 г., 1-2

6. Рибах Л., Саннер Б. Термопомпени системи на земята – европейският опит. GeoHeat Center Bull. 21/1, 2000 г

7. Спестяване на енергия с термопомпи за жилища в студен климат. Макси брошура 08. КАДЕТ, 1997г

8. Atkinson Schaefer L. Анализ на абсорбционна термопомпа с единично налягане. Дисертация, представена на Академичния факултет. Технологичен институт на Джорджия, 2000 г

9. Морли Т. Обратната топлинна машина като средство за отопление на сгради, Инженерът 133: 1922 г.

10. Fearon J. Историята и развитиена термопомпата, Охлаждане и Климатик. 1978 г

11. Василиев Г.П. Енергийно ефективни сгради с термопомпени системи за топлоснабдяване. сп. ЖКХ, бр.12, 2002г

12. Насоки за използване на термопомпи, използващи вторични енергийни ресурси и нетрадиционни възобновяеми енергийни източници. Moskomarchitectura. Държавно унитарно предприятие "НИАК", 2001г

13. Енергийно ефективна жилищна сграда в Москва. АБОК №4, 1999г

14. Василиев Г.П. Енергийно ефективна експериментална жилищна сграда в микрорайон Никулино-2. АБОК №4, 2002г

Промяна на температурата с дълбочина. Земната повърхност, поради неравномерното подаване на слънчева топлина, или се нагрява, или се охлажда. Тези температурни колебания проникват много плитко в дебелината на Земята. И така, дневни колебания на дълбочина 1 мобикновено вече не се усеща. Що се отнася до годишните колебания, те проникват на различни дълбочини: в топлите страни с 10-15 м,а в страни със студена зима и горещо лято до 25-30 и дори 40 м.По-дълбоко от 30-40 мвече навсякъде по Земята температурата се поддържа постоянна. Например термометър, поставен в мазето на Парижката обсерватория, показва 11°.85C през цялото време в продължение на повече от 100 години.

Слой с постоянна температура се наблюдава по цялото земно кълбо и се нарича пояс с постоянна или неутрална температура. Дълбочината на този пояс варира в зависимост от климатичните условия, а температурата е приблизително равна на средната годишна температура на това място.

При задълбочаване в Земята под слой с постоянна температура обикновено се забелязва постепенно повишаване на температурата. Това за първи път забелязаха работниците в дълбоките мини. Това се наблюдава и при полагане на тунели. Така, например, при полагането на тунела Simplon (в Алпите), температурата се повиши до 60 °, което създаде значителни трудности в работата. Още по-високи температури се наблюдават в дълбоки сондажи. Пример е Чуховският кладенец (Горна Силезия), в който на дълбочина 2220 г. мтемпературата е била над 80° (83°, 1) и т.н. мтемпературата се повишава с 1°C.

Нарича се броят на метри, който трябва да отидете дълбоко в Земята, за да се повиши температурата с 1 ° C геотермална стъпка.Геотермален етап в различни поводиварира и най-често варира от 30 до 35 м.В някои случаи тези колебания могат да бъдат дори по-високи. Например в щата Мичиган (САЩ), в един от сондажите, разположени близо до езерото. Мичиган, геотермалния етап се оказа не 33, а 70 мНапротив, много малка геотермална стъпка беше наблюдавана в един от кладенците в Мексико, там на дълбочина 670 мимаше вода с температура 70°. Така геотермалният етап се оказа само около 12 м.Малки геотермални стъпала се наблюдават и във вулканични региони, където на малки дълбочини все още може да има неохладени слоеве от магмени скали. Но всички подобни случаи не са толкова правила, колкото изключения.

Има много причини, които влияят на геотермалния етап. (В допълнение към горното може да се посочи различната топлопроводимост на скалите, естеството на възникване на слоеве и др.

Голямо значениев разпределението на температурата има терен. Последното може да се види ясно на приложения чертеж (фиг. 23), изобразяващ участък от Алпите по линията на тунела Симплон, с геоизотерми, нанесени с пунктирана линия (т.е. линии с еднакви температури вътре в Земята). Геоизотермите тук сякаш повтарят релефа, но с дълбочина влиянието на релефа постепенно намалява. (Силното огъване надолу на геоизотермите в Бале се дължи на силната циркулация на водата, наблюдавана тук.)

Температурата на Земята на големи дълбочини. Наблюдения върху температурите в сондажи, чиято дълбочина рядко надвишава 2-3 км,Естествено, те не могат да дадат представа за температурите на по-дълбоките слоеве на Земята. Но тук на помощ ни идват някои явления от живота на земната кора. Вулканизмът е едно такова явление. Вулканите, широко разпространени на земната повърхност, донасят разтопена лава на земната повърхност, чиято температура е над 1000°. Следователно на големи дълбочини имаме температури над 1000°.

Имаше време, когато учените, въз основа на геотермалния етап, се опитваха да изчислят дълбочината, на която могат да бъдат температури до 1000-2000 °. Такива изчисления обаче не могат да се считат за достатъчно обосновани. Наблюденията, направени върху температурата на охлаждащата базалтова топка и теоретичните изчисления дават основание да се каже, че стойността на геотермалната стъпка нараства с дълбочината. Но до каква степен и до каква дълбочина отива такова увеличение, също не можем да кажем.

Ако приемем, че температурата непрекъснато нараства с дълбочината, тогава в центъра на Земята тя трябва да се измерва в десетки хиляди градуса. При такива температури всички познати ни скали трябва да преминат в течно състояние. Вярно е, че вътре в Земята има огромен натиск и ние не знаем нищо за състоянието на телата при такъв натиск. Въпреки това, нямаме данни, които да твърдят, че температурата непрекъснато нараства с дълбочината. Сега повечето геофизици стигат до заключението, че температурата вътре в Земята едва ли може да бъде повече от 2000°.

Източници на топлина. Що се отнася до източниците на топлина, които определят вътрешната температура на Земята, те могат да бъдат различни. Въз основа на хипотезите, които разглеждат Земята, образувана от нажежена и разтопена маса, вътрешната топлина трябва да се счита за остатъчна топлина на тяло, което се топи от повърхността. Има обаче основание да се смята, че причината за вътрешната висока температура на Земята може да е радиоактивният разпад на уран, торий, актиноуран, калий и други елементи, съдържащи се в скалите. радиоактивни елементи през по-голямата частса често срещани в киселинните скали на повърхностната обвивка на Земята, те са по-рядко срещани в дълбоките основни скали. В същото време основните скали са по-богати на тях от железните метеорити, които се считат за фрагменти от вътрешните части на космическите тела.

Въпреки малкото количество радиоактивни вещества в скалите и бавното им разпадане, общото количество топлина в резултат на радиоактивния разпад е голямо. съветски геолог В. Г. Хлопинизчисли, че радиоактивните елементи, съдържащи се в горната 90-километрова обвивка на Земята, са достатъчни, за да покрият загубата на топлина на планетата от радиация. Заедно с радиоактивния разпад Термална енергияосвободен при компресия на земната материя, с химична реакцияи т.н.

За моделиране на температурни полета и за други изчисления е необходимо да се знае температурата на почвата на дадена дълбочина.

Температурата на почвата на дълбочина се измерва с помощта на изпускателни термометри за дълбочина на почвата. Това са планирани изследвания, които се извършват редовно от метеорологичните станции. Данните от изследванията служат като основа за климатични атласи и регулаторна документация.

За да получите температурата на почвата на дадена дълбочина, можете да опитате например две прости начини. И двата метода се основават на използването на справочна литература:

1. За приблизително определяне на температурата можете да използвате документа TsPI-22. „Жп прелези по тръбопроводи“. Тук в рамките на методиката за топлотехнически изчисления на тръбопроводи е дадена таблица 1, където за определени климатични райони са дадени температури на почвата в зависимост от дълбочината на измерване. Представям тази таблица по-долу.

маса 1

1. Таблица с температурите на почвата на различни дълбочини от източника „за да помогне на работника газова индустрия» дори времената на СССР

Нормативни дълбочини на замръзване за някои градове:

Дълбочината на замръзване на почвата зависи от вида на почвата:

Мисля, че най-лесният вариант е да използвате референтните данни по-горе и след това да интерполирате.

Най-надеждният вариант за точни изчисления с помощта на земните температури е използването на данни от метеорологичните служби. На базата на метеорологичните услуги работят някои онлайн справочници. Например, http://www.atlas-yakutia.ru/.

Тук е достатъчно да изберете населеното място, вида на почвата и можете да получите температурна карта на почвата или нейните данни в табличен вид. По принцип е удобно, но изглежда, че този ресурс е платен.

Ако знаете повече начини за определяне на температурата на почвата на дадена дълбочина, моля, пишете коментари.

Може да се интересувате от следния материал:

Тук е публикувана динамиката на промените през зимните (2012-13) температури на земята на дълбочина 130 сантиметра под къщата (под вътрешния ръб на основата), както и на нивото на земята и температурата на водата, идваща от добре. Всичко това - на щранг, идващ от кладенеца.
Диаграмата е в долната част на статията.
Дача (на границата на Нова Москва и Калужска област) зима, периодични посещения (2-4 пъти месечно за няколко дни).
Слепата зона и мазето на къщата не са изолирани, от есента са затворени с топлоизолационни тапи (10 см пяна). Топлинните загуби на верандата, където отива щрангът през януари, се промениха. Вижте бележка 10.
Измерванията на дълбочина 130 см се извършват от системата Xital GSM (), дискретно - 0,5 * C, доп. грешката е около 0,3*C.
Сензорът е монтиран в 20 mm HDPE тръба, заварена отдолу близо до щранга, (с навънтоплоизолация на щранга, но вътре в тръбата 110 мм).
Абсцисата показва датите, ординатата показва температурите.
Забележка 1:
Ще следя и температурата на водата в кладенеца, както и на нивото на земята под къщата, точно на щранга без вода, но само при пристигането. Грешката е около + -0,6 * C.
Бележка 2:
температура на нивото на земятапод къщата, при щранга за водоснабдяване, при липса на хора и вода, вече падна до минус 5 * C. Това предполага, че не съм направил системата напразно - Между другото, термостатът, който показваше -5 * C, е точно от тази система (RT-12-16).
Забележка 3:
Температурата на водата "в кладенеца" се измерва от същия сензор (има и в бележка 2) като "на нивото на земята" - стои точно на щранга под топлоизолацията, близо до щранга на нивото на земята. Тези две измервания се правят по различно време. "На нивото на земята" - преди изпомпване на вода в щранга и "в кладенеца" - след изпомпване на около 50 литра за половин час с прекъсвания.
Забележка 4:
Температурата на водата в кладенеца може да бъде донякъде подценена, т.к. Не мога да търся тази шибана асимптота, безкрайно изпомпваща вода (моя)... Играя както мога.
Забележка 5: Не е приложимо, премахнато.
Забележка 6:
Грешка при фиксиране външна температураприблизително + - (3-7) * C.
Забележка 7:
Скоростта на охлаждане на водата на нивото на земята (без да се включва помпата) е много приблизително 1-2 * C на час (това е при минус 5 * C на нивото на земята).
Забележка 8:
Забравих да опиша как е подреден и изолиран моят подземен щранг. На ПНД-32 се слагат две чорапи от изолация общо - 2см. дебелина (очевидно, разпенен полиетилен), всичко това се вкарва в 110 мм канализационна тръба и се пени там на дълбочина 130 см. Вярно е, тъй като PND-32 не влезе в центъра на 110-та тръба, както и факта, че в средата му масата от обикновена пяна може да не се втвърди дълго време, което означава, че не се превръща в нагревател, аз силно съмнявам се в качеството на такава допълнителна изолация .. Вероятно би било по-добре да използвам двукомпонентна пяна, за чието съществуване разбрах едва по-късно ...
Забележка 9:
Искам да обърна вниманието на читателите към измерването на температурата „На нивото на земята“ от 01.12.2013 г. и от 18 януари 2013 г. Тук според мен стойността на +0,3*C е много по-висока от очакваната. Смятам, че това е следствие от операцията "Запълване на мазето при щранг със сняг", извършена на 31.12.2012г.
Забележка 10:
От 12 януари до 3 февруари той направи допълнителна изолация на верандата, където минава подземният щранг.
В резултат на това, според приблизителни оценки, топлинните загуби на верандата бяха намалени от 100 W / кв.м. етаж до около 50 (това е при минус 20 * C на улицата).
Това е отразено и в графиките. Вижте температурата на нивото на земята на 9 февруари: +1,4*C и на 16 февруари: +1,1 - не е имало толкова високи температури от началото на истинската зима.
И още нещо: от 4 до 16 февруари, за първи път от две зими от неделя до петък, котелът не се включи, за да поддържа зададената минимална температура, защото не достигна този минимум...
Забележка 11:
Както обещах (за "поръчка" и за завършване на годишния цикъл), периодично ще публикувам температурите през лятото. Но – не в графика, за да не „замъглява“ зимата, а тук, в Note-11.
11 май 2013 г
След 3 седмици вентилация, вентилационните отвори бяха затворени до есента, за да се избегне конденз.
13 май 2013 г(на улицата за една седмица + 25-30 * C):
- под къщата на партерно ниво + 10,5 * C,
- под къщата на дълбочина 130 см. +6*С,

12 юни 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 14,5 * C,
- под къщата на дълбочина 130 см. +10*С.
- вода в кладенеца от дълбочина 25 m не по-висока от + 8 * C.
26 юни 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 16 * C,
- под къщата на дълбочина 130см. +11*С.
- водата в кладенеца от дълбочина 25m не е по-висока от +9,3*C.
19 август 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 15,5 * C,
- под къщата на дълбочина 130 см. +13,5*С.
- вода в кладенеца от дълбочина 25m не по-висока от +9,0*C.
28 септември 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 10,3 * C,
- под къщата на дълбочина 130 см. +12*С.
- вода в кладенеца от дълбочина 25 m = + 8,0 * C.
26 октомври 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 8,5 * C,
- под къщата на дълбочина 130см. +9,5*С.
- вода в кладенеца от дълбочина 25 m не по-висока от + 7,5 * C.
16 ноември 2013 г.:
- под къщата на партерно ниво + 7,5 * C,
- под къщата на дълбочина 130см. +9,0*С.
- вода в кладенеца от дълбочина 25м + 7,5*С.
20 февруари 2014 г.:
Това вероятно е последният запис в тази статия.
Цяла зима живеем в къщата през цялото време, смисълът от повтаряне на миналогодишните измервания е малък, така че само две значими числа:
- минималната температура под къщата на нивото на земята в самите студове (-20 - -30 * C) седмица след началото им, многократно пада под + 0,5 * C. В тези моменти работех

Един от най-добрите, рационални методи при изграждането на капитални оранжерии е подземната термос оранжерия.
Използването на този факт на постоянството на земната температура на дълбочина при изграждането на оранжерия дава огромни спестявания на разходите за отопление през студения сезон, улеснява грижите, прави микроклимата по-стабилен.
Такава оранжерия работи при най-тежките студове, позволява ви да произвеждате зеленчуци, да отглеждате цветя през цялата година.
Правилно оборудваната заровена оранжерия дава възможност да се отглеждат, наред с други неща, топлолюбиви южни култури. Практически няма ограничения. Цитрусовите плодове и дори ананасите могат да се чувстват страхотно в оранжерия.
Но за да може всичко да функционира правилно на практика, е наложително да се следват изпитаните във времето технологии, по които са построени подземни оранжерии. В крайна сметка тази идея не е нова, дори при царя в Русия, заровените оранжерии дават ананасови култури, които предприемчивите търговци изнасят в Европа за продажба.
По някаква причина изграждането на такива оранжерии не е намерило широко разпространение в нашата страна, като цяло е просто забравено, въпреки че дизайнът е идеален точно за нашия климат.
Вероятно тук е изиграла роля необходимостта от изкопаване на дълбока яма и изливане на основата. Изграждането на заровена оранжерия е доста скъпо, далеч не е оранжерия, покрита с полиетилен, но възвръщаемостта на оранжерията е много по-голяма.
От задълбочаване в земята цялостната вътрешна осветеност не се губи, това може да изглежда странно, но в някои случаи наситеността на светлината е дори по-висока от тази на класическите оранжерии.
Невъзможно е да не споменем здравината и надеждността на конструкцията, тя е несравнимо по-силна от обикновено, по-лесно е да понася ураганни пориви на вятъра, устоява добре на градушка и запушванията от сняг няма да се превърнат в пречка.

1. Яма

Създаването на оранжерия започва с изкопаване на фундаментна яма. За да се използва топлината на земята за отопление на вътрешния обем, оранжерията трябва да бъде достатъчно задълбочена. Колкото по-дълбоко земята става по-топла.
Температурата почти не се променя през годината на разстояние 2-2,5 метра от повърхността. На дълбочина 1 m температурата на почвата се колебае повече, но през зимата стойността й остава положителна, обикновено през средна лентатемпературата е 4-10 С в зависимост от сезона.
За един сезон се изгражда заровена оранжерия. Тоест през зимата вече ще може да функционира и да генерира приходи. Строителството не е евтино, но с помощта на изобретателност, компромисни материали е възможно да се спести буквално цял порядък, като се направи един вид икономичен вариант за оранжерия, като се започне от фундаментна яма.
Например, правете без участието на строителна техника. Въпреки че най-отнемащата време част от работата - изкопаването на яма - е, разбира се, по-добре да се даде на багер. Ръчното премахване на такъв обем земя е трудно и отнема много време.
Дълбочината на изкопната яма трябва да бъде най-малко два метра. На такава дълбочина земята ще започне да споделя топлината си и ще работи като вид термос. Ако дълбочината е по-малка, тогава по принцип идеята ще работи, но забележимо по-малко ефективно. Затова се препоръчва да не пестите усилия и пари за задълбочаване на бъдещата оранжерия.
Подземните оранжерии могат да бъдат с всякаква дължина, но е по-добре да запазите ширината в рамките на 5 метра, ако ширината е по-голяма, тогава качествените характеристики за отопление и отразяване на светлината се влошават.
От страните на хоризонта подземните оранжерии трябва да бъдат ориентирани, подобно на обикновените оранжерии и оранжерии, от изток на запад, тоест, така че една от страните да е обърната на юг. В това положение растенията ще получават максимално количество слънчева енергия.

2. Стени и покрив

По периметъра на ямата се излива основа или се полагат блокове. Основата служи като основа за стените и рамката на конструкцията. Стените са най-добре направени от материали с добри топлоизолационни характеристики, фин вариант - термоблокове.

Покривната рамка често е изработена от дърво, от пръти, импрегнирани с антисептични средства. Покривната конструкция обикновено е прав фронтон. Фиксирайте в центъра на конструкцията била греда, за това централните опори са монтирани на пода по цялата дължина на оранжерията.

Гредата на билото и стените са свързани с редица греди. Рамката може да бъде направена без високи опори. Те се заменят с малки, които се поставят върху напречни греди, свързващи противоположните страни на оранжерията - този дизайн прави вътрешно пространствопо-свободен.

По-добре е да се вземе като покривно покритие клетъчен поликарбонат- популярен съвременен материал. Разстоянието между гредите по време на строителството се регулира спрямо ширината на поликарбонатните листове. Удобно е да се работи с материала. Покритието се получава с малък брой фуги, тъй като листовете се произвеждат с дължина от 12 m.

Те са закрепени към рамката с самонарезни винтове, по-добре е да ги изберете с капачка под формата на шайба. За да се избегне напукване на листа, под всеки самонарезен винт с бормашина трябва да се пробие отвор с подходящ диаметър. С отвертка или обикновена бормашина с накрайник Phillips работата по остъкляването се движи много бързо. За да се избегнат пролуки, е добре да поставите гредите по горната част с уплътнител от мека гумаили друг подходящ материал и едва след това завийте листовете. Върхът на покрива по билото трябва да бъде положен с мека изолация и притиснат с някакъв ъгъл: пластмаса, калай или друг подходящ материал.

За добра топлоизолация покривът понякога се прави с двоен слой поликарбонат. Въпреки че прозрачността е намалена с около 10%, но това се покрива от отличните топлоизолационни характеристики. Трябва да се отбележи, че снегът на такъв покрив не се топи. Следователно наклонът трябва да бъде под достатъчен ъгъл, най-малко 30 градуса, за да не се натрупва сняг на покрива. Допълнително е монтиран електрически вибратор за разклащане, който ще спаси покрива в случай, че все още се натрупа сняг.

Двойното остъкляване се извършва по два начина:

Между два листа се вмъква специален профил, листовете са прикрепени към рамката отгоре;

Първо, долният слой остъкляване е прикрепен към рамката отвътре, към долната страна на гредите. Покривът е покрит с втория слой, както обикновено, отгоре.

След приключване на работата е желателно да залепите всички фуги с лента. завършен покривизглежда много впечатляващо: без ненужни фуги, гладки, без изпъкнали части.

3. Затопляне и отопление

Изолацията на стените се извършва по следния начин. Първо трябва внимателно да покриете всички фуги и шевове на стената с разтвор, тук можете да използвате и монтажна пяна. вътрешна странаСтените са покрити с топлоизолационен филм.

В студените райони на страната е добре да използвате фолио с дебел филм, покриващ стената с двоен слой.

Температурата дълбоко в почвата на оранжерията е над нулата, но по-ниска от температурата на въздуха, необходима за растежа на растенията. Най-горният слой се нагрява от слънчевите лъчи и въздуха на оранжерията, но все пак почвата отнема топлината, така че често в подземните оранжерии те използват технологията на "топли подове": нагревателният елемент - електрически кабел - е защитен от метална скара или излята с бетон.

Във втория случай почвата за леглата се излива върху бетон или се отглежда зеленина в саксии и саксии.

Използването на подово отопление може да бъде достатъчно за отопление на цялата оранжерия, ако има достатъчно мощност. Но за растенията е по-ефективно и по-удобно да използват комбинирано отопление: подово отопление + въздушно отопление. За добър растеж се нуждаят от температура на въздуха от 25-35 градуса при температура на земята около 25 C.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разбира се, изграждането на заровена оранжерия ще струва повече и ще са необходими повече усилия, отколкото при изграждането на подобна оранжерия с конвенционален дизайн. Но средствата, инвестирани в оранжерията-термос, са оправдани с времето.

Първо, спестява енергия при отопление. Без значение как се отоплява обикновена наземна оранжерия през зимата, тя винаги ще бъде по-скъпа и по-трудна от подобен метод на отопление в подземна оранжерия. Второ, спестяване на осветление. Топлоизолацията от фолио на стените, отразяваща светлината, удвоява осветеността. Микроклиматът в задълбочена оранжерия през зимата ще бъде по-благоприятен за растенията, което със сигурност ще се отрази на добива. Разсадът лесно ще се вкорени, нежните растения ще се чувстват страхотно. Такава оранжерия гарантира стабилен, висок добив от всякакви растения през цялата година.