Грунтовый тепловой насос

Грунтовый тепловой насос: принцип работы и преимущества эксплуатации

Грунтовый — геотермальный тепловой насос

Грунтовый, или как его еще называют, геотермальный тепловой насос извлекает энергию из земли либо из воды для отопления дома зимой и его охлаждения в летнее время. Тепло извлекается из земли посредством жидкости, например грунтовой воды или антифриза, и доставляется во внутренние помещения дома по трубопроводам и воздуховодам. Летом, когда требуется охлаждение, идет обратный процесс: тепло из дома транспортируется в грунт с использованием той же технологии.

Грунтовые насос DX-серии используют хладагент вместо антифриза и воды в качестве транспортирующей жидкости. Данный тип насосов может в равной степени работать через систему воздуховодов или радиаторов. Различные модификации могут быть оснащены только функцией отопления, либо работать также и для охлаждения.

Принцип действия грунтового теплового насоса

Грунтовый тепловой насос состоит из двух частей: контура подземных трубопроводов снаружи здания и блока теплового насоса в помещении. В отличие от воздушного теплового насоса, у которого в доме размещается только теплообменник (и иногда компрессор), грунтовый насос целиком находится в помещении. Наружные трубопроводы могут быть спроектированы как закрытая (замкнутая) либо открытая система.

Открытая система использует тепловые ресурсы, содержащиеся в подземных грунтовых водах. При этом вода из скважины идет напрямую к теплообменнику, где из нее извлекается тепло. Прошедшая теплообменник вода сливается либо в какой-нибудь водоем на поверхности: пруд или протоку, либо возвращается под землю через другую скважину.

Закрытая система вытягивает тепло из земли посредство множества замкнутых петель трубопроводов, зарытых в грунт. Антифриз (или хладагент в случае грунтовых насосов DX-серии), охлажденный рефрижераторной системой теплового насоса на пару градусов ниже температуры почвы, циркулирует по трубопроводам и вытягивает тепло из грунта.

Рабочий цикл в режиме отопления

Грунтовая вода, антифризная смесь или хладагент, прошедшие подземную трубопроводную систему и собравшие тепло из земли, поступают в блок теплового насоса внутри дома. Далее теплоноситель поступает к блоку теплообменника. В случае грунтовых насосов DX-серии теплоноситель поступает прямо к компрессору, минуя теплообменник. Тепло нагревает хладагент до точки кипения, превращая его в низкотемпературный пар. В открытой системе освобожденная от тепла вода далее сбрасывается в ближайший водоем или скважину.

В замкнутой системе антифризная смесь или хладагент выталкивается обратно в подземные трубопроводы, чтобы дальше собирать тепло. Обратный клапан направляет нагретый пар в компрессор, где он подвергается сжатию, уменьшается в объеме и нагревается. Наконец, обратный клапан выталкивает нагретый газ в блок конденсатора, откуда нагретый воздух поступает по воздуховодам во внутренние помещения дома. Отдав свое тепло, хладагент проходит через расширитель, где его давление и температура снижаются еще сильнее, после чего он снова направляется к началу цикла.

Рабочий цикл в режиме охлаждения

Цикл охлаждения, как правило, повторяет алгоритм работы в режиме отопления с точностью до наоборот. Посредством работы обратного клапана хладагент идет в обратном направлении: он собирает тепло из воздуха в помещении и выталкивает его наружу, в случае грунтовых насосов DX-серии – в воду или антифризную смесь. Тепло возвращается в наружный водоем или скважину при открытой системе либо в сеть подземных трубопроводов при замкнутой системе. При выработке избыточного тепла его часть может направляться для обеспечения потребностей горячего водоснабжения.

В отличие от воздушных тепловых насосов грунтовые модели не нуждаются в режиме разморозки. Ведь подземные температуры значительно меньше подвержены изменениям, чем температура воздуха, тем более что основной блок грунтового насоса размещается в помещении, таким образом, проблемы обмерзания практически не возникает.

Составные части системы грунтового насоса

Как показано на рис. 1, система грунтового насоса состоит из трех базовых компонентов: основной блок, внутренняя система воздуховодов и наружная система трубопроводов (при закрытой системе) либо скважина / водоем (при открытой системе). Грунтовые насосы могут иметь различия в конструктивной системе. В комбинированных моделях вентилятор, компрессор, теплообменник и конденсаторные трубопроводы размещаются в одном блоке оборудования. Другие модификации спроектированы в конфигурации «сплит-систем» (отдельных блоков), позволяющих встраивать их в имеющиеся системы отопления.

Рис. 1 – Основные элементы системы грунтового теплового насоса

Показатели эффективности работы грунтового теплового насоса

Как и в случае воздушных тепловых насосов, их грунтовые аналоги имеют множество модификаций, различающихся по техническим характеристикам и параметрам эффективности. Насосы типа Земля-Вода, работающие в рамках открытых систем на грунтовой воде, имеют коэффициент эффективности в режиме отопления в диапазоне от 3,6 до 5,2, в режиме охлаждения – от 16,2 до 31,1 соответственно (см. рис. 2).

Рис. 2 – Показатели эффективности грунтового теплового насоса (открытая система)

Грунтовые тепловые насосы замкнутого типа, работающие от подземных трубопроводов, имеют коэффициент эффективности при отоплении 3,1-4,9, при охлаждении – 13,4-25,8 (см. рис. 3).

Рис. 3 – Показатели эффективности грунтового теплового насоса (закрытая система)

Представленный на рисунках диапазон значений демонстрирует производительность типового ассортимента моделей грунтовых тепловых насосов. Обычно чем выше производительность, тем выше цена оборудования и соответственно стоимость сопутствующих затрат на монтаж, пусконаладку, техническое обслуживание. Чтобы иметь представление о полной стоимости покупки и ввода в эксплуатацию грунтового теплового насоса, нужно составить типовую смету затрат, адаптированную под конкретную модель оборудования. Не стоит забывать о том, что энергопотребление у различных типов грунтовых насосов может значительно отличаться: ведь оно зависит не только от мощности и производительности, но и от технологии энергоэффективности, в соответствии с которой спроектирован тот или иной тип машин.

В отличие от температуры воздуха температура земли остается более-менее постоянной, в результате чего производительность грунтового насоса меняется незначительно в зимний период. Стабильная производительность оборудования дает возможность подобрать модель грунтового насоса под потребности конкретного домохозяйства в отоплении и горячем водоснабжении.

Допустим, в случае с воздушным тепловым насосом будет совершенно нецелесообразным полностью полагаться на него в деле отопления, так как его производительность слишком зависима от погодных условий и, в частности, от уличной температуры. Грунтовый тепловой насос, как уже было сказано, подвержен температурным колебаниям значительно меньше, однако и он не в состоянии в одиночку справляться с отопительной нагрузкой.

Идеальным будет вариант, когда грунтовый насос спроектирован для обеспечения 60-70% от общей тепловой нагрузки (совокупной потребности по отоплению и горячему водоснабжению). В самые холодные зимние дни мощности грунтового насоса может не хватить, так что лучше иметь под рукой резервный источник тепла. Комбинированная работа этих двух нагревательных систем позволит полностью покрыть потребности домохозяйства в ГВС и отоплении. Системы грунтовых насосов переменной мощности c двухступенчатым компрессом способны удовлетворять все потребности в охлаждении и частично в отоплении на малой мощности, и отапливать дом в холодные зимние месяцы – на полной мощности.

На рынке России представлен широкий модельный грунтовых тепловых насосов в диапазоне по мощности от 7 кВт до 35 кВт, многие из которых комплектуются блоком горячего водоснабжения.

Все про геотермальный тепловой насос: откуда берет энергию и чем отличаются между собой?

Геотермальный тепловой насос – вид теплового насоса, который в качестве источника энергии использует тепло земли. Из всех насосов у него самый высокий и стабильный КПД, не зависящий от уличной температуры. Поэтому, его можно использовать в качестве альтернативы газовому котлу.

Далее в статье разберем принцип геотермального отопления: как работает грунтовый тепловой насос вода-вода, из чего состоит и когда его лучше применять.

  1. Почему грунт эффективен
  2. Устройство грунтового теплового насоса
  3. Скрытые утечки тепла в частном доме
  4. Когда оправдано геотермальное отопление
  5. Выводы

Почему грунт эффективен

Любой тепловой насос в первую очередь использует электроэнергию, которую в дальнейшем посредством природного тепла (из земли, воды, воздуха и т.п.) преобразовывает в тепло. Соотношение потребленной электроэнергии к полученному теплу называется коэффициентом преобразования — СОР.

Геотермальное отопление одно из самых эффективных, так как у земляных тепловых насосов очень высокий СОР (КПД) = 1:3,5-5, который не зависит от уличной температуры или времени года. На каждый вложенный 1кВт электрической энергии он выдает от 3,5-5кВт тепловой.

Это происходит потому, что грунт — хороший и надежный источник тепла: он накапливает в себе солнечную энергию и его температура стабильна в течение года. Это позволяет грунтовому тепловому насосу постоянно извлекать из земли достаточное количество тепла необходимое для покрытия его отопительной мощности.

Читайте также  Тепловой насос с солнечным коллектором

Устройство грунтового теплового насоса

Он состоит из двух основных блоков:

  1. Внутренний – основной блок, который устанавливается в котельной и преобразовывает тепло получаемое из земли;
  2. Внешний блок – трубы, закопанные в землю. Внутри них постоянно циркулирует теплоноситель, который отбирает тепло у грунта . Укладка трубы может осуществляться горизонтально и вертикально.

Поэтому геотермальный насос также называют вода-вода или вода-воздух. Первое слово означает в каком виде насос получает тепло — в жидком, а второе — во что он её преобразовывает. «Вода-вода» означает, что насос получает тепловую энергию посредством жидкости и преобразовывает её в также в жидкость (греет воду в системе отопления). Если же насос типа вода-воздух, это значит, что он греет воздух в помещении через фанкойлы (внутренние блоки кондиционеров).

Горизонтальный коллектор

Трубы укладываются параллельно земле в специально подготовленных траншеях ниже уровня промерзания грунта – 0,8-1,5 метра. Расстояние между траншеями должно быть не менее 1,5 метров, а ширина самой траншеи – 50-70см. Это делается с целью предотвратить переохлаждение грунта. Иначе геотермальный тепловой насос не сможет получать достаточное количество энергии.

Длина труб и площадь траншеи зависят от:

  • Мощности теплового насоса – чем выше мощность насоса, тем больше должна быть площадь участка земли
  • Теплоотдачи грунта. Все грунты имеют разную теплоотдачу. В среднем для горизонтальной укладке труб теплоотдача грунта равна 15-35Вт/м 2 .

Главный недостаток грунтового коллектора – требуется большая территория для укладки трубы. Причем, эту территорию нельзя будет использовать под застройку или посадку деревьев.

Вертикальный зонд

В скважину глубиной от 10 до 100м опускается специальная U-образная труба. Такая укладка обеспечивает более высокую эффективность работы грунтового теплового насоса — 1:4-5 за счет того, что температура грунта на глубине всегда больше, чем у поверхности.

Для вертикального зонда требуется намного меньше места, чем для горизонтального коллектора. Расстояние между двумя соседними скважинами должно быть не менее 5-6 метров и поэтому такой способ монтажа может использоваться на маленьких участках. С другой стороны бурение скважины стоит дороже рытья траншеи и часто требует специальных разрешений (при бурении больше определенной глубины).

Сравнение требуемой площади земли для коллектора и зонда

Проведем простой расчет. Предположим, что нужно установить геотермальный тепловой насос мощностью 10кВт. Средняя тепловая мощность грунта для горизонтального коллектора – 25Вт/м 2 , для скважины – 50Вт/м глубины скважины.

  • Грунтовый коллектор: 10 000/25= 400м 2 требуемая площадь отбора тепла. Важно учесть, что на каждый 1м 2 площади отбора должно быть уложено 1,4-2 погонных метра трубы. Поэтому необходимая длина трубы равняется 400×1,43=572м. То есть, чтобы получить необходимую тепловую мощность в землю нужно закопать 572 метра трубы. Это могут быть 6 равных веток длиной по 95м с шириной траншеи 50см. Для этого понадобится участок земли размером 95×12м и площадью 1140м 2 .
  • Вертикальный зонд: 10 000/50 = 200м требуемая длина трубы. То есть, в землю достаточно уложить 2 ветки трубы длиной по 100м с расстоянием между собой 5-6 метров.

Для визуального сравнения ниже приведено изображение участков с сохранением пропорций.

Скрытые утечки тепла в частном доме

  1. 15 скрытых утечек тепла в частном доме, о которых вы не догадываетесь
  2. 7 ошибок монтажа в окнах, которые образуют сквозняки и увеличивают тепловые потери
  3. Как ваш дом охлаждается через вентиляционные каналы

Когда оправдано геотермальное отопление

Грунтовый тепловой насос вода-вода позволяет экономить газ. Но важно не забывать и о сроке окупаемости, который может быть очень и очень большим. Если же выбирать между газовым котлом и насосом, то вот когда наиболее целесообразно будет использовать последний:

  1. Участок не подключен к газу. Тогда лучше заплатить за монтаж теплового насоса, чем газификацию участка (если такая возможность вообще есть).
  2. У вас есть свободные деньги, которые вы хотите удачно вложить и сохранить. Грунтовый тепловой насос вода вода послужит своеобразной инвестицией.
  3. Вы получили насос бесплатно и есть желающие за бесценок выполнить земляные работы

Ставить насос ради экономии газа с учетом текущих тарифов и стоимости оборудования нецелесообразно. Для этих целей следует рассмотреть такие варианты как солнечные коллектора, камин с водяным контуром или предпринять ряд энергосберегающих мер.

Выводы

Главная особенность грунтового теплового насоса – высокая эффективность независимо от уличной температуры и времени суток. Он может постоянно обеспечивать здание тепло и является полноценной заменой газовому котлу.

Существует 2 способа укладки трубы в землю: горизонтальный и вертикальный.

  • Горизонтальный коллектор дешевле и проще в монтаже, однако он требует большую свободную территорию для укладки трубы;
  • Вертикальный зонд занимает гораздо меньше места на участке и работает с большим КПД. Однако из-за высокой стоимости, его установка может не окупиться.

Геотермальный тепловой насос лучше всего использовать если участок не подключен к газу. Во всех остальных случаях, затраты на покупку и установку всего необходимого оборудования могут не окупиться и экономический эффект не будет достигнут.

Принцип работы земляного теплового насоса. Виды коллектора

Альтернативные источники энергии в наше время достаточно актуальны. Установка тепловых насосов частое явление сегодня, так как тарифы на газ и электроэнергию стали достаточно большими и люди стараются сократить свои растраты. Земляной тепловой насос (рис. 1) – это устройство, которое берет тепловую энергию из грунта и передает ее воде в системе отопления.

Следует отметить, что грунт является хорошим источником тепла, которое не иссекается, так как грунт вбирает солнечную энергию и тепло недр. Земля сохраняет стабильную температуру не зависимо от времени года и погодных условий. Например, на глубине 4 — 5 метров температурный режим может быть уже от 80С и до 120С.

Рис. 1 Схема работы насоса грунт-вода

Конструкция и принцип работы теплового насоса

Конструкция системы с тепловым насосом земля-вода:

  • Земляной зонд или коллектор;
  • Теплообменник, который транспортирует тепловую энергию к внутреннему контуру;
  • Компрессор;
  • Теплообменник, который передает тепловую энергию в систему отопления;
  • Система отопления и горячего водоснабжения внутри дома.

Система грунтового теплового насоса имеет в своей схеме 3 контура. Внешний контур находится в земле, собирая там тепловую энергию. Второй контур – это сам тепловой насос, теплоноситель попадает в испаритель, где температура поднимается. А третий контур – это уже непосредственно система отопления в доме, в которой циркулирует вода.

За 1 час циркулирует 2-3 м3 теплоносителя. Этот теплоноситель нагревается в земле на 5-70С. Земляной зонд теплового насоса грунт вода, то есть теплообменник, который закопан на определенную глубину, собирает тепловую энергию. И с помощью теплоносителя эта энергия переносится в тепловой насос, а именно в испаритель. Теплоносителем может быть антифриз или смесь воды и пропиленгликоля или этиленгликоля. Часто в системе циркулирует фреон (хладагент) в жидком состоянии, который в испарителе сжимается и превращается в газ. Особенностью фреона является то, что он закипает при низкой температуре. Когда он закипает, то расширяется и пары, которые образуются, попадают в конденсатор.

Далее это тепло попадает к другому теплообменнику, в котором циркулирует уже вода для системы отопления дома. После того как фреон остыл, он обратно преобразуется в жидкое состояние, и циркулирует в грунтовой теплообменник. Процесс начинается заново.

Внешний теплообменник устройства грунт вода выглядит как полиетиленовая тонкостенная труба, ее диаметр может быть 4 см. Приблизительный расчет длины змеевика, который закапывается, такой: 5 погонных метров трубы соответствует 1 м2 площади дома. Можно сделать вывод, что если площадь дома 150 м2, то длина змеевика должна быть 750 метров погонных.

Важно соблюдать все дистанции. Например, нужно укладывать теплообменник на 3 метра от дома или других построек. Глубина, на которую ложится труба, не должна быть меньше 1,4 м.

Виды коллектора грунт вода

Коллектор грунтового теплового насоса может быть двух видов (рис. 2):

  • Вертикальный;
  • Горизонтальный.

Рис. 2 Виды коллекторов для грунтовых насосов: вертикальный и
горизонтальный

Вертикальный коллектор – это длинный трубопровод, опущенный в скважину длина, которой составляет от 40 до 150 м. Этот вид теплообменника лучше горизонтальных тем, что на такой глубине температура больше. Если скважина очень глубокая то теплообменник оснащается еще защитной обсадной трубой, а если глубина сравнительно не большая, то это не обязательно. Но значительным недостатком такого способа размещения коллектора является высокая стоимость такой скважины.

Читайте также  Как сделать тепловой насос из холодильника?

Конечно, специалисты рекомендуют бурить скважину глубже. Но если техника или почва не позволяют, то можно сделать несколько скважин. Например, можно сделать одну скважину глубиной 80 м, а можно 4 скважины по 20 м. Главное чтобы суммарный результат получился достаточным для отопления дома. Может быть каменистая почва, с которой достаточно тяжело работать, в ней можно пробурить скважины не более 15-20 метров.

Горизонтальный коллектор (рис. 3) – этот вид грунтового коллектора для насоса грунт вода выглядит как трубопровод, который выложен в горизонтальном положении на определенную глубину, под слоем земли. Этот коллектор легко устанавливается.

Рис. 3 Внешний контур насоса грунт-вода

Площадь, на которую устанавливается коллектор земляного теплового насоса достаточно большая в отличие от вертикального варианта, на который нужен небольшой кусочек земли. Как правило, горизонтальный теплообменник занимает от 25 до 50 м2, а может и больше, смотря какая отапливаемая площадь. Негативным фактором этого варианта является то, что территория с этим коллектором может использоваться только под газон.

Зависимо от различных обстоятельств теплообменник может укладываться зигзагом, петлями, змейкой и т.д. Очень важно, какая теплопроводность у грунта, в который устанавливается теплообменник. Это зависит от качества земли, например, если почва влажная, то теплопроводность больше, а если почва песчаная, то теплопроводность маленькая. Если есть много петель в теплообменнике, то в комплектации обязательно должен быть циркуляционный насос.

Преимущества и недостатки насосов грунт вода

Тепловой насос грунт-вода имеют такие преимущества:

  • Автономность установки. Насос грунт вода не зависит от энергоносителей, для потребления этой тепловой энергии не нужны никакие разрешения и проекты.
  • Экологичность. Тепловые насосы это установки, от которых нет вредных выбросов в атмосферу, а также используется неиссякаемая энергия Земли.
  • Безопасность. Это отопление безопасно, так как максимальная температура здесь достигает 600С, а значит оборудование пожаробезопасно и взрывоопасно.
  • Универсальное оборудование. Грунтовой насос можно использовать совместно с газовым или другим котлом.
  • Небольшие затраты при эксплуатации грунтового насоса. Установке грунт вода не нужно никакое дополнительное обслуживание.

Недостатки земляных тепловых насосов:

  • Высокая стоимость. Сама по себе установка стоит достаточно дорого, а также, чтобы ее установить, нужны большие затраты. Работа спецтехники, установка теплообменника и т.д. это все дорогостоящие услуги. Это оборудование намного дороже котельного оборудования.
  • Срок эксплуатации грунтового насоса становит около 25 лет. С такой стоимостью это не так уж и много. После этого срока, как правило, нужен либо ремонт, либо бурение другой скважины.

Отопление тепловым устройством грунт вода

Квалифицированные специалисты рекомендуют при установке земляного теплового насоса обустроить в доме систему теплых полов. Так как особенностью этого отопления является то, что нужно большие радиаторы, а это не слишком красиво. Поэтому можно обустроить теплые полы и дополнительно небольшие радиаторы.

Дом должен быть подготовленным, то есть полностью утепленным. Так как чем лучше утеплен дом, тем меньше будет тепловых потерь. Также следует отметить, что температура при работе теплового насоса типа грунт-вода не достигает такого уровня, как при отоплении котельным оборудованием, а значит нужно предпринять все меры, чтобы тепло не выходило.

Если на участке где устанавливается змеевик, проходит водопроводная труба, то беспокоиться не стоит, так как никакого воздействия на нее грунтовый теплообменник не будет оказывать.

Конечно, цельной трубы для земляного коллектора такой длины не найти, по этому они будут устанавливаться бухтами, и между собой соединяться специальными муфтам (рис. 4) и, как правило, бухты длинной 100-200 м.

Рис. 4 Соединение труб муфтами в земляном коллекторе

Тепловой насос земля-вода питается от электрической сети 220В или 380В. Так как циркуляционный насос работает только от электричества. Грунтовое тепловое устройство потребляет электрической энергии в 4-5 раз меньше, чем вырабатывает тепловой энергии. Экономия очевидна. То есть на 1 кВт электроэнергии приходится 4-5 кВт тепловой энергии.

Теплоноситель для теплового насоса

Фреон – это вещество, которое относится к искусственным синтезированным газам. Этот газ используется не только в работе грунтового устройства грунт вода, но также в конструкции холодильников и кондиционеров. Когда фреон нагревается до +30С, он начинает закипать и переходит в газообразное состояние. В компрессоре он сжимается до 26 атмосфер.

Рис. 5 Вход труб внешнего контура в дом

Именно под воздействием такого давления температура этих газов поднимается до +600С, а иногда и до +750С. Но когда происходит теплоотдача воде в системе отопления, то теряется от 10 до 150°. Отдав тепло, фреон остывает, показатель давления опускается до 4 атмосфер. Это так называемый эффект дросселирования. Далее происходит полное охлаждение до 00С, и фреон переходит опять в жидкое состояние.

Геотермальные тепловые насосы

В нашем интернет-магазине можно купить геотермальный тепловой насос производства лучших мировых фирм. Главным преимуществом этого оборудования является возможность превращения 1 кВт электроэнергии в 5 кВт тепловой, независимо от температуры внешнего воздуха.

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 50 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 100 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 200 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 200 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 100 м 2

  • Отапливаемая площадь: 80-150 м 2

  • Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

  • Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 150 м 2

  • Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

  • Отапливаемая площадь: 80-120 м 2

  • Отапливаемая площадь: 100-160 м 2

  • Отапливаемая площадь: 120-200 м 2

  • Отапливаемая площадь: 80-150 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 250 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 300 м 2

  • Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

  • Страна: США/Китай
  • Отапливаемая площадь: 400 м 2

  • Отапливаемая площадь: 100-200 м 2

  • Отапливаемая площадь: 140-200 м 2

  • Отапливаемая площадь: 40-120 м 2

  • Отапливаемая площадь: 120-200 м 2

  • Отапливаемая площадь: 120-180 м 2

  • Отапливаемая площадь: 40-120 м 2

  • Отапливаемая площадь: 180-300 м 2

  • Отапливаемая площадь: 100-160 м 2

  • Отапливаемая площадь: 80-120 м 2

  • Отапливаемая площадь: 40-120 м 2
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • >

Как и где применяются

Сегодня геотермальные насосы под ключ чаще всего устанавливаются в отопительных системах домов, в зданиях и сооружениях средних размеров. Как показывает опыт, они очень экономичны в работе, поскольку потребляют приблизительно в 5 раз меньше энергии, чем электрические системы соизмеримой мощности.

Данное оборудование исключительно надежно, поскольку контур насоса служит до 100 лет, а компрессор и остальные устройства не менее 30 лет. Поскольку геотермальные насосы для отопления потребляют сравнительно небольшую мощность, при перебоях с электроэнергией их питание может обеспечить небольшой генератор.

Эффективный и экономичный тепловой насос отличается экологичностью. После окончания работ по установке не вносится никаких изменений в ландшафт, для него не требуется специально отведенного помещения, установка работает с минимальным уровнем шумности.

Виды геотермальных насосов и принципы их работы

Сегодня геотермальные насосы выпускаются в большом ассортименте. Их классифицируют по типу передачи и конденсации тепловой энергии. Различают насосы типов воздух-вода, вода-вода, вода-воздух.

  • Система воздух-вода работает по принципу обычного холодильника. Вода проходит по внешнему контуру и нагревается от воздуха, после чего отдает свое тепло внутреннему контуру, по которому циркулирует хладагент – это может быть фреон или другое вещество. Хладагент испаряется, после чего резко сжимается в компрессоре и нагревается, передавая тепло третьему контуру – системе отопления. Данный тип насоса имеет существенный недостаток – плохую работу при низких температурах, когда вода во внешнем контуре может замерзнуть, поэтому, чтобы пройти отопительный сезон в нашем климате, потребуется дополнительная система теплоснабжения.
  • Система вода-вода или грунт-вода наиболее популярна, поскольку ее можно использовать в любое время года, она надежна и эффективна. Она работает на принципе отбора тепла из толщи Земли. Для этого пробуриваются специальные скважины глубиной от 60 до 100 м, куда помещают контур со специальными зондами, по которым циркулирует теплоноситель, как правило, пропиленгликоль. Он нагревается до температуры 6ºС – неизменной на такой глубине круглый год. Отобранное у грунта тепло передается испарителю теплового насоса, где на конденсаторе температура поднимается до 65 ºС, после чего передается воде, на которой работает система. Иногда глубокие скважины заменяются системой зондов, заглубленной на 4-6 м, которая рассредоточивается по большой площади.
  • Система вода-воздух схожа по принципу действия на воздух-вода, но тепло здесь передается не в систему отопления, а непосредственно в отапливаемое или охлаждаемое помещение.
Читайте также  Простая тепловая электростанция своими руками

Геотермальные тепловые насосы могут как нагревать, так и охлаждать дома в теплое время года. При пассивной работе системы вода просто охлаждается в теплообменнике от носителя со скважины. При активном охлаждении установка работает в обратном режиме – компрессор забирает тепло из системы, охлаждая воду, и передает его в грунт или окружающий воздух.

Преимущества применения насосов

Несмотря на то, что стоимость геотермального теплового насоса под ключ в доме достаточно велика, это является очень эффективным вложением средств, поскольку данное оборудование предлагает огромные преимущества:

  • Эффективность (СОР) на данный момент достигает 5,1. Это означает, что, затрачивая 1 кВт электроэнергии, можно получить 5,1 кВт тепловой энергии.
  • Возможность одновременно обеспечить дом системами отопления и охлаждения, подать горячую воду.
  • Надежность. Гарантия лучших производителей на зонды составляет 100 лет. На компрессор и другое оборудование – до 30 лет.
  • Низкие финансовые затраты на эксплуатацию благодаря надежности и высокой эффективности установки. Это наиболее экономически выгодный вариант отопления на сегодняшний день.
  • Экологичность. Применение таких систем не наносит никакого вреда окружающей среде.

В нашем интернет-магазине предлагается самая выгодная цена геотермальных тепловых насосов для отопления. Мы реализуем широкий перечень продукции лучших фирм, таких как Mammoth и Chofu. Наши специалисты помогут подобрать мощность и другие параметры оборудования, произведут установку под ключ и обеспечат квалифицированное гарантийное обслуживание.

КАК РАБОТАЕТ?

В слое земли глубиной до 200 метров, так называемом «приповерхностном геотермальном слое», круглый год постоянная температура +10. +15 °С.

В грунте бурят скважины, в которые опускают герметичные полиэтиленовые U-образные трубы-зонды, по которым циркулирует незамерзающая жидкость, и прячут в почве. Полиэтиленовые трубы в грунте имеют фактически вечный срок эксплуатации, как и незамерзающая жидкость. Система не требует обслуживания. Над грунтовыми зондами обычно можно строить.

Температура в «приповерхностном геотермальных слое» быстро восстанавливается благодаря интенсивному теплообмену в грунте, подземным озерам, рекам и плывунам.

Грунтовые зонды в России сегодня являются приоритетным источником тепла для теплового насоса. Это связано с временно низкой цене работ по бурению скважин: стоимость работ в России довольно низкая, по сравнению с ценами в соседних странах ЕС и в европе. Такой временной возможностью разумно воспользоваться!

В течение лета солнечное тепло накапливается в поверхностном слое почвы. Это происходит благодаря солнечными лучам, дождю и теплому воздуху.

На 20 сантиметров глубже местной глубины промерзания (глубина промерзания, например, в Москве согласно ДБН составляет 90 сантиметров) в почву укладывают полиэтиленовую трубу с незамерзающей жидкостью, и засыпают почвой. Наиболее эффективен горизонтальный грунтовый коллектор в почвах с большим количеством воды (обводненных). Над горизонтальным грунтовым коллектором обычно нежелательно строить, в том числе асфальтировать.

Если рядом водоем — горизонтальный коллектор можно затопить на дне водоема, при гарантировании сохранения целостности коллектора от действий рыбаков, аквалангистов и вандалов.

Использование горизонтального коллектора целесообразно в случае расположения твердых пород (например гранита) на небольшой глубине в почве, в связи с удорожанием работ по бурению скважин для грунтовых зондов.

ПРИПОВЕРХНОСТНЫЕ ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ

Если грунтовые воды находятся близко к поверхности почвы и легкодоступны, температура воды в почве круглогодично 7. 12 °C — этот источник тепла можно использовать для теплового насоса.

Поверхностные грунтовые воды (так называемая «верховодка») должны находиться на глубине не более 15 метров от поверхности. Иначе растет мощность водяного насоса в добывающей скважине, и расход электроэнергии.

После отбора тепла верховодку можно слить в водоем, или вернуть в тот же водоносный горизонт в почве с помощью второй скважины на расстоянии 10 . 15 метров от добывающей.

Геотермальный грунтовой тепловой насос от Лидера рынка

Грунтовой тепловой насос, также именуемый геотермальный тепловой насос – собирает тепло из окружающего грунта или водоема, и может понизить цену отопления до 80%.

Вы будете наслаждаться современным комфортом в помещении, сохраняя экологию, используя бесплатную возобновляемую энергию тепла солнца, накапливающуюся в земле или водоёме. Название Геотермальный тепловой насос происходит из двух слов: «geo» – относящийся к земле, и «thermal» – тепловой.

Наиболее энергоэффективный способ отопления зимой и охлаждения летом.

Преимущества геотермального теплового насоса перед воздушными (работающими от уличного воздуха) тепловыми насосами:

  • за календарный год в климате России энергоэффективность SCOP геотермального грунтового теплового насоса лучше;
  • моторесурс больше – геотермальный тепловой насос устанавливают в помещении, он работает при стабильных параметрах температуры и влажности.

Грунтовой геотермальный тепловой насос автоматически обеспечит отопление и горячую воду, нагрев бассейна и кондиционирование. При необходимости, например в случае длительного отсутствия или ожидании гостей – вы можете дистанционно откорректировать системы с помощью компьютера, планшета или смартфона.

Установка геотермального теплового насоса предполагает бурение скважин и монтаж грунтовых зондов, заполненные теплоносителем, которые обеспечивают передачу тепла земли к системе отопления.

Геотермальный тепловой насос можно использовать для технологических процессов, в режиме «вода-вода».

NIBE традиционно предлагает выбор:

  • геотермальный тепловой насос – лидер энергоэффективности среди представленных на рынке (инверторные модельные ряды NIBE F1155, F1255 и F1355);
  • геотермальный тепловой насос с улучшенной энергоєффективностью (модельные ряды NIBE F1145, F1245, F1345);
  • недорогие геотермальные тепловые насосы (модельные ряды NIBE F1126 и F1226)
  • для больших запросов в тепловой энергии – тепловые насосы объединяют в группу до 8 штук, под единым управлением;
  • бойлера горячей воды могут быть эмалированными, из пищевой нержавеющей стали, или медными (притивомикробными);
  • солнечные коллектора, котлы любых типов и производителей возможно подключить под управление теплового насоса NIBE.

Почему стоит выбрать грунтовой теплонасос?

ДВЕ НАИБОЛЕЕ ОЧЕВИДНЫЕ ПРИЧИНЫ

Экономическая

Сравнивая первоначальные инвестиции в отопление — тепловой насос может оказаться не самым дорогим среди способов отопления. Например, в случае установки твердотопливного или газового отопления — ваши расходы вырастут на дополнительные помещения, дымоход и его обслуживание, отдельный вход и вентиляцию, требования к которым определены законодательством, подведение газа или доставку топлива и уборки.

Разрешения и согласования, работы по строительству и обустройству отдельного помещения топочной требуют значительных как финансовых, так и временных затрат, задерживают ввод здания в эксплуатацию.

Более половины новых домохозяйств Северной Европы не имеет топочных, не тратят значительные средства на лишние помещения (которые согласно ДБН также надо отапливать!). Тепловые насосы NIBE имеют специальный дизайн и рекордно малошумны, абсолютно пожаро-, взрыво- и электробезопасны, что позволяет установить тепловой насос на кухне, в прихожей, кабинете, под лестницей или в кладовке.

Россия имеет единственный достаточный собственный энергоресурс — электроэнергию, цена на которую всегда будет сравнительно низкой, не будет зависеть от внешних обстоятельств. Тепловой насос работает от электроэнергии и собирает теплоту из окружающей среды.

Грунтовые тепловые насосы NIBE могут сократить счета за отопление до 80%. Причина в том, что геотермальные тепловые насосы использует землю, поверхность почвы или водоем в качестве основного источника тепла, и все это тепло является бесплатным.

Тепловой насос возможно не окупит себя в первый месяц, но сразу после установки вы заметите существенные финансовые преимущества, потому что ваши счета за отопление намного уменьшатся. Кроме того, энергоэффективность последнего поколения грунтовых тепловых насосов NIBE (они высокоэнергоэффективны во всем рабочем диапазоне температур, а не только в температурах определенных стандартами) положительно влияет на скорость, с которой вы восстановите первоначальные инвестиции. Ваше финансовое преимущество останется с вами пока будет существовать здание.

Экологическая

Тепловые насосы NIBE экологически чисты. Собирая из земли солнечную энергию, и превращая ее в тепло для нагрева вашего дома и горячей воды, грунтовой теплонасос гораздо меньше загрязняет природу чем традиционное ископаемое топливо.

Некоторые правительства и региональные власти предлагают субсидии для домовладельцев, чтобы перевести от отопления ископаемым топливом, на более современные, возобновляемые источники энергии. В то же время внедряются дополнительные налоги на ископаемое топливо.

Тепловые насосы сейчас официально классифицируются как возобновляемые источники энергии. При поддержке ЕБРР в России в последнее время начаты кредитные программы и субсидии, на данный момент незначительные, но с четкой динамикой к увеличению. Наилучшее время, чтобы запланировать тепловой насос!