Принципы работы геотермального отопления

Современные реалии предоставляют нам различные варианты отопительных приборов, используемых для монтажа отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования и т.д.

Тепловой насос для отопления стал одним из популярных автономных источников тепла, полюбившимся украинским потребителям.

Эта статья даст Вам простое понимание геотермального отопления, его разновидностей и наилучшего использования.

Принципы работы тепловых насосов

Принцип работы теплового насоса заключается в сборе энергии из внешней среды, «скопленной» элементом окружающей среды, и переноса ее в отопительный контур Вашего дома. Элементами, содержащими тепловую энергию, могут быть грунтовые воды, почва, водоемы, воздух.

Геотермальный тепловой насос получает тепловую энергию из грунта.

На протяжении года, в том числе и в зимний период, температура под землей неизменна в пределах +7-8°С.

На внешнем участке около дома в скважины вертикально размещаются зонды, с циркулирующим по ним теплоносителем (рассолом). Во время циркуляции температура рассола повышается до 1-10°С – это его основная задача.

Изъяв тепло из грунта, теплоноситель направляется в испаритель, «сталкиваясь» с хладагентом – фреоном, который имеет более низкую температуру, и, по закону термодинамики, рассол передает свою температуру фреону. При повышении температуры фреон из жидкого агрегатного состояния переходит в газообразное.

Уже в новом агрегатном состоянии фреон попадает в компрессор, который его сжимает, повышая давление, и фреон разогревается. Разогретый фреон готов передать свою температуру другому телу с меньшей температурой.

Теперь он переходит в конденсатор, где механизм повторяется – хладагент отдает свое тепло отопительному контуру (к примеру, воде, что циркулирует по трубам теплого пола или в системе радиаторного отопления).

Для повторения рабочего цикла хладагент (фреон) необходимо расширить, чтобы понизить его температуру и вернуть в прежнее жидкое состояние. Процесс регулируется специальным расширительным клапаном.

Цикл будет повторяться до тех пор, пока система отопления не получит достаточный объем тепла.

Таким образом, мы видим четыре основных компонента в работе теплового насоса:

1. Компрессор
2. Расширительный клапан
3. Конденсатор
4. Испаритель

Этот процесс напоминает нам работу холодильника, только процесс здесь идет «наоборот». Холодильник забирает тепло, уводя ее на заднюю часть, а тепловой насос «поставляет» в отопительные системы тепло, извлекая его из окружающей среды.

Разновидности тепловых насосов

Важно упомянуть, что выбрать вариант отопления лучше при проектировании инженерных сетей вашего участка.

Тепловые насосы земля-вода

Геотермальный с использованием зондов: Данный способ организации теплового насоса подходит в случаях, когда у дома нет большой прилегающей территории.

Источником тепловой энергии выступает скважина, в которую опускается зонд из полиэтиленовой трубы U-образной формы. Так как бурение одной глубокой скважины может быть финансово затратным, возможно использование нескольких неглубоких скважин. Главное – сохранить общую расчетную глубину. На глубине бурения скважины температура находится в неизменном состоянии, поэтому эффективность данного теплового насоса будет высокой.

В зимний период скважины будут источником тепла для дома, в летний период при пассивном кондиционировании в эти скважины будет направляться тепловая энергия.

Единственным недостатком есть дополнительные затраты на бурильные работы. Но преимуществ геотермальное отопление имеет намного больше.

Грунтовой тепловой насос

По сравнению с вышеописанным тепловым насосом, этот способ требует меньших расходов, но, в то же время, необходим достаточно большой участок, прилегающий к дому.

На глубине около 1м устанавливается горизонтальный контур, который собирает тепло из грунта. Коллектор располагают ниже уровня замерзания почвы, где температура варьируется от 3 до 12°С.

На почву или растения горизонтальный контур не будет иметь никакого негативного влияния, единственное, в процессе установки может пострадать уже облагороженная до этого территория.

Тепловой насос вода-вода

В качестве источника тепловой энергии выступает ближайший водоем или грунтовые воды. Этот вариант имеет все необходимые условия – температура воды даже в зимние периоды будет с плюсом, короткий контур, высокий КПД.

Из минусов можно выделить необходимое обслуживание и непредвиденные перемены водоносных показателей.

Тепловой насос воздух-вода

Достаточно распространенный вариант тепловых насосов, когда хладагент располагается в наружном блоке, а тепло собирается из воздуха.

Тепловые насосы воздух вода достаточно экономичны, просты в установке, не требуют большой площади для блоков, работают и на охлаждение.

На каждый потребленный киловатт электрической энергии вырабатывают до четырех киловатт тепловой.

Работают при условии наружной температуры -25°С.

Итак, что такое геотермальное отопление?

Если говорить простым языком, то тепловой насос берет тепло из внешней среды и переносит в Ваш дом. С помощью системы трубопроводов (коллектора) тепло извлекается, а незамерзающая циркулирующая жидкость передает это тепло фреону в тепловом насосе.

Какой вариант теплового насоса самый выгодный?

Итак, Вы узнали о разных типах тепловых насосов, каждый из которых имеет свои преимущества и особенности. Встает следующий вопрос: как выбрать подходящий агрегат для своего дома?!

Самым эффективным всегда считается геотермальное отопление. Геотермальный тепловой насос на протяжении всего года имеет показатель COP 4-4,5, то есть, потребляя 1 кВт электроэнергии, он выдает 4 кВт тепла. Это в 4 раза лучше, чем обычные электрические котлы и в 2 раза эффективнее, чем установка газовых котлов.

Помимо экономности и хорошей мощности, тепловой насос прост в обслуживании, многофункционален – помимо отопления на него можно завязывать кондиционирование, обогрев горячей воды, подогрев бассейна и т.д.

Подбирая на украинском рынке геотермальный тепловой насос, рекомендуем обратить внимание на насосы немецкого производителя Viessmann. Для этого есть ряд причин: проверенное качество, отточенная работа всех механизмов, широкие функциональные возможности, наличие официальных представителей на территории Украины, наличие гарантии на устройство и дальнейшее обслуживания.

Цена у этого производителя будет на порядок выше, но затраченные финансы оправдаются сполна.

Но при отсутствии достаточного места для бурения скважин под зонды вариант геотермального тепла становится физически невозможным для Вас.

В таком случае, ориентируйтесь на нюансы каждого теплового насоса, его показатели и возможности. Важно понимать энергопотребление насоса, который Вы выбираете, функциональные возможности, габариты. Важнейшим является расчет теплового насоса, который включает габариты отапливаемого пространства и теплопотери.

Преимущества геотермального отопления

Тепловой насос это, в первую очередь, вопрос ежедневного комфорта. Если до этого вы использовали оборудование, использующее жидкое топливо, то отныне Вам не нужно думать за пожароопасность его размещения в доме, неприятном запахе топлива, постоянной покупке и доставке топлива и т.д.

В сравнении с традиционными электрическими приборами, тепловой насос потребляет четверть мощности, запрашиваемой для их систем. И теперь Вам не стоит переживать, хватит ли электрической мощности и что-либо устанавливать для ее увеличения.

Тепловой насос – это сохранность Ваших финансов, которую вы особо ощутите в зимний период. Цены на энергоносители непрестанно растут, в то время как установка теплового насоса в Харькове окупается за 3-5 лет.

Геотермальное отопление – это автономная система, действие укоторой не нужно отслеживать и контролировать.

Недостатки геотермального теплового насоса

Главным и наиболее значительным недостатком данной системы отопления является сложный и затратный монтаж, который обуславливает более высокую цену в сравнении с другими типами тепловых насосов.

Цена самого оборудования так же имеет высокую цену.

Система «теплый пол» и тепловой насос

Это, наверное, идеальное партнерство, словно друг для друга они и были созданы. В сотрудничестве с тепловым насосом энергия при укладке теплого пола производится и распределяется экономно.

Если взять в процентном соотношении относительно других источников тепла, то тепловой насос экономит до 80% энергоресурсов в отличие от традиционных отопительных приборов, а система «теплый пол» сэкономит до 15% энергии относительно радиаторного отопления.

Какой вариант теплового насоса самый выгодный?

Итак, Вы узнали о разных типах тепловых насосов, каждый из которых имеет свои преимущества и особенности. Встает следующий вопрос: как выбрать подходящий агрегат для своего дома?!

Самым эффективным всегда считается геотермальное отопление. Геотермальный тепловой насос на протяжении всего года имеет показатель COP 4-4,5, то есть, потребляя 1 кВт электроэнергии, он выдает 4 кВт тепла. Это в 4 раза лучше, чем обычные электрические котлы и в 2 раза эффективнее, чем газовые котлы.

Помимо экономности и хорошей мощности, тепловой насос прост в обслуживании, многофункционален – помимо отопления на него можно завязывать кондиционирование, обогрев горячей воды, подогрев бассейна и т.д.

Подбирая на украинском рынке геотермальный тепловой насос, рекомендуем обратить внимание на насосы немецкого производителя Viessmann. Для этого есть ряд причин: проверенное качество, отточенная работа всех механизмов, широкие функциональные возможности, наличие официальных представителей на территории Украины, наличие гарантии на устройство и дальнейшее обслуживания.

Цена у этого производителя будет на порядок выше, но затраченные финансы оправдаются сполна.

Но при отсутствии достаточного места для бурения скважин под зонды вариант геотермального тепла становится физически невозможным для Вас.

В таком случае, ориентируйтесь на нюансы каждого теплового насоса, его показатели и возможности. Важно понимать энергопотребление насоса, который Вы выбираете, функциональные возможности, габариты. Важнейшим является расчет теплового насоса, который включает габариты отапливаемого пространства и теплопотери.