Что надо знать про тепловой насос перед его установкой

Преимущества геотермальной системы отопления очевидны.

1. Низкая стоимость эксплуатации.
2. Не требует загрузки/залива  топлива.
3. Взрывопожаро безопасность
4. Управление системой удаленно.
5. Экологичность
6. Экономия энергоресурсов планеты.

Принцип работы тепловых насосов

Тепловой насос это холодильная машина. В обычных условиях тепловая энергия передается от более нагретого тела к менее нагретому. Холодильная машина может забирать тепловую энергию у менее нагретого тела и передавать его более нагретому, нагревая его еще сильнее.

Людям далеким от понимания работы холодильных машин, можно объяснить  принцип работы теплового насоса на простом пример:

Все знают, что у холодильника сзади есть решетка из трубок с фреоном, которая греется и нагревает воздух в комнате. Внутри холодильника есть морозилка,  внутри которой тоже трубки с фреоном.  Представьте, что мы удлинили  трубки и положили морозилку в ванну. Ванну наполнили холодной водой из-под крана. Температура воды +10 градусов. Затем мы включаем холодильник. Вода в ванной начинает остывать, а  решетка сзади греется. Через несколько часов вода в ванной остынет до 0 градусов. Вода , хотя и была холодная, но имела тепловую энергию.  Все мы знаем закон сохранения энергии, если энергии где-то стало меньше, то в другом месте именно на эту величину, её станет больше. Решетка отдаст в воздух комнаты  ровно столько энергии, сколько забрала морозилка у воды в ванне. Мы просто перекачали тепловую  энергию из холодной воды , сделав её еще холоднее, в комнату.  Для перекачивания энергии холодильник затратит немного электроэнергии на работу компрессора.  Для перекачивания 4 кВт тепловой энергии нам понадобится примерно 1 кВт электроэнергии. Но электроэнергия тоже ни куда просто так не пропадет, она превратится в тепловую энергию, т.к. компрессор в процессе работы греется.

Геотермальный тепловой насос работает точно так-же как описано в примере, только морозилку мы не опускаем в ванну, а закапываем в землю и делаем такого размера, чтобы она охватила большой объем земли и не успела его заморозить за отопительный период. Затрачивая 1 кВт электроэнергии мы получаем 5 кВт тепла (  4 кВт из земли + 1 кВт от нагрева компрессора).

Всё просто и давным –давно придумано лордом Кельвиным.  Более 150 лет назад своё изобретение он назвал «преумножителем тепла» и считал, что это произведет революцию в отоплении.

Особенности эксплуатации системы геотермального отопления

Как и у любой системы, у теплового насоса есть свои особенности, которые надо учитывать при проектировании системы отопления.

Во первых геотермальный тепловой насос  требует довольно больших по объёму земляных работ. При обустройстве одноэтажного грунтового теплообменнника  Вам понадобится примерно 5 соток земли на каждые 10 кВт мощности. После завершения работ эту землю можно использовать без ограничений, единственное, на ней нельзя будет строить капитальные строения.

Для обустройства вертикального теплообменника с помощью бурения скважин понадобится гораздо меньше земли,  скважины можно расположить вдоль забора, вокруг дома, под дорожками, под парковкой и т.д. Зонды соединяются на глубине 1.5 метра, траншеи закапываются и далее это место Вы можете использовать по своему усмотрению.

Во вторых Вам надо сделать низкотемпературную систему отопления в доме. Идеально подходят водяные теплые полы. Если у Вас деревянные перекрытия, то это не повод отказываться от водяных теплых полов.  Можно смонтировать легкую систему водяных теплых полов с помощью алюминиевых теплораспределяющих пластин SagaTherm.  Самые современные тепловые насосы могут нагреть теплоноситель до 65 градусов, при этом коэффициент передачи тепла (COP) не превысит 3, т.е. мы затратим 1 кВт тепловой энергии, а получим только 3 кВт тепла. Если мы будем греть теплоноситель для теплых полов до 35 градусов цельсия,  то COP=5, мы получим максимальный эффект от теплового насоса.

Что должен знать потребитель об особенностях монтажа системы геотермального отопления на основе тепловых насосов, что выбрать?

• Вертикальная система монтажа
• Горизонтальная система монтажа
• Водяная (открытая) система

Вертикальная и горизонтальная системы обустройства грунтового теплообменника одинаково эффективны , при условии, что размеры теплообменников правильно рассчитаны и квалифицированно установлены. Различия только в занимаемых площадях и стоимости работ. Горизонтальный теплообменник занимает много места, но значительно дешевле вертикального. Бурение скважин дорогое удовольствие, но зато можно сэкономить  место на участке. Для многих это единственное решение,  т.к. участок не позволяет разместить горизонтальный теплообменник.

Открытая система, когда мы поднимаем воду из одной скважины, охлаждаем и сбрасываем в другую скважину, выглядит привлекательно, т.к.  мы можем получить больший COP, потому что температура воды под землей стабильна и составляет примерно +8 градусов цельсия для Московской области. Но надежность такой системы низкая, т.к. нам надо прокачивать большие объемы воды, для 15-ти киловатного теплового насоса надо прокачать около 3 м3 в час. При таких объемах высока вероятность  размывания породы в скважине и её разрушение.  Погружные насосы такой мощности потребляют больше электроэнергии чем циркуляционные насосы, используемые в закрытых системах.