Грунтовый тепловой насос: принцип работы и преимущества

Тепловые насосы — это высокоэффективное решение для альтернативного отопления современного дома. Они позволяют не только существенно экономить на коммунальных платежах, но и обеспечивают энергетическую независимость, сохраняя экологию окружающей среды.

Что такое грунтовый тепловой насос?

Грунтовый тепловой насос (геотермальный насос) — это система, которая извлекает низкопотенциальную тепловую энергию из земли и преобразует ее в высокопотенциальную для отопления и горячего водоснабжения. Главным преимуществом является стабильный КПД (COP 1:4–4.5) в течение всего года, так как на глубине более 15 метров температура грунта остается неизменной (около +10°C) независимо от погоды на улице.

Схема работы грунтового теплового насоса для отопления дома

В теплый период года верхние слои почвы аккумулируют солнечное тепло. На глубине около 2 метров температура колеблется от +7°C до +13°C. Это необходимо учитывать при расчете мощности оборудования и выборе метода укладки горизонтальных коллекторов. Для получения энергии в землю закладываются специальные трубы, по которым циркулирует теплоноситель.

Конструкция геотермальной системы

Геотермальный тепловой насос состоит из двух основных блоков:

Внутренний блок: устанавливается в котельной, где происходит преобразование и передача тепла в систему отопления здания.
Внешний контур: сеть труб, закопанных в грунт, в которых постоянно циркулирует теплоноситель, отбирающий энергию земли.

Внутренний блок теплового насоса в котельной

Типы внешних коллекторов: горизонтальный и вертикальный

Принцип работы такой установки основан на цикле Карно: хладагент при испарении поглощает тепло грунта, а после сжатия компрессором и конденсации — отдает его системе отопления.

1. Горизонтальный коллектор
Более доступен по стоимости монтажа, но требует большой свободной площади участка. Теплосъем в среднем составляет 20 Вт/м. Важно соблюдать шаг укладки труб (не менее 0,7 м) и учитывать влажность почвы.

Монтаж горизонтального коллектора грунтового теплового насоса

2. Вертикальный зонд
Компактное решение с наиболее стабильным КПД. Трубы размещаются в скважинах глубиной от 20 до 300 метров. Пространство между трубой и грунтом заполняется бентонитом для максимальной теплопроводности. Несмотря на более высокую стоимость бурения, такая система долговечна и не занимает полезную площадь участка.

Планируете установку теплового насоса?

Важно предусмотреть монтаж системы еще на этапе проектирования дома. Это позволит правильно спланировать участок, так как над местом укладки труб нельзя сажать деревья (лучше всего — газон или клумба).

Получить технический расчет

Узнайте больше об энергоэффективных решениях: