Источники энергии для теплового насоса: грунт, вода или воздух

Какой тепловой насос выбрать в зависимости от источника тепла

Внешний контур теплового насоса собирает тепло из окружающей среды. Обычно это полиэтиленовый трубопровод, уложенный в грунт или воду, внутри которого циркулирует незамерзающая жидкость — рассол.

Основными источниками энергии для теплового насоса являются грунт, вода и воздух. Каждый вариант имеет свои преимущества, ограничения, стоимость монтажа и стабильность работы в течение года.

Грунтовый тепловой насос

Грунтовый тепловой насос использует тепло земли. Это один из самых стабильных вариантов, поскольку температура грунта на определенной глубине почти не зависит от погоды и сезонных колебаний.

Грунт хорошо аккумулирует солнечную энергию и в течение года подогревается теплом земных недр. Он всегда доступен на участке и способен отдавать тепло независимо от погодных условий.

При использовании грунта как источника тепла внешний контур теплового насоса опускают в скважину на глубину 50–100 м в виде вертикального теплообменника или укладывают в грунт на глубину 1,2–2,0 м в виде горизонтального теплообменника.

Температура грунта почти не меняется в зависимости от сезона уже на глубине более 5 м, а после 15 м остается стабильной независимо от температуры наружного воздуха. Поэтому вертикальные геотермальные зонды позволяют получить высокий и стабильный коэффициент эффективности теплового насоса.

Преимущество грунтового источника — стабильность и эффективность в течение всего года. Основной недостаток — более высокие первоначальные затраты на бурение или земляные работы.

Тепловой насос вода-вода

Тепловой насос вода-вода использует тепло подземных вод или открытых водоемов. Такой вариант может быть очень эффективным, если рядом есть подходящий источник воды и техническая возможность его использования.

Вода, как и грунт, хорошо аккумулирует солнечную энергию. Источником тепла могут быть подземные воды, озеро, река или другой открытый водоем.

Для использования подземных вод необходимо оборудовать водозаборную и сбросную скважину. Во многих случаях для этого нужно получить разрешение соответствующих служб.

Если источником тепла является озеро или река, контур укладывают на дно водоема. В определенных условиях этот вариант может быть эффективнее грунтового контура, поскольку летом температура воды выше температуры грунта, а зимой вода в водоеме обычно имеет положительную температуру.

Относительно высокая температура источника тепла улучшает теплообмен с внешним контуром теплового насоса. Это может уменьшить размеры контура, снизить расходы на материалы и повысить коэффициент эффективности системы.

Преимущество системы вода-вода — потенциально более низкая стоимость монтажа и высокая эффективность. Недостатки — зависимость от качества воды, разрешительных условий, стабильности источника и риск повреждения оборудования.

Тепловой насос воздух-вода

Тепловой насос воздух-вода использует наружный воздух как источник тепла. Это самый простой по монтажу вариант, но его эффективность заметно зависит от температуры на улице.

Окружающий воздух легко использовать как источник тепла, поскольку он доступен в неограниченном количестве. Современные воздушные тепловые насосы могут работать почти в течение всего года.

Однако при низких температурах коэффициент эффективности и тепловая мощность такого насоса заметно снижаются. Поэтому воздушные тепловые насосы часто используют в бивалентных схемах отопления — вместе с электрическим котлом, твердотопливным котлом или другим резервным источником тепла.

По сравнению с грунтовыми и водяными системами, воздушные тепловые насосы требуют меньших первоначальных вложений. Но в климатических условиях Украины их не всегда целесообразно использовать как единственный источник тепла без резервной системы.

Отдельный вариант — использование теплого воздуха из вытяжной вентиляции или производственных процессов. Такие решения могут быть полезны для предприятий, где постоянно образуется избыточное тепло: в пекарнях, керамическом производстве и других технологических процессах.

Какой источник тепла лучше выбрать?

Самым стабильным источником тепла является грунт, самым простым по монтажу — воздух, а самым эффективным при благоприятных условиях может быть вода. Окончательный выбор зависит от участка, бюджета, теплопотерь дома, доступности воды, возможности бурения и требований к надежности системы.

Для постоянного проживания в частном доме чаще всего рассматривают грунтовый или воздушный тепловой насос. Грунтовый вариант дороже на старте, но стабильнее зимой. Воздушный дешевле в монтаже, однако требует внимательного подбора мощности и резервного источника тепла.

Читайте также другие статьи о тепловых насосах.