Ґрунтовий тепловий насос: принцип роботи та переваги

Теплові насоси — це високоефективне рішення для альтернативного опалення сучасного будинку. Вони дозволяють не лише суттєво економити на комунальних платежах, а й забезпечують повну енергонезалежність, зберігаючи екологію довкілля.

Що таке ґрунтовий тепловий насос?

Ґрунтовий тепловий насос (геотермальна помпа) — це система, яка відбирає низькопотенційну теплову енергію із землі та перетворює її на високопотенційну для опалення та гарячого водопостачання. Головною перевагою є стабільний ККД (COP 1:4–4.5) протягом усього року, оскільки на глибині понад 15 метрів температура ґрунту залишається незмінною (близько +10°C) незалежно від сезону.

Схема роботи ґрунтового теплового насоса для опалення будинку

У теплий період року верхні шари ґрунту акумулюють сонячне тепло. На глибині близько 2 метрів температура коливається від +7°C до +13°C. Це важливо враховувати при розрахунку потужності обладнання та виборі методу укладання горизонтальних колекторів. Для отримання енергії в землю закладаються спеціальні труби, по яких циркулює теплоносій.

Конструкція геотермальної системи

Геотермальний тепловий насос складається з двох основних частин:

Внутрішній блок: встановлюється в топочній (котельні), де відбувається перетворення та передача тепла в систему опалення будинку.
Зовнішній контур: мережа труб, закопаних у ґрунт, де теплоносій безперервно циркулює та збирає енергію землі.

Внутрішній блок теплового насоса в котельні

Типи зовнішніх колекторів: горизонтальний та вертикальний

Принцип роботи базується на циклі Карно: холодоагент при випаровуванні поглинає тепло ґрунту, а після стиснення компресором та конденсації — віддає його системі опалення.

1. Горизонтальний колектор
Більш доступний за вартістю монтажу, але потребує значної вільної площі ділянки. Тепловіддача в середньому становить 20 Вт/м. Важливо дотримуватися кроку укладання труб (не менше 0,7 м) та враховувати вологість ґрунту.

Монтаж горизонтального колектора ґрунтового теплового насоса

2. Вертикальний зонд
Компактне рішення з найвищим ККД. Труби розміщуються у свердловинах глибиною від 20 до 300 метрів. Простір між трубою та ґрунтом заповнюється бентонітом для максимальної теплопровідності. Попри вищу вартість буріння, така система є найбільш стабільною та довговічною.

Плануєте встановлення теплового насоса?

Важливо передбачити монтаж системи ще на етапі проектування будинку. Це дозволить правильно розпланувати ділянку, адже над місцем укладання труб не можна садити дерева (найкраще — газон або квітник).

Отримати технічний розрахунок

Дізнайтеся більше про енергоефективні рішення: