Виды тепловых насосов - «грунт-вода»

В зависимости от источника низкопотенциального тепла выделяют разные виды тепловых насосов: устройства типа «грунт-вода», «вода-вода» и воздух-вода».

В этом обозначении сначала указывают источник тепла, затем – носитель, подлежащий нагреву (система отопления, горячее водоснабжение), каждая разновидность техники имеет свои особенности.

Геотермальные тепловые насосы «земля-вода» представляют собой модели замкнутого типа, использующие в качестве источника тепла энергию грунта. Они позволяют экономить до 80 процентов энергии на отопление жилья благодаря высокому соотношению между потребляемой мощности и выходным теплом (СОР – коэффициент преобразования), которое составляет 4,5-5,2. Изделия бытовой серии доступны в широком диапазоне мощности от 5 до 72 кВт.

Забор тепла из почвы обеспечивает специальный коллектор (первичный контур). Его тип подбирают в соответствии с особенностями участка. Если дом стоит на ровной некаменистой местности, а рядом с ним достаточно свободной незадействованной территории, первичный контур собирают из горизонтально уложенных полиэтиленовых труб, заполненных экологически чистым антифризом.

Для максимальной эффективности трубы коллектора располагают ниже глубины промерзания грунта, что составляет около 1,2-14 м. Равномерное распределение труб по всей поверхности делает горизонтальный коллектор очень эффективным. Удельная мощность такого коллектора составляет около 12-20 Вт/пог. м.

Выиграть пространство помогает спиральный первичный контур, состоящий из секций закрученных спиралью труб. Для его монтажа хватает небольшой территории вокруг дома.

Важное достоинство горизонтальной укладки – это минимальные первоначальные затраты. На установку такого коллектора не нужно разрешение. Но следует помнить, что место над рабочим контуром нежелательно застраивать, асфальтировать или заливать бетоном. Ведь земля получает тепло от солнца, а какие-либо постройки могут существенно снизить производительность отопительного оборудования.

На участке, расположенном на неровной, холмистой местности, где нет свободной территории, очень сложно выполнить горизонтальную укладку коллектора. В этом случае в земле бурят вертикальные скважины глубиной 70-200 м, в которые опускают зонды – пластиковые трубы U-образной формы, служащие первичным контуром. 

На такой глубине грунт никогда не промерзает и служит надежным источником тепла, который можно использовать круглый год. Количество вертикальных коллекторов напрямую связано с потребностями в теплоснабжении жилища.

В сравнении с горизонтальными коллекторами вертикальные зонды гораздо эффективнее (удельная мощность около 35 Вт/пог. м), у них более стабильный КПД. Под скважины не нужно много места. Но следует учитывать, что буровые работы стоят довольно дорого. Также нужно обеспечить место для заезда специализированной техники.

Скважины глубиной свыше 100 м часто проходят через водоносные слои грунта, поэтому на их бурение следует получать лицензию от местных органов власти. Если разрешение не дают, можно ограничиться неглубокими скважинами 25-4О м. Но в этом случае нужно выполнить перерасчет энергетической эффективности погружных зондов и при необходимости увеличить число скважин.