Геотермальные тепловые насосы относятся к альтернативным источникам энергии, так как функционируют не на добываемом топливе, а на возобновляемых природных ресурсах.
В зависимости от модели устройство этого рода может забирать тепло из грунтовых вод или почвы.
Но интенсивность этого процесса не столь велика, как хотелось бы. Именно поэтому геотермальные тепловые насосы действуют на довольно больших площадях или на достаточной глубине погружения коллектора.
Содержание:
Назначение и область применения
Принцип действия такой техники во многом схож с тем, как работает холодильный аппарат или кондиционер. Однако в отличие от названных устройств забирают тепло «извне», то есть за пределами обслуживаемого объекта. При этом полученная энергия направляется на обеспечение различных нужд помещения, будь то горячее водоснабжение или отопление.
Смотрим видео, принцип работы оборудования:
Геотермальные насосы могут работать с разной степенью эффективности, что определяется их исполнением и особенностями конструкции. В качестве источника тепловой энергии может выступать почва или грунтовая вода. Соответственно, в разных случаях коллектор (элемент для забора тепла) будет действовать при различных условиях. Геотермальные тепловые разнотипные насосы могут задействоваться для организации системы отопления, как частных домов, так и гражданских или промышленных объектов.
Преимущества и недостатки
Сбор тепла из источника происходит посредством коллектора, который располагается в грунте или воде. Передается полученная энергия с помощью специального вещества, которое содержит в себе трубопровод. Геотермальный тепловой насос при непосредственном участии коллектора сжимает газ (хладагент), что приводит к выделению тепла. В испарителе происходит снижение температуры хладагента, а выделяемое при этом тепло направляется на решение задач по отоплению и горячему водоснабжению объекта. Охлажденная жидкость снова попадает в коллектор, откуда цикл повторяется.
Геотермальный тепловой насос встречается в разных исполнениях:
- Открытый вариант – подразумевает возвращение используемой в качестве теплоносителя по системе воды обратно в почву. Однако геотермальный тепловой насос такого вида имеет существенный недостаток – необходимость использования исключительно чистой воды в довольно больших количествах.
- Геотермальный тепловой насос в закрытом исполнении задействует жидкость, которая циркулирует лишь по созданному контуру системы, не выходя за его рамки. Данный вид техники встречается в нескольких вариантах: геотермальные тепловые горизонтальные насосы, вертикальные, водные и с прямым теплообменом.
Каждое исполнение имеет свои преимущества и недостатки. Особенностью первого из названных является удобство установки коллектора – на незначительной глубине (от 1,2 м ниже поверхности, что определяется глубиной промерзания грунта). Однако главный минус, которым характеризуются геотермальные горизонтальные тепловые насосы, является необходимость использования больших площадей, которые отводятся под установку коллектора, так как этот элемент обычно представляет собой разводку коммуникаций.
Все за и против:
Геотермальные вертикальные тепловые насосы функционируют на базе коллектора, который располагается вертикально на глубине до 200 м. Данный вид техники используется как раз в том случае, когда нет возможности выделить большой участок под установку оборудования. Геотермальные тепловые водные насосы используют тепло, которое забирает коллектор от водоема. При этом данный узел располагается на дне озера, пруда или реки.
Такая техника, как геотермальный разнотипный тепловой насос, имеет ряд существенных преимуществ:
- Экономичность, так как для работы используются природные ресурсы;
Модель NIBE F1145
- Отсутствие шума;
- Безопасность объекта, потому что при установке системы не используются пожароопасные элементы;
- Геотермальный тепловой разнотипный насос безвреден для окружающей среды, так как не продуцирует вредных веществ;
- Возможность использовать такую технику не только для отопления, но еще и в качестве кондиционера в летнее время;
- Работой геотермальных тепловых отопительных насосов управляет автоматика, что повышает уровень надежности системы;
- Несмотря на крупные размеры коллектора, который располагается за пределами обслуживаемого объекта, непосредственно сами геотермальные насосы для отопления имеют компактные габариты.
Но у таких систем имеются и свои недостатки. Например, довольно большая стоимость, в результате чего геотермальный разнотипный тепловой насос окупится нескоро (через 5-10 лет). А средний срок службы составляет порядка 15 лет. Еще один минус – ограниченные условия эксплуатации. Так, обычно при температуре, превышающей -20 градусов, устройство функционирует в режиме электрообогрева.
Обзор моделей и средняя цена
Геотермальные тепловые насосы для систем отопления относятся к высокой ценовой категории. Стоимость такого оборудования исчисляется несколькими сотнями тысяч рублей. Например, устройство немецкого производителя Vaillant geo THERM VWS 61/3 обойдется примерно в 330 000 руб. Потребляемая мощность составляет 1,3 кВт, а вот тепловая мощность заметно выше – 6,1 кВт. Чем больше разница между этими двумя параметрами, тем выше эффективность такого оборудования. Данный вариант подает на выход к потребителю воду температурой до 62 градусов. Конструкцией предусмотрен счетчик энергии, полученной извне, а также возможность подключения подводок вертикально и горизонтально.
Смотрим видео о продукции Валиант:
Чем выше потребляемая и тепловая мощности, которыми характеризуется геотермальный тепловой насос, тем выше цена такого оборудования. Так, устройство этого же производителя с такими параметрами, соответственно: 3,6 и 17,4 кВт, обойдется примерно в 450 000 руб. Другой популярный производитель — NIBE, в частности, исполнение F1145-6. Выходная тепловая мощность такого устройства составляет 6,3 кВт. А вот модель F1330-60 характеризуется повышенной производительностью, так как отмечается большая разница между значениями потребляемой и выходной тепловой мощности: 13,8 и 60,6 кВт.
Оценка пользователей
Если рассматривается геотермальный тепловой насос, то купить его можно в разных вариантах: с горизонтально или вертикально расположенным коллектором. Однако в любом случае на практике по мере использования отмечается снижение уровня производительности такого оборудования. Это обусловлено интенсивным забором тепла от природных источников (почва, вода), а восстановление температуры происходит заметно медленнее.
Поэтому не всегда результат оправдывает ожидания, когда речь заходит о таком оборудовании. Отмечается, что при горизонтальном расположении коллектора быстрая потеря тепла грунтом или водой компенсируется таким явлением, как солнечная инсоляция (поглощение поверхностью естественного излучения). Однако слои почвы ниже глубины промерзания становятся заметно холоднее, и образуется так называемые «холодные мешки»: инсоляция происходит на поверхностных слоях почвы, а ниже уровня проникновения тепла от солнечного излучения происходит интенсивный забор тепла от природных ресурсов, на восстановление которого уходит много времени.
Таким образом, учитывая, что цена разнотипного геотермального теплового насоса довольно велика, следует перед покупкой оценить степень эффективности такого оборудования и его окупаемость. Также следует проанализировать, какой из видов подойдет для эксплуатации в конкретных условиях. Если площадь участка позволяет, то можно использовать вариант с горизонтально расположенным коллектором. В противном случае существует альтернативное решение – вертикальное исполнение.