Тепловий насос типу розсіл/вода: отримання енергії з глибини Землі

Земля – найбільше та найважливіше джерело енергії. На певній глибині ґрунт має температуру близько десяти градусів за Цельсієм. В порівнянні з повітрям температура ґрунту постійна. Це означає, що при промерзанні верхнього шару землі, геотермальні теплові насоси можуть працювати ефективно, оскільки різниця між джерелом тепла та температурою подавальної магістралі залишається відносно низькою навіть взимку.

Принцип дії теплового насоса розсіл-вода

Розсільно-водяний тепловий насос працює за тим же принципом, що і всі інші теплові насоси: спочатку теплота відбирається з ґрунту, а потім передається холодоагенту. Відбувається процес випаровування та стиснення холодоагенту в компресорі. Це підвищує не тільки його тиск, а й температуру. Отримане тепло поглинається теплообмінником (конденсатором) і направляється в систему опалення. 

Тепловий насос для отримання теплової енергії з ґрунту (через колектор)

Тепловий насос розсіл/вода

[1] Тепловий насос Vitocal
[2] Ємнісний водонагрівач
[3] Буферна ємність для гарячої води

Можливості використання тепла ґрунту

Геотермальна енергія може бути отримана двома способами: через колектори, які закладені біля поверхні, або через ґрунтові зонди, які проникають у землю глибиною до 100 метрів

Колектори, що прокладаються під землею

Колектори являють собою горизонтальні трубки, прокладені у вигляді змійовика під землею, нижче лінії промерзання ґрунту. Глибина залягання 1-2 м від поверхні землі. У трубній системі циркулює морозостійка рідина, яка поглинає теплову енергію і переносить її до теплообмінника. Розміри колектора залежать, окрім інших факторів, потреби в теплі будинку. На практиці його площа в 1,5-2 рази більша, ніж площа опалюваних приміщень.

Земельні колектори поглинають теплову енергію з приповерхневої зони. Земля отримує енергію завдяки сонячним променям та дощовій воді. Тому ґрунт відіграє важливу роль в процесі отримання тепла. Не рекомендується розташовувати будь-які об’єкти на ділянці, під якою розміщені колектори, чи асфальтувати її. 

Ґрунтові зонди – тепло від більш глибоких шарів Землі

Альтернативою колекторам є геотермальні зонди. За допомогою отворів геотермальні зонди вставляються вертикально або під кутом в землю. Розсіл, що протікає у вертикальних трубках, відбирає тепло на глибині від 40 до 100 м та направляється до теплообмінника. Оскільки температура протягом року залишається постійною на глибині близько десяти метрів, то земляні зонди працюють ефективно навіть при дуже низьких температурах повітря. Крім того, вони потребують невеликих площ у порівнянні з колекторами і можуть виконувати функцію охолодження влітку. Глибина зонду залежить від необхідної потужності і теплопровідності ґрунту. Свердловини, які розташовані на глибіні більше 100 м, завжди потребують дозволу, бо можуть мати контакт з підземними водами.
 

Дозвіл на свердловину

Якщо власник будинку хоче використовувати для розсільно-водяного теплового насоса ґрунтові зонди, він має отримати офіційний дозвіл від відповідних органів. Оскільки вимоги можуть відрізнятися залежно від регіону, подробиці треба з'ясувати заздалегідь. 

На відміну від геотермальних зондів, для встановлення колекторів дозвіл не потрібний. Експерти рекомендують погодити проект з відповідними адміністративними органами, щоб з'ясувати можливість його виконання та економічний ефект. Це дозволить уникнути зайвих витрат. Такий запит є безкоштовним і може бути наданий по телефону.

 

Переваги

Використання геотермального теплового насоса має численні переваги. Найважливіші з них:

  • Безкоштовне джерело тепла, доступне в будь-який час доби
  • Ефективна робота завдяки постійній високій температурі навіть взимку
  • Використання влітку для охолодження (див. Natural Cooling)
  • для Європи: високі державні субсидії

Теплові насоси розсіл-вода

Теплові насоси розсіл-вода в якості основного джерела енергії використовують ґрунт, за посередництвом ґрунтових колекторів або ґрунтових зондів. Якщо доступним джерелом тепла є вода, застосовуються теплові насоси вода/вода.