Інвестиції в геотермальний тепловий насос також означають інвестиції в майбутнє. Це пов'язано з тим, що геотермальні колектори та зонди мають дуже довгий термін служби. Агрегати також надзвичайно прості в обслуговуванні, оскільки в них встановлено лише кілька рухомих компонентів. Планування та встановлення зазвичай виконує підрядник, який займається опаленням, тому безпечна експлуатація гарантується з самого початку.
Тепловий насос розсіл-вода - функції, переваги
Земля є величезним, майже невичерпним накопичувачем тепла і водночас одним з найважливіших джерел тепла. З певної глибини земля має базову температуру близько десяти градусів за Цельсієм. У порівнянні з навколишнім повітрям, ця температура є дуже постійною. Це означає, що навіть якщо верхній шар землі покривається льодом, геотермальні теплові насоси можуть продовжувати ефективно працювати, оскільки різниця між температурою джерела тепла і температурою потоку залишається відносно невеликою, навіть взимку.
Як працює тепловий насос на основі розсолу-води
Як і всі інші теплові насоси, тепловий насос на основі розсолу/води працює за тим же принципом: Спочатку теплова енергія витягується з землі, а потім передається холодоагенту. Він випаровується і додатково стискається за допомогою компресора. Це не тільки підвищує його тиск, але й температуру. Отримане тепло поглинається теплообмінником (конденсатором) і передається в систему опалення. Детально про те, як відбувається цей процес, ви можете дізнатися в статті Як працює тепловий насос
В принципі, геотермальне тепло можна видобувати за допомогою геотермального теплового насоса двома способами: або за допомогою геотермальних колекторів, які прокладаються близько до поверхні, або за допомогою геотермальних зондів, які проникають в землю на глибину до 100 метрів. Ми розглянемо обидва варіанти в наступних розділах.
Вдома у Арнда Пайффера в долині Тегернзее
Арнд Пайффер прагне досконалості. Тож цілком природно, що біатлоніст звернувся до свого спонсорського партнера компанії Viessmann з проханням спроектувати та встановити інноваційні технології - тепловий насос, фотоелектричну систему та накопичувач енергії - для енергозабезпечення свого нового будинку.
Геотермальні колектори прокладаються під землею
Для вилучення геотермального тепла система труб прокладається горизонтально і змієподібно нижче лінії замерзання. Глибина залягання становить близько одного-двох метрів під поверхнею газону або ґрунту. У системі труб циркулює розсіл з морозостійкої рідини, який поглинає теплову енергію і передає її теплообміннику. Розмір необхідної площі колектора залежить, серед іншого, від потреби будівлі в теплі. На практиці вона в 1,5-2 рази перевищує площу, яку потрібно опалювати. Геотермальні колектори поглинають теплову енергію з поверхні землі. Джерелом енергії є сонячне випромінювання та дощова вода. Отже, стан ґрунту відіграє вирішальну роль в енергетичній віддачі колекторів. Важливо, щоб ділянка над системою труб не була заасфальтована або забудована. Більше про те, що потрібно враховувати при прокладанні геотермальних колекторів, ви можете прочитати в статті Геотермальні колектори для теплових насосів на розсолі/воді.
Тепловий насос розсіл-вода
[1] Тепловий насос розсіл-вода Vitocal
[2] Бак-акумулятор ГВП
[3] Буферний накопичувач опалювальної води
Геотермальні зонди видобувають тепло з глибинних шарів землі
Альтернативою геотермальним колекторам є зонди. За допомогою свердловин геотермальні зонди занурюються в землю вертикально або під кутом. Через нього також протікає сольовий розчин, який поглинає геотермальне тепло на глибині від 40 до 100 метрів і передає його до теплообмінника. На глибині близько десяти метрів температура залишається постійною цілий рік, тому геотермальні зонди ефективно працюють навіть при дуже низьких зовнішніх температурах. Вони також займають мало місця порівняно з геотермальними колекторами і можуть використовуватися для охолодження влітку. Глибина свердловини також залежить від потреби в теплі та теплопровідності ґрунту. Оскільки в свердловині глибиною до 100 метрів проникає кілька водоносних шарів, на буріння свердловин завжди необхідно отримувати дозвіл.
Тепло з землі (зонд)
[1] Тепловий насос Vitocal
[2] Бак-акумулятор ГВП
[3] Буферний накопичувач опалювальної води
Переваги теплового насосу на основі розсолу-води
Існує багато способів поєднати приємне з корисним. Одним з них є використання теплового насосу на основі розсолу/води. Завдяки використанню геотермальної енергії, тепловий насос на основі розсолу/води є ефективним засобом опалення. Геотермальна енергія - це теплова енергія, доступна під поверхнею землі, яка може бути використана як джерело тепла для ґрунтового теплового насоса.
У теплі літні місяці соляний/водяний тепловий насос можна також використовувати для помірного опалення. За допомогою цієї функції тепло приміщення передається до системи геотермальних зондів через підлогу з підігрівом. Потім земля зберігає тепло, щоб його можна було використовувати в наступному опалювальному періоді. У цьому режимі працюють тільки циркуляційний насос і блок управління, що робить природне охолодження енергозберігаючим і економічно ефективним методом охолодження будівель. Детально цей процес описано в розділі "Природне та активне охолодження".
Окрім економічних переваг, існує багато екологічних причин для використання геотермального теплового насоса. Це пов'язано з тим, що енергія, необхідна для опалення, з одного боку, не впливає на клімат, а з іншого - доступна безпосередньо під вашим будинком. Повністю усуваються довгі та інтенсивні з точки зору викидів CO₂ транспортні маршрути. Використання геотермальної енергії також означає зменшення шкідливих викидів CO₂. У порівнянні з газовими або мазутними системами опалення, до 90 відсотків менше димових газів досягає озонового шару.
Робота теплового насоса на основі розсолу/води має ще один позитивний ефект на додаток до вже згаданих переваг: Експерти вбачають тут великий потенціал для досягнення кліматичних цілей, встановлених німецьким урядом. Ключовим терміном тут є "об'єднання секторів", тобто злиття ринків електроенергії та опалення. Підґрунтям для такого бачення є постійно зростаюча частка екологічно чистої електроенергії. Вітрові та фотоелектричні системи вже виробляють стільки електроенергії, що їх доводиться тимчасово відключати, щоб не дестабілізувати енергосистему. Багато експертів прагнуть знайти способи використання цієї надлишкової енергії за допомогою теплових насосів.
Використання ґрунтового теплового насоса від Viessmann має багато переваг. Серед найважливіших з них
- Безкоштовне джерело тепла, доступне в будь-який час доби
- Ефективна робота навіть взимку завдяки постійній високій температурі
- Можливість використання для природного охолодження влітку
- Зменшення викидів CO₂
Теплові насоси розсіл-вода для комерційного використання та державних установ
Теплові насоси на розсіл-вода використовують землю як основне джерело енергії. Це відбувається за допомогою геотермальних колекторів або геотермальних зондів, які вставляються в землю для вилучення тепла, що міститься в ній. Теплові насоси на основі розсолу/води для комерційного та місцевого використання характеризуються екологічною відповідальністю і значно знижують витрати на виробництво теплової енергії та гарячої води для побутових потреб.
