Геотермальные тепловые насосы являются отопительными устройствами,
которые в качестве источника тепла применяют тепло земли, подземных или
наземных грунтовых вод и т.д. Это оборудование эксплуатируется с середины XX столетия.
Сущность его работы заключается в использовании постоянной температур земли. За
счет того, что температура под землей отличается собственной неизменностью,
геотермальные насосы являются эффективными даже в самые сильные морозы.Воздух значительно подвергается
температурным сезонным колебаниям, а температура земли (глубина 0,5 м) остается неизменной на
протяжении всего года. Температура почвы, в зависимости от широты, может
изменяться в пределах от 7 до 21 градуса. В зимний период температура грунта
выше, чем воздуха, в летний – наоборот. Геотермальный
тепловой насос использует такую разницу, чтобы осуществить теплообмен с
землей благодаря специальному устройству.
Схема гидравлической системы внутри жилого дома.
На этой схеме детально показано, по какому принципу действует гидравлическая система, какие элементы в себя включает и как они между собой взаимосвязаны.
Классификация геотермальных насосов
Геотермальные системы классифицируются на несколько разновидностей, среди которых три (водоемная, вертикальная и горизонтальная) являются замкнутыми системами. Ещё один вид основан на открытом контуре. Следует отметить, что любая из таких систем отличается собственными достоинствами и недостатками. Наиболее подходящие конфигурации выбираются на основе конкретных климатических условий, состояния почвы, стоимости монтажа и т.д. Все четыре разновидности подходят как для коммерческого, так и для жилого сектора.
1. Геотермальный тепловой насос, оборудованный горизонтальным теплообменником. Этот тип считается наиболее экономичным. Он эффективен при наличии поверхности требуемой площади. Для его монтажа на глубине приблизительно полтора метра от поверхности земли следует прорыть специальные траншеи, куда горизонтально укладывают трубы. Стоит отметить, что траншеи нужно размещать на расстоянии одного - двух метров друг от друга.
2. Геотермальный тепловой насос, оснащенный вертикальным теплообменником. Для монтажа этой системы в земле на глубине до сотни метров бурятся скважины. Они располагаются на расстоянии пяти – десяти метров от близлежащих. В них опускаются две трубы, которые в самом низу объединяются друг с другом за счет U-образного колена, формируя петли. Вверху они соединяются с помощью горизонтальных трубок, которые укладываются в траншеи. Эксплуатация вертикальной системы считается целесообразной для твердого грунта, препятствующего монтаж горизонтальных систем. Кроме того, вертикальные системы нуждаются в меньшей длине труб, чем горизонтальные, однако, она считается более дорогой, так как цена ее установки подразумевает и стоимость буровых работ.
3. Геотермальные тепловые насосы с водоемным циклом. Эта разновидность замкнутой системы характеризуется повышенной экономичностью. На случай наличия довольно глубокого водоема, на дне размещаются трубы (кольцами), где осуществляется перекачка тепла. Стоит заметить, что к водоему выдвигаются определенные требования – его глубина и объем должны быть заранее определены.
4. Геотермальные тепловые насосы с открытым циклом. Эта функциональная и простая система используется в течение нескольких десятков лет. По сравнению с замкнутыми системами, здесь применяются грунтовые воды. Сущность работы установки заключается в следующем: из почвы выкачиваются грунтовые воды, проходят сквозь теплообменник, в возвращаются в почву охлажденном виде через иной колодец, находящийся в удалении от первого.
