Геотермальное отопление. Тепловые насосы для отопления и горячего водоснабжения

  

Для проживания в любом доме необходимо чтобы дом был оборудован системой отопления. Но тогда встает вопрос, что будет источником тепловой энергии для вашей системы отопления.  Если ваш населенный пункт газифицирован, то конечно на сегодняшний день наиболее экономичный вариант - это установка газового котла. А что делать если газа нет? Тогда необходимо выбирать в качестве источника тепла следующие варианты: твердое топливо (дрова, уголь, пелеты), жидкое топливо (дизель, печное), отопление электроэнергией, геотермальное отопление (отопление тепловым насосом).  Из всех этих вариантов наиболее предпочтительной является система отопления, где в качестве источника тепла используется геотермальный насос. Начальные вложения денежных средств в такую систему отопления достаточно велики, но зато в дальнейшем вы получаете пожалуй самые минимальные эксплуатационные затраты на отопление и горячее водоснабжение по сравнению с остальными вариантами, экологическую чистоту, пожаробезопасность, автоматизацию. Так что же из себя представляют тепловые насосы для отопления и откуда они могут  черпать  тепловую энергию для отопления вашего дома?

Солнце и тепло этой звезды  - это, пожалуй, наибольший тепловой источник, который  предоставила сама природа. Энергия солнца, является прекрасным источником тепла, поскольку он полностью безопасен для экологии и является бесплатным. Горячее солнце вырабатывает огромное количество энергии и посылает его на Землю, где земная кора поглощает это тепло.

Земная кора имеет 2 основных источника тепла: от Солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В недрах же Земли температура увеличивается с 1300 град С. в верхней мантии до  температуры 3700 град С. в центре земного ядра. В земной коре различают 3 температурных зоны:

 1) переменных температур;

 2) постоянных температур;

3) зона нарастания температуры.

Изменение температур в зоне переменных температур определяется климатом местности, но годовые (сезонные) колебания температур затухают уже на глубине 20-30 метров и начинается зона постоянных температур, ниже зоны постоянных температур начинается зона нарастания температуры.

Именно тепло земной коры и использует геотермальный насос (грунт-вода) для своей работы, ведь примерно 75% необходимой для отопления энергии тепловое устройство берет из грунта и грунтовых вод, не совершая никаких выбросов в окружающую среду, остальные 25% достигаются за счет использования электроэнергии, что также безопасно для экологии.

Грунт - это, пожалуй, наиболее универсальный источник рассеянного тепла. Он аккумулирует солнечную энергию и круглый год подогревается от земного ядра. При этом он всегда "под ногами" и способен отдавать тепло вне зависимости от погоды. Ведь практически в любой мороз для условий Беларуси на глубине 1 метр температура грунта выше нуля, а уже на глубине  5-7 м температура практически постоянна в течение всего года и составляет 5-8°С. Это очень подходящие условия для работы ТН. Более того, в верхних слоях земли минимум температуры достигается на пару месяцев позже пика морозов - нужда в интенсивном обогреве к этому времени уменьшается. В целом же грунт довольно надежно поставляет тепло. Необходимая энергия собирается теплообменником, заглубленным в землю, и аккумулируется в носителе, который затем насосом подается в испаритель ТН и возвращается обратно за новой порцией тепла. В качестве такого переносчика энергии используют незамерзающую экологически безвредную жидкость (ее называют также "рассолом" или антифризом). Это может быть тридцатипроцентный водный раствор  пропиленгликоля.

Достаточно часто в качестве источника тепловой энергии  тепловые насосы  используют воду.   Наиболее ярким примером таких машин  считается тепловой насос (Вода-Вода). Они в прямом смысле этого слова вычленяют то тепло, которое содержится в грунтовых водах или водах окружающих наземных водоемов, и перекачивают его в системы отопления для того, чтобы в доме было тепло. Стоит отметить, что природная вода стала использоваться для отопления дома после того, как исследованиями было доказано, что в течение года температура воды на глубине остается стабильной. Благодаря этому обогрев дома с помощью воды достаточно долгое время не теряет своих позиций и остается достаточно успешным методом отопления домов.

Еще одним источником тепловой энергии, который можно использовать для отопления вашего дома с помощью теплового насоса  является воздух.  Воздух нагреваясь от земной коры  представляет собой  поистине неисчерпаемый источник тепловой  энергии, а современные тепловые насосы (Воздух-Вода) с достаточно большой эффективностью работают до температур наружного воздуха -15 град С, а некоторые модели даже до -25  град С. Учитывая, что для условий  Беларуси  такие низкие температуры воздуха держатся в среднем до 10-20 дней в течении года, то вариант отопления с применением воздушного теплового насоса выглядит довольно привлекательным  с точки зрения начальных вложений ( нет дорогостоящих  земляных работ и работ по бурению скважин) , однако такие тепловые насосы несколько проигрывают грунтовым по годовой эффективности работы.

Ну и в заключении хотелось бы сказать, что  какой бы тип теплового насоса вы не выбрали, вы получите очень надежную, долговечную, экономичную в эксплуатации систему отопления дома, которая независимо от участия человека будет снабжать ваш дом отоплением и горячей водой в нужном объеме и без перебоев.