Грунтові (геліотермальні) теплові насоси

Грунтові або геотермальні теплові насоси – це повноцінна заміна звичайним системам теплопостачання і кондиціонування. Використовуючи тепло землі, вони служать джерелом тепла для обігріву приміщення і підігріву гарячої води.
Накопичувачами тепла для геотермального теплового насоса служать вода (свердловини, водойми) і земля (ґрунт і скельні породи). Ці джерела мають завжди, як правило, позитивну температуру, тому ефективність геотермального теплового насоса не зменшується у холодну пору року.

Інша назва цих насосів – земляні теплові насоси. Їх, без перебільшення, можна назвати екологічно чистими опалювальними приладами нового покоління. Грунтові насоси призначені не тільки опалювати приміщення, але і значно знизити витрати на опалення житла. Геотермальні теплові насоси успішно використовуються в системах антиобмерзання, а також для підігріву басейнів або зимових садів.

Принцип роботи теплонасосів ґрунт-вода полягає в отриманні енергії навколишнього середовища і передачі цієї енергії через теплообмінник у систему опалення або гарячого водопостачання. Як теплосбірник використовується система труб (горизонтальна або вертикальна), що пролягає у товщі ґрунту недалеко від об’єкта, що обігрівається. Труби заповнені незамерзаючої рідиною (фреоном), яка в процесі циркуляції збирає тепло грунту і передає її ґрунтовому теплового насосу.

 

Грунтові насоси, у порівнянні з повітряними і водяними, мають деякі переваги:

• Економічність (на отримання 5 кВт теплової енергії витрачається всього 1 кВт електроенергії);
• Сталість температури ґрунту (на глибині 15-20 м), незалежно від пори року;
• Не псують зовнішній вигляд ділянки, не перешкоджають росту рослин.

 

Система опалення на основі геотермальних теплових насосів складається з:

• Трубопровода у ґрунті, заповненого незамерзаючою рідиною;
• Випарника, в якому відбувається передача тепла і випаровування рідини;
• Компресора, який стискає пар, у результаті чого підвищується його температура;
• Теплообмінника, де відбувається передача тепла безпосередньо до системи опалення або ГВП (тут же пара охолоджується, конденсується, повертається у випарник і проходить цикл заново).

Модельний ряд грунтових насосів HEWALEX WKE від 10 до 16 кВт.

 

Робота теплового насоса відбувається наступним чином:

• До колектора подається незамерзаюча суміш – це може бути вода зі спиртом, соляний розчин або гліколева суміш – яка поглинає теплову енергію і транспортує її до насоса.
• У випарнику енергія переходить до холодоагенту (речовини з низькою температурою кипіння) від чого останній закипає і перетворюється на пару.
• Компресор збільшує його тиск, а, отже, підвищується і температура.
• Через конденсатор теплова енергія передається теплоносію внутрішньобудинкової системи опалення, а холодоагент додатково охолоджується для «вичавлення» тепла, що залишилося, переходить у рідкий стан і відправляється назад до колектора.

Далі процес повторюється за тією ж схемою.