Принцип роботи грунтового теплового насоса
Власникам приватних будинків в Україні добре відомі твердопаливні та газові котли. Їх принцип дії простий і зрозумілий: спалюється певний вид палива і будинок отримує теплову енергію. Але як працює альтернатива для котлів - теплові насоси, знають не всі.
Тепловий насос працює за принципом «відбору» тепла зовнішнього середовища для опалення житла та підігріву води. Основні типи теплових насосів - повітряні і грунтові. Повітряні теплові насоси відбирають тепло з повітря, але мають низький ККД. Грунтові (геотермальні) теплові насоси є більш ефективними відбирають тепло у землі або грунтових вод. Одна його частина вкопана в землю, інша розміщується в будинку. Його завдання - взяти теплову енергію з одного місця і перенести її в інше за допомогою спеціальної рідини (антифризу). Охолоджена рідина потрапляє в зовнішнє середовище і нагрівається на кілька градусів. Після цього повертається в основний робочий тіло теплового насоса, потрапляє в компресор і віддає теплову енергію, при цьому остигаючи. Остившая рідина робить повторний круг, щоб знову нагрітися, а отримане тепло використовується для обігріву будинку.
Робота теплового насоса базується на принципах циклу Карно, який був описаний в його дисертації ще в далекому 1824 році. Практичне використання цього циклу була запропоновано лордом Кальвіном в 1828 році.
Перед установкою теплового насоса в будинку спочатку необхідно розрахувати теплові втрати житла. Після цього підбирається відповідне обладнання і розраховується оптимальна кількість свердловин під тепловий насос. Кожна свердловина може дати певну кількість теплової енергії. Для свердловини теплового насоса глибиною 50 метрів це буде близько 3-4 кіловат.
Геотермальний тепловий насос може бути використаний як для опалення будинку, так і для підігріву води, а також охолодження житла влітку.
Функціонування ґрунтових теплових насосів (їх ще маркують, як використовують систему «земля-вода») не залежить від сезону, так як температура повітря на глибині 50 метрів ніколи не опускається нижче позначки в 5-6 градусів. Повітряні теплові насоси (система «повітря-вода»), втрачають свою ефективність вже при температурі мінус 5 градусів за Цельсієм.
Ціни на теплові насоси залежать від їх потужності. Але загальний принцип ціноутворення такий, що 1 Кіловат енергії обійдеться приблизно в 1 тис. Доларів.
Термін окупності подібних систем - 5-6 років. Відносно економічності можна сказати, що опалення за допомогою теплового насоса в порівнянні з газовим опаленням дешевше приблизно в 3 рази. Для прикладу можна взяти добре утеплений будинок площею 200-220 метрів. При використанні теплового насоса в 12 кіловат в найхолодніший період зими за місяць власник витратить на опалення 1,5-1,7 тисяч гривень. Якби опалення забезпечувалося з використанням газу, сума була б на рівні 5-6 тисяч гривень.