Геотермальні теплові насоси відносяться до альтернативних джерел енергії, так як функціонують не так на добувається паливі, а на поновлюваних природних ресурсах. Залежно від моделі пристрій цього роду може забирати тепло з грунтових вод або грунту. Але інтенсивність цього процесу не настільки велика, як хотілося б. Саме тому геотермальні теплові насоси діють на досить великих площах або на достатній глибині занурення колектора.
Призначення і область застосування Принцип дії такої техніки в чому схожий з тим, як працює холодильний апарат або кондиціонер. Однак на відміну від названих пристроїв геотермальні теплові насоси забирають тепло «ззовні», тобто за межами обслуговується об'єкта. При цьому отримана енергія спрямовується на забезпечення різних потреб приміщення, будь то гаряче водопостачання або опалення.
Геотермальні теплові насоси можуть працювати з різним ступенем ефективності, що визначається їх виконанням і особливостями конструкції. В якості джерела теплової енергії може виступати грунт або грунтова вода. Відповідно, в різних випадках колектор (елемент для забору тепла) діятиме при різних умовах. Геотермальні теплові різнотипні насоси можуть задіятися для організації системи опалення, як приватних будинків, так і цивільних або промислових об'єктів.
Переваги та недоліки Збір тепла з джерела відбувається за допомогою колектора, який розташовується в грунті або воді. Передається отримана енергія за допомогою спеціальної речовини, яка містить в собі трубопровід. Геотермальний тепловий насос при безпосередній участі колектора стискає газ (холодоагент), що призводить до виділення тепла. У випарнику відбувається зниження температури холодоагенту, а виділяється при цьому тепло спрямовується на вирішення завдань з опалення та гарячого водопостачання об'єкта. Охолоджена рідина знову потрапляє в колектор, звідки цикл повторюється.
Геотермальний тепловий насос зустрічається в різних виконаннях: 1. Відкритий варіант - передбачає повернення використовується як теплоносій по системі води назад в грунт. Однак геотермальний тепловий насос такого виду має істотний недолік - необхідність використання виключно чистої води в досить великих кількостях. 2. Геотермальний тепловий насос в закритому виконанні задіє рідина, яка циркулює лише по створеному контуру системи, не виходячи за його рамки. Даний вид техніки зустрічається в декількох варіантах: геотермальні теплові горизонтальні насоси, вертикальні, водні та з прямим теплообміном.
Кожне виконання має свої переваги і недоліки. Особливістю першого з названих є зручність установки колектора - на незначній глибині (від 1,2 м нижче поверхні, що визначається глибиною промерзання грунту). Проте головний мінус, яким характеризуються геотермальні горизонтальні теплові насоси, є необхідність використання великих площ, які відводяться під установку колектора, тому що цей елемент зазвичай являє собою розводку комунікацій.
Геотермальні вертикальні теплові насоси функціонують на базі колектора, який розташовується вертикально на глибині до 200 м. Даний вид техніки використовується як раз в тому випадку, коли немає можливості виділити велику ділянку під установку обладнання. Геотермальні теплові водні насоси використовують тепло, яке забирає колектор від водойми. При цьому даний вузол розташовується на дні озера, ставка чи річки. Така техніка, як геотермальний різнотипний тепловий насос, має ряд істотних переваг: • Економічність, так як для роботи використовуються природні ресурси; • Відсутність шуму; • Безпека об'єкта, тому що при установці системи не використовуються пожежонебезпечні елементи; • Геотермальний тепловий різнотипний насос нешкідливий для навколишнього середовища, так як не продукує шкідливих речовин; • Можливість використовувати таку техніку не тільки для опалення, але ще й як кондиціонера в літній час; • Роботою геотермальних теплових опалювальних насосів управляє автоматика, що підвищує рівень надійності системи; • Незважаючи на великі розміри колектора, який розташовується за межами обслуговується об'єкта, безпосередньо самі геотермальні теплові насоси для опалення мають компактні габарити.
Але у таких систем є і свої недоліки. Наприклад, досить велика вартість, внаслідок чого геотермальний різнотипний тепловий насос окупиться нескоро (через 5-10 років). А середній термін служби складає близько 15 років. Ще один мінус - обмежені умови експлуатації. Так, звичайно при температурі, що перевищує -20 градусів, пристрій функціонує в режимі електрообігріву.
Огляд моделей і середня ціна Геотермальні теплові насоси для систем опалення відносяться до високої цінової категорії. Вартість такого обладнання обчислюється кількома сотнями тисяч рублів. Наприклад, пристрій німецького виробника Vaillant geo THERM VWS 61/3 обійдеться приблизно в 330 000 руб. Споживана потужність становить 1,3 кВт, а от теплова потужність помітно вище - 6,1 кВт. Чим більше різниця між цими двома параметрами, тим вища ефективність такого обладнання. Даний варіант подає на вихід до споживача воду температурою до 62 градусів. Конструкцією передбачений лічильник енергії, отриманої ззовні, а також можливість підключення підводок вертикально і горизонтально.
Чим вище споживана та теплова потужності, якими характеризується геотермальний тепловий насос, тим вище ціна такого обладнання. Так, пристрій цього ж виробника з такими параметрами, відповідно: 3,6 і 17,4 кВт, обійдеться приблизно в 450 000 руб. Інший популярний виробник - NIBE, зокрема, виконання F1145-6. Вихідна теплова потужність такого пристрою становить 6,3 кВт. А ось модель F1330-60 характеризується підвищеною продуктивністю, так як відзначається велика різниця між значеннями споживаної і вихідний теплової потужності: 13,8 і 60,6 кВт.
Оцінка користувачів Якщо розглядається геотермальний тепловий насос, то купити його можна в різних варіантах: з горизонтально або вертикально розташованим колектором. Однак у кожному разі на практиці у міру використання відзначається зниження рівня продуктивності такого обладнання. Це обумовлено інтенсивним парканом тепла від природних джерел (грунт, вода), а відновлення температури відбувається помітно повільніше.
Тому не завжди результат виправдовує очікування, коли мова заходить про такому обладнанні. Наголошується, що при горизонтальному розташуванні колектора швидка втрата тепла грунтом або водою компенсується таким явищем, як сонячна інсоляція (поглинання поверхнею природного випромінювання). Однак шари грунту нижче глибини промерзання стають помітно холодніше, і утворюється так звані «холодні мішки»: інсоляція відбувається на поверхневих шарах грунту, а нижче рівня проникнення тепла від сонячного випромінювання відбувається інтенсивний паркан тепла від природних ресурсів, на відновлення якого йде багато часу.
Таким чином, враховуючи, що ціна різнотипного геотермального теплового насоса досить велика, слід перед покупкою оцінити ступінь ефективності такого обладнання та його окупність. Також слід проаналізувати, який з видів підійде для експлуатації в конкретних умовах. Якщо площа ділянки дозволяє, то можна використовувати варіант з горизонтально розташованим колектором. В іншому випадку існує альтернативне рішення - вертикальне виконання.
