Геотермальный тепловой насос: как он работает

Геотермальный тепловой насос (ГТН) – это высокоэффективная система отопления и охлаждения‚ использующая постоянную температуру земли для обогрева дома зимой и охлаждения летом. В отличие от традиционных систем‚ которые сжигают топливо для генерации тепла‚ ГТН использует возобновляемый источник энергии – геотермальную энергию.

Принцип работы

Работа ГТН основана на принципе теплового насоса‚ который переносит тепло из одного места в другое. В случае ГТН‚ тепло переносится из земли в дом зимой и из дома в землю летом. Система состоит из нескольких основных компонентов:

• Земляной теплообменник: Это сеть труб‚ закопанных в земле на глубине от нескольких метров до нескольких десятков метров. Эти трубы заполнены теплоносителем (обычно водно-гликолевой смесью)‚ который поглощает тепло из земли зимой и отдает тепло земле летом.
• Внутренний блок (тепловой насос): Это устройство‚ расположенное внутри дома‚ которое содержит компрессор‚ конденсатор‚ испаритель и расширительный клапан. Он использует хладагент для переноса тепла между теплообменником и системой отопления/охлаждения дома.
• Система отопления/охлаждения дома: Это может быть радиаторное отопление‚ теплый пол‚ система вентиляции с функцией кондиционирования и т.д.

Цикл работы зимой:

1. Теплоноситель в земляном теплообменнике поглощает тепло из земли.
2. Теплоноситель поступает во внутренний блок‚ где хладагент в испарителе поглощает тепло от теплоносителя и превращается в пар.
3. Компрессор сжимает пар‚ повышая его температуру и давление.
4. Горячий пар поступает в конденсатор‚ где отдает тепло системе отопления дома.
5. Охлажденный хладагент проходит через расширительный клапан‚ снижая его давление и температуру.
6. Цикл повторяется.

Цикл работы летом:

Процесс летом обратный. Тепло из дома переносится в землю через теплообменник. Хладагент поглощает тепло из дома‚ а затем отдает его земле.

Типы геотермальных тепловых насосов

Существует несколько типов ГТН‚ различающихся по типу земляного теплообменника:

• Горизонтальные теплообменники: Трубы укладываются горизонтально в траншеях на глубине около 1-2 метров.
• Вертикальные теплообменники (геотермальные скважины): Трубы забиваются в землю на глубину до 100 метров и более.
• Теплообменники в водоеме: Трубы устанавливаются в водоеме (озере‚ реке).

Преимущества ГТН

• Высокая эффективность: ГТН потребляют значительно меньше энергии‚ чем традиционные системы отопления и охлаждения.
• Экологичность: Используют возобновляемый источник энергии.
• Комфорт: Обеспечивают стабильную температуру в доме.
• Долговечность: Срок службы ГТН составляет несколько десятилетий.

Недостатки ГТН

• Высокая начальная стоимость: Установка ГТН требует значительных инвестиций.
• Сложность установки: Установка требует специальных знаний и оборудования.
• Зависимость от площади участка (для горизонтальных теплообменников): Для установки горизонтального теплообменника требуется достаточно большая площадь земли.