Геотермальные тепловые насосы (ГТС), иногда называемые геообменными, связанными с землей, грунтовыми или водными тепловыми насосами, используются с конца 1940-х годов. Они используют относительно постоянную температуру Земли в качестве обменной среды вместо температуры наружного воздуха. Найти более подробную информацию можно здесь.

Об устройстве

Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные перепады температур-от палящей жары летом до минусовых холодов зимой, —на глубине нескольких футов под поверхностью земли температура остается относительно постоянной. В зависимости от широты температура грунта колеблется от 45°F (7°C) до 75°F (21°C). Как и в пещере, эта температура грунта зимой теплее, чем воздух над ней, и прохладнее, чем воздух летом. GHP использует преимущества этих более благоприятных температур для повышения эффективности за счет обмена теплом с землей через наземный теплообменник.

Как и любой тепловой насос, геотермальные и водяные тепловые насосы способны нагревать, охлаждать и, если они оснащены, снабжать дом горячей водой. Некоторые модели геотермальных систем доступны с двухскоростными компрессорами и регулируемыми вентиляторами для большего комфорта и экономии энергии. По сравнению с воздушными тепловыми насосами они более тихие, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.

Системы с замкнутым контуром

Большинство геотермальных тепловых насосов с замкнутым контуром циркулируют раствор антифриза по замкнутому контуру, обычно изготовленному из трубки из пластика высокой плотности, которая погружена в землю или погружена в воду. Теплообменник передает тепло между хладагентом в тепловом насосе и раствором антифриза в замкнутом контуре.

Один тип замкнутой системы, называемый прямым обменом, не использует теплообменник и вместо этого перекачивает хладагент по медной трубе, которая погружена в землю в горизонтальной или вертикальной конфигурации. Системы прямого обмена требуют большего компрессора и лучше всего работают на влажных почвах (иногда требуется дополнительное орошение для поддержания влажности почвы), но вам следует избегать установки на почвах, вызывающих коррозию медных труб. Поскольку эти системы обеспечивают циркуляцию хладагента через землю, местные экологические нормы могут запрещать их использование в некоторых местах.

Горизонтальная
Этот тип установки, как правило, наиболее экономичен для жилых помещений, особенно для нового строительства, где имеется достаточное количество земли. Для этого требуются траншеи глубиной не менее четырех футов. Наиболее распространенные схемы либо используют две трубы, одна из которых погружена на шесть футов, а другая на четыре фута, или две трубы, расположенные рядом на глубине пяти футов в земле в траншее шириной два фута. Метод обтягивающей трубы позволяет проводить больше труб в более короткой траншее, что сокращает затраты на установку и делает возможной горизонтальную установку в местах, где это не было бы при обычном горизонтальном применении.

Вертикальная
В крупных коммерческих зданиях и школах часто используются вертикальные системы, поскольку площадь земли, необходимая для горизонтальных петель, была бы непомерно большой. Вертикальные петли также используются там, где почва слишком мелкая для рытья траншей, и они сводят к минимуму помехи существующему ландшафтному дизайну. Для вертикальной системы отверстия (примерно четыре дюйма в диаметре) просверливаются на расстоянии около 20 футов друг от друга и глубиной от 100 до 400 футов. Две трубы, соединенные внизу U-образным изгибом, образующим петлю, вставляются в отверстие и затираются для повышения производительности. Вертикальные петли соединены с горизонтальной трубой (т. е. коллектором), размещены в траншеях и подключены к тепловому насосу в здании.