Правило эффективной работы теплового насоса

Производительность теплового насоса (ТН) во многом зависит от разности температур между температурой на приемной стороне ТН от низкотемпературного источника (грунт, вода, воздух и др.) и температурой теплоносителя системы отопления. Чем меньше разница, тем выше коэффициент мощности ТН.

Температура источника тепла геотермального теплового насоса

Температура земли независимо от сезонных колебаний на глубине более 15м от поверхности - около 10 градусов С. Кроме того, она увеличивается в среднем на 3 градуса на каждые 100м глубины. Температура источника тепла вблизи к поверхности земли не устойчива. Это влияет на экономический показатель работы ТН. Поэтому, номинальная тепловая мощность ТН с вертикальными грунтовыми зондами выше, чем с коллекторным расположением. Чем больше разница между температурой источника тепла и температурой теплоносителя в нагревателе ТН, тем больше потребление энергии тепловым насосом. От правильного подбора геотермального зонда зависит экономичность работы теплового насоса.

Коэффициент мощности

Мощность нагрева геотермального ТН имеет две составляющих - тепло, извлекаемое из почвы (так называемая мощность охлаждения), и движущая энергия компрессора, которая возникает как энергия трения молекул. На диаграмме показана зависимость коэффициента мощности (это отношение теплопроизводительности к затраченной электрической мощности) от возможных температур теплоносителя –для  Т=35°С (теплые полы) и Т=55°С (радиаторы). Например, воздушный насос при температуре окружающей атмосферы около -5°С имеет коэффициент от 2.6 до 4. Тепловой насос вода-вода при тех же условиях имеет коэффициент полезного действия на уровне от 3,9 до 5,8. Эти значения теоретические, так как очень многие факторы влияют на коэффициент мощности. Тем не менее, преимущество геотермальных тепловых насосов очевидно. Если рассматривать правильно спланированную систему геотермальных зондов (вертикальных) - это источник тепла с температурой выше 0°С, поэтому мощность теплового насоса будет выше, чем та которая использует геотермальное тепло горизонтальных коллекторов.

Кстати: По сравнению с другими источниками тепла, использовать тепловые насосы с геотермальными зондами можно круглогодично. Геотермальный источник не иссякаем, и имеет постоянную температуру. Зимой геотермальный тепловой насос вырабатывает тепло, летом прохладу. Это имеет очевидное преимущество с точки зрения энергопотребления и коэффициента эффективности.

Более глубокие, более эффективные

На заводской табличке теплового насоса указывается информация, об источниках тепла и температурах, при которых тепловой насос работает с номинальной тепловой мощностью. Так, в названии тепловых насосов фирмы Vaillant указано назначение L = воздух, W = вода, B= геотермальный. Например: "B0/W35" является геотермальным тепловым насосом, использующим воду в качестве теплоносителя. "0" означает, что расчетная температура источника от 0 ° C, рассол. "35" является температурой подачи воды в контур отопления. Следовательно, тепловой насос предназначен для работы с теплыми полами. 
На графике рабочих характеристик теплового насоса видно, что геотермальный тепловой насос с номинальной мощность 6 кВт при использовании рассола температурой 7 ° С и напольного отопления на самом деле выдаст мощность в 7,8 кВт. Эти значения теоретические и результат может быть меньше на 20-25%.
На основании изложенного, мы советуем добиваться большей глубины бурения. Таким образом, тепловой насос может быть меньших размеров и потребляемой мощности. При этом снижаются эксплуатационные расходы, и увеличивается срок службы геотермального зонда (в связи с необходимостью применения устройства более надежной конструкции зонда).

Коротко: При более высоких температурах источника тепловой насос может быть меньшей мощности, и, следовательно, дешевле. Высокая температура источника имеет позитивное влияние на эффективность, производительность и эксплуатационные расходы. Температура грунтовых теплообменников увеличивается с глубиной: чем глубже скважина, тем лучше работает геотермальный зонд.