Научи отговорите на често задаваните въпроси за геотермалните термопомпи Земя-Вода.

Термопомпите с топлоизточник земя или накратко Земя-Вода са едни от най-ефективните системи за отопление, охлаждане и топла вода, но малко познати. Те са сравнително нови и иновативни, затова има много въпросителни около тях.

Ще се опитаме да отговорим на почти всички въпроси за термопомпите Земя-Вода, които биха те интересували. Ако някой друг въпрос ти хрумне, НЕ се притеснявай да го зададеш в коментарите. Приятно четене!

Какво е термопомпа Земя-Вода или (геотермална термопомпа)?

Термопомпите с топлоизточник земята/повърхностния земен слой, са електрически системи за пренос на енергия (топлинна) от по-студена към по-топла зона/област. Те извличат енергия от възможно най-големия соларен колектор – Земята. Благодарение на сравнително постоянните температури (целогодишно) в плитки дълбочини, този тип термопомпи се характеризират с висока ефективност. Термопомпите Земя-Вода осигуряват отопление, охлаждане и топла вода (БГВ) за нуждите на дома, офиса или цяла сграда и то на възможно най-ниска цена, без вредни емисии и изключително природо съобразно. Защо се наричат Земя-Вода, защото отнемат топлинна енергия от земята/почвата и я пренасят чрез водна инсталация към отопляемата зона/помещение. В режим на охлаждане се случва точно обратното – отнемат топлинна енергия от стаите/помещенията (чрез водата) и я пренасят и отдават в земята.

Термопомпите Земя-Вода могат да се разделят на два основни вида с отворен и затворен колектор, тези колектори могат да се инсталират по три начина – хоризонтално, вертикално или в река/езеро. Кой точно вариант ще се избере зависи от няколко основни фактора:

наличие на свободно пространство за вкопаване на хоризонтален колектор;
вид и структура на почвата/скалите;
енергийните нужди на сградата;
близост на естествен водоизточник
и НЕ на последно място – пари.

Преценяването на тези основни параметри, ще помогне в избора за изграждане на най-оптимален вариант за колектор.

Затвореният тип колектори може да е в два варианта – от ПВЦ тръби с циркулираща вода или антифриз, или от медни тръби с циркулиращ хладилен агент.

Как роботи геотермалната термопомпа?

Всички видове термопомпи: Въздух-Вода, Вода-Вода и Земя-Вода, работят на един и същ принцип – транспортират топлинна енергия от по-студена към по-топла зона. Всички термопомпи консумират електрическа енергия (ток), НЕ за да произведат топлина, а за да транспортират “открадната” топлинна енергия от Природата в дома ни (в режим отопление). В режим охлаждане я (топлинната енергия) транспортират от дома ни в Природата. Това е и една от основните причини да са толкова ефективни, (средно 3-4 пъти повече от всякакъв вид електрически отоплители) – Защото возят енергия, а НЕ произвеждат такава!

През зимата в режим отопление:

Във вкопания колектор/серпентина, циркулира флуид, който поема енергия (топлина) от заобикалящата го среда (земя/почва) и я транспортира до термопомпата. В термопомпата се извършва отнемане на събраната енергия и разпределянето й към сградната отоплителна инсталация/система. Охладеният флуид постъпва пак в колектора/серпентината и отново започва да отнема енергия/топлина от почвата и да я отвежда до термопомпата и така цикълът се повтаря непрекъснато.

Отнетата чрез термопомпата енергия се насочва към вътрешната сградна отоплителна инсталация, където чрез тръби, радиатори или водни конвектори се отдава в помещенията и се осъществява отопление. Циркулиращият във вътрешната инсталация топлоносител (най-често – вода) отдава топлинна енергия през радиаторите, конвекторите или подовото отопление, при което понижава температурата си. След това по връщащите линии се насочва към термопомпата, където отново се зарежда с енергия (повишава температурата си) и пак отива към крайните топлоотдаващи елементи от системата. Цикълът се повтаря непрекъснато, докато има нужда от отопление.

Една от изходящите от термопомпата линии се свързва с бойлера, където през водна серпентина отдава енергия и затопля водата за битови нужди (БГВ) и се връща отново в термопомпата да зареди енергия и т.н.

През лятото в режим охлаждане:

През лятото се случва точно обратното, най-често в режим охлаждане се използват водни конвектори, циркулиращата хладна течност (вода) през тях, поема топлина от помещенията, при което ги охлажда. Отнетата енергия се отвежда до термопомпата, която от своя страна я насочва към вкопаната серпентина/колектор, където чрез циркулиращия флуид се отдава в околната среда/почвата. Така цикълът на охлаждане се повтаря постоянно, докато има нужда от охлаждане.

Най-големият плюс (позитив) на термопомпите в режим охлаждане е възможността за безплатна топла вода. Тъй като в този режим на работа, топлинната енергия е отпаден продукт. Т.е. вместо да я изхвърлим (отведем) в почвата, я отдаваме в бойлера, така хем се охлаждаме, хем си топлим водата за битови нужди.

Колко ефективна е термопомпата със земен източник?

Геотермалните термопомпи Земя-Вода са едни от най-ефективните жилищни отоплителни и охладителни системи, които се предлагат днес. Те могат да предложат ефективност при отопление от 50 до 70% по-висока в сравнение с други системи за отопление и охлаждане, и от 20 до 40% по-висока от стандартните климатици. Това директно се отразява на джоба ни, спестените сметки за отопление и охлаждане.

Може ли една такава система да осигури, както отоплението, така и охлаждането за един дом? А какво да кажем за подгряването на БГВ?

Термопомпените системи Земя-Вода, могат да бъдат в комбинация с отопление/охлаждане и подгряване на битова гореща вода. Може да преминете от един режим към друг с едно просто движение на стайния термостат. Някой термопомпи със земен източник, могат да ви спестят до 50% от сметките за подгряване на БГВ, благодарение на високия СОР (коефициент на трансформация) на термопомпата.

За да подгреете водата от 10°С входяща до 60°С в един бойлер от 100l са ви необходими 5,82kW.

Как се изчислява необходимата мощност за стопляне на водата:

Q = c_p m dT =(4.19 kJ/kg^oC) (100 kg) [(60 ^oC) – (10 ^oC)]=4.19x100x50=20950kJ, където: 1W=1J/1s (един Ват е равен на един Джаул за секунда)⇒ 20950kJ/3600s=5,82kW/h (това е количество топлинна енергия за загряване на бойлера)

Ако тази енергия идва само от елетрически нагревател, ще е: (5,82*0.18=1.05лв.)

Но ако тази енергия бъде генерирана в голямата си част от термопомпа, тоест загряваме водата в бойлера до 50°C, следва:

Q = c_p m dT =(4.19 kJ/kg^oC) (100 kg) [(50 ^oC) – (10 ^oC)]=4.19x100x40= 16760kJ = 4,65kW, които при COP 3 на термопомпата, ще бъдат генерирани от 1,55kW електрическа енергия.

За останалите 10°C, ще е необходимо:

Q = c_p m dT =(4.19 kJ/kg^oC) (100 kg) [(60 ^oC) – (50 ^oC)]=4.19x100x10= 4190kJ = 1,16kW генерирана директно от електрически нагревател със среден COP 1.

В този вариант на затопляне на водата в бойлера до 60 ^oC (с термопомпа и електрически нагревател), за необходимите 5,82kW, ще консумираме (1,55+1,16)= 2,71kW ел. енергия, което като пари ще бъде 0.49 лв.

От направените изчисления, може да изчислим регистрираната икономия (ефективност)

Само с елетрически нагрвател – 1.05 лв.

С термопомпа и електрически нагревател – 0.49 лв.

Икономия = 53%

Как да спечелим от сметките за ток и топла вода с обикновен електрически бойлер?

От колко пространство се нуждае една термопомпа със земен източник?

По-голямата част от цялостната инсталация на геотермална термопомпа Земя-Вода е под земята, имаме предвид необходимостта от голяма площ на колектора/серпентината. Вътрешното тяло на геотермалната термопомпа е малко и компактно, по-големи са само моделите с интегриран бойлер за БГВ. Мястото, което би заела в дома, НЕ е повече от всяка друга стандартна система за отопление (пелетно котле, камина с водна риза и др.)

Какъв е средният цикъл на живот на една геотермална термопомпа (Земя-Вода)?

Геотермалните термопомпи са издръжливи и с висока степен на надеждност. Термопомпите със земен източник имат малко механични компоненти, който се намират под земята. Всички движещи елементи се намират във вътрешното тяло на термопомпата, което се помещава в дома/сградата, това ги предпазва от външни влияния/условия. Вкопаната серпентина/колектор има средна продължителност на гаранцията над 50 години. А средната продължителност на скрол компресорите, е 25 години.

Колко са шумни термопомпите Земя-Вода?

Геотермалните термопомпи са много тихи, осигуряват приятна обстановка в и извън дома. Те нямат вентилатори, които да нарушават спокойствието на двора и в близост до къщата. Единствения шум идва от компресора които при добре изолирана вътрешна част почти не се чува. А в повечето случаи се намира в мазе или сервизно помещение, което напълно изолира шума от обитаемите площи.

Безопасни ли са термопомпите Земя Вода?

Геотермалните термопомпени системи са безопасни и защитени. При неизложено/неоткрито външно тяло, деца или домашни любимци, НЕ могат да се наранят или да провредят външното тяло. А що се отнася до вътрешното тяло, то се намира в обособено за него пространство/помещение във вашата къща, има опция за защита от деца и няма опасност от изгаряния и повреда.

Относно комфорта?

Геотермалните термопомпи имат най-висок коефициент на трансформация/ефективност в комбинация с водно подово отопление. А подовото отопление е най-комфортната система/инсталация за отопление, тъй като генерира консистентна и пропорционално разпределена топлина в цялото помещение. Липсват студени зони, разхождаш се върху затоплен под, няма усещане за студени крака и няма видими радиатори, конвектори, лири…

Колко ефективна е една такава система?

Вкопаните тръби със сондаж или навитите серпентини под почвата са едни от най-новите технически напредъци в сферата на термопомпомпите. Най-новите дизайни на термопомпите със земен източник, комбинират най-ефективното решение за отопление и охлаждане.

Могат ли тези системи да се използват в търговски и промишлени условия/сгради?

Да! Много внушителен брой термопомпи Земя-Вода се монтират в подобни сгради, вкопавайки серпентини в хоризонтален или вертикален изкоп. Това опростява контрола и балансира вътрешното натоварване – изискуемата енергия за климатизация на сградата.

Какви са предмиствата за един ОВК търговец?

Геотермалните термопомпени системи създават огромен пазар за преоборудването на стари системи за отопление, както и в оборудването на нови жилищни постройки. Има и достатъчно възможности за устойчив растеж в полза на търговеца и неговите служители. В допълнение, тези системи са относително без необходимост от поддръжка, която изисква само редовна профилактика и смяна на филтрите. Това означава по-малко поддръжка и обаждания за повреди. Няма външно съоражение, което да бъде повлияно и износено от околната среда.