Тепловой насос земля вода
Тепловой насос земля-вода — это геотермальная установка, которая забирает тепло грунта через уложенный в землю контур с незамерзающей жидкостью и передаёт его в систему отопления дома. Три сотки свободной земли или две скважины по 80 метров — с этой развилки начинается каждый проект геотермального отопления. Зимой на глубине 1,5 м грунт в Киевской области держит около 0…+3 °C, а на отметке 100 м — стабильные 9–11 °C круглый год. Этот запас тепла и использует тепловой насос земля-вода: незамерзающая жидкость в замкнутом контуре снимает с породы несколько градусов и отдаёт их испарителю. Агрегат компактен и стоит в котельной, а результат определяет контур.
Температура грунта зимой: главный аргумент в пользу земли
Грунт на глубине 1,2–1,5 м реагирует на похолодание с задержкой в два-три месяца: самые низкие значения фиксируют в феврале — марте, когда сезон уже подходит к концу. Ниже 15–20 м колебания исчезают совсем — температура держится на уровне +9…+11 °C круглый год.
Контур с такой глубины даёт компрессору ровные условия: без оттаивания испарителя, без просадки мощности в мороз и без постоянного догревателя. Сезонный коэффициент преобразования грунтовых машин держится на уровне 4–5.
У воздушного насоса всё наоборот: мощность падает именно тогда, когда дом потребляет максимум. Плата за стабильность — внешний контур, которого у воздушных машин нет. Если участок под него не подходит, варианты сравнивают не по каталожному COP, а по полной стоимости системы.
Сколько места занимает грунтовый контур на участке
Под агрегат достаточно части котельной — примерно как под бытовой холодильник. Вопрос площади касается контура, и здесь есть два рабочих варианта.
| Параметр | Горизонтальный коллектор | Вертикальные скважины |
|---|---|---|
| Глубина заложения | 1,2–1,5 м, ниже глубины промерзания | 80–150 м |
| Удельный теплосъём | 10–35 Вт/м² в зависимости от влажности грунта | 30–70 Вт на погонный метр зонда |
| Потребность в месте | 300–800 м² открытого грунта | 20–50 м² плюс подъезд буровой |
| Техника на объекте | экскаватор, снятие плодородного слоя | буровая установка, вывоз шлама |
| Температура рассола зимой | ниже, заметная сезонная просадка | стабильная весь сезон |
| Что можно над контуром | газон, грядки, кустарник | мощение, подъезд, любое благоустройство |
| Стоимость контура | ниже при наличии земли | выше, но не зависит от размера участка |
| Пассивное охлаждение летом | ограниченное | эффективное |
| Когда уместно | участок ещё не обустроен | двор готов или мал по площади |
Горизонтальный коллектор
Трубы ПЭ укладывают петлями в траншеи и заполняют незамерзающим теплоносителем. Контур считают по площади поля, а не по длине траншеи: определяющий фактор — влажность и плотность грунта.
| Грунт | Удельный теплосъём | Площадь под отбор 8 кВт |
|---|---|---|
| Сухой песок | 10–15 Вт/м² | 530–800 м² |
| Влажный песок, супесь | 15–20 Вт/м² | 400–530 м² |
| Влажный суглинок | 20–25 Вт/м² | 320–400 м² |
| Глина, водонасыщенный грунт | 25–35 Вт/м² | 230–320 м² |
Прикидка: если дому нужно 10 кВт тепла, с грунта снимают 7,5–8 кВт — это машина на 10–11 кВт. При 25 Вт/м² выходит около 320 м² поля, то есть от трёх до восьми соток в зависимости от грунта — не считая пятна дома, септика, дорожек и зоны корней деревьев.
Глубина заложения, шаг труб и что можно над контуром
В Киевской области нормативная глубина промерзания около 1 м, поэтому трубу кладут на 1,2–1,5 м: выше — риск промерзания в феврале, глубже — резко растёт стоимость выемки грунта без выигрыша по теплосъёму. Шаг между ветками выдерживают 0,7–0,8 м, иначе петли переохлаждают друг друга. Длину одной петли ограничивают примерно 100 м, все петли делают равными и сводят на распределительный коллектор с балансировкой.
Над полем коллектора не строят, не заливают сплошные бетонные площадки и не высаживают деревья с глубокой корневой системой. Снег зимой лучше не убирать: он работает как утеплитель и помогает грунту восстановиться. Газон, грядки и кустарник допустимы, дёрн отрастает за сезон.
Вертикальные скважины
Зонды нужны, когда свободной земли меньше расчётной площади коллектора, участок уже занят ландшафтом или траншеи негде развернуть. Скважины бурят на 80–150 м, теплосъём — 30–70 Вт на погонный метр в зависимости от породы и обводнённости.
Те же 8 кВт при 50 Вт на метр дают около 160 м зондов — две скважины по 80 м с шагом 6–10 м, чтобы не выхолаживать общий массив. В ствол опускают U-образную петлю и тампонируют его бентонитовым раствором: сухая скважина отдаёт заметно меньше расчётного.
Бурение считают по погонному метру, и цена метра зависит от геологии: рыхлые пески и глины проходят быстрее, скальные породы и валуны требуют обсадки и другого инструмента. Добавляются вывоз шлама, подводки и коллекторный колодец.
Критерий выбора простой: готовы ли вы вскрыть нужные сотки экскаватором и оставить их без построек. Если да — коллектор дешевле, если жалко ландшафта — бурение. Рабочий и промежуточный вариант: короткий коллектор под будущим газоном плюс одна-две скважины.
Геология участка и регенерация грунта
Контур работает как теплообменник с породой, поэтому теплосъём берут не «по каталогу», а по фактическому разрезу. Сухая пылеватая супесь и лёсс, распространённые на правобережье Киевщины, дают нижнюю границу диапазона, водонасыщенные пески и плотные известняки — верхнюю. Подвижная грунтовая вода резко улучшает теплообмен: тепло к зонду приносит и фильтрационный поток.
Второй фактор — сезонное восстановление. За отопительный период контур охлаждает массив вокруг себя, а летом солнце, дожди и тепло более глубоких слоёв возвращают температуру к исходной. Если контур короткий, массив не успевает восстановиться и температура теплоносителя падает из года в год: вместо обычных 0…−3 °C система выходит на −5 °C и ниже. Частично исправляет это пассивное охлаждение — летом контур сбрасывает избыток тепла из дома в грунт.
Тепловой насос земля-вода: из чего складывается цена
Бюджет складывается из трёх частей, и сравнивать предложения корректно только с учётом всех трёх:
- агрегат с автоматикой, циркуляционными насосами и обвязкой;
- грунтовый контур — земляные или буровые работы, труба, теплоноситель, коллектор;
- внутренняя часть — бак горячей воды, буфер при необходимости, монтаж и пусконаладка.
Доля контура существенна и сильнее всего зависит от участка: тип грунта и уровень грунтовых вод, глубина и число скважин, расстояние до котельной, объём бака горячей воды, пассивное охлаждение. Поэтому стоимость считают после выезда на объект — цифры «на глаз» дают ошибку в разы. Экономия на длине контура возвращается падением коэффициента преобразования и перерасходом электроэнергии.
Какой геотермальный тепловой насос подобрать под контур
Подбор начинается с теплопотерь здания, и уже под полученную мощность считают длину контура.
- Thermia Atlas — инверторная геотермальная машина для частных домов, плавно подстраивает мощность под потребность.
- Thermia Legend — проверенная линейка с большим ресурсом и встроенным баком горячей воды.
- Thermia Calibra — компактное решение для котельной с ограниченным местом.
- Thermia Mega — промышленная модель для гостиницы, производства или каскада машин.
Что ещё влияет на результат
Грунтовая система раскрывается на низкотемпературном распределении. Оптимальная пара — водяной тёплый пол с подачей 30–35 °C: чем ниже подача, тем выше коэффициент преобразования. Радиаторы тоже работают, но их подбирают с запасом площади. Буферная ёмкость сглаживает короткие циклы компрессора там, где пол разделён на много зон с термоголовками.
Реальные объекты с грунтовым контуром и отзывы владельцев собраны в галерее, а вопросы подбора по площади — на странице про тепловой насос для отопления дома.
Мы работаем с Thermia с 2007 года как официальный дистрибьютор в Украине и выполняем монтаж под ключ в Киеве и области. Чтобы узнать цену теплового насоса земля-вода под ваш участок, позвоните +380 44 229-17-79 или приезжайте в офис: Киев, ул. Академика Туполева 19, оф. 39.