Геотермальні теплонасосні системи теплопостачання

Практично повсюдно можливе використання ґрунту верхніх шарів Землі як джерела теплової енергії для геотермальних систем теплопостачання із застосуванням теплових насосів.

Ґрунт на поверхні Землі - це практично тепловий акумулятор безмежної потужності. Його тепловий режим залежить від двох важливих факторів. Це - сонячна радіація, що потрапляє на поверхню Землі, і потік радіогенного тепла з надр Землі. Зміни інтенсивності сонячної радіації та температури зовнішнього повітря, обумовлені зміною сезонів та часу доби, викликають коливання температури верхніх шарів ґрунту. Наскільки глибоко проникають добові коливання температури повітря та інтенсивність сонячної радіації - ці параметри залежать від конкретних ґрунтово-кліматичних умов. Глибина добових коливань може змінюватись у межах від кількох десятків сантиметрів до півтора метра. Глибина впливу сезонних коливань температури зовнішнього повітря та інтенсивності падаючої сонячної радіації дорівнює приблизно 15-20 м.

Тепловий режим систем збирання тепла ґрунту має низку особливостей. Насамперед, це недостатня чіткість математичних моделей, які описують ці процеси. Іншими словами, відсутня достовірна інформація про впливи на систему довкілля, та їх дуже складно обчислити.

Коли проектуються геотермальні системи теплопостачання, слід з усією уважністю поставитися до детальної оцінки енергетичного потенціалу клімату в районі будівництва.Тільки після цього можна складати висновок щодо ефективності встановлення теплових насосів або інших видів геотермальних систем теплопостачання. Чинні нормативні документи наводять розрахункові значення кліматичних параметрів, які не здатні повністю охарактеризувати зовнішній клімат, а також особливості його змін за місяцями та періодами року. У зв'язку з цією невизначеністю питання про температурний потенціал геотермального тепла потрібні більш точні дані.

Температурний режим ґрунту характеризується запізненням найнижчих температур ґрунту в порівнянні з часом надходження низьких температур повітря. До того моменту, коли в ґрунті настають мінімальні температури, навантаження на теплонасосні системи теплопостачання зменшується. Ця особливість відкриває досить широкі можливості для зниження потужності установок геотермічних систем теплопостачання, і її необхідно враховувати при проектуванні.

Щоб визначити ефективність застосування теплових насосів та систем теплопостачання, що ґрунтуються на їх роботі, проводиться районування території країни, відповідно до якого визначається ступінь ефективності використання геотермального тепла для цілей теплопостачання.