Для повного уявлення концепції роботи теплового насоса розглянемо теоретичну основу цього винаходу. Йдеться про геотермію. Ми зможемо розвіяти міф про те, що земля холодна. З кожним поглибленням на 1000м, температура землі росте в середньому на 30º С і в своєму ядрі перевищує 6500º С.
Геотермальна енергія може використовуватися по-різному. Наприклад, високотемпературна геотермальна енергія проявляється у вигляді гарячої води, і така пара використовується для виробництва електроенергії; середньотемпературна геотермальна енергія проявляється у вигляді гарячої води і пара від 100 до 180º С теж використовується для вироблення електричної енергії; геотермальна низькотемпературна енергія від 30 до 100 ° С при змінюється для опалення, технологічних процесів; дуже низькотемпературна геотермальна енергія від 30ºС і нижче використовується в якості холодного джерела теплоти для теплових насосів. Загалом, дослідження в області геотермії грають важливу роль в геотермальному енергопостачанні. В результаті назріває висновок, що концепція теплового насоса - це інноваційна система опалення вашого будинку.
Говорячи про тепловые насосы в першу чергу потрібно відзначити їх економічність. Теплові насоси працюють за допомогою електрики. На один кіловат використаної електричної енергії, тепловий насос виробляє 3-4 кіловата тепла. У порівнянні з газовими опалювальними системами, електричний геотермальний тепловий насос видає набагато більше енергії.
Ще одна перевага теплового насоса полягає в тому, що наша Земля сповнена різних джерел енергії, які містять в собі теплову енергію. Теплові насоси пристосовані до погодних змін, і тому вони універсальні в добуванні тепла, як при високій, так і при мінусовій температурі. Як уже зазначалося, в якості холодного джерела теплоти для теплових насосів можна використовувати різні ресурси (повітря, поверхневі води, тепло землі). Вибір джерела також залежить від різних факторів. Це і географічне розташування об'єкта, і витрати на установку, і бажаний термін окупності і т.д.
Повітря як основу добування теплової енергії можна використовувати як зовнішній, так і повітря з внутрішніх приміщень. Повітря на вулиці як джерело тепла завжди доступне і не вимагає великих витрат для утилізації, до того ж на його використання немає необхідності отримувати спеціальний дозвіл. Але при температурі нижче 5-6 ° С продуктивність теплового насоса знижується, і тоді виникає питання про додаткові системах добутку тепла.
Поверхневі води морів, озер і струмків теж можуть використовуватися в якості джерела теплової енергії. Однак в холодні місяці року температура джерела знижується, що спричиняє за собою додаткові витрати на інше джерело тепла.
І найбільш потенційним і вигідним джерелом теплоти на сьогодні є земля. Поверхневі шари землі нагріваються від сонця, а більш глибокі шари від розігрітих земних надр (тобто за допомогою геотермальної енергії). Також геотермальні теплові насоси більш економічні в монтажі, довговічні і надійні.
Універсальність теплових насосів зводиться до їх реверсивності, а значить, вони працюють як на опалення, так і на охолодження приміщень. А влітку надлишкове тепло можна використовувати для підігріву побутової води.
Коротенько принцип роботи теплового насоса зводиться до наступних пунктів:
- По розташованій в землі трубі тече рідина (холодоагент), яка надходить до теплового насосу. Холодоагенти - це робоча речовина, яке при кипінні забирає теплоту від конкретного об'єкта, потім після стиснення тепла передає її охолоджуючому середовищу (за допомогою конденсації).
- Тепловий насос охолоджує рідину, таким чином, забираючи її тепло. При такому процесі рідина охолоджується в середньому на 5 ° С;
- Рідина повертається по трубі (розташованої в землі), тобто циркулює, і знову відновлює свою температуру.
- Накопичене тепловим насосом тепло передається в систему опалення або на підігрів побутової води (в принципі таку теплову енергію можна використовувати і в інших цілях, наприклад, для підігріву води в басейнах).