Геотермальні теплові насоси

Головна відмінність між геотермальним та повітряним тепловим насосом полягає у джерелі отримання теплової енергії. Геотермальний (грунтовий) тепловий насос забирає тепло з грунту через вертикальні свердловини глибиною 80-150 метрів або горизонтальні колектори, закладені на глибині 1.5-2 метри. Температура грунту на такій глибині залишається стабільною протягом року (приблизно +8...+12°C), незалежно від сезону та морозів на поверхні. Натомість повітряний тепловий насос використовує зовнішнє повітря як джерело тепла через зовнішній блок, встановлений на фасаді будинку або на землі.

Ефективність та стабільність роботи є другою критичною відмінністю. Геотермальні теплові насоси мають стабільно високий коефіцієнт перетворення (COP 4.5-5.5) протягом усього року, оскільки температура грунту не змінюється. Це означає стабільну економію електроенергії навіть у найсуворіші морози. Повітряні теплові насоси мають змінний COP, який знижується при зниженні температури повітря: при +7°C COP може становити 4.0-4.5, але при -15°C він падає до 2.0-2.5. Геотермальні системи забезпечують 100% опалювальної потужності без додаткових джерел тепла навіть при екстремальних морозах, тоді як повітряні насоси іноді потребують підтримки від електричного ТЕНа або іншого котла.

Вартість та складність монтажу є третім ключовим фактором для порівняння. Геотермальний тепловий насос коштує значно дорожче через необхідність буріння свердловин або прокладання горизонтальних колекторів – загальна вартість системи під ключ становить від 250 000 до 400 000 грн залежно від потужності та типу системи. Монтаж займає 1-2 тижні з урахуванням бурових робіт. Повітряний тепловий насос простіший у встановленні (3-7 днів) і коштує від 80 000 до 250 000 грн, оскільки не потребує бурових робіт та земляних колекторів. Незважаючи на вищу початкову вартість, геотермальні системи окуповуються за 7-10 років завдяки нижчим експлуатаційним витратам та довшому терміну служби (до 25-30 років проти 15-20 років у повітряних).

Стандартний монтаж геотермального теплового насоса з вертикальними свердловинами займає від 10 до 14 робочих днів залежно від потужності системи та кількості свердловин. Цей термін включає всі основні етапи: буріння вертикальних свердловин (4-7 днів), встановлення геозондів та їх опресування, монтаж внутрішнього гідромодуля у котельні (1-2 дні), прокладання трубопроводів між свердловинами та будинком, підключення до системи опалення та електромережі, заправку та герметизацію контуру, а також пусконалагоджувальні роботи та інструктаж користувача (1-2 дні). Буріння є найбільш тривалим етапом, оскільки для приватного будинку зазвичай потрібно 2-4 свердловини глибиною 80-150 метрів кожна.

Тривалість монтажу суттєво залежить від кількох ключових факторів. По-перше, геологічні умови ділянки впливають на швидкість буріння – тверді скельні породи бурити повільніше, ніж м'які грунти. По-друге, доступність ділянки для бурової техніки: якщо будинок вже збудований і ділянка благоустроєна, може знадобитися додатковий час на підготовку місця для буріння та захист існуючих елементів ландшафту. По-третє, площа будинку та потужність теплового насоса: для будинку 100 м² достатньо 2 свердловин (7-9 днів загалом), тоді як для будинку 250 м² може знадобитися 4-5 свердловин, що подовжує термін до 12-16 днів. Погодні умови також можуть внести корективи – сильні дощі або мерзлий грунт взимку можуть сповільнити бурові роботи.

Для порівняння, монтаж системи з горизонтальним грунтовим колектором (якщо є достатньо вільної площі ділянки – мінімум 300-400 м² для будинку середнього розміру) займає приблизно 7-10 днів, оскільки земляні роботи виконуються швидше за буріння, але вимагають значних обсягів виїмки грунту. Монтаж геотермального насоса завжди триваліший, ніж встановлення повітряного (3-7 днів), але ця інвестиція часу виправдовується вищою ефективністю та надійністю системи протягом 25-30 років експлуатації. Компанія ТеплоВам виконує всі роботи під ключ із залученням професійних бурових підрядників, що мають відповідні дозволи та застраховане обладнання, гарантуючи дотримання всіх технологічних норм та строків виконання проєкту.

Мінімальна площа ділянки залежить від типу геотермальної системи, яку ви обираєте. Для системи з вертикальними свердловинами (найпоширеніший варіант в Україні) достатньо всього 10-15 м² вільної площі – це місце для буріння 2-4 свердловин з відстанню між ними 5-6 метрів. Свердловини мають діаметр лише 15-20 см і після завершення монтажу геозондів можуть бути повністю закриті грунтом, не займаючи корисної площі ділянки. Це робить вертикальну систему ідеальним рішенням для невеликих ділянок, забудованих територій або випадків, коли ландшафтний дизайн вже реалізовано і не хочеться його руйнувати. Буровий майданчик потребує тимчасового доступу для бурової установки (приблизно 20-25 м²), але після завершення робіт цю площу можна повністю відновити.

Горизонтальний грунтовий колектор вимагає значно більшої площі ділянки – від 200 до 500 м² залежно від потужності теплового насоса та теплопотреб будинку. Колектор являє собою систему труб, закладених на глибині 1.5-2 метри під землею, по яких циркулює теплоносій. Орієнтовно для опалення будинку потрібна площа колектора у 1.5-2 рази більша за опалювану площу: для будинку 100 м² потрібно 200-250 м² колектора, для будинку 150 м² – 300-400 м². Ця площа має бути вільною від будівель, доріжок з твердим покриттям, великих дерев з глибокою кореневою системою та не може використовуватися для забудови у майбутньому. Такий варіант підходить тільки для просторих ділянок та зазвичай реалізується на етапі будівництва будинку, до благоустрою території.

Для більшості приватних будинків у Львові та області оптимальним рішенням є система з вертикальними свердловинами, оскільки середня площа ділянок становить 6-10 соток, чого цілком достатньо для буріння необхідної кількості свердловин. Навіть на ділянці площею 400 м² (4 сотки) можна встановити геотермальний насос із 2-3 вертикальними свердловинами, якщо є доступ для бурової техніки шириною проїзду мінімум 3 метри. Важливо враховувати мінімальні відстані від свердловин до будівель (3-4 метри), меж ділянки (2 метри) та інженерних комунікацій (5 метрів від водопроводу/каналізації). Наші інженери проводять безкоштовний виїзд на об'єкт для оцінки можливості встановлення геотермального насоса та оптимального розташування свердловин з урахуванням особливостей вашої ділянки.

Геотермальний тепловий насос має один з найдовших термінів експлуатації серед усіх систем опалення – 25-30 років для внутрішнього обладнання та до 50-100 років для контуру свердловин з геозондами. Внутрішній гідромодуль містить компресор, теплообмінники, циркуляційні насоси та електроніку, які при правильному обслуговуванні працюють 25-30 років без капітального ремонту. Геозонди (труби з теплоносієм), встановлені у свердловинах, виготовлені з високоміцного поліетилену, який практично не піддається корозії та може служити понад 50 років, а деякі виробники гарантують надійність контуру до 100 років. Це означає, що після закінчення терміну служби внутрішнього обладнання можна встановити новий тепловий насос, продовжуючи використовувати існуючі свердловини без додаткових витрат на буріння.

Для порівняння, повітряні теплові насоси мають термін служби 15-20 років, оскільки зовнішній блок постійно піддається впливу погодних умов (дощ, сніг, мороз, сонячне випромінювання), що призводить до швидшого зносу компонентів. Газові котли працюють 12-15 років, твердопаливні – 10-15 років, а електричні котли – 8-12 років. Таким чином, геотермальний тепловий насос є одним з найдовговічніших рішень для опалення. З урахуванням початкових інвестицій та терміну служби, вартість року експлуатації геотермальної системи виявляється нижчою, ніж у більшості альтернативних варіантів. Крім того, надійність системи означає менше ймовірність аварійних ситуацій та відсутності опалення взимку.

Для досягнення максимального терміну служби необхідне щорічне технічне обслуговування системи, яке включає перевірку тиску теплоносія у контурі, огляд циркуляційних насосів, очищення фільтрів, перевірку електричних з'єднань та діагностику роботи компресора. Важливим фактором є також якість початкового монтажу – професійно виконане буріння, правильна заправка контуру теплоносієм та налаштування автоматики гарантують безперебійну роботу протягом десятиліть. Провідні виробники геотермальних теплових насосів, такі як Vaillant та Viessmann, надають заводську гарантію 3-5 років на обладнання та підтверджують розрахунковий термін служби продукції документально. Компанія ТеплоВам забезпечує повний цикл сервісного обслуговування протягом усього терміну експлуатації системи, допомагаючи клієнтам максимально продовжити безаварійну роботу їхнього геотермального теплового насоса.

Так, геотермальний тепловий насос потребує щорічного технічного обслуговування, хоча обсяг робіт є мінімальним порівняно з іншими системами опалення. Рекомендоване технічне обслуговування проводиться один раз на рік, найкраще восени перед початком опалювального сезону. Стандартний огляд включає перевірку тиску теплоносія у грунтовому контурі та системі опалення, контроль роботи циркуляційних насосів, очищення або заміну фільтрів, перевірку герметичності всіх з'єднань, діагностику електронної плати управління, огляд компресора та його робочих параметрів, а також загальну перевірку ефективності системи (вимірювання COP). Весь процес займає 1-2 години роботи кваліфікованого спеціаліста та коштує значно дешевше, ніж обслуговування газового котла.

Геотермальні теплові насоси вимагають менше уваги, ніж більшість альтернативних систем опалення. На відміну від газових котлів, які потребують щорічного чищення теплообмінника від продуктів згоряння, перевірки димоходу та налаштування горілки, геотермальний насос не має процесів горіння і не утворює сажі чи конденсату. Твердопаливні котли вимагають регулярного чищення (кожні 2-4 тижні в опалювальний сезон), видалення золи та догляду за системою подачі палива. Повітряні теплові насоси потребують частішого обслуговування зовнішнього блоку – очищення від листя, пилу та бруду кілька разів на сезон. Геотермальна система є найменш вибагливою: грунтовий контур працює в стабільних умовах без доступу повітря та забруднень, тому практично не потребує втручання.

Регулярне технічне обслуговування є обов'язковою умовою для збереження гарантії виробника та забезпечення довгого терміну служби системи. Відсутність щорічного огляду може призвести до поступового зниження ефективності роботи, зростання споживання електроенергії, передчасного зносу компресора через забруднені фільтри або неоптимальні параметри роботи. Найпоширеніші проблеми, які виявляються під час ТО – це незначні втрати тиску в контурі через мікронегерметичність з'єднань (легко виправляється підживленням), забруднення фільтрів або відхилення налаштувань автоматики від оптимальних значень. Компанія ТеплоВам пропонує програми сервісного обслуговування з фіксованою річною вартістю, що включає всі необхідні перевірки, налаштування та пріоритетний виїзд у разі виникнення несправностей, забезпечуючи безперебійну роботу вашого геотермального теплового насоса протягом усього терміну експлуатації.