Тепловые насосы

Геотермальный (грунтовый) или воздушный тепловой насос: что лучше?

Краткий ответ

Грунтовые тепловые насосы работают примерно на 10–20% эффективнее воздушных и сохраняют эту эффективность всю зиму, потому что грунт глубже 1,5 м круглый год имеет температуру 8–12 °C. Британский полевой мониторинг показал средний среднегодовой коэффициент преобразования (SPF) 2,81 у 428 воздушных агрегатов и медианный COP грунтовых систем 3,10 при −5 °C против 2,30 у воздушных. Воздушный тепловой насос выигрывает по стоимости монтажа — обычно от половины до трети стоимости грунтовой системы, — а также по занимаемому месту и простоте замены, поэтому для большинства домов при модернизации он выгоднее.

Обложка: Геотермальный (грунтовый) или воздушный тепловой насос: что лучше?

Насколько эффективнее грунтовый тепловой насос?

Грунтовый тепловой насос работает примерно на 10–20% эффективнее в течение сезона и сохраняет эту эффективность в самую плохую погоду. Британский демонстрационный проект Electrification of Heat измерил средний среднегодовой коэффициент преобразования 2,81 у 428 воздушных агрегатов под мониторингом, а его грунтовые системы показали медианный COP 3,10 при −5 °C, когда у воздушных агрегатов он упал до 2,30.

Причина — температура источника. Воздух при −3 °C заставляет компрессор поднимать температуру на 48 °C, чтобы получить воду 45 °C. Грунт глубже примерно 1,5 м круглый год имеет температуру 8–12 °C на большей части северной и центральной Европы, поэтому для той же мощности подъем температуры составляет всего 35 °C. Грунтовая система также никогда не запускает цикл оттайки, устраняя потери, которые в сырые зимы обходятся воздушным агрегатам в несколько процентов сезонного COP. Обе технологии по-прежнему зависят от отопительных приборов гораздо больше, чем от источника: грунтовая система, загнанная на 55 °C, проиграет воздушной системе, работающей при 35 °C.

Во что обходится грунтовый контур по месту и деньгам?

Вся разница между двумя технологиями — в коллекторе.

Горизонтальные контуры закладывают на глубину 1,2–1,5 м, и им требуется примерно 10 м траншеи на каждый кВт теплового насоса, или около 30–50 м² нетронутого грунта на кВт во влажном связном грунте. Поэтому для системы на 8 кВт нужно 250–400 м² сада, который вы готовы вскопать и затем никогда не застраивать, не мостить и не сажать на нем деревья.

Вертикальные скважины бурят на глубину 80–200 м. Удельный отбор тепла составляет от примерно 25 Вт на метр в сухом песке и гравии до 70–80 Вт/м в водоносных гравийных слоях и твердых породах, а во влажной глине и суглинке обычно 35–50 Вт/м. Поэтому для теплового насоса на 8 кВт, забирающего из грунта примерно 6 кВт, требуется от 75 до 240 м скважины в зависимости исключительно от геологии. Скважины почти не занимают площади на поверхности, но влекут за собой буровую установку, изыскания грунта и, в большинстве стран, разрешение на использование подземных вод.

ВоздушныйГрунтовый (горизонтальный)Грунтовый (скважина)
Типичный измеренный SPF2,8–3,23,2–4,03,2–4,2
Место на улице1–2 м² у стены30–50 м² на кВт~5 м² на скважину
Земляные работыНетВыемка на глубину 1,2–1,5 мБурение 80–200 м
Стоимость относительно воздушногоБазовый уровень~1,5–2×~2–3×
Потери на оттайкуДаНетНет
Наружный шумВентилятор и компрессорНетНет
Риск с разрешениямиПравила по размещению и шумуЗемляные работы, корни, коммуникацииРазрешение на использование подземных вод / бурение

Что подходит для моего дома?

Выбирайте грунтовый, если у вас есть участок или бюджет на бурение, вы рассчитываете прожить достаточно долго, чтобы разница в эксплуатационных расходах окупила земляные работы, хотите нулевой наружный шум или нуждаетесь в летнем охлаждении: грунтовый контур обеспечивает почти бесплатное пассивное охлаждение, для которого воздушному агрегату приходится включать компрессор.

Выбирайте воздушный, когда сад небольшой, общий или уже благоустроен; когда проект должен уложиться в обычный бюджет и сроки модернизации; или когда речь идет о квартире или таунхаусе в середине ряда. Воздушный тепловой насос также намного проще заменить в конце срока службы: агрегат — это коробка, прикрученная к стене, а не поле зарытых труб.

Выигрывает ли грунтовый вариант, если посчитать всю работу целиком?

Часто нет — если смотреть только на деньги. Выигрыш в эффективности реален, но скромен — возможно, 15% вашей электроэнергии на отопление, — тогда как земляные работы могут удвоить или утроить стоимость монтажа. Большинство европейских программ субсидий платят одну и ту же основную сумму за любую из технологий, что незаметно играет на руку более дешевой; см. в каких европейских странах предлагают субсидии на тепловые насосы в 2026 году? Грунтовый вариант оправдывает себя в крупных или долговечных зданиях, в общих полях, обслуживающих несколько жилых единиц, и везде, где контур может одновременно служить стоком тепла для охлаждения.

В обоих случаях результат определяет одно и то же: расчет тепловой нагрузки, подбор отопительных приборов и температура подачи, под которую проектируется система. Если сделать это правильно, воздушный агрегат с легкостью обойдет плохо спроектированную грунтовую систему. Solimpeks строит свои тепловые насосы «воздух-вода» исходя из этого приоритета, включая модели Varm Up EVI, рассчитанные на работу при температуре окружающего воздуха до −30 °C, чтобы воздушный вариант оставался жизнеспособным и в действительно холодном климате.

Что служит дольше и требует меньше обслуживания?

Грунтовое поле — самый долговечный компонент любой системы отопления: полиэтиленовые контуры обычно рассчитывают на 50 лет и более, поэтому в доме с грунтовым тепловым насосом через 20–25 лет в итоге меняют только внутренний блок. Воздушные агрегаты служат 15–20 лет на улице, и теплообменник, вентилятор и контур оттайки подвергаются воздействию погоды, соли и листьев. В остальном ежегодное обслуживание сопоставимо: проверка хладагента и расхода, чистка фильтра и проверка автоматики.

Часто задаваемые вопросы

Стоит ли грунтовый тепловой насос дополнительных затрат?

Стоит, когда объект крупный, долговечный или в любом случае требует земляных работ, и когда нужно еще и охлаждение. Для типичного дома при модернизации выигрыш в эффективности 10–20% редко окупает за срок службы самого оборудования земляные работы, которые стоят в два–три раза дороже монтажа воздушной системы.

Какой глубины должна быть скважина для грунтового теплового насоса?

От 80 до 200 м для бытовой системы, причем глубина определяется геологией, а не размером дома. Удельный отбор тепла колеблется от примерно 25 Вт/м в сухом песке до 70–80 Вт/м в водоносной породе, поэтому тепловому насосу на 8 кВт может потребоваться 75 м в хорошем грунте или 240 м в плохом.

Может ли грунтовый тепловой насос работать на маленьком участке?

Только со скважинами. Горизонтальным коллекторам требуется примерно 30–50 м² грунта на кВт, что исключает большинство городских участков, тогда как скважина занимает на поверхности несколько квадратных метров. Скважины стоят дороже и обычно требуют разрешения.

Нужно ли разрешение на строительство для грунтовых тепловых насосов?

В большинстве европейских стран для самого теплового насоса — нет, потому что нет наружного блока, который можно увидеть или услышать. Регулируется земляная часть работ: бурение обычно требует уведомления органа по подземным водам или геологической службы, а при земляных работах нужно избегать охраняемых деревьев и подземных коммуникаций.

Источники и дополнительные материалы

Об авторе

Инженерия тепловых насосов