Технология комплексного использования подземного тепла для ГВС, отопления и охлаждения

Геотермальная энергия — это система, использующая естественное тепло, накопленное в недрах Земли, для промышленного и бытового кондиционирования. Этот тепловой поток обусловлен геотермическим градиентом: температура повышается на 2–3°C каждые 100 метров глубины за счет непрерывного тепловыделения из ядра планеты.

В жилищном строительстве наиболее распространено применение геотермального теплового насоса, подключенного к подземной системе теплообменников. Устройство осуществляет теплообмен между грунтом и зданием, обеспечивая комплексное решение:
→ Отопление зимой;
→ Охлаждение летом;
→ Горячее водоснабжение (ГВС) круглый год.

Системы геотермального сбора энергии

Использование тепла недр осуществляется с помощью трех систем:

1. Горизонтальный сбор:
   → Самый экономичный вариант;
   → Требует большой площади участка (трубы укладываются на глубине 1–2 м);
   → Подходит для загородных домов с просторной территорией.
2. Вертикальный сбор:
   → Идеален при ограниченном пространстве;
   → Скважины глубиной 30–150 м бурятся под зданием или вблизи него;
   → Выше первоначальные затраты, но выше КПД и стабильность.
3. Каптация грунтовых вод (водяной контур):
   → Применяется при наличии устойчивого водоносного горизонта;
   → Использует тепло самой воды, обеспечивая максимальную эффективность;
   → Требует гидрогеологических исследований и разрешений.

Применение геотермии в зданиях

Эта технология позволяет комплексно использовать энергию недр в различных аспектах:

• Горячее водоснабжение: стабильное, экономичное, без пиковых нагрузок;
• Отопление: извлечение тепла из грунта даже при −20 °C на поверхности;
• Охлаждение: реверс цикла — передача избыточного тепла из здания в землю.
  → В благоприятных условиях — пассивное охлаждение с минимальным энергопотреблением.
• Подогрев бассейнов: продление сезона эксплуатации без сжигания топлива.

Преимущества и особенности

✔ Экономическая отдача в долгосрочной перспективе: хоть первоначальные инвестиции высоки, срок службы системы — 50+ лет, обслуживание — минимальное;
✔ Универсальность: одно оборудование заменяет котёл, кондиционер и бойлер;
✔ Экологичность: возобновляемый, неисчерпаемый (в масштабах человечества) источник энергии с нулевыми прямым выбросами CO₂;
✔ Комфорт и безопасность:
 → Бесшумная работа;
 → Нет внешних блоков — эстетика не нарушается;
 → Отсутствие риска легионеллеза (в отличие от систем с открытым испарением).
✔ Высочайшая энергоэффективность:
 → Температура на глубине 100 м стабильна круглый год (~10–12 °C в средней полосе);
 → Это даёт КПД в 3–5 раз выше, чем у газовых котлов, дизельных систем или даже аэротермальных насосов (воздушных ТН).

⚠ Важные условия реализации:
— Геологические и площадные ограничения (грунт, УГВ, доступ к бурению);
— Необходимость низкотемпературных систем отопления: например, теплые полы или фанкойлы — для достижения максимальной эффективности.

Давид Гонсалес Молина, BIM-менеджер Отдела архитектуры Amusement Logic