Енергоефективні системи теплопостачання житлового будинку із використанням геотермального теплового насоса

Abstract

The issue of improving the energy efficiency of residential heating systems through the integration of a geothermal heat pump (GHP) is considered. The results of mathematical modeling of the thermal balance dynamics of a building and the performance of the GHP are presented, including the simulation of heat exchange in a vertical ground heat exchanger. It has been established that the use of GHPs allows reducing primary energy consumption by 40–60% compared to traditional gas boilers, achieving a coefficient of performance (COP) of 3.5–4.5. Optimal drilling and operation parameters of ground probes have been identified to ensure stable heat extraction throughout the heating season. The results have high practical significance for the design of heating systems with a minimal carbon footprint.

Розглянуто питання підвищення енергоефективності систем теплопостачання житлових будівель шляхом інтеграції геотермального теплового насоса (ГТН). Представлено результати математичного моделювання динаміки теплового балансу будинку та продуктивності ГТН, включаючи моделювання теплообміну у вертикальному ґрунтовому теплообміннику. Встановлено, що використання ГТН дозволяє зменшити споживання первинної енергії на 40-60% порівняно з традиційними газовими котлами, досягаючи коефіцієнта перетворення (СОР) 3.5-4.5. Виявлено оптимальні параметри буріння та експлуатації ґрунтових зондів для забезпечення стабільності теплознімання протягом опалювального сезону. Результати мають високу практичну значущість для проєктування систем теплопостачання з мінімальним вуглецевим слідом.