Насосҳои гармии заминӣ

Соли 2017 дар шаҳри Душанбе бо иштироки донишҷӯёни Донишгоҳи давлатии омӯзгории Тоҷикистон ба номи Садриддин Айнӣ аввалин консерти худро баргузор намуд. In their place it drilled about 3,600 boreholes under its grounds and connected them, through two energy stations, to heat pumps that warm and cool the campus. The system cost about $65 million, and the university committed to cutting its greenhouse gas emissions by nearly 80,000 tons a year (Wikipedia, Ball State University).

Энергияи офтобӣ манбаи асосии энергияи гармӣ дар сайёра аст. It is a multiplier: it uses electricity to move heat that is already in the ground into a building, and delivers three to five units of heat for each unit of electricity it uses (IEA, 2022). Ин раванди табиӣ, табиӣ ва иҷтимоист. Ин ҳам барои насб кардан гарон аст, ки чаро ин саҳифа вақтро ба мисли физика сарф мекунад.

Ин чист

A ground-source heat pump has three parts: a ground loop of plastic pipe buried in trenches or dropped into boreholes, filled with water and antifreeze; a heat pump the size of a fridge, usually indoors; and a heat distribution system, such as radiators or underfloor heating. In winter the fluid in the loop picks up heat from the ground and the heat pump concentrates it to 35 to 55 °C for the house. Дар фасли тобистон дар ин ҷо ҳавои хушк ва дар фасли зимистон гарм аст.

Дар баландии 1-2 метр аз сатҳи замин гулҳои хурди зардранг меафзояд. Most other buildings use vertical boreholes, typically 15 to 150 m deep; a detached house needing 10 kW of heat might need three boreholes of 80 to 110 m (Wikipedia, Ground source heat pump). Дар ин ҷо шумо метавонед якчанд намуди сангҳои қиматбаҳо ва сангҳои қиматбаҳоро пайдо кунед. Шабакаи гармӣ: як давраи оби ҳарорати атроф, ки бисёр биноҳоро пайваст мекунад, ҳар яке бо насосҳои гармии худ.

Чӣ тавр кор мекунад

Coldiero (англ. Coldiero) — як ҳавогарди сохтаи Coldiero аст . Дар ин ҷо барои гарм кардани ҳавои дохили бино аз қубурҳои гази табиӣ истифода бурда мешавад. Дар ин ҳолат, фишори ҳаво баланд шуда, ҳарорат меафзояд. Дар ин ҷо барои гарм кардани об аз оби ҷӯшон истифода бурда, онро ба радиаторҳо мепартоянд. Дар ин ҳолат, фишори ҳаво кам шуда, ҳаракати ҳаво боз оғоз меёбад.

Миқдори зиёдкунанда. Ҳарорати интиқолёфта тақсимшуда ба энергияи истифодашуда коэффитсиенти иҷроиш, COP мебошад. Беҳтарин ҳар як насосҳои гармӣ метавонад ҳамеша кор кунад - ин Carnot COP:

COP_max = T_hot / (T_hot − T_cold), бо ҳарорат дар Келвин.

Delivering water at 40 °C (313 K) from ground at 5 °C (278 K) after heat-exchanger losses gives 313 / 35 ≈ 8.9. Real machines reach roughly half of the Carnot figure, so about 4.5. Аз ин равзана ду чиз ба таври мустақим бармеояд:

• Аз ҳама бештар дар ҳоли рушд аст. Ҳар як атом ва ҳар як молекулаи модда дар радиуси худ энергия дорад. Raising the flow temperature from 35 °C to 55 °C drops our modelled ground-source COP from about 4.5 to 3.0. Дар ҳарорати баланд, ки дар он раванди гармшавии ҳаво ба амал меояд, ҳарорат кам мешавад.
• Дар ин ҷо ҳарорат хеле баланд аст. Дар ҳавои хунук ва гарм ба осонӣ мемирад. At −7 °C and 55 °C flow, an air-source unit in our model falls to about 2.3; the ground, at about 10 °C, gives 3.0 at the same flow temperature. Ин барои замини кишт хеле мувофиқ аст.

The ground is a slow battery. A few metres down, daily swings vanish; by 10 to 20 m the ground sits close to the local average annual air temperature, and deeper it warms by about 0.025 °C per metre (Wikipedia, Ground source heat pump). Дар ин ҷо барои гарм кардани ҳавои дохили бино аз офтоб истифода мебаранд, ки он дар дохили бино ба амал намеояд. Дар ин давра дар дарёи Сир обанборҳои зиёде сохта шуда, аз он ҷо оби гарм ба шаҳру деҳоти атрофи он интиқол дода мешавад. Дар фасли тобистон дар ин ҷо ҳавои гарм ва хушк аст. Дар ин ҷо барои гарм кардани об ва хунук кардани он истифода бурда мешавад.

Рақами мавсимӣ. COP дар варақи спецификация дар як ҳолати санҷишӣ чен карда мешавад. Инчунин, дар ин ҷо барои ҳар як намуди энергия (аз ҷумла энергияи барқӣ) ва ҳар як намуди энергияи магнитӣ (аз ҷумла энергияи электромагнитӣ) арзишҳои муайян мавҷуданд. Дар ин ҷо барои санҷиши иқтидори батареяи батареяҳои литий-ионӣ истифода мешаванд.

Маҳдудиятҳо

• Физика. Дар ин ҳолат, барои ба даст овардани натиҷаи дилхоҳ, зарур аст, ки ҳарорати ҳаворо паст ё баланд накунанд. Real machines are already at about half of it, and the best at a little more.
• Ground capacity. Each metre of borehole can deliver only a few tens of watts of heat, depending on the rock and groundwater, so a building’s heat demand sets how many metres must be drilled. Ин яке аз калонтарин дарёҳои ҷаҳон аст.
• Фазо ва дастрасӣ. Дар ин ҷо барои ба даст овардани маълумотҳои зарурӣ, аз ҷумла, рақами телефон ва суроғаи манзили истиқоматӣ, бояд ворид шавед.
• Таҳқиқоти илмӣ. Дар ин ҳолат, барои ба даст овардани энергияи зарурӣ, радиатсияи офтоб бояд аз нурҳои ултрабунафш ва гармии офтоб истифода шавад.
• Энергияи барқӣ. Дар ин ҳолат, нархи энергияи барқ аз арзиши сӯзишворие, ки он иваз мекунад, вобаста аст. Where electricity costs more than three times as much as gas per kWh, as in the UK, the heat pump needs a yearly COP near 3 just to break even on running costs.
• Маърифат. Тарҳи хуб ва ба кор даровардани он фарқиятҳои калонро бо SPF-и воқеӣ мекунад, ва малакаҳои насбкунӣ дар бисёр кишварҳо кам аст.

Нақшаҳои воқеӣ, андоза

Нақша	Куҷо, кай	Масштаб	Хабар додан
Шаблон:Шаҳристон Шаблон:Шаҳристон	Germany, existing homes built between 1850 and 2001, monitoring from 2017	Системаҳои ҳавоӣ ва заминӣ дар хонаҳои истиқоматӣ	Yearly SPF: ground source about 4.1 (range about 3.3 to 4.7), air source about 3.1 (range about 2.5 to 3.8) (Fraunhofer ISE)
Шаблон:Шаҳристонҳои Ҷопон	Душанбе, «Адиб», 2017.	About 3,600 boreholes, two energy stations, about $65 million	Replaced all four coal-fired boilers; the university committed to nearly 80,000 tons a year less greenhouse gas (Wikipedia)
Барномаи пилотии геотермалӣ	Фрейминг, Массачусетс, ИМА, 2024	About three dozen homes and municipal buildings on a one-mile loop	First utility-run thermal network in the US; a school administration building, a fire station and public housing among the users; about $18.6 million; the network is planned to double in size (PBS NewsHour, 2025)
Коллеҷи Колорадо Меса	Штати Колорадоusa. kgm	16 бино, 1.2 миллион фут мураббаъ, дар як давраи муҳити зист	90% аҳолии ноҳияро тоҷикон ташкил медиҳанд, ки аз ин шумора 1,5 миллион нафарашон дар шаҳри Душанбе зиндагӣ мекунанд.Таҳқиқоти ҳолатҳои US DOE)
Нақшаи навсозии котел	England and Wales, 2022 to 2026	82,651 grants paid for heat pumps and biomass boilers by April 2026	Ground source is a small minority: 98% of applications were for air-to-water heat pumps (DESNZ, 2026)

Europe’s fifth-generation heat networks, ambient-temperature loops that share heat between buildings through individual heat pumps, have been reviewed across dozens of sites (Buffa et al., 2019). Дар ин ҳолат, барои ба даст овардани гармӣ ва энергияи зарурӣ аз об истифода мебаранд.

Чӣ қадар арзиш дорад

A heat pump does not generate electricity, so the comparison with our site-wide benchmark (rooftop solar at about $0.19 per kWh in the Fan Wall model, within Lazard’s June 2026 range of $0.09 to $0.20 for commercial rooftop solar) is indirect: a ground-source heat pump turns each kWh of that solar electricity into about four kWh of heat. Интихоби дурусти андозаи фишори газ ва танзими он дар системаи идоракунии гармидиҳӣ. арзиши ҳар як кВт/ соат гармӣ, аз ҷумла насбкунӣ.

Дар ин ҷо рақамҳои Британия истифода мешаванд, зеро онҳо ҷамъиятӣ ва нав мебошанд: хароҷоти миёнаи насбшуда аз нақшаи навсозии котел барои январ то марти соли 2026 (£27,352 барои манбаи заминӣ, £13,100 барои манбаи ҳавоӣ, ҳар ду бо назардошти андоз) (DESNZ); гранти £7,500; нархҳои ҳадди аксари якҷоя барои октябр то декабри соли 2026 аз 26.32p барои кВт / соат барқ ва 7.97p барои кВт / соат газ (Ofgem); SPF- и майдони Фраунхофер; хонае, ки дар як сол 12,000 кВт / соат гармиро истифода мебарад; ва 20 сол бо 7% фоизи тахфиф, ба монанди саҳифаи бод. Барои котели газ мо £3,000 насб кардаем ва самаранокии 90% - ро пешбинӣ мекунем.

Системаи гармкунӣ	Нархи насбшуда	Нархи корӣ барои ҳар як кВт/ соат гармӣ	Маблағи умумии ҳар як кВт/ соат гармӣ, бе грант	Aҳолиаш 7500 нафар аст.
Котли газӣ	3000 фунт (тахминӣ)	8.9p	11.2p	дуруст нест
Насосҳои гармии ҳавоӣ, SPF 3.1	£13,100	8.5p	18.8p	13.9p
Насосҳои гармии заминӣ, SPF 4.1	£27,352	6.4p	27.9п	22.0p

• Ҳисоби мо. Дар ин ҷо барои ҳар як варианти интихобшуда, хароҷоти доимӣ ва нигоҳдорӣ аз назар гузаронида мешаванд. *

The table is uncomfortable, and it should be. At UK prices, a ground-source heat pump for a single home costs about twice as much per kWh of heat as gas, even with the grant, almost entirely because of the installation. Нархи корӣ аллакай паст аст. Тасвир тағйир меёбад, вақте ки:

• Электрикӣ нисбат ба газ арзонтар аст, ба монанди дар Швеция, Норвегия ва Фаронса ё бо тарифи истифодаи вақт.
• The ground loop lasts longer than 20 years. Well-installed boreholes are expected to outlive several heat pumps; spread over 50 years instead of 20, the yearly cost of the loop falls by about a quarter.
• Бисёр биноҳо як майдони буришро истифода мебаранд, буридани тарҳрезӣ, мобилизатсия ва хароҷоти буриш дар як хона, ва иҷозат додани борҳои хунуккунӣ ба замин.
• Алтернативаи он нафт, LPG ё гармии мустақими электрикӣ мебошад, ки нархи бештар аз газро талаб мекунад.
• Иншоот ба хунукӣ ва гармӣ ниёз дорад, ки онро ҳамон система бо харҷи камтар таъмин мекунад.

Дар куҷо метавонад ғолиб ояд ва дар куҷо наметавонад

Ин метавонад ғолиб ояд:

• **Дар ин ҷо беморхонаҳо, мактабҳо, донишгоҳҳо ва дигар муассисаҳои таълимӣ ҷойгиранд.**Дар ин ҷо якчанд биноҳои истиқоматӣ ва ду бинои хидматрасонии меҳмонхона мавҷуданд.
• Дар бораи хоҷагиҳои деҳқонӣ ва хоҷагиҳои деҳқонӣ ивазкунии нафт ё LPG.
• Иқлими хунукДар ин ҷо ҳавои гарм ва хушк дар давоми сол ба вуҷуд меояд.
• Дар ин ҷо шабакаи гази табиӣ сохта шудааст. Дар ин ҷо, ба монанди дигар минтақаҳои Осиёи Марказӣ, иқлими гарму хушк ва обҳои тоза мавҷуд аст.
• Иншооти навДар ин ҷо барои ҳарорати пасти ҳаво ва гармии баланди замин истифода бурда мешавад.

Ин ғолиб намешавад:

• Маҳсулоти саноатӣ, ки дар он истеҳсоли маҳсулоти саноатӣ аз ҳисоби захираҳои табиӣ ва меҳнати инсон ба амал меояд.
• Блоки шаҳрҳои қадимӣ бо фазои кофӣ барои буридан.
• Беҳтар кардани биноҳои камтар аз радиаторҳо, то он даме ки бино беҳтар карда шавад.
• Ба сифати манбаи барқ. Он барқро истифода мебарад; онро намесозад.

Чӣ тавр исбот, эҳтимол ва тахмин

Proven: the Carnot limit and the importance of low temperature lift; stable ground temperatures; field-measured yearly SPFs around 4 for well-designed ground-source systems; decades of reliable operation in Sweden, Switzerland, Germany and North America; campus-scale systems replacing coal and gas.

Мумкин аст: Инчунин, дар ин ҷо барои истифодаи гармии офтоб ва гармии ҳавои гармидиҳӣ, ки аз ҷониби системаҳои гармидиҳии обӣ истеҳсол карда мешавад, истифода бурда мешавад.

Speculative: installed costs close to those of a gas boiler for single homes; heat pumps widely exceeding 60% of the Carnot limit in the field; deep boreholes (500 m and more) becoming cheap enough for dense city use.

Кушодани саволҳои таҳқиқотӣ

• Дарахти гаронбаҳо. Ин системаи ченкунии масофа аз бузургтарин системаҳои ченкунии масофа дар ҷаҳон аст. Дар ин ҷо барои ба даст овардани энергияи барқ, ки дар асоси энергияи магнитӣ ва нури офтоб истеҳсол мешавад, истифода бурда мешавад.
• Рушди шабака. Чӣ тавр андозаи пайвандҳои муштарак ва borefields, то ки гармӣ ва хунукӣ дар тӯли даҳсолаҳо мувозинат кунанд, ва онҳо бояд ба онҳо тааллуқ дошта бошанд.
• Рушди воқеии андоза. Мушоҳидаи мустақилонаи шабакаҳо мисли Framingham: SPF-и солона, энергияи насосӣ, равандҳои ҳарорати замин ва ҳисоботи муштариён.
• Гидротехникӣ-иҷтимоии ш. CO2 ва оксиди карбон дар атмосфераи Замин ба таври табиӣ мавҷуданд.
• Grid effects. How millions of heat pumps change winter peak demand, and how ground-source systems reduce it compared with air source.
• Таърихи гузариш. Инчунин, дар ин ҷо системаи гармидиҳии офтобӣ ва системаи гармидиҳии обӣ сохта шудаанд.


Чӣ гуна прототипи корӣ лозим аст

Инчунин, дар ин ҷо барои истифодабарандагони компютерҳо барномаҳои гуногуни таълимӣ, аз қабили: «Фарҳанги забони англисӣ», «Фарҳанги забони тоҷикӣ» ва ғайра мавҷуданд. Дар ин ҳолат, барои гарм кардани ҳавои дохили бино, аз қубурҳои гармидиҳӣ истифода мебаранд.

Фаза	Кор	Қарор	Нархи тақрибан	Вақт
1. Таҳқиқоти мизӣ	Талаботи гармии биноҳои воқеӣ, маълумоти замин аз тадқиқоти геологӣ, тарҳбандии давра бо нармафзори стандартӣ, ҳисоботҳои хароҷот аз бурандагон	Ин раванди гузариш аз як шакл ба дигар бештар вақтро мегирад.	$5k to $20к	2 то 3 моҳ
2. Санҷиши давра	Як буриши ё як навъи замин-тағйирдиҳандаи бо санҷиши ҷавоби гармӣ, насосҳои гармии хурд, ҳисобкунакҳои гармӣ ва барқ, сенсорҳои ҳарорати замин	Ҳарорати ченшуда дар як метр ва SPF дар зимистон	$30k to $80к	6 то 12 моҳ
3. Пилоти кӯча	5 то 20 бино дар як давраи муштарак, як сол маълумоти ҳисобкунӣ, суратҳисобҳои мизоҷон	Нархи воқеии ҳар як хона ва ҳар як кВт/ соат гармӣ	$0.5M to $3М	18 то 24 моҳ

![Таъсири омилҳои муҳити зист дар рушди иқтисодиёт ва иҷтимоиёти мамлакат] (../../../assets/initiatives/geothermal-pipework-construction.jpg “Pipework for a geothermal heating and cooling system under construction. Дар ин ҷо бисёре аз ёдгориҳои таърихӣ ва фарҳангии шаҳр: қалъа, мадраса, масҷидҳо ва ғайра ҷойгиранд. Сурат: Travisleehardin, CC BY-SA 3.0”)

Ба мо чӣ лозим аст

• Геология ва гидрогеология барои хондани замин ва моделҳои буришгоҳҳо.
• Тоҷикистон - барои ба даст овардани маълумоти бештар ва муаррифии Тоҷикистон.
• Насосҳои гармӣ ва муҳандисон барои тарҳрезии, ба кор даровардани ва назорат.
• Роҳбарони минтақавии энергия ва хизматрасонӣ барои шабакаҳои муштарак ва моделҳои моликият.
• Физика Интихоби ранг барои матни зерин:
• Иқтисодшиносон ва тарҳсозон барои баҳогузории гармӣ ба таври одилона ва мукофоти мутобиқшавӣ.

Идеяи беҳтаре доред?

Инчунин, дар ин ҷо барои ҳар як аъзои оила як нафар мудири мактаб таъин карда мешавад. Барои ба кор даровардани идея, он бояд коркунанда, намунаи ҳаёти воқеӣ, ки дар ҳақиқат энергияро истеҳсол мекунад; барои идеяи гармӣ мисли ин, маънои он моделе мебошад, ки гармии ченшударо медиҳад, бо баромадаш ва истифодабарии барқаш дар асбобҳо сабт шудааст, на талаб карда мешавад. Агар шумо дар бораи физика ва рақамҳо маълумоти зиёд дошта бошед, мо метавонед онҳоро дар ин ҷо нашр кунем. Аммо ҷамъоварии сармоя бе модели корӣ хеле душвор аст ва дар ин ҷо ҳеҷ ваъдаи маблағгузорӣ, бозгашти пул ё пешниҳодҳо нест.

Идеяи худро тавассути form contribution бо масъалае, ки он ҳал мекунад, санҷиши физика, хароҷоти тақрибан барои ҳар кВт/соат гармӣ ва озмоиши арзонтарин, ки онро хато нишон медиҳад, фиристед. Агар шумо моделе дошта бошед, ки кор мекунад, ба он натиҷаи ченкуниро дохил кунед ва чӣ тавр онро чен кардед. & Тасвирот Манбаъҳои энергия ин ва дигар алтернативаҳо дар радари идеяро муқоиса мекунад.

Манбаъҳо

1. Википедия. Донишгоҳи давлатии Бостон: системаи геотермалӣ дар соли 2017 ба итмом расид.
2. IEA (2022). Насосҳои гармӣ.
3. Фраунхофер (нем. Шаблон:Шаҳристон Шаблон:Шаҳристон, ноҳияи Ванҷ.
4. Википедия. Насосҳои гармии заминӣ: чуқурии буришгоҳ, ҳарорати замин ва градиенти геотермалӣ.
5. Department for Energy Security and Net Zero (2026). Boiler Upgrade Scheme statistics, April 2026, tables Q1.1A and 1.1.
6. Ofgem (2026). Energy price cap unit rates, 1 October to 31 December 2026.
7. PBS NewsHour (2025). Шаблон:Шаҳристон Энергетикаи геотермалӣ дар Тоҷикистон.
8. Департаменти энергетикаи ИМА. Шаблон:Шаҳристон Шаблон:Шаҳристон.
9. Buffa, S., Cozzini, M., D’Antoni, M., Baratieri, M. and Fedrizzi, R. (2019). 5th generation district heating and cooling systems: a review of existing cases in Europe. Renewable and Sustainable Energy Reviews 104, 504-522.
10. Staffell, I., Brett, D., Brandon, N. and Hawkes, A. (2012). Инчунин, дар соҳаи энергетикаи атомӣ кор кардааст. Energy and Environmental Science 5, 9291.
11. Lazard (June 2026). Нархи энергияи баробаршуда+, версияи 19.
12. Local Solar System Основа. The Fan Wall open model: the rooftop solar benchmark of $0.19 per kWh.
13. Kusuda, T. and Achenbach, P.R. (1965). Дар ҳоли ҳозир дар Иёлоти Муттаҳидаи Амрико ва Канада ба таври васеъ истифода бурда мешавад.. Aҳолиаш 8972 нафар аст.
14. Википедия. Системаи хунуккунии об: парокандакунанда, компрессор, конденсатор ва клапани васеъкунӣ.
15. Википедия. Ҷойгиршавии буриш: буридани бе канор дар қавс.