Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения

Самая полная информация по теме: "геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения" с полным описанием и комментариями от профессионального мастера.

В условиях постоянно растущих цен на газ и электроэнергию, геотермальное отопление дома может стать интересной альтернативой. И хотя на данный момент такой способ создания — скорее экзотика, у геотермальной энергетики есть определенные перспективы.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fklivent.biz%2Fwp-content%2Fuploads%2F2015%2F09%2Fgeotermalnoe-otoplenie-doma-500x375

Отопление из геотермальных источников имеет как плюсы, так и минусы.

  • высокий КПД;
  • круглогодичная возможность получения энергии, так как грунт собирает и хранит большую часть солнечного тепла;
  • низкая стоимость энергии, если не считать стоимость оборудования, которое окупается за 3-8 лет (тепловой насос на каждый потребленный киловатт выдает 3-5 киловатт тепловой энергии);
  • безграничные запасы энергии;
  • нет необходимости в хранении топлива;
  • систему можно использовать как для обогрева в зимнее время, так и для охлаждения в летнее (кондиционер);
  • не нужны разрешения на подключение к всевозможным коммуникациям;
  • низкий уровень шумов;
  • пожаробезопасность;
  • экологичность, так как какие-либо выбросы отсутствуют;
  • незначительные затраты на эксплуатацию оборудования;
  • система функционирует в автономном режиме, ее не нужно постоянно контролировать.
Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

Геотермальная система покажет самый оптимальный результат, если она работает вкупе с «теплыми полами». В этом случае достигается равномерное распределение тепла, и отсутствуют районы с излишним нагреванием.

Обратите внимание! Особенно экономичен такой способ отопления для небольших зданий (до 150 квадратных метров).

Не лишен геотермальный способ обогрева и недостатков:

  • высокая стоимость оборудования;
  • большие стартовые расходы на установку, достигающие порой сотен тысяч рублей;
  • установка системы сложна, требует специализированного бурового оборудования, бурения глубоких скважин;
  • необходимость испортить имеющийся ландшафт для проведения буровых работ.

Механизм, на основе которого действует геотермальное отопление, похож на принцип функционирования кондиционера. Главная деталь оборудования — тепловой насос большого размера. Насос входит в два контура. Внутренний контур — это отопительная система, включающая батареи и трубы. Внешний контур — подземный или подводный теплообменник.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fklivent.biz%2Fwp-content%2Fuploads%2F2015%2F09%2Fprincip-raboty-geotermalnogo-otopleniya

Схема работы теплового насоса

В контурах может находиться обычная вода или жидкость с добавлением антифриза. Во втором (внешнем) контуре тепловой носитель берет температуру окружающей среды и поступает в теплонасос. Насос может работать как на обогрев, так и на охлаждение. Если тепловая энергия нужна для охлаждения — она направляется во внешний контур, а если для отопительных целей — к внутреннему.

Расчет характеристик шахты зависит от нескольких параметров:

  • площади здания;
  • разновидности грунта;
  • характеристик земной коры;
  • климатических особенностей.

В каждом случае расчеты очень индивидуальны ввиду разности вышеуказанных параметров. Обычная глубина шахты — от 20 до 120 метров.

После бурения шахты в нее опускаются поглощающие тепло трубы. По трубопроводу, находящемуся в грунте или воде пускается незамерзающая жидкость. После попадания жидкости в тепловой насос, часть тепла забирается, а жидкость теряет примерно 5 градусов. Полученная тепловая энергия передается в здание, а жидкость продолжает циркуляцию.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fklivent.biz%2Fwp-content%2Fuploads%2F2015%2F09%2Fgeotermalnye-truby-500x375

В трубопровод запускается незамерзающая жидкость

Известны три вида геотермального отопления:

Создание такого контура очень затратное из-за необходимости в дорогом оборудовании и потребности в глубоких (до 200 метров) скважинах. Однако, несмотря на высокие расходы, вертикальные теплообменники являются самым эффективным способом получения тепловой энергии. Продолжительность работы такой скважины может составлять до сотни лет.

В данном случае трубы находятся под уровнем промерзания грунта. Основной недостаток такого типа геотермальной системы — необходимость значительных площадей (для размещения коллектора) даже для небольшого по размеру здания. К примеру, для дома площадью 100 квадратных метров понадобится 250 квадратных метров под технические нужды. Также в этом случае нужно устанавливать трубы на некоторой дистанции от деревьев (1,5-2 метра).

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fklivent.biz%2Fwp-content%2Fuploads%2F2015%2F09%2Fvidy-geotermalnogo-otopleniya-500x178

Методы установки теплообменников

Это самый экономичный с точки зрения капиталовложений теплообменник. Для его размещения нет нужды в высокобюджетных земляных работах. Он должен располагаться в воде на глубине недоступной для промерзания. Теплообменник должен находиться не дальше, чем на стометровом расстоянии от отапливаемого здания.

Для создания внешнего контура используются полиэтиленовые трубы. При вычислениях на каждый метр коллектора берется 40-50 ватт тепловой энергии. Исходя из этого, для 5-киловаттного насоса понадобится скважина глубиной 80-100 метров. Причем в некоторых случаях правильнее создать не одну, а несколько менее глубоких скважин, но такой же общей глубины.

Для обеспечения сохранности ландшафта иногда используется технология кластеров, когда буровые работы проводятся из одного места, но по различным направлениям.

Таким образом, создание геотермального отопления процесс дорогостоящий, а главное трудоемкий. Доверять создание такой системы нужно только опытным специалистам.

Геотермальное отопление — 2 расхожих мифа, принцип работы и виды систем

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Сейчас многие слышали про геотермальное отопление, но мало кто четко представляет принцип работы подобных систем. Более того, по незнанию люди додумывают всяческие небылицы про этот вид отопления. Далее я постараюсь развенчать 2 самых известных мифа, плюс пошагово расскажу, как осуществляется установка, и какие виды систем существуют.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Геотермальная система одна из самых выгодных.

Безусловно, таких мифов существует намного больше, но я взял только те, которые не выходят за рамки здравого смысла.

Нет тематического видео для этой статьи.
Видео (кликните для воспроизведения).

Действительно, когда люди слышат об использовании тепловой энергии земли, их воображение сразу рисует картинки с гейзерами, вулканами и кипящими озерами. Естественно человек считает, что раз рядом никаких вулканов нет, то и задумываться о геотермальном отоплении не стоит.

Не стану вас обманывать, для отопления дома гейзеры и прочие подобные вещи использовать можно. Проблема лишь в том, что таких мест в нашей стране немного.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Мутновская ГеоЭС в долине гейзеров на Камчатке.

Наверняка многие слышали о термине — точка промерзания грунта. Для тех, кто не в курсе поясню, точкой промерзания называют уровень, до которого земля промерзает зимой. Ниже этой точки температура всегда плюсовая, в зависимости от глубины 3–15ºС. Так вот, этого достаточно, чтобы при помощи специальной аппаратуры обустроить отопление.

Из школьного курса физики нам известно, что вечного двигателя в принципе не существует, по крайне мере на данный момент. Отсюда относительно просвещенная часть населения делает вывод, что геотермального отопления быть не может и людей просто кто-то пытается в очередной раз обмануть.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Корни этого заблуждения кроются в очень высокой эффективности геотермальной системы. Ведь здесь на 1 кВт затраченной электроэнергии вы получаете порядка 3–5 кВт тепловой энергии для отопления дома. Такая эффективность достигается за счет использования теплового насоса, о котором я расскажу чуть позже.

Вся конструкция состоит из 3 контуров, которые завязаны на так называемый тепловой насос — сердце системы. Тепловым насосом называют агрегат обеспечивающий теплообмен между контурами и циркуляцию теплоносителей внутри контуров.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Схема теплонасоса в разрезе.

  1. Наружный контур — этот контур расположен непосредственно в земле ниже уровня промерзания или воде. Заполняется этот контур какой-нибудь незамерзающей жидкостью, в самом простом варианте рассолом. Жидкость, нагреваясь под землей, поднимается в теплонасос и отдает тепло второму контуру;

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Наружный контур имеет достаточно большую длину.

  1. Второй контур заполнен фреоном и полностью спрятан внутри теплонасоса. Температура кипения у фреона достаточно низкая, нагреваясь от первого контура, он превращается в пар и разогревает внутренний, третий контур. Именно поэтому такую систему называют холодильником наоборот;
  2. В качестве внутреннего контура выступает отопительная система дома. Название условное, так как этих контуров может быть несколько — отопление радиаторов, теплого пола, обогрев теплицы, нагрев воды для бытового пользования и прочее.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Аппаратура для геотермального отопления не требует отдельного помещения.

  1. Незамерзающая жидкость нагревается на глубине, под землей до температуры, к примеру, 5–7ºС и поступает в тело теплового насоса;
  2. Внутри агрегата стоит теплообменник и нагретая жидкость, проходя через него, отдает тепло второму контуру, после чего уходит под землю за новой «порцией тепла»;
  3. Фреон, который испаряется во втором конуре попадает в компрессор и при сжатии его температура доходит до 100ºС, чего вполне хватает чтобы разогреть жидкость в третьем контуре, кстати, для этих целей тоже есть теплообменник;
  4. С третьим контуром более-менее ясно, он обогревает дом, а вот разогретый фреон поступает в расширительный экран, где давление и температура нормализуются и все начинается снова.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Принцип работы теплонасоса.

Достоинств у геотермальной системы масса:

  • Энергия земли неисчерпаема, это не заправочная станция и тепло там не кончается;
  • Система полностью безопасна в пожарном отношении;
  • Раз топлива как такового нет, значит доставлять и складировать его не нужно;
  • Система экологически безопасная и полностью безотходная;
  • Пока в вашем доме есть электроэнергия, тепловой насос работает в автономном режиме. Кстати инструкция по настойке там элементарно простая;
  • Для загородного дома средних размеров расчет потребления электроэнергии составляет порядка 300–400 Вт. Образно говоря, вы, оплачиваете работу лампочки в 300 Вт и при этом обогреваете весь дом, плюс получаете горячую воду.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Характеристики одной из моделей теплонасоса.

Минусы у геотермальной системы также есть и самым главным считается высокая цена. В среднем обустройство подобного отопления для загородного дома обойдется порядка 10 тысяч евро, прием стоимость оборудования в этой сумме занимает примерно половину, остальное возьмут за монтаж.

В сети много говорится о том, что геотермальную систему своими руками сделать реально. В действительности я не видел ни одного человека, которому бы это удалось, слишком уж трудоемкий монтаж.

Существует 3 схемы обустройства геотермального отопления, но все эти варианты требуют, чтобы площадь внешнего контура была минимум в 2,5 раза больше отапливаемой площади дома.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

По этой схеме рядом с домом выкапывается котлован глубиной ниже точки промерзания хотя бы на 1,5–2 м, а площадь котлована должна в 2,5 раза превышать площадь дома.

Вот и представьте, для большей части России под дом в 100 м² нужно копать котлован площадью в 250 м² и глубиной от 3 м.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

В теории этот вариант намного легче. Смысл в том, что на дно водоема укладывается внешний контур и нагревается от воды.

  • Но водоем нужен глубокий от 4 м, чтобы в самые лютые морозы контур был под водой, а не во льду;
  • Дом должен стоять не далее 100 м от водоема, плюс от воды и до дома контур нужно утеплять;
  • Нет гарантии, что какой-нибудь рыбак не порвет вашу систему.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

На мой взгляд, скважинный вариант самый лучший. Вы один раз нанимаете бригаду бурильщиков, и они обустраивают нужное количество скважин, причем довольно быстро и рядом с домом.

Существенным плюсом здесь выступает еще и то, что на больших глубинах температура земли выше, а значит, система будет намного эффективней.

Однозначно сказать какая из вышеописанных схем самая лучшая нельзя, здесь все зависит от конкретных условий, в которых будет монтироваться оборудование. На фото и видео в этой статье работа системы показана наглядно. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Обустроить скважинную систему можно за несколько дней.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

добрый день интересует геотермальное отопление для дома 250 кв.м с поддержанием температуры в доме 24 градуса. Дом стоит на скале

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Александр,Если вы знакомы с тем, как работает кондиционер или холодильник, то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний. Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены теплые полы. Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

Теплоноситель во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается. Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь. Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Здравствуйте. Спасибо за статью. Собираюсь строить дом. Площадь под строительство 260 м^2. Можно ли установить внешный контур по домом ? Я живу в Таджикистане, бывшая Ленинабадская, ныне Согдийская область в 30 км от гор, на уровне 1116 метров выше уровня моря. Наверное эта информация не имеет значения, но все же… Спасибо. С уважением

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=https%3A%2F%2Fobustroeno.com%2Fwp-content%2Fplugins%2Flazy-load%2Fimages%2F1x1.trans

Добрый день, Александр! Хочу проконсультироваться: можно ли в условиях вечной мерзлоты установить геотермальное отопление в частном доме?

Оставляя комментарий, Вы принимаете пользовательское соглашение

Что такое геотермальное отопление дома, плюсы и минусы такой системы

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fthemes%2Fjnews%2Fassets%2Fimg%2Fjeg-empty

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fthemes%2Fjnews%2Fassets%2Fimg%2Fjeg-empty

Отопление частного дома своими руками: популярные способы

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fthemes%2Fjnews%2Fassets%2Fimg%2Fjeg-empty

Как сделать монтаж отопления в частном доме своими руками?

Ограниченность запасов природных энергетических ресурсов заставляет человечество заниматься поиском альтернативных источников энергии. Геотермальное отопление дома — отличная альтернатива традиционным способам отопления. В подтверждение этого можно привести фактические данные про широкое использование геотермальных систем отопления в Европе и Америке в качестве основных источников тепла.

Немного истории! Геотермальные системы отопления значительно «расширились» в конце восьмидесятых годов прошлого столетия преимущественно на территории Америки. В начале солидные инвестиции в монтаж такой установки позволяли ее использовать только состоятельным людям, а через несколько лет эта система сала доступной для американцев менее состоятельных, подняв значимость геотермальных систем отопления на рынке отопительной техники.

В странах Европы еще два десятка лет назад количество геотермальных установок превышало 12 млн., а сегодня о величине «заселения» геотермальных установок в частных домах можно только догадываться.

Почему так происходит?

Все очень просто! Наиболее доступная и удобная система газового отопления уменьшает запасы природного топлива за деньги из Вашего кармана. А сжигание твердого топлива (дров, угля, торфа) не только неудобно, но и сопровождается выделением вредного углекислого газа, выпадению сажи и смол. А еще необходимо дополнительное помещение для хранения топлива.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F11%2Fimage0021

Геотермальное отопление загородного дома.Схема

Геотермальные системы отопления имеют сходный с холодильником (кондиционером) принцип действия. Просто рефрижератор холодильника охлаждает воздух, а геотермальный тепловой насос нагревает теплоноситель отопительной системы.

Для обогрева помещения используется тепло (энергия) Земли. Тепловой насос, расположенный в доме, забирает энергию у грунтовых вод или самого грунта, преобразовывая ее в тепло. Затем это «тепло» используется для нагревания теплоносителя самой системы отопления дома.

В основе принципа действия теплового насоса лежит обратный цикл Карно, разработанный еще в ХIХ веке.

«Сердцем» такой системы является компрессор, который «сжимает» и «переносит» тепло. Для этого ему необходим внешний источник энергии – электрическая сеть.

В компании с компрессоров во внутреннем контуре теплового насоса работают: конденсатор, испаритель и дроссельный клапан.

Тепловой насос работает так:

  • Теплозаборный коллектор заполняется незамерзающей жидкостью (гликолевая смесь, смесь воды и спирта или соленая вода), которая будет транспортировать «подземное» или «подводное» тепло к насосу.
  • Эта тепловая энергия в испарителе передается хладагенту с очень низкой температурой кипения, что приводит к его резкому закипанию и испарению (превращению в пар).
  • Работающий компрессор повышает давление этого пара, что соответственно приводит к повышению его температуры.
  • В конденсаторе хладагент охлаждается, передавая тепло контуру отопления дома, и конденсируется.
  • Через дроссельный клапан хладагент попадает обратно в компрессор, и цикл повторяется вновь…

Тепловой насос еще можно назвать иными словами « вывернутый наизнанку « холодильник. Ведь в холодильнике хладагент нагревается за счет тепла, помещенных в него (холодильник) продуктов, и через систему трубок выводится на заднюю стенку , нагревая воздух вне холодильника.

А в случае теплового насоса это выделяемое тепло нагревает теплоноситель в системе отопления самого дома. В качестве отопительных приборов в таких системах отопления чаще всего и эффективней используются «теплые полы».

Заметьте! При наличии качественного и правильно рассчитанного «теплозаборного» контура при потреблении 1 кВт электроэнергии тепловой насос способен отдать в систему до 5 кВт тепловой энергии!

Виды теплообменников геотермальных систем отопления

Трубы горизонтального контура укладывают на глубину превышающую толщину слоя промерзания почвы.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F11%2Fimage0055

Укладка горизонтального теплообменника Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F11%2Fimage0073 Укладка горизонтального теплообменника в траншеи

Такой вариант теплового контура оптимален, когда есть большая площадь приусадебного участка без садовых насаждений (деревьев). Прокладка трубы контура не допускается на расстоянии менее 1,5 м от кроны дерева.

При отоплении дома в 250 м 2 понадобится площадь в 600 м 2 для размещения теплообменного контура. А такая площадь не всегда доступна. Особенно в густонаселенных коттеджных городках.

Этот фактор можно назвать недостатком такого типа теплообменника .

Вертикальный теплообменник — роскошь, которую, возможно, сможет позволить себе не каждый застройщик. Для «обустройства» такого теплообменника понадобится специальное бурильное оборудование.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F11%2Fimage0094

Геотермальные зонды

Контур теплообменника опускается в скважину глубиной 50-200 м. Для увеличения тепловой мощности используют несколько таких скважин, трубопроводы которых соединены через специальные коллекторные узлы.

Преимуществом организации такой системы контура теплообменника можно назвать возможность работ на обустроенной территории — такой способ не повредит существующий ландшафт.

Этот вариант наиболее экономичен в монтаже – нет необходимости выполнять землекопные работы, но требует наличия водоема площадью не менее 200 м 2 на расстоянии не более 100 м от дома. Трубы контура укладывают на глубину, большую глубины промерзания (не менее 2-3 м) на дно.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fplusteplo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F11%2Fimage0105

Элемент конструкции горизонтального теплового насоса

Преимущества и недостатки геотермальных систем отопления

Одним из самых весомых преимуществ геотермальных систем отопления хотим выделить его экологическую безопасность для Вашего жилища. Ведь процесс нормальной работы теплового насоса не сопровождается какими-либо вредными выбросами в атмосферу. А отсутствие горючих веществ в топливном насосе при наличии исправной электропроводки фактически сводит на нет угрозу возгорания.

Отсутствие топлива — это и отсутствие расходов на его доставку и хранение.

Низкое потребление электроэнергии при сравнительно высокой теплоотдаче ( с 1 кВт электроэнергии до 5 кВт тепловой энергии) еще один важный (или самый важный) фактор, определяющий выбор геотермальной системы отопления загородного дома.

Автономность геотермальной системы отопления освобождает вас от необходимостьи следить за ней и обслуживать.

Важным функциональным преимуществом геотермальной системы отопления является ее способность работать как кондиционер в жаркую погоду. В таком режиме происходит все наоборот: тепло из помещения прогревает хладагент, который передает его внешнему тепловому коллектору.

Недостатком такой системы является сложность ее монтажа и соответственно высокая стоимость, как монтажных работ, так и самого оборудования.

Геотермальная система отопления является самой дорогой в монтаже и приобретении оборудования.

В этом случае можно сэкономить средства на самостоятельной установке этой системы, но необходимо уделить значительное внимание расчетам и консультациям с «профи».

Бивалентная система подразумевает параллельное использование двух источников тепла в пиковые нагрузки (при низких температурах окружающей среды).

В такой системе параллельно к тепловому насосу подключается дополнительный котел, например, электрокотел. Его используют при необходимости использования интенсивного режима отопления при низких температурах окружающей среды.

Если «морозных» дней в году в регионе Вашего проживания небольшое, то наличие такого «помощника» позволяет сэкономить на мощности теплового насоса, что существенно сказывается на его стоимости.

Принцип действия, монтаж, плюсы и минусы геотермального отопления для дома

Перед любым владельцем частного дома всегда встаёт проблема обеспечения дома теплом. На сегодняшний день есть много различных вариантов обеспечения отопления в частном доме. Один из способов ─ это геотермальное отопление. Многие люди, когда слышат это название, думают, что такие системы строят только в местах горячих водных источников и гейзеров. Но это далеко не так. Современные геотермальные тепловые установки успешно работают даже в средней полосе России, где невысокая среднегодовая температура. В этой статье мы поговорим о принципе работы геотермальных установок для отопления дома, их преимуществах и недостатках, а также особенностях использования.

Принцип работы установки геотермального отопления похож на холодильную установку или систему кондиционирования. В таких установках тепловая энергия отбирается из грунта посредством специального теплового насоса. Принцип работы заключается в следующем. В доме или подсобном помещении устанавливается сам тепловой насос, а в землю опускается теплообменник, через который циркулирует теплоноситель. Подобные системы геотермального отопления могут использоваться не только в частном доме, но и в производственных помещениях.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F1-1-300x202

Температура грунта, где находится теплообменник, обычно составляет 5─7 градусов. Благодаря свойству газов изменять свою температуру при сжатии и расширении такая низкая температура грунта превращается в нагретый теплоноситель, которого вполне хватает для отопления дома. После отдачи тепла в системе отопления, теплоноситель возвращается к первоначальному давлению и остывает ниже температуры грунта. Затем он снова отправляется в теплообменник, где нагревается от грунта. Вышеописанный процесс называют циклом Карно. На этом явлении и основан принцип работы геотермального отопления дома.

Существует несколько вариантов реализации геотермального отопления дома. Основные отличия этих вариантов заключаются в расположении внешнего теплообменного контура. При этом внутренний контур во всех случаях используется одинаковый. Два основных способа реализации:

  • С вертикальным теплообменником;
  • С горизонтальным теплообменником.

На глубине примерно 100 метров от поверхности Земли грунт имеет температуру около 10 градусов круглый год. Для использования этой тепловой энергии, проводится бурение скважин. Чтобы меньше навредить окружающему ландшафту, специалисты часто бурят скважины под разными углами из одной точки. В этих скважинах монтируется внешний контур геотермальной системы. Так обеспечивается эффективный отбор тепла из грунта. Этот способ довольно аккуратный и не сильно портит территорию рядом с домом. Но без специального оборудования его выполнить не получится, поскольку требуется бурение глубоких вертикальных скважин.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F2-1-300x240

Система геотермального отопления с вертикальным теплообменником

Такой способ реализации геотермального отопления будет востребован, когда дом построен, и территория вокруг него обустроена. Глубина скважин в разных случаях может быть от 70 до 200 метров. Конечная глубина зависит от параметров геотермальной установки и геологической ситуации в конкретном регионе. Специалисты называют срок эксплуатации таких установок в районе 100 лет, но в реальности замена отдельных узлов потребуется через 20─30 лет.

Если создаётся вертикальный теплообменник, который будет извлекать тепловую энергию в подземных вод, то делается две скважины. Первая скважина называется дебетовой. В ней с помощью насоса осуществляется забор воды. Это вода отдаёт тепло во внутреннем контуре, а затем сливается во вторую скважину, которая называется приёмной. Среди недостатков подобных систем с двумя скважинами стоит назвать недостаточную эффективность. Здесь большое количество электроэнергии уходит на обеспечение работы циркуляционного насоса. Однако такие геотермальные системы вполне подходят для работы тёплых полов в доме.

Как можно понять из названия, теплообменник в таких геотермальных установках для отопления дома укладывается горизонтально. Перед тем как это делать, нужно точно знать глубину промерзания земли в вашем регионе. Трубки теплообменника укладываются в траншеи, которые находятся ниже уровня промерзания земли. В этом случае требуется большое пространство для укладки теплообменника.

Так, для отопления дома площадью 250 квадратных метров потребуется уложить теплообменник на площади 600 «квадратов». А это целый дачный участок площадью 6 соток. Занимаемая площадь является главным минусом этого варианта. Если перед домом у вас довольно много места в виде лужайки с травой, то такой вариант подойдёт. А если там растут деревья, стоят теплицы и тому подобное, то этот вариант геотермального отопления для вас не подходит.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F3-300x222

Система геотермального отопления с горизонтальным теплообменником

Горизонтальный теплообменник в близлежащем водоёме

Это довольно редкий случай. Требуется, чтобы дом находился не более чем в 100 метрах от водоёма. Это может быть естественный или искусственный водоём, но он не должен промерзать до дна в зимнее время. Именно на дне будет уложен горизонтальный контур теплообменника. Площадь водоёма должна быть как минимум 200 «квадратов». Считается, что этот способ организации внешнего теплообменника наименее затратный. Но такое расположение домов встречается нечасто. А если ли это водоём общественный, то укладка в него теплообменника может обернуться проблемами с законом.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F4-300x274

Система геотермального отопления с горизонтальным теплообменником в водоёме

Явным плюсом такого варианта геотермального отопления является отсутствие земляных работ. Но не стоит думать, что подводное расположение теплообменника организовать очень просто. Вполне возможно, что потребуется разрешение контролирующих органов на проведение подобных работ. Однако этот вариант всё равно остаётся самым экономным из вышеперечисленных.

Стоит сказать о нескольких особенностях геотермальных систем отопления дома.

Отличие, например, от газового или электрического котла заключается в том, что здесь не требуется нагрев теплоносителя до высоких температур. Работа в низкотемпературном режиме обеспечивает меньшие энергетические затраты. Как известно, в системе отопления для компенсации низкой температуры теплоносителя используется увеличение поверхности радиатора. Чтобы этого не делать, рекомендуется использовать тёплые полы. Подобный вид отопления дома будет в этом случае более рациональным, поскольку тепло будет поступать сразу в зону обитания, а не в пространство под потолок помещения.

Кроме того, в актив тёплых полов стоит записать минимум потерь тепла. Величина тепловых потерь в основном зависит от дельты температур. В случае с низким температурным режимом геотермального отопления эти потери минимальны. Вторым существенным преимуществом тёплого пола является то, что происходит непосредственный нагрев самих конструкций дома (в этом случае пола). В случае с радиаторами нагретый воздух лишь немного охватывает остекление окон и часть близлежащей стены.

  • Практически неисчерпаемый и стабильный источник энергии;
  • Производители подобных систем называют такое отопление бесплатным для владельца. Но это не так, поскольку нельзя забывать о затратах на электричество. Тем не менее, это обходится дешевле традиционных систем отопления;
  • Геотермальное отопление можно использовать практически в любом регионе, за исключением северных;
  • Геотермальные отопительные установки не имеют вредных выбросов;
  • Занимают немного места в доме (размером примерно с холодильник);
  • Возможна настройка работы установок как на нагрев, так и на охлаждение;
  • Если есть необходимость, то геотермальную установку можно интегрировать в систему отопления дома с газовым или электрическим котлом.
  • Длительный срок окупаемости;
  • Большая сумма первоначальных вложений при покупке и монтаже системы геотермального отопления.

Расходы на приобретение оборудования и его установку зависят в основном от мощности и фирмы-производителя. Что касается компании-производителя, то многие здесь руководствуются своими соображениями, а также рекомендациями знакомых. А вот мощность геотермальных установок выбирается в зависимости от площади отапливаемого помещения. В зависимости от мощности геотермальных установок для отопления дома можно обозначить следующий интервал цен:

  • 4─5 кВт – от 3 до 7 тысяч $;
  • 5─10 кВт – от 4 до 8 $;
  • 10─15 кВт – от 5 до 10 $.

К указанным суммам следует добавить затраты на монтаж оборудования, которые составляют примерно 30 процентов от стоимости самой геотермальной установки. В результате получится совершенно неподъемная сумма для большинства населения в нашей стране. К тому же, срок окупаемости будет довольно большой. Утешаться придётся лишь тем, что теперь в расходах на отопление у вас небольшая сумма за электричество.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F5-300x168

Если вы собираетесь осуществить монтаж геотермального отопления дома своими руками, то лучше приобрести все узлы установки в готовом виде. В том числе, и внешний теплообменный контур. В случае монтажа геотермального отопления дома своими руками следует рассматривать исключительно вариант с горизонтальным теплообменником. Его можно укладывать как в грунт, так и в воду. А вот вариант с вертикальным теплообменником самостоятельно сделать вряд ли получится. Ведь в этом случае потребуется буровое оборудование и необходимые навыки в этом направлении.

Сам тепловой насос является довольно компактным оборудованием и не займёт много места в доме. По размерам он практически соответствует традиционным твердотопливным котлам. Самостоятельно можно без проблем подключить внутренний контур к выводам теплового насоса. В принципе, вся система организуется по дому так же, как и в случае с использованием традиционных источников энергии. Основной трудностью при создании геотермального отопления своими руками будет монтаж внешнего контура теплообменника.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения proxy?url=http%3A%2F%2Fakbinfo.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2017%2F08%2F6-300x182

Трубы теплообменника укладывается по спирали, и закрепляются в таком положении. От водоёма потребуется прорыть траншею, которая будет использоваться для соединения теплового насоса в доме и внешнего контура. После того как все земляные работы будут закончены, водоём заполняется водой, а контур ─ антифризом.

Если вы устраиваете систему геотермального отопления дома на участке, где нет жилья и сада, то делайте горизонтальный теплообменник, установленный в грунт. На средний дом площадью 100 квадратных метров потребуется 250─300 «квадратов» под теплообменник. Если же у вас участок с домом и садом, то монтаж внешнего теплообменника становится довольно проблематичным. В этом случае можно рыть траншеи, не задевая деревья, и укладывать в них внешний контур. После окончания работ можно будет вернуть грунт на место. Как вы понимаете, этот процесс очень трудоёмкий и займёт много времени.

Изображение - Геотермальное отопление принцип работы, плюсы и минусы, тонкости построения 3654992
Автор статьи: Борис Купинов

Здравствуйте. Меня зовут Борис. Я уже более 7 лет работаю прорабом в строительной компании. Я считаю, что в настоящее время являюсь профессионалом в своей области и хочу помочь всем посетителям сайта решать разнообразные вопросы. Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю нужную информацию. Перед применением описанного на сайте желательна консультация с профессионалами.

Обо мнеОбратная связь
Оцените статью:
Оценка 4.2 проголосовавших: 9

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here