Геотермальне опалення будинку принцип роботи. Геотермальне опалення вдома своїми руками. Розповсюдження геотермальної системи опалення

Спалювання природних запасів вуглеводнів – нафти та газу – досягло таких масштабів, що примара екологічної та енергетичної катастрофи стала набувати цілком реальних обрисів.

Усвідомивши нарешті серйозність ситуації, людство все активніше освоює відновлювані (або альтернативні) джерела енергії.

Нікола Тесла стверджував, що наш світ наповнений безкоштовною енергією, треба лише навчитися її добувати. Вчені всього світу докладають чимало сил для того, щоб втілити цю тезу в життя.

Їхні праці не зникли задарма: до традиційних вітрогенераторів і сонячним батареямдодалося ще одне джерело безкоштовної енергії– гео термальне опалення. Його суть зрозуміла з назви: для опалення використовують тепло Землі.

Міф перший: потрібні гарячі джерела.

Дійсно, при згадці терміна «тепло Землі» уяву середньостатистичного громадянина відразу малює свистячі гейзери і озера киплячої води на тлі вулкана, що прокидається.

Погодимося: гарячі джерела також можуть застосовуватися в геотермальному опаленні, але це рідкість, оскільки вони розташовані тільки в деяких регіонах.

В інших випадках під терміном «тепло Землі» мають на увазі температуру в 5-7 градусів, яка стабільно підтримується в ґрунті або воді нижче за глибину промерзання.

Так, так, цю холодину зухвалі вчені називають «теплом» і навіть примудряються нагріти від неї воду в системі опалення.

Міф другий: геотермальне опалення – щось подібне до вічного двигуна, а тому існувати не може.

Приводом до виникнення цієї помилки стала дивовижна ефективність систем геотермального опалення: при витратах енергії 1 кВт вдається отримати від 3 до 5 кВт.

І це, як уже було сказано, при повній відсутності видимих ​​джерел тепла: гейзерів, що вирують, вогнедишних вулканів або хоча б пічки з палаючими дровами або вугіллям.

Але, як відомо, енергія не може взятися нізвідки і зникнути в нікуди. На жаль, існування вічного двигуна справді неможливе.

Але система геотермального опалення не має нічого спільного з ним. А причини її ефективності криються у вмілому застосуванні всіх відомих законів фізики.

Пристрій та принцип дії

Система геотермального опалення складається з трьох контурів та теплового насосу, який підтримує циркуляцію середовища в контурах та теплообмін між ними. За розмірами тепловий насос схожий на сучасну пральну машинку. Розглянемо кожен із контурів докладніше.

Зовнішній контур

За допомогою зовнішнього контуру вся система сприймає теплову енергію ґрунту або водоймища, в якому цей контур розміщується.

Обов'язкова умова – контур повинен бути нижчим від глибини промерзання, характерної для даного регіону.

Усередині контуру циркулює теплоносій – розсіл або інша незамерзаюча рідина. Накопичена теплова енергіячерез теплообмінник, встановлений у тепловому насосі, передається фреону, що міститься у другому контурі.

Контур фреону

Цей контур повністю розміщений у корпусі теплового насоса та наповнений фреоном. Характерною особливістюфреона є низька температуракипіння, у процесі якого фреон випаровується, перетворюючись на газ.

Внутрішній контур

Це, власне, контур опалення, що складається з труб і опалювальних радіаторів. У більш складному варіанті внутрішній контурможе поділятися на контури опалення, гарячого водопостачання, підігріву ганку (антиобледенитель) і т.п.

Традиційно внутрішній контур заповнюється водою, але можна застосовувати й інші види теплоносіїв.

Як це працює

Принцип дії системи геотермального опалення має такий вигляд:

1. Розсолу, що знаходиться в зовнішньому контурі, повідомляється теплова енергія грунту або води, від чого його температура збільшується приблизно на 5 градусів і стає рівною, наприклад, +3 градуси.
2. Усередині теплового насоса розсіл прокачується через теплообмінник, в якому частина теплової енергії передається фреону. Охолоджений після цього розсіл знову надходить у зовнішній контур.
3. Отримавши деяке тепло від розсолу, фреон, що у другому контурі, випаровується. Газ, що вийшов таким чином, надходить у компресор, де відбувається його стиск. Внаслідок цього температура фреону піднімається до 100 градусів. Гарячий газ подається в теплообмінник, в якому віддає частину своєї теплової енергії теплоносія третього – внутрішнього – контуру.
4. Підігрітий до температури 50-70 градусів теплоносій внутрішнього контуру подається в радіатори опалення, завдяки чому в будинку підтримується комфортна температура. Фреон, температура якого в результаті теплообміну знижується до 70 градусів, надходить у розширювальний екран, де його тиск та температура падають до початкових значень.
5. Весь цикл знову повторюється.

Серед інших нерозповсюджених систем опалення заслуговує на увагу.

Переваги та недоліки

Позитивна сторона

Ця система має широкий перелік переваг:

• ККД системи становить від 300% до 500%.
• Енергія, що використовується для опалення, є невичерпною та відновлюваною.
• Відсутня небезпека займання.
• Відпадає необхідність у доставці та складуванні паливних матеріалів.
• Абсолютна екологічна безпека: робота системи геотермального опалення не супроводжується викидами шкідливих речовинабо освітою відходів.
• Повністю автономний режим роботи.
• Мінімальні витрати на експлуатацію.

Негативна сторона

Головним недоліком системи геотермального опалення заміського будинкує її вартість. Так, ціна теплового насоса може змінюватись від 3 до 10 тис. євро.

Вартість монтажних робітв середньому становить половину вартості насоса, але при невдалому збігу обставин може перевищити її.

Схеми побудови системи опалення

Незважаючи на всю простоту системи, облаштування геотермального опалення для заміського будинку – досить дорогий і трудомісткий процес.

Пов'язано це не так з дорожнечею теплового насоса, як із масштабами зовнішнього контуру: в середньому його площа повинна перевищувати опалювальну площу в 2,5 рази. Мають зовнішній контур одним із трьох способів:

Горизонтально у ґрунті

Труби контуру розташовують під поверхнею землі нижче за глибину промерзання.

При опаленні будинку площею 200 кв. м для горизонтального розміщення зовнішнього контуру знадобиться ділянка землі площею 500 кв. м.

Недоліки такого способу очевидні: доведеться вирити солідну ділянку землі, повністю знищивши розташований на ній ландшафт.

Якщо на ділянці ростуть дерева, завдання ускладнюється: труби контуру в плані повинні бути не ближче 1,5 м від дерева.

Всі роботи з горизонтального розміщення зовнішнього контуру в ґрунті можна виконати самостійно, і це головна перевага даного способу. Процес відносно простий, хоч і трудомісткий: копання траншей, зварювання та укладання труб.

Горизонтальне укладання на дні водоймища

Якщо поблизу вашого будинку є водоймище, можна обійтися без земляних робіт, зберігши існуючий благоустрій ділянки біля будинку. Вимоги до водоймища такі: вона повинна розташовуватися не далі, ніж на 100 м від будинку, і мати площу не менше, ніж 200 кв. м.

Якщо ви не є його власником, то, швидше за все, знадобиться дозвіл місцевої владина розміщення у водоймищі зовнішнього контуру вашої геотермальної системи.

Оптимальна глибина, де слід розташовувати труби, становить 2,2-2,5 м.

Розмістити зовнішній контур у водоймі також можна самостійно, така робота не потребує особливого досвіду чи високої кваліфікації. Якщо є можливість на час монтажу спустити з водойми воду, завдання вимагатиме ще менше зусиль.

Вертикальне розміщення у ґрунті

В цьому випадку для розміщення зовнішнього контуру будується свердловина. І саме будівництво, і монтаж у свердловині труб контуру вимагатиме залучення фахівців та бурильного обладнання. Натомість усі існуючі насадження та елементи благоустрою залишаються недоторканими.

Крім того, розміщення контуру в свердловині робить опалювальну систему більш ефективною, адже грунт на високих глибинах (глибина свердловини становить від 50 до 200 м) цілорічно зберігає постійну температуру в 10-12 градусів.

Додаткова перевага – тривалий термін служби свердловини, що може становити 100 років.

Існує ще один різновид геотермальної системи опалення заміського будинку, який називається відкритим. Зовнішній контур у ній відсутня, а роль теплоносія відіграє вода, яка закачується у тепловий насос із артезіанської свердловини.

Для скидання води на ту саму глибину будується друга свердловина. Частина артезіанської води може використовуватися для водопостачання будинку, тому цей різновид геотермального опалення більш поширений у тих регіонах, де відсутня централізована подача води.

Іноді одного геотермального опалення може не вистачити, і доводиться підігрівати теплоносій.

Для таких випадків підійде, наприклад, або . Вибирайте, виходячи з доступності палива.

Через постійне зростання цін на енергоносії люди намагаються стати енергетично незалежними. Так, більш актуальним стає використання альтернативних джерел тепла. Йдеться про геотермальну систему опалення, яка передбачає застосування спеціальних насосів. Завдяки їй стає можливим отримання тепла безпосередньо із землі.

Принцип роботи системи опалення

Люди завжди намагалися отримати тепло, що виходить із надр землі. Завдяки появі геотермального опалення це стало можливим.

У центрі землі розташовується магма, що прогріває землю. Через наявність верхнього шару ґрунту вона не охолоджується. Достатньо було навчитися застосовувати таке тепло, щоб відкрити альтернативне джерело тепла. За його грамотного використання вдасться вирішити проблему теплозабезпечення будь-яких заміських будинків.

Багато людей вважають принцип роботи геотермального теплового насоса досить складним. Насправді достатньо розібратися з особливостями опалення із землі. Робота системи можлива завдяки наявності зовнішнього контурувиконує функції теплообмінника. Він знаходиться у воді або під землею. Усередині цього елемента розташовується вода або будь-яка інша рідина, що вбирає тепло. Теплоносій потрапляє в геотермальний насос, що акумулює тепло. Це обладнання розподіляє одержану енергію по всьому внутрішньому контуру.

Варто зазначити, що такі теплові насоси відповідають стандартним розмірам, проте їх продуктивність виявляється справді високою.

Різновиди геотермальних систем

Існує декілька видів таких систем опалення. Усі вони відрізняються лише теплообмінником. Його вибір залежить від особливостей ділянки та деяких нюансів місцевості.

Багато людей не можуть зробити вибір. Щоб не помилитися, варто врахувати фінансові можливості та деякі особливості земельної ділянки. Якщо поряд з будинком розташовується водоймище, яке відповідає всім згаданим вимогам, то вдасться організувати геотермальне опалення своїми руками. Причому дозвіл на використання теплових насосів та виконання робітвід будь-яких інстанцій не потрібно. Якщо говорити про використання інших систем, то для вертикального теплообмінника знадобляться значні фінансові вкладення, а для горизонтального – багато незайнятої землі.

Переваги такого способу опалення

Існує багато суперечливих думок щодо альтернативних джерел тепла. Звичайно, геотермальне опалення будинку не стало винятком. Однак об'єктивних переваг у такої системи справді багато.

Самостійна організація геотермального опалення

Як згадувалося раніше, подібна система є найбільш доступною, отже, кожен власник будинку може скористатися енергоресурсами землі. При цьому організація геотермального опалення не вимагатиме значних вкладень чи людських ресурсів. Монтаж системи власноруч досить простий. У даному випадкуголовне – здійснити правильні розрахунки.

Природно, встановлення обладнання та самих теплових насосів залежить від обраного типу теплообмінника.

• Найпростіше виконати монтаж за умови, що будинок розташований біля водойми. У такому випадку достатньо найняти кількох помічників та спецтехніку, щоб прокласти трубу на дні. Після цього залишиться лише підключити тепловий насос, після чого у будинку буде тепло.
• Якщо ви віддали перевагу горизонтальному теплообміннику, то доведеться перекопати ділянку. Згодом тут не вдасться організувати сад чи город.
• Найбільш складним вважається встановлення вертикального теплообмінника. Виконання такої роботи варто довірити фахівцям, які мають відповідний досвід та професійне бурильне обладнання.

Крім укладання труб необхідно звернути увагу на монтаж самого теплового насоса. Подібний прилад має бути правильно встановлений, інакше система виявиться неефективною.

Геотермальне опалення почало використовуватися зовсім недавно. Завдяки йому вдається отримати дешеву енергію із мінімумом витрат. Щоб такий альтернативний варіантвиявився ефективним, необхідно врахувати усі вимоги, а також правильно встановити тепловий насос.

У моду входять альтернативні способиобігріву житла. Для таких систем немає потреби в близькому розташуванні будинку від газових магістралей. При цьому у конструкціях не передбачено жодного спалювання палива. Одним із ефективних варіантів є термальне опалення будинку. Технології, що розвиваються, сприяють тому, що на вітчизняному ринкуз'являються різноманітні моделі цього виду обігріву приміщень.

Застосування енергії землі

Необхідно враховувати, що ґрунт навіть за сильного морозу не промерзає надто глибоко в більшості регіонів країни. Ця властивість експлуатується навіть будівельниками, які займаються прокладанням трубопроводів нижче середнього рівня промерзання грунту. Термальне значення має показник на рівні +5-+70С. Це дозволяє використовувати енергію землі для опалення будинку.

Отримане тепло завдяки сучасної установкивдається акумулювати. Принцип роботи геотермального опалення будинку, за відгуками власників, схожий на принцип роботи холодильника. Алгоритм робочого циклу полягає в наступному:

• потрібно отримати тепло, щоб зберегти його та перенаправити в енергетичний акумулятор;
• здійснюється нагрівання антифризу в одному з контурів системи, а він передає енергію воді, що циркулює у другому контурі опалення та ГВП;
• охолоджений антифриз перенаправляється в район теплообмінника, щоб знову набратися теплом.

Такий підхід дозволяє скористатися для опалення будинку теплом землі. У роботі систем використовують геотермальні насоси. Вилученого тепла може вистачити як для роботи установки у вигляді основного джерела тепла в приміщенні, так і для експлуатації її як дублююча або допоміжна схема.

ВІДЕО: Чудо техніки – тепло з-під землі

Принцип роботи

Опалення із землі вже давно не є фантастичною чи поодинокою розробкою. У багатьох європейських країнахцей напрямок відноситься до пріоритетних. У нашій країні вона також завойовує своїх шанувальників.

Давно було помічено, що під час випаровування деякі речовини охолоджують поверхню, що залишається. Ця властивістьвперше стало застосовуватись у побутових та промислових рефрижераторах для охолодження. Пізніше виникла ідея використати зворотний ефектцього явища, отримуючи тепле повітря. Її впровадили у кондиціонери, які працюють на обігрів. Однак вони не здатні функціонувати при температурі нижче -50С. Геотермальні апарати позбавлені такого недоліку.

Схема роботи обладнання

Базовою ланкою в системі є тепловий насос, який використовується у двох контурах:

• перший контур - класична система опалення з водяним теплоносієм, що складається з магістральних труб, радіаторів та запірної арматури;
• другий контур - великий за габаритами теплообмінник, розташований у товщі ґрунту або під великою відкритою водоймою.

Усередині другого контуру застосовують як спеціальний антифриз, і підготовлену воду. Він обігрівається за рахунок енергії внутрішнього теплаземлі і переходить у тепловий насос. Від нього тепло передається у внутрішній контур і надходить у радіатори.

Важливою деталлю є тепловий насос. Його габарити не перевищують розміру пральної машинки. Використовуючи 1 кВт, апарат видає 4-5 кВт потужності на обігрів. Для порівняння, кондиціонери працюють приблизно в режимі споживання/віддачі 1 до 1.

На сьогодні ціна тепла землі для опалення будинку залишається поки що високою, але відбувається постійне її зниження.

Основні витрати в процесі монтажу йдуть на дороге іноземне обладнання та проведення робіт із ґрунтом. Існують також розробки для того, щоб самостійно сконструювати геотермальні насоси, що утворюють тепло в будинку.

Переваги системи

Геотермальне опалення має масу позитивних якостей, які вигідно виділяють його серед інших систем, наприклад, газових чи електричних. До переваг відносяться:

• установка абсолютно безпечна в плані займання, тому що в ній відсутнє полум'я;
• для монтажу не потрібно пробивати димарі;
• відсутні шкідливі викиди, шуми або неприємні запахи;
• компактне обладнання не займає багато місця;
• до нього не потрібно доставляти та зберігати жодного палива;
• використовується невичерпна енергіяземлі;
• апаратура може працювати взимку на нагрівання, а влітку на охолодження;
• висока продуктивність при автономної роботи;
• хоча монтажні витрати дорогі, але експлуатаційні витрати в рази менші, ніж у традиційних джерел обігріву.

Різновиди компонування

Існує кілька варіантів монтажу геотермальних систем. Вони є близькими за ефективністю та застосовуються залежно від можливостей довколишнього ландшафту та температурних умоврегіону.

Вертикальні установки

Основна відмінність полягає у монтажі теплообмінника. Найбільш компактним є його вертикальне розташування. Цей варіант не вимагає значних земельних площ. Однак, необхідно використовувати бурову установку, оскільки знадобляться глибинні свердловини.

Орієнтовна глибина свердловин для геотермальних систем становить 50-200 м для ефективного функціонування.

Цей вид є найбільш дорогим у монтажі, але його передбачуваний період експлуатації становить за запевненнями виробників до 100 років, що поки що є найбільшим терміном серед таких систем. Головною перевагою вертикального монтажує максимальне збереження прилеглого ландшафту.

Горизонтальний монтаж

Для регіонів, у яких рівень промерзання ґрунту відносно неглибокий, вигідно розміщувати теплообмінник у горизонтальній площині. Труби в такій ситуації розташовуються у викопаній траншеї. Вона займає достатньо велику площу, що часто подається як недолік цього компонування. Однак у цій ситуації не потрібно проводити дороге буріння.

Колектор у вигляді трубок розподіляється петлями виділеною територією. Необхідно усунути на 1,5-2 м від коріння дерев, щоб вони не пошкодили конструкцію. Орієнтовна площа для опалення будинку в 250 м2 складе близько 600 м2. Не всі мають такі ресурси для розміщення геотермального колектора.

Підводне розміщення

Монтаж колектора під товщею води є одним з найбільш ефективних способівобігріву житла. Бажано, щоб водоймище розташовувалося не далі 100 м від домобудування. Спіралі колектора монтуються під глибину щонайменше 2,5-3 м, що дозволить бути їм нижче точки промерзання. Дзеркало водоймища має бути не менше 200 м 2 за площею.

При водяному розміщенні колектора істотно знижується необхідність у водяних роботах, при цьому немає втрат ефективності установки.

Усередині будинку таке опалення нагадуватиме класичну водяну системуіз радіаторами. Однак, підігрів теплоносія здійснюватиметься без застосування палива.

Звичайно, така система поки що дуже дорога - у 2-3 рази дорожча газового опалення. Але якщо прорахувати економію на паливі, безвідмовність та безпеку обладнання, тривалість експлуатації - зазвичай будинки будують не на 10 і навіть не на 20 років, а на набагато більший термін, стає зрозуміло, що за такими система майбутнє. Можна спробувати прямо зараз зайнятися установкою, а можна почекати ще кілька років, коли на ринку з'являться вітчизняні розробки.

ВІДЕО: Економічне опаленнябудинки, види теплових насосів, схема підключення

Ми знаємо, що геотермія – це тепло Землі, а поняття «геотермальний» найчастіше асоціюється у нас із вулканами та гейзерами. У Росії геотермальна енергетикавикористовується переважно в промислових масштабахНаприклад, існують далекосхідні електростанції, що працюють на основі тепла нашої планети.

Багато хто впевнений, що зробити геотермальне опалення будинку своїми руками – це щось із галузі фантастики. Чи не так? Але це зовсім не так! З розвитком сучасних технологій побутове використання"Зеленої енергії" стало цілком реально.

Ми розповімо про принципи роботи альтернативного опалення, його переваги та недоліки, порівняти з традиційними системами обігріву. Також ви дізнаєтеся про способи розташування теплообмінника та про те, як змонтувати геотермальне опалення своїми руками.

Коли 70-ті роки минулого століття вибухнула нафтова криза, у країнах виникла пекуча потреба у . Саме в цей час і стали створюватися перші геотермальні опалювальні системи.

Сьогодні вони набули широкого поширення у Сполучених Штатах, Канаді та західноєвропейських державах.

Галерея зображень

Про джерела геотермального опалення

Для геотермального опалення можна використовувати такі джерела теплової енергії:

• високотемпературні;
• низькотемпературні.

До високотемпературних відносяться, наприклад, термальні джерела. Використовувати їх можна, але область їх застосування обмежується фактичним місцем знаходження таких джерел.

Якщо Ісландії цей вид енергії активно застосовується, то Росії термальні водизнаходяться далеко від населених пунктів. Максимально вони сконцентровані на Камчатці, де підземну воду застосовують як теплоносій і постачають у системи ГВП.

Зовнішній контур виглядає набагато масштабнішим за внутрішній, хоча його розміри можна оцінити тільки в період планування та монтажу. У процесі експлуатації він невидний, оскільки він знаходиться під землею або під водою. Усередині цього контуру циркулює звичайна вода або антифриз на основі етиленгліколю, що набагато краще.

Висновки та корисне відео на тему

Якщо вам простіше сприймати наочну інформацію, цей відеоролик дозволить вам на власні очі побачити, як саме функціонує геотермальна система, а також більше дізнатися про те, кому і чому цей вид опалення вигідний.

Пропонуємо вам подивитися невеликий відеоролик, в якому власник горизонтального підґрунтового колектора розповість про свої враження від його експлуатації. Крім того, переглянувши це відео, ви дізнаєтеся про поточні витрати, пов'язані з експлуатацією системи геотермального опалення.

Кожен власник приватного будинку обирає сам, чи купувати йому послуги ресурсопостачальних організацій, чи сподіватися лише на себе самого. У цьому він керується цілим списком міркувань.

Є, що доповнити, чи виникли питання щодо теми геотермального опалення приватного будинку? Можете залишати коментарі до публікації. Форма зв'язку перебуває у нижньому блоці.

Зміст

Для забезпечення приватного будинку теплом традиційно використовуються агрегати, що працюють на електриці, твердому, газовому або рідкому паливі. В останні десятиліття як альтернативного джерелатеплової енергії використовують сонячні колекторита тепло земних надр. Обігрів будинку за допомогою тепла землі називається геотермальним опаленням будинку.

Геотермальне опалення будинку за рахунок енергії землі

Опалення від землі користується попитом, оскільки вартість звичних енергоносіїв неухильно підвищується, а запаси викопного палива при цьому скорочуються. Вкладення грошей у земляне опалення заміського котеджудосить вигідно з урахуванням економічних перспектив та суттєвої економії коштів на автономне теплопостачання у опалювальний період.

Способи одержання природної теплової енергії

Геотермальні теплові насоси розрізняються за способом отримання тепла:

1. Установки, які використовують тепло ґрунтових водглибокого залягання, гарячих гейзерів тощо.
2. Системи, до складу яких входить резервуар з антифризом, що встановлюється у ґрунті на глибині від 75 метрів. Опалення із надр землі забезпечується за рахунок природного нагрівання ємності з антифризом; в результаті холодоагент, проходячи через теплообмінник, віддає отримане тепло та повертається в ємність.
3. Геотермальний контур укладається по дну водойми, яка є природним акумулятором тепла. В даному випадку потрібно врахувати, що водоймище може повністю промерзнути в зимовий час.

Види геотермальних теплових насосів

Опалення будинку енергією землі потребує масштабних робіт з монтажу системи, зате це екологічний спосіб отримати практично безкоштовну теплову енергію. Щоб опалити будинок, будуть потрібні незначні витрати на електроенергію, необхідну для функціонування системи.

Принципи функціонування геотермального опалення

Опалення за рахунок енергії землі успішно застосовується в різних кліматичних зонах: системи здатні працювати і в південних, і в північних регіонах

Геотермальна установка у процесі свого функціонування використовує таке фізична властивістьдеяких рідин, як здатність випаровуватися, що призводить до охолодження поверхні. Саме це явище є основою роботи холодильного устаткування.

Принцип роботи геотермального опалення є запущеним у зворотний бікпроцес охолодження. Саме так працюють кондиціонери, здатні не лише охолоджувати, а й підігрівати повітря у приміщенні.

Принцип роботи теплового насосу

Однак установки для кондиціонування повітря мають обмежену працездатність - вони не можуть функціонувати при температурі нижче -5°C. А геотермальна система здатна забезпечити обігрів будинку незалежно від температури повітря на поверхні. Це з тим, що у тому середовищі, звідки вона забирає теплову енергію, природно підтримуються стабільні температурні умови.

Влаштування геотермальної опалювальної системи

Геотермія (наука про тепловому станіЗемлі) уможливила практичне застосуваннятеплової енергії, яку земна кораотримує від розжареної магми у центрі планети.

Спеціально розроблений тепловий насос для опалення будинку встановлюється на поверхні, а в грунті або дні водоймища монтується теплообмінник. Теплова енергія викачується на поверхню і дозволяє нагріти теплоносій у контурі опалення будинку або об'єкта нежитлового призначення.

Як відбувається процес обігріву

Геотермальне опалення приватного будинку – економічно ефективний варіант. Якщо використовувати енергію землі для опалення будинку, то на кожен кіловат електроенергії, необхідної для роботи обладнання, припадає від 4 до 6 кВт корисної теплової енергії, отриманої з надр планети.

У порівнянні з функціонуванням кондиціонера побачимо, що при його експлуатації на отримання 1 кВт теплової енергії потрібно витратити більше 1 кВт електроенергії. Це з неминучими втратами перетворення однієї енергії на іншу тощо.

Опалювати житловий будинок за рахунок теплової енергії земних надр дуже вигідно, але період окупності обладнання та витрат на монтаж займе певний час.

Використання тепла землі для опалення будинку не потребує встановлення традиційного котла для нагрівання теплоносія.

В даному випадку система складається із трьох складових:

• контур нагрівання – геотермальне джерело теплової енергії;
• опалювальний контурусередині будинку - низькотемпературний радіаторний чи підлоговий;
• насосна станція - тепловий насос для перекачування в опалювальний контур теплової енергії з контуру нагрівання у товщі ґрунту або під водою.

Геотермальна система опалення може застосовуватися також для обігріву теплиць, допоміжних будівельводи в басейні, садових доріжокі т.д.

Устаткування для облаштування геотермального опалення

Геотермальне обладнання для глибинної опалювальної системидозволяє акумулювати витягнуту з навколишнього середовищатеплову енергію та передавати її теплоносію в опалювальному контурі.

Список обладнання для обігріву за допомогою тепла землі включає:

• Випарник. Пристрій розташовують на глибині, і воно служить для поглинання теплової енергії, що знаходиться в геотермальних водах або грунті.
• Конденсатор. Дозволяє довести температуру антифризу до необхідної функціонування системи величини.
• Тепловий насос. Забезпечує циркуляцію антифризу у контурі нагрівання, контролює роботу геотермальної установки.
• Буферний бак – ємність для збирання нагрітого антифризу. Дозволяє передавати теплову енергію земних надр теплоносія. Бак, через який проходить теплоносій, обладнаний теплообмінником у вигляді змійовика. По ньому, віддаючи тепло, рухається нагрітий антифриз.

Схема влаштування теплового насоса

Монтаж системи

Геотермальне опалення заміського будинку на етапі облаштування потребує солідних грошових вкладень. Висока підсумкова вартість системи багато в чому зумовлена ​​великим обсягом земельних робіт, пов'язаних із монтажем контуру нагрівання.

З часом фінансові витратиокупаються, оскільки теплова енергія, що використовується в опалювальний сезон, витягується з земних глибин. мінімальними витратамиелектроенергії.

Монтаж горизонтального теплообмінника геотермальної системи опалення

Для забезпечення опалення будинку теплом землі потрібний монтаж системи:

• основна частина повинна розташовуватися під землею або на дні водоймища;
• в самому будинку встановлюється лише досить компактне обладнання та прокладається контур радіаторного або підлогового опалення. Устаткування, розташоване всередині будинку, дозволяє регулювати рівень нагрівання теплоносія.

Як виглядає геотермальне обладнання у будинку

При проектуванні опалення за рахунок тепла землі необхідно визначитися з варіантом монтажу робочого контуру і типом колектора.

Розрізняють два типи колекторів:

1. Вертикальний – занурюється у ґрунт на кілька десятків метрів. Для цього на невеликій відстані від будинку потрібно пробурити кілька свердловин. У свердловини занурюється контур (найнадійніший варіант - труби зі зшитого поліетилену).

Недоліки: Великі фінансові витрати на буріння у ґрунті кількох свердловин глибиною від 50 метрів.

Переваги: Підземне розташуваннятруб на глибині, де температура ґрунту відрізняється стабільністю, забезпечує високу ефективністьроботи системи. Крім того, вертикальний колектор займає невелику площу земельної ділянки.

2. Горизонтальний. Використання такого колектора допускається в регіонах з теплим та помірним кліматом, оскільки глибина промерзання ґрунту не повинна перевищувати 1,5 метра.

Недоліки: Необхідність використання великої площіділянки (основний недолік). Цю ділянку землі після укладання контуру неможливо використовувати під сад чи город, оскільки система працює з виділенням холоду при транспортуванні холодоагенту, через що коріння рослин буде перемерзати.

Переваги: ​​Дешевші земельні роботи, які можна навіть виконати самотужки.

Горизонтальний та вертикальний тип колектора

Геотермальну енергіюможна видобувати, якщо укласти на дні водоймища, що не промерзає, горизонтальний геотермічний контур. Однак, це складно здійснити на практиці: водоймище може бути розташоване за межами приватної територіїі тоді установку теплообмінника потрібно буде узгоджувати. Відстань від опалювального об'єкта до водоймища повинна становити не більше 100 метрів.

Важливо! Температура навколишнього середовища не повинна опускатися нижче +5°C. Контактуючу з промерзаючим ґрунтом верхню частинуколектора потрібно захистити термоізоляцією для уникнення втрат теплової енергії.

Переваги та недоліки

Опалення енергією землі має цілий рядпереваг:

• Ефективність. У порівнянні з витратами на електрику для роботи теплового насоса, система дозволяє отримати в кілька разів більше теплової енергії.
• Екологічність. Даний вид опалення екологічно нешкідливий, відсутні викиди в атмосферу.
• Безпека. Немає необхідності використовувати якесь паливо, хімічні засобиі т.д., немає загрози вибуху чи займання обладнання.
• Мінімальна потреба у техпідтримці. Правильно змонтована система здатна опрацювати без будь-якого втручання не менше 30 років.
• Економічність. Під час експлуатації відсутні витрати на ремонт, що дає змогу окупити монтаж опалення протягом 5-8 років.
• Відсутність необхідності контролювати роботу системи.
• Низький рівень шуму під час роботи устаткування.
• Невичерпність джерела теплової енергії, не потрібно закуповувати та зберігати енергоносій.

Екологічність використання теплової енергії надр

До недоліків можна віднести:

• спочатку високі витратина обладнання;
• необхідність вести складні бурові роботи на ділянці для монтажу вертикального контуру або псувати ландшафт підготовкою траншів для горизонтального теплообмінника.

У помірному кліматігеотермальні настанови довели свою ефективність. У північних регіонах даний видопалення підходить для будинків невеликої площі (до 200 м2).

Розібравшись, як працює система та з яких частин стоїть, можна визначити можливість її монтажу на власній ділянці. Переважно опалення із землі облаштують на етапі будівництва будинку – у цьому випадку простіше вести земляні роботи, так як планування ділянки та створення ландшафтного дизайнуще попереду.