Термальне опалення будинку. Геотермальне опалення: принцип роботи, плюси та мінуси, тонкощі побудови Російські розробки у сфері відновлюваних ресурсів

Про гарне комфортному будинкумріють абсолютно усі. І однією з основних складових мрії є правильна атмосфера в приміщенні, тобто коли в зимовий частепло, а літнє - відчувається комфортна прохолода. на НаразіІснує багато типів систем опалення, тому вибір є. Десь і зараз обігрівають житло за допомогою спалювання дров, десь воліють торф чи вугілля, а хтось використовує для цих цілей природний газчи електроенергію. На різні види опалення та ціни різні. Існують проблеми, пов'язані з безпекою опалювальної системи, і навіть екологічні моменты.

Альтернатива традиції

Досить часто можна почути, що оптимальним варіантом опалення будинку вважається використання природного газу. Він дешевший від інших джерел тепла, однак і тут є певні проблеми. Не всім природний газ доступний, оскільки газопроводи поки що проведені не скрізь. Газова колонка потребує постійного контролю та обслуговування. Крім того, потрібно дотримуватися техніки безпеки, а також попередньо отримати дозвіл від спеціальних контор.

Існує така альтернатива як геотермальне опалення. Подібна ідея заснована на принципі фізичної передачі холодоагенту від довкіллятеплової енергії. Найважливіша перевага геотермальної енергії полягає в тому, що вона є повністю незалежною від навколишнього середовища, пори року та доби, а також майже невичерпна. Цих властивостей позбавлена навіть сонячна енергія, Що теж відноситься до відновлюваних ресурсів. Ця технологія застосовувалася досить успішно ще у вісімдесятих роках минулого століття у Радянському Союзі. Однак у ті часи вона була малодоступною та дуже дорогою. На даний момент ситуація стала зовсім іншою.

Російські розробки у сфері відновлюваних ресурсів

На даний момент Росія не може похвалитися наявністю унікальних розробок у цій галузі. Адже вони також вимагають розвідки, певних досліджень. Геотермальне опалення, засноване на використанні однойменної енергії, має таку основну перевагу, як повна незалежність і практична невичерпність. Тепер про неймовірно великі можливості використання тепла земних глибин можна говорити тільки як принципова перспектива. Воду або суміш пари з водою можна направляти на потреби теплопостачання та гарячого водопостачання, а також здійснювати вироблення електричної енергіїпризначений для різних цілей. Все це залежить від температури.

Високотемпературне тепло варто використовувати для вироблення електричної енергії та теплопостачання. Станція має певний пристрій залежно від того, які там застосовуються джерела геотермальної енергії. За наявності в регіоні джерела підземних термальних вод можна спрямовувати їх на теплопостачання.

Геотермальні системи опалення з кожним днем використовуються все більше і більше, тому що у такого опалення є безліч переваг, серед яких виділяють безпеку, екологічність та економічність. Як одна з головних проблем можна назвати необхідність зворотного закачування води в підземні водоносні горизонти. Зазвичай у термальних водахміститься багато солей, а також токсичних металів та різноманітних хімічних сполук. Через це неможливо скидати такі води в поверхневі водні системи.

Поки що в Росії налічується не так багато геотермальних станцій. Однак з року в рік з'являється все більше прихильників та користувачів, які віддають перевагу геотермальному опаленню.

Як це працює?

Дуже складно викласти принцип дії такої установки в доступній формі, оскільки вона має достатньо складною конструкцією. Простіше пояснити, вдавшись до якогось абстрактного прикладу. Варто уявити систему у вигляді холодильника, тільки навпаки. Тут у ролі морозильника виступає випарник, що у земних глибинах. Конденсатор, виконаний із мідного змійовика, здійснює доведення температури повітря до потрібної позначки. А температура випарника набагато нижча, ніж у поверхні. У таких системах енергія землі використовується як для опалення, а й у кондиціонування.

Геотермальне опалення передбачає використання надійних та міцних компресорів на базі інноваційних технологійсистем рефрижераторів, що дозволяє створити такі незвичайні методитрансформації тепла із земних глибин у якісне тепло, який далі використовується для обігріву приміщення. Тепловий насос у такій системі є одним із найважливіших компонентів.

Основа системи

В якості базового принципуфункціонування такої системи використовується фізична передача теплової енергії холодоагенту від довкілля. Подібне можна спостерігати у будь-якому холодильнику. Геотермальне передбачає, що понад 75% від загального теплового обсягу, що виділяється у процесі функціонування таких систем, становить енергія навколишнього середовища, що накопичується та надходить у приміщення будинку. Саме тому дана енергіявідрізняється такою чудовою властивістю, як самовідновлення. Виходить, що геотермальне опалення будинку безпечне для використання і нездатне завдати будь-якої шкоди енергетичній або екологічній рівновазі планети.

Розвиток технології

Геотермальні системи опалення почали розроблятися після енергетичних криз сімдесятих років минулого століття. Коли інноваційні установки тільки-но з'явилися, у своєму будинку їх могли використовувати тільки не прості, а дуже забезпечені сім'ї. Однак згодом системи набули все більшого поширення, завдяки чому їх вартість стала доступнішою. Тепер і сім'я із середнім доходом може використати геотермальне опалення, ціна якого становить від 35-40 тисяч рублів і стала багатьом по кишені. Звичайно, і зараз ведеться робота над удосконаленням обладнання, призначеного для цих цілей. З кожним роком з'являються все більш економічні та зручні агрегати.

Екологічність

Геотермальне опалення приватного будинку, ціна якого з кожним роком стає все доступнішою, базується на якісно іншому паливі, незвичному для нас. Обігрів та кондиціювання індивідуального житла здійснюється за допомогою енергії землі, за допомогою якої вдається створювати оптимальні умовидля життя. Крім цього, таке опалення є екологічним, оскільки його використання не призводить до забруднення довкілля токсичними викидами та шкідливими відходами.

Безпека в експлуатації

Установки, які здійснюють геотермальне опалення, працюють без застосування процесів згоряння. Саме завдяки цьому повністю виключені будь-які передумови вибухів або загорянь. В якості важливих переваг часто називають відсутність необхідності придбання та встановлення додаткових витяжок і димоходів, що потрібно для опалювальних систем, що працюють за іншими принципами. У процесі роботи такої системи в будинку не виникає шкідливих запахів або випарів. Крім цього, варто сказати про безшумність роботи такої системи опалення, а також її компактність.

Якщо порівнювати геотермальні установки з твердопаливними або рідкопаливними системами, то варто зазначити, що вони не тільки не порушують інтер'єр житла, а ще й не вимагають часу на вирішення проблем, пов'язаних з придбанням, доставкою та подальшим зберіганням палива, оскільки енергію землі можна назвати невичерпною. .

Ціна запитання

Коли йдеться про вибір пристроїв та опалювальних систем, то на одному з перших місць завжди стоять фінансові питання. Монтаж геотермальної системи опалення вимагатиме значно великих витрат, ніж на дизельне або газове обладнання. Однак тут слід пам'ятати про помітно менший рівень енергоспоживання. Тож у довгостроковому економічному плані придбання та встановлення подібної системи виявляються більш економічними.

Економія простору

Існує кілька способів, завдяки яким можна суттєво скоротити простір, зайнятий тепловими насосами, якщо ви робите геотермальне опалення своїми руками:

використовувати спеціальні підземні зонди, для чого свердловину опускається контур, заповнений антифризом;
застосування теплих ґрунтових воддля чого потрібно пробурити глибоку свердловину, а води, викачані насосом, будуть проганятися теплообмінником;
зонди укладаються горизонтально лише на рівні нижче заледеніння дна водойм в зимовий період.

Розвиток будь-якої цивілізації пов'язане із задоволенням вимог, що висуваються до свого житла. Де б не жила людина в печері чи сучасному хмарочосі, турбота про тепла, затишок була такою ж важливою, як і видобуток їжі. Зігріваючись маленьким багаттям, грубкою або сучасною системоюопалення він змушений був використовувати дрова, вугілля, торф, солярку, спалюючи безцінні дари природи.

Технічний розвиток дозволив побудувати потужні гідроелектростанції, навчитися використовувати енергію вітру, а осягнувши таємниці внутрішніх шарівземлі, замислитися над створенням альтернативного методувикористання накопиченого тепла як геотермальних енергетичних систем.

В основі вирішення принципової дії геотермальної системи опалення лежать закони фізики, відкриті вченими. Пошук матеріалів, здатних змінювати свої властивості, виділяючи при цьому певну кількість тепла, дав можливість створити не лише звичайні холодильні установки, кондиціонери, але і потужні

Саме з їх допомогою можна передати тепло, що завжди існує в надрах землі, в наш будинок, здійснюючи координоване управління трьох спеціальних контурів, що становлять систему опалення. Призначенням зовнішнього контуру служить забір теплової енергії з ґрунту чи води. Теплоносієм у ньому є незамерзаюча рідина.

Це тепло через теплообмінник передається фреону, яким заповнено другий контур системи. Його Фізичні властивості, що полягають у низькому значенні температури кипіння дозволяють отримати енергію під час переходу в газоподібний стан. Причому для цього цілком достатньо температури, що надходить із зовнішнього контуру. Третій внутрішній контур системи опалення є необхідна кількістьрадіаторів, труб, які використовуються в будинку. Він може бути роздільним або загальним із контуром гарячого водопостачання, закладеним у проекті.

Функціональні особливості системи

Принцип дії та функціональні особливості системи геотермального опалення будинку полягають у виконанні наступних етапів:

Розчин, що знаходиться у зовнішньому контурі, набуває додаткового нагрівання в землі приблизно на 5 градусів. Його остаточна температура може бути в районі 3.
Поступивши в теплообмінник насоса, розчин передає навіть невелику енергію фреону, якому її цілком достатньо для випаровування. Перейшовши у газоподібний стан, фреон надходить у компресор, де відбувається його стиск. Термодинамічні процеси, що відбуваються при цьому, призводять до підйому температури до 100. І вже гарячий газ подається в теплообмінник, де передає енергію теплоносія внутрішнього контуру, найчастіше воді. Завдяки науковим роботамфізиків та інженерів, цей процес детально вивчений та закладений у принципових основах роботи різного типусучасне обладнання.
Теплоносій внутрішнього контуру досягає температури 50-70 і надходить у радіатори, труби. Охолоджений фреон надходить у розширювальний екран, його температура і тиск падають до початкових значень і весь цикл можна повторити заново. Розчин зовнішнього контуру так само пересувається в глибину землі за новою порцією енергії.

Конструкції та види геотермальних систем опалення

Першим питанням, яке доводиться вирішувати у процесі створення високоекономічної системи геотермального опалення є вибір типу зовнішнього контуру, що є теплообмінником, що знаходиться під землею або у воді. При цьому необхідно враховувати не лише свої бажання архітектурних фантазій нового будинку, а й докладні геодезичні дослідження місцевості, в якій цей будинок стоятиме чи зведено.

Далеко не скрізь є гарячі джерела, гейзери, вулкани, але можливість використовувати тепло матері нашої землі нам дана майже в будь-якому місці планети. Головне, мати чітке уявлення про технічному боцісправи та про величину необхідних фінансових вкладень у будь-який проект зі створення геотермальної системи опалення.

Найбільшого поширення набули такі варіанти теплообмінників:

Горизонтальний теплообмінник.Цей варіант можна розглядати як ефективну пропозицію, лише за наявності великої вільної територіїпоруч з будинком. Використовувати її можна тільки у вигляді простого зеленого лужка. Причому при площі будинку, наприклад, 220 кв. м. теплообмінник розташовуватиметься на площі 600 кв. Труби укладаються в спеціальні траншеї, глибина яких повинна бути нижчою за рівень промерзання ґрунту в цій місцевості.
Вертикальний теплообмінник.З погляду економії місця цей варіант, звісно, має певні переваги. Проблемою може стати створення спеціальних свердловин, глибина яких досягає 200 м, при діаметрі близько 150 мм. Земляні роботи з буровими установками не є дешевими у будь-якому регіоні. Але ґрунт на такій глибині завжди має температуру близько 15, що забезпечує надійну роботусистеми із вертикальним теплообмінником.
Теплообмінник на дні водоймища.Найекономічніший і найпростіший метод створення зовнішнього контуру системи геотермального опалення. Особливо якщо є свій надійний ставок або дозвіл для використання громадського водоймища. Відстань до водоймища від будинку не повинна перевищувати 100 м, а її глибина становить 3 м.
Існує варіант відкритої системиопалення, що базується на використанні води, що йде з артезіанської свердловини. Її як теплоносій проганяють через тепловий насос. Для зворотного скидання води потрібне будівництво другої артезіанської свердловини. Але подібна система можлива не будь-де. При цьому дуже важливим фактором є повернення води у колишній кількості в глибокі шари ґрунту для підтримки тиску в пластах.

Цікаво, що перші спроби буріння свердловин з метою використання тепла були зроблені в середині XVIII століття, але тільки в 1907 ісландський фермер зміг направити гарячу пару від джерела, розташованого поряд, цементною трубою до свого будинку.

Наступний крок був зроблений також в Ісландії і тільки в 1903 з'явився перший трубопровід довжиною в 3 км в Рейк'явіку. В даний час геотермальна системаопалення дуже популярна у багатьох країнах Європи, США, Мексика, Японія, Нова Зеландія.

Переваги і недоліки

Геотермальна енергія, запаси якої настільки великі, що лише 1%, прихований у земної коризагальною глибиною в 10 км може забезпечити обсяг у 500 разів, що перевищує всі світові запаси нафти та газу.

Виділяють чотири основні типи геотермальної енергії:

Це тепло землі із невеликих глибин, що використовується тепловими насосами.
Енергія гарячої пари, води в земній корі, що використовується в даний час для виробництва електроенергії.
Тепло, що йде з глибоких шарів без наявності води та енергія магми, що накопичується у вулканічних зонах.
Використання цього дивовижного дару природи визначається лише існуючим рівнемтехніки, можливостями технології та економічним розрахунком.

Сучасні конструкції геотермальних опалювальних систем мають як позитивні, і негативні моменти.

Основним негативним моментом є ціна.Але це тільки здається у початковий момент. Усі витрати окупаються за різними даними за 4, 5 років. Це пов'язано з тим фактом, що сучасні моделі теплових насосів використовують для роботи набагато менше енергії, ніж будь-які інші системи опалення. При споживанні 1 кВт електроенергії їхня віддача становить 5 кВт.

Позитивні моменти:

Вони не спалюють паливо і не виробляють шкідливих викидів. різних з'єднаньу довкілля.
Мінімальні витрати на обслуговування із високим значенням ККД.
Екологічна безпека.
Надійні властивості пожежної безпекисистеми.

Ефективність та окупність

Не можна називати геотермальну енергію безплатним подарунком природи. Створення систем опалення на її основі може становити понад мільйон рублів без урахування вартості теплового насосу. Все залежить від потрібних об'ємів опалення, його функціонального призначеннята типу. Зазвичай економічна доцільність геотермальних систем опалення розраховується порівняно витрат за її зміст.

Вартість будь-якого виду енергії не є величиною постійної і ніколи не зменшуватиметься. У цьому плані альтернативна заміна їх на використання тепла внутрішніх шарів, звичайно, економічно вигідна і доцільна, оскільки теплові насоси не споживають багато енергії, а для вилучення та переробки теплових запасів не треба будувати дорогих заводів, електростанцій.

Тим більше, що кожне покоління вчених знаходить нові рішення для створення обладнання та технологій у цьому напрямі. Крім цього, правильніше проводити оцінку вартості опалювальних систем однаково для всіх видів палива з нульової позначки без застосування існуючих централізованих системподачі, наприклад, газу. І тоді окупність системи за 5 років стане реальною величиною.

Використання геотермальних систем опалення нагадує питання, а чому не їздити автомобілем «Запорожець» нині. Звичайно, можна, особливо бездоріжжям і в ліс за грибами. Але ж хочеться швидше та комфортніше. Так і тут. Одна думка про те, що власна системаопалення не порушує екологію, не заважає жити навіть найменшим і невідомим істотам у природі підтвердить правильність вибору саме геотермальної системи.

Монтаж та встановлення

Встановлення такої системи опалення краще проводити не самостійно, а залучаючи фахівців хоча б на окремі види робіт при впевненості у власних силах.

Основні етапи такі:

Розрахунок внутрішнього контуру опалювальної системи.Сюди докладно входить загальна довжина трубопроводу, кількість радіаторів, створення підлоги, що підігрівається, використання тепла для отримання гарячої водив будинку.
Розрахунок глибини закладки труб зовнішнього контуру за вибраним типом теплообмінника.Необхідно враховувати геодезичні дані території.
Буріння необхідної шахти та встановлення труб.У разі відсутності централізованої подачі води в цей же час найпростіше вирішити питання про створення інших свердловин для води. Технологія їх створення відрізняється і потребує спеціальних знань.
Вибір та встановлення необхідної моделі теплового насоса.
Монтаж автоматичних пристроїв , що стежать за роботою всієї системи та регулюють мікроклімат у будь-якій зоні приміщення.

Огляд насосів: виробники та моделі

Ефективне функціонування всієї системи визначається правильним виборомтепловий насос. За принципами дії насоси належать до сучасного екологічно чистого типу обладнання.У процесі їх роботи немає виділення шкідливих речовину довкілля.

Вони поділяються на:

компресійні;
абсорбційні теплові насоси;

Перші приводять у дію з допомогою живлення електрикою, другі можуть використовувати енергію інших видів палива.

В даний час на ринку такого типу обладнання існує досить багато фірм. Це дозволяє придбати тепловий насос для будь-якої потужності за рахунок комбінації. різних моделейщо зручно для створення геотермальних систем опалення в промислових масштабах.

Класичним варіантом є застосування теплових насосів фірми Waterkotte Німеччина. Це обладнання з постійним значеннямККД до 500%, що не залежить від зовнішніх факторів. Розпочавши випуск теплових насосів з 1970 року, компанія постійно оновлює великий ряд сучасних моделей, не втрачаючи при цьому високої якості.

Нова серія насосів EcoTouch, яка здобула численні премії, підтверджує цей факт. До неї входять моделі типу DC 5027 з вихідною потужністю від 6 до 26 кВт та зручним сенсорним інтуїтивним керуванням. До кращих сучасних насосів входять модель Nibe F1245 (Швеція), «Корса», Росія. У таблиці наведено орієнтовну вартість окремих моделей насосів.

Вартість теплонасосу

Назва	Опалювальна потужність, максимальне значення, кВт	Отоплювана площа, м 2	Ціна, рублі
EcoTouch Ai 1 Geo	від 7,8 до 13,8	200-400	538 800 – 590 700
EcoTouch DS 5027 Ai	від 5,9 до 7,3	100-200	337 800 – 379 000
F1126	від 5,56	100-200	від 240 000
F1145 PC	3,85	до 100	316 300 – 397 200
HOTJET Н-16w	від 5,53	200-400	291 560

Огляд цін на геотермальне опалення будинку

Повний розрахунок створення геотермальної системи опалення можна провести лише за конкретною заявкою з урахуванням усіх вимог. Правильним є вибрати найближчу компанію, яка працює в цьому напрямку, і всі дрібниці пропрацювати під керівництвом фахівців. Як приклад можна навести вартість спектра послуг російської компанії "Геотерм-Комфорт".

Вартість витрат на влаштування геотермального опалення:

Опалювана площа будинку (кв. м)	Потужність теплового насоса (кВт)	Ціна теплового насоса (руб.)	Сума всіх витрат на влаштування земляного контуру включаючи буріння свердловин та підключення насоса (руб.)	Разом:
90-110	10,5	250 000	324 000	574 000
140-150	14	260 000	427 000	687 000
170-190	17,5	280 000	476 000	756 000
200-230	21	315 000	529 000	844 000
330-370	35	470 000	850 000	1 320 000

Перспективи розвитку

Сучасні технології в промисловості, які застосовуються для створення нового обладнання, дозволяють скористатися теплом глибинних шарів землі майже кожному власнику власного будинку. Значення можливості зниження енергетичних витрат на утримання житла з часом лише зростатиме. Тому процес розвитку та впровадження геотермальних опалювальних систем не зупинити навіть дорогими проектами. Бо, зрештою, це безперечний виграш і ще турбота про екологічну спадщину наступним поколінням нашої планети.

Розвиток технологій дозволяє використовувати джерела енергії, що самовідновлюються – вітру, води землі. За останнє десятиліття виробництво настанов, що використовують геотермальну енергію, зросло в кілька разів.

Наприклад, у Швеції понад 70% новобудов застосовують систему опалення, що використовує енергію землі. Ще одним плюсом такої системи є те, що в літній періодроку вона виконує функцію пасивного кондиціонера.

Принцип роботи геотермальної системи опалення

Серцем геотермальної системи опалення є тепловий насос. Використовуючи цикл Карно, він перетворює низькотемпературний теплоносій геотермального контуру на нагрітий до 50°С теплоносій системи опалення. При цьому ККД за такої роботи становить 350-450%. Моторесурс теплового насоса капітального ремонтускладає 100 тис. мотогодин.

Температура 50°С є оптимальною для максимального ККД теплового насоса. Тому для обігріву будинку доцільно використовувати теплу підлогу або повітряне опалення, оскільки системи радіаторного опаленняпогано підходять для експлуатації у геотермальних системах опалення.

Зрештою, у нас виходить: на 1 використаний кВт електричної енергії ми отримуємо близько 3,5 кВт тепла, що у зв'язку з подорожчанням теплоносіїв є істотним для економії власного бюджету.

Функціональні особливості системи

Геотермальна система приватного будинку складається із трьох контурів:

Ґрунтовий колектор – система спеціальних труб, із встановленим рецеркуляційним насосом. Температура теплоносія зовнішнього контуру коливається не більше 3-7°С. Дельти 4°С достатньо для системи опалення. Теплоносієм, в основному, виступає етиленгліколь або суміш етиленгліколю та води.
Контур теплового насоса «забирає» тепло від ґрунтового колектора та передає системі опалення будинку. Залежно від площі будинку та потрібної теплової потужності, він може виробляти до 3500 кВт тепла. Теплоносієм для насосів різних виробників служать: Thermia і Mammoth - етилен-або пропіленгліколь, для Heliotherm - газ Пурона.
Контур системи опалення, в якому нагрітий до 45-50 ° С теплоносій надходить до системи опалення.

Конструкції геотермальних систем опалення

При монтажі геотермальної системи відмінності в основному стосуються тільки зовнішнього ґрунтового колектора. Існує чотири основні схеми розміщення контуру:

Горизонтальна – ґрунтовий колектор розміщують нижче глибини промерзання ґрунту (від одного до півтора метрів – для різних регіонівкраїни). Як труби зовнішнього колектора використовується: металопластик, мідь в оболонці ПВХ. Тепловіддача землі складає 10-25 Вт/м 2 і до 50 Вт/м 2 для грунту з високим рівнемґрунтових вод. Для отримання 7-9 кВт теплової енергії площа колектора становитиме 300-500 м 2 , залежно від умов монтажу. При такому укладанні колектора не допускається копання траншей біля дерев ближче, ніж на 1,5 м. Здійснювати благоустрій території та ландшафтні роботинеобхідно після завершення монтажу системи.

Вертикальне розміщення – для монтажу бурят кілька свердловин, у різні боки та під різними кутами. У свердловини закладають геотермальні зонди. І тут тепловіддача становить близько 50 Вт/мп. Таким чином, для отримання тих же 7-9 кВт теплової енергії необхідно 150-200 метрів свердловин. При цьому ландшафтний дизайнділянки не постраждає, потрібно зовсім небагато місця для встановлення кесона та розміщення в ньому збірного колектора.

Водорозміщений контур – зовнішній теплообмінник монтують у прилеглій водоймі на глибині 2-3 метри. Однією з основних вимог до такого розташування теплообмінника є близькість будинку до водоймища до 100 м2, а площа поверхні водоймища повинна становити не менше 200 м2.

Повітряний теплообмінник – зовнішній контур бере тепло з повітря. Їх ефективно встановлювати у південних регіонах країни. Головною перевагою такої схеми є відсутність будь-яких земляних робіт, а недоліком такого розміщення обладнання – падіння ККД установки до 100% за температури повітря -15°С. І повністю неможливо працювати при температурі -20°С.

Переваги геотермальної системи опалення

Давайте розглянемо основні переваги такої системи опалення:

високий ККД – 350-400%;
- стабільні теплові характеристики теплового насоса;
невеликий обсяг установки;
строк служби геозондів складає до 100 років, теплового насоса – до 30 років;
можливість забезпечити кондиціювання;
незалежність від енергоносіїв;
максимальна автономність.

Перспективи розвитку геотермальних систем

Опалювальні системи геотермального типумають низьку популярність через свою вартість. Так, для будинку, приблизно 200 м 2 , геотермальна система опалення «під ключ» коштує близько одного мільйона рублів, левову частку- 30%, тепловий насос.

У країнах Балтії та західної Європи, коли власник будинку встановлює систему на джерелах тепла, що самовідновлюються, в такому випадку держава компенсує частину витрат по установці цієї системи. У той же час окупність геотермальної системи опалення – до 5 років. Оскільки система повністю автоматизована і не потребує втручання людини, рівень комфорту набагато вищий, ніж під час опалення іншими видами палива. Вибір за вами.

За останніми статистичними дослідженнями, саме через активну життєдіяльність тих, хто прагне задовольнити виключно свої потреби, суттєво підвищилося. негативний впливна природу та навколишнє середовище. Теплоелектростанція є далеко не останньою в цьому списку в процесі забруднення. На щастя, суспільство почало прислухатися до того, що природний ресурс не безмежний, і неможливо буде нескінченно використовувати сировину, що подається планетою земля. Саме тому багато хто почав шукати альтернативні і нешкідливіші джерела для опалення приватних будинків. Одне з найбільш популярних - це геотермальне опалення будинку, встановити яке можна своїми руками. Пристрій простий, ефективний і не вимагатиме занадто багато вкладень для обслуговування.

Зробити обігрів будинку таким чином своїми руками цілком можливо, але для початку має бути підготовлена шахта, параметри якої мають розраховуватись індивідуально. Габарити залежать виключно від кліматичних умоврегіону, в якому встановлюється обладнання, а також ґрунту, від того, якою особливістю має кора землі.

Глибина шахт може становити у середньому 25-100 м-коду.

Встановлення системи починається з того, що у простір шахти опускаються труби, за рахунок яких відбувається постачання будинку теплом. Їхня функція полягає в подачі тепла із землі в насос. Варто зауважити, що при вирішенні прокласти саме таку систему опалення, потрібно заручитися допомогою ще як мінімум однієї людини, оскільки маса труб далеко не маленька.

Термальне опалення для приватного будинку – це спосіб облаштувати теплом з такими особливостями, як:

Доступність;
Легкість монтажу;
Практичність;
Тривалий термін експлуатації.

Прокладання такої установки забезпечує будинок теплом у зиму та холодом влітку. Однак, щоб надходило прохолодне повітря, потрібно провести активування зворотного механізму, а сам процес роботи полягатиме в подачі охолоджувальної енергії.

Вимоги до геотермального опалення будинку своїми руками

На перший погляд, може здатися те, що витрати на облаштування занадто великі, проте, користуючись установкою протягом тривалого часу, кожен зможе переконатися, що окупається це опаленняшвидко та не вимагає жодних вкладень.

Геоопалення вимагатиме:

Одноразового вкладення великої кількостікоштів;
Чималі сили на облаштування;
Правильної та грамотної підготовки.

Крім цього, можна відзначити регулярне підвищення цін на такі ресурси, як газ та електрика, що відбувається практично щомісяця, а ось геотермальна система не залежить від цих розцінок.

Щоб використовувати земляне опалення, не потрібно встановлювати понад сучасні трубиабо батареї, і досить звичайних радіаторів, як для подачі води.

Частина системи має підземне розташування, за рахунок чого землю і використовують як джерело тепла. Для опалення такого виду знадобиться свердловина, зонд та теплообмінник. На території будинку встановлюється лише прилад, за рахунок якого відбувається генерування тепла і, як правило, не вимагає занадто багато місця. За рахунок цього пристрою відбувається регулювання температури та подача тепла. При монтажі системи потрібно невелике розгалуження труб і радіатор, а якщо будинок має невеликі розміри, то генератор встановлюється у підвальному приміщенні.

Тонкощі роботи геотермального насоса

Геотермічне опалення заміського будинкупрацює за умови правильного складаннясистеми та, якщо правильно встановлений спеціальний тепловий насос. Не кожен будинок підходить для встановлення такого виду опалення.

Нюанси:

Можуть бути обмеження щодо рельєфу;
Все залежить від глибини пролягаючих вод;
Є залежність від площі ділянки біля будинку;
Поруч має бути джерело у вигляді водойми або свердловини.

Альтернативне гео опалення (не плутати з гелевим) може бути тільки за наявності насоса, а щоб провести таку систему, потрібно зробити грамотне проектування, це слід довірити виключно фахівцеві. Щоб зробити вибір самого оптимального варіантанасоса потрібно буде звернути увагу на ряд особливостей.

Побудувати екологічний будинок можна власноруч. Головне, правильно зробити розрахунок. Наші поради допоможуть вам:

Сміття – це важливий критерій, який свідчить про продуктивність виробу. Наприклад, СОР 3 виробляє по 3 кВт енергії тепла за кожен 1 кВт споживаного електрики.

Те, як укладатиметься геотермальний контур, безпосередньо впливає на продуктивність, і залежить від площі ґрунту, в який прокладатиметься трубопровід. Щоб провести попередні розрахунки, достатньо зробити множення опалювальної площі на 3. Результат вказуватиме на те, яку кількість площі на ділянці потрібно буде зайняти. Не менш важливі функціональні можливостіТак як будинки, обладнані такою системою опалення, повинні опалюватися в зиму і охолоджуватися влітку. Якщо після монтажу установки не відбувається досягнення бажаного результату, потрібно перевірити сам будинок на наявність протягів і отворів (вентиляція). ККД у геотермальних насосів набагато вищий, ніж у інших приладів опалення. Серед сучасних моделей досить часто можна зустріти ті, у яких СОР дорівнює 5.

Як здійснити опалення із землі

Опалюючи будинок ґрунтовими водами, варто звернути увагу на те, що система має такі важливі переваги, як ефективність та екологічність, а принцип дії гідротермальне обладнання може мати 3 види.

1 вигляд:

Для надходження тепла в будинок можуть використовуватися глибокі грунтові води;
Вода має високу температуру;
За рахунок насоса відбувається її підняття та нагрівання;
Далі вона вирушає через порожнину теплообмінника, опалюючи будинок.

Другий спосіб вимагатиме занурення на глибину в 75 м спеціального резервуара, в якому розташований антифриз. При його нагріванні за допомогою теплового насоса проводиться підйом рідини до теплообмінника, а як тільки тепло буде віддано, рідина повертається в резервуар.

Про принцип роботи сонячний батарейрозповість наш наступний матеріал:

Третій спосіб встановлення геотермального опалення полягає в тому, що працює апарат без ґрунтової шахти.

Тепло подається за рахунок водойми, якщо поряд є такий об'єкт. Якщо бути точніше, то на дно водоймища встановлюється зонд горизонтального вигляду, за рахунок якого вода надходить у насос для нагрівання та відправлення теплообмінником.

Принцип роботи геотермального опалення приватного будинку

Для прокладання геотермального опалення потрібно наявність таких складових, як контур, водоймища, обладнання у вигляді насоса, теплообмінник. Варто зауважити, що електростанція в цьому випадку не потрібна. Обігрів за рахунок надр землі може за принципом дії нагадати роботу звичайного холодильника, а сама система продовжує набирати популярності з кожним днем.

Кожна людина знає про те, що земля постійно зберігає тепло, тому можна обігрівати з її допомогою елементи, розташовані на поверхні землі.

Земля нагрівається з допомогою магми, з допомогою чого вона промерзає зовні. Теплова енергія, що отримується при роботі опалювальної системи, використовується для геотермального опалення, для чого і встановлюється спеціальний тепловий насос.

Принцип дії тут особливий, оскільки:

Ставиться насос;
Усередині земляної шахти прокладаються теплообмінники;
Проводиться підключення ґрунтових вод до насоса за рахунок водозабірника;
Вода нагрівається;
Вирушає простором теплообмінника.

Ця система опалення має важливою перевагоюі полягає в тому, що по електроенергії потрібні витрати лише 1 кВт, а отримати натомість можна енергії в межах 4-6 кВт. Наприклад, звичайні кондиціонери не здатні на перетворення навіть 1 кВт електрики на 1 кВт холоду. Встановлюючи опалення за рахунок землі, можна окупити вкладені кошти буквально за пару років, однак за умови грамотного підходу до монтажу та вибору обладнання.

Переваги обігріву будинку теплом із землі

Теплова енергія, що отримується за рахунок землі – це альтернативна система опалення, в якій встановлений котел, проте вона має масу переваг щодо інших систем. Є можливість отримати набагато більше тепла, та знизити витрати електрики, яких звичайні котливимагають дуже багато. Система абсолютно безпечна як з екологічної точки зору, так і з боку експлуатації. Категорично виключені шкідливі викиди або також моменти, як загоряння тощо.

Для функціонування системи не потрібно використання палива або хімічних засобів, так як працює геотермальне опалення тільки на природному ресурсі. Категорично виключені вибухи чи загоряння. Якщо провести правильний монтаж системи, вона прослужить протягом 30 років і при цьому не буде потрібно додаткового обслуговування.

Опалення із землі своїми руками (відео)

Такі схеми опалення вже досить давно використовуються на території США та Швеції, а також мають попит і займають лідируючі позиції серед систем, здатних обігріти будинки з мінімальними витратами. Здійснити монтаж такого виду опалення цілком можливо власноруч, але за умови додаткової фізичної допомоги.

Перед кожним власником заміського будинку постає такий важливе питанняяк забезпечення подачі тепла у всі житлові приміщення. Сьогодні різні виробники пропонують свої варіанти індивідуального опаленняприватних котеджів за межами міста. Новинкою у цій сфері можна назвати геотермальне опалення. Звичайно, більшість власників будинків впевнені, що таку зручну та економічну систему подачі тепла можна монтувати лише в тих районах, де є гейзери, вулканічні утворення та гарячі водні джерела. Сучасні установкитакого типу здатні успішно працювати і в помірних широтах, теплими джереламипри низьких температурних показниках.

Особливості геотермального опалення

Геотермальне опалення відноситься до альтернативних видів подачі тепла в будинку. Такий варіант теплової установки можна назвати практично ідеальним для облаштування приватного будинку або заміської дачі. Для роботи в системі використовується геотермальна енергія,яка видобувається з різних природних джерелтепла. Основний принцип роботи в такій установці схожий на роботу ходильної системи. Головна відмінність при цьому: якщо в холодильнику рефрижератор продукує з отриманої системи охолодження для повітря, то тут виробляється теплова енергія.Злагоджена робота можлива навіть при низькі температурні характеристики.

Головна особливість геотермального опалення в будинку полягає в тому, що в теплу пору повітря в будинку охолоджується, а ось взимку нагрівається. При цьому витрати на таке опалення дуже низькі в порівнянні з іншими тепловими установками.У чомусь робота такої системи схожа на кондиціювання повітряних потоків. Вона допомагає створити у будинку потрібні теплота затишок, забезпечуючи господарям комфортні умови проживання у будинку.

Принцип геотермального опалення

Геотермальне встановлення працює в автономному режимі, чітко регулюючи при цьому необхідну в приміщенні температуру. Принцип, закладений основою її роботи, однаковий всім установок, тому він незалежний від різних виробників комплектуючих елементів. Основна робота покладається на спеціальні насоси,які можуть мати деякі відмінності між собою по дизайнерського рішення, різновидам, але при цьому коефіцієнтні даніза продуктивністю тепла у всіх них аналогічні. Що стосується енергії, що використовується, то геотермальна система успішно працює з різними видами. енергії землі.

Складається система із двох контурів, а саме:

внутрішнього;
зовнішнього.

Перший зі згаданих представлений звичною для багатьох опалювальною установкоюіз з'єднання труб та радіаторних елементів. Зовнішній контур – це габаритний теплообмінник,який монтується під товщею землі або у водному масиві. Усередині нього циркулює особлива рідина з додаванням антифризу, іноді ще його заповнюють звичайною водою. Теплоносій набирає температуру навколишнього середовища,і вже прогрітий надходить далі геотермальний насос. Нагромаджене таким чином тепло передається далі внутрішньому контуру. Це дозволяє прогрівати воду в радіаторних елементах та трубах по будинку.

Способи реалізації геотермальної установки

Таке опалення відрізняється між собою за способами встановлення теплообмінника. На сьогодні використовуються три різновиди:

Вертикальнийтеплообмінник: відрізняється компактністю та вищою собівартістю установки порівняно з іншими видами. Для встановлення вертикального теплообмінника не потрібно використовувати велику площу, але знадобиться використання спеціалізованих бурильних установок.Залежно від обраної технології глибина готової свердловини може досягати показника до 200 метрів, мінімальний показник– 50 метрів. Термін служби системи складає до сотні років.Вигідно встановлювати такий вид геотермального опалення у разі монтажу на вже облаштованій ділянці. Ландшафт місцевості залишиться практично не зворушеним.
Горизонтальнийтеплообмінник: такий тип використовується досить часто. При монтажі горизонтального теплообмінника труби укладаються на велику глибину, яка обов'язково перевищує рівень промерзання ґрунту.Основний мінус використання саме такого розведення полягає в тому, що під монтаж колектора необхідно використовувати велику площу. Важко прокласти таку систему на вже облаштованій ділянці.
Водорозміщенийтеплообмінник: така установка є найбільш економною за витратами серед усієї різноманітності геотермального опалення, оскільки працює за рахунок енергії водяних масивів.Така система актуальна для тих домовласників, у яких на відстані сотні метрів є якесь водоймище. Такий теплообмінник найбільш вигідний,що робить його монтаж найбільш доцільним серед усіх різновидів такого опалення.

Плюси та мінуси геотермального опалення

Актуальним геотермальне опалення стало в Америці в період кризи у 80-ті роки. Спочатку монтаж установок коштував великих грошейі таке опалення використовувалося виключно заможними людьми, але пізніше геотермальне опалення стало більш доступнимдля масового використаннянаселенням.

Переваги використання геотермального опалення у приватному житлі:

енергію геотермального виду отримувати та надалі використовувати можна практично в будь-якому місці;
подача такого виду тепла необмежена;
використання такої енергії вважається найстійкішим;
енергія геотермального виду не містить у собі різного родушкідливі викиди від згоряння вуглекислого газу;
опалення на основі геотермальної установки не вимагає надання будинку постійного обслуговування;
опалення вважається безкоштовним для власника будинку;
насоси установки займають набагато менше місця, ніж аналогічні теплові установки, геотермальному насосу під установку потрібно місця приблизно стільки ж, як і, наприклад, холодильнику;
геотермальна енергія допомагає як нагрівати приміщення, так і при необхідності охолоджувати його, принцип роботи схожий з алгоритмом роботи кондиціонерів;
за бажання можна встановлювати таке опалення спільно з іншими системами подачі тепла, наприклад, газовою системою, дизельної або працюючої за рахунок енергії сонця.

Незважаючи на цілий рядпозитивних моментів використання такого виду опалення, геотермальні установки мають свої недоліки,основні серед яких такі:

високі показники собівартості для монтажу системи;
довгий термін окупності.

Такі недоліки системи опалення тьмяніють у порівнянні з нинішніми тенденціями світового подорожчання. різних видівпалива. Звичайно, термін окупності тривалий, але за сотню років геотермальна установка покаже всі свої плюси та доведе свою економічністьна практиці. Такий вид опалення вже гідно оцінили в низці країн Європи та в Америці. Наприклад, у Швеції близько 70% приватних домовласників вибрали як опалення саме таку систему.

Відео

Сергій Єлгазін дізнався все про геотермальне опалення в одному з фінських будинків:

Схожі статті