Геотермальное отопление частного дома — устройство и принцип работы. Геотермальная система отопления

Геотермальные системы отопления (Геотермальное отопление дома)

При постройке любого дома необходимо предусмотреть и решить очень много разнообразных вопросов. Это, в основном, весьма затратное дело. Попробуем сэкономить? Не на качественных строительных материалах, а на отоплении. Это звучит немного необычно, однако если отказаться от обычных способов и при проектировании включить так называемое геотермальное отопление, то это даст вашему бюджету значительную экономию в скором времени.

Геотермальное отопление дома, которое стало традиционным в странах как Европы, так и Америки, у нас считается пока что альтернативным. По стандартному мнению, геотермальное отопление ассоциируется с вулканами, гейзерами, горячими источниками. А на территории Российской Федерации данную разновидность отопления использовать практически невозможно, поскольку недостаточно обычного природного тепла. Но геотермальный тепловой насос отлично генерирует тепловую энергию и при низких температурах и с большим успехом может применяться в нашей стране.

Что же это такое геотермальное отопление и почему данная разновидность отопления в последнее время привлекает людей все больше?

Геотермальное отопление — отопление, при котором применяются разнообразные природные источники тепла. Процесс работы системы геотермального отопления сравним с работой обычной всем известной холодильной установки. Тем не менее, здесь есть одно существенное отличие. Привычный нам рефрижератор обычного холодильника перерабатывает энергию, охлаждая при этом воздух, а геотермальный насос генерирует полноценную тепловую энергию. Он способен работать даже при чрезвычайно низких температурах.

Компрессор сильно сжимает фреон, затем нагревает его до температуры 80 градусов. Далее, через теплообменник нагревается уже вода для отопления конкретного помещения. Фреон проходит сквозь испаритель, при этом расширяясь, охлаждается. Цикл повторяется.

Вопрос: Как можно прогреть фреон снова при температуре -30?

Ответ: глубоко в земле, где температура на глубине почти 30 м приблизительно +10 градусов по Цельсию является постоянной. Данной температуры вполне достаточно для того, чтобы нормально прогреть фреон. А геотермальный насос прогоняет через земляной контур холодную воду из вашего дома и возвращает вам уже теплую.

Особенностью геотермального отопления является то, что зимой он воздух нагревает, а летом охлаждает. Очень похоже на работу обычного кондиционера — обеспечивает полноценный уют и нормальный режим тепла в помещении.

Сравните основные преимущества специального геотермального отопления:

кондиционер не преобразовывает энергию, а это значит, что на 1 Квт электрической энергии отдает 1 Квт тепловой. Тепловой же насос преобразовывает энергию также при затрате 1 Квт электрической энергии дает 6 Квт тепловой.

Рассмотрим отдельный пример. Дом, площадь которого 250 кв. м. обогревается особыми трубчатыми электронагревателями. На обогрев дома при этом понадобится 10-15 Квт электрической энергии. Энергии, при работе геотермального отопления, понадобится 2,5 Квт. Поскольку система геотермального отопления, как правило, работает по принципу стандартной холодильной установки (это около 20 мин в час), то потребление электрической энергии геотермальным насосом составит приблизительно 0,8 Квт.

Основные преимущества применения системы геотермального отопления:

применяет тепловую энергию земли, благодаря чему не загрязняет вредными парами окружающую среду и полностью экологически безопасна;
отсутствует риск возгорания, поскольку не происходит сгорания какого-то топлива;
не разрушает целостность фасада, интерьера, так как занимает немного места и почти незаметна;
работает вообще без шума;
не выделяет каких-либо неприятных или вредных запахов;
избавляет от потребности решать вопрос доставки, а также хранения топлива;
отлично работает в автономном режиме, достаточно экономична в использовании.

Принцип работы любой системы геотермального отопления является одинаковым и не зависит каким то образом от производителя. Специальные геотермальные насосы, разумеется, могут отличаться дизайном, видом, однако точно не коэффициентом производства тепловой энергии.

Геотермальная система отопления может применять разнообразные типы энергии земли.

При водоемном контуре в наличии должен быть некрупный водоем возле дома. Глубина такого водоема должна составлять 2,5-3 м, ну а площадь — от 200 кв. м. Все спирали труб укладываются просто на дно. Это самая экономичная разновидность геотермальной установки.
Вертикальный контур не нуждается в больших площадях для установки. Здесь есть одно условие — бурение специальных скважин глубиной вплоть до 200 м. Если скважина не одна, а несколько, то их глубина вполне может быть и меньше. Такая установка немного дороже, однако очень удобна, в случае если площадь участка является ограниченной.

Традиционные системы отопления

Наиболее широко распространено газовое отопление. Тем не менее, если к земельному участку, на котором должны построить дом, газовая магистраль не подведена, то применение газа почти невозможно. Да, можно пользоваться сжиженным газом в баллонах, однако это не экономично и точно не безопасно! Если все-таки принято решение применять газ при отоплении дома, то сколько понадобится обойти разнообразных инстанций, чтобы получить специальное разрешение на установку обычной газовой системы. Вдобавок, с каждым годом запасы «голубого топлива» истощаются, поэтому, дорожают. Выгодно? Нет, разумеется.

Если при отоплении применять торф, дрова, уголь, солярку… Небезопасно, затратно и хлопотно при хранении и использовании. При сгорании формируется смола, сажа, загрязняется воздух, а если посмотреть более широко — при сгорании практически любого топлива создается углекислый газ, способствующий значительному усилению парникового эффекта на нашей планете.

Ну, безусловно, возможны различные возражения — для установки полноценного геотермального отопления необходимо бурить скважины, и сама установка в пару раз дороже, нежели обычные системы отопления. Да, это чистая правда. Однако если учесть то, что такая установка за счет экономии электрической энергии оправдает затраты в течении пяти-семи лет, ее так называемую экологическую безопасность, то в таком случае ее рентабельность будет очевидной.

Геотермальное отопление и его применение в мире

Впервые широкое использование геотермального отопления было начато в США в годы сильного экономического кризиса в восьмидесятых годах двадцатого столетия. Вначале это было довольно дорогая установка, которая устанавливалась только в элитных домах США. Технология производства специальных систем геотермального отопления развивалась, и, разумеется, становилась все дешевле. На сегодняшний день геотермальное отопление используется в станах Америки повсеместно. Такое отопление покорило также Европу. Если еще в 1980 году в странах Европы насчитывалось около 150 тысяч геотермальных установок, то к 1993 году их уже было 12 миллионов. Сегодня во всем мире люди выбирают более экономичное отопление!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мне нравится!0Мне не нравится!0

Задавайте вопросы в комментариях, делитесь своим опытом, так же принимается любая конструктивная критика, готов обсуждать. Не забывайте делиться полученной информацией с друзьями (соц кнопки выше).

www.allremont59.ru

принцип работы и отзывы владельцев

Сегодня практически каждый владелец частного загородного дома задумывается о том, как экономически выгодно устроить его обогрев. Это связано с достаточно высокой стоимостью различных видов топлива и энергоносителей а также с постоянным ростом цен на них. Все менее выгодным становится обогрев жилья при помощи газа, электричества, различных видов твёрдого топлива. Энергетический кризис стал причиной постоянного роста цен на энергоносители и, соответственно, перманентного подорожания любых традиционных способов отопления. Поэтому очень актуальным сегодня является поиск систем, имеющих альтернативный принцип действия, позволяющий экономить средства на обогрев. К одной из таких новинок можно отнести геотермальное отопление дома.

Принято считать, что геотермальный обогрев частного дома возможен лишь в местах с горячими источниками или в зонах с вулканической активностью, однако это не так. Пользоваться теплом земли можно и в широтах с относительно невысокими температурами почвы.

Данный вид отопления относится к новинкам, однако в Европе и США получил достаточно широкую популярность. Сначала он использовался лишь очень богатыми людьми для того, чтобы обеспечить обогрев усадеб, однако сегодня получил очень широкое распространение среди владельцев частного жилья. Например, около 70 процентов загородных усадеб шведских домовладельцев пользуются именно таким способом отопления.

Геотермальное отопление загородного дома – принцип действия

Как уже понятно из названия, принцип работы геотермального отопления основан на использовании энергии земли. Обогрев обеспечивается теплом, которое она накапливает под воздействием солнечной энергии. По сути принцип работы установок такого типа похож на принцип действия кондиционера. В холодное время в жильё продуцируется тепло, а в жаркое летнее время – прохлада.

Читайте также: Отопительная система в частном доме чем промыть?

Установка состоит из двух контуров. Один контур – это обычная система отопления частного дома с трубами и радиаторами. Второй – это солидных габаритов теплообменник, расположенный глубоко под поверхностью земли или на дне водоёма. Обогрев осуществляется за счёт того, что теплоноситель в теплообменнике нагревается, используя тепло земли, и передаёт его на второй контур, который осуществляет обогрев дома. Циркуляция теплоносителя в трубах обеспечивается за счёт специального теплового насоса.

Основными составляющими установки являются:

Система теплоснабжения дома;
Тепловой насос;
Аккумулятор нагреваемой воды;
Средство сбора тепловой энергии окружающей среды – теплообменник;
Измерительные приборы, система автоматического контроля, система регулирования процесса.

Обеспечение жилья теплом при помощи этого метода является очень дешёвым и экономически выгодным. Тепло земли абсолютно бесплатно. Затраты идут только на покупку и монтаж оборудования и на электроэнергию для обеспечения работы теплового насоса. Однако, как показывает практика, 1 кВт затраченной электрической энергии продуцирует 5 кВт тепловой энергии.

Варианты монтажа геотермальной установки

Есть три самых распространённых варианта монтажа геотермальной установки. Каждый из них по своему удобен и выгоден. Выбор варианта зависит как правило от прилегающего ландшафта и условий для проведения работы.

Горизонтальное расположение теплообменника состоит в том, что контур из труб прокладывают горизонтально ниже уровня промерзания земли. Недостатком этого метода является необходимость задействовать большой участок земли – для того, чтобы обеспечить теплом дом площадью 250 м2, придётся проложить трубы на участке площадью около 600 м2. Потребуются серьёзные земляные работы, стоимость которых будет очень высокой. И проведение их на уже обустроенном участке попросту невозможно. То есть этот метод можно применять лишь на этапе строительства.

Вертикальный метод заключается в том, что контур теплообменника располагают вертикально. Это не задействует больших площадей, однако потребуется специальное оборудование для бурения, поскольку придётся бурить скважины глубиной от 50 до 200 м. Однако срок действия такой скважины достигает 100 лет. К тому же этот способ совершенно не затрагивает ландшафт, сохраняя его в первозданном виде.

Способ размещения теплообменника на дне водоёма является самым простым и экономным. Его, как правило, используют тогда, когда хотят сделать геотермальное отопление дома своими руками. Он заключается в том, что контур теплообменника укладывают на дно водоёма на глубине около 3 м, то есть ниже уровня замерзания воды. Этот метод не требует проведения дорогостоящих земляных работ и задействования бурильного оборудования. Однако расстояние от дома до водоёма не должно быть более 100 м.

Преимущества и недостатки геотермального метода отопления

Геотермальные установки отопления стали пользоваться широкой популярностью, благодаря тому, что состоят практически из одних преимуществ. Отзывы владельцев домов, где используется этот метод обеспечения теплом, единодушны – это очень удобно и экономически выгодно. Рассмотрим подробнее преимущества геотермального метода:

Чтобы получить тепло, используется энергия земли – она практически неисчерпаема;
Какие бы модели мы не использовали, коэффициент полезного действия неизменно высок;
Система не делает никаких негативных выбросов в окружающую среду, она высокоэкологична и не загрязняет атмосферу;
Установка абсолютно пожаробезопасна;
Нет необходимости закупать и транспортировать топливо. Затраты идут только на электроэнергию для обеспечения действия теплового насоса;
Установки такого рода не требуют специального обслуживания, повышенных мер безопасности и непрерывного контроля.

Очень удобно комбинировать этот тип обогрева с системами «тёплый пол». В этом случае идёт правильное перераспределение тепла и равномерный обогрев всего объёма помещений.

Большим недостатком такого метода обогрева жилья является высокая стоимость оборудования и работ по его монтажу. Большую сложность представляют земляные работы и бурение. Однако, отзывы владельцев домов, которые уже используют эти системы говорят о том, что все высокие капиталовложения окупаются по прошествии нескольких лет.

Тем более, что опыт и практика говорят о том, что монтаж системы геотермального обогрева дома возможен и своими силами. Это всё равно потребует серьёзных капиталовложений и работы являются очень трудоёмкими, но эффективность и экономичность системы искупает все эти неудобства с лихвой.

Особо выгодны установки геотермального обеспечения теплом для владельцев домов площадью до 150 м2 – их установка окупается уже через 3 – 4 года. Для владельцев жилья, которые рассматривают экономическую выгоду отопления жилья в долгосрочной перспективе, этот вид отопления представляет огромный интерес. Ведь установки такого типа способны генерировать энергию, в 7 раз превосходящую ту, которая была затрачена на её получение.

mynovostroika.ru

Геотермальное отопление – виды и принцип работы

Рост стоимости традиционных видов энергоносителей подталкивает человечество на поиски других возможностей производства тепла, чтобы отойти от больших финансовых затрат. В этом плане американские и европейские потребители давно пользуются системой, которая работает по принципу низкотемпературного обмена. Она известна как геотермальное отопление. В чем суть данной системы? Как и за счет чего она работает?

Принцип работы

Тепловой насос получает тепловую энергию грунта на большой глубине

Основа этой отопительной системы – постоянное тепло недр земли. В разных регионах уровень нахождения тепла разный — на севере глубже, а на юге ближе к поверхности. Но суть не в этом. Принцип работы тепловых насосов (а именно они являются преобразователями низкой тепловой температуры в высокую) состоит в том, что по трубкам, которые укладываются в грунт, где расположено тепло, проходит хладагент. Он-то и забирает на себя эту низкую тепловую энергию. Но в процессе перехода его состояния из жидкого в парообразное выделяется большое количество тепла, которое и используется для нагрева теплоносителя. Принцип работы схож с функционированием холодильной установки, только в обратном порядке.

Понятно, что геотермальное отопление дома не требует наличия традиционных энергоносителей, кроме электричества. К сожалению, сам насос работает только от него. Но дело здесь еще и в том, что, забирая из сети электрического тока один киловатт электроэнергии, насос выделяет четыре-шесть киловатт тепловой энергии. Чувствуете разницу? В этом состоит огромная экономия. Получается, что воедино сплелись два принципа, два критерия – экономия и отказ от традиционных источников питания.

Для сравнения можно привести пример работы обычного кондиционера «зима-лето». Он выделяет столько тепловой энергии, сколько потребляет электрической.

Особенности системы

Геотермальная система – это не только оборудование и трубопроводы. Это еще и несколько скважин, в которые необходимо уложить трубы с хладагентом. В этом случае придется провести буровые работы. Стоит такая услуга по бурению недешево. Но все окупится уже за один отопительный сезон.

Сложность буровых работ, а значит, и их стоимость, в основном, зависит от типа грунта. Чем он прочнее и жестче, тем больше времени уйдет на бурение, и тем больше вы заплатите. Глубина таких шахт варьирует в диапазоне 25-100 метров.

Варианты работы системы

Существует три основных варианта функционирования таких систем:

За счет температуры грунтовых вод. Как все происходит? Тепловой насос сжимает грунтовые воды и тем самым поднимает их на поверхность, увеличивая их температуру. Вода, пройдя через теплообменник, охлаждается, передавая свое тепло теплоносителю.
Шахтный метод. Это когда хладагент, проходящий по трубам, забирает тепло у грунта. Как уже было сказано, глубина таких шахт может быть довольно значительной. Но все зависит от региона.
Бесшахтный способ. Этот вариант подойдет для тех домов, которые расположены около открытых водоемов. Трубопроводы прокладываются по их дну в горизонтальной плоскости. Здесь происходит трансформация тепла воды, которая на большой глубине никогда не замерзает. Тепло передается хладагенту, проходящему через теплообменник.

Преимущества

Экологически безопасная система отопления

Еще раз повторимся, что геотермальное отопление загородного дома имеет одно очень важное положительное качество – оно выделяет тепла в несколько раз больше, чем потребляет энергии.Его экологическая безопасность — на самом высоком уровне. Такие установки не являются источником загрязнений или других выбросов, потому что в их работе не используются нефтепродукты или химические соединения.

Единственный материал, который может навредить природе, это хладагент, но он располагается в герметичной и замкнутой системе, выйти из которой крайне затруднительно. А качественная эксплуатация данного типа отопления – гарантия его долгосрочной и эффективной работы.

Заключение по теме

Если обратиться к статистике, то можно заметить, что геотермальная отопительная система сегодня на подъеме. К примеру, лет двадцать назад ею пользовалось двадцать миллионов европейцев. Сегодня эта цифра зашкаливает за семьдесят миллионов. Выглядит внушительно!

Подъем стал особенно заметен совсем недавно, когда Европу накрыл мировой экономический кризис. Те потребители, которые имели деньги, стали переходить на этот вид отопления в своих собственных частных домах. Стоимость установки и монтаж недешевы, но вложения окупаются за два-три года. К тому же такую систему можно летом перевести на функцию охлаждения, а значит, исключить использование вентиляторов и кондиционеров.

Геотермальное отопление дома своими руками: принцип работы насоса, стоимость

Один из самых новых способов обеспечить собственный коттедж бесплатной тепловой энергией — геотермальное отопление дома, которое пока еще отличается необходимостью первоначального вложения значительных финансовых средств. Но зато на эксплуатацию такой системы не будут нужны значительные расходы, которые характерны для традиционных способов отопления.

Геотермальное отопление частного дома

О достоинствах геотермальных систем получения тепловой энергии

Несмотря на то, что стоимость геотермального отопления дома достаточно высока, такие системы получили широкое распространение во многих европейских и североамериканских странах. Впервые на них стали обращать внимание на волне кризиса 80-х годов, первоначально монтаж такой энергонезависимой системы был доступен только весьма обеспеченным людям.

Постепенно, с развитием технологий, общая стоимость необходимого оборудования стала снижаться, что дало возможность применять технология в более широких масштабах. Так, на сегодняшний день в скандинавских странах на долю геотермального отопления приходится не менее 70% от общего объема вырабатываемой тепловой энергии.

Говоря о преимуществах, которые отличают геотермальное отопление частного дома, производители в первую очередь отмечают следующие факты (кстати, в отличие от других систем отопления, с мнением производителей геотермальной техники практически полностью согласны и экологи):

Преимущества геотермальных систем отопления

Источником энергии для функционирования системы отопления является земля, воздух, вода. Данные источники относятся к разряду возобновляемых, поэтому отопления не требует вложений на покупку стандартных видов топлива.
Отопление загородного дома (геотермальное) не предполагает сжигания химических веществ. Именно поэтому полностью устранена возможность загрязнения окружающей среды, что особо пришлось по душе экологам, борющимся с последствиями парникового эффекта.
Система абсолютно безопасна в эксплуатации, возможность возникновения аварийных ситуаций практически сведена к нулю.
Еще одной статьей экономии является возможность отказаться от строительства хранилищ для приобретенного топлива, необходимости его доставки.

В общем, эксплуатационные расходы на геотермальные системы стремятся к нулю.

Наиболее оптимальным такое отопление считается для коттеджей средней площади (не более 150 квадратных метров). Для таких условий средний срок окупаемости всех вложений составляет всего 3-4 года, а рабочий ресурс (при правильном выборе оборудования и способа получения энергии) может достигать 100 лет.

Принцип действия геотермального отопления

Основной принцип работы геотермального отопления во многом похож на принцип действия обычного холодильника или кондиционера. Обратите внимания на нагревание наружных стенок холодильного оборудования, которое происходит вследствие отдачи хладагентом тепла, изъятого из морозильной камеры установки.

Практически те же процессы происходят и в геотермальной системе отопления:

Принцип работы геотермального насоса

Первый контур, по которому циркулирует или специальные антифризные жидкости, или простая вода помещается в грунт, на глубину превышающую уровень промерзания почвы (кроме того эффективен и способ расположения такого теплообменника в толще воды, также ниже уровня замерзания).
При прохождении рабочей жидкости через внешний контур она отбирает часть тепловой энергии у воды или грунта (температура там всегда выше нуля). После этого она попадает в тепловой насос, который обеспечивает аккумуляцию энергии и передачу ее во внешний контур, представляющий собой стандартную систему водяного отопления.

Принцип работы геотермального насоса (теплового насоса) обеспечивает получение до 4-5 кВт тепловой энергии при потреблении всего 1 кВт электричества. Основной объем работ по устройству системы отопления по данной технологии приходится на устройство первого контура, отвечающего за отбор тепла из окружающей среды. По своей конструкции они могут существенно отличаться.

Устройство горизонтального теплообменника

Чертеж горизонтального кожухотрубного теплообменника

Данная система может быть реализована еще на этапе строительства дома, при уже выполненном благоустройстве усадьбы ее монтаж проблематичен. Для устройства теплообменника необходимо прокопать ряд траншей на глубину, превышающую уровень промерзания грунта. В подготовленные канавы монтируется трубопровод (его диаметр, длина, расстояние между отдельными нитками линии определяется расчетом, выполненном при разработке проекта).

Смонтировать такое геотермальное отопление дома своими руками вполне возможно, но необходимо быть готовым к большому объему выполнения земляных работ. Для коттеджа площадью 200-250 квадратных метра трубы придется проложить на участке не менее 6 соток (600 м2). Именно такая необходимость и считается основным недостатком данной технологии, но стоит отметить тот факт, что работает такая система достаточно эффективно.

Устройство вертикальных теплообменников

Чертеж вертикального теплообменника

Для устройства такой системы необходимо бурить скважины, глубина которых может достигать нескольких сотен метров (все зависит от геологических условий, необходимой мощности установки и других параметров отопления). Преимущество данной технологии заключается в том, что она позволяет отказаться от земляных работ на большой площади участка, это дает возможность сохранить ландшафт, благоустройство подворья.

При применении вертикальных теплообменников геотермальное отопление дома (отзывы о таких системах исключительно положительные) может прослужить более 100 лет. К недостаткам следует отнести высокую стоимость бурения на большие глубины.

Устройство теплообменников в искусственных и естественных водоемах

Данная технология отличается простотой монтажа, полного отказа от выполнения земляных работ.

Теплообменный трубопровод укладывается по дну водоема, его площадь должна составлять не менее 250-300 м2, а глубина более 222,5-3 метров (зависит от уровня промерзания воды).

Работает данная система достаточно эффективно, единственным затруднением может стать необходимость получения разрешения в различных инстанциях (при укладке коллектора в водоемы общего пользования).

Самостоятельно принимать решение о типе системы геотермального отопления не стоит, такой выбор сможет сделать только профессионал, знающий все тонкости работы таких систем. Поэтому доверьте устройство геотермальных систем специализированным организациям, тогда отопление прослужит долго и эффективно.

canalizator-pro.ru

Геотермальное отопление дома – альтернатива современным отопительным системам

Экология Земли переживает не лучшие времена. Чтобы это понять, стоит посмотреть на ближайшую электростанцию или котельную. В этой связи человечество находится в активном поиске альтернативных источников энергии, среди которых последнее время всё чаще вспоминают геотермальные тепловые насосы. Естественно, всех интересует, что же такое геотермальные системы отопления под ключ, какая от них польза и есть ли вред, что также немаловажно.

Принцип работы

Способ геотермального отопления

Прежде чем разобраться в том, что же понимается геотермальным отоплением, необходимо разобраться с одним важным понятием из области физики – это геотермия, или тепловая энергия земли. Использовать её начали уже довольно давно, об этом знают многие, но мало кто слышал о том, что природное тепло Земли можно использовать для отопления домов. Преуспели в этом канадцы, американцы и шведы. А в Германии геотермальные отопительные системы устанавливаются при поддержке государства и за его средства.

Посмотрев более детально на устройство и принцип работы геотермального отопления, становится понятно, что система эта доступная и безопасная. Состоит она из магистрального трубопровода и теплового насоса. Иногда в помещении нет даже радиаторов, а чтобы устранить неисправность достаточно выключить насос и перекрыть холодную воду. Такое отопление, как видно на этом видео с успехом применяется в малоэтажном домостроении.

Очень важно понять принцип действия теплового насоса, который не отличается от обычного холодильника, ведь основан он на движении фреона. Нагретый теплом Земли теплоноситель попадает в тепловой насос, где кипящий фреон это тепло забирает и направляет в систему отопления. Таким образом, происходит нагрев теплоносителя до нужной температуры.

Основные виды геотермальных систем

Описывая принцип действия системы, мы вкратце упомянули о проложенных под землёй магистралях, которые доставляют тепло земли наверх. Они могут прокладываться непосредственно под грунтом, на дне какого-либо водоёма и даже внутри скважины. Технология строительства магистралей позволила выделить три основных вида геотермальных систем:

отопление с горизонтальным контуром;
отопление с вертикальным контуром;
отопление, имеющее водоёмный контур.

Геотермальное оборудование

В случае с горизонтальным контуром отопления укладка трубопровода производится в грунт. Это затратный вариант, так как для обогрева даже небольшого дома потребуется площадь земли, в разы превосходящая площадь отапливаемого помещения. Однако есть ещё более дорогой вариант, связанный с вертикальным бурением скважин, однако в этом одновременно и его главное преимущество – не надо задействовать большую площадь. В поисках возможности сэкономить используют третий вариант, когда трубопровод прокладывается по дну водоёма, так дешевле, конечно, но редко сейчас встретишь водоём, имеющий глубину 2 метра и более.

Преимущества и недостатки

Рассматривая преимущества геотермальных систем отопления, в первую очередь интересует их экологическая чистота. Действительно, при использовании тепловой энергии Земли, окружающая среда остаётся не тронутой, и нет никакого вреда для человека. Для получения тепловой энергии не используются процессы горения, что делают такое отопление пожаробезопасным. Очень ценится тот факт, что система работает бесшумно.

Снижение стоимости теплоносителя – это то, для чего, собственно, эта система и создавалась. Можно сказать больше – вложив средства один раз, вы уже через 5 лет получаете существенную экономию. Платить, конечно, придётся и дальше, но только за электроэнергию, которую использует тепловой насос. А отсюда вытекает и единственный недостаток системы – зависимость от энергетической системы.

Несмотря на то, что в нашей стране система геотермального отопления ещё полностью не изучена, её освоение идёт большими темпами. Об этом свидетельствует тот факт, что многие коттеджи в центральной части России работают сейчас на этой системе. И это несмотря на то, что пока такой вид отопления пока сложно назвать доступным.

79w.ru

виды, принципы и порядок организации своими руками

Содержание статьи:

В связи с постоянным удорожанием энергоносителей и надвигающимся дефицитом многих из них, россияне пытаются получить энергетическую независимость. На смену традиционным источникам тепла все чаще приходят альтернативные. В их числе особое место занимает геотермальное отопление дома – способ получения тепловой энергии, вызывающий немало споров. Еще не так давно получать тепло подобным образом казалось чем-то сверхъестественным, но сегодня к нему прибегает все большее количество россиян, дома которых эффективно отапливаются теплом, полученным из недр земли. Сделать это могут, как специалисты, так и сами домовладельцы, освоившие принципы работы системы и основные правила ее монтажа.

Принцип работы геотермальной системы отопления

Человечество с давних пор старается освоить тепло, которое вырабатывается в недрах земли в своих целях, а приблизиться к этому вплотную позволило геотермальное отопление. Как известно, в центре земли находится магма, которая естественным образом прогревает землю, а верхний слой грунта препятствует ее охлаждению. Научившись использовать это тепло, люди открыли неиссякаемый источник тепловой энергии, грамотно используя который, можно решить проблему теплообеспечения загородных домов, особенно тех, которые имеют незадействованный участок земли.

Геотермальное отопление – альтернативное отопление дома

Рассматриваемая система на первый взгляд кажется сложной, и геотермальное отопление дома принцип работы имеет сложный и непонятный. При детальном рассмотрении вопроса оказывается, что это далеко не так и понять смысл работы системы, добывающей тепло из недр земли, не многим сложнее, чем освоить работу кондиционера или холодильника. Как в холодильных системах и в системах кондиционирования, основным элементом здесь является тепловой насос

Геотермальный тепловой насос, который направляет тепло, полученное в теплообменнике, в систему отопления (внутренний контур)

Главную роль в системе играет внешний контур, представляющий собой теплообменник, который находится под землей или в толще воды. Внутри теплообменника внешнего контура движется вода, антифриз или другая жидкость, принимающая на себя тепловое воздействие окружающей среды (земли или воды). Подогретый теплоноситель поступает в геотермальные тепловые насосы для отопления, которые аккумулируют тепло и распределяют его по внутреннему контуру системы. Характерно, что тепловые насосы, используемые в системе, имеют стандартные размеры, притом, что их производительность очень высока.

Основные виды систем геотермального отопления для дома

Если с основными принципами работы геотермального отопления загородного дома разобрались, стоит рассмотреть не менее важный вопрос и выяснить, какие бывают виды систем. Они отличаются исключительно по типу теплообменника, использование каждого из которых зависит от многих факторов. В зависимости от особенностей участка и характеристик той или иной местности могут использовать три типа теплообменников:

Типовая схема геотермального отопления с горизонтальным теплообменником

Горизонтальный теплообменник. Устройство системы отопления на основе горизонтального теплообменника предполагает наличие большого земельного участка, не задействованного под огород и сад. К примеру, чтобы отопить дом, площадью 200 кв.м., надо задействовать земельный участок площадью не менее 600 кв.м. В этом случае трубы укладываются в специально подготовленные траншеи, выкопанные несколько ниже уровня промерзания грунта. Эта глубина различна и зависит от особенностей конкретного региона.

Вертикальный теплообменник. Использование данного типа теплообменников позволяет сэкономить место, его можно оборудовать, не повредив ландшафт местности. Для того чтобы углубить специальные геотермические зонды необходимо использование специального бурильного оборудования, что требует большого вложения средств. Глубина скважины, в которую помещается зонд, может достигать 100-150 метров, а ее диаметр составляет всего 100-150 мм.
Теплообменник, размещаемый в воде. Устройство теплообменника данного типа является самым экономным вариантом, однако воспользоваться такой системой могут только владельцы домов, расположенных рядом с водоемом, расстояние до которого не превышает 100 метров. В этом случае можно с наименьшими затратами организовать геотермальное отопление частного дома, используя тепловую энергию воды. Трубы теплообменника, при этом, укладываются на дно водоема, глубина которого составляет минимум 2,5-3 метра, притом, что его площадь должна быть не менее 200 кв.м.

Прежде чем приступить к монтажным работам не достаточно знать принцип работы геотермального отопления, важно сопоставить свои финансовые возможности и взвесить все за и против, учитывая особенности местности и характеристики земельного участка. Если возле вашего дома находится водоем, удовлетворяющий всем перечисленным требованиям, то вам несказанно повезло, ведь в этом случае организовать отопление дома можно самостоятельно, и для этого вам даже не потребуется разрешения контролирующих органов. Что касается остальных типов конструкции, то, в случае с использованием горизонтального теплообменника, вам необходимо иметь много свободной земли, а если вы решили смонтировать вертикальный теплообменник, надо иметь достаточный запас средств, необходимых на выполнение дорогостоящих бурильных работ.

Преимущества и недостатки геотермального отопления

Вокруг альтернативных источников тепла, включая геотермальные системы отопления, постоянно ведутся споры. Учитывая относительную новизну данной системы, обыватели и специалисты, работающие в отрасли теплообеспечения, пытаются понять, чем же так привлекательны системы отопления, использующие тепло земли и воды, и какие они имеют недостатки. К основным преимуществам системы можно отнести следующие особенности:

экспериментально доказано, что в этом случае можно получить тепло даром. Геотермальное отопление является самым эффективным и имеет высокий коэффициент полезного действия, а средства, потраченные на него, окупаются в самое ближайшее время. Так, затратив 1 кВт мощности, можно получить тепловую энергию мощностью 4 кВт;
количество энергии, выделяемой землей, безграничны, и даже в зимний период в земле находится достаточное количества тепла, используемого впоследствии для обогрева дома;
исключается необходимость покупки и хранения топлива, как в случае с использованием традиционных видов;
геотермальное отопление работает автономно и не требует постоянного вмешательства человека, по крайней мере, в течение двух-трех ближайших десятилетий;
геотермальное отопление является одним из самых экологически чистых, ведь при организации ее работы не используются углеводороды и химические вещества, в том числе горючие элементы, что также исключает риск возгорания;
можно сделать геотермальное отопление своими руками, затратив при этом, минимальные средства.

В том случае, если при оборудовании системы геотермального отопления соблюдались главные принципы и работы организованы правильно, можно получить неиссякаемый источник тепла. При этом, для того чтобы получить тепло, владельцам домостроений не придется постоянно тратиться, производительность системы высокая, а частое техническое обслуживание системы не требуется.

Система геотермального отопления дома своими руками: это реально!

Главной особенностью системы геотермального отопления, является ее доступность, и получить доступ к неисчерпаемым энергоресурсам земли сегодня может каждый домовладелец. Для того чтобы организовать геотермальное отопление дома своими руками, часто не надо больших вложений и привлечения больших человеческих ресурсов – достаточно одного-двух помощников, особенно в тех случаях, если трубы придется прокладывать по дну водоема. Не вызовет особых сложностей и монтаж системы, использующей горизонтальный теплообменник. Главное, в этом случае, сделать правильный расчет системы, что также можно сделать самостоятельно, учитывая наличие большого количества информации по данной теме, а особенностями устройства и монтажа данных систем сегодня занимаются целые университеты.

Как уже говорилось, повезло тем домовладельцам, чей дом находится рядом с водоемом. В этом случае не требуются большие вложения, большая часть которых уходит на выполнение грунтовых работ.

Грунтовые работы при оборудовании системы геотермического отопления дома

К тому, что большая часть участка будет перекопана, надо быть готовым тем, кто собирается своими руками оборудовать горизонтальный теплообменник. Не стоит забывать, что пролегать трубы теплообменника должны на глубине, превышающей глубину промерзания грунта, а она для каждого региона России различная. В случае устройства вертикального теплообменника, геотермальное отопление дома под ключ лучше поручить специалистам, которые имеют для этого соответствующее бурильное оборудование и обладают достаточным опытом подобных работ. Особое внимание также стоит уделить выбору и монтажу теплового насоса, от которого зависит функциональность всей системы.

Таким образом, система геотермального отопления, хотя и является сравнительно молодой и еще не достаточно исследованной, имеет большие перспективы и представляет большой инновационный интерес. При этом вы можете не только получать дешевую тепловую энергию, но и поможете окружающей среде, которая в последнее время и без того испытывает максимальные нагрузки. И главное: имея первоначальную теоретическую подготовку, соответствующее оборудование и инструмент, сделать это можно самостоятельно, а положительные результаты не заставят себя ждать.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

teploguru.ru

Геотермальное отопление дома, система

Популярность геотермального отопления с каждым годом лишь растет. Еще несколько лет назад такой эту систему отопления загородного или частного дома можно было встретить у очень зажиточных хозяев. Но сейчас, в силу множества уже известных положительных сторон системы, она набирает популярность и среди менее обеспеченного населения по всему миру.

Для европейцев, в отличие от жителей СНГ, такой альтернативный вид обогрева и не является альтернативным. Он из ряда основных, самых популярных и выгодных видов обогрева. Для северных стран, где температура в зимний период достигает -30, обогрева геотермальным источником возможно и не наилучший вариант, но зимой с -10 показателем система показывает прекрасный вариант.

Геотермальное отопление дома – другой и отличимый от всех привычных видом отопления частных построек. Не имея явных недостатков, геотермальный способ отопления многие считают совершенным. Не нужно платить за ресурсы. Единожды смонтировав всю систему, человеку останется только пользоваться и наслаждаться бесплатной энергией природных ресурсов. Геотермальное отопление загородного дома, как и частной постройки, является удобным и безопасным, беззаботным и постоянным вариантом обогрева.

Рис. 1 Принцип функциональности теплового насоса

Геотермальный вид отопления напоминает работу некоторых привычных всем технических приборов: кондиционера, холодильника. Не зависимо от температуры воздуха, дом всегда можно отопить, обогреть до нужной температуры. А в знойную погоду наоборот, проводить охлаждение помещений. В летний период нужно запускать обратный механизм: энергетический ресурс (грунт, вода) будут получать тепло, а теплообменник будет отдавать холод. Микроклимат в доме всегда идеальный, затраты идут на приобретение оборудование, на установку и на электричество (для насоса).

Принцип работы системы

Принцип работы геотермального отопления заключается в использовании тепловой энергии природных ресурсов: грунт, вода, воздух. Система работает полностью автоматически, не требует вмешательства и контроля со стороны человека. Поэтому, человеческий фактор отсутствует, увеличив безопасность использования геотермального отопления в разы.

Принцип работы заключается в работе насоса (рис 1). Этот прибор может иметь отличия в дизайне, но комплектующие и производительность тепла одинаковая. Схема геотермальной системы отопления двухконтурная. Она состоит из внешнего и внутреннего контура. Внутренний контур состоит из соединенных между собой труб и радиаторов. Внешний контур является большим экономайзером (теплообменником, подогревателем).

Он устанавливается в непосредственный источник энергии. Это может быть вода или земля. Специальная жидкость с антифризом передвигается внутри теплообменника, этот прибор наполняется окружающей его энергией, которая нагревается и поступает к геотермальному насосу. От насоса тепло попадает во внутренний контур, а далее к радиаторам и трубам по всему дому.

Рис. 2 Вертикальный теплообменник

Достоинства геотермальной системы

Лучшие стороны геотермального отопления дома:

Безлимитное использование тепловой энергии. Отопительная система работает благодаря энергии земли, воды, которые являются природным и нескончаемыми источниками тепла.
Безопасность системы. Возможность возгорания в принципе отсутствует.
Экономиться место под топливо, которое не нужно приобретать.
Экологически чистая система отопления и для человека и для окружающей среды. Геотермальное отопление отличается от других систем отопления отсутствием во время эксплуатации выброса газов и вредных веществ.
Полная автоматическая работа оборудования.
Экономия в затратах на проведение профилактических работ оборудования.
Широкий модельный ряд, при этом каждое оборудование имеет высочайшую производительность.

Принцип работы геотермального отопления дома идеально подходит для его комбинации с рабой системы «теплы пол». Данный тандем позволит распространяться температуре равномерно, избежать перегрева той или иной зоны.

Геотермальное отопление частного дома окупиться его владельцу за несколько лет (в среднем 5 лет). Окупаемость геотермальной системы в загородном доме окупиться пару годами позже. Финансовые затраты на создание геотермальной отопительной системы может и высокие, но при учете современных стабильно растущих цен на другие теплоносители, при сроке службы геотермального оборудования в 100 лет, данный способ отопления дома является разумным капиталовложением.

Варианты монтажа геотермальной системы отопления

Теплообменник можно установить тремя способами. Его положение возможно:

вертикальное;
горизонтальное;
водоразмещенное.

Самый компактный, но с самой дорогой установкой является подогреватель вертикальный (рис 2). Прибору отопления не нужна большая площадь, но необходима специальная бурильная техника. Такое оборудование способно создать скважину в 200м, а минимальный уровень в 50. Установка такого теплообменника для геотермального отопления частного дома идеальный вариант для уже обустроенной территории. Весь ландшафт, после монтажа, останется в прежнем виде.

Использование горизонтального теплообменника (рис 3) – частое явление. Такая геотермальная система отопление подразумевает укладку труб на непромерзающую глубину в грунт. Препятствием для установки такой системы отопления может стать выделение немалой площади под коллектор. Так же ее использование рационально, если участок возле дома не обустроен, иначе испорченный ландшафт огорчит владельца.

Рис. 3 Горизонтальный теплообменник

Теплообменник, который именуют водоразмещенным (рис 4), экономный вариант для создания геотермального отопления загородного дома. Ближайший водоем в городе не найдешь, а вот вблизи загородного дома, коттеджа вполне возможна реализация системы отопления с водоразмещенным подогревателем. Принцип работы геотермального отопления с использования энергии воды является самым дешевым и экономичным вариантом. Чей дом находится вблизи озера, тому несказанно повезло. Ведь использования водных ресурсов целесообразно, эффективно и выгодно.

Рис. 4 Водоразмещенный теплообменник

При монтаже геотермальной системы, в доме будет располагаться обыденные элементы для отопления водой. Все комнаты отапливаются при помощи установленных батарей, радиаторов с подключенным к ним трубами. По этим трубам движется тепло. Так же в доме будет находиться прибор теплогенерации. С его помощью можно проводить регулировку температурных показателей, регулируя тепловую подачу.

Если частный сектор имеет небольшие размеры, тогда теплогенератор рационально установить в подвальном помещении или отдельной пристройке (при наличии). Что касается самой основной части всей конструкции, то ее место под недрами земли в случае вертикального или горизонтального использования теплообменника.

Рис. 5 Перспективная альтернативная энергия

Обогрев дома при помощи геотермальных ресурсов создается и собственными руками. Но нужно учитывать, что вся работа может затянуться на несколько месяцев или лет, понадобиться рыть скважину, нанимая специальную бормашину. В современном мире есть ряд университетов, которые помогают и учат проводить правильные расчеты для создания альтернативного обогрева.

Система обогрева нуждается в тщательных подсчетах, чтобы ее использование было максимально рационально, эффективно и финансово выгодно. Ошибки в проекте могут привести к неоправданным затратам. Правильно используя ресурс, система обогрева с помощью георесурсов не навредит ни подземным водам, ни строению грунтовых слоев. Важно, что система не наносит вред природе, не портит воздух, не имеет негативного влияния на здоровье человека.

Статьи по теме:

Система отопления ленинградка

Отопление склада

kotlomaniya.ru