Геотермальное отопление своими руками: за и против. Геотермальные котлы отопления
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
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!0
Мне 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
о чём нужно знать, приступая к работе
По мере роста показателей экономики, среднего ВВП на душу населения и благосостояния граждан – растёт и крепнет рынок загородного строительства. И сегодня по цене квартиры в центре города можно позволить себе небольшой, но частный дом. Машины есть практически в каждой семье, так что вопрос транспортной доступности уже не кажется таким актуальным. А плюсы жизни в своём доме просто очевидны: отсутствие соседей с громкой музыкой и пьяными вечеринками, отсутствие подозрительных личностей в периметре жилья, тишина, свежий воздух и покой. Все эти неоспоримые преимущества делают загородный дом отличным вариантом, в случае, когда речь идёт о выборе нового места для жительства.
Геотермальная система отопления позволяет заботиться об экологической чистоте и экономической выгоде.
Однако получив гордый статус домовладельца, многие с удивлением обнаруживают огромное количество дополнительной работы, которую теперь предстоит выполнять. Всё, с чем столько лет успешно справлялись коммунальные службы многоквартирного дома, ложится теперь на хрупкие плечи собственника. Здесь и работы по благоустройству и уборке придомовой территории, и вывоз мусора, и обновление кровли и фасада.
И совершенным особняком, среди прочего, стоит вопрос обогрева жилого комплекса. Многие выбирают стандартный вариант с газовым или электрическим котлом, но ведь это не единственный возможный вариант. Взять, к примеру, геотермальное отопление дома — своими руками выполнить такой вариант довольно непросто, это требует определённой базы знаний.
Принцип действия и составные элементы
Геотермальная система отопления – это сложный инженерный комплекс сооружений, который требует больших материальных и временных затрат, однако при ближайшем рассмотрении выясняется, что будучи один раз установленной, такая схема обогрева полностью способна перекрыть потребность дома площадью до 150 квадратных метров в тепле и горячем водоснабжении. Широкое распространение получают данные системы в западной Европе, где на первом месте стоит забота об экологической чистоте и экономической выгоде.
Рассмотрим принцип работы геотермального отопления и основные его составляющие, для того, чтобы прийти к пониманию – насколько такие системы оправданы в повседневной жизни.
Тепловой насос
Сердце системы. Геотермальное отопление дома своими руками выполнить, возможно, но этот элемент лучше всего приобрести отдельно. Стоит заметить, что прежде чем приступать к закупкам оборудования и материалов необходимо провести тщательный расчёт суммарной ёмкости системы, е отдачи и соотношения этого показателя с тепловым потреблением строения.
Если этого не сделать вовремя – вся дальнейшая работа может пойти прахом. Самые узловые моменты всего комплекса мероприятий – это правильный расчёт ёмкости контуров и закупка соответствующего оборудования.
Тепловой насос состоит из компрессора и редукционного клапана, которые обеспечивают разность потенциалов на отдельных участках контура теплового насоса. Внутри труб находится фреон, который благодаря работе компрессора, получает ускорение, и проходя через клапан ускоряет своё движения. Это приводит к существенному подъёму температуры на участке перед компрессором, именно из этого участка, с помощью теплового обмена, и берётся основное тепло для обогрева помещений и горячего водоснабжения.
Контур является замкнутым и вся его задача состоит в том, чтобы увеличивать естественную температуру теплоносителя поступающего из внешнего контура с семи до пятидесяти пяти градусов по Цельсию. Происходит это, за счёт описанного выше процесса разгона фреона под давление в закрытом контуре с прохождением его через клапан.
Тепловой узел располагают обычно в подвале или цокольном этаже, с температурой внешней среды в пределах пятнадцати градусов выше нуля, это поддерживает его стабильную работу.
Самый важны процесс перед установкой теплового насоса — это проведение всех расчетов правильно, в случае ошибки вся работа может пойти прахом.
Внешний контур
Представляет собой ещё один замкнутый контур, в котором по трубам движется антифриз, перемещаемый с помощью циркуляционного насоса. Основная часть контура находится на глубине до 3 метров под землёй, если речь идёт о горизонтальном исполнении системы, при котором трубы внешнего контура располагают горизонтально на большой плоскости.
Может располагаться также на дне водоёма, но только в регионах, где зимняя температура не опускается ниже нуля.
Описанная выше система требует монтажа на этапе заливки фундамента, что не всегда возможно сделать. В случае, когда необходимо смонтировать геотермальное отопление загородного дома на уже застроенном участке – бурят скважины глубиной от тридцати до ста метров, к слову, отдача тепловой энергии у вертикальных систем существенно выше, но стоимость их на порядок дороже, за счёт привлечения техники для бурения скважин.
Монтаж внешнего контура желательно производить на этапе заливки фундамента, в другом случае это будет более трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Внешний контур
Служит уже непосредственно для обогрева внутреннего пространства дома и обеспечения горячего водоснабжения.
Тепло, собранное из грунта, переданное на тепловой насос, разогнанное и увеличенное в его закрытом контуре, передаётся через теплообменник во внутреннюю сеть дома, которая может состоять из тёплых полов, плинтусного отопления, воздушного отопление на водяных коллекторах и других элементах системы.
Выбирать, каким именно образом осуществить геотермальное отопление своими руками стоит, только тщательно изучив местность и условия, в которых предстоит работать данной схеме отопления. Для этого необходимо произвести замеры температуры почвы на участке под дом, в разные периоды в течение зимы, на разных глубинах.
Дополнительная информация
Геотермальное отопление дома, принцип работы которого описан выше, требует соблюдения определённых условий для того, чтобы качественно функционировать. Вот базовые требования, выполнение которых обязательно:
- Правильный расчёт ёмкости и потребления. Это самый основной момент, проигнорировав который, можно не получить желаемого результата, потратив достаточно приличные средства. В случаях, если планируется расширение количества построек на участке – стоит заранее подумать и об их отоплении тоже;
- Укладывая внешний контур горизонтально в грунт, что является одним из самых распространённых вариантов монтажа систем – необходимо соблюдать минимальное расстояние между трубами, равное двадцати сантиметрам. На дно котлована необходимо выстелить подушку из песка, толщиной не менее полуметра, для своевременного отвода грунтовых и талых вод от системы, иначе вы рискуете остаться без тепла;
- Насос лучше приобретать у проверенного производителя с гарантией, а не мастерить его самостоятельно, в противном случае никто не даст гарантий работоспособности вашей системы;
- Обеспечьте себя бесперебойными поставками электричества, ведь без них такое отопление просто не будет работать.
В среднем, монтаж такой системы отопление обойдётся от семисот тысяч, до полутора миллионов, а энергопотребление составляет порядка трёх киловатт в час. Насколько рационально применение данного типа отопления – решать вам, окупаемость у него весьма длительная, а стоимость довольно высока, однако в перспективе такая система, несомненно, позволит добиться полной автономности своего участка от любых внешних факторов.
ventkam.ru
