Использование тепла земли для обогрева дома. Отопление из земли

Как сделать отопление из земли в частном доме

Большая часть из нас знают, что применение в качестве горючего угля, газа и древесины не обходится бесследно для экологии. Но, внедрение экологически чистых источников энергии тормозится их большой ценой и КПД, каковые пока уступают классическим. Но в последнее время производители все чаще и чаще стали обращать внимание на подобные продукты, исходя из этого сохраняем надежду, что в недалеком будущем они будут более несложны в установке и не такие дорогие.

Сейчас рассмотрим геотермальное отопление, которое возможно установить для частного дома своими руками. Вы определите о принципе его работы, видах, изюминках и независимом монтаже.

Стоит заявить, что в европейских государствах и США отопление от земли неспешно делается главным источником отопления дома, но у нас пока такие системы выступают только альтернативой более классическим.

Появление и распространение

Энергия земли для отопления начала распространяться в Соединенных Штатах ближе к концу 80-х годов прошлого века в городах, не легко переживавших кризис. Системой сходу заинтересовались состоятельные люди, которым она давала возможность экономить на обогреве жилья. После этого она начала дешеветь, и ее начал применять и более бедный класс населения.

Спустя некоторое время тепло земли для отопления превратилось в прерогативу большинства обладателей частных домов. В Европе из года в год число домохозяйств, применяющих отопление дома теплом земли, лишь возрастает.

Такая тенденция распространения геотермального обогрева ясна. Применение тепла земли для отопления разрешает значительно экономить домашний бюджет, оно надёжное и экономичное.

Функционирование геотермального обогрева

Его принцип работы возможно сравнить с простым холодильником, лишь напротив. Земля удерживает тепло неизменно, исходя из этого ним возможно нагревать объекты, расположенные на ее поверхности.

Суть метода в том, что изнутри планета прогревается тёплой магмой, а сверху грунт не дает ей промерзать. Получаемая тепловая энергия употребляется геотермальной системой обогрева, основанной на особом тепловом насосе.

Происходит следующий процесс:

Тепловой насос устанавливают на поверхности.
В земле бурится отверстие, в которую опускают теплообменник.
Проходящая через насос грунтовая вода нагревается и употребляется после этого в бытовых и промышленных целях.

Основным преимуществом системы есть соотношение электроэнергии и получаемой мощности – 1 к 4-6 кВт. К примеру, при применении простого кондиционера выходит 1 к 1. Исходя из этого установка в полной мере себя сможет окупить в недалеком будущем.

Особенности

Независимое отопление дома от земли имеет определенные трудности, о которых мы поведаем ниже:

Начинаются они с изготовления шахтного ствола. Его расчет ведется раздельно для каждого конкретного случая, во внимание принимают:

климат в данной местности;
тип грунта;
чёрта строения земной коры в данном регионе;
площадь обогрева.

В большинстве случаев глубина варьируется в пределах 25-100 м.

На следующем этапе в ствол опускают трубы, каковые должны поглощать тепло из недр и подавать его в насос, повышающий температуру теплоносителя в системе отопления.

Совет: работы лучше проводить с ассистентом, поскольку трубы довольно часто бывают большой массы.

Летом отопление энергией земли возможно запустить в качестве кондиционера. Для чего активируется обратный механизм. На протяжении работы теплообменник начнет брать охлаждающую энергию.

Виды

Для экологически безвредной и действенной работы системы имеется три основных варианта:

Грунтовые воды	В этом случае используют для обогрева здания тепловую энергию грунтовых вод, расположенных на громадной глубине. У нее большая температура, исходя из этого тепловой насос отопления поднимает ее и нагревает. Затем вода через теплообменник отдает основную часть имеющейся энергии.
Антифриз	Способ требует дополнительных затрат. На глубину 75 м и ниже опускается резервуар с антифризом, цена которого высокая. В то время, когда он нагреется, его тепловым насосом поднимают к теплообменнику. По окончании отдачи тепла антифриз поступает опять в емкость.
Водоем	Данный метод не требует оборудования грунтовой шахты. Такое отопление дома от земли подходит в том случае, если имеется выход на водоем. От теплообменника по дну водоема ставят горизонтальные зонды, каковые оказывают помощь преобразовывать тепло воды.

Преимущества геотермального обогрева

Сейчас определим, какими преимуществами владеют такие системы, и смогут ли они удовлетворить наши запросы:

Тепловой энергии выделяется многократно больше, чем расход электричества на работу насоса.
Нет вредных выбросов, исходя из этого отопление загородного дома от земли экологически чистый метод.
Для функционирования системы нужно лишь электричество. Не нужно применение химических средств и топлива.
На протяжении работы нет опасности взрыва либо возгорания.
Верный монтаж отопительной системы гарантирует функционирование без технической поддержки приблизительно 30 лет.

Независимая установка геотермального обогрева

Необходимо сказать сходу, что отопление дома энергией земли потребует одномоментного громадного вложения средств. Львиная часть из которых отправится на обустройство шахтного ствола.

Совет: самая дорогая часть в тепловом насосе – компрессор. Если не желаете неприятностей, не получайте его с китайского завода. Лучше применять Danfoss либо Copeland (нужно не из Китая).

Рекомендуем кроме этого применять вместо радиаторов отопления систему теплый пол. Так возможно снизить окупаемость оборудования в разы. Учесть направляться и ежегодное увеличение тарифов на классические источники энергии, в также время геотермальная система отопления дома разрешит избежать ценовых скачков.

В дома ничего не будет напоминать про то, что вы используете земляное отопление. Основная часть схемы – скважина и теплообменник, будут скрыты под землей. Нужно лишь выделить маленькое место для прибора, к примеру, в подвале, генерирующего теплоэнергию.

Устройство разрешает создавать регулировку температуры и подачу теплоэнергии. Инструкция по монтажу системы отопления в доме не отличается от классического метода, исходя из этого никаких изюминок в нем нет.

Вывод

Использование тепловых насосов разрешает избавиться от дорожающих ежегодно классических видов горючего, не смотря на то, что первоначальные затраты будут большими. Монтаж геотермального отопления в полной мере возможно проводить самостоятельно, лишь при установке труб в шахтный ствол нужно пригасить ассистента.

Окупаемость проекта зависит от утепленности жилья, и способа обогрева – радиаторный либо утепленные полы. Видео в статье разрешит возможность найти дополнительную данные по указанной выше теме.

uchebniksantehnika.ru

Тепло земли для отопления дома

Доступность и рациональное использование топливно-энергетических ресурсов сегодня считается одной из важнейших мировых проблем.

С помощью теплового насоса можно оборудовать работу отопительной и водонагревательной систем.

Столь глобальный вопрос напрямую влияет как на развитие всего мирового сообщества, так и на сохранение среды его обитания. К тому же, в будущем не избежать роста цен на энергоносители. Практически во всех развитых странах мира в последние десятилетия наблюдается повышенный интерес к данной тематике. Для решения этой проблемы разрабатываются и усовершенствуются новые энергосберегающие технологии, включающие разработку альтернативных источников энергии. Таким образом, у населения возникла потребность в применении новых способов обеспечения своих домов отоплением, используя тепло земли.

Население дальнего зарубежья (Швеция, Германия, Австрия, Канада, США и др.) давно привычно используют тепло земли, воды или воздуха для своих нужд посредством тепловых насосов. Лет тридцать назад применение теплового насоса для отопления своего дома мог позволить себе лишь очень обеспеченный человек. Сейчас же тепловые насосы — это самый популярный вариант использования нетрадиционных и возобновляемых источников тепловой энергии. США является лидером в плане применения тепловых насосов для отопления и горячего водоснабжения своих домовладений. В России пока это не столь распространено, но постепенно популярность использования данного метода, несомненно, будет набирать обороты.

Общая схема работы теплового насоса.

В сравнительно недалеком будущем (к 2020 году) Мировой энергетический комитет прогнозирует увеличение установок с тепловыми насосами для теплоснабжения до 75%. Многие страны, стремясь к очевидной выгоде от внедрения тепловых насосов, поощряют своих граждан в виде различных льгот и субсидий при организации такой системы отопления. Очень заинтересовано этим направлением правительство Украины, поставившим задачу к 2030 году увеличить выработку тепла в 100 раз, внедряя новейшие технологии альтернативного энергообеспечения.

Каким образом это работает?

Источником низкопотенциальной тепловой энергии могут быть как подземные воды с низкой температурой, воздух, так и слои земли глубиной до 400 метров. Основное формирование теплового режима земли происходит за счет падающей солнечной радиации извне и потоком радиогенных тепловых волн изнутри. Более устойчивая температура слоев грунта отмечается на глубине более 20 метров, так как здесь уже не влияют сезонные и суточные температурные колебания. На этой глубине положительная температура около 10 градусов наблюдается постоянно круглый год.

Тепло из земли — восстанавливаемый ресурс. Тепловой насос забирает именно столько тепла, сколько земля сможет воспроизвести. Таким образом, все тепловые насосы работают по принципу «холодильник наоборот», предложенный впервые еще гениальным ученым-физиком своего времени У. Томсоном (Великобритания). Такой насос с полной уверенностью может обогнать и заменить все существующие котлы отопления (на жидком или газовом топливе либо работающие от электричества).

Схема работы теплового насоса типа «грунт-вода».

Типы насосов бывают разные (например, с горизонтальным или вертикальным грунтовым теплообменником). Поговорим о вертикальном типе насосов.

На глубине 100 метров проводится бурение скважины, для того чтобы появилась возможность забрать тепло из земли. Геотермальный тепловой насос с помощью специального зонда, в котором циркулирует особая жидкость (рассол), забирает тепло от земли. Именно она позволяет преобразовывать и направлять тепло в систему отопления и горячего водоснабжения, повышая на выходе температуру до +65°C. Электроэнергия затрачивается лишь при работе приводов. Единственным движущим элементом теплового насоса является компрессор со сроком эксплуатации в среднем порядка 15 лет. Даже при его замене такая установка отопления может прослужить еще долгие десятилетия.

Так, из одного потраченного кВт электроэнергии выходит 4 кВт преобразованной тепловой энергии, что соответствует коэффициенту эффективности теплового насоса, равному 1:4. На практике проверено, что такая установка окупается приблизительно через 5 отопительных сезонов. Но следует помнить, что если вы выберете подобный вариант отопления своего жилища, то организацию этой задачи следует планировать еще на начальном цикле строительства, так как установка теплового насоса потребует больших объемов земляных работ.

Вернуться к оглавлению

Преимущества установки теплового насоса

Экономичность. Тепловые насосы имеют высокий КПД (до максимальных 700%) при низком энергопотреблении, что не может не радовать. Более того, подобные установки исключают необходимость дополнительных денежных трат на закупку, транспортировку топлива, а также освобождает требуемые для его размещения площади помещения.
Безопасность. Данные установки не связаны с использованием горючих и взрывоопасных материалов даже при высоких мощностях. Защищены от пожаров и взрывобезопасны.
Функциональность. Тепловые насосы успешно применяются для отопления, горячего водоснабжения и в качестве кондиционеров в помещении.
Экологичность. Данное оборудование для получения тепла не использует какое-либо топливо, а поэтому и ничего не сжигает, что положительно сказывается на экологии. Вредные выбросы (СО, CO2, SO2 и др.) тепловая установка не выделяет.
Долговечность и надежность.
Автоматический режим работы. Не требует особых условий в эксплуатации. Достаточно в начале отопительного сезона проверять технические параметры и проводить периодический режим работы.

Выбирая тепловой насос, следует помнить, что мощный агрегат будет дольше окупаться, в то время как слабый не позволит достигнуть желаемых результатов и увеличит расход электроэнергии. Лучше выбрать «золотую середину», позволяющую сочетать все необходимые плюсы.

1poteply.ru

Зимняя тематика: отопление из-под земли

Вы слышали о том, что в качестве отопления можно использовать тепло земли? Оказывается это не такая уже редкость. Причём не в Долине гейзеров на Камчатке, а в нашей с вами Европе. Солидные европейские фирмы (Buderus, например) выпускают специальное оборудование – тепловые насосы, которые отапливают помещения, используя тепло земли.

С развитием цивилизации вопрос об использования возобновляемых источников энергии становится все более актуальным. Энергия земли, воды, ветра или солнца — вот отличное решение энергетической задачи в разрезе экологии. Вместо традиционной энергетики, использующей в качестве топлива нефть, газ или уголь, экологи рекомендуют разрабатывать и внедрять альтернативные энергетические установки.

Одним из самых ярких примеров применения нетрадиционной энергетики могут служить высокоэффективные тепловые насосы, использующие в качестве «топлива» тепло земли, которые не только не загрязняют окружающую среду, но и гораздо более экономичны, нежели их традиционные аналоги.

За рубежом тепловые насосы используются для организации автономных систем отопления и вентиляции уже около полувека. За это время данный вид альтернативного отопления стал настолько популярен, что часто преобладает по частоте использования над традиционными отопительными системами. Тепловые насосы настолько удобны и экономичны в эксплуатации, что на фоне общего удорожания углеводородных источников энергии, кажутся чуть ли не единственным правильным решением данной проблемы.

Принцип работы теплового насоса основан на передаче тепла почвы, подземных вод и воздуха теплоносителю с большей температурой. При использовании тепловых насосов в отопительной системе расходы на отопление снижаются в 4-10 раз. Кроме того, они обладают длительным сроком эксплуатации и работают в полностью автоматизированном режиме. Срок службы теплового насоса без капитального ремонта 15-25 лет.

Технически, тепловой насос похож на холодильник, который работает в обратном режиме. Он забирает энергию у окружающей среды и концентрирует ее в теплоносителе. В жаркое время года включается режим кондиционирования, в холодное — режим отопления. И хотя изначально тепловые насосы были созданы исключительно для обогрева помещений, функция кондиционирования в условиях меняющегося климата наших широт придает им особенный акцент.

Кстати, в Швеции сегодня работает более полумиллиона тепловых насосов, а в Японии более 3 миллионов.

В зависимости от источника тепла, выделяют несколько типов тепловых насосов. Чаще всего используются агрегаты типа «вода-вода», имеющие КПД порядка 2,5-5,4. Эти показатели могут изменяться в зависимости от типа самого насоса и температуры теплового источника, то есть грунтовых вод.

Условный срок окупаемости среднего насоса – 4-5 лет.

Тепловые насосы — будущее отечественной альтернативной энергетики, а также яркий пример бережного отношения к окружающей среде.

Источник