Принципы и схемы работы геотермального отопления в частном доме

Современные технологии сегодня позволяют использовать такие источники энергии, которые способны самовосстанавливаться – ветер, почву, воду. С этим во многом связан тот факт, что в последние годы производство разного рода геотермального оборудования возросло в несколько раз. К примеру, шведы в 3/4 всех новостроек используют такую отопительную систему, которая при работе использует энергию земли. Еще одним существенным достоинством, которым обладаетгеотермальное отопления дома, можно назвать то, что в зимнее время подобное оборудование может использоваться как кондиционер.


геотермальное отопление частного дома

Как работает геотермальное отопление ?

Главным элементом подобного рода системы считается тепловой насос. Принцип его работы основывается на цикле Карно. Холодный теплоноситель, расположенный в геотермальном контуре, превращается с его помощью в нагретый до 50 градусов носитель тепловой энергии.

Вводное видео

Обратите внимание! Коэффициент полезного действия такой системы может достигать 450 процентов!

Более того, тепловой насос имеет достаточно высокий рабочий потенциал – до сотни часов безостановочной работы перед каждым капитальным ремонтом.

Характерно то, что больше пятидесяти градусов для максимальной эффективности и не требуется. Это является причиной того, что в роли тепловых элементов целесообразней использовать систему теплый пол либо обогрев помещения посредством воздуха, так как привычное для нас радиаторное отопление едва ли можно считать наиболее подходящим для подобных систем.

Принцип работы геотермального отопления

В итоге мы получаем следующее: на каждый потраченный киловатт электроэнергии приходится порядка 4-4,5 киловатт энергии тепловой, что можно считать отличной возможностью сэкономить, особенно если принимать во внимание тот факт, что стоимость теплоносителей постоянно возрастает.

Чем отличаются геотермальные системы?

Если оборудовать такую систему в загородном доме, то она будет состоять из приведенных ниже контуров.

  • Почвенный коллектор. Следовательно, он находится в почве и состоит из трубопровода и специального циркуляционного насоса. Температура носителя тепла в нем колеблется от 3 до 7 градусов, хотя для эффективного обогрева дома вполне достаточно и 4. Обычная вода не может в данном случае выступать теплоносителем, по крайней мере, в чистом виде. Зачастую она смешивается с этиленгликолем, или последний используется без воды.
  • Насосный комплекс забирает тепловую энергию от описанного выше коллектора и перенаправляет ее на отопительную систему дома. Его мощность может быть разной (максимум – 3,5 тыс. киловатт), все в данном случае будет зависеть от площади помещения.
  • Наконец, собственно отопительный контур. Именно в нем разогретый теплоноситель поступает в отопительную систему.

Об основных достоинствах

Теперь же хотелось бы представить вашему вниманию основные достоинства, коими обладает геотермальное отопление дома.

  • Полная независимость от внешних факторов.
  • Внушительный КПД – порядка 400-450 процентов.
  • Автономность от прочих источников энергии.
  • Стабильность показателей насоса.
  • Возможность кондиционирования помещение в летнее время года.
  • Незначительные габариты оборудования.
  • Геологический зонд способен прослужить до ста лет, а сам насос – до тридцати.

Разновидности геотермального оборудования

Какой бы ни была разновидность системы геотермального отопления, она будет отличаться исключительно внешним почвенным коллектором. Таких разновидностей есть всего четыре, давайте вкратце рассмотрим каждую из них.

Горизонтальная конструкция

В данном случае насос должен располагаться несколько ниже того уровня, где промерзают подземные воды – примерно метр-полтора, все зависит от того, в какой части страны вы проживаете. Трубы, использованные здесь, могут быть выполненными из следующих материалов:

  • металлопластик;
  • ПВХ;
  • медь.

Отдача тепла в данном случае такова, что дабы получить 8-9 киловатт теплоэнергии, необходимо, чтобы коллектор был общей площадью от 400 до 500 м. кв.; более того, здесь важны и особенности установки (о них мы поговорим ниже). А особенности таковы, что траншеи

Горизонтальная конструкция

Вертикальная конструкция

Она состоит из ряда пробуренных скважин, имеющих различные наклоны и направления. В каждую из них устанавливается геотермальный зонд, что позволяет достигнуть теплоотдачи в 50 ватт на погонный метр. Получается, что для тех же 8-9 киловатт тепла требуется примерно 200 метров таких скважин.

Обратите внимание! В данном случае никакого ущерба ландшафту вы не нанесете, поскольку монтаж всей системы потребует уж слишком мало места.

вертикальная схема

Вертикальная конструкция

Конструкция, размещенная в воде

Внешний обменник тепла необходимо устанавливать в близлежащий водоем на двух- либо трехметровую глубину. Важнейшим требованием к установке контура подобного рода является то, что дом должен быть отдаленным от водоема максимум на 100 метров. Более того, водоем этот должен иметь площадь минимум 200 метров квадратных.

схема геотермального отопления на воде

Водная конструкция

Воздушная конструкция

Контур в данном случае получает тепловую энергию из воздуха. Такое геотермальное отопление дома особенно целесообразно в южных регионах нашей страны. Основное достоинство «воздушного» обогрева – это полное (почти) отсутствие каких-либо монтажных или земляных работ. Но есть и минус – при температуре окружающей среды минус 15 градусов КПД снижается до стопроцентной отметки. Если она падает дальше, то уже при минус 20 работоспособность системы равняется нулю.

Геотермальное отопление: цена

Ниже мы привели усредненные цены на оборудование и монтажные работы по обустройству такой системы в доме. условия: площадь отапливаемого помещения примерно 200 метров квадратных, тепловая мощность насоса – 15 киловатт. Цены в рублях.

  • Тепловой компрессор – около 260000.
  • Буфер – 45000.
  • Емкость косвенного нагрева – 50000.
  • Циркуляционный насос – 10000.
  • Трубопровод, фитинги и прочее вспомогательное оборудование – 25000.
  • Электропроводка, утеплители – 10000.

Стоимость системы

Добавьте ко всему этому стоимость установки – минимум 60000. Получается, что все оборудование с земляными работами и монтажом котельной обойдутся в среднем в 480000 рублей.

Насколько перспективен геотермальный обогрев?

Системы отопления данного типа не очень популярны среди населения ввиду высокой себестоимости. Цены, которые мы привели выше – это лишь минимум.  В целом же если устанавливать такую систему под ключ, то стоимость ее может резко возрасти до одного миллиона рублей! 1/3 этой суммы, как известно, занимает тепловой компрессор.

И тут хотелось бы в качестве примера привести западноевропейские страны. В них, если кто не знает, если владелец участка оборудовал себе геотермальное отопление дома, то есть, самовосстанавливающееся, то правительство обязано компенсировать ему определенную часть потраченных средств.

Вместе с тем, такая система способна окупиться всего за пять лет. Кроме того, она не требует при работе вмешательства человека, ввиду полной автономности, так что это не только экономно, но еще и предельно удобно, особенно по сравнению с другими способами отопления.

Особенности монтажа таких систем

Вне всяких сомнений, едва ли найдется желающий бурить полуторакилометровую скважину для того, чтобы отопить частный дом. Но если вы проживаете в местности, где горячая вода буквально бурлит из-под земли и это не имеет никакого отношения к коммунальным службам, то можете оборудовать на участке геотермальное отопление без каких-либо особых затрат. То есть, не очень больших.

Этап 1. Для начала необходимо определить, где именно и на какой глубине находятся подземные горячие воды.

Процесс монтажа

Этап 2. Затем необходимо пробурить скважину соответствующей глубины, а лучше сразу двух. Одна из них будет предназначаться для того, чтобы снабжать жилье горячей водой, а вторая – чтобы отводить в почву уже остывшую воду.

монтаж геотермального отопления

монтаж труб

монтаж насоса

монтаж 3

монтаж 4

Этап 3. Последний этап – монтаж теплового насоса и его дальнейшая настройка. Более того, нужно установить трубопровод в соответствии с приведенными в данной статье схемами.

Геотермальные трубы для обмена тепла

Монтаж геотермальных зондов

установка зондов

монтаж зондов 2

Отопительное оборудование, которые устанавливаются в сам дом, будет вполне традиционным. Как уже говорилось, это может быть либо теплый пол, либо самые обычные радиаторы.

Обратите внимание! Всем известно, что в геотермальных источниках вода едва ли является чистой и дистиллированной. В ней могут присутствовать соли и прочие механические примеси, из-за чего подавать ее напрямую в отопительные магистрали нельзя.

Более того, в некоторых источниках содержится уж слишком горячая вода, способная попросту разрушить трубопроводы. Дабы избежать всех этих неприятностей, геотермальная вода используется для подогрева воды в системе, то есть, вода в данном случае нагревают другую вода, а последняя попадает в отопительные приборы. Это еще называют непрямым способом обогрева. Он хорош тем, что позволяет не только отопить помещение, то и принять горячий душ – в большинстве источников количества воды более чем достаточно для этого.

Готовое отопление

Эффективность такой системы очень быстро перекроет все расходы на ее установку. А если учесть, что она еще и полностью безопасна в экологическом плане, да и источник тепла все время самовосполняется, то вывод напрашивается один: геотермальное отопления дома рекомендуется всем, у кого на участке есть доступ к горячей воде.


Быстрый заказ

Close

Позвонить


Добавить коментарий: