Енергія для обігріву будинку. Як використовувати безкоштовне тепло землі і води? Геотермальне опалення будинку: принцип роботи. Геотермічного опалення створено трьома контурами

зміст

Для забезпечення приватного будинку теплом традиційно використовуються агрегати, що працюють на електриці, твердому, газовому або рідкому паливі. В останні десятиліття в якості альтернативного джерела теплової енергії використовують сонячні колектори і тепло земних надр. Обігрів будинку за допомогою тепла землі називається геотермальним опаленням будинку.

Геотермальне опалення будинку за рахунок енергії землі

Опалення від землі користується зростаючим попитом, оскільки вартість звичних енергоносіїв неухильно підвищується, а запаси викопного палива при цьому скорочуються. Вкладення грошей в земляне опалення заміського котеджу досить вигідно з урахуванням економічних перспектив і суттєвої економії коштів на автономне теплопостачання в опалювальний період.

Способи отримання природного теплової енергії

Геотермальні теплові насоси відрізняються за способом отримання тепла:

Установки, які використовують тепло ґрунтових вод глибокого залягання, гарячих гейзерів і т.д.
Системи, до складу яких входить резервуар з антифризом, встановлюваний в грунті на глибині від 75 метрів. Опалення з надр землі забезпечується за рахунок природного нагріву ємності з антифризом; в результаті холодоагент, проходячи через теплообмінник, віддає отримане тепло і повертається в ємність.
Геотермальний контур укладається по дну водойми, який є природним акумулятором тепла. В даному випадку потрібно врахувати, що водойма може повністю промерзнути в зимовий час.

Види геотермальних теплових насосів

Опалення будинку енергією землі вимагає масштабних робіт по монтажу системи, але зате це екологічний спосіб отримати практично безкоштовну теплову енергію. Щоб опалити будинок, будуть потрібні незначні витрати на електроенергію, необхідну для функціонування системи.

Принципи функціонування геотермального опалення

Опалення за рахунок енергії землі успішно застосовується в різних кліматичних зонах: системи здатні працювати і в південних, і в північних регіонах.

Геотермальна установка в процесі свого функціонування використовує така фізична властивість деяких рідин, як здатність випаровуватися, що призводить до охолодження поверхні. Саме це явище лежить в основі роботи холодильного обладнання.

Принцип роботи геотермального опалення являє собою запущений у зворотний бік процес охолодження. Саме так працюють кондиціонери, здатні не тільки охолоджувати, але і підігрівати повітря в приміщенні.

Принцип роботи теплового насоса

Однак, установки для кондиціонування повітря мають обмежену працездатність - вони не можуть функціонувати при температурі нижче -5 ° C. А геотермальна система здатна забезпечити обігрів будинку незалежно від температури повітря на поверхні. Це пов'язано з тим, що в тому середовищі, звідки вона забирає теплову енергію, природним чином підтримуються стабільні температурні умови.

Пристрій геотермальної опалювальної системи

Геотермія (наука про тепловий стан Землі) уможливила практичне застосування теплової енергії, яку земна кора отримує від розпеченої магми в центрі планети.

Спеціально розроблений тепловий насос для опалення будинку встановлюється на поверхні, а в грунті або на дні водойми монтується теплообмінник. Теплова енергія «викачується» на поверхню і дозволяє нагріти теплоносій у контурі опалення будинку або об'єкта нежитлового призначення.

Як відбувається процес обігріву

Геотермальне опалення приватного будинку - економічно ефективний варіант. Якщо використовувати енергію землі для опалення будинку, то на кожен кіловат електроенергії, необхідної для роботи обладнання, доводиться від 4 до 6 кВт корисної теплової енергії, отриманої з надр планети.

У порівнянні з функціонуванням кондиціонера побачимо, що при його експлуатації на отримання 1 кВт теплової енергії потрібно затратити більше 1 кВт електроенергії. Це пов'язано з неминучими втратами на перетворення однієї енергії в іншу і т.д.

Опалювати житловий будинок за рахунок теплової енергії земних надр дуже вигідно, але період окупності устаткування і витрат на монтаж займе певний час.

Використання тепла землі для опалення будинку не вимагає установки традиційного котла для нагріву теплоносія.

В даному випадку система складається з трьох складових:

контур нагрівання - геотермальний джерело теплової енергії;
опалювальний контур всередині будинку - низькотемпературний радіаторний або підлоговий;
насосна станція - тепловий насос для перекачування в опалювальний контур теплової енергії з контуру нагрівання в товщі грунту або під водою.

Геотермальна система опалення може застосовуватися також для обігріву теплиць, допоміжних будівель, води в басейні, садових доріжок і т.д.

Устаткування для облаштування геотермального опалення

Геотермальне обладнання для глибинної опалювальної системи дозволяє акумулювати витягнуту з навколишнього середовища теплову енергію і передавати її теплоносія в системі опалення.

Список обладнання для обігріву за допомогою тепла землі включає:

Випарник. Пристрій розташовують на глибині, і воно служить для поглинання знаходиться в геотермальних водах або грунті теплової енергії.
Конденсатор. Дозволяє довести температуру антифризу до необхідної для функціонування системи величини.
Тепловий насос. Забезпечує циркуляцію антифризу в контурі нагрівання, контролює роботу геотермальної установки.
Буферний бак - ємність для збору нагрітого антифризу. Дозволяє передавати теплову енергію земних надр теплоносія. Бак, через який проходить теплоносій, обладнаний теплообмінником у вигляді змійовика. По ньому, віддаючи тепло, рухається нагріте антифриз.

Схема пристрою теплового насоса

монтаж системи

Геотермальне опалення заміського будинку на етапі облаштування вимагає солідних грошових вкладень. Висока підсумкова вартість системи багато в чому обумовлена \u200b\u200bвеликим обсягом земельних робіт, пов'язаних з монтажем контуру нагрівання.

З плином часу фінансові витрати окупаються, оскільки використовувана в опалювальний сезон теплова енергія витягується з земних глибин з мінімальними витратами електроенергії.

Монтаж горизонтального теплообмінника геотермальної системи опалення

Для забезпечення опалення будинку теплом землі необхідний монтаж системи:

основна частина повинна розташовуватися під землею або на дні водойми;
в самому будинку встановлюється тільки досить компактне обладнання і прокладається контур радіаторного або підлогового опалення. Обладнання, що розташоване всередині будинку, дозволяє регулювати рівень нагріву теплоносія.

Як виглядає геотермальне обладнання в будинку

При проектуванні опалення за рахунок тепла землі, необхідно визначитися з варіантом монтажу робочого контуру і типом колектора.

Розрізняють два типи колекторів:

Вертикальний - занурюється в грунт на кілька десятків метрів. Для цього на невеликій відстані від будинку потрібно пробурити кілька свердловин. У свердловини занурюється контур (найнадійніший варіант - труби із зшитого поліетилену).

Недоліки: Великі фінансові витрати на буріння в грунті кількох свердловин глибиною від 50 метрів.

Переваги: \u200b\u200bПідземне розташування труб на глибині, де температура грунту відрізняється стабільністю, забезпечує високу ефективність роботи системи. Крім того, вертикальний колектор займає невелику площу земельної ділянки.

Горизонтальний. Використання такого колектора допускається в регіонах з теплим і помірним кліматом, так як глибина промерзання грунту не повинна перевищувати 1,5 метрів.

Недоліки: Необхідність використання великої площі ділянки (основний недолік). Ця ділянка землі після укладання контуру неможливо використовувати під сад або город, так як система працює з виділенням холоду при транспортуванні холодоагенту, через що коріння рослин будуть перемерзати.

Переваги: \u200b\u200bДешевші земельні роботи, які можна навіть виконати своїми силами.

Горизонтальний і вертикальний тип колектора

Геотермальну енергію можна добувати, якщо укласти на дні промерзає водойми горизонтальний геотермічний контур. Однак, це складно здійснити на практиці: водойма може бути розташований за межами приватної території і тоді установку теплообмінника потрібно буде узгоджувати. Відстань від опалювального об'єкта до водойми повинно складати не більше 100 метрів.

Важливо! Температура навколишнього колектор середовища не повинна опускатися нижче + 5 ° C. Контактує з промерзають ґрунти верхню частину колектора потрібно захистити термоізоляцією для уникнення втрат теплової енергії.

Переваги і недоліки

Опалення енергією землі має цілий ряд переваг:

Ефективність. У порівнянні з витратами на електрику для роботи теплового насоса система дозволяє отримати в кілька разів більше теплової енергії.
Екологічність. Даний вид опалення екологічно повністю нешкідливий, відсутні викиди в атмосферу.
Безпека. Немає необхідності використовувати будь-яке паливо, хімічні засоби і т.д., немає загрози вибуху або загоряння обладнання.
Мінімальна потреба в техпідтримку. Правильно змонтована система здатна пропрацювати без будь-якого втручання не менше 30 років.
Економічність. В ході експлуатації відсутні витрати на ремонт, що дозволяє окупити монтаж опалення протягом 5-8 років.
Відсутність необхідності контролювати роботу системи.
Низький рівень шуму при роботі обладнання.
Невичерпність джерела теплової енергії, не потрібно закуповувати і зберігати енергоносій.

Екологічність використання теплової енергії надр

До недоліків можна віднести:

спочатку високі витрати на обладнання;
необхідність вести складні бурові роботи на ділянці для монтажу вертикального контуру або псувати ландшафт підготовкою траншей для горизонтального теплообмінника.

У помірному кліматі геотермальні установки довели свою ефективність. У північних же регіонах даний вид опалення підходить для будинків невеликої площі (до 200 м 2).

Розібравшись, як працює система і з яких частин варто, можна визначити можливість її монтажу на власній ділянці. Переважно опалення із землі облаштовують на етапі будівництва будинку - в цьому випадку простіше вести земляні роботи, так як планування ділянки і створення ландшафтного дизайну ще попереду.

Напевно ви не раз чули про геотермальному опаленні. Такі системи встановлені в багатьох європейських країнах і вони користуються великим успіхом і популярністю серед населення. Чи можливо його встановлення у нас? Щоб зрозуміти це, потрібно розібратися з принципом роботи, а також розглянути всі переваги такої системи.

Переваги геотермального опалення

Вартість геотермального опалення будинку

Напевно, це єдиний момент, через який система ще не широко увійшла в побут. Початкові витрати можуть досягти одного мільйона рублів. Все залежить від того, яка площа вашого будинку і від джерела тепла. так, укладка контуру нагрівання в водоймах обходиться дешевше при тих же витратах на насосну станцію і на супутні матеріали (труби, герметики і т. д.).

Найбільш вигідна така установка для невеликих будинків. Витрати окупаються вже через два-три роки, так як немає необхідності платити за газ / вугілля / дрова, А всі витрати зводяться до сплати за малу кількість електроенергії, яка витрачається на роботу насосного обладнання. Чи варто економити, виконуючи таку установку не під ключ, а самостійно? Можливо, за умови, що ви уважно вивчите всі особливості процесу. На практиці є випадки успішної збірки самими господарями.

Вартість робіт під ключ складається:

з розрахунків потужності насоса, довжини контуру нагріву;
з ціни на роботи в грунтах або воді (буріння свердловин, копка траншей, укладання під водою), а також супутні роботи по прокладці та встановлення;
з установки і підключення насосної станції.

Як приклад, наведемо приблизні розрахунки для будинку площею 150 кв. м.

Для такого житла необхідний тепловий насос потужністю 14 кВт. Його ціна - 260 тис. Р.
Сума за все роботи з облаштування вертикального земляного контуру - приблизно 427 тис. Р. Може коливатися в залежності від типів грунтів.

Разом - 687 тис. Р. Бачимо, що вельми значні початкові витрати для установки геотермального опалення. Ціна звичайних котлів на порядок дешевше. Для порівняння підрахуйте, які ваші поточні витрати на теплопостачання, і підрахуйте, скільки ви будете витрачати з геотермальних опаленням. Обидва випадки розглядайте в перспективі на багато років (10-15 років). Різниця дуже і дуже істотна.

Основні складові систем геотермального опалення

Геотермальне опалення не користується звичними джерелами тепла. Про жодні дровах, про вугіллі, газі або електриці (в тій кількості, яка використовує звичайний електричний котел), мова не йде.

Вся система складається з трьох основних елементів. Ними виступають:

контур опалення всередині будинку;
контур нагрівання;
насосна станція.

Як контуру опалення, який буде знаходитися всередині будинку, можуть виступити як звичайні звичні радіатори, так і система теплої підлоги (на її нагрів йде більшу кількість енергії). Крім того, цю систему можна підвести для підігріву теплиці, Басейнів, доріжок всередині ділянки, т. П.

Контуром нагрівання в цьому випадку виступають геотермальні джерела тепла. Так, йде нагрів за допомогою енергії землі, води, а також повітря.

Насосна станція необхідна для того, щоб перекачувати тепло з геотермального контуру нагрівання в опалювальний.

Детальніше про спосіб нагріву

Для нагріву приміщення геотермальним опаленням використовують енергію, яка зберігається в навколишньому середовищі. Принцип роботи запозичений від конструкції холодильника. У ньому тепло з внутрішньої камери виводиться назовні, щоб в самій камері домогтися мінімальних значень температури. При цьому відбувається нагрів задньої стінки. При геотермальному опаленні тепло з землі (або води, повітря) виводиться в житлове приміщення. Різниця в тому, що джерело тепла не остигає, А має стабільну температуру. Через це опалення приміщення може відбуватися в будь-який холодну пору року. А в спеку можна налаштувати систему на те, щоб житло охолоджувалося.

Розглянемо приклад з нагрівальним контуром для опалення житла всередині землі. Цей варіант найбільш поширений, так як положення геотермального контуру в водяних джерелах вимагає його наявність поблизу будинку. Таке зустрічається рідше.

Тепло з землі

На певній глибині земля має свою температуру. Вона не залежить від погодних умов і пори року. Мова про тих шарах, які знаходяться нижче рівня промерзання. Тобто, контур нагріву прокладається там, де температура завжди має стабільне позитивне значення.

Способи положення труб нагрівальних трубопроводів в землі

вертикальна укладання

Полягає в тому, що на ділянці виконують буріння глибоких свердловин, В які будуть укладені труби. Їх глибина залежить від того, яку площу потрібно буде обігрівати. Значення досягає до 300 метрів. Розрахунок йде з того, що на один метр геотермального трубопроводу доводиться 50-60 Вт теплової енергії землі. Для насоса потужністю 10 кіловат (він підійде для будинку площею до 120 кв. М) знадобиться свердловина глибиною від 170 до 200 м. Можна пробурити кілька свердловин, але меншої глибини. Перевага способу полягає в тому, що при такому укладанні йде найменше втручання в ландшафт вашої ділянки, якщо будинок вже побудований, а ділянка приведений в належний вигляд. Але при цьому йдуть великі витрати на роботи.

горизонтальна укладка

По прилеглому ділянці вириваються траншеї величезній площі. їх глибина залежить від рівня промерзання землі в вашому регіоні (Від 3 метрів і глибше), а площа котловану - від квадратури будинку. Розраховувати слід з того, що на 1 метр трубопроводу доводиться від 20 до 30 Вт енергії. Якщо встановлювати той же тепловий насос на 10 кВт, довжина контура повинна бути від 300 до 500 м. По дну цих траншей укладаються труби, і назад засипаються землею.

Схема роботи всієї конструкції

По суті, є три контури, по якому циркулює рідина. Перший з них ми позначили як нагрівання. Наступний контур знаходиться всередині насоса. Там холодоагент забирає тепло від контуру нагрівання і передає його на третій цикл за допомогою труб в будинок.

Теплоносій проходить по контуру під землею і нагрівається до температури 7 ° C (такий показник на глибині нижче рівня промерзання). Вся енергія, яку теплоносій забрав із землі, приходить в тепловий насос.

В тепловому насосі є перший теплообмінник. В ньому теплоносій з земляного контуру нагріває холодоагент, Підвищуючи йому не тільки температуру, але і тиск. У стані газу холодоагент переходить у другий теплообмінник. Тут він нагріває теплоносій, який циркулює по трубах всередині будинку, а потім знову повертається в рідкий стан.

У моду входять альтернативні способи обігріву житла. Для таких систем немає необхідності в близькому розташуванні будинку від газових магістралей. При цьому в конструкціях не передбачено ніякого спалювання палива. Одним з ефективних варіантів є термальне опалення будинку. Країни, що розвиваються технології сприяють тому, що на вітчизняному ринку з'являються різноманітні моделі цього виду обігріву приміщень.

Застосування енергії землі

Необхідно враховувати, що грунт навіть при сильному морозі не промерзає занадто глибоко в більшості регіонів країни. Даною властивість експлуатується навіть будівельниками, які займаються прокладкою трубопроводів нижче середнього рівня промерзання грунту. Термальне значення має показник на рівні + 5 + 7 0 С. Це дозволяє використовувати енергію землі для опалення будинку.

Отримане тепло завдяки сучасній установці вдається акумулювати. Принцип роботи геотермального опалення будинку, за відгуками власників, схожий з принципом роботи холодильника. Алгоритм робочого циклу полягає в наступному:

потрібно отримати тепло, щоб зберегти його і перенаправити в енергетичний акумулятор;
здійснюється нагрів антифризу в одному з контурів системи, а він передає енергію воді, що циркулює в другому контурі опалення та ГВП;
охолоджений антифриз перенаправляється в район теплообмінника, щоб знову набратися теплом.

Такий підхід дозволяє скористатися для опалення будинку теплом землі. В роботі систем використовуються геотермальні насоси. Витягнутого тепла може вистачити як для роботи установки у вигляді основного джерела тепла в приміщенні, так і для експлуатації її в якості дублюючої або допоміжної схеми.

ВІДЕО: Чудо техніки - тепло з-під землі

Принцип роботи

Опалення з землі вже давно не є фантастичною або одиничної розробкою. У багатьох європейських країнах цей напрям належить до пріоритетних. У нашій країні воно також завойовує своїх шанувальників.

Давно було помічено, що під час випаровування деякі речовини охолоджують покидає поверхню. Дана властивість вперше стало застосовуватися в побутових і промислових рефрижераторах для охолодження. Пізніше виникла ідея використовувати зворотний ефект цього явища, отримуючи тепле повітря. Її запровадили в кондиціонери, які працюють на обігрів. Однак, вони не здатні функціонувати при температурі нижче 50С. Геотермальні апарати позбавлені такого недоліку.

Схема роботи обладнання

Базовою ланкою в системі є тепловий насос, який використовується в двох контурах:

перший контур - класична система опалення з водяним теплоносієм, що складається з магістральних труб, радіаторів та запірної арматури;
другий контур - великий за габаритами теплообмінник, розташований в товщі грунту або під великим відкритим басейном.

Всередині другого контуру застосовують як спеціальний антифриз, так і підготовлену воду. Він обігрівається за рахунок енергії внутрішнього тепла землі і переходить в тепловий насос. Від нього тепло передається у внутрішній контур і надходить в радіатори.

Важливою деталлю є тепловий насос. Його габарити не перевищують розмір пральної машинки. Споживаючи 1 кВт, апарат видає 4-5 кВт потужності на обігрів. Для порівняння кондиціонери працюють приблизно в режимі споживання / віддачі 1 до 1.

На сьогодні ціна тепла землі для опалення будинку залишається ще поки високою, але відбувається постійне її зниження.

Основні витрати в процесі монтажу йдуть на дороге іноземне обладнання і проведення робіт з грунтом. Існують також розробки для того, щоб самостійно сконструювати геотермальні насоси, що створюють тепло в будинку.

переваги системи

Геотермальне опалення має масу позитивних якостей, які вигідно виділяють його серед інших систем, наприклад, газових або електричних. До перевагами відносяться:

установка абсолютно безпечно в плані загоряння, так як в ній відсутнє полум'я;
для монтажу не потрібно пробивати димоходи;
відсутні шкідливі викиди, шуми або неприємні запахи;
компактне обладнання не займає багато місця;
до нього не потрібно доставляти і зберігати ніякого палива;
використовується невичерпна енергія землі;
апаратура може працювати взимку на нагрів, а влітку на охолодження;
висока продуктивність при автономній роботі;
хоча монтажні витрати дорогі, але експлуатаційні витрати в рази менше, ніж у традиційних джерел обігріву.

різновиди компонування

Існує кілька варіантів монтажу геотермальних систем. Вони є близькими по ефективності і застосовуються в залежності від можливостей довколишнього ландшафту і температурних умов регіону.

вертикальні установки

Основна відмінність полягає в монтажі теплообмінника. Найбільш компактним є вертикальне його розташування. Даний варіант не вимагає значних земельних площ. Однак, необхідно використовувати бурову установку, так як знадобляться глибинні свердловини.

Орієнтовна глибина свердловин для геотермальних систем складає 50-200 м для ефективного функціонування.

Цей вид є найбільш дорогим в монтажі, але його передбачуваний період експлуатації складає по завіреннях виробників до 100 років, що поки є найбільшим терміном серед подібних систем. Головною перевагою вертикального монтажу є максимальне збереження прилеглого ландшафту.

горизонтальний монтаж

Для регіонів, у яких рівень промерзання грунту відносно неглибокий, вигідно розташовувати теплообмінник в горизонтальній площині. Труби в такій ситуації розташовуються в виритої траншеї. Вона займає досить велику площу, що часто підноситься як недолік цього компонування. Однак, в цій ситуації не потрібно проводити дороге буріння.

Колектор у вигляді трубок розподіляється петлями по виділеній території. Необхідно усуватися на 1,5-2 м від коренів дерев, щоб вони не пошкодили конструкцію. Орієнтовна площа для опалення будинку в 250 м2 складе близько 600 м2. Не всі мають у своєму розпорядженні такими ресурсами для розміщення геотермального колектора.

Підводне розміщення

Монтаж колектора під товщею води є одним з найбільш ефективних способів обігріву житла. Бажано, щоб водойма існував не далі 100 м від житлового будівництва. Спіралі колектора монтуються під глибину не менше 2,5-3 м, що дозволить перебувати їм нижче точки промерзання. Дзеркало водойми повинно бути не менше 200 м 2 по площі.

При водяному розміщенні колектора істотно знижується необхідність в водяних роботах, при цьому немає втрат в ефективності установки.

Всередині будинку таке опалення буде нагадувати класичну водяну систему з радіаторами. Однак, підігрів теплоносія буде здійснюватися без застосування палива.

Звичайно, така система поки ще дуже дорога - в 2-3 рази дорожче газового опалення. Але якщо прорахувати економію на паливі, безвідмовність і безпеку обладнання, тривалість експлуатації - зазвичай будинки будують не на 10 і навіть не на 20 років, а на набагато більший термін, стає зрозуміло, що за такими система майбутнє. Можна спробувати прямо зараз зайнятися установкою, а можна почекати ще кілька років, коли на ринку з'являться вітчизняні розробки.

ВІДЕО: Економічне опалення будинку, види теплових насосів, схема підключення

Популярність автономних комунікацій зростає з року в рік. Причина - безперебійне поновлюване користування ресурсом - водою, теплом, електрикою - за низькою собівартістю. Проте ряд складнощів є і перш, ніж вирішуватися на установку будь-якої системи слід ознайомитися з вимогами до неї. Сьогодні мова про геотермальному опаленні будинку і вартості під ключ.

Види геотермальних систем опалення

Принцип отримання теплової енергії полягає в зборі її з надр землі або водойми. У зимовий період природні ресурси здатні накопичувати тепло в товщі грунту або незамерзаючої воді. Воно за допомогою комплектуючих системи виводиться на поверхню і витрачається на побутові потреби. Робота заснована на просуванні в колекторах і трубах особливого теплоносія - фреону і схожа з процесами, що відбувається в холодильнику. Забір тепла з надр грунту або водойми, віддача трубної розводки, що повторюється цикл.

Комплектація системи складається з наступного:

Тепловий насос. Його завдання генерувати перекачування тепла з грунту або водойми в систему домашнього теплопостачання.
магістралі. Розводка йде в глибину грунту вертикально або розташовується в товщі землі горизонтально.
Фреон - теплоносій. Скипаючи при низьких температурах, він піднімається по магістральним трубопроводом, щоб, в свою чергу, віддати тепло воді, що циркулює по радіаторів.

Удавана простота системи, тим не менш складна в установці - нею займаються тільки професіонали.

Варіанти облаштування геотермального опалення

Система прокладається декількома способами, які вимагають певних територіальних умов. наприклад:

Горизонтально, нижче рівня промерзання землі. Для такого варіанту потрібно значна прибудинкова територія, що виключає насадження, будівлі і сам будинок. Інакше, кількості тепла, виробленого тепловим насосом, буде недостатньо для комфортної оптимальної температури.
Горизонтально по дну водойми. Вважається самим економічно вигідним, так як температура води взимку більше ніж у грунту, отже, енергоефективність краще. Не потрібно знімати шар грунту біля будинку, що має в своєму розпорядженні до облаштування території. Але спосіб вигідний власникам ділянок, чия нерухомість розташована в безпосередній близькості від джерела води - озера, ставка.
вертикальний зонд. Не вимагає чистоти грунту і її обсягом, так само як і водойми, однак, дорогий через спеціально пробуреної свердловини не менше 30 м.

Професійну оцінку дасть тільки фахівець, який побував на ділянці. Крім території, важливо оцінювати склад грунту - на пісковиках геотермальне опалення практично марно, потрібні вологі суглинні грунту.

Кошторис геотермальної системи

Власники приватних будинків, захопившись ідеєю безкоштовного отримання тепла, повинні розглядати ситуацію на тверезу голову - щоб отримати економічно вигідну систему, окупає себе, потрібно вкластися в неї досить серйозно, так як самостійно геотермальне опалення не влаштувати. Установки надзвичайно дороги. Судіть самі:

Вартість теплового насоса. Продуктивність залежить від потужності, агрегату, яку розраховують заздалегідь виходячи з потреб на споживання. Приблизна формула розрахунку - 1 кВт на 10 кв. метрів площі - не дає правильного результату, так як не враховує матеріалу стін, підлог і потреби в ГВП (гарячому водопостачанні).
Земляні роботи. Вручну викопати котлован нижче рівня промерзаемості землі і облаштувати його за всіма правилами - нереально. Так само, як і пробурити свердловину. Доведеться наймати будівельну техніку і супутню бригаду.

Рада - займатися облаштуванням геотермального опалення повинна одна компанія - розрізнені види робіт обійдуться дорожче в майбутньому, особливо якщо з вини будь-якої бригади трапляться неполадки - гарантії немає.

Ціна комплекту труб. Геотермальна установка передбачає наявність трьох контурів: зовнішнього, за межами житлового будинку, середнього, що знаходиться всередині корпусу насоса і внутрішнього - трубної розводки домашньої системи.
вартість монтажу. Крім установки насоса і зондів, враховуються пусконалагоджувальні роботи, монтаж теплої підлоги та інші супутні роботи.

Крім перерахованих витрат, потрібно згадати про бюрократичних зволікання. Ті організації, чиї комунікації проходять по ділянці - газопостачання, електрика, вода - повинні дати добро на проведення земляних робіт. Відповідно, триває експертиза на предмет доцільності пристрою, що, природно, також потребуватиме вкладень. Важливо приготуватися до розтрати нервових клітин - це не жарт!

Фактори раціональності використання

Важливо пам'ятати, що сама по собі автономна установка отримання дешевого тепла (враховуються витрати на електроенергію) раціональна тільки після виконання наступних умов:

Якісне утеплення будинку. Включаючи фасади, підлоги, стелі. Враховують матеріал будівництва - камінь і цегла істотно збільшать витрати потужності теплового насоса. Що спричинить за собою подорожчання проекту і оплати за рахунками.
Правильний розрахунок тепловтрат. На них безпосередньо впливає архітектура і планування будинку. Об'єкт з великою кількістю вікон і дверей, а також обсяги технологічних прорізів - головні чинники витоків тепла.
Теплообмінники з матеріалами високої передачі тепла. Коефіцієнт відомий заздалегідь.
Кліматичні умови. Мінусові температури Сибіру або Уралу зовсім не такі як на сході і заході Росії. Холодні регіони вимагають більшої потужності агрегату.
Необхідну гаряче водопостачання. Житловий будинок з цілорічним проживанням, декількома санвузлами, лазнею та ванними відрізняється великою витратою води на побутові потреби, ніж скажімо дача з кухнею. Тобто це також збільшить витрату ресурсів.
Вплив холодних підземних течій. Це з'ясовується на етапі розробки проекту. Інакше укладання і пуск в роботу геотермальних труб з неврахованими джерелами негативно позначиться на продуктивності всієї системи.

Самостійно врахувати всі нюанси установки альтернативного джерела тепла - не можна. Немає необхідних знань. Для цього вибирають компанію за профілем і просто насолоджуються результатом. Окупність проектів настає через 5-10 років експлуатації.

Вартість геотермального опалення під ключ

Перевага монтажу під ключ - у наявності. Крім вкладень, самостійно робити нічого не доведеться - багато фірм беруть на себе зобов'язання, пов'язані з паперовою тяганиною. Також будь-які види робіт мають гарантію, в разі незадовільного результату, забезпечена компенсація - це окремий пункт в договорі.

Вартість, наступна:

Для житлового будинку площею до 80 кв. м - від 350 тис. рублів. Низька вартість обумовлена \u200b\u200bнаявністю насоса невеликої потужності.
Котедж від 100 кв. м - від 440 тис. рублів.
Площа від 130 кв. м - від 520 тис. рублів.
До 220 кв. м - від 750 тис. рублів.

Ціни наведені приблизні і залежать від вартості обраного обладнання. Як здешевити проект, підкажуть фахівці при зверненні в компанію. Однак, робити вибір малої потужності на користь вартості не можна - це позначиться на продуктивності системи.

Відео з облаштування геотермального опалення під ключ

Пошуки альтернативних джерел енергії привели до винаходу пристроїв, які здатні акумулювати тепло, у великій кількості знаходиться в навколишньому середовищі людини. Сонячні промені, гейзерні джерела, грунт - все це в тій чи іншій мірі може задовольнити потреби в нагріванні теплоносія для системи опалення та ГВС.Хотя геотермальне опалення за рахунок тепла землі є відносно новим напрямком, перспективи такого рішення очевидні. Завдяки встановленню спеціального обладнання з'являється можливість отримання дешевого, практично нескінченного типу теплової енергії.

Як отримати тепло в будинок із землі

Земля навіть в зимовий час не промерзає повністю. Цією особливістю користуються монтажні бригади, що прокладають трубопровід нижче точки замерзання. Дивно, але температура цих шарів рідко опускається нижче, ніж +5 + 7 ° C градусів. Чи можна скористатися здатністю землі акумулювати тепло, витягти його і використовувати для нагріву теплоносія? Звісно! Але щоб зробити альтернативне опалення приватного будинку за допомогою тепла землі можливим? потрібно вирішити наступні проблеми:

Отримання тепла - знадобиться акумулювати теплову енергію і направити її в акумулює резервуар.
Нагрівання теплоносія. Нагріте антифриз повинен передати теплову енергію рідини, яка циркулює в системі опалення і ГВС.
Остиглий антифриз необхідно відвести назад до теплообмінника для подальшого нагріву.

Щоб вирішити ці питання був розроблений геотермальний насос з використанням тепла землі. Геотермальний тепловий насос дозволяє витягти кількість тепла, якого більш ніж достатньо для виробництва великої кількості тепла і використання в залежності від конструкції і місця розташування будинку в якості основного або додаткового опалювального обладнання.

Як працює геотермальне опалення будинку, принцип роботи

Підземне глибинне опалення з землі, це більше не фантастика. Такі установки можна спокійно купити в Росії. Причому геотермальні установки в змозі працювати як в умовах Півночі, так і в південних широтах. Але який принцип вони використовують у своїй роботі? Ще в минулому столітті був відзначений факт, що при випаровуванні певні типи рідин здатні охолоджувати поверхню. Саме це відбувається коли протирають спиртом шкіру перед уколом або поливають асфальтований майданчик, нагріту під сонцем. Цей принцип був узятий в якості основи для розробки холодильного обладнання.

Далі виникла ідея чому б не пустити процес охолодження в зворотну сторону і не отримати замість холодного гаряче повітря. Більшість сучасних кондиціонерів в змозі не тільки охолоджувати повітря в приміщенні, але і працювати на його нагрівання. Але недоліком таких пристроїв є те, що вони обмежені температурою навколишнього середовища. Так, після того як відмітка досягає -5 градусів, вони припиняють працювати. Геотермальні насоси для опалення приватних будинків від землі повністю позбавлені такого недоліку, хоча використовують принцип, багато в чому нагадує роботу кондиціонера на нагрів приміщення.

Як влаштовано геотермальне опалення

Як уже зазначалося, геотермальна система опалення з надр землі, багато в чому нагадує роботу кондиціонера в режимі нагріву. Що відбувається в цей момент?

У нижніх шарах грунту, на дні річки або озера встановлюють водяні колектори, по яких циркулює антифриз. Колектори поглинають тепло і вивільняють холод.
Нагріте антифриз за допомогою насоса піднімається нагору.
В буферному баці відбувається теплообмін. Нагріте антифриз віддає теплову енергію теплоносія або нагріває воду.
Остиглий антифриз надходить назад до колекторів.

Існують установки, які в змозі самостійно опалювати великі приміщення, інші використовуються виключно, як допоміжне обладнання здатне забезпечити від 50-75% потреби приміщення в теплі.

Геотермальне обладнання для використання тепла землі

Принцип роботи глибинної системи опалення будинку, за рахунок енергії землі, заснований на застосуванні спеціального устаткування. Воно виконує наступні функції: акумулює тепло навколишнього середовища, передає його теплоносію системи опалення. Для цього використовують такі вузли:

Випарник - знаходиться глибоко під землею. Функція випарника полягає в тому, щоб поглинути теплову енергію, що знаходиться в навколишньому грунті.
Конденсатор - доводить антифриз до необхідної температури.
Тепловий насос - циркулює антифриз в системі. Здійснює контроль над роботою всієї установки.
Буферний бак - збирає нагріте антифриз в одному місці, для передачі енергії теплоносію. Складається з внутрішнього бака, в ньому знаходиться вода із системи опалення та внутрішній змійовик, по якому рухається нагріте антифриз.

Хоча природне низькотемпературне геотермальне опалення будинку теплом землі дає досить теплової енергії, найбільш практичним варіантом опалення при такому рішенні є підключення його до системи «тепла підлога».

Монтаж і установка геотермального опалення

Основна складність щодо монтажу геотермального обладнання пов'язана з установкою контуру теплообмінника в грунті-землі. Хоча в інтернеті можна знайти велику кількість порад як виконати ці роботи самостійно, практика показує, що більшість рад неможливо застосувати без спеціального профільної освіти, отже, всі роботи повинні виконувати професійні монтажники, які є представниками виробника. Після звернення до фахівців, геотермальні системи опалення приватних будинків за рахунок тепла землі встановлюються в наступні кілька етапів:

Виїзд інженера на будинок. Під час першого візиту беруться проби грунту, визначаються особливості місцевості і приймається рішення про найбільш ефективному монтажі геотермальної системи. На ефективність установки може впливати також джерело передбачуваного тепла. Більш продуктивним вважається монтаж теплообмінників на дні водойми або біля витоків термічних джерел.
Укладення договору та придбання необхідного обладнання. Розцінки можуть істотно відрізнятися в залежності від складності проведення монтажних робіт та інших нюансів. Але в середньому, якщо обраний якісний німецький виробник, вартість установки буде приблизно дорівнювати його ціні. Придбання під ключ установки Vaillant для будинку в 350 кв. м. обійдеться приблизно в 21 тис. $
Монтажні роботи. Опалення приватного будинку підземними геотермальними джерелами тепла, а точніше, його ефективність багато в чому залежить від правильного проведення робіт на етапі монтажу. Після того як водяні теплообмінники будуть встановлені в грунт, виконується підключення до геотермальної установки і системи опалення будинку.
Пуско-налагоджувальні роботи. Інженер запускає систему і виконує точне регулювання пристрою. Після настройки підписується Акт про здачу робіт.

Згідно з чинним законодавством, підприємство встановлює обладнання, може надати додаткові гарантійні зобов'язання за умови оплати цих послуг. Такі гарантії обійдуться ще в додаткову 1000 $.

Чи ефективно геотермальне опалення на Півночі

Щоб створити мінімальні умови необхідні для роботи геотермальної установки, досить дотримання наступних умов:

Температура шару грунту, в якому розташовані теплообмінники, не повинна опускатися нижче + 5, + 7 ° C градусів.
Протягом всієї системи, по якій протікає антифриз, створені умови, що дозволяють уникнути його замерзання.
Геотермальний обігрів заміського будинку виконаний після проведення всіх необхідних розрахунків та проектної документації.

Якщо врахувати всі описані вимоги стає ясно, що такі установки можуть бути ефективними, при дотриманні перерахованих вище умов. Все ж для північних регіонів більш доцільно використовувати такі установки для нагріву невеликих площ до 150-200 кв. м.

Гейзерне опалення приватного будинку

Продуктивність геотермального насоса багато в чому залежить від температури грунту або води, в яких знаходиться теплообмінник. В цьому відношенні жителі Камчатки знаходяться в більш вигідному становищі. На півострів Камчатка знаходиться величезна кількість термальних джерел - гейзерів, що не остигають навіть в зимову пору року. Перед монтажем обладнання обов'язково проводиться геологічна розвідка. Якщо тепле джерело знаходиться на території будинку, має сенс розташувати теплообмінники на дні цієї водойми. Геотермальна енергія в такому випадку окупиться значно швидше.

Як за допомогою геотермального насоса опалити будинок

Технологія обігріву будинку підземним теплом найбільш затребувана на Заході. Це в першу чергу пов'язано з менталітетом жителів західних країн. Вони звикли робити довгострокові інвестиції, які повністю окупаються лише через кілька років. Та й небагато знайдеться людей, які в змозі заплатити за установку устаткування близько 20 тис. $ Одноразово. Але кількість бажаючих стати незалежними від інших джерел опалення постійно зростає. Альтернативні способи геотермального опалення будинку стають більш популярними, особливо якщо врахувати постійно зростаючу вартість газу.

Теплова енергія буквально лежить під ногами. Справа тільки за тим, щоб нагнутися і «підняти» її. У цьому може допомогти геотермальна установка. Монтаж насоса дозволяє в залежності від місцевості або повністю компенсувати потреби в тепловій енергії, або задовольнити їх частково, істотно знизивши навантаження на основне джерело опалення і систему ГВС приватного будинку.

avtonomnoeteplo.ru

Чи ефективно опалення будинку за рахунок тепла і енергії землі: аналіз і поради з облаштування

Геотермальне опалення є одним з найбільш перспективних з усього числа альтернативних джерел отримання енергії. На відміну від геліосистем воно практично не залежить від пори року. Але чи вигідно опалення будинку за рахунок тепла і енергії землі?

Геотермальне опалення будинку

Схема геотермального опалення

Спочатку необхідно розібратися з принципами отримання теплової енергії. Вони засновані на підвищенні температури при заглибленні вглиб землі. На перший погляд підвищення ступеня нагріву незначно. Але завдяки появі нових технологій, опалення будинку за рахунок тепла землі стало реальністю.

Головною умовою для організації геотермального опалення є температура не нижче 6 ° С. Це характерно для середніх і глибоких шарів грунту і водойм. Останні мають велику залежність від показника зовнішньої температури, тому вкрай рідко використовуються. Як практично можна організувати опалення будинку енергією землі?

Для цього необхідно зробити 3 контури, заповнених рідиною з різними технічними характеристиками:

Зовнішній. Найчастіше в ньому циркулює антифриз. Його температуру не нижче 6 ° С відбувається за рахунок енергії землі;
Тепловий насос. Без нього опалення за рахунок енергії землі неможливо. Теплоносій з зовнішнього контуру за допомогою теплообмінника передає свою енергію холодоагенту. Температура його випаровування менше 6 ° С. Після цього він надходить в компресор, де після стиснення відбувається підвищення температури до 70 ° С;
Внутрішній контур. За аналогічною схемою виконується передача тепла від стисненого холодоагенту воді в системі подолання. Таким чином відбувається опалення з надр землі з мінімальними витратами.

Незважаючи на явні переваги, зустріти подібні системи можна рідко. Це пов'язано з великими витратами на придбання обладнання і організації зовнішнього контуру забору тепла.

Найкраще довірити розрахунок опалення від тепла землі професіоналам. Від правильності обчислень буде залежати ефективність роботи всієї системи.

Конструкція теплового насоса

«Серцем» геотермального опалення є тепловий насос. Він складається з декількох компонентів, робота яких безпосередньо впливає на показник ККД всієї системи. Тому перш ніж планувати опалення приватного будинку від землі - треба з'ясувати основні характеристики цього вузла.

Так як цей пристрій відноситься до розряду складного обладнання - рекомендується купувати тільки заводські моделі. Конструкція теплового насоса включає в себе наступні компоненти:

Випарник. У цьому блоці відбувається передача енергії від зовнішнього контуру;
Компресор. Необхідний для створення високого тиску в середовищі холодоагенту;
Капіляр. Він служить для зменшення внутрішнього тиску в контурі холодоагенту;
Система управління. З її допомогою регулюється опалення приватного будинку від землі - температурний режим роботи, швидкість проходження теплоносіїв і т.д.

Основною проблемою при самостійному виготовленні теплового насоса є зменшення теплових втрат і нормалізація роботи внутрішнього контуру з холодоагентом. Налаштування заводських моделей відбувається ще на стадії виготовлення, а в конструкції передбачені можливості регулювання її параметрів.

Як правильно розрахувати параметри насоса, щоб тепло землі для опалення будинку забезпечило нормальну температуру? Для цього потрібно дізнатися теплову потужність насоса. Для приблизного обчислення можна скористатися наступною формулою:

Де t1-t2 - різниця температури на вхідний і зворотній трубі, ° С, V - розрахунковий обсяг витрат теплоносія, м³ / год, Q - номінальна потужність теплового насоса, Вт.

Ця методика застосовується для складних систем, так як в них присутня безліч додаткових чинників. Зокрема - теплові втрати на магістралі. Особливо це стосується тих зон, де вона виходить максимально близько до поверхні грунту. Для мінімізації теплових втрат слід виконати утеплення труб опалення в землі.

Так як робота теплового насоса залежить від електроенергії - рекомендується встановити блок аварійного живлення.

Варіанти облаштування геотермального опалення

Способи облаштування зовнішнього контуру

Для того, щоб енергія землі для опалення будинку була використана максимально - потрібно правильно вибрати схему зовнішнього контуру. По суті, джерелом теплової енергії може бути будь-яке середовище - підземна, водяна або повітряна. Але при цьому важливо враховувати сезонні зміни погодних умов, про що говорилося вище.

В даний час поширені два види систем, які ефективно використовуються для опалення будинку за рахунок тепла землі - горизонтальна і вертикальна. Ключовим фактором вибору є площа земельної ділянки. Від цього залежить схема розташування труб для опалення будинку енергією землі.

Крім нього враховуються такі чинники:

Склад грунту. У скелястих і суглинку складно робити вертикальні стволи для прокладки магістралей;
Рівень промерзання грунту. Він визначить оптимальну глибину залягання труб;
Розташування підземних вод. Чим вони вище - тим краще для геотермального опалення. В такому випадку температура зі зміною глибини буде підвищуватися, що є оптимальним умовою для опалення за рахунок енергії землі.

Також потрібно знати і про можливість зворотної передачі енергії в літній період. Тоді опалення приватного будинку від землі не буде функціонувати, а надлишок тепла буде переходити від будинку в грунт. За таким же принципом працюють всі холодильні системи. Але для цього необхідно встановити додаткове обладнання.

Не можна планувати установку зовнішнього контуру на віддалі від будинку. Це збільшить теплові втрати в опаленні з надр землі.

Горизонтальна схема геотермального опалення

Горизонтальне розташування зовнішніх труб

Найпоширеніший спосіб установки зовнішніх магістралей. Він зручний простотою монтажу і можливістю щодо швидкої заміни несправних ділянок трубопроводу.

Для установки по цій схемі використовується колекторна система. Для цього робиться кілька контурів, розташованих на мінімальному видаленні в 0,3 м один від одного. Вони з'єднуються за допомогою колектора, який подає теплоносій далі в тепловий насос. Це забезпечить максимальне надходження енергії в опалення від тепла землі.

Але при цьому потрібно враховувати ряд важливих нюансів:

Велика площа присадибної ділянки. Для будинку близько 150 м² вона повинна бути не менше 300 м²;
Труби в обов'язковому порядку умовляються на глибину нижче рівня промерзання грунту;
При можливий рух грунту під час весняних паводків збільшується ймовірність зсуву магістралей.

Визначальним перевагою опалення від тепла землі горизонтального типу є можливість самостійного облаштування. У більшості випадків для цього не знадобиться залучення спецтехніки.

Для максимальної передачі тепла потрібно використовувати труби з високим показником теплопровідності - тонкостінні полімерні. Але при цьому слід продумати способи утеплення труб опалення в землі.

Вертикальна схема геотермального опалення

Вертикальна геотермальна система

Це більш трудомісткий спосіб організації опалення приватного будинку від землі. Трубопроводи розташовуються вертикально, в спеціальних свердловинах. Важливо знати, що подібна схема набагато ефективніше, ніж вертикальна.

Її основна перевага полягає в збільшенні ступеня нагріву води в зовнішньому контурі. Тобто чим глибше розташовані труби - тим більше кількість тепла землі для опалення будинку надійде в систему. Ще одним фактором є невелика площа земельної ділянки. У деяких випадках виконується облаштування зовнішнього контуру геотермального опалення ще до будівництва будинку в безпосередній близькості від фундаменту.

З якими труднощами можна зіткнутися при отриманні енергії землі для опалення будинку за цією схемою?

Кількісне в якісне. Для вертикального розташування довжина магістралей значно вище. Вона компенсується більшою температурою грунту. Для цього потрібно робити свердловини глибиною до 50 м., Що є трудомісткою роботою;
Склад грунту. Для скельного грунту необхідно застосувати спеціальні бурові машини. У суглинку для запобігання осипання свердловини монтують захисну оболонку з ж / б або товстостінного пластику;
При виникненні неполадок або втрати герметичності ускладнюється процес ремонту. У цьому випадку можливі довготривалі збої в роботі опалення будинку за теплової енергії землі.

Але незважаючи на великі первинні витрати і трудомісткість монтажу, вертикальне розташування магістралей є оптимальним. Фахівці радять застосовувати саме таку схему установки.

Для циркуляції теплоносія в зовнішньому контурі в вертикальної системі потрібні потужні циркуляційні насоси.

Організація геотермального опалення

Установка горизонтального контуру геотермального опалення

У споживачів до сих пір залишається головне питання - чи можна використовувати опалення заміського будинку енергією землі в якості основного? Це можливо, але тільки при професійному підході на всіх етапах - починаючи від розрахунку і закінчуючи монтажем і перевіркою системи.

Перш за все необхідно правильно підібрати тепловий насос. З огляду на їх високу вартість - слід спочатку виконати всі попередні розрахунки його характеристик. Тільки в цьому випадку опалення за рахунок теплової енергії землі матиме максимальний показник ККД. Серед надійних виробників можна виділити компанії Buderus, Vaillant і Veissman. Середня вартість теплового насоса для опалення з земляних надр становить близько 360 тис. Рублів при номінальній потужності 6 кВт. Більш продуктивні моделі можуть обійтися понад 1 млн. Рублів.

Крім вартості потрібно звернути увагу на матеріал виготовлення труб. Для мінімізації теплових втрат в опаленні від теплової енергії землі рекомендовано використовувати наступні:

Зшитий поліетилен. Відрізняється невисокою вартістю - оптимальний для горизонтальних схем;
Сталева нержавіюча труба. Використовується в опаленні за допомогою теплової енергії землі з вертикальним розташуванням зовнішнього контуру. Вигідно відрізняється від зшитого поліетилену високим показником теплопровідності і механічною міцністю. Недолік - велика вартість.

З огляду на всі ці фактори поки в більшості випадків встановлюють геотермальне опалення від енергії землі в якості додаткового. Згодом вартість комплектуючих і ефективність теплових насосів підвищиться - і тільки тоді можна буде розглядати подібні системи в якості основних.

З прикладом установки геотермального опалення в приватному будинку можна ознайомитися, подивившись відеоматеріал:

strojdvor.ru

Підземне геотермальне опалення будинку

Геотермальне опалення будинку за рахунок енергії землі

Способи отримання природного теплової енергії

Геотермальні теплові насоси відрізняються за способом отримання тепла:

Установки, які використовують тепло ґрунтових вод глибокого залягання, гарячих гейзерів і т.д.
Системи, до складу яких входить резервуар з антифризом, встановлюваний в грунті на глибині від 75 метрів. Опалення з надр землі забезпечується за рахунок природного нагріву ємності з антифризом; в результаті холодоагент, проходячи через теплообмінник, віддає отримане тепло і повертається в ємність.
Геотермальний контур укладається по дну водойми, який є природним акумулятором тепла. В даному випадку потрібно врахувати, що водойма може повністю промерзнути в зимовий час.

Види геотермальних теплових насосів

Принципи функціонування геотермального опалення

Принцип роботи теплового насоса

Пристрій геотермальної опалювальної системи

Як відбувається процес обігріву

В даному випадку система складається з трьох складових:

контур нагрівання - геотермальний джерело теплової енергії;
опалювальний контур всередині будинку - низькотемпературний радіаторний або підлоговий;
насосна станція - тепловий насос для перекачування в опалювальний контур теплової енергії з контуру нагрівання в товщі грунту або під водою.

Устаткування для облаштування геотермального опалення

Список обладнання для обігріву за допомогою тепла землі включає:

Випарник. Пристрій розташовують на глибині, і воно служить для поглинання знаходиться в геотермальних водах або грунті теплової енергії.
Конденсатор. Дозволяє довести температуру антифризу до необхідної для функціонування системи величини.
Тепловий насос. Забезпечує циркуляцію антифризу в контурі нагрівання, контролює роботу геотермальної установки.
Буферний бак - ємність для збору нагрітого антифризу. Дозволяє передавати теплову енергію земних надр теплоносія. Бак, через який проходить теплоносій, обладнаний теплообмінником у вигляді змійовика. По ньому, віддаючи тепло, рухається нагріте антифриз.

Схема пристрою теплового насоса

монтаж системи

Монтаж горизонтального теплообмінника геотермальної системи опалення

Для забезпечення опалення будинку теплом землі необхідний монтаж системи:

основна частина повинна розташовуватися під землею або на дні водойми;
в самому будинку встановлюється тільки досить компактне обладнання і прокладається контур радіаторного або підлогового опалення. Обладнання, що розташоване всередині будинку, дозволяє регулювати рівень нагріву теплоносія.

Як виглядає геотермальне обладнання в будинку

Розрізняють два типи колекторів:

Вертикальний - занурюється в грунт на кілька десятків метрів. Для цього на невеликій відстані від будинку потрібно пробурити кілька свердловин. У свердловини занурюється контур (найнадійніший варіант - труби із зшитого поліетилену).

Недоліки: Великі фінансові витрати на буріння в грунті кількох свердловин глибиною від 50 метрів.

Горизонтальний. Використання такого колектора допускається в регіонах з теплим і помірним кліматом, так як глибина промерзання грунту не повинна перевищувати 1,5 метрів.

Переваги: \u200b\u200bДешевші земельні роботи, які можна навіть виконати своїми силами.

Горизонтальний і вертикальний тип колектора

Важливо! Температура навколишнього колектор середовища не повинна опускатися нижче + 5 ° C. Контактує з промерзають ґрунти верхню частину колектора потрібно захистити термоізоляцією для уникнення втрат теплової енергії.

Переваги і недоліки

Опалення енергією землі має цілий ряд переваг:

Ефективність. У порівнянні з витратами на електрику для роботи теплового насоса система дозволяє отримати в кілька разів більше теплової енергії.
Екологічність. Даний вид опалення екологічно повністю нешкідливий, відсутні викиди в атмосферу.
Безпека. Немає необхідності використовувати будь-яке паливо, хімічні засоби і т.д., немає загрози вибуху або загоряння обладнання.
Мінімальна потреба в техпідтримку. Правильно змонтована система здатна пропрацювати без будь-якого втручання не менше 30 років.
Економічність. В ході експлуатації відсутні витрати на ремонт, що дозволяє окупити монтаж опалення протягом 5-8 років.
Відсутність необхідності контролювати роботу системи.
Низький рівень шуму при роботі обладнання.
Невичерпність джерела теплової енергії, не потрібно закуповувати і зберігати енергоносій.

Екологічність використання теплової енергії надр

До недоліків можна віднести:

спочатку високі витрати на обладнання;
необхідність вести складні бурові роботи на ділянці для монтажу вертикального контуру або псувати ландшафт підготовкою траншей для горизонтального теплообмінника.

Відео по темі:

profiteplo.com

Як зробити опалення із землі в приватному будинку

Більшість з нас розуміють, що використання в якості палива вугілля, газу і деревини не обходиться безслідно для екології. Однак, впровадження альтернативних джерел енергії гальмується їх високою вартістю і ККД, які поки поступаються традиційним. Але останнім часом виробники все частіше і частіше стали звертати увагу на подібні продукти, тому сподіваємося, що незабаром вони будуть більш прості в установці і не такі дорогі.

У цій статті розглянемо геотермальне опалення, яке можна встановити для приватного будинку своїми руками. Ви дізнаєтеся про принцип його роботи, видах, особливості та самостійному монтажі.

Як відбувається опалення теплом землі заміського будинку

Варто сказати, що в європейських країнах і США опалення від землі поступово стає основним джерелом опалення будинку, але у нас поки такі системи виступають лише альтернативою більш традиційним.

Поява і поширення

Енергія землі для опалення стала поширюватися в США ближче до кінця 80-х років минулого століття в містах, важко переживали кризу. Системою відразу зацікавилися заможні люди, яким вона давала можливість економити на обігріві житла. Потім вона стала дешевшати, і її став застосовувати і більш бідний клас населення.

Через деякий час тепло землі для опалення перетворилося в прерогативу більшості власників приватних будинків. У Європі з кожним роком число домогосподарств, які використовують опалення будинку теплом землі, тільки збільшується.

Така тенденція поширення геотермального обігріву цілком зрозуміла. Використання тепла землі для опалення дозволяє істотно економити сімейний бюджет, воно безпечне і економічне.

Функціонування геотермального обігріву

Його принцип роботи можна порівняти зі звичайним холодильником, тільки навпаки. Земля утримує тепло постійно, тому ним можна нагрівати об'єкти, розташовані на її поверхні.

Сенс способу в тому, що зсередини планета прогрівається гарячої магмою, а зверху грунт не дає їй промерзати. Отримана теплова енергія використовується геотермальної системою обігріву, заснованої на спеціальному тепловому насосі.

Отримати опалення від тепла землі можна завдяки теплового насосу

Відбувається наступний процес:

Тепловий насос встановлюють на поверхні.
В землі буриться отвір, в яку опускають теплообмінник.
Що проходить через насос грунтова вода нагрівається і використовується потім в побутових і промислових цілях.

За допомогою теплового насоса вдається перетворити 1 кВт електрики в 4-6 кВт теплоенергії

Основною перевагою системи є співвідношення електричної енергії і одержуваної потужності - 1 до 4-6 кВт. Наприклад, при використанні звичайного кондиціонера виходить 1 до 1. Тому установка цілком себе зможе окупити незабаром.

Особливості

Самостійне опалення будинку від землі має певні труднощі, про які ми розповімо нижче:

Починаються вони з виготовлення шахтного стовбура. Його розрахунок ведеться окремо для кожного конкретного випадку, до уваги беруть:

клімат в даній місцевості;
тип ґрунту;
характеристику будови земної кори в даному регіоні;
площа обігріву.

На фото - основу геотермального обігріву будинку складають глибинна свердловина і тепловий насос

Зазвичай глибина варіюється в межах 25-100 м.

На наступному етапі в стовбур опускають труби, які повинні поглинати тепло з надр і подавати його в насос, що підвищує температуру теплоносія в системі опалення.

Порада: роботи краще проводити з помічником, так як труби часто бувають досить великої маси.

Влітку опалення енергією землі можна запустити як кондиціонера. Для чого активується зворотний механізм. Під час роботи теплообмінник почне брати охолоджуючу енергію.

види

Для екологічно нешкідливою і ефективної роботи системи є три основні варіанти:

Грунтові води	У цьому випадку застосовують для обігріву будівлі теплову енергію грунтових вод, розташованих на великій глибині. У неї досить велика температура, тому тепловий насос опалення піднімає її і нагріває. Після цього вода через теплообмінник віддає основну частину наявної енергії.
антифриз	Метод вимагає додаткових витрат. На глибину 75 м і нижче опускається резервуар з антифризом, ціна якого досить висока. Коли він нагріється, його тепловим насосом піднімають до теплообмінника. Після віддачі тепла антифриз надходить знову в ємність.
водойма	Даний спосіб не вимагає обладнання грунтовій шахти. Таке опалення будинку від землі підходить в тому випадку, якщо є вихід на водойму. Від теплообмінника по дну водойми ставлять горизонтальні зонди, які допомагають перетворювати тепло води.

Види геотермального обігріву

Тепер дізнаємося, якими достоїнствами володіють такі системи, і чи зможуть вони задовольнити наші запити:

Теплової енергії виділяється в кілька разів більше, ніж витрата електроенергії на роботу насоса.
Немає шкідливих викидів, тому опалення заміського будинку від землі екологічно чистий спосіб.
Для функціонування системи необхідно тільки електрику. Не потрібно використання хімічних засобів і палива.
Під час роботи немає небезпеки вибуху або загоряння.
Правильний монтаж опалювальної системи гарантує функціонування без техпідтримки приблизно 30 років.

Як самостійно скористатися теплом землі для обігріву будинку

Самостійна установка геотермального обігріву

Потрібно сказати відразу, що опалення будинку енергією землі потребують одномоментного великого вкладення коштів. Левова частка з яких піде на облаштування шахтного стовбура.

Порада: найдорожча частина в тепловому насосі - компресор. Якщо не хочете проблем, не купуйте його з китайського заводу. Краще використовувати Danfoss або Copeland (бажано не з Китаю).

Ми також рекомендуємо використовувати замість радіаторів опалення систему тепла підлога. Так можна знизити окупність обладнання в рази. Врахувати слід і щорічне підвищення тарифів на традиційні енергоносії, в той же час геотермальна система опалення будинку дозволить уникнути цінових стрибків.

Всередині будинку нічого не буде нагадувати про те, що ви використовуєте земляне опалення. Основна частина схеми - свердловина і теплообмінник, будуть приховані під землею. Необхідно тільки виділити невелике місце для приладу, наприклад, в підвалі, що генерує теплоенергію.

Конструкція теплового насоса

Пристрій дозволяє проводити регулювання температури і подачу теплоенергії. Інструкція по монтажу системи опалення в будинку не відрізняється від традиційного способу, тому ніяких особливостей в ньому немає.

висновок

Застосування теплових насосів дозволяє позбутися від дорожчають щороку традиційних видів палива, хоча початкові витрати будуть досить великими. Монтаж геотермального опалення цілком можна проводити самостійно, тільки при установці труб в шахтний стовбур бажано пригасити помічника.

Окупність проекту залежить від того, наскільки теплим житла, а також методу обігріву - радіаторний або теплі підлоги. Відео в статті дасть можливість знайти додаткову інформацію за вищевказаною темі.

Page 2

Однією з основних тенденцій сучасного світу є те, що ціна на традиційні види енергоносіїв, які використовуються для опалення будинку, постійно підвищується. Тому все більшу кількість людей замислюються про повне або часткове переведення своїх осель на альтернативні види обігріву, які не використовують палива в традиційному розумінні цього слова.

Особлива увага приділяється невичерпних природних ресурсів, до яких, наприклад, відноситься сонячне світло.

Альтернативні джерела енергії - майбутнє систем опалення

Способи отримання безкоштовної теплової енергії

Як це не дивно звучить, існує навіть не один, а кілька різних способів опалення власного будинку без використання газу або твердого палива.

До них відносяться:

Енергія землі. Грунт нижче рівня промерзання навіть взимку має постійну температуру, правильно використовуючи яку можна опалювати приміщення будинку.
Енергія води. Принцип використання той же, що і у землі. Якщо недалеко від будинку є відкрита водойма, яка не промерзає до дна в зимовий час, цю енергію також можна перетворити в тепло, що йде на опалення.
Енергія повітря. Повітря на вулиці служить джерелом тепла. Охолодивши його за допомогою спеціальної апаратури, отриману енергію можна направити на підвищення температури в будинку.

Теплова енергія землі може використовуватися для опалення будинку

Всі перераховані вище технології відомі інженерам вже досить давно, але вони мають істотний недолік: для отримання теплової енергії повинні бути використані спеціальні пристрої, які працюють від електрики. Тому отримати повністю безкоштовне тепло тут не вийде.

Єдиним варіантом залишається сонце. Хоча обладнання, необхідне для трансформації сонячної енергії в теплову, коштує досить дорого, інструкція по його монтажу проста. Ви зможете сконструювати колектори опалення і своїми руками, забезпечивши себе безкоштовним теплом в майбутньому.

Зверніть увагу! Ефективно працювати така установка буде тільки в південних районах, де сонце добре обігріває землю.

Для інших регіонів нашої країни можна порадити використовувати таку конструкцію як доповнення до традиційних методів опалення.

Сонячна енергія - найбільш перспективне джерело тепла для опалення будинку

Використання геліосистеми для опалення

Загальні вимоги

Перед прийняттям рішення про встановлення сонячної системи опалення врахуйте наступні обставини:

Доцільно встановлювати сонячну систему опалення тільки як частина основної. У певні дні і місяці вона збільшує потужність традиційної кліматичної мережі, знижуючи витрати на оплату палива. Сучасне обладнання ще не дозволяє використовувати сонячні колектори як основне джерело тепла.
Сонячна система обігріву не применшує ефективність основної системи опалення, так як функціонує окремо.
Існує обладнання, здатне акумулювати енергію сонця, накопичуючи її в спеціальних пристроях. Однак ці технології перебувають на стадії розробки і широко не застосовуються. Тому будинок і повинен бути обладнаний традиційним котлом.
Влітку опалювальна система може бути використана як джерело гарячої води для побутових потреб. Опалювальний контур відключається.

Гелиосистема не здатна покрити всі потреби будинку в тепловій енергії

Площа сонячних колекторів

Для визначення площі полів, які збирають сонячну енергію і перетворюють її в теплову, необхідно взяти за основу потреба в теплі всіх літніх споживачів.

Сюди відносяться:

система постачання гарячої води;
система запобігання конденсації вологи в підвальних приміщеннях;
інші інженерні мережі, не пов'язані з опаленням.

Потім отримане значення необхідно збільшити в 2-2,5 рази, отримавши тим самим шукану потужність геліосистеми. Точні розрахунки доцільно доручати фахівцям, так як на цей параметр впливає безліч інших чинників.

Порада! Для зразкового (дуже грубого) визначення площі сонячних колекторів можна взяти наступне співвідношення: на опалення 1 км.метра будинку необхідно Гелиополе площею від 0,1 до 0,2 кв. метра.

Кут нахилу сонячних панелей

При монтажі геліосистеми дуже важливо дотримуватися рекомендований кут нахилу колекторів по відношенню до горизонту. Якщо у вас є можливість вибрати цю величину, що буває не завжди, то сонячні панелі необхідно розміщувати під кутом 60 градусів до горизонту, спрямованими в південну сторону.

Зверніть увагу! Цей параметр дещо відрізняється від того, який використовується в системах забезпечення гарячою водою.

Таким чином, досягається велика ефективність роботи панелей в зимовий час, і зменшуються надлишки теплової енергії, що утворюється влітку.

У разі коли панелі, що вловлюють сонячне тепло, передбачається монтувати на даху, кут якої не перевищує 30 градусів, доцільно віддати перевагу не плоским, а трубчастим конструкціям (з вакуумними трубками). Їх кронштейни передбачають можливість індивідуального орієнтування і зміни кута нахилу над горизонтом, що істотно збільшує ефективність.

На фото - сонячні колектори, що складаються з вакуумних трубок

Ємність накопичувача води

Щоб покрити потребу мешканців будинку в гарячій воді, необхідно до складу сонячної кліматичної системи включити накопичувальну ємність. Вона дозволяє забезпечувати мешканців водою в похмурі дні.

Ємність бака розраховується наступним чином:

50 літрів на кожен квадратний метр плоских сонячних колекторів;
90 літрів на кожен квадратний метр трубчастих накопичувачів.

Схема роботи сонячної системи опалення

Різновиди сонячних систем опалення

При конструюванні кліматичної геліосистеми ви можете вибрати між двома основними варіантами:

Акумулювати сонячну енергію в спеціальних пристроях для подальшого використання. В цьому випадку частиною системи служить накопичувальний бак, в якому нагрівається вода. Щоб забезпечити роботу системи в похмурі дні, необхідний додатковий котел на традиційних джерелах енергії. Він буде гріти воду в баку при недостатньо ефективній роботі сонячної кліматичної системи.
З ємності по трубопроводах розігрітий теплоносій надходить в радіатори опалення, які працюють також, як і в класичній системі обігріву.
Безпосередньо використовувати отримане тепло в систему обігріву будинку. Тут сонце гріє воду, що йде від батарей (обратку). Таким чином в котел надходить теплоносій з більш високою температурою, що істотно знижує витрати на обігрів - нагрівач буде працювати з набагато меншим навантаженням.

Комбінована система опалення з котлом і сонячними панелями

Деякі особливості експлуатації

Відзначимо найбільш важливі моменти, що стосуються використання геліосистем:

вона може покрити не більше третини потреб будинку в опаленні;
її роблять частиною традиційної системи з рідким теплоносієм, де в якості нагрівального обладнання використовуються радіатори;
як основне джерело енергії доцільно використовувати конденсаційний газовий котел, що володіє найвищим ККД;
кут нахилу колекторів необхідно робити рівним 60 градусам, інакше ефективність роботи геліосистеми істотно знижується взимку.

Тепло Сонця можна використовувати по-різному

висновок

Хоча існуючі в даний час геліосистеми і не можуть замінити традиційне опалення, вони істотно знижують навантаження на котел, економлячи використовуване паливо. І сонце не єдиний помічник у цьому. Більш докладно про комбінованих схемах опалення ви можете дізнатися з відео в цьому матеріалі.

gidroguru.com

Які труби краще використовувати для опалення квартири