Геотермальное отопление дома – особенности и устройство

Геотермальное отопление дома за счет энергии земли

Геотермальные насосы

Геотермальные насосы используются уже больше 30 лет. В Швеции около 70% тепловой энергии синтезируется именно такими насосами, а в Стокгольме для организации отопления квартир используют тепло Балтийского моря. В Германии и Англии установка жителями геотермальных систем отопления дотируется государством. В США законом провозглашено обязательное использование таких насосов в тех зданиях, содержание которых осуществляется из бюджета государства.

Появление нового оборудования позволяет открыть доступ к применению энергетического потенциала земли. Для обеспечения автономного энергообеспечения все чаще применяют не только геотермальные насосы, но и ветряные генераторы, солнечные батареи.

Следующим немаловажным аспектом, говорящим в пользу геотермального отопления, является экологическая чистота используемой энергии. Добываемая из тепла земли энергия не загрязняет атмосферу, не содержит углекислого газа. Такая энергия может добываться в любом необходимом количестве. Помимо этого, для добычи не нужен резервуар. Удобно и то, что установка, предназначенная для добычи этой энергии, не нуждается в постоянном сервисе и отличается довольно низкими эксплуатационными расходами.

Грунтом аккумулируется около 98% всей излучаемой солнечной энергии. В связи с этим даже в зимний период в земле есть достаточно тепло, которое способно обогреть здания. Из окружающей среды получается 80% требуемой для подогрева воды и обогрева дома энергии. Геотермальная энергия есть повсеместно и в неограниченном количестве. Эта энергия бесплатна. Затраты на отопление присутствуют лишь потому, что необходимо оплачивать электроэнергию, за счет которой работает тепловой насос. Геотермальная энергия может использоваться и для отопления помещений, и для их кондиционирования, и для подогрева воды.

При геотермальном отоплении из одного киловатта электроэнергии получают от трех до пяти киловатт тепла. Чтобы обеспечить частный дом тепловой энергией требуется тепловой насос и скважина.

Что из этого выходит?

Тепловой насос осуществляет геотермальное отопление, его принцип работы заключается в том, что он берет тепло от земли или воды и через теплоноситель передает в дом. Геотермальный тепловой насос — самый экономичный и эффективный способ отопления для частного дома. Вы сможете использовать его как для отопления в зимний период времени, так и для охлаждения в летний. Да, это идея не из дешевых и изначально требует больших капиталовложений. Но, если сравнивать его с другими видами тепловых насосов, он обеспечивает более стабильную, эффективную и безопасную работу.

В нашей компании вы сможете заказать полный комплекс услуг по системе отопления, начиная от определения индивидуальной концепции и заканчивая монтажом. Свяжитесь с нашими специалистами по номеру 0800330828 и получите индивидуальное решение для обогрева вашего дома!Команда Альтер Эйр реализует водяное геотермальное отопление цена под ключ Украина качественно и в согласованные сроки. Наши сотрудники тщательно подходят к реализации системы отопления и осуществляют сервис уже имеющейся.

  • Однотрубное или двухтрубное отопление дома: сравнительный анализ Предыдущий материал
  • Холодильная комната: холодильник для шубСледующий материал

Принцип геотермального отопления

Геотермальная установка работает в автономном режиме, четко регулируя при этом необходимую в помещении температуру. Принцип, заложенный в основу ее работы, одинаков для всех установок, поэтому он независим от различных производителей комплектующих элементов. Основная работа возлагается на специальные насосы, которые могут иметь некоторые отличия между собой по дизайнерскому решению, разновидностям, но при этом коэффициентные данные по производительности тепла у всех них аналогичны. Что касается используемой энергии, то геотермальная система успешно работает с различными видами энергии земли.

Состоит система из двух контуров, а именно:

  • внутреннего;
  • внешнего.

Первый из упомянутых представлен привычной для многих отопительной установкой из соединения труб и радиаторных элементов. Внешний контур — это габаритный теплообменник, который монтируется под толщей земли или же в водном массиве. Внутри по нему циркулирует особая жидкость с добавлением антифриза, иногда еще его заполняют обычной водой. Теплоноситель набирает температуру окружающей среды, и уже прогретый поступает далее в геотермальный насос. Накопленное таким образом тепло передается далее внутреннему контуру. Это позволяет прогревать воду в радиаторных элементах и трубах по дому.

Основные виды систем геотермального отопления для дома

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

Типовая схема геотермального отопления с горизонтальным теплообменником

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

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

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

Особенности системы

Устройство

Итак, геотермальные системы отопления являются хорошей альтернативой классическим видам обогрева. Так как ту энергию, которую содержит в себе земля, возможно применять для обогрева объектов на ее поверхности без особенных затрат.

Особенности системы

Принцип работы установки предельно просто – в земного шара, как мы знаем, содержится тёплая магма. Исходя из этого уже на глубине нескольких метров земля теплая.

В следствии геотермальные отопительные системы работают следующим образом:

  • Основным элементом системы есть тепловой насос, который устанавливается на поверхности земли.
  • В шахту опускаются теплообменники, каковые подключаются к насосу. В следствии аппарат получает природное тепло и усиливает его.
  • Потом полученное тепло употребляется для бытовых либо промышленных потребностей.

Из данной схемы видно, что в работе присутствует оборудование, которое для своей работы так же требует энергозатраты. Но, при работе тепловой насос потребляет один киловатт энергии, а предоставляет – 4-6 киловатт.

Особенности системы

Для сравнения – простой кондиционер преобразует киловатт электричества в киловатт тепловой. Так, благодаря тепловому насосу не только возвращается затраченная энергия, но и быстро окупается цена оборудования.

Читайте также:  Воздушное отопление дома по канадской методике

Виды систем

Геотермическое отопление возможно реализовано несколькими методами:

Особенности системы
За счет энергии глубоких грунтовых вод Расположенные на громадной глубине воды владеют большой температурой. Тепловой же насос поднимает их на поверхность и, сжимая жидкость, еще больше увеличивает их температуру. Тёплая вода проходит через теплообменник и отдает свою тепловую энергию системе отопления.
При помощи антифриза В случае если шахта имеет глубину 75 и более метров, в систему закачивается антифриз, который так же передает тепловую энергию земли теплообменнику. Такая установка требует громадных затрат, чем вышеописанная.
При помощи водоема В случае если поблизости с домом имеется водоем, то геоотопление возможно реализовано кроме того без шахт. Для этого по периметру дна устанавливаются особые зонды, каковые трансформируют тепло воды.

Выбор типа системы зависит от условий внешней среды. К примеру, в случае если поблизости имеется водоем, то целесообразно обустроить геотермальное отопление загородного дома по последней схеме. В случае если же водоема нет, то нужно будет бурить шахты.

Обратите внимание! Геотермальное отопление есть наиболее надёжным на сегодня, поскольку для работы оно не требует углеводородов и веществ. Именно поэтому исключается возможность взрывов, возгорания, и загрязнения водоемов либо земли.

Особенности системы

Преимущества и недостатки

Положительная сторона

Данная система обладает широким перечнем достоинств:

  • КПД системы составляет от 300% до 500%.
  • Энергия, используемая для отопления, является неисчерпаемой и возобновляемой.
  • Отсутствует опасность возгорания.
  • Отпадает необходимость в доставке и складировании топливных материалов.
  • Абсолютная экологическая безопасность: работа системы геотермального отопления не сопровождается выбросами вредных веществ или образованием отходов.
  • Полностью автономный режим работы.
  • Минимальные затраты на эксплуатацию.
Преимущества и недостатки

Отрицательная сторона

Главным недостатком системы геотермального отопления загородного дома является ее стоимость. Так, цена теплового насоса может варьироваться от 3 до 10 тыс. евро.

Стоимость монтажных работ в среднем составляет половину стоимости насоса, но при неудачном стечении обстоятельств может и превысить ее.

Варианты монтажа геотермальной системы отопления

Теплообменник можно установить тремя способами. Его положение возможно:

  • вертикальное;
  • горизонтальное;
  • водоразмещенное.

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

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

Рис. 3 Горизонтальный теплообменник

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

Рис. 4 Водоразмещенный теплообменник

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

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

Читайте также:  Выбор и монтаж тепловой завесы на входную дверь

Рис. 5 Перспективная альтернативная энергия

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

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

Статьи по теме: Система отопления ленинградкаОтопление склада

Достоинства и недостатки

Главное достоинство теплового насоса – высокая отдача, на каждый киловатт потребленного электричества он дает около 5 кВт тепла. Плюс никаких физических усилий в процессе работы, никаких отходов и угарных газов.

Кроме того, нет зависимости от газовщиков и хождений по инстанциям для согласования. Да и требования к котельной не такие строгие. После пуска затраты на эксплуатацию минимальные. Оплачивается только электричество, насос средней мощности потребляет около 4 кВт в час. Современные модели импульсные, работают не беспрерывно, а включаются при необходимости. Это снижает количество рабочих часов в сезон и затраты энергии.

Главный недостаток геотермального отопления – цена вопроса, даже китайский или отечественный агрегат, не говоря о европейских брендах, стоит несколько тысяч евро. Вместе с обустройством внешнего контура и монтажом, удовольствие выльется в сотни тысяч рублей. Согласно расчетам экспертов и владельцев, насос окупается за несколько лет. Работает он на дармовом источнике, по сравнению со стоимостью тонны угля или куба дров, экономия значительная. Но далеко не у каждого есть лишних полмиллиона на оборудование и пусконаладку.

Если недалеко от участка водоем, получается значительно дешевле, отпадают траты на дорогостоящее бурение.

Достоинства и недостатки

Действующие скважины тоже оптимизируют процесс, становясь источником тепла. Это подтверждает форумчанин дет марос из Усть-Каменогорска. Он работает на предприятии, выпускающем тепловые насосы и оказывающем услуги по их установке. Поэтому досконально разбирается в ситуации и на вопрос участника ветки, нужны ли ему зонды, если на участке есть скважины, ответил исчерпывающе.

дет маросУчастник FORUMHOUSE

Зачем вам заморачиваться с зондами, если воды хватает. Будете гонять из одной скважины в другую через ТН. С зондами возимся, когда на участке нет воды или столб маленький, потребности не покрывает. Для насоса мощностью 10 кВт нужен объем в 3 куба.

Оборудование для обустройства геотермального отопления

Геотермальное оборудование для глубинной отопительной системы позволяет аккумулировать извлеченную из окружающей среды тепловую энергию и передавать ее теплоносителю в отопительном контуре.

Список оборудования для обогрева с помощью тепла земли включает

Оборудование для обустройства геотермального отопления
  • Испаритель. Устройство располагают на глубине, и оно служит для поглощения находящейся в геотермальных водах или грунте тепловой энергии.
  • Конденсатор. Позволяет довести температуру антифриза до необходимой для функционирования системы величины.
  • Тепловой насос. Обеспечивает циркуляцию антифриза в контуре нагревания, контролирует работу геотермальной установки.
  • Буферный бак — емкость для сбора нагретого антифриза. Позволяет передавать тепловую энергию земных недр теплоносителю. Бак, через который проходит теплоноситель, оборудован теплообменником в виде змеевика. По нему, отдавая тепло, движется нагретый антифриз.

Схема устройства теплового насоса

Вертикальный контур

Сэкономить место на участке поможет вертикальный тепловой насос для геотермального отопления. Самая популярная конструкция теплового зонда – две параллельные трубы. Конструкция похожа на знак U. Количество и глубина вертикальных шахт зависит от площади участка, от потребности жильцов дома в энергии.

Сэкономить место на участке поможет вертикальный тепловой насос для геотермального отопления. Самая популярная конструкция теплового зонда – две параллельные трубы. Конструкция похожа на знак U. Количество и глубина вертикальных шахт зависит от площади участка, от потребности жильцов дома в энергии.