Что такое геотермальное отопление дома, плюсы и минусы такой системы. Котел геотермальный

Геотермальное отопление дома: системы, стоимость, отзывы | 

Многие из нас привыкли к тому, что наши дома и квартиры обогреваются по старинке — системой центрального отопления, работающего на газу или электричестве, а также климатической техникой.

Относительно недавно в продаже появился инновационный вариант — геотермальное отопление. В других странах он используется уже не первый год, хотя тоже еще не успел завоевать повсеместное признание. На самом деле его применение весьма практично и во многом выгодно. В чем именно? Рассмотрим ниже. 

Описание системы

Альтернативой газовому, печному, электрическому отоплению является геотермальное отопление дома. Сердцем этой системы является тепловой насос — устройство не больше стиральной машины. Работает он по принципу кондиционера — потребляет электричество и использует температуру внешней среды, а производит тепло.

Все геотермальные системы отопления, кроме теплового насоса, включают еще два контура: внутренний и внешний. Первый — система труб и радиаторов, находящаяся внутри дома, второй — теплообменник, заглубленный под землю или толщу воды.

По трубам внешнего контура циркулирует обычная вода или специальная жидкость. Получая тепло от внешней среды (толщи воды или грунта), жидкость поступает в теплообменник с фреоном, отдает температуру и вновь возвращается в трубы внешнего контура.

Для того, чтобы начать испаряться, фреону достаточно незначительного повышения температуры. Испаряясь, но попадает в сжимающий компрессор, что повышает температуру фреона до 100 градусов.

Полученная тепловая энергия подается в тепловой насос, от него — во внутренний контур. Слегка остывший фреон подается на расширительный экран, где приобретает первоначальную температуру как у русских печей.

Теплообменник под землей

Горизонтальный теплообменник. Трубы теплообменника, образующие внешний контур, укладывают в траншеи глубже, чем промерзает грунт в этой местности. Вся система труб располагается горизонтальной сетью, а не компактно.

Для этого нужен большой участок, на котором почти не останется места для растений с мощной корневой системой. Деревья должны расти не ближе полутора метров к трубам внешнего контура.

Более компактным, эффективным и дорогим является внешний контур, расположенный вертикально. Для устройства скважин для труб используют бурильное оборудование. Глубина размещения контура — от 50 до 200 метров. Эта технология подходит для небольших благоустроенных участков.

Теплообменник в толще воды

Если в радиусе 100 метров от дома есть водоем, есть возможность использовать тепловую энергию воды. Контур располагают ниже глубины промерзания, работа исключает трудоемкий этап рытья траншей.

Преимущества, недостатки и отзывы

Преимущества и недостатки позволяют оценить отзывы о геотермальном отоплении дома.

Евгений, 41 год

«Тепловой насос установил больше года назад. Проектная температура воды 70 градусов, на самом деле получается не выше 50. Поэтому для подогрева воды пришлось установить электрический нагреватель. Я рассчитал, что окупаемость моей системы — 20 лет. При потреблении электричества в 5 кВт, система выдает 15 кВт.»

В Швеции, Соединенных Штатах и других странах стоимость геотермального отопления дома не является препятствием для его использования. В нашей стране система еще не получила такого широкого распространения, но интерес к ней проявляют все больше владельцев частных домов, особенно — небольших. Отопление дома площадью в 150 м2 способно окупиться за 3-5 лет.

Высокие цены геотермального отопления дома — единственный недостаток систем с тепловым насосом.

Преимущества:

• высочайший КПД — от 300 до 500%;
• источник энергии неисчерпаем;
• нет опасности пожара;
• независимый режим работы;
• экологическая безопасность;
• минимум эксплуатационных затрат.

Принцип работы и монтажа (видео)

Теперь — наглядно о том, что из себя представляет подобная система.

https://www.youtube.com/watch?v=zt97C-engNo

Монтаж и стоимость системы

Главным агрегатом системы является тепловой насос, стоит он от 3 до 10 тысяч евро. Минимальная стоимость монтажных работ — примерно треть от цены насоса.

Полное геотермальное отопление загородного дома гарантирует комфорт и низкую стоимость тепла на протяжении десятилетий. Недостатком системы является высокая стоимость оборудования, большой объем земляных работ при его монтаже.

Удобнее и практичнее всего применять подобные решения на этапе проектирования и строительства здания — в этом случае вам не придется выполнять массу сложной работы.

homebuild2.ru

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

Содержимое:
1. Как получить тепло в дом из земли
2. Как работает геотермальное отопление дома
3. Как устроено геотермальное отопление
4. Геотермальное оборудование для использования тепла земли
5. Монтаж и установка геотермального отопления
6. Эффективно ли геотермальное отопление на Севере
7. Гейзерное отопление частного дома
8. Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Как получить тепло в дом из земли

• Получение тепла - понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.
• Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.
• Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.

Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать. Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

Как устроено геотермальное отопление

• В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.
• Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.
• В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.
• Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

• Испаритель - находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.
• Конденсатор - доводит антифриз до необходимой температуры.
• Тепловой насос - циркулирует антифриз в системе. Осуществляет контроль над работой всей установки.
• Буферный бак - собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.

Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».

Монтаж и установка геотермального отопления

1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.
2. Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $
3. Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.
4. Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

• Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.
• На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.
• Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.

Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

Гейзерное отопление частного дома

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

avtonomnoeteplo.ru

принцип действия и виды теплообменников

Ограниченность запасов природных энергетических ресурсов заставляет человечество заниматься поиском альтернативных источников энергии. Геотермальное отопление дома — отличная альтернатива традиционным способам отопления. В подтверждение этого можно привести фактические данные про широкое использование геотермальных систем отопления в Европе и Америке в качестве основных источников тепла.

Немного истории! Геотермальные системы отопления значительно «расширились» в конце восьмидесятых годов прошлого столетия преимущественно на территории Америки. В начале солидные инвестиции в монтаж такой установки позволяли ее использовать только состоятельным людям, а через несколько лет эта система сала доступной для американцев менее состоятельных, подняв значимость геотермальных систем отопления на рынке отопительной техники.

В странах Европы еще два десятка лет назад количество геотермальных установок превышало 12 млн., а сегодня о величине «заселения» геотермальных установок в частных домах можно только догадываться.

Почему так происходит?

Все очень просто! Наиболее доступная и удобная система газового отопления уменьшает запасы природного топлива за деньги из Вашего кармана. А сжигание твердого топлива (дров, угля, торфа) не только неудобно, но и сопровождается выделением вредного углекислого газа, выпадению сажи и смол. А еще необходимо дополнительное помещение для хранения топлива.

Геотермальное отопление загородного дома.Схема

Принцип действия системы

Геотермальные системы отопления имеют сходный с холодильником (кондиционером) принцип действия. Просто рефрижератор холодильника охлаждает воздух, а геотермальный тепловой насос нагревает теплоноситель отопительной системы.

Для обогрева помещения используется тепло (энергия) Земли. Тепловой насос, расположенный в доме, забирает энергию у грунтовых вод или самого грунта, преобразовывая ее в тепло. Затем это «тепло» используется для нагревания теплоносителя самой системы отопления дома.

В основе принципа действия теплового насоса лежит обратный цикл Карно, разработанный еще в ХIХ веке.

«Сердцем» такой системы является компрессор, который «сжимает» и «переносит» тепло. Для этого ему необходим внешний источник энергии – электрическая сеть.

В компании с компрессоров во внутреннем контуре теплового насоса работают: конденсатор, испаритель и дроссельный клапан.

Тепловой насос работает так:

• Теплозаборный коллектор заполняется незамерзающей жидкостью (гликолевая смесь, смесь воды и спирта или соленая вода), которая будет транспортировать «подземное» или «подводное» тепло к насосу.
• Эта тепловая энергия в испарителе передается хладагенту с очень низкой температурой кипения, что приводит к его резкому закипанию и испарению (превращению в пар).
• Работающий компрессор повышает давление этого пара, что соответственно приводит к повышению его температуры.
• В конденсаторе хладагент охлаждается, передавая тепло контуру отопления дома, и конденсируется.
• Через дроссельный клапан хладагент попадает обратно в компрессор, и цикл повторяется вновь…

Тепловой насос еще можно назвать иными словами « вывернутый наизнанку « холодильник. Ведь в холодильнике хладагент нагревается за счет тепла, помещенных в него (холодильник) продуктов, и через систему трубок выводится на заднюю стенку , нагревая воздух вне холодильника.

А в случае теплового насоса это выделяемое тепло нагревает теплоноситель в системе отопления самого дома. В качестве отопительных приборов в таких системах отопления чаще всего и эффективней используются «теплые полы».

Заметьте! При наличии качественного и правильно рассчитанного «теплозаборного» контура при потреблении 1 кВт электроэнергии тепловой насос способен отдать в систему до 5 кВт тепловой энергии!

Виды теплообменников геотермальных систем отопления

Горизонтальный теплообменник

Горизонтальный теплообменник геотермальной системы отопления

Трубы горизонтального контура укладывают на глубину превышающую толщину слоя промерзания почвы.

Укладка горизонтального теплообменника

Укладка горизонтального теплообменника в траншеи

Такой вариант теплового контура оптимален, когда есть большая площадь приусадебного участка без садовых насаждений (деревьев). Прокладка трубы контура не допускается на расстоянии менее 1,5 м от кроны дерева.

При отоплении дома в 250 м2 понадобится площадь в 600 м2 для размещения теплообменного контура. А такая площадь не всегда доступна. Особенно в густонаселенных коттеджных городках.

Этот фактор можно назвать недостатком такого типа теплообменника .

Вертикальный теплообменник

Вертикальный теплообменник геотермальной системы отопления

Вертикальный теплообменник — роскошь, которую, возможно, сможет позволить себе не каждый застройщик. Для «обустройства» такого теплообменника понадобится специальное бурильное оборудование.

Геотермальные зонды

Контур теплообменника опускается в скважину глубиной 50-200 м. Для увеличения тепловой мощности используют несколько таких скважин, трубопроводы которых соединены через специальные коллекторные узлы.

Преимуществом организации такой системы контура теплообменника можно назвать возможность работ на обустроенной территории — такой способ не повредит существующий ландшафт.

Теплообменник, размещенный в воде

Этот вариант наиболее экономичен в монтаже – нет необходимости выполнять землекопные работы, но требует наличия водоема площадью не менее 200 м2 на расстоянии не более 100 м от дома. Трубы контура укладывают на глубину, большую глубины промерзания (не менее 2-3 м) на дно.

Элемент конструкции горизонтального теплового насоса

Преимущества и недостатки геотермальных систем отопления

Одним из самых весомых преимуществ геотермальных систем отопления хотим выделить его экологическую безопасность для Вашего жилища. Ведь процесс нормальной работы теплового насоса не сопровождается какими-либо вредными выбросами в атмосферу. А отсутствие горючих веществ в топливном насосе при наличии исправной электропроводки фактически сводит на нет угрозу возгорания.

Отсутствие топлива — это и отсутствие расходов на его доставку и хранение.

Низкое потребление электроэнергии при сравнительно высокой теплоотдаче ( с 1 кВт электроэнергии до 5 кВт тепловой энергии) еще один важный (или самый важный) фактор, определяющий выбор геотермальной системы отопления загородного дома.

Автономность геотермальной системы отопления освобождает вас от необходимостьи следить за ней и обслуживать.

Важным функциональным преимуществом геотермальной системы отопления является ее способность работать как кондиционер в жаркую погоду. В таком режиме происходит все наоборот: тепло из помещения прогревает хладагент, который передает его внешнему тепловому коллектору.

Недостатком такой системы является сложность ее монтажа и соответственно высокая стоимость, как монтажных работ, так и самого оборудования.

Геотермальная система отопления является самой дорогой в монтаже и приобретении оборудования.

В этом случае можно сэкономить средства на самостоятельной установке этой системы, но необходимо уделить значительное внимание расчетам и консультациям с «профи».

Использование бивалентной схемы отопления

Бивалентная система подразумевает параллельное использование двух источников тепла в пиковые нагрузки (при низких температурах окружающей среды).

В такой системе параллельно к тепловому насосу подключается дополнительный котел, например, электрокотел. Его используют при необходимости использования интенсивного режима отопления при низких температурах окружающей среды.

Если «морозных» дней в году в регионе Вашего проживания небольшое, то наличие такого «помощника» позволяет сэкономить на мощности теплового насоса, что существенно сказывается на его стоимости.

plusteplo.ru

Геотермальное отопление дома своими руками: схема и особенности монтажа

При строительстве дома каждый владелец старается обдумать вес нюансы оформления. Отопление не менее важный момент, который требует консультации с специалистами. Для многих геотермальное отопление кажется недостижимым, ведь ассоциируется только с местами, где бурлят горячие источники. Однако, на практике генерировать энергию может специальный насос, поэтому данный вариант подходит для любых климатических условий и рельефа. Однако стоит ли делать геотермальное отопление дома своими руками, ведь само оборудование итак обходиться дорого. Чтобы найти ответ на данный вопрос стоит изучить существующие варианты и особенности монтажных работ.

Принцип работы геотермального отопления

Геотермальное отопление работает по такому же принципу, что и кондиционер. Составляющими компонентами являются два контура и тепловой насос.

Внутренний контур включает трубу и радиаторы, располагающиеся по всему дому. Внешний контур – теплообменник, который размещают либо под землей, либо под толщей воды. Внутри циркулирует жидкость с антифризом или обычная вода. Подогретая жидкость поступает в насос, который разгоняет ее по элементам внутреннего контура, за счет чего в радиаторах вода всегда теплая.

Насос занимает не так много места, а выполняет одну из ключевых функций в системе. На каждый кВт используемой электроэнергии, он выдает в 4 раза тепловой. Кондиционер не настолько продуктивный, ведь забрав 1 кВт электроэнергии, отдает столько же.

Классификация в зависимости от типа конструкции

Данная разновидность обустройства отопления в доме считается одной из самых дорогих и связано это с ценой оборудования и земельных работ. В такие моменты многие потребители задумываются, на чем же им сэкономить и единственное, что приходит в голову – монтаж. Однако, чтобы понять так ли это, стоит оценить особенности устройства и возможные варианты конструкции.

• Горизонтальный теплообменник. При выборе данной конструкции трубы укладываются под землей, при этом глубина должна быть больше уровня промерзания почвы. Однако, такой вариант требует выделения территории под контур. Представьте только, если необходимо обогреть дом площадью 250 м2, то потребуется 600 м2 на обустройство контура. Кроме того необходимо учитывать некоторые технические моменты. Например, все элементы должна располагаться на минимальном расстоянии от дерева – 1,5 метра. Если участок облагорожен, то это уже создает определённые неудобства.
• Вертикальный вариант не требует выделения большой площади, однако значительные расходы потянет применение бурильного оборудования. Создание скважины – трудоёмкий процесс, однако, данная конструкция простоит не меньше ста лет. Такой вариант подходит для территорий, которые уже обустроены.
• Водоразмещённый вариант задействует энергию воды и позволяет значительно сэкономить на обустройстве. Единственное требование наличие водоема в пределах 100 метров, его площадь должна быть не меньше 200 м2, а располагаться конструкция должна не глубже, чем три метра.

Как показывает практика осуществить монтаж своими руками сложно. С учетом того, что будет много средств вложено в оборудование, не стоит экономить на процессе установки, и следует обратиться к профессионалам.

Преимущества геотермального отопления

Ранее такие установки можно было встретить в роскошных и богатых домах, сейчас же они стали более доступными. Впервые они использовались жителями США в 80-х годах, сейчас же и жители европейских стран взяли себе на заметку. Такое решение позволило в целом экономить на отоплении. Еще двадцать лет тому назад 12 миллионов граждан Европы воспользовались подобной конструкции, сегодня же их число кардинально возросло.

В Швеции уже большая часть тепла производиться при помощи тепловых насосов. Соответственно возросла их популярность за счет ряд преимуществ перед всеми альтернативными системами:

• Применяется неисчерпаемая и возобновляемая энергия земли для отопления собственного дома;
• Отсутствует риск возгорания;
• Не придется выискивать дешевое топливо и продумывать места его хранения;
• Экологически чистая система, без образования вредоносных выбросов, за счет чего активно поддерживается защитниками окружающей среды;
• Отсутствие регулярного контроля и вмешательства, на всех уровнях система функционирует автономно;
• Неограниченное количество энергии, доступное в любое время и в любом количестве;
• Не придется тратиться на обслуживание системы;
• Высокий показатель производительности в сравнении с существующими альтернативами.

Мастера рекомендуют сочетать установку геотермальной системы и теплых полов, чтобы достичь максимального эффекта выгоды. Во-первых, гарантировано равномерное распределение температуры, а во-вторых, удастся избежать образования зон перегрева.

Чтобы затраты окупились сполна через 3-4 года, стоит учитывать, что такая разновидность отопления выгодна владельцам коттеджей до 150 м2. C учетом того, что привычные теплосети регулярно дорожают и выходят из строя, решение в сторону геотермальной системы позволит забыть о теплоснабжении минимум на 100 лет. Выбранный вариант довольно быстро оправдает себя. В постсоветском пространстве такой вариант менее популярен за счет большого капиталовложения. Все еще сложно убедить наших сограждан, что лучше один раз потратиться и забыть о проблеме.

Особенности монтажа

Если газ и электроэнергия постоянно дорожают, а с ними и отопление частного дома, то при выборе геотермальной системы об этой особенности удастся позабыть. Кроме этого не придется учитывать, что запасы газа со временем исчерпают себя. Применение твердого топлива еще более затратное решение. При сжигании дров и угля выделяются вредоносные вещества. Среди всех альтернатив данный вариант самый безопасный, однако, в отличие от газового отопления и твёрдотопливного, монтаж системы более трудоемкий и дорогостоящий. Поэтому его стоит доверить мастерам с большим опытом в данной сфере. Только они знают все нюансы установки. При правильно проведённых работах, вопрос отопления будет решен на долгие годы.

При этом внутри помещения будут все те же трубы и батареи, по которым будет поступать тепло. Главные элементы будут скрыты под землей – скважина и теплообменник. В доме должно размещаться устройство, которое будет преобразовывать тепло. Именно под него необходимо выделить как можно больше места. С его помощью владелец помещения может регулировать температуру и подачу тепловой энергии. Как правило, в частных домах генератор располагается в подвале или отдельном помещении.

При установке стоит учитывать некоторые функциональные возможности системы – она используется и в летний период. Вместо отопления – система кондиционирования. Для этого запускается обратный механизм, теплообменник начнет принимать и распределять охлаждающую энергию.

pechiexpert.ru

Геотермальное отопление дома тепловым насосом: цена, принцип работы, отзывы

Приветствуем вас, дорогие читатели, на ресурсе ОчумелыйСтроитель.ру. Сегодня речь пойдет о геотермальном отоплении дома тепловыми насосами. Мы рассмотрим принцип работы этого устройства, цены, отзывы и полезное видео далее в статье. А также вы узнаете, почему эта установка такая дорогая, и все же, почему ее стоит рассматривать как альтернативный вариант отопления.

Начнем с того, что люди уже давно ищут иные способы обогрева жилищ. Связано это с тем, что цены на обычно используемые энергоносители в последнее время очень сильно выросли. К тому же, сжигание больших количеств топлива ведет к ухудшению экологии. Поэтому сейчас стараются внедрить альтернативные, построенные на применения других источников, схемы обогрева домов. Это важно, так как энергетические природные ресурсы, запасы которых уменьшаются, доступны не во всех районах и населенных пунктах.

Поэтому, новые способы получения тепла, которые не используют тепло от сжигания традиционных видов топлива, становятся всё более привлекательными и востребованными.

Геотермальные тепловые насосы и отопление дома.

Тепловые насосы — активно употребляют для получения тепла. Тепловой насос трансформирует низкотемпературное тепло из доступного источника в высокотемпературное. Как источник такого тепла могут быть использованы любые объекты, обладающие температурой более 1° (по Цельсию). Можно применить непромерзающий грунт на глубине, воду из имеющихся поблизости поверхностных водоёмов, а так же грунтовые воды и канализационные стоки. Используя тепло из этих низкотемпературных источников, можно получить температуру на выходе до 60°.

Тепловые насосы, которые извлекают тепловую энергию из земли, распространены в Европейских странах. Очень популярны в Швеции и Швейцарии. И доля зданий, обогрев которых происходит за счет термической энергии земли, растет. Мировой Энергетический комитет высказал предположение, что в передовых странах часть отопления и горячего водоснабжения, которые будут генерироваться тепловыми насосами, значительно увеличится и будет иметь показатель около 75%.

Геотермальные системы выгодны из-за того, что они располагают:

• высокой продуктивностью;
• надёжностью и долговечностью;
• экономичным, расходом электрики, используемой лишь для работы насосов и компрессора;
• полной автоматизацией и климат-контролем;
• высокой экологичностью;
• при монтаже не нужны согласования;
• взрыво-и пожаробезопасностью.

Самым популярным низкотемпературным источником, из которого удобно получать тепло, является грунт. Даже если на улице отрицательная температура, то глубже в земле эта температура всегда постоянная, около +5-+7 градусов. Так же активно потребляется ресурс природных водоёмов. Обычно температура воды в них зимой +3-+8 градусов.

На продуктивность работы теплового насоса влияет не только источник тепла и способ его получения. Существенно какая будет установлена отопительная система.

Если для отопления принять тёплые полы, тогда можно добиться наилучшего результата от работы теплового насоса. Это связано с тем, что температура, вырабатываемая тепловентилятором, на выходе обычно от 45 до 55 градусов. А это и есть рабочая температура теплоносителя в системах теплых полов. В случае использования радиаторов, работа теплового насоса будет менее результативной, и понадобиться существенно увеличить их мощность.

Так же, нужно уделить внимание качеству утепления дома и герметичности оконных и других проёмов. Улучшение этих факторов будет способствовать повышению полезнодействия от работы теплового насоса.

Устройство геотермальной установки и принцип действия теплового насоса

Рассмотрим из каких элементов состоит геотермальная система.

Геотермальная система отопления включает в себя следующие составные части:

• наружный контур;
• непосредственно тепловой насос;
• распределительная система (потребители тепла).

Наружный контур служит для отбора тепла из низкотемператруных источников (грунта или воды). Он изготавливается из трубочек большой продолжительности, по которым насосом прокачивается жидкость, так называемый теплоноситель. Для теплоносителя используют жидкости, незамерзающие при отрицательных температурах. Обычно это раствор вода плюс гликоль.

Укладка горизонтального наружного контура

Наружный контур выполняется в вертикальном или горизонтальном виде.

Вертикальный контур выполняется способом бурения скважин. Глубина скважин и их количество определяют по расчету, который учитывает площадь дома и теплотехнические характеристики внешних конструкций. В скважины вставляются трубки, заполненные теплоносителем. Скважины могут быть вертикальными или наклонными. Наклонные применяют если по показаниям геологии участка на нем нельзя глубоко бурить.

Горизонтальный контур раскладывается горизонтально и размещается на глубине ниже уровня промерзания грунта. Площадь и протяженность трубок горизонтального контура тоже предварительно рассчитываются. Ориентировочно можно сказать, что площадь, которая необходима для раскладки трубок горизонтального контура равняется 2-3 отапливаемым площадям дома. Участок, на котором раскладывается горизонтальный контур, не должен застраиваться.

Тепловой насос состоит из таких основных составляющих:

• теплообменник-испаритель;
• теплообменник- конденсатор;
• компрессор;
• расширительный клапан (дроссельный вентиль).

Работа теплового насоса основана на физическом свойстве газа: газ при сжатии нагревается, а при снижении давления остывает. Сжатие газа происходит в компрессоре. При этом повышается его давление. Чтобы понизить давление газа, его пропускают через расширительный клапан. Соответственно, температура газа таким образом уменьшается.

Теплообменник-испаритель предназначен для передачи энергии с низкой температурой, которую собрал теплоноситель наружного контура, в систему теплового насоса. Теплообменник-конденсатор передает энергию с высокой температурой, сгенерированную тепловым насосом, непосредственно в имеющуюся систему отопления (радиаторы, теплый пол, подогрев воды).

Далее рассмотрим принцип работы генерации тепла.

Процесс теплопередачи и трансформации температуры

Пункт 1. Теплоноситель, проходя по трубкам наружного контура, отбирает тепло у грунта.

Схема работы теплового насоса

Пункт 2. После этого теплоноситель попадает в Теплообменник-испаритель. Тут он нагревает газ-хладагент. Газ-хладагент закипает при низких температурах. Поглощая энергию от теплоносителя наружного контура, газ-хладагент закипает и начинает испаряться, переходя в газообразное состояние.

Пункт 3. Компрессор всасывает газ. В нем происходит сжимание газа. При этом повышается давление газа и его температура. Температура газа на входе в компрессор может быть +4°-+6° С, а на выходе из компрессора уже быть +35° — +60° С.

Пункт 4. Затем, разогретый газ попадает в теплообменник-конденсатор. Здесь тепло от горячего газа передаётся в систему отопления (п.5). При этом газ охлаждается и конденсируется.

Пункт 5. При прохождении через расширительный клапан (дроссель), давление газа понижается и он охлаждается.

Далее газ-хладагент опять поступает в теплообменник-испаритель, где нагревается теплоносителем из наружного контура, и цикл повторяется снова.

Тепловые насосы оборудованы датчиками и контролерами температуры. Ими задается желаемая температура помещения. Когда помещение нагревается до нужной температуры, то срабатывает реле и отключает работу компрессора. Если температура упадет ниже комфортной, датчик опять включает компрессор и тепловой насос продолжает продуцировать тепло.

Преимущества и недостатки установки

Преимущество геотермальных тепловых установок в том, что они открывают путь к развитию экологичных систем обогрева, независящих от газа.

Так же важно и то, что такое отопление достаточно независимое от электричества, т.к. при использовании теплового насоса потребляется минимальное количество электричества. Это связано с тем, что при работе теплового насоса электричество используется не на обогрев непосредственно, что требует большой электроёмкости. Электрика требуется только на перекачку тепла из окружающей среды в дом. Тепловой насос потребляет на 80% меньше электроэнергии, чем электрические котлы. Из 1 кВт электроэнергии, использованной на работу установки, генерируется 3-5 кВт тепла.

И это тоже очень важно, особенно в местах, где возникает необходимость ограничивать электропотребление.

Ещё одно немаловажное достоинство геотермальной установки заключается в том, что летом она превращается в устройство для охлаждения помещений.

Установка с тепловым насосом может работать в двух режимах: зима и лето. Зимой насос работает в обычном режиме: берет тепло из скважины и отдаёт его отопительной системе. Летом же его переводят в режим кондиционирования. И он работает наоборот: берет тепло из системы кондиционирования и отдаёт его земле.

Практически у геотермального теплового насоса есть только один недочет – высокая стоимость, как самого насоса, так и его монтажа. И это потребует вложения большой суммы денег на этапе её внедрения. Зато потом расходы, связанные с эксплуатацией, значительно ниже, чем если обогреваться другими, традиционными, способами.

В любом случае, применение отопления зданий с использованием геотермальных тепловых насосов – это перспективный путь развития данной отрасли, который поможет сберечь природные ресурсы и экологию земли. По мере дальнейшего внедрения подобных отопительных систем, стоимость самих установок будет снижаться.

Цена геотермального теплового насоса, обслуживание и отзывы

Стоимость установки теплового насоса зависит от многих факторов. Она состоит из цены самого насоса и оборудования для котельной плюс стоимость материалов и работ по устройству наружного контура. Для правильного определения цены отопления геотермальным тепловым насосом, необходимо сделать теплотехнический расчет, который покажет, какой мощности потребуется тепловой насос.

Мощность теплового насоса зависит от следующих факторов:

• географический район, в котором находится дом;
• отапливаемая площадь;
• тип здания и материалы конструкций;
• уровень теплопотерь;
• наличие системы вентиляции;
• количество проживающих;
• режим эксплуатации (круглогодичный, сезонный).

На стоимость так же будет влиять рельеф, состав грунтов, т.к. это отразится на стоимости земляных работ, и другие факторы.

Так же сама стоимость теплового вентилятора зависит от производителя. Тепловой насос европейского производителя будет стоить намного дороже. Но есть альтернатива европейским насосам. Тепловые насосы выпускают страны СНГ и цены этих насосов намного ниже.

Очень важным фактором влияния на цену установки теплового насоса является утепление дома. Чем качественней выполнено утепление дома, тем ниже стоимость геотермальной установки и дальнейшие расходы электроэнергии на её работу. Так же, желательно обратить внимание на систему вентиляции и сделать мероприятия для уменьшения потерь тепла через естественную систему вентиляции помещений (окна, вентканалы).

Улучшенное утепление наружных конструкций дома поможет решить ещё одну проблему. На некоторых участках ограничена мощность потребляемой электроэнергии и на них невозможно использовать ни отопление от электрического котла, ни от мощного теплового насоса, особенно если дом большой. При снижении теплопотерь дома, снижается и мощность нужного теплового насоса.

Так, например, для дома площадью 100-150 кв.м при правильном утеплении может быть достаточного теплового насоса мощностью 6кВт. Стоимость установки геотермального теплового насоса будет 10-14 тыс. долларов при использовании отечественного насоса. Отечественный насос может стоить 3-5 тыс. долларов, в то время как европейские стоят от 6-10 тыс. долларов до 20 тыс. долларов в зависимости от производителя и характеристик.

Для дома площадью 150-250 кв.м понадобится тепловой насос мощностью 12-15 кВт. Стоимость устройства системы будет уже в пределах 18-30 тыс. долларов.

40-50% от стоимости всей установки составляет устройство наружного контура. Половину стоимости наружного контура составляют материалы, а вторая половина состоит из затрат на земляные работы. Тут есть возможность часть работ выполнить самостоятельно для получения экономии. К тому же есть возможность выполнить работы по монтажу системы такого отопления в два этапа: сначала выполнить работы по устройству наружного контура, а затем уже купить сам тепловой насос и оборудовать котельную.

Обслуживание

Геотермальная система отопления пока ещё обывателям кажется чем-то необычным и сложным. Но при этом, она очень проста и нетребовательна в использовании. Техническое обслуживание её весьма простое и не составит большого труда.

Все процессы в тепловых насосах автоматизированы. Поэтому нужность ежедневного контроля его работы отсутствует. При работе теплового насоса не возникают такие опасные факторы как открытое пламя, возможные выхлопы и утечка газа. Отопительная система на тепловом насосе полностью безопасна для человека.

Система теплового насоса, работающая по принципу обычного холодильника, долговечна, в ней фактически нечему ломаться. Главный агрегат, от которого зависит надежность её работы, — это компрессор. Поэтому компрессор должен быть хорошего качества. В случае правильной установки и соблюдении правил эксплуатации, компрессор должен проработать установленное количество лет (15- 25 лет). После окончания срока эксплуатации производится замена компрессора. Стоимость компрессора ориентировочно 25% от стоимости насоса.

Обслуживание геотермальной установки состоит в том, что перед началом отопительного сезона и после него необходимо провести её осмотр, а также периодически контролировать режим работы. Практически обслуживание состоит из тех же мероприятий, которые предпринимаются для поддержания любой инженерной системы. Каких-либо особенных или сложных процедур при обслуживании геотермального теплового насоса совершать не требуется.

Нужно ежемесячно проводить внешний осмотр оборудования на предмет целостности конструкций и кабелей. Просматривать контур насоса на отсутствие возможных утечек. Периодически инспектировать состояние автоматики и показаний давления теплоносителя.

Рекомендуется раз в квартал или полгода делать анализ теплоносителя на кислотность и плотность, производить его дозаправку и, если понадобится, восстанавливать его химический состав.

Так же, как и при эксплуатации любой гидросистемы, необходимо каждые полгода досматривать состояние водяных фильтров и выполнять их чистку. Раз в год фильтр рекомендуется извлекать и проверять его целостность. Так же раз в два-три года желательно совершать химическую чистку гидросистемы и теплообменников.

Отзывы о геотермальных тепловых насосах (на основе форума)

Сергей Н.

«Установил тепловой насос «SunDue». У меня дом небольшой, около 140 м2, дачного типа. Но используется он круглый год, всю зиму на выходные туда ездим. Установил его прямо в прихожей. Не нужно было искать место для громоздкого оборудования. Во время работы его почти не слушно, никакого шума нет. Я очень доволен».

Николай П.

«Нужно сказать, что тепловой насос достаточно надежная система. У моего соседа такая система работает уже больше 10 лет. Никаких поломок и сбоев не было».

Александр Д.

«Система отопления с тепловым насосом удобна тем, что она очень легка в обслуживании и комфортна. Выставил нужные параметры, и можно ни очем не думать. Да и как-то её обслуживать, прочищать не нужно. В ней ломаться практически нечему. Газовый котел прогорит в 3 раза быстрей, чем может сломаться тепловой насос. Очень важно сразу же купить насос с хорошим компрессором».

Галина В.

«Эксплуатационные затраты на отопление и подогрев воды при тепловом насосе будут в 3-4 раза ниже чем при обогреве электрическим котлом. Это уже проверено на практике. А с учетом того, что ресурсы с каждым годом дорожают, то окупаемость такого насоса наступит ещё быстрее».

Рекомендуем видео

Принцип действия теплового насоса на видео ниже.

Читайте также:

o-builder.ru

Геотермальное отопление дома — принцип работы

Отопление частного дома с газом — это проблема, а без газа, проблема, умноженная на десять. Даже при наличии газификации, цена на этот энергоноситель становится все более неподъемной, а качество газа не выдерживает никакой критики. Дорогие газовые котлы требуют замены элементов чуть ли не ежегодно, а их работу в условиях стабильно пониженного давления в газопроводах никак нельзя назвать удовлетворительной. Все-таки XXI век на дворе, поэтому пора думать об альтернативных методах отопления домов. Одним из таких методов, который появился относительно недавно, стала геотермальная система отопления. Сегодня мы коснемся только практической стороны применения этой системы, не вникая в особенные технические нюансы.

Содержание:

1. Геотермальные установки отопления
2. Геотермальные источники отопления
3. Виды геотермальных систем
4. Стоимость геотермального отопления

Геотермальные установки отопления

Геотермальное отопление дома принцип работы которого основан на получении тепла от разницы температур почвы и помещения, которое отапливается — сложный, дорогой, но эффективный вид отопления. Работа системы возможна только с использованием геотермальной энергии, которая добыта из низкотемпературных природных источников тепла. Работа системы напоминает работу холодильного агрегата с той лишь разницей, что холодильник преобразует теплый окружающий воздух в холодный, а геотермальная система работает наоборот. Установка способна работать при любых температурах окружающего воздуха. Летом она студит воздух в помещении, а зимой прогревает.

Набор элементов, которые входят в геотермальную систему, способен поддерживать заданную температуру в помещении в полностью автономном режиме, система практически не требует обслуживания и потребляет чрезвычайно малое количество электрической энергии. По сути, электричество необходимо только для работы самого теплового насоса. Остальные элементы системы не нуждаются в дополнительных источниках энергии. Примечательно, что КПД геотермальных систем практически не зависит от производителей оборудования и всегда стабильно высокий, что позволяет использовать метод и для геотермального отопления теплиц, гаражей, хозпомещений.

Геотермальные источники отопления

Возникает резонный вопрос — откуда берется эта низкотемпературная энергия? Ответом на это может служить название системы. Практически во всех случаях источником геотермальной энергии остается земля, грунтовые воды, а в тех случаях, когда дом строится на берегу водоема, источником тепла легко может служить большая масса воды. также в отдельных случаях для работы геотермальной системы используют специально созданные искусственные водоемы.

Правда, для этого необходимо обеспечить довольно большой объем незамерзающей воды, поэтому искусственные водоемы применяются не так широко, как геотермальные системы, работающие на энергии земли.

Виды геотермальных систем

Геотермальная система состоит из двух контуров — внешнего и внутреннего. Внутренний контур всегда находится в помещении, а внешний контур выполняет отбор энергии у почвы. Внешние контуры геотермальной системы, в зависимости от источника энергии, могут быть трех типов:

1.  Вертикальный контур. Его устройство подразумевает бурение скважины глубиной до 200 метров, в которую помещается теплообменник. Преимущества такой схемы в том, что вся система не занимает большую площадь на участке, работает такая система более 100 лет (естественно, это расчетный срок службы), но имеет огромный недостаток — запредельную стоимость выполнения работ по бурению глубокой скважины и высокую стоимость теплообменника.
2. Горизонтальный контур. Геотермальная система горизонтальной ориентации позволяет обойтись без бурения глубоких скважин, но также имеет ряд решаемых проблем. Дело в том, что для работы системы необходим теплообменник большого объема. Если в вертикальных системах его просто опускают в скважину, то в горизонтальных его нужно располагать в почве в горизонтальной плоскости на глубине ниже промерзания грунта. А это занимает довольно большую площадь, которую имеет не каждый участок.
3.  Гидравлический контур. Редкий случай, когда под домом на небольшой глубине находится водоем с незамерзающей водой. в таком случае расходы на устройство геотермальной системы существенно сокращаются.

Стоимость геотермального отопления

Расчет геотермального отопления для дома основывается на общих данных, полученных экспериментальным путем. Они говорят о том, что для получения 50 Вт тепловой энергии необходим один квадратный метр коллектора. Именно поэтому и бурят такие глубокие скважины и поэтому необходимы такие большие площади под горизонтальные внешние контура. Цена геотермальной системы отопления формируется на основе стоимости и работ по установке коллекторов, и стоимости оборудования.

В состав системы входит масса элементов. это и сложные и дорогие тепловые насосы, бойлеры для горячей воды, геотермальные коллекторы, теплоноситель (пропиленгликоль) для заполнения системы. Это и работы по бурению скважин, их укреплению, обвязке котельной, установке насоса и пусконаладочные работы. Естественно, что цена оборудования зависит от производителя, а это могут быть VIESSMANN, Vaillant, NIBE, от мощности и производительности самого насоса и глубины бурения. Для простого примера, чтобы не прибегать к сложным инженерным расчетам, можно приблизительно выделить 15 тысяч евро для дома площадью около 400 квадратов.

Недешево, однако после вложения этих денег ближайших 100-150 лет никто из живущих в доме не станет задумываться о том, как отопить дом без газа.

Читайте также Воздушное отопление частного дома своими руками, Схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома

nashprorab.com

Геотермальное отопление дома: миф или реальность

С недавних времен деятельность человечества, которая направлена на удовлетворение своих потребностей, начала негативно сказываться на окружающей среде. Теплоэлектростанции и заводы причиняют существенный вред окружающей среде.

Общество начало осознавать, что запасов углеводородов надолго не хватит, и начало разрабатывать альтернативы. Одной из таких является геотермальное отопление дома своими руками, при условии, что известна технология строительства.

Геотермальная система

В странах бывшего советского союза, такой вид отопления является лишь аналоговым, но в странах Европы и Америки геотермальные системы отопления являются главным источником тепловой энергии.

Экологический потенциал, а также высокая рентабельность говорят о том, что такой вид получения тепловой энергии станет приоритетным на всей планете. Такие геотермальные установки функционируют на преобразование полученного тепла земли.

Геотермическую установку можно сравнить с работой обычного холодильника, разница состоит лишь в том, что холодильник работает на охлаждение, а установка на нагрев.

Совет! В летний период отрегулируйте работу системы на охлаждение, и вы сможете охлаждать свой дом без использования кондиционеров.

Принцип работы геотермальной установки для отопления

Геоотопление является экономичной системой, которая представляет собой хорошую альтернативу для существующих ныне.

За счет того, что земля хранит в себе тепло все время, есть возможность нагреть объекты на её поверхности. Принцип заключается в том, что внутри земли находится магма, которая её прогревает, а грунт, располагающийся снаружи, не дает земле промерзнуть.

Геотермальная система отопления использует эту тепловую энергию. Работа системы происходит благодаря работе теплового насоса. Принцип работы такой: тепловой насос монтируется на поверхности, а в шахту опускаются теплообменники.

Принцип работы

Сквозь насос проходит грунтовая вода, которая нагревается. Это тепло затем применяется для промышленных и бытовых нужд. Большое преимущество этой системы заключается в том, что работа теплового насоса равна одному киловатту, а польза от него четыре – шесть киловатт.

К примеру, самый обыкновенный кондиционер выполняет обычное преобразование одного киловатта электроэнергии в киловатт тепловой, а тепловой насос не только возвращает затраченную электроэнергию на его работу, но и быстро окупает цену за всю систему.

Узнайте также об особенностях обустройства парового отопления в частном доме.

Особенности системы

Соорудить геотермальное отопление своими руками – не такая уж легкая задача, но вполне реализуемая. Первым делом, стоит заняться бурением шахты, обсчет параметров шахт сугубо индивидуальный.

Расчет зависит от:

• Площади строения;
• Земной коры региона;
• Типа грунта;
• Климата.

Практика показывает, что длина шахты находится в пределах 25-100 метрах.

Следующий этап — это спуск теплопоглощающих трубок в шахту. Смысл заключается в том, чтобы подавать нагретую жидкость в тепловой насос, который её сжимает, вследствие чего она нагревается, а далее тепло попадает в систему отопления.

Принцип работы теплового насоса

Если у вас есть желание произвести монтаж геотермального отопления, то вам понадобится помощник, так как некоторые элементы тяжелые.

Читайте также о видах металлических экранов для батарей отопления.

Варианты работы системы

Разделяют три главных варианта функционирования геотермальной системы:

1. Осуществляется за счет применения энергии глубоких грунтовых вод. Эти воды обладают большими температурами, тепловой насос, сжимая их, подымает воды на поверхность и придает им ещё большую температуру.  Затем вода проходит через теплообменник и охлаждается, отдавая свое тепло теплоносителю системы отопления;
2. Второй вариант потребует дополнительных капиталовложений. Инструкция говорит, что шахта изготовляется глубиной от 75 метров и более, в трубки заливается антифриз, который находится в специальном резервуаре. Тепловая энергия антифриза отдается через теплообменник, а антифриз возвращается в резервуар;
3. Последний вариант не требует изготовления шахты. Он может подойти для обогрева домов, у которых есть выход к водоемам. От теплообменника по периметру дна водоема устанавливают зонды в горизонтальной плоскости, задача которых трансформация тепла воды на дне.

Система для загородного дома

Преимущества

• Экспериментально доказанный факт: геотермальные отопительные системы производят энергии в несколько раз больше, чем стоимость ресурсов затраченных для их работы;
• Экологическая безопасность такой системы намного выше, чем у применяющихся сейчас систем отопления. Геотермальная установка не выделяет выбросов, загрязняющих атмосферу;
• Для работы не требуются химические вещества или углеводороды. Этот факт делает её безопасной для жителей, а также для земли и водоемов. Работа системы исключает возгорание и взрыв;
• Если геотермическое отопление реализовано правильно, то оно будет работать гарантировано тридцать лет без вмешательства людей.

Интересные факты

Широкое применение такие системы получили в соединенных штатах в восьмидесятых годах во время кризиса. Её начали использовать люди, у которых имелись некоторые сбережения. И практика показала, что хоть цена на её изготовление и была большой, но она окупала себя за несколько лет.

Затем опыт американцев начали перенимать европейцы. Есть статистика, что двадцать лет назад пользователей таких систем во всей Европе было около двенадцати миллионов человек. До наших дней эта цифра увеличилась в несколько раз, ведь геотермальные системы отопления очень выгодны.

Читайте также статью об особенностях монтажа чугунных батарей отопления.

Заключение

Геотермальное отопление загородного дома является выгодным капиталовложением, несмотря на высокую стоимость. Такая система окупится через пару лет, помимо этого она безвредна и безопасна для своих пользователей, а фото и видео с ней можно легко найти в интернете.

Загородный дом с шахтой

otoplenie-gid.ru

Смотрите также

• 
  Геотермальный котел
• 
  Котлы рендамакс
• 
  Котел твердотельный
• 
  Веллер котел
• 
  Пиролиз котел
• 
  Котел стаханов
• 
  Котел хайер
• 
  Тэц котел
• 
  Котел перевод
• 
  Котел рысь
• 
  Электрокотел котел