Геотермальная система отопления (Геотермальное отопление дома)

При постройке любого дома необходимо предусмотреть и решить очень много разнообразных вопросов. Это, в основном, весьма затратное дело. Попробуем сэкономить? Не на качественных строительных материалах, а на отоплении. Это звучит немного необычно, однако если отказаться от обычных способов и при проектировании включить так называемое геотермальное отопление, то это даст вашему бюджету значительную экономию в скором времени.

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.

Преимущества и недостатки

Геотермальное отопление чаще используется в промышленных масштабах. Так, на Дальнем Востоке функционируют электростанции, что работают от тепла недр Земли.

Геоотопление отлично подойдёт для загородного или частного дома. Это хорошая альтернатива традиционным методам обогрева. К числу преимуществ такой системы можно отнести следующие нюансы:

  • неисчерпаемость энергии;
  • пожаробезопасность;
  • отсутствие топлива как такового — нет надобности доставлять и хранить его;
  • экологическая безопасность.

Для отопления дома средних размеров потребуется 300−400 Вт электроэнергии. Что касается цены, то это работа одной лампочки на 300 Вт, но при этом обогревается весь дом и присутствует горячая вода.

Главный минус такого отопления — высокая цена обустройство системы. В среднем потребуется около 10 тыс. евро. Половина этой стоимости — цена оборудования, а вторая — плата за монтаж. Но если знать, как работает отопление от земли, можно самостоятельно установить систему обогрева. Это довольно трудоёмкий процесс, поэтому мало кто решается делать геотермальное отопление дома своими руками.

Геотермальные тепловые насосы. Принцип работы, виды.

Тепло, которое можно выпросить определенным способом у грунтовых вод, подземных озер и самого грунта, называют геотермальной энергией. Такой вид энергии известен давно и хорошо изучен. Применение его на практике ограничивало только отсутствие технологий для изготовления оборудования. Все изменилось, и мы можем говорить о таком методе получения тепла, как о практически применимом. Геотермальный тепловой насос – целый комплекс устройств и технологий, направленных на получения тепла. Эта тепловая энергия впоследствии может быть использована как угодно – для отопления жилого дома, технологических процессов, сельскохозяйственных потребностей. Применить такое устройство — значит получить безлимитный доступ к тепловой энергии в любое время и в любых количествах. Все зависит от параметров применяемого оборудования. Насколько близко к реальности применение метода, мы узнаем после рассмотрения важных моментов, которые помогут понять принцип работы и способы внедрения его в жизнь.

Читайте также:  Отопление тепловым насосом воздух-воздух

Тепловой насос и его принцип работы

Очень упрощает понимание сложных аспектов проведение прямых и простых параллелей. Принцип работы теплового насоса можно сопоставить с работой обычного холодильника. Сходите на кухню и прикоснитесь к теплообменнику холодильника. Он теплый. Теперь откройте холодильник. Внутри низкая температура. Что же получается – необходимый холод мы получаем путем нагревания змеевика? Точнее, хладоносителя, который циркулирует внутри системы. Теперь представьте, что мы вывернули холодильник наизнанку. Все. Источник тепла получен за счет холода. Предельно просто. Поскольку запасы холодной воды или воздуха в почве неиссякаемы, то напрашивается вопрос – как преобразовать постоянный источник холода в постоянный источник низкотемпературного тепла. Для этого и применяют геотермальный тепловой насос.

Виды геотермальных насосов

Тепловой насос работает в широком температурном режиме – от -30 до +40°С. По принципу транспортировки тепловой энергии их разделяют на:

  • адсорбционные;
  • парокомпрессорные;
  • абсорбционные.

По источникам тепла геотермальные тепловые насосы делятся на:

  • грунтовые воды;
  • грунт: скважина или горизонтальный коллектор;
  • водоем.

Мы рассмотрим геотермальные тепловые насосы, как более перспективные и близкие к реализации в жизни. Сам тепловой насос, не считая всей системы, занимает места, как электрическая духовка. Экономическая эффективность его работы можно рассмотреть только в сравнении с похожим устройством – кондиционером. Для получения тепла в количестве 5кВт геотермальный насос расходует всего 1кВт электроэнергии, в то время как кондиционер использует 6кВт.

Условия для установки Особенности Заключение
Горизонтальный теплообменник Теплообменник помещают в почву на глубину, гораздо превосходящую глубину промерзания. У такой системы есть один существенный недостаток. Площадь. Для того, чтобы полноценно отопить средний жилой дом, нужно расположить теплообменник на площади, в три раза большей, чем отапливаемая. Если вы не крупный помещик, то такая схема, скорее всего вам не подойдет.
Вертикальный теплообменник Компактнее, но с большими затратами теплообменник может быть расположен вертикально. Потребуются скважины 30-50 м глубиной каждая в зависимости от типа грунта. Площадь он займет гораздо меньшую, но для реализации такой системы необходимо применить буровую установку, что само по себе не является проблемой, но стоимость работ будет достаточно высока. Такая система хороша тем, что не нарушит ландшафт приусадебного участка и прослужит минимум лет сто, в зависимости от качества применяемых материалов.
Водный теплообменник Это очень экономичная конструкция и актуальна в первую очередь для тех домов, которые расположены на берегу водоема или не дальше, чем 150м от него. Трубы теплообменника погружают на трехметровую глубину. Площадь водоема должна быть не меньше 200м. Но все равно такой метод окупается очень быстро. В среднем, срок окупаемости около двух лет. Это зависит от способа расположения теплообменника и применяемых конструктивных материалов.

Плюсы и минусы геотермальных систем

Весь мир, напуганный топливным кризисом середины прошлого века, стал постепенно внедрять в жизнь этот метод отопления жилых домов.

Швеция использует тепловые насосы различных типов в 70% частных домовладений.

Несмотря на все преимущества, есть серьезные проблемы по внедрению таких систем в наших условиях:

  • дороговизна оборудования и масштабы работ;
  • необходимость моментального капиталовложения со сроком окупаемости в 2-7 лет при доступном подключении магистрального газа.

Какая будет экономическая выгода от внедрения таких систем, посмотрим через 2-3 года, а пока будем готовиться к очередному подорожанию энергоресурсов.

Вам нужно подобрать геотермальный тепловой насос для отопления загородного дома? Заполните форму ниже и мы свяжемся с Вами!

Отправить запрос на подбор оборудования

Геотермальное отопление и его применение в мире

Впервые широкое использование геотермального отопления было начато в США в годы сильного экономического кризиса в восьмидесятых годах двадцатого столетия. Вначале это было довольно дорогая установка, которая устанавливалась только в элитных домах США. Технология производства специальных систем геотермального отопления развивалась, и, разумеется, становилась все дешевле. На сегодняшний день геотермальное отопление используется в станах Америки повсеместно. Такое отопление покорило также Европу. Если еще в 1980 году в странах Европы насчитывалось около 150 тысяч геотермальных установок, то к 1993 году их уже было 12 миллионов. Сегодня во всем мире люди выбирают более экономичное отопление!

Дополнительная информация

Геотермальное отопление дома, принцип работы которого описан выше, требует соблюдения определённых условий для того, чтобы качественно функционировать. Вот базовые требования, выполнение которых обязательно:

  • Правильный расчёт ёмкости и потребления. Это самый основной момент, проигнорировав который, можно не получить желаемого результата, потратив достаточно приличные средства. В случаях, если планируется расширение количества построек на участке – стоит заранее подумать и об их отоплении тоже;
  • Укладывая внешний контур горизонтально в грунт, что является одним из самых распространённых вариантов монтажа систем – необходимо соблюдать минимальное расстояние между трубами, равное двадцати сантиметрам. На дно котлована необходимо выстелить подушку из песка, толщиной не менее полуметра, для своевременного отвода грунтовых и талых вод от системы, иначе вы рискуете остаться без тепла;
  • Насос лучше приобретать у проверенного производителя с гарантией, а не мастерить его самостоятельно, в противном случае никто не даст гарантий работоспособности вашей системы;
  • Обеспечьте себя бесперебойными поставками электричества, ведь без них такое отопление просто не будет работать.

В среднем, монтаж такой системы отопление обойдётся от семисот тысяч, до полутора миллионов, а энергопотребление составляет порядка трёх киловатт в час. Насколько рационально применение данного типа отопления – решать вам, окупаемость у него весьма длительная, а стоимость довольно высока, однако в перспективе такая система, несомненно, позволит добиться полной автономности своего участка от любых внешних факторов.

Как работает отопление от земли

Такая система отопления, как геотермальная работает в автономном режиме и при этом четко регулирует нужную температуру в комнате. Принцип работы во всех системах отопления одинаковый и по этой причине он не зависит от разных изготовителей комплектующих частей. Вся основная работа возлагается на тепловые насосы, они могут отличаться между собой по внешнему виду, разновидностям, но принцип производства тепла у всех одинаковый. Что касается использования энергии тепла, то такая система может использовать разные виды электрического тепла земли. Такая система состоит из двух контуров.

А именно:

  1. Внутренний контур. Является соединениями труб и радиаторными элементами.
  2. Внешний контур. Это контур является габаритным теплообменником. Устанавливают его в шахтах земли или в водоеме. По нему выполняется циркуляция особой жидкости с добавлением антифриза.

В последнем варианте теплоноситель набирает температуру окружающей среды и затем поступает в насос. После этого насос передает прогретый теплоноситель во внешний контур, а это уже дает возможность прогревать теплоноситель системы отопления по дому.

Не смотря на то, что геотермическое отопление работает по принципу холодильника, ему необходим котел. Для частного дома котлы не станут большой помехой, так как их можно разместить в подвале.

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.

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.

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.

Виды систем

Геотермическое отопление возможно реализовано несколькими методами:

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.

Преимущества геотермального отопления:

  • для отопления используется энергия земли, а она возобновляется и практически неисчерпаема;
  • безопасность, так как нет риска возгорания;
  • нет необходимости доставлять и хранить топливо;
  • нет вредных выбросов;
  • нет необходимости в контроле системы, так как она работает в автономном режиме;
  • почти нет расходов на обслуживание;
  • очень высокий КПД оборудования.

Наиболее оптимально геотермальное отопление подходит в том случае, когда ваш дом имеет площадь до 150 м², такое отопление окупится уже через 3-4 года.

Хотя такой вид отопления и требует значительных первоначальных вложений, но он имеет большой срок службы и в скором времени все ваши инвестиции окупятся.

Преимущества решения

Итак, геотермический способ характеризуется следующим набором положительных особенностей:

  • Используется неисчерпаемая бесплатная тепловая энергия.
  • Отсутствует риск пожара, детонации, короткого замыкания и прочих опасных явлений.
  • Нет необходимости возводить отдельную постройку для организации котельной, сам агрегат занимает мало места, отсутствует нужда в дополнительных площадях для хранения топлива.
  • Схема идеальна с точки зрения экологической безопасности. В процессе использования отсутствуют продукты сгорания и выбросы, провоцирующие загрязнение воздуха, почвы и водоемов.
  • Система не нуждается в регулярном обслуживании и контроле, корректность параметров поддерживается автоматикой. Экономичность обеспечивается также и этой особенностью.
  • Вариативность. Отопительный контур, находящийся непосредственно в здании, по своей конструкции ничем не отличается от традиционных систем водяного обогрева. Хозяева могут воплотить в жизнь и современную идею теплого пола, и более традиционную радиаторную схему.

Вывод

Конечно, минусы данного типа отопления хорошенько компенсируются преимуществами геотермальных систем. Стоит отметить, что геотермальное отопление не наносит вреда экологии. Если вы приверженец “зеленой энергетики” и не сильно ограничены в бюджете, то грех не использовать геотермальную энергию.

Еще одним важным преимуществом геотермальных коммуникаций является неприхотливость к обслуживанию. Так же как и к хорошему холодильнику, к геотермальному насосу можно не подходить для сервиса на протяжении первых 30 лет точно.

Выводы и полезное видео по теме

Если вам проще воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик позволит вам своими глазами увидеть, как именно функционирует геотермальная система, а также больше узнать о том, кому и почему этот вид отопления выгоден.

Предлагаем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором владелец горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о своих впечатлениях от его эксплуатации. Кроме того, посмотрев это видео, вы узнаете о текущих расходах, связанных с эксплуатацией системы геотермального отопления.

Каждый владелец частного дома выбирает сам, покупать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или надеяться только на себя самого. При этом он руководствуется целым списком соображений. Задача, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, чтобы подтолкнуть вас к готовому выводу, а в том, чтобы поделиться информацией о вариантах решения стоящей перед вами задачи.

Достоинства обогрева дома теплом из земли

Тепловая энергия, получаемая за счет земли – это альтернативная система отопления, в которой установлен котел, однако она обладает массой преимуществ относительно других систем. Есть возможность получить намного больше тепла, и снизить расходы электричества, которых обычные котлы требуют очень много. Система совершенно безопасная, как с экологической точки зрения, так и со стороны эксплуатации. Категорически исключены вредные выбросы или также моменты, как возгорание и тому подобные.

Для функционирования системы не потребуется использование топлива или химических средств, так как работает геотермальное отопление только на природном ресурсе. Категорически исключены взрывы или возгорания. Если провести правильный монтаж системы, то она прослужит на протяжении 30 лет и при этом не потребуется дополнительное обслуживание.