Термальный обогрев дома

Содержание

Что такое геотермальное отопление и охлаждение?

Термальный обогрев дома

Земля поглощает и хранит около половины солнечной энергии. Из-за этой массивной абсорбции, земля поддерживает довольно постоянную температуру от 45 до 70 градусов по Фаренгейту на глубине 6 футов. Тем не менее, температура воздуха колеблется от зимы до лета, что делает традиционные системы отопления и охлаждения неэффективными в момент необходимости. Здесь происходит геотермическое отопление и охлаждение.

В принципе, геотермальные системы отопления и охлаждения работают намного иначе, чем традиционные системы. Традиционные системы включают в себя некоторую форму сгорания, как правило, природного газа, пропана или масла для получения тепла. Геотермические системы отопления и охлаждения не связаны с какими-либо формами сгорания; вместо этого они проникают в тепло под землей через ряд утопленных, высокоплотных полиэтиленовых труб, известных как система заземления, и перераспределяют их по всему зданию.

Все соединения и соединения системы заземления соединены тепловым соединением для создания единственного непрерывного канала трубы. Процесс термоплавления не требует применения клея, и это добавляет к усилению прочности системы петли. Система заземления очень выгодна, поскольку все петлевые трубопроводы имеют впечатляющую 50-летнюю гарантию.

Установка контуров заземления поставляется в широком диапазоне конфигураций в зависимости от выбранного сайта. Конфигурации включают в себя горизонтальные петли, вертикальные петли, петли для прудов, открытые петли.

Тепловой насос Геотермального  используются , чтобы использовать геотермальную энергию внутри земли , чтобы осыпать наши дома или использовать это тепло для промышленных целей. Геотермальные тепловые насосы построены на одном и том же базовом помещении в качестве обычных тепловых насосов.

Разница в том, что геотермальный тип выделяет тепло из земли вместо наружного воздуха. Тепло от земли считается стабильным и ровным. В дополнение к обеспечению отопления для вашего дома, этот вид энергии также может обеспечить кондиционирование воздуха и в большинстве случаев горячую воду.

Как работает геотермальная система отопления и охлаждения?

Не следует путать геотермальное отопление и охлаждение с геотермальной электростанцией. Геотермальная электростанция извлекает горячую воду из резервуара горячей воды ниже земной поверхности, преобразует горячую воду в пар и направляет пар для превращения турбины.

Турбина подключается к генератору через вал. Поворот турбины запускает генератор для производства электроэнергии. Геотермическое отопление и охлаждение, как мы видели выше, врезаются в тепло в земле, чтобы нагревать и охлаждать дом.

В геотермальном нагреве и охлаждении отсутствует генерация электричества.

Для полной работы любой геотермальной системы отопления и охлаждения должен быть установлен геотермальный тепловой насос, установленный в контурах зданий и грунтов.

Геотермальной тепловой насос , называемый также наземного источника тепловой насос представляет собой централизованную систему отопления и охлаждения , установленная в зданиях и передает тепло и от земли.

Его основным источником тепла зимой является земля, а летом; он отводит тепло от радиатора. Контуры заземления — это трубы, подвешенные под землей и соединенные с геотермальным тепловым насосом.

Как геотермальные системы отопления и охлаждения работают зимой

Подземные трубы или контуры заземления циркулируют по всем трубам, погребенным под землей. Вода поглощает тепло от земли через трубы. После того, как вода нагревается, она откачивается обратно в тепловой насос в здании. Затем геотермальный тепловой насос использует тепло от нагретой воды и распределяет его по всему дому в виде теплого воздуха. После того, как тепло извлекается из воды, он может вернуться обратно в подземные петли, чтобы снова нагреться, и цикл продолжается.

Как геотермальные системы отопления и охлаждения работают летом

Летом геотермальный тепловой насос работает как раз наоборот, как зима. Он извлекает горячий воздух из вашего дома и избавляется от тепла, оставляя за собой прохладный воздух, который циркулирует через вентиляционные отверстия, как кондиционер. Выделенное тепло из воздуха возвращается в землю через контуры заземления. Это означает, что когда вода покидает здание, он теплее, чем когда он откачивается, потому что из него извлекается тепло.

Весь этот процесс может казаться сложным, но это не так. Фактически, в большинстве европейских стран геотермальное отопление и охлаждение являются стандартной практикой. В таких странах, как Швейцария и Швеция, более 75% домов установили геотермальные системы отопления и охлаждения.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5b30cdd2b0e64500a89f8505/5b30dc96cb54e600a96a39b1

Геотермальное отопление своими руками – рекомендации по выбору типа наружного контура и инструкция по изготовлению

Термальный обогрев дома

Значительные первоначальные затраты пока не дают геотермальному отоплению превратиться у нас в «товар широкого потребления».

Но идея получать тепло бесплатно оказалась настолько заманчивой, что многие наши соотечественники стараются осваивать ее всеми силами, минимизируя расходы где только возможно.

Наиболее эффективный способ снизить стоимость системы – изготовить все ее компоненты самостоятельно.

Далее мы посмотрим, как можно организовать геотермальное отопление своими руками, и с какой суммой придется при этом расстаться.

Как работает геотермальное отопление?

Данный вид отопления у нас пока считается новинкой, но ведь ничего сверхнеобычного в нем нет.

Это просто новый способ применения старого доброго теплового насоса, который имеется в каждом холодильнике.

Родным братом системы геотермального отопления можно считать кондиционер, работающий в режиме «зима». Ведь это устройство греет воздух вовсе не с помощью ТЭНов, как думают некоторые.

Кондиционер, так сказать, перекачивает тепло, добываемое им из промозглого осеннего воздуха снаружи помещения. Ту же задачу выполняет тепловой насос в геотермальной установке, только в качестве источника тепла используется грунт или вода с температурой +5 – +7 градусов.

Как же получается, что ледяная на ощупь среда выступает в роли источника тепла? Это становится возможным благодаря замечательной способности газов нагреваться при сжатии и остывать при расширении.

Если порции газа дать нагреться от одной среды, а затем перенести в другую и там сжать, он станет еще более горячим и будет отдавать тепловую энергию этой второй среде, даже если она имеет более высокую температуру, чем первая. Теперь снова вернем газ к первоначальному давлению, одновременно перенеся его в первую среду.

Геотермальное отопления – принцип работы

Его температура упадет ниже первоначальной, ведь часть внутренней энергии была отдана в виде тепла на этапе сжатия. Следовательно, газ снова начнет нагреваться от первой среды.

Повторяя операцию снова и снова, мы будем «перекачивать» тепло из одной среды в другую в противоположном естественному теплообмену направлении. Этот процесс называется «циклом Карно» и именно на нем основан принцип работы теплового насоса в системе геотермального отопления.

Классификация по конструкционному типу

Если в случае с кондиционером газ-хладагент сам проходит через среду-источник, то в системе геотермального отопления он получает тепло от посредника – воды или антифриза.

Последний циркулирует по так называемому наружному контуру, представляющему собой длинную трубу.

Именно эта труба и помещается в среду источник.

По виду наружного контура различают три исполнения систем геотермального отопления:

  1. С горизонтальным контуром: труба укладывается «змейкой» (в грунте) или в виде спирали (на дне водоема) ниже глубины промерзания, то есть примерно в паре метров от поверхности земли. Такой контур занимает большую площадь, но зато его может соорудить сам владелец.
  2. С вертикальным контуром: трубы опускаются в глубокие скважины. Более удобный вариант, так как не требует значительного пространства, но для строительства скважины придется нанимать специалистов с особым оборудованием.
  3. Комбинированный вариант: еще один тип контура, который можно построить самостоятельно, при этом он занимает меньше места, чем горизонтальный. Используется полимерная труба, которая укладывается в грунт в виде цилиндрической пружины. Получается нечто среднее между вертикальным и горизонтальным контурами с уклоном в сторону последнего.
Читайте также  Обогрев дачного дома электричеством

Особенности отопительной системы

В отличие от газового котла, тепловому насосу не требуется нагревать теплоноситель системы отопления до высокой температуры, так как образование конденсата при холодной «обратке» ему не грозит. К тому же работа в низкотемпературном режиме потребует меньших энергозатрат.

Чтобы компенсировать низкую температуру теплоносителя, поверхность радиаторов пришлось бы сильно увеличивать, поэтому вместо них лучше использовать систему «теплый пол». Этот вид отопления является и наиболее рациональным, так как нагреваемый воздух в первую очередь поступает, так сказать, в зону обитания, а не под потолок.

Тепло от земли

Еще один аргумент в пользу «теплого пола» – минимальные теплопотери. Ведь их величина зависит, в первую очередь, от перепада температур, а он при низкотемпературном режиме является наименьшим. Второй фактор – площадь контакта нагретого воздуха с наружными стенами. Поднимающийся от «теплого пола» воздух наружных стен не касается (при использовании обычных радиаторов он буквально омывает остекление окна и прилегающие участки наружной стены).

Основной недостаток «теплого пола» – энергозависимость – в данном случае неактуален, так как тепловой насос тоже не сможет работать без электричества.

Опасность скрытой протечки также можно не принимать во внимание, если контур делать цельным из гибких полимерных труб.

Внедряя геотермальное отопление, мы выигрываем в следующем:

  1. Получаем дармовое тепло: 1 кВт затраченной электроэнергии приносит в среднем 3, а иногда и 5 кВт тепла.
  2. Обходимся без строительства дымохода и утомительных работ по его обслуживанию.
  3. Не загрязняем атмосферу и экономим невозобновляемые ресурсы.

Теперь о недостатках:

  1. Система без электропитания неработоспособна.
  2. Наружный контур имеет очень большие размеры.

Безопасная геотермальная система

Производительность системы по теплу ограничена. Во-первых, наружный контур не может иметь сколь угодно большую длину, так как с увеличением продолжительности значительно возрастает его гидравлическое сопротивление. Во-вторых, при интенсивной выкачке тепла грунт будет перемерзать, что при вертикальном расположении наружного контура (в скважинах) может привести к негативным последствиям для местной экологии.

Геотермальная система отопления своими руками – пошаговая инструкция

Рассмотрим сооружение геотермального отопления дома своими руками с горизонтальным наружным контуром (укладка в грунте). Работы разобьем на два этапа.

Изготовление теплового насоса

На стене следует закрепить компрессор от кондиционера или холодильника.

При наличии слабой проводки используйте два компрессора с меньшей мощностью – это позволит уменьшить пусковой ток (компрессоры будут включаться последовательно).

Конденсатор, в котором будет сжиматься хладагент, изготавливаем из сантехнической медной трубы наружным диаметром около 12 мм и толщиной стенки 1 – 1,2 мм. Она наматывается на цилиндрическую болванку, так чтобы получился змеевик.

Испаритель делается из того же материала.

Самодельный тепловой насос

В качестве теплообменников следует использовать две емкости: для системы отопления – нержавеющую (здесь устанавливается конденсатор), для наружного контура – пластиковую (в ней установим испаритель).

Конденсатор устанавливаем так, чтобы фреон в нем двигался сверху вниз. Благодаря этому при его конденсации не будут образовываться пузырьки. В испарителе газ должен двигаться в противоположном направлении.

Один конец конденсатора присоединяется к выходу компрессора, на другом – устанавливается редукционный клапан. К выходному отверстию этого клапана присоединяется испаритель, второй конец которого следует подключить ко входу компрессора.

Каждую емкость при помощи штуцеров следует врезать в соответствующий контур.

Строительство наружного контура

Контур представляет собой пластиковую трубу, уложенную в траншею ниже глубины промерзания грунта в виде «змейки». Расстояние между соседними участками должно составлять около 70 см.

Длина контура будет зависеть от влажности грунта. При сухом грунте с каждого метра трубы удается снять 10 Вт тепла, во влажных глинистых почвах этот показатель возрастает до 35 Вт. Таким образом, на каждый кВт тепловой мощности понадобится контур площадью от 25 до 50 кв. м.

Затраты

При изготовлении теплового насоса мощностью 9 кВт по теплу придется потратить:

  • на изделия и материалы для конденсатора: 163 доллара;
  • для испарителя: 206 долларов;
  • на б/у компрессор и фреон: около 50 долларов.

При наличии автоматики общая стоимость самодельного теплового насоса составит примерно 500 долларов.

Полипропиленовая труба марки PN10 диаметром 50 мм для наружного контура будет стоить по 193 руб. за погонный метр.

на тему

Источник: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/geotermalnoe-svoimi-rukami.html

Перспективное альтернативное отопление дома: геотермальное

Термальный обогрев дома

В связи с тем, что традиционная область энергетического обеспечения исчерпывает свои возможности, популярными становятся альтернативные способы получения энергии, например, геотермальной.

Геотермальное отопление частного дома — перспективный метод отопления

Принцип действия

Основывается геотермальное отопление на том, что глубинные слои земной поверхности даже в сильный мороз не промерзают, так, на глубине 3 метров температура земли в зимний период находится в пределах +2-+3 градусов и наблюдается ее повышение с увеличением глубины. На потребление этого тепла и направлена геотермальная отопительная система. Тепловая энергия преобразуется при помощи теплового насоса, принципиально схожего по принципу действия с реверсивным кондиционером.

Получение тепла в такой системе основано на простых законах при расширении газ охлаждается, а при сжатии – нагревается

к меню ↑

Основные элементы геотермальной отопительной системы:

  • Тепловой насос (компрессор);
  • Система капилляров;
  • Испаритель;
  • Конденсатор;
  • Расширительный клапан;
  • Распределительный коллектор;
  • Радиаторы отопления;
  • Дополнительная автоматика для контроля параметров микроклимата.

В грунте на глубине 10-и и более метров, где гарантирована положительная температура, размещаются герметичные трубы большого диаметра.

К ним, посредством специального вентиля, подключаются трубы меньшего диаметра, в результате получается замкнутый контур, по которому обеспечивается непрерывная циркуляция теплоносителя, как с компрессором, так и без него.

Система капилляров при геотермальном отоплении дома

Трубы меньшего диаметра выполняют роль конденсатора, соединенного через теплообменник с водогрейным и отопительным контурами. Трубы большего диаметра являются испарителем. Компрессор в данной системе необходим для того, чтобы обеспечивать сжатие фреона в конденсаторе и расширение в испарителе.

При попадании в трубы большего диаметра газ расширяется и охлаждается, в следствие чего активно поглощает тепловую энергию Земли, затем он попадает в трубы меньшего диаметра и сжимается, в результате чего значительно нагревается (температура может достигать 130 градусов) и отдает тепловую энергию в отопительную систему.

При работе системы реализуется обратный цикл Карно. Ее также можно использовать как кондиционер, если магистраль с теплоносителем оснастить реверсивным клапаном.

к меню ↑

Виды тепловых насосов

В системе геотермального отопления дома используются следующие виды тепловых насосов:

  • «Грунт-вода». В таких насосах в качестве теплоносителя используется смесь пресной или соленой воды с антифризом. Трубы теплообменника в данном случае погружаются непосредственно в грунт.
  • «Вода-вода». Насосы такого типа обеспечивают циркуляцию грунтовых вод из земли в теплообменник, в котором циркулирующий фреон получает тепловую энергию.
  • «Вода-воздух». В теплообменнике таких насосов производится нагрев не только воды, но и воздуха, который посредством системы вентиляции подается в помещение. Такой вид теплового насоса удобен при организации системы кондиционирования воздуха.
  • «Воздух-воздух». В качестве теплоносителя используется атмосферный воздух, который при прохождении капиллярных трубок охлаждается, отдавая тепло отопительной системе.
  • «Углекислый газ-вода». В таких системах углекислый газ самостоятельно (это значительно упрощает устройство системы) циркулирует в первичном контуре системы теплообмена по медным трубкам, которые позволяют обеспечить оптимальный теплообмен. Они размещены на глубине до 75 метров.

геотермальная система отопления

к меню ↑

Виды теплообменников

В геотермальных системах отопления могут быть использованы следующие виды теплообменников внешнего контура (погружаемые в грунт земли):

  • Горизонтальный – система горизонтально расположенных труб, которые размещаются на глубину, превышающую уровень промерзания почвы. Используется такой теплообменник нечасто, так как требует большой площади участка (до 600 кв.м.) для монтажа. Устройство такого теплообменника крайне неудобно тем, что требует «порчи» приусадебного участка: поднятие газона, вырывание всех кустов и деревьев и повторное облагораживание.
  • Вертикальный – самый компактный вариант теплообменника, так как при вертикальном расположении теплообменные трубы занимают минимальную площадь участка. Недостаток – требуется спецоборудование для бурения отверстий на большую глубину (до 100 метров)
  • Водоразмещенный – горизонтальная трубная система, расположенная на дне водоема глубиной 2,5-3 метра и площадью около 200 кв.м.

к меню ↑

Преимущества геотермального отопления:

Преимуществ у геотермальной системы отопления дома значительно больше, чем недостатков

  • Экологичность, так как система представляет собой закрытый трубный контур, и никаких выбросов в окружающую среду не производится;
  • Отсутствие вероятности возникновения пожара, так как не используются процессы горения;
  • Бесшумная работа современных компрессоров;
  • Нет необходимости решения вопросов, связанных с оплатой и доставкой топлива;
  • Экономичность благодаря высокому КПД.

к меню ↑

Недостатки геотермального отопления:

  • Высокая цена на тепловые насосы и монтаж отопительной системы;
  • Недостаточная эффективность тепловых насосов среднего ценового диапазона;

к меню ↑

Итог

Хотя доказательства экономичной целесообразности монтажа такой системы имеются – в европейских странах геотермальное отопление загородного дома распространено достаточно широко.

к меню ↑

о преимуществах геотермального отопления

Основной принцип работы геотермального теплового насоса, как альтернативного источника энергии.Выгодные преимущества при отоплении загородного коттеджа или частного дома, перед другими видами топлива.

Читайте также  Обогрев водосточных труб и желобов саморегулирующим кабелем

Источник: http://prootoplenie.com/sistemy-otopleniya/chastnyjj-dom/geotermalnoe-otoplenie-doma.html

Как сделать геотермальное отопление дома – принцип работы, варианты устройства своими руками

Термальный обогрев дома

При возведении частного загородного дома его хозяину нужно будет решать вопрос с отоплением жилья. На сегодня существует немало вариантов обустройства автономного теплоснабжения в отдельном домовладении, расположенном за пределами городской черты. Одним из новейших способов решения проблемы специалисты называют геотермальное отопление дома.

Немало владельцев загородной недвижимости считают, что такую систему подачи тепловой энергии можно реализовать исключительно в той местности, где имеются гейзеры, горячие подземные водные объекты и т.д. В действительности термальное отопление дома будет успешно функционировать и в других регионах, с теплыми водоемами, имеющими невысокую температуру.

Особенности геотермальной отопительной системы

Геотермальное отопление загородного дома относится к альтернативному, практически идеальному способу подачи тепла в жилое здание. Для функционирования системы задействуют геотермальную энергию, которую можно добывать из различных природных источников.

Принцип работы геотермального отопления имеет немало общего с эксплуатацией холодильных систем. При этом основное отличие заключается в том, что в холодильнике рефрижератор продуцирует охлажденный воздух, а геотермальные установки вырабатывают тепловую энергию.

При термальном отоплении воздух в летнюю жару охлаждается, а морозной зимой – греется. При этом финансовые расходы на обустройство такого варианта теплоснабжения гораздо ниже, если сравнивать с затратами на иные тепловые системы. Геотермальное отопление дома способствует созданию в нем комфортных условий для проживания.

Принцип работы геотермального отопления дома

Работает термальное оборудование в автономном режиме, контролируя температуру в помещениях. Принцип функционирования аналогичен для всех установок вне зависимости от компании-изготовителя комплектующих изделий.

Основная рабочая нагрузка оказывается на специальное насосное оборудование, которое может отличаться своим внешним видом, но производительность тепла у разных моделей имеет стандартные значения.

Геотермальная система отопления успешно работает с разными видами земной энергии, она состоит из двух контуров:

Первый из них представляет собой отопительную конструкцию, состоящую из трубопроводов и радиаторов. Что касается внешнего контура, то это теплообменник, устанавливаемый в водном массиве или под толщей почвы. Внутри него циркулирует специальная жидкость, в которую добавлен антифриз, в некоторых случаях его наполняют только водой.

Теплоноситель нагревается до температуры окружающей среды, после чего в горячем состоянии подается в насос. Накопленное таким образом геотермальное тепло далее поступает на внутренний контур, прогревая теплоноситель в трубах и радиаторах, смонтированных по всему дому.

Способы монтажа термальной системы отопления своими руками

Когда обустраивают термальное отопление, используют разные типы теплообменников:

  1. Вертикальная установка. Она отличается компактностью и более высокой ценой монтажа по сравнению с иными вариантами. Чтобы обустроить отопление из скважины не потребуется большая площадь, но придется использовать особые бурильные установки. В зависимости от применяемой технологии глубина скважины может достигать отметки в 200 метров при минимальном показателе, равном 50 метрам. Срок эксплуатации такого отопления дома от скважины достигает 100 лет. Этот вид геотермального теплоснабжения выгодно монтировать на ранее обустроенном участке, поскольку ландшафт окружающего пространства не будет нарушен.
  2. Горизонтальное устройство – его используют часто. Когда устанавливают такой теплообменник, трубы нужно укладывать на значительную глубину, которая должна превышать отметку промерзания почвы. Основной недостаток применения подобной разводки состоит в том, что для монтажа коллектора необходима большая площадь. На ранее благоустроенном участке подобную систему проложить непросто.
  3. Водоразмещенная установка – такой тип теплообменника среди способов геотермального отопления является самым экономным относительно затрат, поскольку функционирует за счет энергии водных ресурсов. Данная система актуальна для владельцев недвижимости, у которых в сотне метров от участка имеется природный водоем.

Плюсы и минусы геотермального отопления

Данный вид отопления приобрел актуальность в Америке в 80-е годы, когда в стране разразился экономический кризис. Сначала монтаж подобных установок стоил огромных денег и его могли оплатить только состоятельные владельцы недвижимости, но позже геотермальное отопление своими руками стало доступно для многих слоев населения.

Обустройство геотермального теплоснабжения в частном домовладении имеет ряд преимуществ:

  1. Тепловую энергию для дальнейшего использования можно получать почти в любом месте, ее подача ничем не ограничивается и является наиболее устойчивой.
  2. Выработка геотермального тепла не приводит к образованию различных вредных выбросов после сгорания углекислого газа.
  3. Отопление на основе работы подобной установки не нуждается в постоянном обслуживании.
  4. Для владельца загородной недвижимости такое теплоснабжение помещений считается бесплатным.
  5. Насосное оборудование занимает гораздо меньше места для установки, чем при обустройстве других отопительных систем.
  6. При помощи геотермальной энергии можно не только нагревать помещение, но и в случае необходимости охлаждать его, поскольку принцип работы установки имеет много общего с функционированием кондиционеров.
  7. Допускается обустройство такого отопления одновременно с другими системами выработки тепла, например, с дизельной, газовой или функционирующей за счет солнечной энергии.

Несмотря на значительные преимущества использования геотермального варианта теплоснабжения, эти установки имеют и отрицательные моменты, среди которых: длительный период окупаемости и высокая стоимость монтажа отопительной системы.

Но перечисленные недостатки нивелируются нынешними тенденциями поднятия цен на многие виды топлива. Безусловно, срок окупаемости получается длительным, но 100 лет эксплуатации геотермального котла доказывает экономичность такого решения. 

Источник: https://teplospec.com/alternativnoe-otoplenie/kak-sdelat-geotermalnoe-otoplenie-doma-printsip-raboty-varianty-ustroystva-svoimi-rukami.html

Как сделать геотермальное отопление в частном доме

Термальный обогрев дома

Общеизвестен факт, что обогрев частного дома с помощью теплового насоса – самый эффективный способ из всех ныне существующих. Тема интересует многих домовладельцев в силу постоянного удорожания энергоносителей либо их отсутствия в той или иной местности. Рассмотрим подробнее, что собой представляет геотермальное отопление частного дома, как оно функционирует и что нужно для его монтажа.

Принцип действия геотермальных систем

Если вы никогда не прикасались к задней части своего домашнего холодильника, где расположена решетка теплообменника, то попробуйте это сделать. Вы обнаружите, что решетка горячая. Она нагревается оттого что передает наружу тепло из внутреннего пространства, где хранятся продукты. В результате температура внутри снижается, а снаружи тепло рассеивается в помещении кухни. То есть, холодильная машина переносит тепловую энергию из одного места в другое.

Тепловой насос – это та же холодильная машина, только действует наоборот. В том и состоит принцип работы геотермального отопления, чтобы тепло, имеющееся снаружи дома, перенести внутрь для его обогрева. Теоретически любое вещество или тело, чья температура выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), содержит тепло в виде энергии движения молекул. Что уж говорить о температуре грунта ниже глубины промерзания, которая всегда постоянна и держится в пределах плюс 5—7 ºС.

Для справки. Убедиться в этом можно, опустившись в глубокий подвал. В нем температура воздуха одинакова круглогодично. Благодаря этому в летнюю пору геотермальные системы отопления могут работать наоборот, принося в дом прохладу вместо тепла.

Сама по себе температура +7 ºС для обогрева здания непригодна, это понятно. Задача, которую решает геотермальная система отопления, как раз и заключается в том, чтобы взять часть этого тепла, преобразовать и перенести в дом. С этой целью в земле устраивается теплосъемный контур из множества труб, проложенных ниже глубины промерзания. По контуру постоянно движется незамерзающая жидкость, побуждаемая циркуляционным насосом.

Нагревшись до температуры земли, жидкость попадает в теплообменник – испаритель. Там она обменивается теплом со вторым контуром, где циркулирует хладагент (фреон), находящийся под давлением, создаваемым компрессором. Благодаря этому хладагент испаряется при низкой температуре, отбирая большое количество тепла из первичного контура.

Далее, проходя расширительный клапан, фреон поступает во второй теплообменник – конденсатор. При этом его давление падает и хладагент конденсируется, передавая тепло уже третьему контуру – нашей системе отопления.

В этом и заключается принцип геотермального отопления, когда система переносит энергию извне в дом с минимальными затратами. Ведь получается, что для ее работы нужна электроэнергия для вращения роторов двигателей компрессора и насосов.

В среднем на обогрев частного дома площадью 300 м2 будет использоваться 3 кВт/ч электричества. Подробнее о принципе работы рассказано на видео:

Виды геотермальных систем

По сути, системы могут отличаться только строением наружного контура, в остальном оборудование используется одинаковое. На данный момент существует 3 вида внешних контуров:

  • прокладываемый в земле горизонтально;
  • вертикальные геотермальные зонды;
  • погружаемый на дно ближайшего водоема.

В первом случае множество труб прокладывается по дну горизонтального котлована расчетной площади. Минус этого способа в том, что монтаж геотермального отопления потребует много места на земельном участке и рекомендован к применению на этапе строительства дома, когда вырыть котлован и закопать трубы можно прямо под будущим домом.

Вертикальные зонды в виде пучков труб с теплоносителем опускаются внутрь глубоких скважин. Данный метод – наиболее распространен, поскольку доступен на небольших участках, уже застроенных хозяином. Погружение контура на дно водоема используется по мере возможности, то есть, при наличии такого водоема. По эффективности работы системы эти 3 способа практически не отличаются, есть разница только в стоимости строительства.

Читайте также  Обогрев колодца зимой

Вывод. Главное достоинство, которым обладают геотермальные тепловые насосы для отопления – чрезвычайно высокая эффективность. Но это преимущество нивелируется таким недостатком, как сложность и слишком высокая стоимость работ и оборудования. Помимо этого система зависит от электричества, так что придется дополнительно потратиться на дизельный генератор, чтобы не замерзнуть в случае отключения.

Рекомендации по монтажу

Сразу оговоримся, что геотермальное отопление, сделанное своими руками – это миф. Работы, связанные с расчетами длины контуров и мощности теплообменной установки, да и разработкой проекта в целом может выполнить только специалист в этой области, имеющий инженерное образование и опыт. Что касается внедрения проекта, то здесь не обойтись без землеройной или бурильной техники, не станете же вы копать котлован вручную. То же касается и монтажа труб, их прокладки в дом и установки оборудования.

Единственное, что вы можете сделать своими руками, — это собрать домашнюю систему отопления. На эту тему можно почерпнуть достаточно информации в других статьях. Мы же дадим несколько общих рекомендаций:

  • с компанией – подрядчиком следует заключить официальный договор и оговорить в нем все моменты;
  • в силу особенностей работы гелиосистем для обогрева частного дома лучше всего подойдет низкотемпературная схема отопления. К таковым относятся теплые полы и плинтусные водяные конвекторы. Можно поставить и традиционные радиаторы, но об этом намерении надо заблаговременно сообщить специалистам, занимающимся расчетами теплового насоса;
  • для подстраховки не помешало бы иметь в доме резервный котел, желательно – энергонезависимый, работающий на дровах или дизельном топливе. Это позволит избежать ситуаций, когда вы можете остаться без отопления посреди зимы в результате какой-либо неисправности системы или аварии;
  • с той же целью надо приобрести дизельный или бензиновый генератор электроэнергии. Обычные бесперебойники не подойдут, им не хватит мощности или заряда;

лучше всего, когда теплообменная установка геотермального отопления располагается в подвале или цокольном этаже дома, вместе с другим тепловым оборудованием. Так удобнее и дешевле подводить коммуникации.

Заключение

Тепловой насос, как детище самых передовых технологий, довольно распространен в странах западной Европы. У нас он считается малодоступной роскошью ввиду немалой стоимости. Даже состоятельные граждане не торопятся вкладывать средства в подобное отопление, поскольку владеют коттеджами большой площади, где геотермальный обогрев будет окупаться слишком долго. С этой точки зрения оптимальным вариантом считается дом 150 м2 площади.

Источник: https://cotlix.com/kak-sdelat-geotermalnoe-otoplenie-v-chastnom-dome

Термальное отопление дома

Термальный обогрев дома

10899 просмотров

В моду входят альтернативные способы обогрева жилья. Для таких систем нет необходимости в близком расположении дома от газовых магистралей. При этом в конструкциях не предусмотрено никакого сжигания топлива. Одним из эффективных вариантов является термальное отопление дома. Развивающиеся технологии способствуют тому, что на отечественном рынке появляются разнообразные модели этого вида обогрева помещений.

Применение энергии земли

Необходимо учитывать, что грунт даже при сильном морозе не промерзает слишком глубоко в большинстве регионов страны. Данной свойство эксплуатируется даже строителями, которые занимаются прокладкой трубопроводов ниже среднего уровня промерзания почвы. Термальное значение имеет показатель на уровне +5-+70С. Это позволяет использовать энергию земли для отопления дома.

Полученное тепло благодаря современной установке удается аккумулировать. Принцип работы геотермального отопления дома, по отзывам владельцев, схож с принципом работы холодильника. Алгоритм рабочего цикла заключается в следующем:

  • нужно получить тепло, чтобы сохранить его и перенаправить в энергетический аккумулятор;
  • осуществляется нагрев антифриза в одном из контуров системы, а он передает энергию воде, циркулирующей во втором контуре отопления и ГВС;
  • охлажденный антифриз перенаправляется в район теплообменника, чтобы снова набраться теплом.

Такой подход позволяет воспользоваться для отопления дома теплом земли. В работе систем используются геотермальные насосы. Извлеченного тепла может хватить как для работы установки в виде основного источника тепла в помещении, так и для эксплуатации ее в качестве дублирующей или вспомогательной схемы.

ВИДЕО: Чудо техники — тепло из-под земли

Принцип работы

Отопление из земли уже давно не является фантастической или единичной разработкой. Во многих европейских странах это направление относится к приоритетным. В нашей стране оно также завоевывает своих поклонников.

Давно было замечено, что во время испарения некоторые вещества охлаждают покидаемую поверхность. Данное свойство впервые стало применяться в бытовых и промышленных рефрижераторах для охлаждения. Позже возникла идея использовать обратный эффект этого явления, получая теплый воздух. Ее внедрили в кондиционеры, работающие на обогрев. Однако, они не способны функционировать при температуре ниже -50С. Геотермальные аппараты лишены такого недостатка.

Схема работы оборудования

Базовым звеном в системе является тепловой насос, используемый в двух контурах:

  • первый контур – классическая система отопления с водяным теплоносителем, состоящая из магистральных труб, радиаторов и запорной арматуры;
  • второй контур – крупный по габаритам теплообменник, расположенный в толще грунта либо под крупным открытым водоемом.

Внутри второго контура применяют как специальный антифриз, так и подготовленную воду. Он обогревается за счет энергии внутреннего тепла земли и переходит в тепловой насос. От него тепло передается во внутренний контур и поступает в радиаторы.

Важной деталью является тепловой насос. Его габариты не превышают размер стиральной машинки. Потребляя 1 кВт, аппарат выдает 4-5 кВт мощности на обогрев. Для сравнения кондиционеры работают примерно в режиме потребления/отдачи 1 к 1.

Как работает тепловой насос

На сегодня цена тепла земли для отопления дома остается еще пока высокой, но происходит постоянное ее снижение.

Основные затраты в процессе монтажа уходят на дорогостоящее иностранное оборудование и проведение работ с грунтом. Существуют также разработки для того, чтобы самостоятельно сконструировать геотермальные насосы, создающие тепло в доме.

С этой статьей читают: Альтернатива газовому отоплению

Преимущества системы

Геотермальное отопление обладает массой позитивных качеств, которые выгодно выделяют его среди других систем, например, газовых или электрических. К преимуществами относятся:

  • установка абсолютно безопасно в плане возгорания, так как в ней отсутствует пламя;
  • для монтажа не нужно пробивать дымоходы;
  • отсутствуют вредные выбросы, шумы или неприятные запахи;
  • компактное оборудование не занимает много места;
  • к нему не нужно доставлять и хранить никакого топлива;
  • используется неисчерпаемая энергия земли;
  • аппаратура может работать зимой на нагрев, а летом на охлаждение;
  • высокая производительность при автономной работе;
  • хотя монтажные затраты дорогие, но эксплуатационные расходы в разы меньше, чем у традиционных источников обогрева.

Сравнительная таблица разных систем отопления

Разновидности компоновки

Существует несколько вариантов монтажа геотермальных систем. Они являются близкими по эффективности и применяются в зависимости от возможностей близлежащего ландшафта и температурных условий региона.

Вертикальные установки

Основное отличие заключается в монтаже теплообменника. Наиболее компактным является вертикальное его расположение. Данный вариант не требует значительных земельных площадей. Однако, необходимо использовать буровую установку, так как понадобятся глубинные скважины.

Примерная глубина скважин для геотермальных систем составляет 50-200 м для эффективного функционирования.

Этот вид является наиболее дорогостоящим в монтаже, но его предполагаемый период эксплуатации составляет по заверениям производителей до 100 лет, что пока является наибольшим сроком среди подобных систем. Главным преимуществом вертикального монтажа является максимальная сохранность прилегающего ландшафта.

С этой статьей читают: Какое отопление в частном доме самое экономичное

Горизонтальный монтаж

Для регионов, у которых уровень промерзания грунта относительно неглубокий, выгодно располагать теплообменник в горизонтальной плоскости. Трубы в такой ситуации располагаются в вырытой траншее. Она занимает достаточно большую площадь, что часто преподносится в качестве недостатка этой компоновки. Однако, в этой ситуации не требуется проводить дорогостоящее бурение.

Коллектор в виде трубок распределяется петлями по выделенной территории. Необходимо отстраняться на 1,5-2 м от корней деревьев, чтобы они не повредили конструкцию. Примерная площадь для отопления дома в 250 м2 составит около 600 м2. Не все располагают такими ресурсами для размещения геотермального коллектора.

Подводное размещение

Монтаж коллектора под толщей воды является одним из наиболее эффективных способов обогрева жилья. Желательно, чтобы водоем располагался не дальше 100 м от домостроения. Спирали коллектора монтируются под глубину не менее 2,5-3 м, что позволит находиться им ниже точки промерзания. Зеркало водоема должно быть не менее 200 м2 по площади.

При водяном размещении коллектора существенно снижается необходимость в водяных работах, при этом нет потерь в эффективности установки.

Внутри дома такое отопление будет напоминать классическую водяную систему с радиаторами. Однако, подогрев теплоносителя будет осуществляться без применения топлива.

Конечно, такая система пока еще очень дорогая – в 2-3 раза дороже газового отопления. Но если просчитать экономию на топливе, безотказность и безопасность оборудования, длительность эксплуатации – обычно дома строят не на 10 и даже не на 20 лет, а на гораздо больший срок, становится понятно, что за такими система будущее. Можно попробовать прямо сейчас заняться установкой, а можно подождать еще несколько лет, когда на рынке появятся отечественные разработки.

ВИДЕО: Экономичное отопление дома, виды тепловых насосов, схема подключения

Источник: http://www.PortalTepla.ru/montagh-otopleniya/termalnoe-otoplenie-doma/