Геотермальное отопление — 2 расхожих мифа, принцип работы и виды систем. Из под земли отопление

Геотермальное отопление: 2 мифа, принцип работы и варианты

Vadim

2464 0 4

Сейчас многие слышали про геотермальное отопление, но мало кто четко представляет принцип работы подобных систем. Более того, по незнанию люди додумывают всяческие небылицы про этот вид отопления. Далее я постараюсь развенчать 2 самых известных мифа, плюс пошагово расскажу, как осуществляется установка, и какие виды систем существуют.

Геотермальная система одна из самых выгодных.

Два мифа о геотермальном отоплении

Безусловно, таких мифов существует намного больше, но я взял только те, которые не выходят за рамки здравого смысла.

Миф №1: гейзеры

Действительно, когда люди слышат об использовании тепловой энергии земли, их воображение сразу рисует картинки с гейзерами, вулканами и кипящими озерами. Естественно человек считает, что раз рядом никаких вулканов нет, то и задумываться о геотермальном отоплении не стоит.

Не стану вас обманывать, для отопления дома гейзеры и прочие подобные вещи использовать можно. Проблема лишь в том, что таких мест в нашей стране немного.

Мутновская ГеоЭС в долине гейзеров на Камчатке.

Наверняка многие слышали о термине — точка промерзания грунта. Для тех, кто не в курсе поясню, точкой промерзания называют уровень, до которого земля промерзает зимой. Ниже этой точки температура всегда плюсовая, в зависимости от глубины 3–15ºС. Так вот, этого достаточно, чтобы при помощи специальной аппаратуры обустроить отопление.

Миф №2: геотермальный обогрев — это вечный двигатель

Из школьного курса физики нам известно, что вечного двигателя в принципе не существует, по крайне мере на данный момент. Отсюда относительно просвещенная часть населения делает вывод, что геотермального отопления быть не может и людей просто кто-то пытается в очередной раз обмануть.

Эффективность теплонасоса.

Корни этого заблуждения кроются в очень высокой эффективности геотермальной системы. Ведь здесь на 1 кВт затраченной электроэнергии вы получаете порядка 3–5 кВт тепловой энергии для отопления дома. Такая эффективность достигается за счет использования теплового насоса, о котором я расскажу чуть позже.

Как это работает

Вся конструкция состоит из 3 контуров, которые завязаны на так называемый тепловой насос — сердце системы. Тепловым насосом называют агрегат обеспечивающий теплообмен между контурами и циркуляцию теплоносителей внутри контуров.

Схема теплонасоса в разрезе.

Назначение контуров

Наружный контур — этот контур расположен непосредственно в земле ниже уровня промерзания или воде. Заполняется этот контур какой-нибудь незамерзающей жидкостью, в самом простом варианте рассолом. Жидкость, нагреваясь под землей, поднимается в теплонасос и отдает тепло второму контуру;

Наружный контур имеет достаточно большую длину.

Второй контур заполнен фреоном и полностью спрятан внутри теплонасоса. Температура кипения у фреона достаточно низкая, нагреваясь от первого контура, он превращается в пар и разогревает внутренний, третий контур. Именно поэтому такую систему называют холодильником наоборот;
В качестве внутреннего контура выступает отопительная система дома. Название условное, так как этих контуров может быть несколько — отопление радиаторов, теплого пола, обогрев теплицы, нагрев воды для бытового пользования и прочее.

Аппаратура для геотермального отопления не требует отдельного помещения.

Принцип действия

Незамерзающая жидкость нагревается на глубине, под землей до температуры, к примеру, 5–7ºС и поступает в тело теплового насоса;
Внутри агрегата стоит теплообменник и нагретая жидкость, проходя через него, отдает тепло второму контуру, после чего уходит под землю за новой «порцией тепла»;
Фреон, который испаряется во втором конуре попадает в компрессор и при сжатии его температура доходит до 100ºС, чего вполне хватает чтобы разогреть жидкость в третьем контуре, кстати, для этих целей тоже есть теплообменник;
С третьим контуром более-менее ясно, он обогревает дом, а вот разогретый фреон поступает в расширительный экран, где давление и температура нормализуются и все начинается снова.

Принцип работы теплонасоса.

Достоинства и недостатки системы

Достоинств у геотермальной системы масса:

Энергия земли неисчерпаема, это не заправочная станция и тепло там не кончается;
Система полностью безопасна в пожарном отношении;
Раз топлива как такового нет, значит доставлять и складировать его не нужно;
Система экологически безопасная и полностью безотходная;
Пока в вашем доме есть электроэнергия, тепловой насос работает в автономном режиме. Кстати инструкция по настойке там элементарно простая;
Для загородного дома средних размеров расчет потребления электроэнергии составляет порядка 300–400 Вт. Образно говоря, вы, оплачиваете работу лампочки в 300 Вт и при этом обогреваете весь дом, плюс получаете горячую воду.

Характеристики одной из моделей теплонасоса.

Минусы у геотермальной системы также есть и самым главным считается высокая цена. В среднем обустройство подобного отопления для загородного дома обойдется порядка 10 тысяч евро, прием стоимость оборудования в этой сумме занимает примерно половину, остальное возьмут за монтаж.

В сети много говорится о том, что геотермальную систему своими руками сделать реально. В действительности я не видел ни одного человека, которому бы это удалось, слишком уж трудоемкий монтаж.

Схемы геотермальных систем отопления

Существует 3 схемы обустройства геотермального отопления, но все эти варианты требуют, чтобы площадь внешнего контура была минимум в 2,5 раза больше отапливаемой площади дома.

Иллюстрации

Рекомендации

Горизонтальная закладка.

По этой схеме рядом с домом выкапывается котлован глубиной ниже точки промерзания хотя бы на 1,5–2 м, а площадь котлована должна в 2,5 раза превышать площадь дома.

Вот и представьте, для большей части России под дом в 100 м² нужно копать котлован площадью в 250 м² и глубиной от 3 м.

obustroeno.com

Закопанная в землю труба позволяет экономить на обогреве и охлажден…

Поверхностный слой почвы Земли — это естественный тепловой аккумулятор. Главный источник тепловой энергии, поступающей в верхние слои Земли — солнечная радиация. На глубине около 3 м и более (ниже уровня промерзания) температура почвы в течение года практически не меняется и примерно равна среднегодовой температуре наружного воздуха. На глубине 1,5-3,2 м зимой температура составляет от +5 до + 7 ° С, а летом от +10 до + 12 ° С. Этим теплом можно зимой не допустить замерзания дома, а летом не дать ему перегреться выше 18-20 ° С

Читайте также:Как использовать энергию льда для отопления и охлажднения дома. Концепция SolarEis10 технологий для экологического строительства8 советов, как сэкономить на отоплении дома Самым простым способом использования тепла земли является использование почвенного теплообменника (ПТО). Под землей, ниже уровня промерзания грунта, укладывается система воздуховодов, которые выполняют функцию теплообменника между землей и воздухом, который проходит по этих воздуховодах. Зимой входящий холодный воздух, который поступает в дом и проходит по трубам — нагревается, а летом — охлаждается. При рациональном размещении воздуховодов можно отбирать из почвы значительное количество тепловой энергии с небольшими затратами электроэнергии.

Можно использовать теплообменник «труба в трубе». Внутренние воздуховоды из нержавеющей стали выступают здесь в роли рекуператоров.

Охлаждение в летний период

В теплое время года грунтовый теплообменник обеспечивает охлаждение приточного воздуха. Наружный воздух поступает через воздухозаборное устройство в грунтовый теплообменник, где охлаждается за счет грунта. Затем охлажденный воздух подается воздуховодами в приточно-вытяжную установку, в которой на летний период вместо рекуператора установлена летняя вставка. Благодаря такому решению, происходит снижение температуры в помещениях, улучшается микроклимат в доме, снижаются затраты электроэнергии на кондиционирование.

Работа в межсезонье

Когда разница между температурой наружного и внутреннего воздуха небольшая, подачу свежего воздуха можно осуществлять через приточную решетку, размещенную на стене дома в надземной части. В тот период, когда разница существенная, подачу свежего воздуха можно осуществлять через ПТО, обеспечивая подогрев / охлаждение приточного воздуха.

Экономия в зимний период

В холодное время года наружный воздух поступает через воздухозаборное устройство в ПТО, где прогревается и затем поступает в приточно-вытяжную установку для нагрева в рекуператоре. Предварительный нагрев воздуха в ПТО снижает вероятность обледенения рекуператора приточно-вытяжной установки, увеличивая эффективное время использования рекуперации и минимизирует затраты на дополнительный нагрев воздуха в водяном / электрическом нагревателе.

Как рассчитываются затраты на подогрев и охлаждение воздуха

Можно предварительно подсчитать затраты на нагрев воздуха в зимний период для помещения, куда поступает воздух при нормативе 300 м3 / час. В зимний период среднесуточная температура в течение 80 дней составляет -5 ° С — ее нужно подогреть до + 20 ° С. Для нагрева такого количества воздуха нужно затрачивать 2,55 кВт в час (при отсутствии системы утилизации тепла). При использовании геотермальной системы происходит подогрев наружного воздуха до +5 и тогда на догрев входящего воздуха к комфортному уходит 1,02 кВт. Еще лучше ситуация при использовании рекуперации — надо затрачивать только 0,714 кВт. За период 80 дней будет потрачено соответственно 2448 кВт * ч тепловой энергии, а геотермальные системы снизят затраты на 1175 или 685 кВт * ч.

В межсезонье в течение 180 дней среднесуточная температура составляет + 5 ° С — ее нужно подогреть до + 20 ° С. Плановые расходы составляют 3305 кВт * ч, а геотермальные системы снизят затраты на 1322 или 1102 кВт * ч.

В летний период в течение 60 дней среднесуточная температура около + 20 ° С, но в течение 8 часов она находится в пределах + 26 ° С. Затраты для охлаждения составят 206 кВт * ч, а геотермальная система снизит затраты на 137 кВт * ч.

На протяжении года работу такой геотермальной системы оценивают с помощью коэффициента — SPF (фактор сезонной мощности), который определяется как отношение количества полученной тепловой энергии к количеству потребленной электрической с учетом сезонных изменений температуры воздуха/грунта.

Для получения от грунта 2634 кВт·ч тепловой мощности в год вентиляционной установкой тратится 635 кВт·ч электроэнергии. SPF = 2634/635 = 4,14. По материалам: EcoTown

rodovid.me

Геотермальное отопление дома

Геотермальная энергия земли – это довольно новый альтернативный источник получения тепла. Использование ее для отопления напрямую зависит от географического расположения местности, так как наиболее оправданно использование данного ресурса в областях, где температура земли не опускается до низких отметок, а в идеале еще и подогревается процессами вулканической деятельности.

Кстати, геотермальная энергетика в России в настоящее время развивается все больше, и, возможно, в скором будущем большинство частных домов будут обогреваться именно за счет нее.

Принцип работы геотермального отопления дома.

Зимой, когда температура воздуха может опускаться до минус 23-35 градусов, температура под землей (в нескольких метрах от поверхности) очень редко доходит даже до плюс 3 градусов, а на глубине более 15 метров и того теплее. Именно на этом свойстве и базируется геотермальная энергетика.

Отопление домов при этом выстраивается на работе тепловых насосов. Насосы погружаются в землю на определенную глубину и поглощают тепло земли, приумножая его в несколько раз. Как все происходит?

Плюсовая температура грунта сохраняется благодаря раскаленному ядру земли или тектоническим процессам. Для поглощения тепловой энергии земли бурят глубинные скважины, в которые и опускают названные насосы, которые перекачивают специальный антифриз из резервуара на дне скважины в систему отопления дома. Глубина таких скважин обуславливается климатическими условиями и площадью отапливаемого помещения. Просчитать ее могут только специалисты.

Специальный антифриз – это вещество способное поглотить даже самую минимальную плюсовую температуру. Поступив в тепловой насос, оно передает тепло первому теплообменнику, который нагревает другой вид антифриза. Последний при нагревании превращается в газ. Газ поступает в компрессор, где происходит его сжатие для повышения температуры. Далее газ переходит во второй теплообменник для охлаждения, где превращается обратно в жидкость. Самое интересное, что в жаркое время года геотермальное отопление способно работать в обратном направлении и выполнять функции кондиционера.

Геотермальное отопление дома водой.

Сегодня есть возможность использовать геотермальную систему отопления в частном доме и на основе воды. Осуществляться это может по двум направлениям.

Вариант первый — возможен только на тех участках земли, где есть источники горячих подземных вод. Он предполагает установку насосов, перекачивающие горячую воду с недр земли для нагрева теплообменника. Впоследствии эта вода, немного охладившись, сбрасываются обратно через другую скважину в землю. Вторая скважина при этом должна находиться немного ниже, первой, но по течению грунтовых вод.

Вариант второй – не требует бурения никаких скважин. Для него нужно лишь наличие большого водоема недалеко от дома. Отопление в данном случае производится с помощью уложенных на дне водоема (температура воды там не должна опускаться ниже плюс 5-7 градусов даже в самые сильные морозы) теплопоглощающих рукавов.

Важно!

Несмотря на свою интересную конструкцию, геотермальное отопление не способно полностью обогреть весь частный дом. Оно является только дополнительным способом обогрева, так сказать, средством экономии на основном. Поэтому даже при установке самой серьезной геотермальной системы отопления дома в дополнение к ней необходимо иметь хорошую котельную на газовом, электрическом или твердотопливном нагреве – без нее вы вряд ли сможете достигнуть уютной теплой атмосферы в своем жилище в очень холодные дни. Советую прочитать статью — отопление частного дома.

Геотермальное отопление дома видео

Компания "Тепло Земли" — Качественное и экономичное тепловое оборудование

Проектирование, подбор и монтаж геотермального отопления

Наши предки давно научились использовать тепло земли, сначала - живя в пещерах, где зимой значительно теплее, чем на открытом воздухе, а затем, обустраивая погреба и подвалы, где круглый год плюсовая температура. Современные технологии позволяют нам использовать эту энергию на новом уровне.

Мы производим расчет, подбор и монтаж систем геотермального отопления и горячего водоснабжения загородных домов.

Капитальные затраты сопоставимы с затратами на врезку в существующий газопровод, проходящий по границе участка. Затраты на обогрев при помощи теплового насоса меньше, чем при обогреве природным газом.

Геотермальное отопление — это отопление дома теплом, накопленным в грунте за счёт энергии Солнца и энергии, поступающей из земных недр.

Все мы в школе проходили второй закон термодинамики, но большинство его забыли за ненадобностью применения в повседневной жизни. А звучит он так: "Передача тепла от менее нагретого тела к более нагретому без совершения работы - невозможна". Можно сказать другими словами: "Чтобы передать тепло от менее нагретого тела - более нагретому, нужно совершить работу". Для этого и нужен тепловой насос, чтобы эту работу совершать. В результате, на 1 киловатт затраченной электрической энергии мы можем получить до 5,2 киловатт тепловой.

Не требуется никаких согласований в газовых, противопожарных и прочих службах. Технология не разрушает существующего ландшафта (отсутствует необходимость прокладки траншей, установки столбов и проч.). Не требуется периодического подвоза какого либо топлива (угля, сжиженного газа, дров). Ввиду отсутствия источников огня, продуктов горения — не требует обустройства дымоходов, периодической выгрузки и утилизации золы. В стоимость входит оборудование и монтаж системы «под ключ» без разводки по дому. Т.е. результатом является установленное в техническом помещении дома оборудование, готовое к подключению к внутренним сетям дома. Монтаж сетей внутри дома оговаривается дополнительно.

teplo-zemly.ru