Что такое геотермальное отопление дома, плюсы и минусы такой системы. Термальное отопление дома
принцип работы, стоимость, видео, отзывы
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
www.portaltepla.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
монтаж, принцип работы, геотермальные тепловые насосы
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.
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.
cotlix.com
Геотермальное отопление дома своими руками

Содержание статьи
Одной из задач, которые ставят перед собой хозяева при проектировании своего дома – как обеспечивать его отопление с минимальными затратами. Дороговизна традиционных энергоносителей ведет к постоянному возрастанию затрат на привычные способы отопления. Поэтому весьма актуальным становится поиск схем построения систем теплоснабжения, использующих альтернативные принципы действия. Геотермальное отопление дома – непривычное для большей части нашей страны решение, позволяющее забыть про любые энергетические кризисы и иметь свой дом с по-настоящему автономным отоплением.
Где работают такие системы

В Западной Европе и США геотермальное отопление распространено достаточно давно
На первый взгляд, геотермальное отопление, то есть использование энергии земли, возможно лишь в районах, где это тепло «бьет через край» в виде теплых источников, гейзеров или вулканов. На самом деле геотермальная система отопления способна работать практически в любом регионе.
В Западной Европе и США такой вид отопления уже достаточно давно получил широкое распространение. Сначала им пользовались только очень богатые владельцы домовладений, но, по мере развития и удешевления технологии, она стала вполне доступной для массового использования. В Швеции, например, более 70% частных домов используют именно геотермальное отопление.
Принцип действия
Из названия видно, что работа геотермального отопления основана на использовании энергии земли, которую та накапливает под воздействием Солнца. На большей части России грунт не промерзает глубже полутора метров. А на двухметровой глубине эта температура находится на одном и том же уровне в 5-8 градусов тепла. Именно это постоянное тепло и используется для работы геотермальных систем.
В общих чертах принцип действия установок напоминает работу обычной климатической системы в доме. В жаркое время она поставляет прохладу, а в холодное – тепло.
Условно систему геотермального отопления можно разделить на три структурные части:
- Контур для сбора природной энергии;
- Тепловой насос;
- Контур отопления в здании.
Работа системы происходит следующим образом:

Принцип действия геотермального отопления
- Теплоноситель прокачивается по контуру сбора энергии, который расположен в природной среде. По мере продвижения по контуру температура теплоносителя сравнивается с температурой окружающей среды. После прохождения всего контура, он возвращается в тепловой насос. В качестве теплоносителя используется раствор спирта или этиленгликоля.
- В тепловом насосе теплоноситель омывает теплообменник, в котором находится легкокипящий антифриз. Охлажденный теплоноситель возвращается во внешний контур, а нагретый антифриз проходит дальше по системе.
- Далее газообразный антифриз сжимается компрессором. В результате, его температура многократно возрастает (до 60-65 градусов Цельсия). В очередном теплообменнике он передает свою энергию внутреннему контуру отопления дома. После этого антифриз возвращается в тепловой насос для очередного взаимодействия с теплоносителем.
- Нагретый внутренний контур отопления разносит полученное из земли тепло по всему зданию. Оптимально сочетаются с геотермальной системой теплые полы, требующие невысокой температуры теплоносителя, но постоянной его циркуляции.
В результате, для функционирования системы необходима только электроэнергия для работы теплового насоса. Каждый потраченный на это киловатт продуцирует до пяти киловатт тепловой энергии.
Поэтому иногда говорят, что геотермальные установки имеют КПД больше 100%.
Внешний контур геотермальной установки
Существуют три варианта монтажа внешнего контура геотермальной системы. Особенных преимуществ друг перед другом они не имеют, все работают с одинаковым результатом. Выбор конкретной схемы зависит от окружающей местности и возможности смонтировать геотермальное отопление своими руками.
Горизонтальный монтаж

Глубина укладки горизонтальным типом должна быть не меньше глубины промерзания земли в этой местности
При таком виде монтажа контур в виде змеевика располагается в земле горизонтально. Глубина его укладки должна быть не меньше глубины промерзания земли в этой местности, а расстояние между соседними участками для эффективной работы не может быть меньше 0,7 метра. Длина контура зависит от мощности циркуляционного насоса, прокачивающего по нему теплоноситель. Обычно эти размеры не превышают 150-170 метров. При большей длине значительно возрастает гидравлическое сопротивление при движении теплоносителя и требуемая мощность насоса растет в геометрической прогрессии, что негативно сказывается на экономичности всей системы. Если размеры дома требуют контура большой длины, то допускается подключение нескольких отдельных одинаковых контуров, каждый из которых имеет свой насос.
На 100 кв.м. отапливаемой площади необходимо размещение контура на 250 кв.м. площади участка. На этом месте не допускается расположение других построек и высадка деревьев – площадка должна хорошо освещаться солнцем.
Проведение такого объема земельных работ на уже распланированном участке усадьбы становится весьма трудной задачей, поэтому их необходимо предусмотреть на этапе строительства своего дома.
Вертикальный монтаж

Вертикальный монтаж применяется, когда нет возможности разместить внешний контур на большой площади
При отсутствии возможности разместить внешний контур на большой площади используется метод вертикального монтажа. Для этого в земле бурятся вертикальные скважины глубиной от 20 до 300 метров. Диаметр скважин выбирается от 120 до 200 миллиметров для размещения в нем пучка труб диаметром не менее 32 миллиметров. Эти трубы соединяются между собой, а оставшееся свободное пространство заполняется материалом, хорошо проводящим тепло, например, бентонитом.
Срок службы таких скважин достигает 100 лет, и они имеют более высокую теплоотдачу, чем горизонтальный контур.
Этот метод уже невозможно реализовать собственными силами, необходима работа профессиональных буровых бригад со специальным оборудованием. Зато они занимают немного места на участке и почти не затрагивают существующие постройки, сад или огород.
Комбинированный

Комбинированный монтаж — разновидность горизонтального, но с меньшей площадью для размещения контура
Этот метод можно считать разновидностью горизонтального, но он требует меньше места для размещения внешнего контура. Витки контура располагаются в земле не горизонтально, а в виде спирали на глубине около 5 метров. В результате требуемая площадь для размещения контура несколько уменьшается.
Реализация внешнего контура
Использование местного водоема
Наиболее простым методом реализации внешнего контура геотермальной системы является его размещение на дне водоема поблизости от дома. Геотермальное отопление дома своими руками по такой схеме можно изготовить с минимальными затратами.

Геотермальное отопление дома с использованием местного водоема является наименее затратным
Теплообменник в этом случае необходим такой же величины, как и при горизонтальном его размещении в земле. Но укладывается он в близлежащем водоеме на глубине не меньшей, чем глубина его промерзания. В средних широтах для этого достаточно глубины 3-3,5 метра.
Расстояние от водоема до дома не должно быть больше 100 метров, иначе эффективность системы теряется.
Использование грунтовых вод

Использование постоянного тепла грунтовых вод
Редко используемым, но весьма эффективным методом является использование постоянного тепла грунтовых вод. Для этого в месте протекания подземных грунтовых вод сверлятся две скважины – одна выше по течению, другая ниже. Из первой скважины вода выкачивается и подается в первый теплообменник, где она отдает свое тепло антифризу. Затем вода сбрасывается во вторую скважину, а геотермальная система работает по общему принципу.
Такое геотермальное отопление дома своими руками реализуется достаточно легко, но в этом случае необходимо особенно позаботиться о герметичности системы забора и сброса воды для того, чтобы избежать ее случайного загрязнения.
Плюсы и минусы геотермального отопления
Быстрое развитие систем геотермального отопления не в последнюю очередь зависит от тех преимуществ, которые они имеют по сравнению с другими системами:

По сравнению с другими системами, геотермальное отопление имеет ряд преимуществ
- Практически неисчерпаемый источник энергии для работы – земные недра. Использование этой энергии способствует сохранению невозобновляемых природных ресурсов, интенсивно расходуемых в последнее столетие.
- Коэффициент полезного действия весьма высок при любых способах монтажа систем.
- Стабильные характеристики работы. Температура на глубине залегания внешнего контура постоянна и не зависит от погодных факторов, а именно от нее зависит работа системы.
- Абсолютное отсутствие вредных выбросов в окружающую среду.
- Полная пожаробезопасность системы – при ее работе не происходит сжигания никакого вида топлива, возможность случайного возгорания исключена.
- Простота обслуживания. Все управление этой системой заключается в установке желаемой температуры в помещениях. Не требуется уборка и утилизация отходов сгоревшего топлива, нет необходимости хранения его запасов.
- Возможность включения реверсивного режима. Система геотермального отопления единственная способна работать «наоборот» – охлаждать помещения в жаркое время. Для этого в тепловом насосе достаточно изменить подключение контуров, после чего дом станет охлаждаться.
- Возможность создать геотермальное отопление своими руками при выборе простой схемы монтажа.
Считать систему геотермального отопления идеальной мешают лишь несколько недостатков:

Идеальных систем не бывает, и эта не исключение
- Высокая стоимость комплекта оборудования и затрат на его установку. Тепловые насосы стоят больших денег, да и расходы на монтаж внешнего контура тоже не дешевы.
- Зависимость отопления дома от стабильности работы его энергосети. При прекращении подачи электроэнергии тепловой насос перестает работать, и дом остается без отопления.
- Ограничение непрерывной работы геотермальных насосов 1800 часами в год. Скорость отбора тепла при их работе такова, что грунт, окружающий внешний контур, может промерзнуть. В результате резко уменьшится эффективность работы всей системы, а промерзший грунт может спровоцировать проседание земли и разрушение контура.
Заключение
Рачительному хозяину, стремящемуся эффективно эксплуатировать свой дом, необходимо рассмотреть возможность его теплоснабжения путем установки геотермальной системы отопления. Несмотря на высокие первоначальные затраты, такое отопление окупается через несколько лет обычной эксплуатации.
Самые интересные статьи из рубрики:
domiotoplenie.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.
Такая популярность геотермального отопления объясняется комфортом, экономичностью и безопасностью. При правильном подходе все сложения довольно быстро окупятся.pechiexpert.ru
термальное отопление дома, принцип работы, плюсы и минусы энергии, как работает
Геотермальное отопление относится к альтернативным видам подачи тепла в домеЗа последние 10 лет активная жизнедеятельность человечества, которое удовлетворяет свои главные потребности, начала отрицательно влиять на окружающую среду. В этом негативном влиянии очень большую роль сыграли теплоэлектростанции. При этом люди начали понимать, что ресурсы природы исчерпываются и именно по этой причине начали применять аналоги источников теплоснабжения. Одной из таких альтернативных источников является геотермальное отопление.
Геотермальное отопление дома: принцип работы
Геотермальное отопление по принципу работы напоминает холодильник, только на обогрев и становится оно популярным. Земля тепло сохраняет постоянно и может нагревать объекты, которые на ее поверхности. Вся суть заключается в том, что из нутрии земля прогревается с помощью магмы, а поверхность из-за грунта не промерзает.
Геотермальное отопление можно назвать практически идеальным для обустройства частного дома или загородной дачи
Тепловая энергия создается благодаря отоплению, ее применяет геотермальня установка, работа которой основывается на тепловых насосах.
Принцип работы этой системы такой: сверху устанавливается насос, после этого в организованную шахту опускают обменник тепла. Грунтовые воды поступают в теплообменник и прогреваются. Образовавшееся тепло применяют для промышленных и бытовых целей.
Такая система экологически чистая и эффективная, принцип работы этой системы может быть выполнен 3мя способами:
- Использование тепловой энергии вод грунтового типа, расположенных на большой глубине. Вода глубоких грунтов имеет большую температуру, тепловой насос поднимает и прогревает ее.
- Этот метод нуждается в больших затратах. Бурится в грунте отверстие глубиной от 75 метров, опускается туда резервуар с антифризом. Антифриз прогревается и с помощью насоса направляется к теплообменнику. После того как антифриз отдал тепловую энергию, он спускается обратно в резервуар.
- Для этого способа нет необходимости создавать шахту. Он подойдет для обогрева строений, которые имеют выход на водоемы. Принцип построения такой: на дне водоема ставятся зонды теплообменника, которые создают тепло на дне пруда.
Выбрать подходящий способ можно исходя из местности, в которой вы проживаете.
Какими особенностями обладает термальное отопление дома
Такую систему отопления не очень просто сделать собственными силами, но это вполне реально.
Для осуществления потребуется:
- Для начала необходимо сделать шахту. Размеры шахты рассчитываются для каждой ситуации отдельно. Так же габариты шахты полностью зависят от климата вашего населенного пункта, от того грунта, который находится в данной местности, а так же от строения коры земли, площади дома, где будет установлена система. В среднем глубина шахты от 25 до 100 метров.
- Затем происходит установка геотермального отопления. Она подразумевает опускание в шахту труб, которые будут поглощать тепло. Эти трубы отвечают за подачу тепла в насос, а он повышает температуру носителя и выводит его в отопление.
Уточним тот факт, что если вырешите сделать такую систему отопления собственноручно, то вам понадобится помощник, так как трубы могут иметь не маленький вес.
В летнюю пору года отопление от земли может работать как кондиционер. Для получения такого эффекта необходимо нужно привести в действие обратный механизм. Во время активировать обратный механизм.
Плюсы и минусы геотермальной энергии
Популярность геотермальное отопление приобрело в Америке в кризисные 80 года. Такое отопление было доступно только богатым людям, так как монтаж такого отопления стоял не малых денег, но со временем его может себе позволить любая категория населения.
Основной принцип работы в такой установке схож с работой ходильной системы
Основные преимущества геотермального отопления в собственном доме такие:
- Эту тепловую энергию можно получать и использовать почти в любом месте;
- Вид такого тепла неограничен и считается самым устойчивым;
- Геотермальная энергия не содержит вредные вещества разного рода при сгорании углекислого газа;
- Установка такой системы не требует регулярного обслуживания;
- Такое отопление бесплатное для хозяина дома;
- Установка насоса занимает меньше места, чем подобные тепловые системы;
- Система такого типа может прогревать и охлаждать помещение и с принципом работы как у кондиционера;
- При необходимости монтаж такой системы может быть выполнен с другой системой отопления, к примеру: газовая, дизельная система.
Даже такое количество положительных сторон геотермальной системы отопления не затмевает и минуса.
Основными минусами такой системы отопления являются:
- Монтаж всей системы имеет очень высокие показатели стоимости;
- Геотермальная система отопления долгое время себя окупает.
Геоотопление имеет и еще минусы, самый главный заключаются не только в том, что все выполняемые действия дорогостоящие, но и, то что, пользуясь грунтовыми водами, вы исчерпываете естественные источники. Но эти недостатки по сравнению с нашими ценами на разные виды топлива не сильно заметны. Окупаемость такой установки идет долгий срок, но через длительное время геотермальная система покажет вам все свои плюсы и докажет свою экономность. Этот вид отопления имеет достойные оценки во многих странах Европы. Например, в Швеции более 70 процентов хозяев собственных домов выбирают именно эту систему отопления.
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:
- Внутренний контур. Является соединениями труб и радиаторными элементами.
- 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.
Самостоятельная геотермальная установка
Выделим то, что установка такой системы отопления очень дорого стоит, но со временем она окупит себя. Ведь мы строим себе дом не на один год проживания в нем. И кроме этого всего цены растут практически каждые полгода на газ, электроэнергию, а с этой системой вы этого роста стоимости не заметите, так как она бесплатная в потреблении.
Главная особенность геотермального отопления в доме заключается в том, что в теплую летную пору воздух в доме охлаждается, а вот зимой нагревается
Учтем то, что при установке геотермальной системы отопления используются те же элементы что и при водяных системах.
А именно:
- Радиаторы;
- Трубы;
- Патрубки;
- Тепловой генератор.
Отопительная система земли – это наличие скважины от 25 м и выше и теплообменника. В помещении требуется установка теплогенератора, он не занимает большую площадь комнаты.
С таким устройством хозяин может регулировать температуру и саму подачу тепловой энергии. Монтаж системы выполняется, как и при обычной системе отопления с разветвлением трубопровода и установкой радиаторов. Если у вас дом с маленькими комнатами, то установка этого агрегата выполняется в отдельном помещении или в подвале.
Что такое геотермальное отопление (видео)
Что можно сказать о геотермальном отоплении? Не смотря на то, что такая работа по установке доступна далеко не всем, все ее прелести можно ощутить уже в первый месяц использования. Нельзя сказать, что вы быстро окупите свою установку, но именно благодаря ней вы навсегда забудете о дополнительных тратах на отопление, ведь за вас уже обо всем позаботилась Земля.
Добавить комментарий
teploclass.ru
Как сделать геотермальное отопление дома – принцип работы, варианты устройства своими руками
Содержание:
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:
- внутреннего;
- внешнего.
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:
- 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.
- 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.
- 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:
- Тепловую энергию для дальнейшего использования можно получать почти в любом месте, ее подача ничем не ограничивается и является наиболее устойчивой.
- Выработка геотермального тепла не приводит к образованию различных вредных выбросов после сгорания углекислого газа.
- Отопление на основе работы подобной установки не нуждается в постоянном обслуживании.
- Для владельца загородной недвижимости такое теплоснабжение помещений считается бесплатным.
- Насосное оборудование занимает гораздо меньше места для установки, чем при обустройстве других отопительных систем.
- 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.
- 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.
teplospec.com