Геотермальне опалення будинку - принцип роботи, особливості, переваги та недоліки

Геотермальне опалення будинку - принцип роботи, особливості, переваги і недоліки Клімат

Розвиток технологій дозволяє використовувати самовідтворюваними джерела енергії - вітру, води землі. За останнє десятиліття виробництво установок, які використовують геотермальну енергію, зросла в кілька разів.

Наприклад, в Швеції понад 70% новобудов застосовують систему опалення, яка використовує енергію землі. Ще одним плюсом такої системи є те, що в літній період року вона виконує функцію пасивного кондиціонера.

 Принцип роботи геотермальної системи опалення

Серцем геотермальної системи опалення є тепловий насос. Використовуючи цикл Карно, він перетворює низькотемпературний теплоносій геотермального контуру в нагрітий до 50 ° С теплоносій системи опалення. При цьому ККД при такій роботі становить 350-450%. Моторесурс теплового насоса до капітального ремонту складає 100 тис. Мотогодин.

Температура в 50 ° С є оптимальною для максимального ККД теплового насоса. Тому для обігріву будинку доцільно використовувати теплу підлогу або повітряне опалення, оскільки системи радіаторного опалення погано підходять для експлуатації в геотермальних системах опалення.

В кінцевому рахунку, у нас виходить: на 1 використаний кВт електричної енергії ми отримуємо близько 3,5 кВт тепла, що в зв`язку з подорожчанням теплоносіїв, є істотним для економії власного бюджету.

 Функціональні особливості системи

Геотермальна система приватного будинку складається з трьох контурів:

• Грунтовий колектор - система спеціальних труб, з встановленим рецеркуляціонним насосом. Температура теплоносія зовнішнього контуру коливається в межах 3-7 ° С. Дельти в 4 ° С досить для системи опалення. Теплоносієм, в основному, виступає етиленгліколь або суміш етиленгліколю і води.
• Контур теплового насоса «забирає» тепло від грунтового колектора і передає системі опалення будинку. Залежно від площі будинку та потрібної теплової потужності, він може виробляти до 3500 кВт тепла. Теплоносієм для насосів різних виробників служать: Thermia і Mammoth - етилен- або пропіленгліколь, для Heliotherm - газ Пурона ,.
• Контур системи опалення, в якому нагріте до 45-50 ° С теплоносій надходить в систему опалення.

Конструкції геотермальних систем опалення

При монтажі геотермальної системи, відмінності в основному стосуються лише зовнішнього грунтового колектора. Існує чотири основні схеми розміщення контуру:

• Горизонтальна - грунтовий колектор розміщують нижче глибини промерзання грунту (від одного до півтора метрів - для різних регіонів країни). Як труб зовнішнього колектору використовується: металопластик, мідь в оболонці ПВХ. Тепловіддача землі становить 10-25 Вт / м 2 і до 50 Вт / м 2, для грунту з високим рівнем грунтових вод. Для отримання 7-9 кВт теплової енергії, площа колектора буде складати 300-500 м 2, в залежності від умов монтажу. При подібному укладанні колектора не допускається риття траншей біля дерев ближче, ніж на 1,5 м. Здійснювати благоустрій території та ландшафтні роботи необхідно по завершенню монтажу системи.
• Вертикальне розміщення - для монтажу бурять кілька свердловин, в різні боки і під різними кутами. У свердловини закладають геотермальні зонди. В цьому випадку тепловіддача становить близько 50 Вт / мп. Таким чином, для отримання тих же 7-9 кВт теплової енергії, необхідно 150-200 метрів свердловин. При цьому ландшафтний дизайн ділянки не постраждає, потрібно зовсім небагато місця для установки кесона і розміщення в ньому збірного колектора.
• Водорозташованим контур - зовнішній теплообмінник монтують в прилеглому водоймі на глибині 2-3 метри. Одним з основних вимог до такого розташування теплообмінника є близькість будинку до водойми до 100 м, а площа поверхні водойми повинна становити не менше 200 м 2.
• Повітряний теплообмінник - зовнішній контур бере тепло з повітря. Їх ефективно встановлювати в південних регіонах країни. Головною перевагою такої схеми є відсутність будь-яких земляних робіт, а недоліком такого розміщення обладнання - падіння ККД установки до 100% при температурі повітря -15 ° С. І повністю не можливості працювати при температурі -20 ° С.

 Переваги геотермальної системи опалення

Давайте розглянемо основні переваги такої системи опалення:

• високий ККД - 350-400%;
• стабільні теплові характеристики теплового насоса;
• невеликий обсяг установки;
• рядків служби геозондів становить до 100 років, теплового насоса - до 30 років;
• можливість забезпечити кондиціонування;
• незалежність від енергоносіїв;
• максимальна автономність.

 Перспективи розвитку геотермальних систем

Опалювальні системи геотермального типу мають низьку популярність через свою вартість. Так, для будинку, приблизно в 200 м 2. геотермальна система опалення «під ключ» коштує близько одного мільйона рублів, левову частку - 30%, тепловий насос.

У країнах Балтії і Західної Європи, коли власник будинку встановлює систему на самовідновлюються джерелах тепла, в такому випадку держава компенсує частину витрат по установці цієї системи. У той же час окупність геотермальної системи опалення - до 5 років. Оскільки система повністю автоматизована і не вимагає втручання людини, рівень комфорту набагато вище, ніж при опаленні іншими видами палива. Вибір за вами.

5.00 / 5 5 1/5 2/5 3/5 4/5 5/5