Що таке геотермальне опалення?

Що таке геотермальне опалення?

З курсу шкільної програми ми пам`ятаємо, що геотермія - це тепло Землі. Тому прикметник «геотермальний» асоціюється, як правило, з гейзерами і вулканами.

Частина природного тепла планети використовується у вигляді геотермальної енергії. Наприклад, в Росії діє кілька геотермальних електростанцій (Верхньо-Мутновская, Паужетская, Океанська і інші). Всі вони розташовуються на Далекому Сході.

Але геотермальна енергетика в нашій країні вважається нетрадиційної, а тепло земної кулі - альтернативним джерелом. Саме тому мало хто знає, що низькопотенційну теплом Землі можна опалювати житлові будинки.

Геотермальні опалювальні системи почали використовувати понад тридцять років тому, на початку 70-х років ХХ століття, коли вибухнула перша «нафтова криза». В даний час воно досить поширене в США, Канаді та країнах Західної Європи. Так, в Швеції для опалення багатоквартирних житлових будинків використовується тепло Балтійського моря, а в Німеччині установка геотермальних опалювальних систем здійснюється за фінансової підтримки держави.

У нас же, незважаючи на постійне зростання цін на вугілля, газ та інші ресурси, геотермальне опалення - це нонсенс. З цієї статті ви дізнаєтеся, як воно працює, які види геотермальних опалювальних систем існують, а також які плюси і мінуси їх використання.

Як працює геотермальне опалення

Система геотермального опалення складається з теплового насоса і магістралей. Останні прокладаються під землею (в грунті або свердловинах) або по дну водойм. Про це ми поговоримо трохи пізніше, поки розглянемо докладніше тепловий насос.

Принцип його робота схожий з холодильником. Насос, що розташовується в будинку, «відбирає» енергію землі і перетворює її в тепло. Для цього незамерзаючий фреон тече по магістралях, набираючи тепло землі (води), потім надходить у випарник теплообмінника, де відбувається відбір тепла. Це тепло йде на нагрів води в батареях. Далі фреон охолоджується. Щоб цикл повторився, його потрібно знову нагріти до 5-7 градусів. Для цього і потрібна теплова енергія Землі. Навіть в найсуворіші зими температура під землею не опускається нижче +4 градусів, а на глибині в 30 метрів вона становить + 8-10 градусів.

Примітно, що влітку тепловий насос працює навпаки: з під землі в будинок надходить прохолода, а тепло йде в її надра. Саме тому роботу геотермального насоса часто так само порівнюють з кондиціонерами реверсивного типу.

Види геотермальних опалювальних систем

Як вже було сказано, труби геотермальної опалювальної системи можуть бути прокладені під грунтом, по дну водойми і всередині свердловини. У зв`язку з цим виділяють геотермальне опалення з горизонтальним, водоемним і вертикальним контурами.

У першому випадку магістралі укладаються в землю на глибину нижче промерзання грунту (вона залежить від кліматичних особливостей регіону). При цьому потрібно досить велика площа. Так, для обігріву приміщення в 200 квадратних метрів, потрібна ділянка розміром 500 квадратних метрів.

Другий варіант - магістралі, що прокладаються по дну водойми. Вважається, що це самий економічно вигідний спосіб прокладки геотермального опалення, так як менше початкові вкладення і більше ефективність. Але озера і річки глибиною понад 2 метри є далеко не скрізь.

Третій вид геотермальних опалювальних систем, навпаки, дуже дорогий. Буріння свердловин, для якого необхідна спеціальна техніка, коштує недешево. А свердловину потрібно пробурити мінімум на 30 метрів (в залежності від рельєфу). Зате не потрібно багато місця, а значить, можливе використання геотермального отепленія як для вже побудованих будинків, так і для будівель, розташованих на невеликих ділянках.

Переваги та недоліки геотермального опалення

Геотермальне опалення - екологічно чисте. Використання теплової енергії землі не забруднює навколишнє середовище. Воно абсолютно безпечно для людини. Чи не виділяється шкідливих речовин, неприємних запахів. Немає ризику пожежі, так як не відбувається спалювання ніякого палива. Крім того, теплові насоси працюють майже безшумно і не вимагають практично ніякого догляду.

Але головне - геотермальна енергія безкоштовна. Середня вартість геотермальної системи опалення (з монтажем і всіма налагоджувальними роботами) становить 500-600 тисяч рублів. Фахівці стверджують, що вкладення окупаються приблизно за 5 років. Адже платити за централізоване опалення не потрібно. Витрати відбуваються лише при оплаті електроенергії, від якої працює тепловий насос. І ось тут таїться принциповий недолік геотермального опалення, робить його в нашій країні недозволеною розкішшю.

Зробимо невеликий розрахунок (при цьому будемо використовувати середні значення і думати, що опалення відбувається в «ідеальних умовах», без тепловтрат). Припустимо, для обігріву приміщення з площею 10 кв.м потрібен 1 кВт опалювальної потужності. Тоді, щоб обігріти будинок, площею в 100 кв.м. буде потрібно 10 кВт опалювальної потужності. З одного кіловата електроенергії, що споживається тепловим насосом, отримують до п`яти кіловат тепла. Отже, для вироблення 10 кВт тепла потрібно 2 кВт електроенергії на годину. В добу - 48. На місяць - 1440 кВт. При вартості одного кіловата електроенергії 2 рубля 50 копійок, геотермальне опалення буде обходитися в 3600 рублів на місяць. Ось і виходить, що безкоштовне тепло землі коштує дорожче, ніж будь-який традиційний джерело енергії.

Проте, геотермальне опалення набуває все більшої популярності. На нього перейшли багато котеджні селища в центральних регіонах Росії. А чи готові ви відмовитися від газу і вугілля на користь альтернативної енергетики?