Геотермальне опалення заміського будинку

Принцип роботи та види геотермального опалення

Геотермальне опалення будинку може використовувати різні джерела теплової енергії Землі. Це можуть бути як високотемпературні джерела, наприклад: термальні води, так і низькотемпературні: відносно не висока температура землі, водойм або повітря.

Термальні води, як джерело теплової енергії для опалення заміського будинку можуть бути використані тільки в безпосередній близькості від районів їх розташування. Прикладом використання такого виду енергії може бути Ісландія. У Росії ж, як і в інших країнах СНД таке опалення поки не дуже поширене з різних причин: віддаленість районів з термальними водами від населених пунктів, агресивність вод, відсутність відповідного обладнання, технологій та ін.

Більш перспективним видається геотермальне опалення заміських будинків, що використовує в якості джерела енергії відносно невисоку температуру землі, водойм або навколишнього повітря. Це, так звані, теплові насоси. які використовуються для перетворення цієї щодо невисокої температури в теплову енергію системи опалення або гарячого водопостачання заміського будинку.

Принцип роботи

Принцип роботи геотермального опалення будинку (теплового насоса) заснований на тому ж принципі, що і робота холодильника або кондиціонера. Основним елементом такої системи є встановлений в будинку тепловий насос, підключений до внутрішнього і зовнішнього контуру.

Внутрішній контур такого опалення заміського будинку може представляти звичайний водяний контур з труб і радіаторів або теплі підлоги. Зовнішній контур це теплообмінник, який знаходиться в товщі землі або у водоймі, забирає їх тепло і передає її до теплового насосу в будинку.

По зовнішньому контуру постійно циркулює теплоносій (фреон або ін.), Який теплову енергію середовища в тепловому насосі передає внутрішньому контуру. Таким чином, відбувається нагрів води в системі опалення будинку.

види

Існують основні три види геотермального опалення заміського будинку на базі теплового насоса, які відрізняються тільки зовнішнім контуром. Але кожен з них має свої особливості, переваги і недоліки. Таке опалення може бути:

з вертикальним грунтовим колектором (теплообмінником);
з горизонтальним грунтовим теплообмінником;
з теплообмінником в водоймі.

Вертикальний грунтовий колектор

При цьому виді геотермального опалення вертикальний або свердловинний колектор (теплообмінник) розміщується в, пробурених на глибину 50-100 м і більше, свердловинах і використовує енергію землі. На такій глибині земля має постійну температуру 10-12 о С круглий рік. Це найбільш ефективний вид відбору тепла землі, але вимагає буріння свердловин і монтажу в них колектора, що збільшує вартість монтажу такого виду.

Горизонтальний грунтовий колектор

Труби такого зовнішнього контуру (колектора, теплообмінника) укладаються на відносно великій площі, нижче глибини промерзання грунту. Для цього виду опалення будинку немає необхідності бурити свердловини. але потрібно відносно велика площа горизонтального колектора: для опалення будинку 200 м 2 потрібно близько 500 м 2 теплообмінника. Це вимагає великого обсягу земляних робіт. До того ж, труби колектора не можна укладати ближче, ніж 1,5 м. Від дерев.

Теплообмінник, розміщений у водоймі

Зовнішній контур (теплообмінник) розміщений у водоймі має ту перевагу, що не вимагає виконання земляних робіт. Але цей варіант можна реалізувати тільки в тому випадку, якщо поряд з будинком, на відстані не більше 100 м є водойма достатньої глибини. Такий водойму не повинен промерзати до рівня розташування труб теплообмінника.

Переваги і недоліки

Переваги геотермального опалення заміського будинку:

- воно використовує дармову теплову енергію землі, екологічно безпечне, не забруднює навколишнє середовище;
- при його використанні відсутній ризик загоряння, тому що немає необхідності спалювати будь-яке паливо;
- не займає багато місця, не псує зовнішній вигляд будинку і цілісність ландшафту ділянки;
- тепловий насос працює тихо, без шуму;
- установка не виділяє ніяких шкідливих речовин або запахів;
- не вимагає доставки і зберігання палива;
- може працювати в автономному режимі;
-економність при експлуатації: при споживанні 1 кВт електроенергії виділяє до 5 кВт теплової енергії;
-можна використовувати як для опалення (взимку), так і, при необхідності, для охолодження приміщень будинку (в теплу пору року).

Його недоліки:

Головним і дуже істотним недоліком геотермального опалення заміського будинку можна вважати необхідність чималих капітальних вкладень на етапі його установки: закупівля обладнання і матеріалів, роботи по монтажу внутрішнього і зовнішнього контуру.

Чи можна змонтувати таку систему своїми руками

Такий вид опалення будинку своїми руками можна змонтувати, використовуючи готовий комплект обладнання. Простіше це зробити, якщо тепловий насос буде мати горизонтальний грунтовий або розміщений у водоймі зовнішній контур (колектор). Складніше змонтувати його з вертикальним (свердловинним) колектором, так як пробурити своїми руками свердловини і встановити в них колектори досить складно.

Сам тепловий насос займає небагато місця, але лише звичайний твердопаливний котел, та й підключення до нього внутрішнього боку підводу води вдома не становить особливих труднощів. Ця робота практично нічим не відрізняється від монтажу водяного опалення з використанням інших генераторів тепла. Мабуть найважче - влаштування зовнішнього контуру.

Для грунтового горизонтального теплообмінника необхідно виконати великий обсяг земляних робіт, так як площа колектора повинна бути в межах 250-300 м 2 на 100 м 2 площі будинку. Необхідно буде укласти велику кількість труб в траншеї на рівні, який буде нижче глибини промерзання для даної місцевості.

Для геотермального опалення будинку з зовнішнім контуром (теплообмінником) у водоймі необхідно правильно розмістити його в воді. По-перше, як уже згадувалося, водойма повинен бути поруч з будинком - не більше 100 м. А, по-друге, його глибина повинна бути не менше глибини промерзання води взимку в даній місцевості (зазвичай не менше 2-2,5 м) а площа - не менше ніж 200 м 2.

При монтажі такого зовнішнього контуру труби у вигляді спіралі укладаються на дно водойми, що теж є досить трудомістким процесом, хоча й не вимагає виконання земляних робіт, крім прокладки траншеї для з`єднання теплообмінника з тепловим насосом, що знаходяться в будинку. Робота по монтажу колектора в водоймі набагато спрощується, якщо він являє собою ставок з якого на час можна випустити воду, а після укладання труб знову наповнити його водою.

Вартість і окупність

Вартість обладнання та його установки для такого опалення залежить від його виду, виробника, і потужності. Необхідна потужність теплового насоса залежить від площі опалювального будинку.

В даний час, в залежності від потужності, вартість ґрунтових теплових насосів знаходиться в межах:

потужністю 4 5 кВт - від 3000 до 7000 у.о.
5-10кВт - від 4000 до 8000 у.о.
10-15кВт - від 5000 до 10000 у.о.

До цієї суми необхідно додати ще 20-40% на монтаж устаткування. Виходить кругленька сума. Але справедливості заради слід зазначити, що ці витрати через кілька років повинні окупитися, так як в подальшому крім відносно невеликих витрат на електроенергію ніяких інших витрат не буде потрібно.

Таке опалення найвигідніше для невеликих будинків площею до 150 м 2. Окупність геотермального опалення (теплових насосів) в таких будинках складає близько 5-8 років.

Відео по темі

Нижче Ви можете переглянути відеоролик про те як працює опалення будинку, яке використовує теплову енергію землі з горизонтальним грунтовим колектором.

Поділися в соціальних мережах:

Схожі