Геотермальное отопление частного дома: Геотермальное отопление грунтовыми водами: за и против

Геотермальное отопление дома своими руками, термальная система, тепло, принцип работы геотермального котла загородного дома от скважины

Содержание:

Особенности геотермальной отопительной системы
Принцип работы геотермального отопления дома
Способы монтажа термальной системы отопления своими руками
Плюсы и минусы геотермального отопления

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. Тепловую энергию для дальнейшего использования можно получать почти в любом месте, ее подача ничем не ограничивается и является наиболее устойчивой.
2. Выработка геотермального тепла не приводит к образованию различных вредных выбросов после сгорания углекислого газа.
3. Отопление на основе работы подобной установки не нуждается в постоянном обслуживании.
4. Для владельца загородной недвижимости такое теплоснабжение помещений считается бесплатным.
5. Насосное оборудование занимает гораздо меньше места для установки, чем при обустройстве других отопительных систем.
6. 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.
7. 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.

Геотермальное отопление дома: принцип работы и устройство

Читайте в этой публикации:
Геотермальное отопление дома: как работает система
Преимущества и недостатки геотермального отопления
Геотермальная отопительная система: виды и особенности

В плане энергетики человечество сделало большой скачок, научившись вырабатывать энергию из весьма непривычных мест – сегодня ее можно «добывать» из воздуха, воды и даже земли. Подобный прорыв обусловлен появлением такого приспособления, как тепловой насос, который используя даже незначительную разницу в температуре окружающей среды, способен вырабатывать весьма немалое количество тепла. Имея один вид энергии, его достаточно легко преобразовать в другой – именно на этом принципе и основано геотермальное отопление дома, о котором пойдет разговор в данной статье. Вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с принципом работы геотермальной системы отопления, ознакомимся с преимуществами и недостатками ее использования, изучим виды подобных систем и особенности их работы.

Геотермальное отопление частного дома фото

Геотермальное отопление дома: как работает система

Как ни странно это может прозвучать, но с принципом работы системы геотермального отопления так или иначе знаком практически каждый человек – оно функционирует практически точно так же, как работает кондиционер или домашний холодильник, только с точностью до наоборот. Вы когда-нибудь обращали внимание на температуру радиатора на задней стенке холодильника – он в буквальном смысле горячий.

Этот нагрев образуется благодаря тому, что из продуктов вытягивается все тепло – именно оно и концентрируется в этом теплообменнике. Вот вам и вопрос – а почему такое тепло не использовать для отопления дома?

Его и начали использовать, только в несколько больших масштабах и извлекают его не из продуктов, а из почвы, воды и даже воздуха. Для успешной работы такой системы достаточно всего несколько градусов разницы в температуре между воздухом и средой, из которой извлекается это тепло – в данном случае из почвы. Именно поэтому основной теплообменник системы геотермального отопления размещается под землей. В целом же, если разбираться с конструкцией системы, то ее можно условно разделить на следующие части.

1. Подземный коллектор. Это можно сказать, змеевик, изготовленный из трубы большого диаметра и погруженный в почву на глубину 1,2-1,8м. Именно здесь осуществляется забор тепла, так как в большинстве случаев в зимний период почва на такую глубину не промерзает, а, следовательно, ее температура выше, чем снаружи.
2. Следующий узел системы – это геотермальный тепловой насос. Посредством циклов сжатия и расширения, испарения и конденсации он эффективно забирает тепло из жидкости внешнего коллектора, после чего направляет его в теплообменник, к которому подключается стандартный контур отопления дома.

   Принцип геотермального отопления фото

По большому счету, это и вся система, которую с одинаковым успехом можно подключить к новому отопительному контуру в доме или же к старой системе отопления. Все до предела просто, если бы не одно «но» – для установки внешнего контура отбора тепла придется изрядно перекопать почву на участке. Да, система не без недостатков, и именно о них мы поговорим дальше.

Преимущества и недостатки геотермального отопления

Если разбираться подробно с преимуществами и недостатками геотермальной системы отопления дома, то можно прийти к выводу двоякости – в смысле того, что все преимущества этой системы полностью нейтрализуются ее немногочисленными недостатками. С другой стороны, это диковинка, с которой народ еще не до конца разобрался, и многие производители таких систем пользуются этим, выдавая желаемое за действительное. Нельзя сказать, что система полностью бесполезная – она специфическая и далеко не всегда является рентабельной. Среди ее преимуществ можно отметить следующие моменты.

1. Возможность извлечения энергии в любом уголке земного шара и наличие поблизости вулканической активности – совсем необязательный фактор. Как и говорилось выше, нужна лишь незначительная разница в температуре – и тепло в доме гарантировано.
2. Это абсолютно безвредный для окружающей среды способ добычи тепловой энергии. Если, конечно, не брать в учет возможные аварии во внешнем коллекторе и вытек антифриза, которым система заправляется крайне редко. В большинстве случаев для этой цели применяется обычная вода, но бывают и исключения.
3. Неограниченное количество энергии. Понятие весьма расплывчатое. С одной стороны это так, и выбирать тепло из почвы можно в большом количестве, а с другой стороны этот фактор ограничен размерами внешнего теплообменника и разницей температур.
4. Сравнительно небольшие расходы на эксплуатацию. Практически все производители тепловых геотермальных насосов заверяют, что при затратах 1 кВт электроэнергии, вырабатывается от 3 до 5 кВт тепловой энергии. Да, система эффективная, но полностью автономной ее можно будет назвать только в случае комплектации ее солнечными панелями. Другое дело, что в ней практически нечему ломаться – система способна работать безотказно на протяжении очень долгого срока.

Вроде все замечательно, но не обходится дело и без недостатков. К ним можно отнести следующие моменты.

1. Дороговизна установки. На сегодняшний день геотермальное отопление тепловым насосом является самым дорогим теплоснабжением в плане монтажа и приобретения оборудования.
2. Ко всему прочему, у такой системы весьма длительный срок окупаемости, который исчисляется десятком лет как минимум.
3. Эффективность работы системы снижается с понижением температуры на улице в значительной степени. Существует даже такой предел, достигнув которого геотермальное отопление становится вообще неэффективным. В северных регионах целесообразность его использования остается под сомнением.
4. Сложный монтаж, который под силу только специалистам – об изготовлении такой системы своими руками не может быть и речи.

Кроме всего прочего, для установки внешнего геотермального коллектора понадобится изрядно перерыть почву на придомовой территории, что, опять-таки, станет в немаленькую копейку. В принципе, решайте сами – вопрос, быть или не быть геотермальному отоплению в вашем доме, зависит только от вас.

Геотермальное отопление тепловым насосом фото

Геотермальная отопительная система: виды и особенности

Как ни странно, но несмотря на молодость такой системы отопления, производители уже успели продумать целых три их разновидности, с особенностями которых следует разобраться подробно. Как минимум их знание поможет правильно определиться с выбором.

1. Горизонтальная система геотермального отопления. Ее основное отличие заключается в горизонтальном положении внешнего теплообменника. Трубы, отбирающие тепло земли, располагаются параллельно поверхности земли, в чем и выражается основной недостаток системы. Именно эта схема геотермального отопления для своей установки потребует перерыть огромное количество придомовой территории.
2. Вертикальное геотермальное отопление. В отличие от предыдущего варианта, система данного типа предусматривает вертикальное расположение внешнего теплообменника. Это уже не змеевик, а пара закольцованных труб, погруженных в скважину. Таких пар может быть много, но, невзирая на это, земляных работ, связанных с их установкой, производится меньше. В этом отношении вертикальное геотермальное отопление выглядит более привлекательно – за это удобство придется расплачиваться небольшим повышением энергопотребления. Здесь понадобится более мощный циркуляционный насос – в принципе, разница не слишком существенная.

   Вертикальное геотермальное отопление фото

3. Геотермальная система с размещаемым в воде теплообменником. Это горизонтальное геотермальное отопление, которое отличается от предыдущего варианта только тем, что внешний теплообменник погружается не в почву, а в близлежащий водоем. Система весьма прихотливая в плане установки – имеются некоторые ограничения, в первую очередь связанные с глубиной водоема. Он не должен быть мелким – промерзающие до дна «лужи» не слишком подходят для извлечения из них тепловой энергии.

Во всем остальном в плане эффективности работы, технических характеристик и других параметров это практически равноценные системы, которые, несмотря на свою сравнительную новизну, потихоньку уходят в историю. На смену им приходят более компактные и простые в плане монтажа системы, которые посредством того же теплового насоса извлекают энергию не из почвы или воды, а непосредственно из воздуха. Такое отопление собирается из двух блоков – наружного и внутреннего. Естественно, все это дело подключается к существующей или новой системе водяного отопления. В монтаже они, можно сказать, элементарные и самое главное – они не требуют проведения масштабных земляных работ.

В заключение темы про геотермальное отопление дома скажу несколько слов по поводу возможностей системы. По большому счету, она умеет практически все тоже самое, что и стандартное отопление с использованием электрического или газового котла – она работает и на отопление, и на горячее водоснабжение. Такое отопление отлично подходит для обустройства теплых полов. Регулировка температуры в доме, как и во всех случаях, достаточно легко автоматизируется.

Автор статьи Александр Куликов

Подходит ли геотермальная энергетическая система для вашего дома?

Перейти к содержимому

Геотермальная энергия — это тепло, которое исходит из недр земли — области каминной полки, где температура постоянно колеблется от 45 до 75 градусов по Фаренгейту. Геотермальные электростанции используют это тепло для выработки электроэнергии. Мы также можем использовать эту энергию для обогрева или охлаждения домов непосредственно через жилую геотермальную энергетическую систему.

Жилые геотермальные системы используют тепловой насос для обмена теплом с землей для обогрева дома зимой и охлаждения летом. Эти системы имеют значительные экологические преимущества. Во-первых, геотермальная энергия является чистым источником энергии, и для работы системы требуется лишь небольшое количество электроэнергии. Кроме того, геотермальная энергия доступна 24 часа в сутки, что делает ее надежным источником энергии с чрезвычайно низким углеродным следом.

Выбор лучшей геотермальной системы для вашего дома зависит от вашего местного климата, наличия земли и состояния почвы. Если вы заинтересованы в использовании геотермальной энергии в своем доме, важно понимать различные доступные варианты, в том числе замкнутые, разомкнутые и гибридные системы.

Системы с замкнутым контуром

Этот тип геотермальной энергетической системы является наиболее распространенным и обычно включает два различных контура, изготовленных из пластиковых труб. Первый — контур хладагента, который устанавливается внутри вашего дома. Второй — водяной контур, который обычно находится под землей.

Когда жидкость циркулирует по внешней трубе, земля нагревает ее. Затем жидкость поступает в дом, где обменивается теплом с контуром хладагента. Существует три разновидности систем с замкнутым контуром:

1. Система с вертикальным контуром

В этой геотермальной системе вы устанавливаете трубу вертикально в землю. Если ваша собственность имеет ограниченную доступную землю — или вы хотите свести к минимуму воздействие на ваш ландшафт — этот вариант может быть идеальным. Однако, если вы живете в районе с каменистой почвой, рытье ям глубиной от 100 до 500 футов может оказаться слишком сложным.

Из всех замкнутых систем вертикальные системы считаются самыми дорогими в установке. Однако общая стоимость будет зависеть от множества факторов, включая факторы окружающей среды, правила и площадь в квадратных футах. Проконсультируйтесь со специалистом, чтобы получить точную смету расходов.

2. Горизонтальная петлевая система

Для этого типа геотермальной системы вы устанавливаете трубу горизонтально, что более эффективно, чем вертикальная установка. Однако для этого требуется больше земли, чем для вертикальной системы. Кроме того, поскольку трубка находится ближе к поверхности земли — от 3,5 до 6,5 футов — на нее больше влияют погодные условия. Поэтому обычно не рекомендуется домовладельцам, которые видят долгие или холодные зимы.

Эта замкнутая геотермальная система обычно дешевле, чем ее вертикальный аналог, что делает первоначальную установку более доступной. Свяжитесь с профессионалом, чтобы узнать больше о конкретных требованиях к земле и ценах.

3. Система контура пруда/озера

Есть ли на вашей земле водоем? Если это так, вы можете выбрать эту геотермальную энергетическую систему, где вы устанавливаете трубы на дне пруда или озера. Трубка уложена в бухте, также называемой «гибкой» замкнутой петлей, на глубине не менее 8 футов под поверхностью воды, чтобы предотвратить зимнее замерзание.

Эта геотермальная система идеальна, когда она жизнеспособна, потому что она обычно дешевле, чем другие установки. Цена варьируется в зависимости от того, насколько близко к вашему дому находится водоем.

Системы открытого цикла

Подобно системе цикла пруд/озеро, система открытого цикла требует воды через колодец или поверхностный водоем. Жидкость направляется в трубопровод и к тепловому насосу, где происходит обмен теплом с контуром хладагента. Затем вода возвращается в землю через колодец или поверхностный сброс. Этот вариант лучше всего подходит для домовладельцев, которые имеют достаточный запас чистой воды и могут соблюдать все местные нормы и правила.

В среднем разомкнутые системы дешевле в установке, чем замкнутые, что позволяет сэкономить до 60% затрат. Имейте в виду, однако, что эти системы также требуют большего обслуживания, чем другие геотермальные системы, включая замену фильтров, умягчение воды и испытание скважин.

Гибридные системы

Гибридные системы не так традиционны, как системы с замкнутым или разомкнутым контуром, но они по-прежнему доступны.

Они используют сочетание геотермальных ресурсов, таких как стоячие колонные колодцы и градирни. Эти геотермальные системы в основном используются для охлаждения, а не для обогрева, что делает их жизнеспособным вариантом для домовладельцев в более теплых регионах.

Правильный выбор геотермальной системы

Если вы планируете перейти на геотермальную энергию, вы получите множество преимуществ. Геотермальные тепловые насосы обычно потребляют на 25-50% меньше электроэнергии, чем обычные системы отопления и охлаждения. Кроме того, они, как правило, тише, служат дольше и требуют меньше обслуживания, чем обычные системы. Вы можете ежегодно экономить до 60 % на отоплении и до 50 % на охлаждении. Кроме того, вы можете воспользоваться федеральной налоговой льготой, чтобы снизить затраты на установку.

Прежде чем переключиться, проведите исследование и решите, какой тип системы подходит именно вам. Замкнутый, разомкнутый и гибридный варианты имеют свои плюсы и минусы, но каждый из них обеспечивает ключевые преимущества для домовладельцев. Определение того, какой тип системы соответствует вашей жизненной ситуации, приведет к долгосрочному удовлетворению.

Посмотрите, как работает домашняя геотермальная система, в этом видео от Министерства энергетики США:

Автор изображения:  Харрисон Хейнс из Pexels

Об авторе

Холли Уэллс — писатель по благоустройству дома и редактор The Estate Update. Ее работы по экологическому дизайну публиковались в журналах Today’s Homeowner, Build Magazine и других отраслевых изданиях.

By Earth911

Мы серьезно относимся к тому, чтобы помогать нашим читателям, потребителям и компаниям ежедневно сокращать объем отходов, предоставляя качественную информацию и открывая новые способы еще более устойчивого развития.

Связанный пост

Стоит ли использовать геотермальное отопление

Выберите тепловой насос, чтобы начать экономить уже сегодня!

Когда вы выбираете геотермальное отопление в качестве основного источника отопления и охлаждения для своего дома, вполне вероятно, что вы много думали и исследовали это решение. Вы задали правильные вопросы и прочитали все обзоры, набрали «геотермальное отопление для дома» и прочитали все, что там есть, но как вы полностью решаете, подходит ли вам геотермальное отопление? Если вы только начали свое исследование, это отличное место для начала, так как мы можем ответить на все ваши вопросы в одном месте. Начнем с того, что представим, что такое геотермальный тепловой насос. Геотермальные тепловые насосы используются для нагрева, охлаждения и нагрева воды одновременно. Принцип их работы заключается в том, что они берут тепло, находящееся в земле, и передают его в дом. Эти системы могут сократить ваши счета за электроэнергию на 65% (вау), потому что вашей системе ОВКВ не нужно так усердно работать для производства тепла, тепловой насос будет делать всю работу за вас. Эта система использовалась в течение очень долгого времени и была чрезвычайно эффективной.

Геотермальное отопление и газ

Между геотермальным отоплением и газом есть несколько существенных различий, одно из которых заключается в том, что геотермальное отопление использует энергию, которая уже есть, а газу придется вырабатывать тепло. Именно это играет большую роль в энергии, которую вы экономите. Эти две системы также стоят очень по-разному. Например, установка системы отопления в вашем доме может стоить вам от 5000 до более 15000 долларов, в зависимости от размера вашего дома. Геотермальная система может стоить около 7 500 долларов, но после рытья траншей и установки она может превысить 20 000 долларов. Разница здесь, однако, заключается в том, что вы вернете эти деньги за счет более низких счетов за электроэнергию при геотермальном отоплении, но не при обычном газовом отоплении.

Общие вопросы

Сколько денег можно сэкономить, используя геотермальную энергию?

Глядя на традиционные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и на то, как они работают, вы можете легко увидеть, насколько геотермальный тепловой насос сэкономит гораздо больше денег. При изучении было показано, что, используя геотермальную энергию в качестве источника энергии, вы можете сэкономить до 65% больше, чем если бы вы использовали традиционные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Как долго служат геотермальные системы?

Части системы, которые выходят наружу (контур заземления), прослужат 50 и более лет, а компоненты, которые находятся внутри, могут прослужить около 25 лет. Если сравнить это с обычной печью, которая иногда работает только добрых 15 лет, это очень много.

Насколько хорошо работает геотермальное отопление?

Геотермальный тепловой насос постоянно работает примерно на 400%. Когда это сравнивается с топливной печью, работающей на 78-90%, легко увидеть, какая из них лучше. Эти системы являются наиболее эффективными системами отопления и сэкономят вам больше всего денег на счетах за электроэнергию.

Каковы плюсы и минусы геотермального отопления?

Плюсы заключаются в том, что они чрезвычайно эффективны и работают примерно на 400 % лучше, чем традиционная печь. Это также возобновляемая энергия, так что это хорошо для вас, хорошо для окружающей среды и хорошо для ваших счетов за электроэнергию. Ваш счет за электроэнергию значительно уменьшится. Минусы заключаются в том, что для работы этой системы все равно потребуется электричество. Он также потребляет много воды и может быть дорогим в установке.

Стоит ли использовать геотермальное отопление и охлаждение?

В конце концов, это зависит от клиента, но если ваша цель — сэкономить деньги на счетах за электроэнергию, это отличное решение. Эти системы прослужат долго и будут производить для вас много тепла и прохладного воздуха. Он тянет прямо с земли, поэтому он отлично экономит энергию и полезен для окружающей среды.

Насколько глубоко вы копаете для геотермального отопления?

Траншеи, которые выкапываются для этого, обычно имеют глубину около 4-6 футов и длину около 400 футов. Для систем такого типа обычно требуется 500-600 футов трубопровода. Это одна из причин, почему эти системы могут быть очень дорогими.

Кто устанавливает системы геотермального отопления?

Вы можете обратиться в нашу компанию за помощью по геотермальному отоплению.