Отопление от земли своими руками: Как сделать геотермальное отопление дома своими руками?

Геотермальное отопление своими руками: как сделать обогрев

Все знают, что геотермия является теплом Земли, а термин «геотермальный» часто ассоциируется с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика применяется в промышленных целях, к примеру, существуют дальневосточные электростанции, которые функционируют засчет тепла Земли.

Содержание статьи

• Преимущества и минусы
• Ресурсы геотермального отопления
• Как работает альтернативное отопление?
• Два способа расположения теплообменника
• Вариант 1: вертикальное расположение внешнего коллектора
• org/ListItem»> Вариант 2: горизонтальное расположение земляного коллектора
• Установка горизонтального теплоносителя в водоем
• Как установить своими руками?

Геотермальное отопление

Многие уверены, что геотермальное отопление дома своими руками является чем-то нереальным. Но это не так! С развитием современных технологий это стало реальность. Давайте вместе определим методы работы альтернативного отопления, его преимущества и минусы перед традиционным вариантом, а также как установить геотермальную систему отопления своими руками.

Преимущества и минусы

Если в России геотермальное отопление частного дома получило небольшое распространение, значит, эта идея не стоит затрат на реализацию? Применение системы геотермального отопления дома является выгодным решением.

И на это есть множество причин:

• моментальный монтаж оборудования, которое может долгое время функционировать без сбоев. Если применять в отопительной системе антифриз высокого качества, то вода не будет замерзать, а износ будет минимальным;
• исключается процесс сжигания топлива. Получается полностью пожаробезопасная система, которая на момент использования не наносит вреда жилью;
• исключаются другие моменты, связанные с наличием топлива: не нужно искать место для его хранения, заготавливать и осуществлять доставку;
• акустический комфорт. Тепловой насос функционирует без звуков;
• экономическая выгода. На момент использования системы не нужны дополнительные вложения. Ежегодный обогрев осуществляют природные силы, за которые люди не платят деньги;
• экологическая составляющая. Геотермальное отопление частного дома является экологически безопасным решением. Отсутствие процесса горения предотвращает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это поймут многие и такая система получит общее распространение, отрицательное воздействие людей на природу намного снизится;
• компактность установки. Вам не придется искать в своем доме специальное место для установки или организовывать котельную. Все, что требуется – это тепловой насос, который можно разместить в подвале. Объемный контур устройства будет находиться под землей или водой, на поверхности участка его не будет видно;
• многофункциональность. Система может функционировать в качестве отопления в холодное время года, так и в качестве охлаждения летом. Она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер. Покупка геотермальной отопительной системы экономически выгодна, несмотря на то, что придется выложить кругленькую сумму за покупку и установку систему.

Единственным минусом считается наличие расходов, с которыми придется столкнуться при установке системы и подготовки ее к работе. Необходимо будет приобрести насос и некоторые материалы, сделать монтаж внешнего коллектора и внутреннего контура.

Но все эти затраты окупаются в течение нескольких лет. Последующее применение уложенного в землю или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить намного больше средств. Сам процесс установки не настолько сложен, чтобы обращаться за помощью к сторонним специалистам. Если не делать бурение, то все остальное можно сделать своими руками.

Ресурсы геотермального отопления

В качестве геотермального отопления можно применять следующие ресурсы земной тепловой энергии: высокотемпературные и низкотемпературные. К высокотемпературным принято относить термальные источники. Их можно применять, но сфера их использования ограничивается фактическим местом нахождения таких источников.

Если в Исландии этот тип энергии активно используется, то в России терминальные воды расположены далеко от населенных пунктов. Больше всего их на Камчатке, где подземную воду используют в качестве носителя тепла и поставляют в системы ГВС. Зато для использования низкотемпературных источников в России есть все необходимое.

Для такой цели прекрасно подойдут окружающие воздушные массы, вода, земля. Чтобы получить необходимую энергию, применяется тепловой насос. Благодаря ему осуществляется процесс трансформации температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частого дома.

Как работает альтернативное отопление?

Если вы знаете метод работы кондиционера или холодильника, то схожесть этих процессов с методом работы геотермального отопления налицо. В основе системы лежит тепловой насос, который работает в два контура – внешний и внутренний. Чтобы сделать традиционную отопительную систему в любом доме, нужно установить в нем трубы для подачи теплоносителя и радиаторы, при нагреве которых тепло будет идти в помещения.

В случае с геотермальным отоплением трубы и и радиаторы также необходимы. Они формируют внутренний контур устройства. В схему могут быть добавлены теплые полы. Внешний контур смотрится гораздо объемнее внутреннего, хотя его габариты можно оценить только в момент планировки и установки. На момент использования он не виден, так как расположен под грунтом или водой. Внутри этого контура циркулирует простая вода или антифриз на базе этиленгликоля.

Теплоноситель во внешнем контуре греется до температуры среды, в которую он помещен, и отправляется в нагретом состоянии в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло передается внутреннему контуру, в итоге вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается. Главным моментом, который запускает всю систему, считается тепловой насос.

Если у вас в доме стоит стиральная машина, то насос займет примерно подобную площадь. Для работы ему необходима электроэнергия, но, используя всего 1 кВт, он вырабатывает до 4-5 кВт тепла. И тут нет ничего удивительного, так как источник дополнительной энергии уже известен – окружающая среда.

Два способа расположения теплообменника

Существует два способа расположения систем отопления частного дома с применением низкотемпературной энергии деталей окружающей среды.

В основе системы во всех трех случаях лежит геотермальный насос. Внутренний контур остается неизменным для любого типа отопления, а главное отличие состоит в расположении внешней контура.

Геотермальное отопление может быть с теплообменником, который находится вертикально или горизонтально. Горизонтальные теплообменники систем устанавливаются в котлован или открытый водоем в виде особого змеевика, вертикальные – в скважины.

Любой из приведенных здесь вариантов отопления характеризуется своими особенностями, достоинствами и минусами. Если вы хотите создать такую отопительную систему самостоятельно, вам будет интересно узнать информацию о каждом из них.

Вариант 1: вертикальное расположение внешнего коллектора

Этот вариант отопления базируется на интересном природном явлении: на глубине 50-100 метров от своей поверхности земля в течение года обладает одинаковой и постоянной температурой 10-12 градусов. Чтобы применять эту энергию земли, нужно делать бурение вертикальных скважин.

Для максимального сохранения ландшафта можно сделать бурение нескольких труб с одной исходной точки, но под различными углами. Внешний контур устройства будет установлен в этих скважинах. Это поможет продуктивно взять у земли ее тепло. Такой вариант сложно назвать легким и бюджетным. Разумно его использовать тогда, когда прилегающая к дому местность уже обустроена, и нарушение ее ландшафта нерационально.

Вертикальное расположение внешнего коллектора

Глубина бурения скважины может составлять от 50 до 200 метров. Окончательные габариты скважины зависят от геологической обстановки на территории и параметров будущей постройки. Срок эксплуатации такой системы составляет 100 лет. Для установки вертикального типа системы с теплоносителем, который берет энергию подземной воды, необходимо сделать бурение двух водоносных скважин.

Вариант 2: горизонтальное расположение земляного коллектора

Чтобы установить внешний контур при горизонтальном варианте отопления, необходимо знать, как глубоко промерзает земля на вашей территории. Трубы устанавливаются ниже уровня промерзания в предварительно вскопанные траншеи, охватывая довольно большую площадь: чтобы прогреть дом площадью 200-250 квадратных метров, необходимо применять 600 квадратных метров теплообменника, то есть, шесть соток.

Установка горизонтального теплоносителя в водоем

Данный вариант нуждается в особом расположении дома – на расстоянии в 100 метрах от водоема, который имеет достаточную глубину. Более того, водоем не должен промерзать до самого дна, где будет находиться наружный контур устройства. Для этого размер водоема не может быть меньше 200 квадратных метров.

Основным достоинством этого способа считается отсутствие нужных объемных земляных мероприятий, хотя с подводной установкой коллектора придется немного повозиться. Также потребуется специальное разрешение на выполнение таких работ. Геотермальная установка с использованием энергии воды считается наиболее экономичной.

Как установить своими руками?

Если вы решили установить геотермальное отопление своими руками, то наружный контур лучше приобрести в готовом варианте.

Скважинный вертикальный коллектор установить самому тяжелее, если вы не имеете оборудование и не обладаете знаниями бурения.

Тепловой насос – не очень объемное устройство. В вашем доме он не займет много места. Подключение к нему внутреннего контура осуществляется так же, как и при организации отопления с применением традиционных ресурсов тепла. Основная проблема – организация внешнего контура.

Идеальным вариантом будет применение водоема на расстоянии не более 100 метров. Нужно, чтобы его площадь была больше 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра. Если такой водоем вам не принадлежит, то проблемой может служить получение разрешения на его применение. Если водоем является прудом, находящимся в вашем распоряжении, то дело упрощается.

Система геотермального отопления с горизонтальным теплообменником в водоёме

Воду из пруда можно на время откачать. Тогда все действия на его дне могут выполняться просто: необходимо будет установить трубы по спирали, зафиксировав их в этом положении.

Земляные мероприятия потребуются лишь для копания ямы, которая необходима для присоединения внешнего контура к тепловому насосу. После проведения всех мероприятий пруд можно снова заполнить водой.

В ближайшие 100 лет внешний теплоноситель должен функционировать правильно и не доставлять хлопот. Если у вас есть земельный участок, на котором вы планируете строить дом и разбивать сад, тогда можно установить горизонтальный теплоноситель земляного типа. Для этого необходимо правильно рассчитать площадь будущего коллектора, опираясь на показатели, которые были отмечены выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 квадратных метров отапливаемой площади дома.

Траншеи, в которые планируется устанавливать трубы контура, необходимо выкапывать ниже уровня промерзания почвы. А лучшим вариантом будет снять землю на глубину его промерзания, установить трубы, а после вернуть на место землю. Работа сложная, но при наличии большого желания и целеустремленности вы сможете ее сделать.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your <a href="/youtube/v3/getting-started#quota">quota</a>.

Загрузка…

Отопление дома теплом земли. Геотермальное отопление загородного дома.

Июнь 4 • Полезные советы, Ремонтные и строительные работы • Просмотров 3969 • Комментариев к записи Отопление дома теплом земли. Геотермальное отопление загородного дома нет

Еще несколько лет назад использование природной энергии в качестве основного источника для стабильного функционирования инженерных систем считалось немыслимо сложным, дорогим и в принципе, невозможным в рамках частного строительства. Поэтому, при постройке собственного дома предпочтение отдавалось преимущественно более привычным вариантам искусственного происхождения.

Содержание

• В чем преимущества использования тепловой энергии грунта?
• Принцип работы геотермальной системы
  • Видео
• Какое оборудование подготовить для оформления системы обогрева теплом земли?
• Какой технологии отдать предпочтение?
  • Видео
• Особенности обустройства горизонтального геотермального отопления
• Преимущества вертикальной системы
  • Видео
• В чем выгодность оформления поступления энергии через водоем?
• Заключение

 

Сегодня, учитывая скорость технического прогресса и значительное расширение объемов строительства индивидуального характера, подобные системы, бесперебойную работу которых обеспечивает естественная энергия, обретают все большую популярность.

В частности, достаточно востребован геотермальный принцип обогрева дома, при котором главный источник питания системы — земля.

В чем преимущества использования тепловой энергии грунта?

Чтобы выяснить, насколько рациональным является решение оформить отопление теплом земли, приведем несколько неоспоримых достоинств такого способа:

1. Данный источник неисчерпаемый.
2. Отсутствует риск возгорания или возникновения других аварийных ситуаций.
3. Значительная экономия времени, обусловленная отсутствием заботы о регулярной закупке топлива и его хранения.
4. Экологическая чистота процесса получения энергии тепла земли, при котором не образуются какие-либо вредные для здоровья отходы производства.
5. Безопасность использования системы.
6. Минимальные затраты на обслуживание.
7. Высокий коэффициент производительности.
8. Автономность функционирования, которая не требует постоянной самостоятельной регулировки.                                                               

Важно! Выгодней всего применять тепло для дома из земли при формировании отопительной системы в частных домах, площадь которых не превышает 200 м2. В этом случае, несмотря на дороговизну необходимого сопутствующего оборудования для полноценного функционирования системы с высокой производительностью, все расходы окупаются уже по истечению 2-3 лет, даже при постоянном использовании устройства.                                                                                                                                                                           

Принцип работы геотермальной системы

Особенности принципа работы такой отопительной системы, в общем, схожи с условиями функционирования таких бытовых приборов как холодильник или кондиционер:

1. Основной элемент устройства обогрева теплом земли — тепловой насос, который подключается к двум контурам. Стоит отметить, что выработка тепла с помощью такого устройства в 4-5 раз превышает объем потребляемой электроэнергии, то есть, на 1 использованный кВт электричества производится 4-5 кВт тепла.
2. Внешний контур отвечает непосредственно за выработку тепла. Для его оформления используют большой теплообменник, установленный в толще земли. Внутренность его заполняют водой или антифризом. Из внешнего контура через тепловой насос перекачивается нагретое энергией земли вещество во внутренний контур.
3. Внутренний контур — стандартная отопительная установка из радиаторов и трубопровода.                                                                                
   

   Важно! Обратите внимание на тот факт, что чем качественней детали для монтажа устройства обогрева, тем значительно выше будет его мощность, а соответственно и удобство эксплуатации.

Видео

Просмотрите видео, в котором наглядно показан пример функционирования системы обогрева дома при помощи энергии земли и монтаж основных ее элементов.

Какое оборудование подготовить для оформления системы обогрева теплом земли?

Для строительства системы обогрева с использованием тепла земли, подготовьте материалы и оборудование, ориентируясь на следующий список:

• грунтовой коллектор;
• циркуляционный насос;
• тепловой насос;
• медные и полиэтиленовые трубы;
• радиаторы;
• запорно-регулирующая арматура для соединения отдельных элементов системы.
  

  Важно! Помимо основных деталей комплектации, в зависимости от выбранного способа формирования подземного устройства для получения энергии тепла земли, заранее продумайте вариант использования необходимого мощного оборудования для выполнения землеройных работ:

  Учитывая необходимость разового использования таких машин, рациональным решением станет аренда оборудования в процессе сооружения всего здания. Такой подход позволит не только качественно и быстро сформировать отопительную систему, но и значительно ускорить другие строительные процессы.                                                                                                                                                                

Какой технологии отдать предпочтение?

Учитывая постоянное развитие технологий и поиск новых практичных решений для удешевления процесса отопления частного дома, на сегодня разработаны 3 основные геотермальные технологии:

Принимая решение сделать отопление дома теплом земли, заранее настройтесь на то, что предстоящие работы отличаются достаточной сложностью и потребуют не только финансовых вложений на начальном этапе, но и времени, внимательности и аккуратности, обязательного соблюдения правил при монтаже. Только при таком подходе удастся достичь необходимого результата, а сформированная система обогрева с природным источником энергии станет действительно выгодной и позволит не беспокоиться о замене устройства на протяжении многих лет.                                                                                                                                                                                                                                    

Видео

Просмотрите видео, в котором наглядно показан весь процесс монтажа отопительной системы при использовании теплового насоса.

Особенности обустройства горизонтального геотермального отопления

Конструкция такой системы схожа с устройством теплого пола. Внимательно рассмотрите схему строительства горизонтального способа прокладки линии обогрева, чтобы более ясно представить себе принцип формирования.

Ознакомьтесь с рекомендациями по укладке элементов цепи отопления этим способом:

1. Определите участок для укладки труб, размер которого в 2,5-3 раза превышает территорию, занимаемую самим домом.
2. Все работы выполняйте до момента облагораживания территории.
3. Глубину траншей оформите в 1,5-1,8 метра или ниже, чем уровень промерзания грунта на конкретном участке, если он превышает этот показатель.
4. Трубы по поверхности вырытых траншей укладывайте изгибами.
5. При прокладке трубопровода учитывайте обязательно последующие формы озеленения.
6. Размещайте их таким образом, чтобы образовался отступ от деревьев в 1,5 метра.
7. Для выполнения этой работы примените изделия из ПНД.
   

   Важно! Учитывая такие особенности оформления системы обогрева собственного дома горизонтальным способом, его применение не всегда оказывается выгодным, так как требует и внушительного свободного пространства, и значительных расходов на приобретение материалов.

Преимущества вертикальной системы

Обустройство такой системы тоже потребует больших финансовых затрат, но при этом вся установка займет намного меньше площади. Чтобы осуществить установку вертикального теплообменника, придерживайтесь следующих условий:

1. Заранее подготовьте бурильное оборудование.
   

   Важно! Рациональным решением станет использование малогабаритной переносной техники, мощности которой будет вполне достаточно для выполнения всего объема работ частного характера.

2. Определите наиболее выгодные места формирования скважин.
3. Для обогрева дома, площадь которого не превышает 200 м2, пробурите скважины следующим образом:
4. Для формирования внешнего контура примените полиэтиленовые трубы.

Важно! Среди преимуществ использования вертикальной системы обогрева дома отметим следующие важные моменты:

• применение бестраншейной технологии;
• сохранение привлекательности ландшафта;
• отсутствие необходимости учитывать сложную разводку линии при проектировании ландшафта;
• возможность использования компактного бурильного оборудования, цена которого вполне приемлема;
• срок эксплуатации такого теплообменника может длиться до 100 лет.

Чтобы более четко представить себе устройство вертикальной системы, внимательно рассмотрите предложенный вариант схемы.                                                                                                                     

Видео

Просмотрите видео, в котором показан процесс бурения скважины и установки теплового насоса, чтобы предварительно оценить весь объем необходимых работ.

В чем выгодность оформления поступления энергии через водоем?

Этот вариант наиболее удобен при наличии вблизи дома природного водоема. Единственный нюанс — необходимость получения государственного разрешения. Условия его расположения и прокладки деталей цепи системы обогрева теплом земли представлены следующими требованиями:

1. Расстояние до водоема не превышает 100 метров.
2. Площадь озера — не менее 200 м2.
3. Внешний контур в этом случае укладывайте спиралью на дно водоема.
   

   Важно! Рекомендованная глубина для выполнения этой работы — 2,5-3 метра.                                                                                                                      

Заключение

Несмотря на то, что строительство геотермального отопления действительно отличается сложностью, выгодность такого решения при правильном выполнении всех работ очевидна. Поэтому, если вы предпочли этот вариант искусственному источнику, отнеситесь внимательно к проектированию разводки системы и соединению всех ее элементов. Чтобы исключить проявление неточностей или различных дефектов уже в процессе эксплуатации, заручитесь поддержкой профессионалов при создании схемы. В этом случае полученный результат вас непременно порадует высоким качеством функциональности и производительности.

« Как сделать коптильню своими руками Абрикос. Посадка, выращивание и уход »

Самодельные геотермальные системы отопления и насос

Сторонники геотермальных систем отопления и охлаждения уже почти два десятилетия ломятся в дверь общественного признания. И вот, благодаря улучшенному оборудованию и изменению отношения, двери начинают открываться. Хотя количество геотермальных систем, продаваемых сегодня, по-прежнему составляет менее 1 процента внутреннего рынка отопления, продажи с осени 1997 года по весну 1998 года выросли почти на 22 процента по сравнению с предыдущим годом. Когда цифры для ‘9Подведены итоги сезона 7-98, отрасль ожидает аналогичного прироста. Медленно, но верно, домовладельцы начинают обращать на это внимание.

Что такого привлекательного в геотермальной технологии? Энергоэффективность. В технологии, определяемой числами, есть факт, который поймет каждый: с геотермальной системой — их также называют геообменными системами — довольно тесные 2000 кв. футов. дом можно нагреть и охладить примерно за 1 доллар в день. Соразмерная экономия является обычным явлением для больших домов. Вы заплатите еще несколько тысяч вперед, но во многих случаях окупаемость может наступить всего через два или три года. И как только система окупится, годовой возврат инвестиций может приблизиться к 20 процентам. Добавьте впечатляющую долговечность и менее навязчивые методы рытья траншей, и чаша весов начинает склоняться, по крайней мере, на рынке новостроек.

Основы геотермальной энергетики

Сердцем типичной геотермальной системы является геотермальный тепловой насос, который перекачивает воду через подземный контур трубопровода. Вода, подаваемая по этому контуру, использует температуру почвы для нагрева или охлаждения хладагента теплового насоса. Примечательно, что тепловой насос расположен в помещении, как печь, что дает преимущества, к которым мы вскоре вернемся.

Хотя это оборудование может показаться экзотическим, его работу довольно легко понять по сравнению с работой обычных тепловых насосов типа «воздух-воздух». Обычный тепловой насос — это просто центральный кондиционер, который может реверсировать поток хладагента. Компрессор находится вне дома и в режиме обогрева может извлекать часть тепла, присутствующего в холодном наружном воздухе, и доставлять его в помещение в конденсаторный змеевик. В отличие от обычных печей, тепловые насосы не должны производить тепло, они просто собирают имеющееся тепло – и в этом заключается экономия.

Однако ниже 10 градусов по Фаренгейту в воздухе присутствует слишком мало тепла, и необходим резервный источник тепла, чтобы компенсировать разницу или, во многих случаях, полностью взять на себя управление. Даже в пределах эффективного рабочего диапазона теплового насоса его эффективность напрямую зависит от температуры окружающей среды. Чем холоднее становится, тем меньше тепла доступно и тем менее эффективной становится система.

Напротив, геотермальный тепловой насос с подземным контуром трубопровода может использовать более теплый и стабильный источник тепла. Почва ниже уровня промерзания — глубиной от 4 до 6 футов — хранит солнечную энергию на более или менее постоянном уровне с температурой, привязанной к широте. Температура подпочвы колеблется от низких 40 градусов на севере до низких 70 градусов на юге.

В целях сравнения мы будем использовать температуру почвы 55 градусов по Фаренгейту, характерную для большей части Среднего Запада и Центральных равнин. Этот район страны страдает от экстремальных температур, но также имеет достаточное количество теплых дней, так что это разумный выбор.

При температуре земли 55 градусов по Фаренгейту системе необходимо повысить температуру всего на 15-20 градусов, чтобы достичь комфортной температуры в помещении. Сравните это с максимальным перепадом температур от 40 до 60 градусов, с которым может справиться тепловой насос типа «воздух-воздух», и даже с еще большими перепадами, ожидаемыми от стандартных печей, и логика становится ясной довольно быстро. Единственное влияние температуры наружного воздуха на уравнение заключается в способности дома удерживать тепло. В холодные дни дома быстрее теряют тепло, поэтому в холодную погоду все системы работают интенсивнее. Но хотя в эти дни геотермальный тепловой насос может работать чаще, он не работает менее эффективно.

Геотермальный принцип применим и для кондиционирования воздуха. Вместо наружного компрессора, работающего против дневной жары и вынужденного использовать горячий воздух в качестве теплоотводящей среды, геотермальный тепловой насос работает в помещении, используя температуру земли в качестве отправной точки. Результатом является экономия от 20 до 40 процентов по сравнению с обычными тепловыми насосами и кондиционерами.

Конечно, более низкая температура почвы снизит эффективность обогрева, а более теплая почва сократит расходы на кондиционирование воздуха. Однако в среднем геотермальные тепловые насосы производят в три-четыре раза больше энергии, чем потребляют.

Обзор оборудования

В то время как основные принципы геотермального отопления не сильно изменились за 20 лет, изменилась технология, и в этом вся разница. Безусловно, самый большой шаг вперед был сделан в технологии компрессоров. Примерно до 1990 года все компрессоры тепловых насосов и кондиционеров имели только одну скорость, и поскольку каждая установка должна была быть рассчитана всего на несколько экстремальных дней, каждая система была в некотором смысле слишком большой. Таким образом, это было неэффективно большую часть дней в году.

Эта ситуация была исправлена ​​за счет двух совершенно разных улучшений конструкции компрессора, оба из которых на 25-30 процентов более эффективны, чем предыдущие технологии. Первый — это двухскоростной компрессор, который может работать на холостом ходу в мягкие дни и набирать обороты в экстремальные дни. Поскольку эти компрессоры работают чаще, вы также сможете лучше контролировать влажность в сезон кондиционирования воздуха.

Почти одновременно на рынке появились спиральные компрессоры. Спиральные компрессоры радикально отличаются по конструкции — в них используется вращающийся змеевик вместо поршня — и они могут похвастаться 30-процентным повышением эффективности. Поскольку в них очень мало движущихся частей — и еще меньше тех, которые соприкасаются, — они рассчитаны на долгий срок службы.

Еще одно большое различие между стандартным тепловым насосом и насосом, работающим от земли, заключается в том, что модель с источником тепла от земли устанавливается внутри помещения. На первый взгляд это может показаться неработоспособным, хотя бы из-за шума. Но эти системы тихие, почти такие же тихие, как ваш холодильник, который, в конце концов, всего лишь еще один вид теплового насоса. Шум, который мы связываем с блоком воздух-воздух, исходит от большого вентилятора, необходимого для прокачки воздуха через змеевики компрессора. Но наземные компрессоры используют воду, а не воздух, поэтому им не нужны вентиляторы. Вместо этого у них есть тихий циркуляционный насос и компрессор, работающий при более низком давлении, оба запечатаны в изолированном корпусе размером со стиральную машину.

Эта закрытая среда приносит свои плоды и в других отношениях. Ребра компрессора на наружных блоках более подвержены случайным повреждениям, а вентилятор компрессора всасывает огромное количество грязи и мусора, которые уменьшают поток воздуха и повреждают подшипники. Дальнейшее снижение эффективности может быть вызвано коррозией или нарушением уровня в результате оседания компрессора, установленного на земле. Все эти факторы заставляют компрессор работать с большей нагрузкой и нагреваться до 450 градусов по Фаренгейту в действительно жаркий день, что достаточно жарко, чтобы нанести ущерб. Холодный пуск в холодные дни также берет свое.

Но у внутреннего блока в герметичной камере нет ни одной из этих проблем. В результате самые старые модели существуют уже 20 лет и, кажется, остаются эффективными с возрастом. Это может объяснить часто отмечаемое несоответствие между рейтингами эффективности, подтвержденными лабораторией, и эксплуатационными характеристиками. В параллельных тестах, сравнивающих геотермальные тепловые насосы с обычными тепловыми насосами и кондиционерами, последние постепенно теряют позиции. По всей вероятности, разница заключается в среде, в которой они установлены.

Дополнительное оборудование системы

В большинстве компрессорных отсеков также есть два дополнительных устройства — резистивная нагревательная решетка и пароохладитель. Насосы, работающие от земли в северном климате, могут нуждаться в небольшой помощи в очень холодные дни, и небольшой электрический нагреватель сопротивления сделает эту работу. Дополнительные операционные расходы составляют от 30 до 40 долларов в год. Хотя это может показаться чистым убытком, на самом деле это не так. Встроенный нагрев сопротивления позволяет немного уменьшить размеры насоса и контура трубопровода, что экономит деньги.

Пароохладитель — это вспомогательная система рекуперации тепла, обеспечивающая до 60 процентов горячего водоснабжения дома. На самом деле это просто второй конденсатор, расположенный в шкафу и подключенный к стандартному электрическому водонагревателю через коаксиальный фитинг. Летом он дает больше тепла, но и зимой помогает. Покупная цена составляет здоровенные 500 долларов, но опять же, стоимость вводит в заблуждение. Без пароохладителя вам нужно будет установить больше подземных трубопроводов для отвода лишнего тепла. Как и следовало ожидать, большинство агрегатов поставляются с пароохладителями.

Блоки управления

Термостаты и панели управления для этих систем являются электронными. Термостат способен обнаруживать изменения температуры до 0,1 градуса по Фаренгейту и активировать систему, когда он ощущает падение температуры всего на 1 градус. Поскольку человеческое тело может ощущать разницу температур всего в 2–3 градуса, система всегда на шаг впереди в комфорте.

Микропроцессор в шкафу выполняет двойную функцию. Он упорядочивает запуск, чтобы снизить нагрузку на оборудование, а также имеет встроенный датчик неисправности, который может определить причину неисправности. Неисправности системы проявляются на термостате, поэтому незначительные неполадки могут быть устранены немедленно, а более серьезные неполадки диагностируются до прибытия специалиста по обслуживанию.

Конфигурации контура

Почти во всех случаях трубопровод контура изготовлен из гибкого полиэтилена высокой плотности, на который дается гарантия 50 лет, а ожидаемый срок службы составляет 200 лет. Его гибкость и отсутствие «памяти катушки» также облегчают его установку по сравнению с полибутиленом, который использовался всего несколько лет назад. В жилых помещениях он обычно имеет диаметр 3/4 дюйма и соединяется с помощью термосвариваемых фитингов.

Что касается контуров заземления, существует два основных типа систем — разомкнутый контур и замкнутый контур. Замкнутые системы более распространены и могут быть выкопаны или пробурены под землей горизонтально или установлены вертикально, как водяные колодцы. Если вы живете рядом с частным озером, трубопровод можно проложить даже под водой на дне озера. Вам потребуется не менее 8 футов воды над трубой круглый год, но, если этот вариант доступен, это намного дешевле, чем подземная петля.

Второй вариант, установка без обратной связи, не так популярен, как раньше. В этом случае источником воды, подаваемой к тепловому насосу, служит специальная скважина с погружным насосом. Как только вода проходит через систему, она возвращается в водоносный горизонт — обычно через вторую скважину, пробуренную специально для этой цели, или в ближайший ручей или озеро. Хотя эти системы достаточно эффективны, они, как правило, дороже. Колодцы стоят дорого, а качество воды может быть проблемой. У вас также будут дополнительные расходы на эксплуатацию погружного насоса, обычно от 100 до 160 долларов в год.

Наиболее распространена горизонтальная петля. В этой ситуации рядом с домом выкапывается посадочная яма, чтобы петля трубопровода могла быть проведена через стену фундамента и подключена к внутреннему компрессорному агрегату. Из этой ямы пробуривают или выкапывают несколько петель трубопровода глубиной не менее 5 футов.

В среднем для горизонтальной системы требуется 220 футов трубопровода на каждую тонну нагрузки компрессора (12 000 БТЕ тепла). Более новый от 2000 до 2400 кв. футов. дома потребуется 3 тонны емкости и примерно 660 футов трубопроводной петли. В каждую узкую траншею или скважину можно установить две трубы – одну выходную и одну обратную, что составляет 330 футов траншеи. Если используется экскаватор и вырыта траншея шириной 3 фута, в одну траншею можно уложить шесть труб, что позволяет сделать траншею короче. Цены варьируются, но рассчитывайте заплатить около 600 долларов США за каждую тонну емкости или примерно 1800 долларов США за 3-тонную систему.

Горизонтальные системы всегда требовали много свободного пространства, но две недавние разработки немного уменьшили требования к размеру участка. Во-первых, новая технология бурения позволяет оператору точно управлять 5-дюймовым буром. бурильная машина под и вокруг обычных препятствий. Начиная с выгребной ямы рядом с домом, машина может нырять под хозяйственные постройки, деревья и септики, а также подниматься на расстояние до 100 футов. По завершении две трубы, соединенные с U-образным фитингом на дальнем конце, протягиваются через большую часть отверстия. Затем хвостовую часть скважины засыпают или заполняют плотным тампонажным материалом, таким как бентонитовая глина.

Другой новый поворот больше связан с изобретательностью, чем с оборудованием. Вместо того, чтобы укладывать трубу вдоль на дно длинной траншеи, ее наматывают в бухты диаметром от 2 до 3 футов. петли, как у большой игрушки Slinky. Затем катушки укладывают и засыпают землей. Этот метод «Slinky» значительно увеличивает обнажение поверхности и существенно уменьшает количество необходимых траншей. Благодаря этим двум инновациям горизонтальную систему часто можно установить на участке площадью всего 1/4 акра.

Если участок не позволяет выкапывать траншеи или бурить вертикальные скважины, следующим лучшим вариантом является система с замкнутым контуром. В этом случае бурильщик обычно бурит несколько скважин без обсадных труб глубиной от 150 до 200 футов. Затем подрядчик опускает две трубы, соединенные U-образным фитингом на дне, в каждое отверстие и соединяет все трубы из всех отверстий в общей яме глубиной от 5 футов до 6 футов. Затем подрядчик проводит подающую и обратную линии через стену фундамента и соединяет их с компрессорной установкой. Перед заполнением котлована каждое отверстие заливают цементным раствором в соответствии с государственными и местными нормами.

Вертикальные системы с замкнутым контуром на самом деле более эффективны, но требуется больше трубопроводов — обычно 300 футов на тонну. Стоимость бурения также выше. Ожидайте, что вертикальный замкнутый контур будет стоить от 750 до 950 долларов за тонну мощности компрессора или от 2300 до 3000 долларов за 3-тонную систему.

Команда разработчиков медиа-платформ

Команда разработчиков медиа-платформ

Команда разработчиков медиа-платформ

Группа разработчиков медиа-платформ

Особенности сайта

Каждая система будет немного отличаться хотя бы потому, что установщики подходят к делу по-разному. Каждый дом уникален, и его нужно рассматривать индивидуально. При оценке нагрузки на отопление и охлаждение вашего дома подрядчик должен будет учитывать такие факторы, как показатели изоляции, количество, размещение и тип окон, уплотнительные прокладки, основные строительные материалы и так далее. Многие закажут в коммунальной компании тест на тепловые потери в инфракрасном диапазоне. Поскольку проектирование здесь очень важно, а контур заземления является постоянным, важно, чтобы подрядчик все сделал правильно с первого раза.

Имейте в виду, что в негерметичном доме потребуется либо большая система, либо меньшее количество утечек. Поскольку утепление дома почти всегда дешевле, чем увеличение размеров системы, вам нужно сначала сделать небольшие вещи, будь то заделка швов или добавление изоляции. Каждая мелочь помогает.

Интересно, что тип почвы также может влиять на производительность. Лучше всего подходят влажные почвы, такие как глина и суглинок. Сухие песчаные почвы, напротив, содержат миллионы крошечных воздушных карманов, которые изолируют от процесса теплопередачи. В этих случаях подрядчику потребуется либо удлинить петлю трубопровода — до 30 процентов, — либо засыпать дно траншей раствором или более качественным грунтом.

Вариант модернизации

Как и следовало ожидать, большинство геотермальных систем устанавливаются в новостройках и на больших участках. Это не означает, что модернизация не является хорошей идеей или что она неработоспособна. Во многих случаях они работают хорошо. Даже на скромных городских участках часто можно разместить вертикальные петли. Проблема в том, что большинство печей и кондиционеров заменяются, когда они выходят из строя или когда этого требует сделка с недвижимостью. Ни одна из ситуаций не поощряет неторопливый выбор или экспериментальное мышление.

Конечно, в некоторых существующих домах эти системы не предусмотрены. Тепловой насос, как и печь, нуждается в воздуховоде, поэтому вам нужно либо установить его на месте, либо найти разумный способ его получить. И если ваша печь сейчас находится в чулане, эти более крупные внутренние тепловые насосы могут не подойти. Интересно, что компания ClimateMaster Co. представила геотермальную систему с наружным компрессором, разработанную специально для модернизации с плотной посадкой. Поскольку он находится в герметичном отсеке, он должен хорошо держаться. В этом случае к воздуховоду подключается только змеевик испарителя. Дело в том, что если вы платите бешеные деньги за неэффективную систему, не думайте автоматически, что о геотермальной системе не может быть и речи.

Цена и окупаемость

Цены различаются в зависимости от региона, отчасти из-за того, что в одних районах есть опытные, хорошо оснащенные установщики, которые конкурируют друг с другом, а в других нет. На зрелом рынке у вас часто может быть геотермальная система примерно на 2000 долларов дороже, чем новый тепловой насос «воздух-воздух». В других областях вы могли бы легко заплатить на 4000 долларов больше.

В новом строительстве, где обычная печь и система кондиционирования воздуха с воздуховодом будут стоить от 5000 до 6000 долларов, геотермальная система, вероятно, будет стоить от 7000 до 8000 долларов. Тем не менее, единственный способ узнать наверняка — спросить нескольких подрядчиков. Получите жесткие предложения, которые включают оценку окупаемости.

Окупаемость сложно определить в национальном масштабе, но относительно легко оценить по домам. Если ваш подрядчик кажется неуверенным, позвоните в коммунальную компанию. В настоящее время существует достаточно таких систем, чтобы у вас был доступ к точной оценке.

Другим важным фактором в вопросе окупаемости является тип энергии, которую вы сейчас используете. На национальном уровне окупаемость составляет от двух до шести лет. Если вы в настоящее время используете электрическую нагревательную печь сопротивления, вы ожидаете короткого оборота. Следующими по энергозатратам являются печи, работающие на жидком топливе, за ними следуют электрические тепловые насосы. Дольше всего окупится природный газ, который по-прежнему относительно недорог.

Наконец, несмотря на то, что дерегулирование в последнее время сильно расстроило ситуацию, электроэнергетические компании, как правило, были готовы покрыть часть стоимости геотермальных установок с помощью скидок или гарантийных ставок. Скидки могут достигать сотен долларов, поэтому обязательно спрашивайте.

Список источников
ClimateMaster Co.
P.O. Box 25788
Oklahoma City, OK 73125

Florida Heat Pump Corp.
601 N.W. 65-й ​​ст.
Форт-Лодердейл, Флорида 33309

Консорциум геотермальных тепловых насосов, Inc.
701 Pennsylvania Ave., N.W.
Вашингтон, округ Колумбия 20004

Международная ассоциация геотермальных тепловых насосов
482 Cordell South
Stillwater, OK 74078

The Trane Co. и Command Aire Corp.
P.O. Box 7916
Waco, TX 76714

Water Furnace International
9000 Conservation Way
Fort Wayne, IN 46809

Департамент энергетики США
Geothermal Div.
1000 пр. Независимости, ЮЗ
Вашингтон, округ Колумбия. ?

Используя петлевую трубу, геотермальные системы могут мобилизовать температуру земли для циркуляции тепла и охлаждения в любом доме.

National Geographic поясняет: «Трубы, образующие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть зарыты в землю горизонтально или вертикально, в зависимости от особенностей местности. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть спроектировать систему «открытого цикла», в которой скважина бурится в подземные воды. Вода закачивается, проходит через теплообменник, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки»».

Этот цикл повторяется до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура, а преимущества буквального выкачивания тепла из дома или в дом из самой земли не только экологичны, но и окупаются меньшими затратами как на отопление, так и на охлаждение.

А можно ли самому сделать установку? Для заядлых мастеров очень заманчиво попробовать. Если вы чувствуете себя готовым к этой задаче, мы рассмотрим шаги, описанные в этой статье, но если вас пугает сложный процесс, этот вопрос лучше оставить экспертам.

Геотермальный тепловой насос

Определение размеров вашей системы — это первый шаг в этом процессе. Перед началом процесса домашний мастер должен знать свои расчеты и размер теплового насоса. ClimateMaster™ — это выбор номер один для домовладельцев как ведущего производителя геотермальных и водяных тепловых насосов, которые считаются наиболее энергоэффективными и экологически чистыми системами отопления и охлаждения, доступными сегодня на рынке.

Расчет параметров теплового насоса выполняется так же, как и размер печи. Выполняется тепловой расчет, чтобы определить, какое пиковое количество тепла и охлаждения потребуется в самые холодные и самые жаркие средние дни. Это называется потребностью в тепле и оценивается в БТЕ или кВт, а также в тоннах. Четырехтонный тепловой насос способен производить 48 000 БТЕ или 14 кВт энергии. Жилой тепловой насос обычно имеет размер от 2 до 5 тонн и зависит от площади дома, местоположения, количества изоляции, окон и многих других переменных. Большинство современных домов построены в соответствии с одними и теми же стандартами, поэтому выбор правильного размера теплового насоса может быть сделан на основе квадратных метров и вашего географического положения.

Закапывание трубы

Домовладелец может вырыть горизонтальную траншею с помощью собственного или арендованного экскаватора. Тем не менее, траншея должна быть достаточно глубокой и правильной длины для правильной работы. Выбор планировки также будет зависеть от количества доступной земли. Обтягивающая петля является очень популярным средством укладки труб, так как она позволяет минимизировать длину траншеи, при этом обеспечивая максимальную линейную длину трубопровода. Глубина траншеи будет варьироваться в зависимости от линии промерзания и может составлять в среднем от 4 до 6 футов.

Сверление отверстий и вертикальная установка петли — это установка, при которой вы, скорее всего, не сможете арендовать дрель, и вам потребуется, чтобы кто-то сделал это за вас. Также можно использовать существующую скважину или просверлить ряд глубоких отверстий и вставить в них трубы вертикально, а не использовать траншеи. Бурение вертикальных стволов для геотермальной трубы аналогично бурению скважины глубиной 150 футов. Поскольку вам обычно требуется много шахт, чтобы закопать все необходимые трубы, стоимость вертикальной выемки грунта может оказаться выше, чем большинство людей ожидает вначале, поэтому ключевым моментом является точное измерение того, что вам нужно.

Подземная сварка и коллекторы

В профессиональных установках полиэтилен высокой плотности обычно приваривается к подземному коллектору. Это требует специальных инструментов и не позволяет гибко управлять потоком в каждом контуре.

Решением этой проблемы может быть прокладка обоих концов трубных петель через фундамент в подвал, чтобы избежать сварки или других фитингов снаружи, которые могут протечь. Обязательно используйте ударную дрель изнутри, так как бетон естественным образом разрушается наружу при выходе.

В самодельном геотермальном коллекторе фитинги из ПВХ диаметром 1 1/4 дюйма используются с отдельными регулирующими клапанами на каждой линии подачи, чтобы обеспечить сбалансированный поток охлаждающей жидкости. Предварительно изолированный коллектор коллектора также можно приобрести для домашнего мастера, и для него не требуются специальные инструменты. Большинство предизолированные коллекторные коллекторы состоят из компрессионных фитингов для геотермальной трубы ¾ дюйма, запорных шаровых кранов и 1 ¼ дюйма ПВХ, что делает подключение геотермальной трубы к центру потока относительно безболезненным.0156

Независимо от того, строите ли вы новое помещение или модернизируете новую геотермальную систему отопления и охлаждения, конструкция воздуховодов очень важна. Плохо спроектированная система воздуховодов может разрушить весь проект, не позволяя тепловому насосу работать в полную силу.

Если вы проектируете собственную систему воздуховодов, не торопитесь и сделайте расчеты как можно точнее. Если воздуховоды слишком малы для необходимого CFM, например, система будет очень шумной, и воздух будет выходить из регистров с высокой скоростью, вызывая сквозняки. Возвратная воздушная часть системы так же важна, как и нагнетательная. Эта часть геотермальной установки сама по себе может быть достаточно пугающей, чтобы отпугнуть опытного мастера.

Когда звонить специалистам по геотермальной энергии

При использовании геотермальной энергии необходимо учитывать как минимум в два раза больше факторов, что увеличивает вероятность ошибки при установке в два раза. Вот почему большинство людей предпочитают обращаться к опытным профессионалам для своих нужд по установке геотермальной энергии.

И вам не придется иметь дело с неправильной конструкцией, утечками или сложностями при настройке, если вы собираетесь платить кому-то за это. Хороший подрядчик покажет оборудование, которое он будет использовать, и то, как он проложит подземную петлю.