Обогрев дома от земли: Геотермальное отопление грунтовыми водами: за и против

Обогрев дома теплом земли: этапы установки системы

Когда большинство наших соотечественников слышит об отоплении дома с помощью тепла земли, они не понимают, о чем идет речь, в то время как в странах Европы этот альтернативный вид обогрева помещений с каждым годом становится все более популярным.

Схема работы теплового насоса.

В чем причина игнорирования альтернативных энергетических ресурсов в России? Учитывая дороговизну традиционных видов энергоносителей, правительство нашей страны заинтересовано в том, чтобы народ покупал их как можно больше, давая чиновникам заработать. В европейских государствах обстановка иная, там власти поощряют и даже субсидируют использование альтернативных источников тепла, ведь это позволяет улучшить экологическую обстановку в регионе и обрести независимость от поставщиков энергоресурсов.

Земля – надежный источник тепла

Земные недра богаты не только драгоценными металлами и камнями, в их глубине находятся огромные ресурсы геотермальной энергии. Доказательством этого служат извержения вулканов. Расплавленное ядро нашей планеты имеет температуру, достигающую нескольких тысяч градусов. Чем ближе к поверхности, тем больше остывает земля, но она сохраняет в себе геотермальное тепло глубин и способна передавать его дальше.

На глубине до 20 м температура земли никогда не бывает отрицательной и колеблется от 5 до 10 °С. Человечество заметило, что грунт отлично сохраняет тепло и решило использовать это его свойство для бесплатного обогрева своих жилищ.

Схема работы приточно-вытяжной вентиляции пассивного дома.

Во многих странах геотермальную энергию применяют для отопления домов и предприятий. Это не только позволяет улучшить экологию, но и обходится в разы дешевле, чем использование традиционных энергоресурсов.

Как у любого вида альтернативной энергии, у обогрева дома теплом земли есть свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести отсутствие вредных выбросов в атмосферу, дешевизну энергии, длительный (до 30 лет) срок эксплуатации, полнейшая автономия от магистралей и возможность установки системы без специальных разрешений и согласований.

Минусами геотермального отопления являются дороговизна установки оборудования, внушительный объем земляных работ при монтаже системы и ее постоянная зависимость от электричества. Хоть благодаря этой современной системе альтернативного отопления вам не удастся получить полностью бесплатное тепло, но обогрев жилых помещений тепловым насосом будет обходиться в 3-4 раза дешевле, чем при использовании привычных энергоресурсов.

Вернуться к оглавлению

Что собой представляет тепловой насос?

Обогрев дома теплом грунта осуществляется с помощью специального теплового насоса, подсоединенного к предварительно установленному трубопроводу. Тепловой насос представляет собой компактную отопительную установку, напоминающую по принципу действия и внешнему виду холодильную камеру. У них обоих есть конденсатор, компрессор, испаритель и дросселирующий прибор. Но если цель холодильника – отвод тепла наружу, вследствие чего в нем скапливается холод, то насос использует температуру грунта на глубине, компрессирует тепло и подает его в систему отопления и горячего водоснабжения помещения.

Схема отопления и горячего водоснабжения одноквартирного жилого дома.

В зимнее время агрегат берет тепло из земли и переносит его в жилье, а летом он способен охлаждать дом, забирая из него тепло и перенося его в почву. Установка очень экономно расходует электричество. Используя лишь 1 кВт электроэнергии, она продуцирует до 6 кВт энергии тепловой.

Прежде чем переходить к активным действиям по монтажу обогревательной системы, обратитесь к квалифицированному специалисту, который проконсультирует вас по поводу размещения установки в земле и доме, а также поможет вам подобрать вид системы, подходящий именно вашему участку. Он составит план обогрева, в котором будут учтены такие факторы, как общее соотношение между площадями дома и земельного участка, наличие и состояние вентиляции, объем жилых помещений, утепление стен и прочее.

Вернуться к оглавлению

Основные этапы установки системы альтернативного отопления

Вся работа по установке обогрева дома теплом земли совершается в несколько ответственных и трудоемких этапов. Ни в коем случае не пытайтесь произвести ее самостоятельно, монтаж и подключение системы должны выполнять профессионалы. Вам необходимо будет приобрести:

• тепловой насос;
• трубы для коммуникаций разного диаметра;
• раствор для трубопровода;
• соединительные клапаны.

Все оборудование и инструменты для монтажа отопительной системы имеются у специалистов.

Схема отопления дома энергией земли.

1. Первым делом вкапываются в землю коллекторы, которые будут забирать тепло из земли. Они могут располагаться вертикально или горизонтально. Устанавливая вертикальный коллектор, необходимо будет пробурить в грунте одну или несколько скважин глубиной 20-100 м (их количество и размер напрямую зависят от мощности теплового насоса). Для горизонтального коллектора нужно выкопать длинные траншеи глубиной в 1,5 м.
2. В вырытые отверстия укладывается трубопровод и засыпается сверху землей. На месте установки коллектора не рекомендуется сажать деревья, так как со временем их разрастающаяся корневая система сможет повредить трубы.
3. Трубопровод заполняют хладоагентом – специальной смесью, имеющей низкую температуру замерзания.
4. Коммуникации соединяют с тепловым насосом, который можно поставить в кладовой комнате или на кухне. Прибор, осуществляющий обогрев, имеет небольшие габариты и работает бесшумно, поэтому не будет мешать обитателям дома.

Горизонтальные установки, осуществляющие обогрев тепловым насосом, занимают много территории, поэтому их целесообразно располагать на придомовых участках, площадь которых достигает хотя бы 200 м². Если территория возле дома небольшая, тогда стоит отдать предпочтение вертикальным установкам, не занимающим много места.

Тепловые насосы относятся к оборудованию с высокой степенью взрыво- и пожаробезопасности, их можно устанавливать без дополнительной системы вентилирования. Все финансовые расходы по использованию тепла для отопления жилья сводятся только к оплате электроэнергии, которую потребляет оборудование. Полная окупаемость средств, вложенных в монтаж системы, составляет около 9-10 лет.

Обогрев жилья теплом земли даст вам много преимуществ. вы перестанете зависеть от цен на газ и нефть и обеспечите себе круглогодичное комфортное существование, так как тепловые насосы осуществляют обогрев помещений зимой и охлаждение летом, а также являются бесперебойным источником горячей воды. Помимо этого, установив в своем доме обогрев без газа, вы внесете свою лепту в сохранение экологии Земли.

Обогрев дома теплом Солнца и Земли

Вопрос о совершенно автономном независимом отоплении частного дома волнует многих жителей и владельцев загородных домов. Если вы владелец частного дома, то экономия на энергетических ресурсах, очень больная тема. Ведь частные дома не всегда удаётся разместить вблизи доступной газовой магистрали. Люди пытаются использовать энергию Земли и космоса, например, наладить обогрев дома внутренним, казалось бы, небольшим, теплом Земли.

Холодильник наоборот

Это очень интересное решение, которое не только предлагается в плане научных разработок, но уже использовано на практике и взятое на вооружение.

В геотермальных отопительных системах основным прибором является тепловой насос. Принцип действия такого насоса основан на принципе холодильного агрегата.

Холодильник забирает тепло изнутри и отдаёт его наружу, тепловой насос забирает тепло снаружи и отдаёт внутрь. Для такого устройства не нужны источники, нагревающиеся до высокой температуры, котлы не используются.

Жидкость, используемая в качестве антифриза, в тепловом насосе относится к низкопотенциальным источникам энергии. Для её закипания достаточно температуры – 4 градуса, такой температурой обладают земля, вода, воздух. Конечно, на глубине, ниже точки замерзания. Эта жидкость, проходя испаритель, закипает при температуре природной среды и испаряется. Получается пар, который сжимает компрессор. Этим паром нагревается воздух или другая жидкость – теплоноситель, который поступает в трубопровод, затем к радиаторам отопления. Так, происходит геотермальный обогрев дачного или загородного дома.

Теплоноситель нагревается примерно до 60 градусов, но этого достаточно, чтобы обогревать помещения. Таким же способом можно и охлаждать помещения в тёплом климате. Но этот вид охлаждения задействован меньше.

Эффективность использования

Эксплуатируя тепло Земли, вы получаете экологичную энергию для обогрева дома. Эффективность такой системы очень велика. Затратив 1 Киловатт энергии для работы насоса, можно получить от 4 до 6 киловатт тепловой энергии.

По прогнозам компетентных органов, большинство высокоразвитых стран перейдут на использование тепловых насосов уже к 2020 году. Многие будут пользоваться этой дешевой энергией.

Типы тепловых насосов

В российских условиях применяются четыре типа тепловых насоса, характеризующие теплоноситель на входе и выходе отопительной системы:

• вода — вода;
• воздух — воздух;
• грунт – вода;
• воздух — вода.

Выбирая любой из типов тепловых насосов необходимо помнить, что такой обогрев дачного или частного дома будет особенно эффективным в хорошо утеплённом доме. Утеплены должны быть стены, крыша, фасад, подвал. Тепловые потери должны быть максимально снижены.

Разница температур на входе и выходе теплового контура должна быть небольшая, поэтому системы лучше работают в низкотемпературном режиме. То есть тёплый пол подключить выгоднее, чем греть горячую воду. Также для достижения лучшего эффекта рекомендуется использование тепловых насосов совместно с другим источником тепла, например, электрическим насосом. А также целесообразно применение теплового аккумулятора.

Батареи на крыше

Обогрев дачного или загородного дома можно устроить и с помощью солнечной батареи. Если осуществить установку солнечной батареи на крыше, то можно использовать полученную энергию и для освещения, и для обогрева коттеджа теплом. Солнечные батареи бывают двух типов. Батареи с использованием кремниевой плёнки и батареи, использующие монокристаллы и поликристаллы, работающие как фотоэлементы. Чем больше площадь солнечной батареи, тем большее количество энергии вы получите. Это один из недостатков таких обогревателей. Другой недостаток – высокая цена. Использование солнечной батареи выгодно на территориях, где много солнца и температура воздуха достаточно высокая.

Солнечные батареи

Солнечный коллектор

В качестве генератора тепла лучше использовать солнечный коллектор. Принцип работы коллектора другой, чем обогрев дома солнечной батареей. Солнечный коллектор основан на стеклянных вакуумных трубках. В трубках нагревается вода, которая по типу естественной циркуляции (горячая легче холодной) поднимается наверх в накопительный бак. Эти системы используются сезонно, хотя КПД у них больше, чем у солнечных батарей.

Можно сделать вывод, что существующие системы, работающие от солнца, носят сезонный характер. Организовать обогрев дачного дома солнечной и тепловой энергией Земли возможно, но нельзя использовать только эту энергию. Необходим дополнительный генератор тепла.

Солнечный коллектор

Биореактор

Если продолжать разговор об экзотических видах отопления дачного или частного домов, можно сказать несколько слов о том, как происходит обогрев дома так называемым биореактором. Биореактор — это прибор, который позволяет производить биологическое топливо непосредственно в доме. Используются зелёные водоросли, выращенные в доме, в специальном аквариуме, поэтому аквариум самая большая часть этой конструкции. Водоросли поглощают углекислый газ и растут. Затем они перерабатываются в биотопливо.

Биореактор с использованием зелёных водорослей

Более прозаичное топливо для биореакторов навоз и другие органические отходы. Такие технологии всё чаще стали внедрять в нашей стране.

Пеллетные агрегаты

Зачастую биореакторами называют котлы, работающие на твёрдом древесном топливе в виде гранул. Гранулы называются пеллетами, а котлы — пеллетными. Эти котлы активно используются в европейских странах. А вот в России этот вид топлива достаточно дорог. Хотя это экологически чистый вид топлива с высоким КПД, составляющим около 90%. В таких котлах предусмотрено использование автоматики, что позволяет работать им круглосуточно без вмешательства человека. Благодаря своему устройству, а именно двойным стенкам топливной камеры, котлы не перегреваются, поэтому имеют большой срок эксплуатации.

схема, чертеж, стоимость, фото и видео инструкция

Прогрессивный способ геотермального отопления дома использует принцип работы, заключающийся в применении тепла земли для обогрева помещения. Так как традиционное топливо относится к исчерпаемым природным ресурсам, то стоит побеспокоиться заранее о переходе на новейшие неисчерпаемые источники энергии.

Лидерами в производстве и эксплуатации систем геотермального обогрева домов являются страны Скандинавии. Они популяризируют это вариант установок и предлагают его в регионы, имеющие широкий потенциал его использования.

Неверно считать, что отопление от земли можно использовать только там, где присутствуют горячие водные источники, есть теплые гейзеры и прочие природные подземные отопительные источники. Новейшие технологии позволяют успешно эксплуатировать геотермальное отопление дома и в умеренных широтах.

На сегодня в нашей стране этот вид обогрева пока еще относится к альтернативным способам получения тепла. Однако, в большинстве случаев он является практически идеальным для дачных или загородных домов. Установленное геотермальное отопление дома своими руками способно работать в двух режимах:

• обогрев в зимнее время;
• охлаждение во время жарко погоды.

Таким образом формируется наиболее благоприятная атмосфера в помещении.

ВИДЕО: Как работает геотермальное отопление

Эксплуатация системы

В доме необходимо установит тепловой насос. Он будет отбирать энергию от грунта или грунтовых вод, отдавая ее циркулирующему в доме по трубам теплоносителю. Этот принцип работы был выявлен еще в 19 веке французским физиком Сади Карно.

Составными элементами базового узла являются:

• компрессор;
• испаритель;
• конденсатор;
• дроссельный клапан.

Компрессор занимается «сжатием» тепла и перемещением его к потребителям. Сам прибор нуждается во внешнем источнике электропитания.

Работа теплового насоса проводится по следующему алгоритму:

1. Коллектор-теплозаборник должен содержать внутри жидкость, имеющую низкую температуру замерзания. Часто при изготовлении геотермального отопления своими руками внутрь заливают воду с повышенным содержанием солей, разбавленный водой спирт, гликолевые смеси.
2. В модуле испарителя тепло отдается хладагенту, имеющему невысокую температуру кипения, в это время он закипает и переходит в парообразное состояние.
3. Установленный в цепи компрессор способствует повышению давления пара, из этого следует повышение температуры вещества до 78-80⁰С.
4. Попадая в конденсатор вещество-хладагент переходит в жидкую фазу, одновременно с этим выделяется энергия для контура отопления.
5. Возврат образовавшейся жидкости в компрессор осуществляется сквозь дроссельный клапан.

Так как тепловой насос для отопления дома работает по принципу рефрижератора, то его часто называют «холодильником наоборот». Во многих случаях энергия из земли применяется для монтажа теплых полов.

Правильно проведенные расчеты и грамотно выполненный монтаж теплообменника способны обеспечить отдачу от одного потребленного насосом киловатта пятикратное увеличение мощности на выходе.

С этой статьей читают: Альтернатива газовому отоплению

ВИДЕО: Как работает геотермальный тепловой насос

Монтаж теплообменника

Актуальными типами установки являются такие варианты:

• вертикальный, когда нужно бурить несколько скважин;
• горизонтальный, где выкапывают траншеи ниже глубины промерзания;
• подводный, когда укладка проводится по дну ближайшего водоема.

Бурение скважин

Для эффективного использования тепловой энергии земли, если участок возле строения небольшой, необходимо бурить глубинные скважины. В глубине земли на нескольких метрах сохраняется стабильная положительная температура. Применение таких геотермальных скважин обеспечивает теплом контур теплообменника. Далее это тепло передается второму внутреннему контуру, расположенному в помещении.

Часто бурение нескольких скважин обходится даже ниже, чем проведение укладки по дну водоема. Благодаря этому процесс становится доступным для большего количества желающих.

Процесс проводится малогабаритной буровой установкой и небольшим количеством вспомогательной техники. Это практически не затрагивает окружающую территорию. Обустройство скважины допускается даже в воде, но она не должна быть ближе, чем на 2-3 м от жилого строения.

Максимальная используемая глубина составляет до 200 м, но часто эффективность появляется с уровня в 50 м. На следующем этапе выполняется обустройство скважины. Внутрь полости ставится трубка из пластика, диаметром от 40 мм. В нее пропускают от одной до четырех петель коллектора.

Геотермальный зонд

Полость между грунтом и наружной стенкой трубки необходимо заполнить теплопроводным материалом. Выполняется проводка теплотрассы с подключением к тепловому насосу.

Энергия воды

Этот вариант по стоимости – самый рациональный, поскольку не требует подготовки траншей, котлована и прочих земельных работ. Но такой способен доступен далеко не для каждого – минимальный объем водоема, достаточный для отопление дома 100 кв.м. должен быть не менее 200 куб.м и располагаться не далее, чем 100 метров от домостроения.

В водоемы трубы прокладываются по дну, чтобы не допустить их промерзания в пик морозов.

Проведение расчетов

Чтобы выполнить расчет системы, необходимо учитывать базовые параметры:

• на глубине, превышающей в средней полосе России 15-20 м, температура выдерживается на уровне +8-+10⁰С;
• для вертикальных конструкций принято брать в расчетах получаемое значение мощности в 50 Вт на 1 м высоты, а более точные значения зависят от степени влажности породы, присутствия грунтовых вод и пр. ;
• сухая порода дает 20-25 Вт/м;
• увлажненная глина либо песчаник 45-55 Вт/м;
• твердые гранитные породы обеспечат до 85 Вт/м;
• наличие грунтовой воды дает до 110 Вт/м.

Использование теплового насоса

Долговечность системы зависит от характеристик и условий, в которых работает тепловой насос. В геотермальных установках он способен работать примерно 1800 часов в год. Это является средним значением для широт без термальных подземных источников.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы системы термального отопления идентичен и никак не связан со страной производителя или брендом. Геотермальные насосы могут различаться по дизайну исполнения, размеру, внешнему виду, но коэффициент производства тепла всегда будет одинаков у насосов разных фирм и разных стран. Связано это именно с особенностью переработки природной энергии в тепловую.

Нельзя допускать слишком большую выработку насоса, так как этот процесс способен привести к значительному понижению температуры грунта вокруг скважины, а иногда доходит до ее промерзания.

Последствия таких просчетов в итоге приводят к пагубным последствиям – грунт проседает неравномерно, в каких-то местах уходит очень глубоко, в результате чего повреждаются защитные пластиковые трубы. Если дом располагается рядом, то может произойти деформация фундамента или стен за счет геологических изменений.

Периодически необходимо принимать меры по «регенерации» грунта, для чего в теплообменник поставляют дополнительную тепловую энергию. Это может быть энергия солнечного коллектора либо подогрев зонда, когда используется тепловой насос в режиме охлаждения помещений.

В заключение необходимо отметить, что геотермальная установка пока доступна не всем. В некоторых случаях срок окупаемости может продлиться более 10 лет, но в конечно итоге именно такие способы обогрева дома в скором будущем станут не просто альтернативными, но единственно возможными.

ВИДЕО: Геотермальные тепловые насосы

принцип работы и отзывы владельцев

Содержание статьи

• Геотермальное отопление загородного дома – принцип действия
• Варианты монтажа геотермальной установки
• Преимущества и недостатки геотермального метода отопления

Сегодня практически каждый владелец частного загородного дома задумывается о том, как экономически выгодно устроить его обогрев. Это связано с достаточно высокой стоимостью различных видов топлива и энергоносителей а также с постоянным ростом цен на них. Все менее выгодным становится обогрев жилья при помощи газа, электричества, различных видов твёрдого топлива. Энергетический кризис стал причиной постоянного роста цен на энергоносители и, соответственно, перманентного подорожания любых традиционных способов отопления. Поэтому очень актуальным сегодня является поиск систем, имеющих альтернативный принцип действия, позволяющий экономить средства на обогрев. К одной из таких новинок можно отнести геотермальное отопление дома.

Принято считать, что геотермальный обогрев частного дома возможен лишь в местах с горячими источниками или в зонах с вулканической активностью, однако это не так. Пользоваться теплом земли можно и в широтах с относительно невысокими температурами почвы.

Данный вид отопления относится к новинкам, однако в Европе и США получил достаточно широкую популярность. Сначала он использовался лишь очень богатыми людьми для того, чтобы обеспечить обогрев усадеб, однако сегодня получил очень широкое распространение среди владельцев частного жилья. Например, около 70 процентов загородных усадеб шведских домовладельцев пользуются именно таким способом отопления.

Геотермальное отопление загородного дома – принцип действия

Как уже понятно из названия, принцип работы геотермального отопления основан на использовании энергии земли. Обогрев обеспечивается теплом, которое она накапливает под воздействием солнечной энергии. По сути принцип работы установок такого типа похож на принцип действия кондиционера. В холодное время в жильё продуцируется тепло, а в жаркое летнее время – прохлада.

Читайте также: Отопительная система в частном доме чем промыть?  

Установка состоит из двух контуров. Один контур – это обычная система отопления частного дома с трубами и радиаторами. Второй – это солидных габаритов теплообменник, расположенный глубоко под поверхностью земли или на дне водоёма. Обогрев осуществляется за счёт того, что теплоноситель в теплообменнике нагревается, используя тепло земли, и передаёт его на второй контур, который осуществляет обогрев дома. Циркуляция теплоносителя в трубах обеспечивается за счёт специального теплового насоса.

Основными составляющими установки являются:

1. Система теплоснабжения дома;
2. Тепловой насос;
3. Аккумулятор нагреваемой воды;
4. Средство сбора тепловой энергии окружающей среды – теплообменник;
5. Измерительные приборы, система автоматического контроля, система регулирования процесса.

Обеспечение жилья теплом при помощи этого метода является очень дешёвым и экономически выгодным. Тепло земли абсолютно бесплатно. Затраты идут только на покупку и монтаж оборудования и на электроэнергию для обеспечения работы теплового насоса. Однако, как показывает практика, 1 кВт затраченной электрической энергии продуцирует 5 кВт тепловой энергии.

Варианты монтажа геотермальной установки

Есть три самых распространённых варианта монтажа геотермальной установки. Каждый из них по своему удобен и выгоден. Выбор варианта зависит как правило от прилегающего ландшафта и условий для проведения работы.

• Горизонтальное расположение теплообменника состоит в том, что контур из труб прокладывают горизонтально ниже уровня промерзания земли. Недостатком этого метода является необходимость задействовать большой участок земли – для того, чтобы обеспечить теплом дом площадью 250 м², придётся проложить трубы на участке площадью около 600 м². Потребуются серьёзные земляные работы, стоимость которых будет очень высокой. И проведение их на уже обустроенном участке попросту невозможно. То есть этот метод можно применять лишь на этапе строительства.

• Вертикальный метод заключается в том, что контур теплообменника располагают вертикально. Это не задействует больших площадей, однако потребуется специальное оборудование для бурения, поскольку придётся бурить скважины глубиной от 50 до 200 м. Однако срок действия такой скважины достигает 100 лет. К тому же этот способ совершенно не затрагивает ландшафт, сохраняя его в первозданном виде.

• Способ размещения теплообменника на дне водоёма является самым простым и экономным. Его, как правило, используют тогда, когда хотят сделать геотермальное отопление дома своими руками. Он заключается в том, что контур теплообменника укладывают на дно водоёма на глубине около 3 м, то есть ниже уровня замерзания воды. Этот метод не требует проведения дорогостоящих земляных работ и задействования бурильного оборудования. Однако расстояние от дома до водоёма не должно быть более 100 м.

Преимущества и недостатки геотермального метода отопления

Геотермальные установки отопления стали пользоваться широкой популярностью, благодаря тому, что состоят практически из одних преимуществ. Отзывы владельцев домов, где используется этот метод обеспечения теплом, единодушны – это очень удобно и экономически выгодно. Рассмотрим подробнее преимущества геотермального метода:

1. Чтобы получить тепло, используется энергия земли – она практически неисчерпаема;
2. Какие бы модели мы не использовали, коэффициент полезного действия неизменно высок;
3. Система не делает никаких негативных выбросов в окружающую среду, она высокоэкологична и не загрязняет атмосферу;
4. Установка абсолютно пожаробезопасна;
5. Нет необходимости закупать и транспортировать топливо. Затраты идут только на электроэнергию для обеспечения действия теплового насоса;
6. Установки такого рода не требуют специального обслуживания, повышенных мер безопасности и непрерывного контроля.

Очень удобно комбинировать этот тип обогрева с системами «тёплый пол». В этом случае идёт правильное перераспределение тепла и равномерный обогрев всего объёма помещений.

Большим недостатком такого метода обогрева жилья является высокая стоимость оборудования и работ по его монтажу. Большую сложность представляют земляные работы и бурение. Однако, отзывы владельцев домов, которые уже используют эти системы говорят о том, что все высокие капиталовложения окупаются по прошествии нескольких лет.

Тем более, что опыт и практика говорят о том, что монтаж системы геотермального обогрева дома возможен и своими силами. Это всё равно потребует серьёзных капиталовложений и работы являются очень трудоёмкими, но эффективность и экономичность системы искупает все эти неудобства с лихвой.

Особо выгодны установки геотермального обеспечения теплом для владельцев домов площадью до 150 м² – их установка окупается уже через 3 – 4 года. Для владельцев жилья, которые рассматривают экономическую выгоду отопления жилья в долгосрочной перспективе, этот вид отопления представляет огромный интерес. Ведь установки такого типа способны генерировать энергию, в 7 раз превосходящую ту, которая была затрачена на её получение.

Читайте также

• Теплоаккумулятор своими руками
• Какие есть отопительные котлы?
• Ленинградка — система отопления
• Чем промыть систему отопления в частном доме

Как работает геотермальное отопление │ Dandelion Energy

Геотермальные системы отопления и охлаждения, также известные как геотермальные тепловые насосы, работают совсем иначе, чем традиционные печи или котлы. Вместо сжигания ископаемого топлива, такого как нефть, пропан или природный газ, геотермальные источники используют постоянную температуру под вашим газоном для обогрева вашего дома. Летом он использует ту же температуру под землей, чтобы обеспечить суперэффективное центральное кондиционирование воздуха без шумного конденсатора, стоящего снаружи. Поскольку он работает с использованием возобновляемых источников энергии, найденных под землей, он не производит никаких выбросов углерода на месте и работает с эффективностью от 300 до 600%, что побудило Министерство энергетики и Агентство по охране окружающей среды объявить геотермальную энергию «одной из самых энергетических». Доступны эффективные и экологически безопасные системы отопления, охлаждения и нагрева воды».

Тем не менее, если вы когда-нибудь ездили с классом в систему пещер, или если вы когда-нибудь были в недостроенном подвале или, возможно, в винном погребе, вы знаете, что температура под землей довольно прохладная, около 55 градусов на самом деле. . Так как именно геотермальная система отопления использует постоянную температуру 55 градусов, чтобы согревать вашу семью с непревзойденной эффективностью? В этом посте мы углубимся в науку о геотермальных системах отопления или геотермальных тепловых насосах, чтобы разобраться в этом вопросе.

Компоненты геотермальной системы отопления

Почти каждая система отопления состоит из трех компонентов: топлива, печи или котла и системы подачи. Например, если ваш дом согревается нефтью, вы узнаете топливо как нефть, которая обычно находится в некоторых ржавых резервуарах в вашем подвале, это топливо идет в печь, где оно сжигается для получения тепла путем сгорания, это тепло будет затем распределяться по всему дому через радиаторы или систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Геотермальная система также имеет три примерно аналогичных компонента, но первые два отличают геотермальную систему от традиционных систем отопления: контуры заземления , подземная система, которая использует тепловую энергию под вашим газоном; и тепловой насос , работающий от электричества, который перемещает жидкость по этим трубам, чтобы использовать эту энергию и эффективно преобразовывать ее в более высокую температуру. Наконец, система HVAC распределяет это тепло, чтобы согреть вашу семью. Геотермальные системы отопления также могут называться геотермальные тепловые насосы или GSHP именно потому, что источники подземного тепла используют контуры заземления для питания теплового насоса .

Контуры заземления

Тепловая или тепловая энергия измеряется в БТЕ. Любая система теплового насоса работает, собирая БТЕ из одного места и передавая их в другое. Контуры заземления — это то, что превращает «земляной источник» в «земляной тепловой насос». Существует несколько различных типов систем контура заземления, но все они выполняют одну и ту же основную функцию: используют возобновляемые БТЕ или тепловую энергию земли путем циркуляции теплопроводной жидкости под землей для подачи в тепловой насос.

В геотермальной системе «Одуванчик» используются вертикальные контуры заземления, в которых трубы прокладываются где-то по 200-500 прямо в землю. Вертикальные контуры заземления устанавливаются с помощью оборудования для бурения скважин и прокладываются обратно в дом для подключения к тепловому насосу. Эти трубы изготовлены из высокопроводящего и сверхпрочного полиэтилена высокой плотности, по ним циркулирует смесь воды и пропиленгликоля, пищевого антифриза, который поглощает температуру земли.

Важно отметить, что контуры заземления не выделяют тепло под землей. Функция системы контура заземления состоит в том, чтобы поглощать тепловую энергию (БТЕ) ​​земли, чтобы ее можно было передать тепловому насосу и эффективно преобразовать в тепло для вашего дома. Хотя это означает, что вы не можете использовать контуры заземления для обогрева подъездной дорожки, это также означает, что после захоронения ваша геотермальная система не будет портить ваш газон и сад. Фактически, системы заземления Dandelion рассчитаны на более чем пятьдесят лет эксплуатации и не требуют обслуживания.

Количество БТЕ, необходимое для обогрева вашего дома, зависит от нескольких различных факторов: размера дома, изоляции и состояния почвы на вашем участке. Соответственно, важно, чтобы размер и количество установленных контуров заземления соответствовали потребностям вашего дома. Во многих домах требуется более одного контура заземления с вертикальными контурами, что означает бурение большего количества колодцев на расстоянии не менее двадцати футов друг от друга, чтобы поглотить достаточно БТЕ для питания вашего теплового насоса. Dandelion использует запатентованную программную технологию для точного проектирования системы контура заземления, которая подойдет для вашего дома и согреет вашу семью.

Тепловые насосы

Теперь, когда мы знаем, как геотермальное отопление извлекает тепловую энергию из земли, у нас все еще остается вопрос, как мы можем отапливать с ее помощью наши дома. В конце концов, 55 градусов – это звучит лучше, чем температура на улице январским вечером, мало кто представляет себе уютные условия. Здесь на помощь приходит тепловой насос.

Проще говоря, тепловые насосы — это устройства, работающие от электричества, которые собирают тепловую энергию из одного места и передают ее в другое. Даже если вы никогда раньше не слышали о тепловом насосе, вы, вероятно, используете эту технологию каждый день: холодильники работают, передавая тепло изнутри вашего холодильника наружу. Что касается отопления вашего дома, существуют воздушные тепловые насосы (ASHP) и геотермальные тепловые насосы (GSHP).

Геотермальный тепловой насос механически обеспечивает циркуляцию этого теплопроводного жидкого раствора через контуры заземления. После поглощения тепловой энергии земли этот раствор затем возвращается в тепловой насос и обменивает свою тепловую энергию с жидким хладагентом внутри теплового насоса. Затем этот хладагент превращается в пар и сжимается. Акт сжатия этого пара увеличивает его температуру. Как только этот пар становится достаточно горячим, он поступает в теплообменник, который передает это тепло воздуху. Затем этот теплый воздух циркулирует по стандартной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в вашем доме.

Верный своему названию, воздушный тепловой насос, или ASHP, собирает БТЕ из наружного воздуха и передает их в ваш дом через воздуховоды ОВКВ или мини-разветвители. Как и геотермальные тепловые насосы, ASHP — это эффективный и нейтральный по выбросам углерода способ обогреть ваш дом, одновременно обеспечивая кондиционирование воздуха без дополнительных затрат.

Разница между ASHP и геотермальными тепловыми насосами или тепловыми насосами, использующими грунт, заключается в постоянстве источника этой тепловой энергии. Чем ниже температура на улице, тем тяжелее должны работать тепловые насосы, чтобы использовать БТЕ для обогрева вашего дома. Это означает, что по мере того, как температура на улице падает, снижается и эффективность вашего АСВД, и после определенного момента в воздухе становится недостаточно БТЕ для передачи в ваш дом, и вам придется прибегать к отоплению со спиной. система вверх. В отличие от воздуха снаружи, земля имеет постоянную температуру, независимо от того, насколько жаркая или холодная погода снаружи, геотермальные тепловые насосы всегда работают с эффективностью 300-600% даже в самые холодные зимние ночи.

Геотермальная система отопления — самый эффективный и экологически безопасный способ обогреть дом. Кроме того, геотермальные системы также обеспечивают сверхэффективное центральное кондиционирование воздуха, поэтому, помимо экономии денег и уменьшения углеродного следа, геотермальные тепловые насосы позволяют вашей семье жить более комфортно круглый год. Чего ты ждешь? Узнайте, подходит ли ваш дом для использования геотермальной энергии Dandelion уже сегодня.

Переключитесь на геотермальную энергетику за всего за 0 долларов США и 150 долларов США в месяц.

Чтобы узнать, соответствует ли ваш дом требованиям, нажмите здесь:

Что такое геотермальная энергия и как я могу обогреть/охладить свой дом с ее помощью?

Что такое геотермальная энергия и как с ее помощью обогреть/охладить дом?

Геотермальная энергия

12-11-2020

Опубликовано: Joe Parsons

Если вы слышали о геотермальной энергии, вы можете подумать, что она используется только в местах, которые обнажают элементы земного ядра, как горячий источник. или гейзер. Но дело в том, что где бы вы ни оказались на нашей планете, под вашими ногами всегда будет около пятидесятиградусной температуры, и зимой, и летом.

Именно здесь геотермальные системы отопления и охлаждения играют жизненно важную роль в возобновляемых источниках энергии, используя постоянную температуру земли. Согласно epa.gov, «геотермальная технология использует тепло земли. Всего в нескольких футах от поверхности земля поддерживает почти постоянную температуру, в отличие от летних и зимних экстремальных температур окружающего воздуха над землей».

Во многих случаях, используя петлевую трубу, геотермальные системы могут мобилизовать температуру земли для циркуляции тепла и охлаждения в любом доме. Он невероятно эффективен и требует гораздо меньшего использования ископаемого топлива. При поиске возобновляемых способов обогрева и охлаждения дома трудно превзойти геотермальные тепловые насосы.

Как работают геотермальные тепловые насосы?

Техническая сторона геотермальной энергии и способы ее использования могут показаться сложными, но не так уж и незнакомы. В наших домах есть приборы, в которых уже используются некоторые фундаментальные технологии, необходимые для работы этих устройств. Например, основной цикл охлаждения, который мы видим в каждом оконном кондиционере, каждом холодильнике, даже для охлаждения наших автомобилей, может использовать воду для создания комфортной атмосферы.

В типичном применении с принудительной подачей воздуха воздух продувается через змеевики горячего газа, нагревающего дом, затем хладагент охлаждается воздухом и снова превращается в жидкость, после чего процесс повторяется. Это же оборудование можно использовать для охлаждения дома летом, просто перекачивая хладагент в обратном направлении.

Отличие от работы геотермальной системы отопления и охлаждения заключается просто во взаимодействии с землей и ее постоянной температуре. Специалисты по геотермальной технологии ClimateMaster описывают ее как перемещение или «выкачку» тепла из земли или в землю, чтобы сделать дом комфортным.

Поскольку ключевым компонентом любого геотермального теплового насоса является контакт с землей, ему нужна точка соединения с землей. Геотермальные скважины могут быть установлены вертикально или горизонтально в соответствии с имеющейся площадью земли. Петли вставляются в скважины и заполняются термораствором, чтобы обеспечить надлежащий контакт с землей, что приводит к оптимальной теплопередаче.

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».

В геотермальной системе этот цикл повторяется до тех пор, пока в вашем доме не будет достигнута желаемая температура. Преимущества буквального откачивания тепла из дома или в дом из самой земли заключаются не только в том, что это экологично, но и в том, что оно окупается меньшими затратами как на отопление, так и на охлаждение.

Подходят ли вам геотермальные тепловые насосы?

Многие домовладельцы и предприятия поставили энергоэффективность и сокращение своего углеродного следа на первое место в списке своих приоритетов. Возобновляемая энергия — это, безусловно, то, что могут дать геотермальные тепловые насосы. Если вы домовладелец, взвешивающий последствия воздействия современной жизни на экосистему, геотермальная энергия более чем заслуживает внимания. Его преимущества также не являются односторонними.

Геотермальные системы в среднем на 400 % более эффективны по сравнению с традиционными газовыми или масляными печами, которые макс.8% эффективности. В целом около 70% энергии, используемой геотермальными тепловыми насосами, поступает из возобновляемых источников. По данным comfort-pro.com, экономия энергии за счет геотермальных систем охлаждения — это, безусловно, причина номер один для рассмотрения этого типа технологии. Геотермальный тепловой насос ClimateMaster снижает затраты на энергию в среднем на 30-70%, поэтому домовладельцы обычно могут окупить инвестиции в геотермальную установку за счет экономии энергии через пять-семь лет. По данным Агентства по охране окружающей среды США, геотермальные системы отопления и охлаждения имеют самую низкую стоимость в течение всего срока службы по сравнению с традиционными системами.

И, пожалуй, самое удобное преимущество заключается в том, что на геотермальные системы обычно распространяются скидки, и они требуют меньше обслуживания, чем обычные установки. Поскольку основные компоненты геотермальной системы отопления и охлаждения заглублены, используя преимущества температуры, которая находится просто в земле, на них часто предоставляется гарантия до пятидесяти лет. Жизненный цикл геотермального теплового насоса внутри дома составляет в среднем двадцать пять лет, что делает его одной из самых долговечных систем на рынке.

Если у вас есть дом с высокими счетами за электроэнергию, это, скорее всего, означает, что вы в настоящее время используете пропан, нефть или электричество для отопления и охлаждения. А если вы домовладелец, готовящийся к новому строительству, с геотермальной системой вы можете сэкономить на отоплении и охлаждении с первого дня. Таким образом, независимо от того, что относится к вам, геотермальное решение может быть именно тем, что вы ищете.

5 вещей, которые нужно знать о геотермальном тепловом насосе (DIY)

Обновлено: 17 августа 2022 г.

Геотермальный тепловой насос может сэкономить деньги на энергию, но требует больших затрат на установку.

Следующий проект›

Семейный мастер на все руки

Мы перечисляем плюсы и минусы геотермальной энергии, чтобы помочь вам решить, лучше ли эта система подходит для вашего дома.

Авторы журнала «Сделай сам» из журнала «Семейный мастер на все руки»

Обещание и проблема

Геотермальный тепловой насос может сэкономить вам столько денег на затратах на электроэнергию (помогая окружающей среде), что у вас может возникнуть соблазн установить его немедленно. Однако установка геотермального теплового насоса настолько дорогая, что у вас может возникнуть соблазн забыть обо всем этом. Читайте дальше, чтобы узнать о некоторых преимуществах и недостатках геотермальной энергии.

Факт 1: Работает как холодильник

Холодильник отводит тепло из своего внутреннего пространства и передает его на кухню. Геотермальный тепловой насос использует тот же принцип, но передает тепло от земли к вашему дому (или наоборот). Он делает это через длинные петли подземных труб, заполненных жидкостью (водой или раствором антифриза). Контуры подключены к геотермальному тепловому насосу в вашем доме, который действует как печь и кондиционер.

В течение отопительного сезона жидкость забирает тепло из земли и отдает его в блок геотермального отопления и охлаждения, а затем в змеевики с хладагентом, где тепло распределяется через воздушную или водяную систему. В сезон похолодания процесс идет в обратном направлении. Насос забирает тепло из вашего дома и передает его земле. Многие устройства также могут обеспечивать горячую воду для бытовых нужд.

Геотермальный тепловой насос значительно более эффективен, чем обычные системы отопления, потому что он не сжигать топливо для создания тепла; он просто перемещает существующее тепло из одного места в другое. А поскольку температура под землей остается относительно постоянной на уровне 50 градусов по Фаренгейту круглый год, системе требуется гораздо меньше энергии для охлаждения вашего дома, чем обычным системам переменного тока или тепловым насосам с воздушным источником, которые используют наружный воздух в качестве теплоносителя.

Рисунок A: Геотермальный тепловой насос

Геотермальный тепловой насос забирает тепло из земли и отдает его в вашем доме.

Факт 2: Первоначальные затраты ужасны

Не будем приукрашивать — установка геотермальной системы стоит дорого. Это стоит от 10 000 до 30 000 долларов в зависимости от ваших почвенных условий, размера участка, конфигурации системы, доступности площадки и объема необходимых копаний и бурения.

Для типичного помещения площадью 2000 кв. футов. дома геотермальная модернизация стоит от 10 000 до 20 000 долларов. Система может потребовать модификации воздуховодов наряду с обширными земляными работами. В новом доме затраты на установку будут ниже. Даже в этом случае геотермальная система будет стоить примерно на 40 процентов дороже, чем традиционная система HVAC.

Возмещение этих затрат за счет экономии энергии может занять от четырех до 15 лет в зависимости от тарифов на коммунальные услуги и стоимости установки. Требуется некоторая домашняя работа и профессиональные оценки, чтобы выяснить, имеет ли геотермальная система финансовый смысл в вашей ситуации.

Скидки, поощрения и дополнительная информация

Вы найдете множество доступных федеральных, государственных и местных источников финансирования, скидок и поощрений. Обратитесь в местную коммунальную службу и посетите dsireusa.org. Для получения дополнительной информации о геотермальных тепловых насосах посетите сайты energy.gov, Residential.carrier.com, advgeo.com, Climatemaster.com и rheemgeo.com. Введите в поиск «геотермальные тепловые насосы».

Факт 3: Геотермальная энергия имеет реальные преимущества

Значительно более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими системами. Геотермальный тепловой насос сразу сэкономит вам от 30 до 60 процентов затрат на отопление и от 20 до 50 процентов затрат на охлаждение по сравнению с обычными системами отопления и охлаждения.

Использует чистую возобновляемую энергию (солнце). С геотермальным тепловым насосом на месте не происходит сжигание и, следовательно, нет выбросов двуокиси углерода, окиси углерода или других парниковых газов. В доме также нет проблем с безопасностью или качеством воздуха, связанных с горением. (Насосный агрегат использует электричество, которое может быть выработано с использованием ископаемого топлива.)

Может устанавливаться в новых ситуациях строительства и модернизации. Однако модернизация, требующая модификации воздуховодов, обходится намного дороже.

Гораздо тише других систем охлаждения. Нет шумного наружного компрессора или вентилятора. Внутренний блок обычно такой же громкий, как холодильник.

Низкие эксплуатационные расходы и долгий срок службы. Внутренние компоненты обычно служат около 25 лет (по сравнению с 15 или менее годами для печи или обычного блока переменного тока) и более 50 лет для контура заземления. Система имеет меньше движущихся частей и защищена от внешних воздействий, поэтому требует минимального обслуживания.

Факт 4: Есть и недостатки, помимо стоимости

Не самодельный проект. Расчет, проектирование и установка требуют профессионального опыта для создания наиболее эффективной системы.

Все еще относительно новый. Это означает меньше установщиков и меньше конкуренции. поэтому цены остаются высокими.

Установка сильно разрушает ландшафт. На некоторых лотах это может быть даже невозможно. Тяжелое буровое или землеройное оборудование обязательно раздавит ваши призовые петунии.

Факт 5: Тип контура влияет на стоимость

Наиболее распространены три показанные ниже замкнутые системы. Существует также менее распространенная система разомкнутого цикла, в которой поверхностная вода или вода из колодца циркулирует по системе и возвращается в землю через выпускную трубу.

Наилучшая система, длина контура и конструкция для конкретного дома зависят от таких факторов, как климат, почвенные условия, доступная земля, требуемая нагрузка на отопление и охлаждение, а также затраты на установку на месте.

Рисунок B: Горизонтальная система

Многослойные бухты или прямые участки полиэтиленовой трубы укладываются в траншеи глубиной шесть футов. Это самый дешевый подземный вариант, но он требует много открытого пространства. 2000 кв. футов. дом требует 400 футов траншей шириной два фута.

Горизонтальная система

Рисунок C: Вертикальная система

Вертикальная система используется в условиях ограниченного пространства. Скважины диаметром четыре дюйма бурятся на расстоянии около 15 футов друг от друга и глубиной от 100 до 400 футов. Две трубы вставляются и соединяются внизу.

Рисунок D: Система пруд/озеро

Эта система получает тепло из воды, а не из почвы. Если поблизости есть водоем, это самый дешевый вариант. Одеяло воды покрывает змеевики, закрепленные на стеллажах глубиной около 10 футов.

Система пруд/озеро

Подходит ли вам геотермальная энергия?

Ежегодно в США устанавливается около 100 000 геотермальных охлаждающих и тепловых насосов. По словам Боба Донли, менеджера по поддержке клиентов компании GeoSystems LLC в Миннесоте, интерес к геотермальным ОВК действительно растет. «Только в 2008 году в отрасли наблюдалось 40-процентное увеличение интереса домовладельцев», — говорит он.

Донли говорит, что вы хороший кандидат на геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования, если вы:

• Можете выдержать первоначальные затраты и планируете оставаться в своем доме по крайней мере от четырех до семи лет (новое строительство) или от 10 до 12 лет ( модернизация) для возмещения первоначальных затрат за счет экономии энергии/затрат.

• Живите на большом участке с прудом или колодцем. Это позволит вам использовать менее дорогую петлевую систему (см. рис. D).

• Строите новый дом и можете включить первоначальные расходы прямо в ипотеку. Вы сэкономите на отоплении и охлаждении в первый же день.

• Иметь существующий дом с высокими счетами за электроэнергию. Скорее всего, это означает, что в настоящее время вы используете пропан, нефть или электричество для отопления и геотермального охлаждения.

Первоначально опубликовано: 09 июля 2021 г.

Похожие проекты

Справочник по геотермальным тепловым насосам

Преимущества

• Может снизить ваши счета за топливо
• Уменьшите углеродный след вашего дома
• Нагрейте свой дом и воду

Цифры экономии и информация на этой странице основаны на максимальной цене на энергию в апреле 2022 года. Они пересматриваются и вскоре будут обновлены в соответствии с сентябрьским решением правительства заморозить средние счета за электроэнергию на уровне 2500 фунтов стерлингов на два года, начиная с октября 2022 года.

Что такое геотермальный тепловой насос?

Геотермальный тепловой насос, иногда называемый тепловым насосом «земля-вода», переносит тепло из земли за пределами вашего дома для обогрева радиаторов или подогрева полов. Он также может нагревать воду, хранящуюся в баке с горячей водой, для ваших горячих кранов и душа.

Термотрансферная жидкость (TTF), смесь воды и антифриза (иногда называемая «рассол») течет по петле трубы, проложенной в вашем саду или на открытом воздухе. Эта петля может представлять собой либо длинную или спиральную трубу, закопанную в траншеи, либо длинную петлю (называемую «зондом»), вставленную в скважину диаметром или около 180 мм.

Тепло от земли поглощается жидкостью, которая затем проходит через теплообменник в тепловой насос. Это повышает температуру жидкости, а затем передает это тепло воде.

Для получения дополнительной информации о том, как работает тепловой насос, в том числе о типичной экономии, конструкции системы и управлении, см. наше подробное руководство по тепловым насосам.

Подходит ли мне геотермальный тепловой насос?

Есть несколько моментов, которые следует учитывать при принятии решения о том, подходит ли вам геотермальный тепловой насос.

• Вам не обязательно иметь большое пространство, но вам понадобится земля рядом с вашим домом, подходящая для рытья траншей или бурения скважин.

  Контур заземления

  Земля должна быть пригодна для копания и доступна для машин с въезда на дорогу. В этом районе нужно избегать деревьев, так как корни будут вызывать проблемы при рытье траншей. Длина контура заземления и траншей зависит от размера вашего дома и количества тепла, которое вам необходимо.

  Скважины 

  Если пространство ограничено, можно пробурить вертикальные скважины для сбора тепла. Обычно это дороже, чем рытье траншей, и обычно требует специализированного наземного (термогеологического) обследования.

  Для больших домов может потребоваться более одной скважины. Глубина скважины зависит от потребности объекта в тепле и подстилающей геологии, но, вероятно, будет составлять около 75-200 метров в глубину.

  Внутри дома

  Вам потребуется место внутри дома для внутреннего теплового насоса, который содержит основные компоненты. Внутренний блок часто содержит цилиндр с горячей водой и размером примерно с холодильник в американском стиле.

• В большинстве домов в Великобритании для циркуляции горячей воды используются радиаторы или полы с подогревом, что известно как «мокрая система». Геотермальные тепловые насосы нуждаются в мокрой системе.

  Если у вас в настоящее время нет мокрой системы, вам придется решить, хотите ли вы ее установить. Это отличная возможность убедиться, что влажная система оптимизирована для теплового насоса, что приведет к снижению эксплуатационных расходов.

  Дополнительную информацию о наиболее эффективной мокрой системе для вашего теплового насоса можно найти здесь.

  Не хотите или не можете иметь водяную систему отопления? Нажмите здесь, чтобы узнать о тепловых насосах типа «воздух-воздух».

Сколько стоит геотермальный тепловой насос?

Стоимость установки геотермального теплового насоса варьируется в зависимости от:

• Доступа к земле и выбора траншеи или скважины для прокладки контура заземления.
• Марка, модель и размер выбранного теплового насоса.
• Размер помещения и необходимое количество тепла.
• Будь то новостройка или существующая недвижимость.
• Независимо от того, решите ли вы внести какие-либо улучшения в свои радиаторы для повышения эффективности теплового насоса, или если вы впервые устанавливаете радиаторы или полы с подогревом.

Типичные затраты составляют около 24 000 фунтов стерлингов, если контур заземления проложен в траншеях, и могут составлять около 49 000 фунтов стерлингов, если вам нужно вырыть скважину.

Мы рекомендуем обратиться как минимум к трем установщикам, чтобы узнать стоимость вашей системы теплового насоса, чтобы вы могли лучше понять возможные затраты на ваш дом.

Сэкономит ли мне тепловой насос деньги на счетах за электроэнергию?

Эксплуатационные расходы будут зависеть от того, как сконструирован ваш тепловой насос и как он работает. Экономия на счете за электроэнергию также будет зависеть от системы, которую вы заменяете.

Вы можете увидеть потенциальную годовую экономию за счет установки стандартного геотермального теплового насоса, включая любые рекомендуемые модификации радиатора, в отдельном доме среднего размера с четырьмя спальнями, ниже.

Чтобы получить дополнительную информацию, ознакомьтесь с нашим подробным руководством , чтобы узнать, как максимально эффективно использовать тепловой насос и максимально сэкономить.

Англия, Шотландия и Уэльс

Северная Ирландия

Дальнейшее чтение

Последние блоги

Перейти в блог

• Советы по энергоснабжению дома

Как распознать мошенничество в сфере энергетики

16 сентября 2022 г.

В условиях кризиса стоимости жизни миллионы людей стали жертвами мошенников. Вот как определить мошенничество с энергией.

Читать далее

• Советы по энергоснабжению дома

Что такое заморозка цен в октябре?

14 сентября 2022 г.

Гарантия цен на энергоносители, также известная как замораживание цен в октябре, заменит первоначальный предел цен Ofgem в октябре.

Читать далее

• Советы по энергоснабжению дома

Какова максимальная цена на энергию?

26 августа 2022 г.

Предел цен на энергию снова повышается на 80% с 1 октября для 24 миллионов человек в Англии, Шотландии и Уэльсе.

Читать далее

Как спроектировать дом, в котором будет прохладно без кондиционера

Лето не за горами, но жара уже началась. От неумолимого солнечного света до жаркого на гриле – ощущение жара (и остывание) – теперь часть повседневной рутины. PopSci поможет вам легко пережить самое жаркое время года благодаря новейшим достижениям науки, снаряжения и умным идеям для самостоятельного изготовления. Добро пожаловать в жаркий месяц.

Уже более тысячи лет ветрокрылы обитают в Персидском заливе и вокруг него. Эти архитектурные башни являются прекрасными примерами естественной вентиляции и пассивного охлаждения — идей, которые становятся все более актуальными в устойчивом дизайне. Поскольку архитекторы и защитники окружающей среды стремятся отойти от традиционных энергоемких систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, ветроуловители являются ярким примером сочетания архитектурного дизайна и окружающей среды как решения наших новых климатических реалий.

Если недавние воспоминания о знойном лете не являются достаточной мотивацией, данные Агентства по охране окружающей среды показали, что в большинстве штатов на прилегающих территориях США можно только ожидать, что цифры на их термостатах поднимутся. Восемь из 10 самых теплых лет за всю историю наблюдений в США пришлись на период с 1998 года, а 2012 и 2015 годы заняли первое и второе места. И есть способы борьбы с этой проблемой, не связанные с запуском кондиционера.

Сохранение прохлады летом заключается в контроле взаимодействия всех элементов в доме с солнечной энергией.

«Пассивное солнечное проектирование… это все, что вы можете сделать, когда проектируете здание, чтобы в основном обеспечить его естественное состояние и сделать его лучшим местом для жизни», — говорит Дэвид Райт, архитектор, который занимался устойчивым дизайном. движения на протяжении почти пяти десятилетий. Принципы пассивного солнечного проектирования являются основой для строительства домов, которые могут обеспечить нам комфорт и предотвратить резкий рост счетов за электроэнергию.

Помните о местоположении

Не все климаты одинаковы. Строительство в Бостоне и в Остине будет иметь свой собственный уникальный набор ограничений и проблем. Поскольку мы сталкиваемся с экологическими угрозами всех видов, от лесных пожаров на западе до ураганов на востоке, наши дома должны строиться с учетом надвигающегося климатического кризиса.

В идеальном случае ваш дом будет ориентирован таким образом, чтобы можно было удобно использовать естественные ветры. Выяснив, откуда дует летний бриз, вы сможете лучше спланировать, где будут расположены входы и окна для естественного охлаждения вашего дома.

Воспользуйтесь преимуществами тени

Еще до того, как мы войдем в дом, полезно попытаться защитить его снаружи от прямых солнечных лучей. Если вы живете в месте, окруженном деревьями, они обеспечивают отличное естественное покрытие. В частности, лиственные деревья, деревья, которые сезонно сбрасывают листву, эффективно блокируют солнечные лучи в те месяцы, когда вы пьете мороженое и лимонад, а затем пропускают зимнее солнце, когда вам нужны эти согревающие лучи.

Если топография позволяет, можно даже построить свой дом так, чтобы, в самом щадящем выражении, он был защищен от земли. Эти дома могут быть либо полностью подземными, либо иметь конструкции, такие как стены или крыши, построенные на почве. Это особенно энергоэффективный и экономичный (по крайней мере, в долгосрочной перспективе) способ борьбы с экстремальными климатическими условиями. При отсутствии удобного склона можно установить защитные покрытия в виде брезента, навесов или навесов, чтобы солнце не попадало прямо на крышу и стены вашего дома. Определение глубины навеса имеет решающее значение: слишком глубоко — вы потеряете зимнее солнце, слишком мелко — будет слишком много летнего тепла. Правильные измерения будут зависеть от вашего местоположения. Вы можете рискнуть выполнить эти расчеты самостоятельно, используя множество доступных онлайн-инструментов и руководств, или пропустить поиск и спросить архитектора о специфике вашего дома.

Стратегически размещайте окна

Окна, пожалуй, самый важный инструмент, когда речь идет о вентиляции и охлаждении вашего дома. В частности, перекрестная вентиляция основана на концепции создания окон одинакового размера напротив друг друга: воздух всасывается в дом, охлаждает ваше тело, помогая испаряться теплу, а затем выходит через противоположные окна. Это создает приятный естественный ветерок. Ключом к созданию хорошей перекрестной вентиляции является выяснение того, откуда дует ветер.

«Вы хотите убедиться, что вы открываете окна на запад и юг, где вы можете поймать эти ветры, а затем вам нужно выпустить ветер обратно», — говорит Виван Лофтнесс, профессор архитектуры и бывший директор школы. архитектуры в Карнеги-Меллон. «Чем больше окон вы сможете открыть, тем больший поток воздуха пройдет через дом. Но если вы хотите ускорить ветер, есть общее эмпирическое правило, которое гласит, что с наветренной стороны должно быть меньше открытого пространства, а с подветренной — больше».

[См. также: Пять способов сохранить прохладу, не взрывая кондиционер]

Под выпуклостью понимается эффект Вентури, принцип, используемый в гидродинамике, который означает, что скорость ветра увеличивается, если он проходит через узкое отверстие. , как аэродинамические трубы между небоскребами. Поскольку ветер втягивается в дом через меньшее отверстие, он ускоряется внутри дома, делая ветер сильнее.

Расположение окон также очень важно. Обеспечить тень для окон, выходящих на юг и север, намного проще, чем для окон, выходящих на восток или запад. Это потому, что когда солнце садится по нашему небу с востока на запад, оно светит через окна под гораздо меньшими углами во второй половине дня.

«Если у вас нет самого захватывающего вида, непростительно ставить людей в условия, при которых они получают огромное количество солнечного тепла ближе к вечеру, когда уже очень жарко», — говорит Лофтнесс.

Создание столбов движущегося воздуха

Используя некоторые фундаментальные принципы химии и физики, вы также можете помочь изменить направление воздушного потока в вашем доме. Используя то, что дизайнеры называют эффектом стека, вы можете направить горячий воздух к крыше вашего дома и отвести его от скопления ближе к земле, где люди живут, едят и спят. Горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотный, чем более холодный воздух, и поэтому , создавая вентиляционную башню через высокие потолки и более узкое отверстие, направляет горячий воздух в башню. Это движение втягивает более холодный воздух в нижние жилые помещения, поскольку он более плотный и остается ближе к земле. Вы можете создать эту башню, либо разместив окна выше, например окна фонаря (расположенные у потолка) или световые люки, либо просто создав пространства, такие как атриумы, с более высокими потолками, чем остальная часть комнаты. Чем больше разница высот между высотой пика и землей, тем больше эффект. Если у вас уже есть чердак, вы также можете создать чердачный люк. Чтобы убедиться, что вы не просто перерабатываете спертый воздух, приоткройте окно, чтобы впустить немного свежего воздуха. (Не забудьте оконные сетки для этих надоедливых жуков.)

Грамотно выбирайте кровельные материалы

Утеплите крышу. И пока вы это делаете, покрасьте его тоже. Изоляция вашей крыши и чердака предотвращает попадание всего тепла, которое накапливается, когда солнечный свет падает на крышу, в ваш дом. Это дополнительный слой защиты от летнего солнца. Строительство крыши из отражающих материалов — еще один способ убедиться, что через крышу поглощается меньше тепла. Подобно белому белью на пляже, исторически это означало использование более светлых материалов. Но белые крыши не обязательно стоят на первом месте в списке эстетических желаний большинства домовладельцев.

«В настоящее время кровельная промышленность разрабатывает кровельную черепицу темного цвета, которая обладает высокой отражающей способностью», — говорит Лофтнесс. «Другими словами, цвет и отражательная способность раньше были такими же, как у окон. Раньше был один выбор: если вы хотели хорошо отражать свет, вам нужно было надеть белую крышу. Но сегодня они придумали, как делать покрытия, которые не белые, а обладают высокой отражающей способностью».

Постройте более толстые стены

Вот почему образы средиземноморских вилл и жилищ в аравийской пустыне наводняют наше сознание, когда мы думаем о жарком знойном лете. Эти дома традиционно всегда строились так, чтобы выдерживать высокие степени потепления. Вы также заметите значительное отсутствие деревянных конструкций и чердаков. Это связано с тем, что тяжелые и толстые материалы, такие как бетон, имеют гораздо большую тепловую массу, что позволяет им накапливать избыточное тепло в течение дня, а ночью отводить его холодным воздухом. Благодаря этому процессу такие материалы, как бетон, камень и кирпич, лучше подходят для пассивного охлаждения домов, потому что они, по сути, обладают гораздо большей способностью сохранять тепло, которое в противном случае передавалось бы воздуху внутри дома.

Мы не просто разрабатываем дизайн для нескольких необычно жарких лет — термометр изменения климата только тикает вверх. Дома, которые мы строим сейчас, должны будут выдерживать намного больше тепла в ближайшие десятилетия. Проектирование их таким образом, чтобы они оставались более прохладными при экстремальных температурах, — это лишь один из шагов, которые мы можем предпринять, чтобы уменьшить наши требования к загрязняющим энергетические системы. По мере того, как наши проекты становятся все более умными и экологически безопасными, мы все меньше и меньше можем полагаться на системы искусственного охлаждения и федеральные энергетические системы.

Как объясняет Лофтнесс, когда мы начинаем проектировать устойчивость, мы начинаем проектировать устойчивые дома. Устойчивость будет приобретать все большее значение, поскольку бури и пожары угрожают нашей надежности. Мы можем оказаться в ситуации без кондиционирования воздуха достаточно скоро, и вместо того, чтобы бросить холодную индейку, мы могли бы проектировать дома, которые сейчас не полагаются на искусственное охлаждение.

«Представьте, что в вашем доме отключили электричество на неделю, и ваш дом был спроектирован с центральной системой кондиционирования воздуха, и он не имеет очень хорошего затенения, если таковое имеется», — объясняет она. «Во многих случаях многие окна даже не открываются. Вы можете открыть входную дверь и, возможно, там есть окно или два, которые были закрыты наглухо последние 10 лет. Вам было бы очень трудно остаться в этом доме после обеда или вообще остаться. Таким образом, устойчивость — это важное слово для нас, чтобы понять, потому что сила выйдет на нас по многим причинам».

Как работают различные типы домашних систем отопления

В холодную зимнюю ночь стоит быть благодарным за центральное отопление в вашем доме. Системы различаются в зависимости от типа топлива, которое они используют, и от того, как они распределяют тепло по всему дому. Они также различаются, когда речь идет о том, насколько эффективно они отапливают дом.

Если вы планируете модернизировать систему отопления своего дома, понимание того, чем отличаются различные типы систем, а также плюсы и минусы каждого варианта, поможет вам выбрать систему отопления, которая подходит именно вам.

Какие варианты отопления доступны для дома?

Вы можете разделить системы отопления в зависимости от того, как они распределяют тепло по всему дому, по типу используемого топлива и механизму, обеспечивающему тепло. Доступные виды топлива включают: 

• Печное топливо
• Пропан
• Электричество
• Природный газ
• Древесные гранулы

Некоторые системы отопления являются центральными системами, то есть они передают тепло по всему дому, как правило, через ряд воздуховодов или труб. — в зависимости от типа распределительной системы. Когда вы используете систему центрального отопления, вы нагреваете весь дом до одной и той же температуры.

Другие варианты включают отопление помещений и дополнительные системы. Обогрев помещения обычно включает переносной электрический обогреватель, вентилируемый или невентилируемый газовый обогреватель или камин. Когда вы используете обогреватель, нагревается только небольшая площадь. Некоторым людям нравится использовать обогреватели в дополнение к системе центрального отопления, в то время как другие используют обогреватели, потому что им нужно обеспечить тепло только в одной области своего дома, например, в солнечной комнате.

Мини-сплит-система может обогревать и охлаждать весь дом, а также обеспечивать теплом отдельную зону или комнату, но это не то же самое, что обогреватель. В мини-сплит-системах есть компрессор, расположенный снаружи дома, который может подключаться к различным воздуховодным, настенным или потолочным вентиляционным установкам внутри дома. В то время как в шумных оконных блоках компрессор и кондиционер устанавливаются в каждой отапливаемой комнате, мини-сплит-система размещает компрессор за пределами дома для бесшумной работы. Когда у вас установлена ​​мини-сплит-система, у вас есть возможность установить одну температуру нагрева в одной комнате и другую температуру в другой.

Какие существуют типы домашних систем отопления?

Если вы не живете в той части страны, где тепло круглый год, вполне вероятно, что ваш дом входит в число 97 процентов домохозяйств в США, где имеется какое-либо отопительное оборудование. Некоторые типы домашних систем отопления более распространены в США, чем другие. Вот несколько самых популярных типов систем отопления: 

1. Печи

В большинстве домов в США для обогрева используются печи. Печи используют различные виды топлива, такие как мазут, электричество, пропан или природный газ, для обогрева домов.

Печи используют принудительный воздух для распределения тепла по всему дому. Внутри топки воздух нагревается источником топлива. Затем воздуходувка проталкивает теплый воздух через систему воздуховодов в различные комнаты дома. Охлажденный воздух возвращается в печь через отдельный ряд воздуховодов, известный как возврат.

Плюсы печи или системы воздушного отопления

Печи и системы принудительного воздушного отопления не были бы одними из наиболее часто используемых систем отопления в США, если бы они не имели некоторых преимуществ. Вот некоторые из преимуществ печи: 

• Относительно недорогая стоимость . Хотя цена печи может варьироваться в зависимости от ее эффективности и источника топлива, она, как правило, дешевле, чем другие системы отопления.
• Долгий срок службы . Ожидаемый срок службы печи часто составляет от 15 до 30 лет.
• Может также обеспечивать охлаждение . При добавлении кондиционера или теплового насоса система принудительной вентиляции также может выполнять двойную функцию и охлаждать дом в летние месяцы.
• Может быть очень энергоэффективным . Энергоэффективность старой печи может составлять всего 50–65 %, но действующие правила для новых моделей требуют эффективности в пределах 80–99 %.

Минусы печи или системы воздушного отопления

Использование печи с принудительной подачей воздуха в вашем доме имеет некоторые недостатки. К недостаткам печи относятся: 

• Шум . Некоторым домовладельцам не нравится звук, создаваемый системой принудительной вентиляции. Когда воздуходувка включена и активно продувает воздух через воздуховоды, может быть шумно, однако новые печи значительно тише благодаря последним достижениям в технологии воздуходувки.
• Требуется воздуховод . Системы принудительного воздушного отопления требуют воздуховодов по всему дому. В зависимости от дома может быть сложно или дорого установить воздуховод для системы принудительной вентиляции.
• Может распространять пыль и другие аллергены по всему дому . Некоторые люди считают, что их печь усугубляет их аллергию, так как аллергены, такие как пыль, могут проходить через воздуховоды. Использование фильтров и регулярная очистка воздуховодов помогут контролировать уровень аллергенов и улучшить качество воздуха в помещении. профессиональная категория)  

• Принудительная подача воздуха может быть сухой . Чем холоднее воздух, тем меньше влаги он может удерживать. Зимой, когда воздух снаружи холодный и сухой, теплый воздух, выталкиваемый из печи, может снизить относительную влажность, из-за чего влажность в доме может упасть до некомфортного уровня. Вы можете добавить увлажнители, чтобы решить эту проблему.

2. Котлы

Котлы имеют несколько общих черт с печами и системами принудительной вентиляции. Как и печь, котел может использовать различные виды топлива, такие как электричество, природный газ, печное топливо или пропан. Котел также может быть очень энергоэффективным, особенно если это новая модель.

Существенная разница между котлом и печью заключается в том, как они нагреваются. В то время как печь нагревает воздух, а затем распределяет теплый воздух по всему дому через ряд воздуховодов, бойлер нагревает воду. Нагретая вода или пар проходят через дом по ряду труб. Затем тепло просачивается в дом через конвекторы, чугунные радиаторы, плинтусные радиаторы или даже кондиционеры.

Плюсы бойлерной системы отопления

Подобно котлам с принудительной подачей воздуха, бойлерные системы отопления предлагают домовладельцам несколько преимуществ. Некоторые из преимуществ котла включают в себя: 

• Может быть очень энергоэффективным . В то время как некоторые старые котлы имеют КПД только 50%, действующие нормативные стандарты требуют, чтобы КПД превышал 80%. Некоторые котлы имеют коэффициент полезного действия выше 95% и могут также обеспечивать горячую воду для бытовых нужд.
• Долгий срок службы . Как и печи, котлы часто имеют срок службы от 15 до 30 лет.
• Равномерный нагрев . Радиаторы в системе лучистого отопления остаются теплыми между циклами нагрева, поэтому обычно колебания температуры меньше, чем в системе с принудительной подачей воздуха. С меньшим движением воздуха в доме может быть меньше сквозняков.
• Позволяет использовать зональный обогрев . С бойлерным отоплением у вас может быть некоторый уровень контроля над тем, какие области дома отапливаются, когда вы устанавливаете надлежащие элементы управления зонами.

Минусы котловой системы отопления

Котлы не идеальны. Есть некоторые недостатки использования этого типа системы отопления. Вот некоторые из недостатков: 

• Может быть дорогим . В зависимости от типа системы и от того, есть ли в вашем доме трубопроводы и радиаторы, необходимые для обогрева котла, установка котла может быть дорогостоящей.
• Существует опасность замерзания труб . Если вы живете в районе с отрицательными температурами, существует риск того, что трубы, соединяющие котел с остальной частью дома, замерзнут, если котел будет отключен или не будет поддерживать минимальную температуру. (Полная забастовка. Все дома есть трубы, и все замерзнет, ​​если отключат отопление. 
• Обеспечивает только тепло . В то время как системы принудительной вентиляции также могут охлаждать дом летом, бойлер-нагреватель может только обогревать ваш дом. Вам понадобится отдельное охлаждение система. 

• Радиаторы могут раздражать глаза . Это все дело вкуса, но некоторым людям не нравится внешний вид радиаторов или плинтусных радиаторов. В некоторых случаях расположение радиаторов в доме может затруднить расстановку мебели.
• Качество воздуха в помещении . Вы не можете добавить воздухоочиститель или увлажнитель к этому типу системы.

3. Тепловые насосы

Тепловые насосы собирают тепло снаружи и выделяют его внутрь во время отопительного сезона. Летом он меняет направление, собирая тепло из воздуха внутри дома и выбрасывая его наружу. Существуют два основных типа тепловых насосов. Воздушные тепловые насосы передают тепло из наружного воздуха в дом. Наземные или геотермальные тепловые насосы извлекают тепло из земли или подземного источника воды.

Воздушные тепловые насосы значительно более распространены, чем геотермальные или геотермальные тепловые насосы. В доме с воздуховодом можно установить как геотермальный, так и воздушный тепловой насос, и в этом случае нагретый воздух поступает в комнаты дома по воздуховоду. Также доступны бесканальные или сплит-системы тепловых насосов.

Плюсы теплового насоса

Если вы хотите модернизировать систему отопления в своем доме или недавно построили дом и рассматриваете варианты отопления, тепловые насосы предлагают несколько преимуществ: 

• Очень энергоэффективный . Тепловые насосы «перемещают тепло», а не производят тепло, что означает, что они значительно более эффективны, чем другие системы отопления. Их энергоэффективность может означать, что они стоят примерно на четверть меньше, чем печи или котлы, в условиях мягкого нагрева. В холодное время им понадобится дополнительная система обогрева.
• Гибридное отопление.  Сочетание теплового насоса с дополнительной печью, работающей на топливе, может обеспечить максимальный комфорт и эффективность.
• Может нагревать и охлаждать . Зимой тепловой насос может обогреть ваш дом. Летом вы можете обратить процесс вспять и использовать тепловой насос для охлаждения вашего дома. Летом тепловой насос будет перемещать горячий воздух из вашего дома наружу.

• Бесканальные тепловые насосы просты в установке . Если в вашем доме уже установлены воздуховоды, переход с печи на систему теплового насоса не потребует особых усилий. Мини-сплит-системы, которые не требуют воздуховодов, также относительно просты в установке.

Недостатки теплового насоса

У тепловых насосов есть некоторые недостатки, которые стоит учитывать, особенно если вы живете в районе с низкими температурами зимой: замерзают . Поскольку тепловые насосы работают, перемещая теплый воздух, они часто не могут работать так же хорошо, когда наружный воздух холодный, обычно около нуля или ниже. По этой причине тепловые насосы обычно рекомендуются для домов с умеренным климатом или для участков дома, которые не нужно обогревать в течение зимы.

Установка может быть дорогой . В зависимости от типа системы теплового насоса стоимость ее установки может быть высокой, однако тепловые насосы обычно имеют более низкие затраты на электроэнергию по сравнению с другими системами отопления, что помогает домовладельцам экономить деньги с течением времени.

Какая система отопления дома наиболее эффективна?

Системы отопления прошли долгий путь, когда речь идет об энергоэффективности. Печи и котлы, которые вы, вероятно, увидите сегодня в продаже, значительно эффективнее моделей, выпущенных десять лет назад.

Несмотря на то, что современные системы отопления намного лучше используют энергию, чем старые модели, системы все еще различаются, когда речь заходит о том, насколько эффективно они используют энергию. Если вы пытаетесь определить, является ли конкретная печь или котел энергоэффективной, обратите внимание на годовую эффективность использования топлива (AFUE). AFUE сравнивает эффективность модели по превращению топлива в тепло с количеством топлива, которое она использует ежегодно. Котел или печь с AFUE 90 процентов или выше довольно энергоэффективны.

Тепловые насосы используют другую метрику для измерения эффективности, сезонный коэффициент эффективности отопления (HSPF). HSPF — это отношение между количеством тепла, необходимого в течение сезона, и общей энергией, используемой в течение сезона. Наиболее эффективные тепловые насосы имеют более высокий HSPF, обычно не менее 8,5.

Если пришло время заменить вашу систему отопления на более новую, более энергоэффективную модель, SMO Energy может помочь.