Монтажные работы
Отопление дома от земли многим кажется простым делом, которое легко обеспечить самостоятельно. Однако часто при проведении работ по монтажу контура теплообменника возникают трудности. Несмотря на большое количество видеороликов в интернете, многие затрудняются ответить на вопрос, как выполнить отопление энергией земли. Лучше все-таки обратиться в специализированную организацию: только опытные работники все сумеют выполнить по правилам.
Чтобы смонтировать земляное отопление, необходимо выполнить следующие действия:
- Оформить вызов специалиста на дом. Для начала следует произвести исследование грунта, определить, в какое место наиболее приемлемо произвести монтаж контура.
- Заключение договорных обязательств на отопление теплом земли дома. Стоимость может быть различной: все зависит от сложности планируемых работ.
- Тепло земли для отопления дома обеспечивается оборудованием, которое монтируется специальной организацией. Эффективность использования оборудования зависит именно от проведения предварительных работ.
- Проведение пробных или пусконаладочных работ.
Отопить жилое помещение сегодня возможно, но затраты могут быть немалыми, хотя они быстро окупаются.
Отопление от тепла земли актуально на Западе. Денежные средства вкладываются на долгосрочной перспективе и быстро оправдываются, количество людей, желающих отапливать дома земной энергией, увеличивается. Тепло земли особенно эффективно использовать для отопления помещений в северных регионах.
Геотермальное отопление – высокая эффективность и экономичность
Геотермальное отопление – это современные отопительные системы, которые появились на рынке относительно недавно. Новые технологические разработки позволили эффективно эксплуатировать энергопотенциал земли даже частным домовладениям. Особенность такого способа отопления в том, что за счет специальных тепловых насосов используется энергия недр земли. То есть, для отопления энергия берется буквально из-под ног. Эффективность такого способа отопления объясняется тем, что объем аккумулируемой грунтом энергии солнца составляет почти 98%.
Основными преимуществами такого вида отопления являются:
- Высокий коэффициент полезного действия (передают примерно в 3 раза больше тепловой энергии, чем другие системы);
- Для обустройства такой системы не требуются никакие разрешительные документы, так как энергия недр земли абсолютно бесплатная и не облагается налогами;
- Существенная денежная экономия (работают от электричества, но потребляют на 80% меньше электроэнергии, чем обычные обогревательные приборы);
- Быстрая окупаемость;
- Надежность и долговечность оборудования;
- Автономность работы и отсутствие необходимости постоянного обслуживания;
- Возможность удаленного управления системой с помощью телефона или компьютера.
На сегодняшний день тепловые насосы являются одним из наиболее энергоэффективных способов отопления. При высоком КПД такого отопления соотношение затраченной электрической энергии и полученной тепловой составляет 1 к 5. То есть, при затраченном 1 кВт электроэнергии получается 5 кВт тепловой энергии.
Единственный недостаток, из-за которого многие люди отказываются от геотермального отопления, – это высокая стоимость оборудования и его установки. Но нужно отметить, что это только первоначальные вложения. Результатом же установки теплового насоса является безопасное, экологичное и практически бесплатное отопление. А это в свою очередь существенно увеличивает стоимость недвижимости. О геотермальном отоплении можно узнать больше на сайте.
Принцип работы геотермальных систем
Принцип действия теплового насоса. Нажмите для увеличения.
Отопление за счет тепла земли — это уже давно не миф, а распространенная практика.
Геотермальные системы отопления могут работать по принципу физической передачи тепловой энергии от окружающей среды к хладагенту.
Подобный процесс наблюдается и в работе обычного холодильника.
Больше чем 75% всего объема тепла, которое может выделяться при работе системы, исполняющей отопление дома теплом земли, являет собой энергия окружающей среды.
В дальнейшем она накапливается, и далее поступает в жилые комнаты и другие помещения коттеджа или загородного дома.
Эксперты обращают внимание на то, что именно такой вид энергии имеет удивительную способность к самовосстановлению, поэтому геотермальная система отопления не наносит абсолютно никакого вреда или ущерба энергетическому или же экологическому балансу окружающей среды и нашей планете
Система отопления имеет одно важное достоинство – она является абсолютно безопасной для использования
Система отопления имеет одно важное достоинство – она является абсолютно безопасной для использования
Оборудование, которое не займет много пространства.
Отопление частного дома теплом земли стало активно внедряться совсем недавно. Основной причиной возникновения таких систем отопления для частных домов специалисты называют энергетические кризисы, которые нередко появлялись в 70-х годах 20-го столетия.
Поначалу отопление энергией земли считалось роскошью, поэтому только самые богатые и элитные семьи могли позволить себе абсолютно инновационную систему отопления дома.
Далее, в связи с активным развитием науки, техники и появлением совершенно новых технологий, геотермальные системы обогрева приобретали все большее распространение, а стоимость их монтажа и обслуживания – снижалась.
Тепловой насос занимает достаточно мало места в Вашем доме. Нажмите для увеличения.
Сегодня небольшая семья даже со средним достатком может позволить себе установить систему для обогрева дома без серьезного нарушения своего семейного бюджета. Современное геотермальное оборудование качественно улучшено и модернизировано.
Усовершенствование систем происходит и по сей день, так как создание новых агрегатов приводит к уменьшению расхода энергии и большей экономии.
На качественно новом уровне осуществляется функционирование подобных отопительных систем, ведь новое и необычное топливо, такое как энергия земли, используется для кондиционирования, и обогрева частного дома.
Ведь именно такая энергия может создавать уютные, комфортабельные и оптимальные условия для жизни каждого человека, не загрязняет окружающую среду вредными и негативными веществами, как это происходит во время сгорания торфа, угля или газа.
Геотермальное отопление может легко работать и обходиться без любых процессов сгорания, поэтому владельцам не стоит беспокоиться о таком вопросе, как возгорание и взрыв системы, она полностью безопасная в эксплуатации.
Какие источники тепла может использовать насос отопления
В качестве факторов, производящих «тепло из земли» для отопления дома, могут выступать любые объекты, температурой свыше одного градуса (при ниже нуля так же возможно получение тепла). Почва, речные и озёрные воды, морская вода, скважина, стоки систем канализации и прочие. На самом деле, что для нашего градусника минус и отсутствие тепла, то для теплового насоса все совсем иначе. Тепло он получить и при минусовой температуре.
Подобного тепла хватает, чтобы на выходе была температура до 60 градусов. Чтобы усилить данный эффект тепловому насосу требуется правильное обустройство геотермических источников тепла.
Самый частый вариант усиления — использование геотермического зонда. Данное устройство требует бурения отверстия большой глубины — вертикальной скважины. В данное отверстие вставляется зонд со специальной жидкостью, которая необходима для теплообмена. Полученное из земли тепло передаётся насосу. Очень часто вместо вертикального зонда используется наклонный. Это объясняется рядом причин, таких как невозможность установки вертикального зонда из-за грунта на участке. Не каждый участок позволяет делать глубокие отверстия.
Есть также варианты, которые не требуют бурения скважин, к примеру, горизонтальные грунтовые коллекторы. Они также пользуются теплом земли, но при помощи большого геоколлекторного поля, которое закладывается на глубину незамерзающего грунта.
Чтобы обеспечить насос энергией также применяется воздух с улицы. В процессе такого использования он будет выступать как источник низкого тепла. То тепло, которое будет отбираться у воздуха, поступит в насос, пройдёт через процедуру повышения температуры и попадёт в отопительную систему.
Помимо всего этого, рекомендуем вам обратить внимание на комбинированное оборудование. К такому относится смесь тепловых насосов и солнечных коллекторов
Так, если солнечного света будет хватать на полноценную работу, то коллектор полностью выполнит все необходимые функции отопления
Бивалентные отопительные котлы
Большой популярностью сегодня пользуются универсальные бивалентные схемы отопления, позволяющие параллельно использовать два источника тепла для обогрева частного дома. Применяемое оборудование отличается функциональностью, обеспечивая оптимальный нагрев дома при экстремальных похолоданиях.
Геотермальное отопление дома. Стоимость под ключ: В бивалентных системах одновременно с тепловым геотермальным насосом используются дополнительные газовые или электрические котлы, а вся работа таких устройств полностью контролируется автоматикой. Блок управления, анализируя данные с внешних температурных датчиков, включает или отключает дополнительный электрокотёл, обеспечивая максимально возможную эффективность обогрева и создание в доме оптимальных условий для проживания.
Геотермальное отопление дома — это перспективная технология, которая обеспечивает максимальную эффективность отопления загородных строений, сокращая расходы домовладельцев на оплату коммунальных услуг. Большой популярностью сегодня пользуется скважинный вариант прокладки наружного контура, что позволяет несколько уменьшить расходы на обустройство системы обогрева, гарантируя ее максимальную эффективность.
Экономим на отоплении частного дома
Вне зависимости от того, какая схема теплоснабжения выполнена в индивидуальном домовладении, она призвана функционировать, как можно эффективнее и экономнее. Для этого не достаточно выбрать только высоконадежное котельное оборудование, выполнить тепловую защиту конструкционных элементов здания и заменить окна на новые стеклопакеты. Все собственники жилья, кроме вышеназванного, должны знать и выполнить правила обслуживания отопительных систем.
Советы опытных специалистов по экономному ведению процесса отопления жилого дома:
- Выполнять обслуживание оборудования и контроль тепловых режимов. Любой котлоагрегат нуждается в обслуживании и наладке, а твердотопливный в особенности, поскольку имеет дело с повышенным объемом сажеобразования и высокими топочными температурами. Грязные поверхности нагрева котла не смогут обеспечить устройство номинальным КПД, поскольку сажа плохо отводит тепло и большая часть дымовых газов с высокой температурой будут выброшены в атмосферу, тем самым понижая КПД из-за больших потерь с уходящими газами. Профилактика котла вместе с очисткой поверхностей нагрева и дымоходов, должна проводиться обязательно перед каждым отопительным сезоном.
- Схема внутридомового контура отопления должна быть оборудована автоматикой с возможностью установки индивидуального режима нагрева каждой комнаты. Это даст возможность хорошо сэкономить на стоимости отопления в целом.
- Необходимо следить за работой внутридомовой системы отопления и вовремя сбрасывать воздушные пробки. В период любой остановки котла системы отопления будут завоздушиваться, из-за остановки циркуляционного насоса в схемах с принудительной циркуляции или из-за падения температуры теплоносителя в схемах с естественной циркуляцией. Воздушные пробки в батареях и системе «теплого пола» снижают теплоотдачу всей системы, при этом удельные расходы топлива будут оставаться очень высокими. Найти такую воздушную пробку довольно просто.
- В случае, когда при пуске отопления имеются различие в температурах нижней и верхней части батареи — это свидетельствует о том, что там имеется область завоздушивания, которую необходимо убрать.
Тепловые насосы — что это такое?
Специализированное устройство, которое отнимает тепло у земли или других природных источников, усиливает и переносит в дом, называется тепловым насосом. Сегодня такой вид отопления получил широкое распространения среди загородных коттеджей или больших частных домов в черте города. Почему именно тепловые насосы? Есть ряд преимуществ, которые подталкивает обывателей к использованию данного аппарата. Давайте их разберём:
Экономичность — насос не требует большого количества электричества, что делает его работу достаточно экономичной. Это отличный вариант сэкономит средства при отоплении крупных объектов. Кроме того, само устройство не является капризным, поэтому не будет требовать от вас дополнительных вложений, что даёт ещё один плюс к экономичности; Лёгкость монтажа. Устройство можно установить на любой местности, и с самой установкой сложностей быть не должно. В качестве источника тепла можно выбрать грунт, воду или даже воздух. Подробнее об этом мы поговорим ниже; Универсальность — большинство моделей тепловых насосов способны не только обогревать помещение в холодное зимнее время года, но и охлаждать жарким летом
Это большой плюс, так как вы можете сэкономить на установке кондиционера и решить сразу две проблемы с помощью покупки одного устройства Но обратите внимание, что не все модели обладают подобной функцией, поэтому стоит внимательно изучать характеристики аппарата перед покупкой; Долговечность — устройство, которое было правильно установлено и получает должный уход, способно обеспечить 20 — 30 лет успешной работоспособности. Согласитесь, это довольно много Не каждая система отопления сможет проработать такое большое количество времени без замены каких-либо материалов; Экологичность — устройство полностью безопасно для окружающей вас среди
Это очень важно для тех, кто хочет обеспечить свой загородный участок плодотворной почвой и засадить растительность; Возможность использования аппарата даже в местах, где нет электричества. Для этого можно установить бензиновый генератор; Бесплатный источник тепла. Как мы уже сказали, источником могут выступить земля, вода или воздух; Автоматический процесс работы
Насос будет самостоятельно обогревать или охлаждать помещений, от вас никаких действий не требуется
Как мы уже сказали, источником могут выступить земля, вода или воздух; Автоматический процесс работы. Насос будет самостоятельно обогревать или охлаждать помещений, от вас никаких действий не требуется.
Список преимуществ устройства довольно большой, что уже говорит о целесообразности его приобретения. Но если вы всё же сомневаетесь, стоит ли выбирать именно вариант получения тепла из земли в отоплении частного дома, можете ознакомиться с отзывами о тепловых насосах. В теории вы можете сделать все своими руками, но лучше все же довериться специалистам. А теперь давайте поговорим об устройстве и принципе работы теплового насоса.
Недостатки и минусы зимнего обогрева
Теперь поговорим о недостатках. Не думайте, что выбрав машинку с максимальным COP, вы получите идеальную систему отопления, которая в одни ворота выигрывает у всех остальных.
Существенным недостатком всех кондеев является их шумная работа. От шума никуда не деться и не избавиться.
Особенно это раздражает в спальне. Благо в современных инверторах удалось добиться снижения уровня шума до 20-30 дб. Это примерно, как шелест листьев при небольшом ветре.
Кроме шума не забывайте про вибрацию внешнего блока. Если уж решили делать зимнее воздушное отопление, то забудьте про крепеж внешнего блока на стене.
Размещайте его только снизу на отдельной стойке с защитным кожухом от снега.
Летом при работе на холод кожух снимают, иначе блок “задохнется”.
Многие внешний блок размещают в подвале дома. В итоге получают более высокий COP, бесплатный холодильник, отсутствие влияния атмосферных осадков. Однако остается вопрос с перепадами температуры и как они будут влиять на фундамент.
Кроме того, не забывайте про количество жидкости при оттайке. За весь зимний сезон у вас в подвале запросто может образоваться небольшое болото.
Кондиционеры на тепло невыгодно использовать в домах с большой площадью и большим количеством изолированных друг от друга комнат. Забудьте про закрытые двери с таким отоплением.
Для обогрева двухэтажных коттеджей, скорее всего понадобятся мощные полупромышленные установки, которые стоят несколько тысяч долларов. На каждый этаж придется монтировать отдельные блоки.
В домиках до 120м2, можно обойтись двумя блоками, мощностью 9000-12000BTU. В общем при открытой планировке на каждые 40-50м2 рассчитывайте как минимум на один внутренний блок.
При этом максимально комфортного прогрева воздуха вы все равно не ощутите. Хотя градусник висящий на уровне глаз и будет показывать +23С, однако неприятный холодок в ногах, особенно в дальних комнатах, будет вас преследовать всегда.
А для маленьких детей это весьма критично.
Теплые полы в этом отношении здорово обходят кондиционеры. Так что, если у вас молодая семья, то скорее всего переходить на отопление кондиционером не стоит. Если же у вас дети взрослые или вы живете в одиночестве, то смело можете экспериментировать.
Еще из недостатков – при отсутствии запасного варианта обогрева, внезапный выход из строя внешнего или внутреннего блока приведет к выстуживанию всего дома.
Конечно, можно на какое-то время кондиционеры заменить на конвекторы, а что делать если в морозы аварийно отключили электричество?
Покупать мощный генератор и переходить на резервный источник?
Но это опять лишние затраты, не нужные хлопоты и потеря времени. Поэтому заранее продумайте такие моменты и имейте хоть какую-то временную альтернативу.
Тем не менее, такой вид отопления становится все более популярным. Вообще основные жалобы на убыточность и невыгодность отопления кондиционерами поступают от двух категорий людей:
кто занимается продажей, наладкой и монтажом традиционных систем отопления (газовые, твердотопливные, электрические котлы)
те, кто приобрел себе дешевый китайский бренд
Недорогие модели и потребляют в два-три раза больше “японцев” при одинаковой тепловой мощности. И греют нормально только при наружке до -5С (японцы до -30С).
Плюс шумят как паровозы, а в конце концов выходят из строя всего через пару-тройку лет.
У дорогих брендов наработка на отказ доходит до 25 лет. Соответственно у “японца” средне зимний COP 3-4, а у “китайца” еле дотягивает до 1,5.
Подводя итог можно смело сказать – обогрев кондиционерами при грамотном подходе имеет право на жизнь и способен окупить себя всего за несколько зим.
Даже если по истечении этого времени один из блоков выйдет из строя, его замена все равно будет дешевле, чем подключение, монтаж, содержание и эксплуатация большинства традиционных систем отопления.
https://youtube.com/watch?v=KT-00pkvB8Q%3F
Погружение горизонтального теплообменника в водоём
Этот способ требует особого расположения домовладения – на расстоянии примерно в 100 м от водоёма, имеющего достаточную глубину. Кроме того, указанный водоём не должен промерзать до самого дна, где и будет расположен внешний контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. м.
Этот вариант размещения теплообменника считается наименее затратным, но подобное расположение домовладения все-таки встречается не часто. Кроме того, могут возникать сложности, если водоём относится к объектам общего пользования
Очевидным преимуществом этого метода является отсутствие обязательных трудоёмких земляных работ, хотя с подводным расположением коллектора все-таки придется повозиться. И специальное разрешение на проведение таких работ тоже понадобится.
Впрочем, геотермальная установка, использующая энергию воды, все-таки является наиболее экономичной.
Технология монтажа системы
Отвечая на вопрос, как сделать геотермальное отопление и горячее водоснабжение дома своими руками, важно понимать, что реализовать вертикальную схему без привлечения сторонних специалистов не получится. Поэтому рассмотреть лучше горизонтальную разводку труб в земле
Для этого необходимо точно определить уровень промерзания грунта. Прокладывать коммуникации рекомендуется ниже этой отметки с некоторым запасом на случай особо суровых зим.
Наилучшим вариантом для обустройства такой системы считаются прочные полимерные трубы, которые просты в сборке, обладают небольшим весом, потому пригодны для выполнения монтажа самостоятельно. Внутридомовой комплекс также выполняется с использованием коммуникаций из полипропилена, сшитого полиэтилена. Их особенность в том, что они выдерживают высокую температуру. Для наружного контура это условие необязательно, так как теплоноситель будет подниматься из грунта нагретым до 10-12 С. Стоимость полимерных труб доступна и начинается от 50 руб. за метр. Основные расходы приходятся на главный агрегат – тепловой насос, цена которого зависит от технических характеристик и начинается от 200 тыс. руб.
Монтировать геотермальное вертикальное отопление загородного дома своими руками необходимо начинать с земляных работ
Для этого важно рассчитать протяжённость и шаг каждого контура для рытья траншей. Зачастую оптимальным вариантом является снятие верхнего слоя грунта, установка труб на освободившейся площадке с последующей засыпкой
Важно, чтобы длина контура не превышала 150 м для обеспечения высоких гидравлических показателей. Оптимальный шаг раскладки 0,7 м.
В случае монтажа трубопровода в пруду или озере придерживаются тех же правил. Для удобства установки воду из него предварительно откачивают. Земляные работы сводятся к рытью одной траншеи до дома. Желательно, чтобы источник находился на расстоянии до 100 м, оптимальная его глубина от 3 м, площадь – от 200 м2.
Варианты обустройства геотермального отопления
Способы обустройства внешнего контура
Для того, чтобы энергия земли для отопления дома была использована максимально – нужно правильно выбрать схему внешнего контура. По сути, источником тепловой энергии может быть любая среда – подземная, водяная или воздушная
Но при этом важно учитывать сезонные изменения погодных условий, о чем говорилось выше
В настоящее время распространены два вида систем, которые эффективно используются для отопления дома за счет тепла земли – горизонтальная и вертикальная. Ключевым фактором выбора является площадь земельного участка. От этого зависит схема расположения труб для отопления дома энергией земли.
Кроме него учитываются такие факторы:
- Состав грунта. В скалистых и суглинке сложно делать вертикальные стволы для прокладки магистралей;
- Уровень промерзания почвы. Он определит оптимальную глубину залегания труб;
- Расположение подземных вод. Чем они выше – тем лучше для геотермального отопления. В таком случае температура с изменением глубины будет повышаться, что является оптимальным условием для отопления за счет энергии земли.
Также нужно знать и о возможности обратной передачи энергии в летний период. Тогда отопление частного дома от земли не будет функционировать, а избыток тепла будет переходить от дома в почву. По такому же принципу работают все холодильные системы. Но для этого необходимо установить дополнительное оборудование.
Нельзя планировать установку внешнего контура в отдалении от дома. Это увеличит тепловые потери в отоплении из недр земли.
Горизонтальная схема геотермального отопления
Горизонтальное расположение наружных труб
Самый распространенный способ установки наружных магистралей. Он удобен простотой монтажа и возможностью относительно быстрой замены неисправных участков трубопровода.
Для установки по этой схеме используется коллекторная система. Для этого делается несколько контуров, расположенных на минимальном удалении в 0,3 м друг от друга. Они соединяются с помощью коллектора, который подает теплоноситель далее в тепловой насос. Это обеспечит максимальное поступление энергии в отопление от тепла земли.
Но при этом нужно учитывать ряд важных нюансов:
- Большая площадь приусадебного участка. Для дома около 150 м² она должна быть не менее 300 м²;
- Трубы в обязательном порядке уславливаются на глубину ниже уровня промерзания почвы;
- При возможном движении почвы во время весенних паводков увеличивается вероятность смещения магистралей.
Определяющим преимуществом отопления от тепла земли горизонтального типа является возможность самостоятельного обустройства. В большинстве случаев для этого не понадобится привлечение спецтехники.
Для максимальной передачи тепла нужно использовать трубы с высоким показателем теплопроводности — тонкостенные полимерные. Но при этом следует продумать способы утепления труб отопления в земле.
Вертикальная схема геотермального отопления
Вертикальная геотермальная система
Это более трудоемкий способ организации отопления частного дома от земли. Трубопроводы располагаются вертикально, в специальных скважинах
Важно знать, что подобная схема намного эффективнее, чем вертикальная
Ее основное преимущество заключается в увеличении степени нагрева воды во внешнем контуре. Т.е. чем глубже расположены трубы – тем больше количество тепла земли для отопления дома поступит в систему. Еще одним фактором является небольшая площадь земельного участка. В некоторых случаях выполняется обустройство наружного контура геотермального отопления еще до строительства дома в непосредственной близости от фундамента.
С какими трудностями можно столкнуться при получении энергии земли для отопления дома по этой схеме?
- Количественное в качественное. Для вертикального расположения длина магистралей значительно выше. Она компенсируется большей температурой почвы. Для этого нужно делать скважины глубиной до 50 м. что является трудоемкой работой;
- Состав почвы. Для скального грунта необходимо применить специальные буровые машины. В суглинке для предотвращения осыпания скважины монтируют защитную оболочку из ж/б или толстостенного пластика;
- При возникновении неполадок или потере герметичности усложняется процесс ремонта. В этом случае возможны долговременные сбои в работе отопление дома за тепловой энергии земли.
Но невзирая на большие первичные затраты и трудоемкость монтажа, вертикальное расположение магистралей является оптимальным. Специалисты советуют применять именно такую схему установки.
Для циркуляции теплоносителя в наружном контуре в вертикальной системе нужны мощные циркуляционные насосы.
Погружение горизонтального теплообменника в водоём
Этот способ требует особого расположения домовладения – на расстоянии примерно в 100 м от водоёма, имеющего достаточную глубину. Кроме того, указанный водоём не должен промерзать до самого дна, где и будет расположен внешний контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. м.
Этот вариант размещения теплообменника считается наименее затратным, но подобное расположение домовладения все-таки встречается не часто. Кроме того, могут возникать сложности, если водоём относится к объектам общего пользования
Очевидным преимуществом этого метода является отсутствие обязательных трудоёмких земляных работ, хотя с подводным расположением коллектора все-таки придется повозиться. И специальное разрешение на проведение таких работ тоже понадобится.
Впрочем, геотермальная установка, использующая энергию воды, все-таки является наиболее экономичной.
Технология геообмена для получения энергии
Земляной тепловой насос в научных кругах больше известен под другими названиями, в частности:
- геообмен (Geoexchange),
- грунтовой теплообменник,
- земная энергетическая система.
Инженеры, однако, чаще пользуются термином «земляные тепловые насосы», дабы избежать путаницы с традиционной геотермальной энергией, где используется высокотемпературный источник тепла для выработки электроэнергии.
Земляные тепловые насосы действуют по принципу сбора тепла, получаемого от Солнца и поглощаемого поверхностью Земли. Температура грунта ниже 6 метров от границы поверхности равна среднегодовой температуре воздуха для конкретной широты земного шара.
Структурная схема установки: 1 – природный земляной теплообменник на трубном петлевом замкнутом контуре; 2 (3) – тепловой насос; 4 – ресивер с горячей водой; 5 – тепло, направляемое в радиаторы или в систему тёплого пола; 6 – использование водного ресурса для хозяйственных нужд
В зависимости от параметра широты, температура под верхним слоем Земли поддерживается на постоянном уровне в диапазоне 10-16°C. Подобно холодильнику или кондиционеру, систему допустимо использовать в качестве теплового насоса для принудительной передачи тепла от грунта.
Тепловые насосы способны передавать энергию от холодной к тёплой области в противовес естественному направлению потока. Либо эти же устройства способны усиливать естественный поток тепла, направленный от теплой среды к холодной.
Принцип действия и составные элементы
Геотермальная система отопления – это сложный инженерный комплекс сооружений, который требует больших материальных и временных затрат, однако при ближайшем рассмотрении выясняется, что будучи один раз установленной, такая схема обогрева полностью способна перекрыть потребность дома площадью до 150 квадратных метров в тепле и горячем водоснабжении. Широкое распространение получают данные системы в западной Европе, где на первом месте стоит забота об экологической чистоте и экономической выгоде.
Рассмотрим принцип работы геотермального отопления и основные его составляющие, для того, чтобы прийти к пониманию – насколько такие системы оправданы в повседневной жизни.
Тепловой насос
Сердце системы. Геотермальное отопление дома своими руками выполнить, возможно, но этот элемент лучше всего приобрести отдельно. Стоит заметить, что прежде чем приступать к закупкам оборудования и материалов необходимо провести тщательный расчёт суммарной ёмкости системы, е отдачи и соотношения этого показателя с тепловым потреблением строения.
Если этого не сделать вовремя – вся дальнейшая работа может пойти прахом. Самые узловые моменты всего комплекса мероприятий – это правильный расчёт ёмкости контуров и закупка соответствующего оборудования.
Тепловой насос состоит из компрессора и редукционного клапана, которые обеспечивают разность потенциалов на отдельных участках контура теплового насоса. Внутри труб находится фреон, который благодаря работе компрессора, получает ускорение, и проходя через клапан ускоряет своё движения. Это приводит к существенному подъёму температуры на участке перед компрессором, именно из этого участка, с помощью теплового обмена, и берётся основное тепло для обогрева помещений и горячего водоснабжения.
Контур является замкнутым и вся его задача состоит в том, чтобы увеличивать естественную температуру теплоносителя поступающего из внешнего контура с семи до пятидесяти пяти градусов по Цельсию. Происходит это, за счёт описанного выше процесса разгона фреона под давление в закрытом контуре с прохождением его через клапан.
Тепловой узел располагают обычно в подвале или цокольном этаже, с температурой внешней среды в пределах пятнадцати градусов выше нуля, это поддерживает его стабильную работу.
Самый важны процесс перед установкой теплового насоса — это проведение всех расчетов правильно, в случае ошибки вся работа может пойти прахом.
Внешний контур
Представляет собой ещё один замкнутый контур, в котором по трубам движется антифриз, перемещаемый с помощью циркуляционного насоса. Основная часть контура находится на глубине до 3 метров под землёй, если речь идёт о горизонтальном исполнении системы, при котором трубы внешнего контура располагают горизонтально на большой плоскости.
Может располагаться также на дне водоёма, но только в регионах, где зимняя температура не опускается ниже нуля.
Описанная выше система требует монтажа на этапе заливки фундамента, что не всегда возможно сделать. В случае, когда необходимо смонтировать геотермальное отопление загородного дома на уже застроенном участке – бурят скважины глубиной от тридцати до ста метров, к слову, отдача тепловой энергии у вертикальных систем существенно выше, но стоимость их на порядок дороже, за счёт привлечения техники для бурения скважин.
Монтаж внешнего контура желательно производить на этапе заливки фундамента, в другом случае это будет более трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Внешний контур
Служит уже непосредственно для обогрева внутреннего пространства дома и обеспечения горячего водоснабжения.
Тепло, собранное из грунта, переданное на тепловой насос, разогнанное и увеличенное в его закрытом контуре, передаётся через теплообменник во внутреннюю сеть дома, которая может состоять из тёплых полов, плинтусного отопления, воздушного отопление на водяных коллекторах и других элементах системы.
Выбирать, каким именно образом осуществить геотермальное отопление своими руками стоит, только тщательно изучив местность и условия, в которых предстоит работать данной схеме отопления. Для этого необходимо произвести замеры температуры почвы на участке под дом, в разные периоды в течение зимы, на разных глубинах.
