Геотермальное отопление дома: оборудование и принцип работы
Содержание:
Поскольку цены на энергоносители продолжают расти быстрыми темпами, домовладельцам приходится искать более дешёвые варианты обогрева своих жилищ. Сейчас продолжают совершенствоваться так называемые альтернативные технологии отопления, которые позволяют пользоваться неисчерпаемыми источниками тепла и не причинять вреда окружающей среде. Одной из таких технологий является геотермальное отопление загородного дома: современные тепловые насосы дают возможность обогревать дома в любом регионе, если есть возможность обустроить коллектор нужного размера.
Принцип геотермального обогрева и его виды
В основе таких систем лежит работа теплового насоса, принцип действия которой напоминает обычный холодильник. Но если морозильная камера забирает тепло из внутреннего пространства, то тепловой насос, напротив, собирает тепло из окружающей среды, чтобы направить его на обогрев здания. Принцип геотермального отопления дома позволяет ставить такие установки в любых регионах и использовать несколько источников тепла:
- Тепло земных недр. Внутренняя часть Земли представляет собой раскалённое вещество, обогревающее планету изнутри. На глубине в 50 метров температура уже начинает повышаться, и это тепло можно использовать, если сделать шахты и установить в них тепловой коллектор.
- Тепло грунта. В течение лета земля значительно прогревается и очень медленно отдаёт тепло. Если оборудовать на участке горизонтальный коллектор, он позволит получать достаточно большое количество тепловой энергии, которой хватит на обогрев дачного или загородного дома. Такой способ достаточно часто используется в России, однако необходимо большое количество земли для установки коллектора.
- Тепло грунтовых вод и водоёмов. Этот способ также можно отнести к геотермальному отоплению, так как он тоже предполагает использование теплового насоса, собирающего энергию из окружающей среды.
Однако такой способ обогрева требует больших трудозатрат, поэтому чаще он используется в районах с вулканической активностью и геотермальными источниками. Однако он вполне применим в любом регионе России – просто грунт придётся бурить несколько глубже.
Вода – один из самых удобных теплоносителей: она быстро прогревается солнцем и так же быстро отдаёт тепло. Больше всего для такого коллектора подходят проточные водоёмы, в которых можно прокладывать трубопровод и собирать энергию в течение всего сезона.
Тепловые насосы также используются в системах воздушного обогрева, работающих по аналогичному принципу. Коллектор, представляющий собой большой трубопровод, собирает тепло из воздуха, поэтому он должен хорошо обдуваться ветром. Перечисленные установки имеют разную стоимость, и приходится выбирать подходящий вариант в соответствии со своими возможностями и особенностями климата.
В чём преимущества геотермального отопления
Система геотермального отопления дома - выгодное решение по многим причинам. Оборудование устанавливается достаточно быстро, и работать без перебоев оно может очень долго. Простая система практически не изнашивается и не перемерзает, особенно если использовать не обычную воду, а современный антифриз на основе этиленгликоля.
Можно назвать несколько главных преимуществ именно геотермального отопления перед другими вариантами:
- В отличие от традиционных отопительных систем, в этом случае не требуется сжигать топливо. Это делает систему совершенно пожаробезопасной, она не создаёт никакой угрозы для дома. Не нужно хранить топливо, нет необходимости обслуживать печь – владелец дома сможет избавиться от целого ряда трудоёмких и неприятных обязанностей.
- Это выгодно экономически. Система не требует никаких дополнительных вложений: она использует силы природы для ежегодного обогрева, ничего не придётся докупать. Единственное, что необходимо для работы теплового насоса – электричество, при этом он потребляет в несколько раз меньше энергии, чем производит.
- Геотермальное отопление частного дома – экологически безопасное решение. Поскольку нет горения, никакие продукты сгорания не поступают в атмосферу, и она не будет загрязняться вредными веществами. Если такая система обогрева получит повсеместное распространение, нагрузка на окружающую природу значительно уменьшится.
- Систему достаточно просто установить. Не нужно оборудовать в доме полноценную котельную, покупать и устанавливать громоздкое оборудование. Потребуется тепловой насос – такое оборудование для геотермального отопления дома занимает места не больше, чем простая стиральная машина.
Коллектор полностью скрывается под землей, он не будет заметным на участке. Можно рассчитать его расположение таким образом, чтобы охлаждение почвы не мешало растениям на участке.
Как установить такую систему на участке? Проектировочные работы
Обустроить геотермальное отопление загородного дома своими руками можно за несколько дней: часть оборудования обязательно придётся покупать, а часть можно собрать из обычных материалов, таких как простые пластиковые трубы. Необходимо правильно просчитать длину коллектора: на 1 кв. м. дома потребуется 5 метров трубы, соответственно, на дом 100-метровой площади потребуется 500 м трубопровода. Это не так много, как кажется: трубы укладываются змейкой, поэтому они занимают не так много места.
Необходимо также правильно выбрать место для расположения коллектора: его нужно разместить на незастроенных и незасеянных участках. Из-за постоянного охлаждения грунта вблизи труб на этой территории лучше не высаживать растения, и больше всего для тепловых коллекторов подходят ровные пустые участки.
Оптимальное решение для установки – система тёплого пола. Вода или антифриз будут прогреваться в трубах коллектора, забирающего тепло окружающей среды, после чего теплоноситель будет возвращаться в дом. Он попадёт во внутренний контур отопления: под чистовым покрытием пола нужно проложить систему труб, по которым будет идти горячая вода.
Такое устройство даст возможность прогревать всё пространство комнаты снизу вверх, и в ней будет комфортно находиться в любую погоду. Установка привычных радиаторов – не лучший вариант: их площадь при таком обогреве должна быть в несколько раз больше обычной.
Установка горизонтального теплового коллектора
Самое распространённое решение – именно горизонтальный коллектор. В отличие от вертикального, он требует небольших трудозатрат, так как не придётся рыть скважины специальными инструментами. Для укладки коллектора и оборудования системы, потребуется сделать следующее:
- Приобретается комплект оборудования, мощность и другие характеристики которого соответствуют размерам дома. В специализированном магазине можно приобрести только сам тепловой насос, а для коллектора можно использовать обычные пластиковые трубы диаметром 4 см. Потребуется также всё для обустройства тёплого пола и горячего водоснабжения.
- На участке снимается верхний слой грунта до глубины промерзания почвы. На землю укладывается трубопровод: трубы располагают змейкой, чтобы как можно большая длина заняла как можно меньшую площадь. При этом нужно учитывать, что расстояние до стен дома должно составлять не меньше 2 метров.
- Трубы подключаются к тепловому насосу, после чего сооружается трубопроводная система внутри дома. На черновой пол укладываются трубы, после чего их закрывают бетонной стяжкой и чистовым покрытием. Когда система собрана, можно проводить её пробный пуск и испытывать работу теплового насоса.
Видео: Геотермальная система отопления в работе
Возможно ли геотермальное отопление многоквартирного дома? Пока что такие системы получили достаточно широкое распространение в частном секторе: это очень удобное решение для дачных домов или небольших загородных коттеджей. Однако можно ожидать, что в дальнейшем технологии будут совершенствоваться, и мощность такого оборудования значительно повысится.
Видео: Бурение скважин под геотермальные зонды для тепловых насосов
Геотермальная система обогрева позволяет использовать безопасный неисчерпаемый источник энергии. Это возможное решение в случае глобального энергетического кризиса, поэтому такую систему можно по праву называть технологией будущего.
