Геотермальное отопление дома: знакомимся с системой

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

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

Геотермальное отопление дома: как работает система

Как ни странно это может прозвучать, но с принципом работы системы геотермального отопления так или иначе знаком практически каждый человек – оно функционирует практически точно так же, как работает кондиционер или домашний холодильник, только с точностью до наоборот. Вы когда-нибудь обращали внимание на температуру радиатора на задней стенке холодильника – он в буквальном смысле горячий. Этот нагрев образуется благодаря тому, что из продуктов вытягивается все тепло – именно оно и концентрируется в этом теплообменнике. Вот вам и вопрос – а почему такое тепло не использовать для отопления дома?

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

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

   Принцип геотермального отопления фото

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

Преимущества и недостатки геотермального отопления

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

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

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

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

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

Геотермальная отопительная система: виды и особенности

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

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

   Вертикальное геотермальное отопление фото

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

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

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

Автор статьи Александр Куликов