Геотермальное отопление загородного дома

Отопление дома своими руками

Геотермальное отопление загородного дома, как можно понять уже из его названия, представляет собой систему, источником тепловой энергии в которой служит природное земное тепло. В этой статье мы постараемся разобраться, как можно этот источник тепловой энергии применять для отопления загородного дома и можно ли это сделать своими собственными руками.

Содержание статьи:

>Источники геотермального отопления;

>Принцип работы;

>Виды;

>Преимущества и недостатки

>Можно ли смонтировать своими руками;

>Стоимость и окупаемость;

>Видео по теме.

Принцип работы и виды геотермального отопления

Геотермальное отопление дома может применять разные источники тепловой энергии Земли. Это могут быть как высокотемпературные источники, к примеру: термальные воды, так и низкотемпературные: относительно не высокая температура земли, воздуха или водоёмов.

Термальные воды, как источник тепловой энергии для отопления загородного дома могут быть применены только в непосредственной близости от районов их расположения. Примером использования данного вида энергии может быть Исландия. В России же, как и в других странах СНГ такое отопление пока не очень распространено по разным причинам: отдаленность районов с термальными водами от населённых пунктов, агрессивность вод, отсутствие соответствующего оборудования, технологий и др.

Более перспективным представляется геотермальное отопление загородных домов, применяющее в качестве источника энергии относительно невысокую температуру земли, водоёмов или окружающего воздуха. Это, так называемые, тепловые насосы, которые используются для преобразования этой относительно невысокой температуры в тепловую энергию системы отопления или горячего водоснабжения загородного дома.

Принцип работы

Принцип работы подобного геотермального отопления дома, основан на том же принципе, что и работа кондиционера или холодильника. Только холодильник забирает тепло из своей внутренней части, кондиционер (в режиме охлаждения) — из помещения, а тепловой насос- из окружающей среды.  Основным элементом данной системы является установленный в доме агрегат, подключенный к внутреннему и внешнему контуру.

Внутренний контур данного отопления загородного дома может представлять собой обычную систему, состоящую из труб и радиаторов или теплые полы.

Внешний контур это теплообменник, который находится в толще земли или в водоеме, забирает их тепло и передает её к тепловому насосу в доме. По внешнему контуру постоянно циркулирует теплоноситель (фреон или др.), который тепловую энергию среды в тепловом насосе передает теплоносителю, находящемуся во внутреннем контуре. Таким образом, происходит нагрев воды в системе отопления дома.

Виды

Существуют основные три вида геотермального отопления загородного дома на базе теплового насоса, которые отличаются только внешним контуром. Однако каждый из них имеет свои особенности, достоинства и недостатки. Данное отопление может быть:

  • с вертикальным почвенным коллектором (теплообменником);
  • с горизонтальным почвенным теплообменником;
  • с теплообменником в водоёме.

Вертикальный грунтовый коллектор

При этом виде геотермального отопления вертикальный или скважинный коллектор (теплообменник) размещается в пробуренных на глубину 50-100 м и более, скважинах и использует энергию земли. На такой глубине земля имеет постоянную температуру 10-12о С круглый год. Это наиболее эффективный тип отбора тепла земли, но требует бурения скважин и монтажа в них коллектора, что увеличивает стоимость монтажа данного вида.

Горизонтальный грунтовый коллектор

Трубы данного внешнего контура (теплообменника, коллектора) укладываются на относительно большой площади, ниже глубины промерзания почвы. Для этого типа отопления дома нет нужды бурить скважины, однако требуется относительно большая площадь горизонтального коллектора: для отопления дома 200 м2 требуется около 500 м2 теплообменника. Это требует большого объема земляных работ. К тому же, трубы коллектора нельзя укладывать ближе, чем 1,5 м от деревьев.

Теплообменник, размещенный в водоёме

Наружный контур (теплообменник) расположенный в водоёме имеет то преимущество, что не требует выполнения земляных работ. Однако этот вариант можно реализовать только в том случае, если рядом с домом, на расстоянии не более 100 м есть водоем достаточной глубины. Такой водоём не должен промерзать до уровня расположения труб теплообменника.

Преимущества и недостатки

Преимущества геотермального отопления загородного дома:

  • оно применяет дармовую тепловую энергию земли, экологически безопасное, не загрязняет окружающую среду;
  • при его применении отсутствует риск возгорания, так как нет потребности сжигать какое-либо топливо;
  • не занимает много места, не портит внешний вид дома и целостность ландшафта участка;
  • тепловой насос работает тихо, без шума;
  • установка не выделяет никаких вредных веществ или запахов;
  • не требует доставки и хранения топлива;
  • может работать в автономном режиме;
  • экономность при эксплуатации: при потреблении 1 кВт электроэнергии выделяет до 2,5-3 кВт тепловой энергии;
  • можно применять как для отопления (зимой), так и, при необходимости, для охлаждения помещений дома(в теплое время года).

Его недостатки:

Главным и очень большим недостатком геотермального отопления загородного дома можно считать необходимость достаточно больших капитальных вложений на этапе его установки: закупка оборудования и материалов, работы по монтажу внутреннего и наружного контура.

Можно ли смонтировать такую систему своими руками

Данный вид отопления дома своими собственными руками можно смонтировать, применяя готовый комплект оборудования. Проще это сделать, если тепловой насос будет иметь горизонтальный почвенный или размещенный в водоёме наружный контур (коллектор). Сложнее смонтировать его с вертикальным (скважинным) коллектором, так как пробурить самостоятельно скважины и установить в них коллекторы достаточно сложно.

Сам тепловой насос занимает немного места, не больше чем обычный твердотопливный котел, да и подключение к нему внутреннего водяного контура дома не составляет особенного труда. Эта работа практически ничем не отличается от монтажа водяного отопления с применением других генераторов тепла. Пожалуй самое трудное — устройство наружного контура.

Для грунтового горизонтального теплообменника нужно выполнить большой объем земляных работ, так как площадь коллектора должна быть в пределах 250-300 м2 на 100 м2 площади дома. Нужно будет уложить большое количество труб в траншеи на уровне, который будет ниже глубины промерзания для данной местности.

Для геотермального отопления дома с наружным контуром (теплообменником) в водоёме нужно правильно разместить его в воде. Во-первых, как уже упоминалось, водоем должен быть рядом с домом – не больше 100 м. Во-вторых, его глубина должна быть не меньше глубины промерзания воды зимой в данной местности (обычно не менее 2-2,5 м) а площадь – не меньше 200 м2 .

При монтаже подобного наружного контура трубы в виде спирали укладываются на дно водоема, что тоже является достаточно трудоемким процессом, хотя и не требует выполнения земляных работ, кроме прокладки траншеи для соединения теплообменника с тепловым насосом, находящимся в доме. Работа по монтажу коллектора в водоеме намного упрощается, если он представляет собой пруд из которого на время можно выпустить воду, а после укладки труб снова наполнить его водой.

Стоимость и окупаемость

Цена оборудования и его установки для данного отопления зависит от его типа, производителя и мощности. Необходимая мощность теплового насоса зависит от площади отапливаемого дома.

На сегодняшний день, в зависимости от мощности, цена грунтовых тепловых насосов находится в пределах:

  • мощностью 4- 5 кВт — от 3000 до 7000 у.е.
  • 5-10кВт – от 4000 до 8000 у.е.
  • 10-15кВт – от 5000 до 10000 у.е.

К этой сумме следует добавить ещё 20-40% на монтаж оборудования. Получается кругленькая сумма. Однако справедливости ради следует отметить, что эти затраты через несколько лет должны окупиться, так как в дальнейшем кроме относительно небольших расходов на электроэнергию никаких других затрат не понадобится.

Данное отопление наиболее выгодно для небольших домов площадью до 150 м2 , если нет возможности подключить газ, а твердотопливный котел или печь топить нет желания. Окупаемость геотермального отопления (тепловых насосов) в таких домах составляет около 5-10 лет.

Видео по теме

Вы можете просмотреть видеоролик о том как работает отопление дома, которое применяет тепловую энергию земли с горизонтальным почвенным коллектором.

С этим материалом часто читают:

 

Оставить отзыв

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *