Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми руками

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми рукамиСьогодні багато людей шукають альтернативні рішення, що дозволяють заощадити на опаленні будинку. Вже придумані пристрої, що працюють на енергії сонця і вітру. Але перші можна використовувати тільки в південних регіонах, де переважає ясна погода, а другі не можна застосовувати в місцях, де довго зберігається штиль. Проте нещодавно придумано нове рішення — використовувати для обігріву тепло землі.

Зміст

  • 1 Переваги та недоліки
  • 2 Принцип роботи
  • 3 Види систем
  • 4 Установка опалення

Переваги і недоліки

Опалення будинку теплом землі, зване також геотермальним (від «геотермія» — тепло землі), не вимагає використання якого-небудь палива. Крім того, для роботи системи буде витрачатися набагато менше електроенергії, ніж для теплових електроприладів. Все це говорить про економічність нової системи опалення. Геотермальне опалення має ряд додаткових переваг:

  • Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми рукамиефективність;
  • екологічність;
  • безпека;
  • низький рівень шуму;
  • не потрібно постійно контролювати процеси системи;
  • правильна установка не вимагає ремонту та іншої технічної підтримки протягом 30 років;
  • окупність (економія на паливі, електроенергії і ремонтних роботах дозволяє окупити вартість витрат на монтаж обладнання за 5-7 років експлуатації).

Недоліком такого опалення можна назвати відносно високі первісні витрати на устаткування та його монтаж.

Крім того, для установки буде потрібно буріння, яке зручніше робити при будівництві, коли ще не проведено ландшафтні роботи на ділянці.

Також слід мати на увазі, що опалення за рахунок тепла землі найбільш ефективно в південних і помірних широтах, а от у північних регіонах його можливо застосовувати тільки для обігріву будинків площею не більше 200 м2.

Тепло з-під землі. Програма “Диво техніки” телеканалу НТВ

Принцип роботи

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми рукамиТемпература середніх і глибоких шарів землі, як правило, не опускається нижче +6 °C (саме тому допускається прокладати трубопровід нижче рівня промерзання, не боячись, що вода в ньому замерзне). Цей факт і привів до думки про те, щоб використовувати енергію землі для опалення будинку. Природно, для цього необхідно було створити спеціальне обладнання, здатне не тільки отримати тепло з надр, а й передати його теплоносію.

Щоб справитися з такими завданнями, була придумана геотермальна система, принцип роботи якої схожий на функціонування кондиціонерів в режимі нагріву. Система складається з трьох контурів:

  • зовнішнього;
  • теплого насоса;
  • внутрішнього.

У кожного контуру свої завдання і технічні характеристики. Зовнішній контур заповнений антифризом, який під впливом тепла, що йде від землі, нагрівається до +6 °C і вище. Насос піднімає його в буферний бак, де він передає свою енергію холодоагенту, температура випаровування якого менше 6 градусів. Далі холодильний агент слід в компресор, де його температура після стиснення зростає до +70 °C. У внутрішньому контурі відбувається віддача енергії від холодоагенту воді, яка рухається в системі опалення всередині будинку. Тим часом остиглий антифриз повертається в зовнішній контур.

Геотермальне опалення будинку. Вартість під ключ.

Серцем опалювальної системи є тепловий насос. Він складається з декількох відсіків — випарника, компресора, капіляра і системи управління. Кожен з них впливає не тільки на роботу насоса в цілому, але і на ККД всієї системи.

Види систем

Системи опалення з допомогою тепла землі розрізняються за схемами зовнішнього контуру. В даний час широке використання отримали вертикальні і горизонтальні схеми. Вибір того чи іншого варіанта буде залежати від декількох факторів:

  • глибини промерзання грунту;
  • складу ґрунту;
  • площі земельної ділянки;
  • наявність підземних вод.

Для установки геотермальної системи найчастіше застосовують горизонтальну схему розташування зовнішнього контуру.

Її перевагою є більш простий монтаж з можливістю встановлення опалення своїми руками. Крім того, горизонтальне розташування дозволяє швидко і досить легко заміняти несправні ділянки, за рахунок чого опалення буде працювати практично безперервно.

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми руками

Зовнішній контур в цьому випадку являє собою колекторну систему. Декілька контурів, розташованих на відстані не менше 30 см один від одного, з’єднуються колектором, по якому антифриз надходить в тепловий насос. Така система забезпечує максимальне отримання енергії тепла землі в горизонтальній схемі.

Горизонтальне розташування передбачає кілька важливих моментів:

  • для цієї схеми необхідний великий земельну ділянку (наприклад, для будинку 150 м2 потрібна ділянка площею 300 м2);
  • глибина залягання труб повинна бути більше глибини промерзання;
  • для контурів слід використовувати труби з високим показником теплопровідності;
  • схему небажано розташовувати на ділянках, де можливі рясні весняні паводки, оскільки рух грунту може змістити магістралі опалення.

Грунтовий Тепло Обмінник своїми руками

Вертикальна схема ефективніше, ніж горизонтальна, однак її монтаж більш трудомісткий. Труби розташовують у свердловинах, глибина яких досягає 50-200 м.

Велика ефективність вертикального опалення з землі пояснюється збільшенням ступеня нагріву — чим глибше розташовані труби, тим більше енергії можна отримати з надр. Ще одна перевага схеми полягає в тому, що для її монтажу не потрібна велика площа земельної ділянки.

При монтажі вертикального контуру можуть виникнути певні труднощі. Так, для установки в скельних грунтах потрібні спеціальні бурові машини, а в суглинистих — монтаж захисної оболонки із залізобетону або товстостінного пластику. Крім того, для роботи такої системи потрібні потужні циркуляційні насоси.

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми руками

Також при встановленні системи з вертикальною схемою значно ускладниться ремонт, що при виникненні будь-яких несправностей, може призвести до тривалого відмови всієї конструкції.

Існує ще один варіант геотермального опалення — з підводним розташуванням зовнішнього контуру. У цьому випадку труби укладаються по дну найближчого водоймища, що виключає необхідність проводити земельні роботи. Але слід враховувати, що водойма має:

  • розташовуватися не далі 100 м від будинку;
  • мати достатній обсяг (для будинку площею 100 м2 потрібно водойма об’ємом 200 м3);
  • не промерзати повністю в зимовий час.

Саморобний тепловий насос. ТН простіше нікуди. Тепло землі!

Такі вимоги роблять установку підводної системи неприйнятною для більшості приватних будинків і дач.

Встановлення опалення

Організація геотермального опалення потребує точних розрахунків, які, як і монтажні роботи краще довірити професіоналам. Для функціонування системи буде потрібно установка теплового насоса. Він має високу вартість, тому його придбання варто відкласти до проведення всіх розрахунків, щоб знати, якими технічними характеристиками повинна володіти обладнання.

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми рукамиВибір труб буде ґрунтуватися на те, яка схема їх прокладки буде обрана. Для горизонтального варіанти підійдуть економічні конструкції із зшитого поліетилену. Для вертикальної прокладки краще вибирати труби з нержавіючої сталі. Вони дорогі, але і більш надійні, що дуже важливо, адже ремонтні роботи будуть в цьому випадку вельми трудомістким процесом.

Для оптимізації системи рекомендується встановити зовнішні і внутрішні температурні датчики. Так як конструкція працює від електроенергії, для систем, які виконують функцію основного обігріву, рекомендується також встановити блок аварійного живлення.

Систему геотермального опалення в літній час можна використовувати і в зворотному порядку — передавати зайве тепло землі. Але щоб система виконувала таку функцію, буде потрібно пристрій додаткового обладнання.

Тепло землі в будинок або тепловий насос

Тепло землі: використання геотермальної енергії для опалення будинку, установка системи обігріву своїми руками

Поділитися з друзями
Ремонт та вироби своїми руками