Как выполнить геотермальное домашнее отопление собственными руками
Прогрессивный способ геотермального домашнего отопления применяет рабочий принцип, заключающийся в использовании тепла земли для обогревания помещения. Так как классическое горючее относится к исчерпаемым натуральным ресурсам, то стоит побеспокоиться заблаговременно о переходе на самые новые безграничные источники энергии.
Фаворитами в изготовлении и эксплуатации систем геотермального обогревания домов считаются страны Скандинавии. Они популяризируют это разновидность установок и рекомендуют его в регионы, имеющие широкий потенциал его применения.
Использование оборудования
Ошибочно считать, что теплоснабжение от земли можно применять исключительно там, где находятся горячие водные источники, есть тёплые гейзеры и другие натуральные подземные отопительные источники. Последние достижения науки и техники дают возможность удачно использовать геотермальное домашнее отопление и в умеренных широтах.
На данный период времени у нас в государстве такой вид обогревания пока еще относится к альтернативным способам получения тепла. Однако, во многих случаях он считается фактически прекрасным для дачных или домов за городом. Установленное геотермальное домашнее отопление собственными руками способно работать в 2-ух режимах:
- обогрев в зимнее время;
- охлаждение во время жарко погоды.
Аналогичным образом сформировывается наиболее благосклонная обстановка в помещении.
ВИДЕО: Как не прекращает работу геотермальное теплоснабжение
Работа системы
В доме нужно установит тепловой насос. Он будет отбирать энергию от грунта или вод которые находятся в грунте, отдавая ее циркулирующему в доме по трубам тепловому носителю. Этот рабочий принцип был выявлен еще в девятнадцатом веке французским физиком Сади Карно.
Составными элементами базисного узла считаются:
- нагнетатель воздуха;
- атомайзер;
- конденсатор;
- дроссельный клапан.
Нагнетатель воздуха занимается «сжатием» тепла и перемещением его к потребителям. Сам прибор нуждается во внешнем источнике электрического питания.
Работа теплового насоса проходит по следующему методу:
- Коллектор-теплозаборник должен содержать в середине жидкость, имеющую невысокую температуру замерзания. Часто во время изготовления геотермального теплоснабжения собственными руками в середину заливают воду с очень высоким содержанием солей, разбавленный водой спирт, гликолевые смеси.
- В модуле атомайзера тепло отдается хладагенту, имеющему низкую температуру кипения, в данное время он закипает и переходит в парообразное состояние.
- Установленый в цепи нагнетатель воздуха содействует повышению давления пара, из данного следует температурное увеличение вещества до 78-80 0 С.
- Попадая в конденсатор вещество-хладагент переходит в жидкую фазу, вместе с этим выделяется энергия для отопительного контура.
- Возврат появившейся жидкости в нагнетатель воздуха выполняется сквозь дроссельный клапан.
Так как тепловой насос для отапливания дома действует по принципу рефрижератора, то его иногда называют «холодильником наоборот». В большинстве случаев энергия из земли используется для монтажа полов с подогревом.
Правильно проведенные расчеты и хорошо сделанный процесс установки теплообменного аппарата могут обеспечить отдачу от одного потребленного насосом киловатта пятикратное увеличение мощности на выходе.
ВИДЕО: Как не прекращает работу геотермальный тепловой насос
Процесс установки теплообменного аппарата
Важными типами установки считаются такие варианты:
- вертикальный, когда необходимо пробурить несколько скважин;
- горизонтальный, где выкапывают канавы ниже глубины обмерзания;
- водный, когда кладка проходит по дну близлежащего пруда.
Бурение колодцев
Для хорошего применения энергии тепла земли, если участок около сооружения маленькой, нужно пробурить глубинные скважины. В глубине земли на нескольких метрах сберегается устойчивая хорошая температура. Использование подобных геотермальных скважин обеспечивает теплом контур теплообменного аппарата. Дальше это тепло подается второму внутреннему контуру, размещенному в помещении.
Часто бурение нескольких скважин обходится даже меньше, чем проведение укладки по дну пруда. Вследствии этого процесс становится доступным для большего количества желающих.
Процесс проходит маленькой буровой установкой и малым количеством дополнительной техники. Это почти не затрагует находящуюся территорию. Обустройство скважины разрешается даже в водной массе, однако она не должна быть ближе, чем на 2-3 м от жилого сооружения.
Самая большая применяемая глубина составляет до 200 м, однако нередко результативность возникает с уровня в 50 м. На другом шаге делается обустройство скважины. В середину пустоты ставится пластиковая трубка, диаметром от 40 мм. В нее пропускают от одной до четырех петель коллектора.
Полость между грунтом и наружной стенкой трубки нужно заполнить теплопроводным материалом. Делается проводка теплотрассы с подключением к тепловому насосу.
Энергия воды
Данный вариант по цене – наиболее рациональный, так как не просит подготовки канав, котлована и других земельных работ. Но подобный способен доступен далеко не для любого – очень маленький объем пруда, достаточный для домашнее отопление 100 кв.м. обязан быть не меньше 200 куб.м и находиться не дальше, чем 100 метров от строительства дома.
В пруды трубы прокладывают по дну, чтобы не позволить их обмерзания в пик холодов.
Проведение расчетов
Чтобы сделать расчет системы, нужно брать во внимание основные параметры:
- на глубине, превышающей в средней полосе России 15-20 м, температура выдерживается на уровне +8-+10 0 С;
- для вертикальных конструкций принято брать в расчетах получаемое значение мощности в 50 Вт на 1 м высоты, а более точные значения зависят от степени влаги породы, присутствия вод которые находятся в грунте и др.;
- сухая порода даёт 20-25 Вт/м;
- увлажненная глина либо песчаник 45-55 Вт/м;
- твёрдые гранитные породы обеспечивают до 85 Вт/м;
- наличие воды имеющейся в грунте даёт до 110 Вт/м.
Применение теплового насоса
Долговечность системы зависит от параметров и условий, в которых не прекращает работу тепловой насос. В геотермальных установках он может работать приблизительно 1800 часов в течении года. Это считается средним значением для широт без термальных подземных источников.
Рабочий принцип теплового насоса
Рабочий принцип системы термального теплоснабжения аналогичен и совсем не связан с государством изготовителя или брендом. Геотермальные насосы различаются по дизайну выполнения, размеру, наружному виду, но показатель производства тепла всегда будет одинаков у насосов различных фирм и различных стран. Это связывают именно с характерностью переработки природной энергии в тепловую.
Нельзя допустить излишне высокую производство насоса, так как данный процесс может привести к существенному понижению температуры грунта вокруг скважины, а порой доходит до ее обмерзания.
Результаты подобных просчетов в конце концов приводят к плохим последствиям – земля начинает проседать неодинаково, в каких-то местах уходит более глубоко, благодаря чему повреждаются защитные трубы из пластика. Если например дом размещается рядом, то может случиться деформация фундамента или стен за счёт геологических перемен.
Иногда следует принимать меры по «регенерации» грунта, зачем в трубный змеевик поставляют добавочную энергию тепла. Это может быть энергия солнечного коллектора либо разогрев зонда, когда применяется тепловой насос в режиме охлаждения помещений.
Напоследок следует сказать, что геотермальная установка пока доступна не всем. В большинстве случаев срок окупаемости может продолжаться больше десяти лет, однако в естественно итоге собственно такие способы обогревания дома в скором времени станут не просто альтернативными, но единственно допустимыми.
Геотермальное домашнее отопление собственными руками: сравнительный обзор способов устройства
Большинство владельцев приватных домов все еще думают, что геотермальное теплоснабжение – это термин едва ли не из области научной фантастики, и важен он исключительно для тех регионов, где бурлят горячие источники и есть высокая вулканическая активность. А так как такие натуральные явления – редкость, то перспективы применения этой альтернативной энергии в наших условиях смотрятся для большинства туманно. В действительности геотермальный насос успешно вырабует тепло и при низких температурах, так что даже в климате умеренных широт использовать его можно очень выгодно. А вот под силу ли установить геотермальное домашнее отопление собственными руками? С данным попытаемся разобраться.
Классификация по конструкционному типу
Рабочий принцип геотермального теплоснабжения похож с рабочим принципом кондиционера или холодильника. Важным элементом считается тепловой насос, включеный в 2 контура.
Рабочий принцип геотермального (теплового) насоса
Внутренний контур собой представляет классическую систему обогрева, которая состоит из труб и отопительных приборов. Наружный – больших размеров трубный змеевик, который находится под землёй или толщей воды. В середине него может циркулировать как специализированная жидкость с антифризом, так и обыкновенная вода. Тепловой носитель на себя принимает температуру среды и «подогретый» поступает в тепловой насос, аккумулированное тепло подается внутреннему контуру. Аналогичным образом происходит нагрев воды в трубах и батареях.
Геотермальный (тепловой) насос – основной компонент системы. Это небольшой аппарат, занимает места меньше, чем обыкновенная нашему взгляду машина для стирки. Если говорить о продуктивности, то на каждый 1 кВт потребленной электрической энергии, насос «выдаёт» до 4-5 кВт энергии тепла. Тогда как традиционный климатический прибор, какой имеет похожий рабочий принцип, на 1 кВт потраченной электрической энергии «даст ответ» 1 кВт тепловой.
Схема устройства геотермального теплоснабжения в личном доме
Нужно согласится, что устройство данного вида теплоснабжения считается самым дорогим и трудоемким на данное время. Большую долю его цены составляет покупка оборудования и, естественно, работы связанные с землей. Естественно, что рачительный хозяин думает, а нельзя ли сэкономить, к примеру, на монтаже и выполнить геотермальное теплоснабжение собственными руками? Для того, чтобы дать ответ на данный вопрос, нужно разобраться, какие же системы используют очень часто и усвоить специфики их устройства.
Есть и иные типы насосов, используемых в отопительных системах. Более детально об этом вы будете знать из нашей публикации: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovye-nasosy-dlya-otopleniya-doma.html
Горизонтальный трубный змеевик
Очень часто применяют горизонтальный контур, при устройстве которого трубы кладут в канавы на глубину большую, чем уровень обмерзания почвы в этой местности.
Минус системы геотермального теплоснабжения с горизонтальным контуром — приличная площадь, занимаемая коллектором
Минус – территория, занимаемая контуром, должна быть на порядок выше самого дома, так, для отапливания строения площадью в 250 м?, под трубы «уйдет» около 600 м?. Не каждый застройщик может себе позволить аналогичную роскошь.
Стоит еще сказать, что появляются неудобства, если участок уже облагорожен, приходится исполнять, к примеру, расстояние от деревьев (1,5 м) и остальные маленькие детали.
Вертикальный трубный змеевик
Намного компактный, но и довольно дорогой вариант – вертикальный трубный змеевик. Чтобы его установить не понадобится приличная площадь, зато понадобится специализированное бурильное оборудование.
Процесс установки вертикального теплообменного аппарата просит применения специализированного бурильного оборудования
Глубина скважины, в зависимости от технологии, достигает 50-200 м, зато срок ее службы до 100 лет. Очень важен данный вариант, когда задумывают геотермальное теплоснабжение дома загородного с обустроенной прилегающей территорией, он дает возможность сохранить ландшафт фактически в начальном виде.
Водоразмещенный трубный змеевик
Наиболее экономичная геотермальная установка применяет энергию тепла воды. Ее предлагают, если расстояние до близлежащего пруда не будет больше 100 м.
Водоразмещенный трубный змеевик считается наиболее выгодным и стало быть более целесообразным для устройства
Контур из труб в виде спирали кладут на днище, глубина залегания должна быть меньше 2,5-3 м, другими словами глубже зоны обмерзания. Площадь пруда – от 200 м?. Основной плюс – нет надобности исполнять трудоемкие работы связанные с землей, но необходимо взять разрешение специализированных служб. Потратив немалые средства на дорогое оборудование, экономить не нужно на качественном монтаже. Ведь собственно от него зависит качество и результативность всей системы.
Как можно заметить, установить геотермальное домашнее отопление собственными руками не так уж легко. Из всех указанных видов, пожалуй, только завершальный вариант вполне достаточно просто осуществить своими силами. Однако даже в данном случае необходимо взвесить, все «за» и «против».
О плюсах и минусах системы
Первый раз к геотермальному теплоснабжению внимательно присмотрелись в Америке, в период кризиса в 80-х. Очень не дешевые установки прописались в домах очень богатых и продвинутых, но поэтапно они стали все дешевле и актуальнее. Европа взяла новинку на заметку и начала активно вводить на собственных просторах. В настоящий момент такой вид теплоснабжения уже абсолютно не диковинка, в Швеции, к примеру, около 70% всего тепла синтезируется с помощью тепловых насосов.
Изготовители чудо-оборудования и зеленые в один голос твердят про хорошие качества данного вида теплоснабжения перед всеми остальными, основные плюсы, на которые выполняется акцент, такие:
- для отапливания применяется тепловая энергия земли, которая считается возобновляемой и неисчерпаемой;
- нет риска загорания;
- отпадает необходимость в транспортировке и хранении топливных материалов;
- во время работы оборудования не появляются какие-нибудь вредные выбросы, система полностью неопасна и экологична;
- система не прекращает работу независимо, не нуждается в строгом контроле и вмешательстве;
- она экономна, почти не требует от владельца расходов на работы по обслуживанию;
- при всем многообразии моделей, показатель продуктивности оборудования остается неизменно высоким.
Геотермальная система обогрева отлично проявила себя в комбинировании с «полами с подогревом». Аналогичный дуэт обеспечивает одинаковое распределение температуры и мешает появлению зон перегрева.
Важно! Наиболее Выгоден такой вид домового отопления, площадью до 150 м?, хозяева подобных маленьких загородных домов уверяют, что расходы окупятся за каких-нибудь 3-4 года.
Напомним, что на постсоветском пространстве данные системы пока еще не стали популярные. В большинстве случаев это можно объяснить достаточно весомыми инвестиционными вложениями, которые понадобится выполнить в начале, и довольно большим сроком окупаемости. Заверить наших соотечествеников, что это, в конце концов, все равно выгодно с точки зрения экономии, весьма не легко. Хотя, если взять во внимание ежегодное подорожание привычных тепловых носителей и то, что система рассчитана в среднем на 100 лет производительной работы, то выбор покажется вполне оправданным.
Как выполнить геотермальное домашнее отопление собственными руками
Как не прекращает работу геотермальное теплоснабжение дома загородного
Геотермальное теплоснабжение основано на обогреве объектов подземным теплом от магмы земли. Верхние плотные грунтовые слои удерживают подземное тепло, добиться которого с поверхности можно устройством глубоких скважин.
Основным агрегатом системы геотермального теплоснабжения считается тепловой насос действующий в 2 контура. Внутренний контур — система обогрева дома, включающая отопительные приборы и трубы, наружный — трубный змеевик, который находится в шахте под землёй или под водой. В теплообменном аппарате внешнего контура двигается тепловой носитель (антифриз), принимающий на себя температуру среды, в какой находится трубный змеевик. Подогретый тепловой носитель тепловым насосом подается фреону теплового насоса. При сжатии фреона компрессором его температура подымается до 100 градусов и часть собственного тепла подается внутренней отопительной системе дома.
Аналогичным образом, геотермальный тепловой насос роль играет основного элемента системы. Ошибочным считается мнение, что геотермальное теплоснабжение основано на применения тепла подземных горячих источников. Грунт ниже глубины обмерзания температурой от 5-7 градусов считается источником тепла для данного вида теплоснабжения.
Преимущества, и недостатки геотермального теплоснабжения
- КПД такого способа 300 — 500%;
- доступность и безграничный объем данного вида энергии;
- безопасность в экологическом плане;
- нет опасности загорания;
- независимый рабочий режим;
- невысокие эксплуатационные расходы.
Из плохих качеств отметим большую цену (только тепловой насос стоит 3 — 10 тыс. евро).
Геотермальное теплоснабжение очень экономично: на 1 кВт потраченной электрической энергии из-под земли получают энергию тепла 4-6 кВт, благодаря этому, не обращая внимания на немалые расходы, устройство геотермального теплоснабжения возмещается за 5 — 8 лет.
Как собственными руками выполнить геотермальное теплоснабжение
Трудности с устройством геотермального теплоснабжения собственными руками начинаются с шахты, размеры и глубина которой зависят от очень многих моментов: географии региона, специфики грунтов, климата, площади теплоснабжения и т.д. Глубина шахты может быть от нескольких десятков до сотен метров.
Есть три вида теплообменных аппаратов для устройства геотермального теплоснабжения:
- Вертикальный со насосом для скважин. Глубина его достигает 200 м, стоимость велика, но служебный срок до 100 лет оправдует расходы.
- Горизонтальный, размещенный под землёй ниже метки обмерзания почвы. Минус подобной конструкции — приличная площадь: на дом 200 м2 потребуется 500 м2 теплообменного аппарата.
- Водный, размещенный ниже глубины замерзания воды в зимний период. Для приватного дома часто самый лучший вариант, дающий возможность обойтись без объемных и очень дорогих работ с землей. Только одно требование — наличие пруда на расстоянии не больше 100 м от дома.
На фото горизонтальный трубный змеевик для геотермального теплоснабжения
Наружный контур выполняется из труб на основе полиэтилена в расчете 40-50 Вт тепла на 1 м длины коллектора. Если продуктивность насоса 10 кВт, то глубина скважины должна быть 160-200 м. Порой заместь одной скважины выполняют несколько необходимой суммарной длины. Применяется также кластерная процедура бурения из одной точки в различных направлениях — это дает возможность сохранить придомовой участок.
Схема устройства геотермального теплоснабжения
Подробно о том, как выполнить геотермальное теплоснабжение дома загородного, обращаете внимание на видео ниже.
Какие отзывы о геотермальном отоплении
Во всемирной сети много отзывов о работе систем геотермального теплоснабжения. Наряду с удачной его работой, хозяева домов отмечают:
- температура носителя тепла в системе очень часто оказывается ниже проектной и приходится нагревать воду добавочным тепловым источником (к примеру, электрическим бойлером);
- большая цена теплового насоса даст возможность окупить его лишь через 15-20 лет (расходы на электрическую энергию и эксплуатацию при этом не учитывались);
- менее расходно строительство одной общей системы обогрева на несколько домов.
