Используем тепло земли для отопления дома

Энергия земли для отопления дома в настоящее время используется редко – большинство людей предпочитает задействовать традиционные источники энергии. Но цены на топливо постоянно растут, а запасы газа, угля и нефти когда-то, пусть даже через много лет, но завершатся. По этой причине возникает необходимость искать альтернативные источники тепла, в частности — тепло земли для отопления дома.

Обогрев дома теплом земли является более предпочтительным в сравнении с солнечной и ветряной энергией. В Европе уже сейчас широко распространены гелиосистемы, позволяющие использовать солнечные лучи для отопления дома и подогрева воды (прочитайте также: «Гелиосистемы для отопления своими руками»). Однако их применение ограничено – если в странах с теплым климатом их хватает для полноценного обогрева жилья, то в регионах с умеренным климатом слишком много пасмурных дней. Кроме того, солнечные коллекторы должны иметь большую площадь и емкий теплоаккумулятор, и в результате создание системы отопления обходится в большую сумму (прочитайте: «Солнечный обогреватель своими руками»).

Также не помешает иметь дополнительный источник тепла на случай затянувшейся непогоды. Энергия ветра тоже является не самым лучшим вариантом: его сила меняется, а складки рельефа способствуют образованию мест с постоянным штилем.

Если использовать тепло земли для отопления дома, то дополнительный источник энергии не потребуется – в любой день почва на глубине от нескольких метров сохраняет постоянную температуру. Чем больше глубина погружения геотермального насоса, тем выше температура грунта, а соответственно, и эффективность отопления (детальнее: «Геотермальное отопление: принцип работы на примерах»). Однако нужно помнить о глубине промерзания – в разных регионах она отличается.

Геотермальные насосы, использующие тепло земли для отопления дома

Отопление за счет энергии земли происходит благодаря специальному устройству – геотермальному насосу.

Принцип его работы аналогичен холодильнику:

• газообразный хладагент сжимается компрессором, и при этом сильно нагревается;
• хладагент проходит через теплообменник, отдавая избыток тепла и остывая до комнатной температуры;
• после охлаждения это вещество поступает в охлаждающий контур морозильной камеры, где оно потом расширяется. В результате изменения агрегатного состояния с жидкого до газообразного, хладагент резко остывает и охлаждает все вокруг себя;
• затем он вновь поступает к компрессору, и цикл повторяется снова.

Аналогично происходит и отопление дома энергией земли. Например, холодильник отбирает тепло у холодного объекта и передает его теплому предмету, таким образом, тепло переносится от морозилки с минусовой температурой в помещение. Количество перекачиваемой энергии в несколько раз больше потребляемого компрессором электричества.

Отопление от тепла земли отличается высокой эффективностью – тепловая мощность в три раза превышает количество потребляемого электричества. Если сравнивать тепловой насос с холодильником, то в данном случае грунт, имеющий постоянную температуру, заменяет морозильную камеру.

При создании системы отопления нужно установить не только радиаторы для отдачи тепла, но и теплообменник на второй стороне контура, который станет забирать у грунта тепло.

Коллекторы бывают двух видов:

• вертикальные;
• горизонтальные.

Прежде чем начать использовать тепло из земли для отопления дома, нужно определиться с видом коллектора. Как они выглядят, можно посмотреть на фото.

Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли

Однако следует учитывать существенный недостаток данной схемы: отопление из недр земли обходится дорого. Разумеется, первоначальные затраты впоследствии окупятся, но все же далеко не каждая семья может позволить себе такие расходы. Цена бурения высока, и на то, чтобы сделать несколько скважин глубиной в 50 метров, денег потребуется немало.

Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли

Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метров. Организовать отопление дома от земли в данном случае гораздо проще, ведь траншеи можно выкопать и самостоятельно, и стоимость работ значительно уменьшится.

Но и у такой схемы есть недостатки. Прежде всего, выполнить отопление из земли своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется уложить в траншеи 1200 метров труб. Помимо того, что придется потратить много времени на копание траншей, трубы еще и займут большую площадь. Использовать этот участок, например, для сада или огорода, нельзя: корни растений будут перемерзать из-за особенностей работы коллектора.

Таким образом, отопление энергией земли является хорошей идеей, но весьма сложной в реализации. Аналогично обстоят дела и с солнечным обогревом. Именно по этой причине альтернативные источники энергии на сегодняшний день мало распространены.

Воздушные коллекторы

Подземное отопление частного дома можно реализовать и с помощью воздушных коллекторов. Это более простой способ воздушного отопления в частном доме по сравнению с двумя предыдущими.

Чтобы нагреть воздух в помещении до комфортной температуры, требуется определенное количество тепла. Чем ниже первоначальная температура, тем выше затраты. С помощью вентиляционной системы и тепла, полученного из грунта, можно бесплатно повысить температуру воздуха в доме. Обогрев теплом земли в данном случае происходит весьма просто.

Для организации системы отопления нужно:

• вывести воздухозабор вентиляции ниже уровня промерзания грунта;
• проложить изогнутый, прямой или многотрубный коллектор с помощью обычных канализационных труб (форма выбирается в зависимости от участка, на каждый квадратный метр площади дома должно приходиться 1,5 метра коллектора);
• сделать воздухоотвод на дальнем от дома конце коллектора, выведя трубу на высоту минимум 1,5 метров от земли и оборудовав ее зонтом-дефлектором (разумеется, приток воздуха в дом будет принудительным.

В этом случае земляное отопление не сможет полностью обеспечить дом теплом.

Тем не менее, оно дает возможность реализовать две идеи:

1. Поступающий через вентиляцию воздух можно подогревать любым обогревателем (газовым теплогенератором, соляровым, электрическим и пр.) и затем разводить по комнатам с помощью вентиляционных каналов. Полностью бесплатным такое отопление от земли не будет, но все же затраты уменьшатся: нагреваться станет не холодный уличный воздух, а тот, который уже прогрет примерно до +10 градусов. Особенно хорошо можно сэкономить, если зимы в регионе холодные.
2. Нагретый с помощью тепла земли воздух можно использовать для обдува внешнего блока обычного кондиционера или теплового насоса типа «воздух-воздух». Любое устройство данного класса сможет эффективно работать при температуре около +10 градусов. Сложность реализации заключается лишь в обеспечении нужного воздушного потока. В результате воздух прогревается теплом грунта, поступает к тепловому насосу и отводится за пределы дома.

Отопление теплом земли – хорошая альтернатива традиционным способам обогрева, но в настоящее время оно не является широко распространенным (прочитайте также: «Альтернативное отопление частного дома — выбор достаточно большой»). Это связано, в основном, со сложностью монтажа и большими первоначальными расходами. Лучшим вариантом является бурение скважин и размещение в них труб, но обходится такая система отопления слишком дорого. С другой стороны, это позволяет обогревать дом, пользуясь бесплатным источником тепла.

Также нельзя забывать о том, что такой вариант отопления является экологически чистым и высокоэффективным, поскольку температура почвы на глубине нескольких десятков метров остается постоянной.

Видео о том, как использовать тепло земли для отопления дома:

Отопление дома тепловыми насосами «воздух-воздух»

Альтернативное отопление без газа, земляных работ и бурений скважин, отдельных помещений, вентиляции и дымоходов, сажи и копоти, разрешений и согласований, серьезных первоначальных затрат и больших счетов за электроэнергию — миф или реальность?

Дилемма, знакомая большинству владельцев дач и загородных домов: «Отапливать дом электричеством стало слишком накладно, дровами — неудобно и неэффективно, а газа либо нет и не будет, либо за подключение сумма неподъемная. Да и вообще, дом и участок обжитые, затевать какую-то перестройку совсем не хочется. И что делать?»

Решение есть — экономичное отопление тепловыми насосами «Воздух-Воздух»!

В условиях постоянного роста цен на электроэнергию и газ все большую популярность у владельцев загородных домов приобретают альтернативные системы отопления, позволяющие ощутимо сэкономить семейный бюджет за отопительный сезон. А среди них самым простым и доступным вариантом являются тепловые насосы «воздух-воздух».

Применение данного типа оборудования имеет целый ряд существенных преимуществ перед традиционными системами отопления дачи или коттеджа:

	Экономия электроэнергии на отоплении до 80% — потребляя 1 кВт электроэнергии тепловой насос «воздух-воздух» переносит из окружающей среды в помещение до 5 кВт тепла.
	Эффективное отопление дома даже в сильный мороз — современные воздушные тепловые насосы способны эффективно работать при температурах наружного воздуха до -30 °С.
	«Два в одном». Не нужно тратиться на кондиционер, тепловой насос зимой обогреет, а летом охладит помещение — существенная экономия за счет одной системы вместо двух.
	Не требует отдельного помещения, системы вентиляции, дополнительных инженерных коммуникаций, земляных и прочих строительных работ, разрешений и согласований.
	Экология и безопасность — нет выбросов в атмосферу, открытого огня и высокотемпературных элементов. Не сжигает кислород и не выделяет СО2. Отсутствует сажа, копоть и пыль.
	Быстрый монтаж и минимум неудобств — установка атмосферного теплового насоса занимает всего 3-4 часа, не затрагивает основные конструкции и отделку, не требует прокладки сложных коммуникаций и может быть произведена в любой момент, неважно строится дом или уже обжит.
	Доступная цена теплового насоса «воздух-воздух» — она соизмерима со стоимостью хорошего кондиционера бизнес класса и ниже чем у многих моделей премиального сегмента.

Помимо перечисленных преимуществ существует еще целый ряд очень удобных и полезных с точки зрения экономии электроэнергии на отоплении загородного дома функций, которыми снабжены многие воздушные тепловые насосы. В первую очередь к таким дополнительным «фишкам» можно отнести:

	Наличие встроенного Wi-Fi модуля, который позволяет управлять тепловым насосом через интернет с любого смартфона или планшета. Можно дистанционно понизить или повысить температуру перед своим приездом;
	Функция снижения температуры в отапливаемом помещении до уровня +8 — +10 °С для дополнительной экономии электроэнергии, не допуская при этом его вымерзания.

Эти опции очень актуальны для загородного жилья т.к. оно не редко на несколько часов или дней остается без хозяев, а в их отсутствии нет никакой необходимости поддерживать комфортную температуру +22 — +24 °С тратя лишние киловатты электричества, когда можно сэкономить, снизив температуру, не давая при этом дому замерзнуть, а перед возвращением за 1-2 часа дистанционно вернуть комфортный режим.

Широкий модельный ряд воздушных теплонасосов для отопления дома представлен в разделе нашего каталога «Тепловые насосы воздух-воздух». Среди производителей тепловых насосов явными фаворитами на сегодняшний день являются:

Оборудование этих брендов успешно эксплуатируется на многих объектах в нашем регионе и зарекомендовало себя как надежный и эффективный способ отопления дома в условиях суровой зимы.

Экономия электроэнергии при отоплении дома тепловым насосом «воздух-воздух»

Площадь, м2	Потребляемая мощность (ЭО / ТН), кВт/час	Стоимость эл. энергии (ЭО / ТН), руб./мес.	Экономия при использовании теплового насоса в месяц
20-25	2,5 / 0,6	7002 / 1680	5 322 руб.
25-35	3,5 / 0,8	9803 / 2241	7 562 руб.
35-50	5,0 / 1,3	14004 / 3641	10 363 руб.
50-70	7,0 / 1,8	19606 / 5041	14 565 руб.

* ЭО — электрический обогрев (эл.обогреватели, конвекторы, эл.котел), ТН — тепловой насос

В расчете приняты следующие исходные данные (московский регион):
Стоимость 1 кВт электроэнергии — 3,89 руб.
Средняя температура за отопительный сезон -2,2 °С
Минимальная температура наиболее холодной пятидневки -25 °С

Данный расчет является ориентировочным т.к. фактический расход тепла зависит от степени утепления конструкций дома и поддерживаемого теплового режима в помещении.

Что из себя представляет тепловой насос «воздух-воздух»?

По сути, это инверторный кондиционер, способный не только охлаждать, но и обогревать помещение даже в сильный мороз за окном, при этом значительно экономя электроэнергию в сравнении с любым, даже самым дорогим, электрическим обогревателем.

В действительности, именно способность эффективно работать на обогрев при температурах наружного воздуха вплоть до -30 °С принципиально отличает воздушный тепловой насос от обычного кондиционера.

Отношение вырабатываемой тепловой энергии к потребляемой электроэнергии называется коэффициентом энергоэффективности. Этот параметр указывается в технических характеристиках под аббревиатурой «COP». Например, значение COP = 4 означает, что на 1 кВт электричества производится 4 кВт тепла, расходуемого на отопление дома. Номинальное значение этого параметра приводится для температуры наружного воздуха +7 °С.

В характеристиках многих современных инверторных сплит-систем для работы на обогрев указан диапазон рабочих наружных температур до -15 °С, но факт в том, что при снижении температуры на 5 — 10 °С ниже нуля они вырабатывают тепла не больше, чем потребляют электроэнергии, а при -15 °С вообще дуют прохладным воздухом или совсем выключаются.

Дело в том, что при работе на обогрев производительность обычного кондиционера резко снижается при отрицательных температурах, а на границе рабочего температурного диапазона их COP зачастую становится меньше единицы, т.е. о энергоэффективности речи не идет. А диапазон рабочих температур указывает лишь на то, что оборудование при этих температурах не сломается.

Совсем другое дело тепловой насос «воздух-воздух» — в его конструкции применены специальные технические решения, позволяющие эффективно извлекать низкопотенциальное тепло из атмосферного воздуха даже при очень низких температурах и переносить его в отапливаемое помещение, затрачивая при этом электрической энергии значительно меньше полученной тепловой.

Так, например, при температуре наружного воздуха -25 °С, тепловые насосы Fujitsu серии Nordic имеют коэффициент энергоэффективности COP, равный 2,147. Это означает, что в сильный мороз Fujitsu Nordic производит свыше 2 кВт тепловой энергии, потребляя из электросети всего 1 кВт. Не менее впечатляющие результаты продемонстрировали тепловые насосы Cooper&Hunter в ходе тестирования финской компании «TM Rakennusmaailma».

Принцип теплового насоса применяется давно, это и холодильники и кондиционеры, но только с появлением современных тепловых насосов «воздух-воздух» стало возможным экономичное отопление загородного дома без газа и других традиционных видов топлива.

Конструкция наружного блока теплового насоса «воздух-воздух»

Среди представленного сегодня на рынке оборудования для экономного отопления дома зимой, безусловными лидерами по энергоэффективности, надежности и отношению цены и качества являются тепловые насосы «воздух-воздух» Cooper&Hunter и Fujitsu.

Приняли решение купить тепловой насос «воздух-воздух»? Есть сомнения или нужна консультация — звоните или оставьте заявку на сайте, наши специалисты ответят на все интересующие вопросы.