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:

Геотермальное отопление дома: знакомимся с системой

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 santexservis.by 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 частного дома фото

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.

• 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.

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.

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

• Дороговизна установки. На сегодняшний день геотермальное отопление тепловым насосом является самым дорогим теплоснабжением в плане монтажа и приобретения оборудования.
• Ко всему прочему, у такой системы весьма длительный срок окупаемости, который исчисляется десятком лет как минимум.
• 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.
• 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.

Геотермальное отопление тепловым насосом фото

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.

• 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.

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.