Геотермальное отопление или газовое отопление

Геотермальное отопление — новинка для нашей страны. По крайней мере, на большей ее части и для бытовой сферы. Тепловая энергия недр Земли может использоваться для отопления частного дома любой площади. Говорят, что это экономично, современно, разумно и безопасно.

Попробуем разобраться, так ли хороша геотермальная система и возможно ли ее применение в России

Геотермальное отопление: принц работы

Геотермальные источники энергии — земля, вода, воздух — в сельском хозяйстве и жилищно-коммунальном секторе широко распространены в таких странах как Исландия, США, Канада. Первая богата гейзерами и вулканами, потому геотермальная энергетика является здесь основной, а в двух остальных странах искать альтернативные схемы получения тепла вынудили обстоятельства. В конце 70-х годов, когда грянул так называемый первый нефтяной кризис, богатые американцы решили сэкономить и начали отапливать свои дома не газом или с помощью электричества, а энергией земли, взятой с придомового участка.

Во многих странах Европы — Швеция, Германия, Дания — геотермальное отопление частных домов субсидируется государством. Действует общенациональная программа перехода на альтернативные источники энергии с целью сохранить запасы полезных ископаемых, которые расходуются в гигантских объемах.

В России о геотермальном отоплении узнали сравнительно недавно. Многие компании сегодня предлагают разработку проекта системы и установку оборудования, а частные застройщики переводят коттеджные поселки и таунхаусы с газового и электрического обеспечения на геотермальное.

В Сети можно найти и советы, как собрать систему своими руками. Однако не все так просто. Для геотермального отопления характерна сложная и дорогостоящая конструкция, состоящая из трубопровода, отопительных элементов, коллекторов и теплового насоса. Кроме того, для установки системы проводятся масштабные исследовательские и земляные работы. С применением серьезной техники и опытных специалистов.

Итак, основа геотермального отопления — это энергия земли, воды и воздуха. Состоит система из двух важнейших элементов — внешнего и внутреннего контура.

Внутренний контур — это комплекс оборудования, размещенный внутри дома: трубы, радиаторы, системы теплого пола или стен, арматура.
Внешний контур — это конструкция, предназначенная для забора, передачи и преобразования низкопотенциальной тепловой энергии земли (или воды) в высокопотенциальную энергию для отопления и горячего водоснабжения дома. Важнейшую роль в соединении внешнего и внутреннего контура играет тепловой насос — компактный, но мощный и производительный аппарат.

Внешний контур геотермального отопления монтируют 3 способами:

Горизонтальный
Вертикальный
Водный

Горизонтальный способ подразумевает прокладку на придомовом участке гибкого трубопровода в виде змеевика. Трубопровод, по которому будет циркулировать антифриз, прокладывают на глубине ниже промерзания грунта, где даже в сильный мороз сохраняется температура +4-+7 °С. В этом случае теплоноситель нагревается за счет энергии грунта.

Горизонтальный способ прокладки трубопровода можно реализовать только на этапе строительства дома. Лучше, если он будет внесен в проект дома и участка. Сопровождается крупными земляными работами — площадь покрытия должна превышать площадь отапливаемого дома в 2 раза. Участок, где проложен трубопровод, нельзя будет использовать под посадку плодоносных растений. Здесь обычно организуют декоративную лужайку или зону отдыха.

Вертикальный способ представляет собой бурение скважин в одном или нескольких местах на глубину от 70 м. В этом случае есть шанс пробурить скважину до грунтовых вод, что увеличит мощность системы сразу в несколько раз. Если грунт даст 25 Вт с 1 м, то грунтовые воды — 100-110 Вт. Вертикальную систему разрешено монтировать на уже готовом участке. Бурение в одном конкретном месте не повредит ни ландшафтному дизайну, ни будущему урожаю. Допустимо бурение одной скважины с установкой в нее нескольких зондов под разным углом.

Водный способ предполагает наличие рядом с домом водоема с зеркалом воды не менее 200 кв.м. и глубиной не менее 4 м. Важно, чтобы водоем не промерзал полностью зимой, и находился на расстоянии минимум 100 м от дома.

Существует еще один, воздушный способ получить геотермальную энергию. Для этого устанавливают воздушные теплообменники, которые забирают из атмосферы тепло окружающего воздуха и передают в отопительную систему. Они подойдут для территорий, где температура не опускается ниже 15 градусов. В противном случае оборудование автоматически приостановит свою работу.

Главное преимущество геотермальной системы отопления заключается в том, что при получении 1 кВт тепла из недр Земли преобразуется (по разным данным) от 3 до 9 кВт. Это прекрасный показатель, который позволяет не только качественно отапливать помещения свыше 250 кв.м., но и значительно экономить электроэнергию, поддерживающую работу теплового насоса. Происходит это, если говорить простым языком, из-за того, что насос и система в целом функционируют за счет сразу двух источником энергии — электричества и энергии земли (или воды).

КПД геотермальной системы не сравнится ни с одним показателем традиционной системы отопления частного дома.

Геотермальное отопление: преимущества и недостатки

Высокий КПД
Низкая стоимость ежемесячной платы. Вы платите только за расход электроэнергии на работу теплового насоса
Универсальность — система используется для отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования дома. Работает в зимнем и летнем режиме.
Шумоизоляция — тепловой насос бесшумный, равно как и все остальные элементы
Большой срок службы — при грамотном расчете и профессиональной установке система работает свыше 30 лет без перебоев. Тепловой насос способен стабильно выполнять свою функцию до 1000 часов без профилактики и техобслуживания.
Безопасность и экологичность — за счет того, что в системе геотермального отопления не используется горючее топливо и при его сжигании не образуются опасные продукты горения, ее можно считать абсолютно безопасной для экологии и человека. Высока в данном случае и пожарная безопасность, т.к. в доме и на участке не придется хранить и использовать взрывоопасные и легковоспламеняющиеся вещества.

Пожалуй, единственным недостатком этого вида отопления является высокая первоначальная стоимость. По отзывам владельцев, проект отопления частного дома площадью 200 кв.м. стартует с отметки в 1 000 000 рублей. Сюда входит оборудование, исследовательские работы местности, земельные работы, монтаж и запуск системы.

Возможно ли применение геотермального отопления в России? Ответ однозначный — да. Нет никаких принципиальных климатических препятствий для использования этих альтернативных источников тепла на большей территории нашей страны. За исключением районов Крайнего Севера.

Геотермальное отопление — оптимальный вариант для тех, кто:

проживает на участке без газификации
сталкивается с постоянными перебоями электроснабжения
не имеет стабильного доступа к жидкому или твердому топливу
не желает использовать традиционное топливо из-за его высокой стоимости и небезопасности
обладает нужной суммой для строительства и запуска системы

Геотермальное отопление или газовое отопление

Сравнивать тепловой насос и котлы на магистральном газе, солярке или пеллетах можно по-разному. Можно сравнить размеры занимаемые оборудованием в котельной, можно удобство использования, цвет корпуса и простоту настроек. Однако вполне очевидно, что первым начинают сравнивать сложность установки разных колов, необходимое обслуживание, получение разрешительной документации и, что самое важное — затраты на обогрев дома в холодный период.

Попробуем кратко рассмотреть основные аспекты и тонкости, про которые не все рассказывают.

Отопление от природного газа.

При всей очевидности решения «подвести к дому газ» не всегда это оказывается просто сделать.

Природный газ или как его ещё называют Магистральный газ в нашей нефте-газо добывающей стране является достоянием народа, его(газа) просто огромное количество, стоить он должен просто копейки, ну а подводить его к дому должно Государство и практически бесплатно! Лозунг правильный, но на деле всё обстоит несколько иначе:

Цена подвода газа к забору участка начинается, как правило, от 300 тыс рублей, а вот до какой суммы дойдёт будет зависеть от удалённости той самой «заветной» магистральной трубы. Сумма вполне может дойти до миллиона и даже выше.
Необходимо оформление проекта газоснабжения дома, а для этого нужно получить кадастровый паспорт участка и на основании его уже рисовать проект. Проект в среднем стоит 60-70 тыс рублей.
При прокладке трубы большой длины, метров 100-200 по землям общего пользования, необходимо оформить землю под трубой и охранную зону газового трубопровода в аренду с выделением этой земли на кадастровом плане района. Такое оформление займёт минимум год, что бы там не говорили.
Кроме подвода газовой трубы к забору нужно ещё довести эту трубу до котельной и отдельно до кухни с газовой плитой (если конечно нужна именно газовая), установить счётчик газа. Это отдельная работа и выполняют такие работы отдельные коммерческие организации не всегда даже из Мособлгаза. Стоимость прокладки трубы по участку от 150 тыс рублей.
Установка газового котла в доме накладывает свои требования к помещению котельной, площади остекления котельной (не менее 0,03 м2 на 1м3 помещения котельной). Дверь в помещение котельной должна открываться наружу, чтобы при взрыве газа было куда расширяться воздуху:) Да такое требование действительно есть.
При установке газового кола необходима отдельная вентиляция помещения котельной. Никаких выводов в общедомовую вентиляцию, вентиляцию сан.узла или вентиляцию кухни — только отдельная труба.
Необходимо заземление дымохода (если это напольный газовый котёл), да и собственно сам дымоход. Для напольного котла дымоход стоит около 100 тыс рублей (материалы+работа) С котлом настенным несколько попроще, но коаксиальный дымоход выходит в стену и дымить будет на уровне 3 метров от земли.
Сервисный договор. Без договора на обслуживание газ в трубу не пустят. Стоимость годового обслуживания для газа низкого давления 11,8 тыс руб, для газа среднего давления (6 кг/см2) — 24 тыс руб. Это стоимость договора, это всё-равно придётся платить. Получается платить придётся 1000 руб месяц или 2000 тыс. даже если совсем не пользоваться газом.

Отопление сжиженным газом от газгольдера.

На слух для обывателя не столкнувшегося с отоплением загородного дома, что магистральный газ, что газ в газгольдере — одно и тоже, это же ведь ГАЗ. На самом же деле это совершенно разный газ. Магистральный/природный газ — метан, получают как сопутствующий газ при разработке нефтерождений. Тот газ, который находится в газгольдере (по своей сути газгольдер просто большая бочка) это смесь пропан-бутана. Такой газ заправляют в газовые баллоны автомобилей или баллоны для газовых плит.

Пропан-бутановая смесь газов находится в газгольдере и баллоне в жидком состоянии, часто его ещё называют СУГ (сжиженные углеводородные газы). Для такоко «сжижения» нужно построить заводы или станции сжижения газов, поэтому стоить пропан-бутан будет совсем других денег по сравнению с метаном.

Газгольдер и газовый котёл:

Охранная зона от дома для ёмкости 5000 литров — 20 метров, если больше 5000 литров то 30 метров. Ближе 2-х метров к газгольдеру нельзя прокладывать никакие коммуникации, даже канализацию.
Раз в 10 лет необходимо выкапывать бочку и проверять её на наличие трещин или мест коррозии. Будет обидно, если газ начнёт просто убегать в землю. Разговоры компаний устанавливающих газгольдеры про катодную защиту материала бочки, к сожалению остаются только разговорами, обычно катодную защиту не ставят. Именно поэтому последнее время в продаже появилось огромное количество газгольдеров «только что откопанных из воинских частей» или просто «вечных» — да что ему будет он железный.
Содержание пропана и бутана в меси должно регламентироваться ГОСТ Р 52087-2003, но к сожалению на практике чего только в этой смеси не бывает. В Европе пропан-бутан продаётся по удельной теплотворной способности, а у нас за литр и непонятно, что в нём находится. У нас много чего так продаётся: газ — в литрах, куриные яйца десятками:) Особенность всех жидких газов в том, что при изменении его температуры один килограмм газа будет занимать разный объём, поэтому литр летом это одно, а литр зимой — совсем другое.
Наличие отдельной вентиляции в помещении котельной, заземление дымохода и всё прочее, что нужно для газовых котлов. Не нужна только разрешительная документация от Мособлгаза.
Основное отличие пропан-бутана от магистрального метана в цене и теплотворной способности. Отопление дома газом из газгольдера будет стоить почти в 5 раз дороже, чем магистральным.

Отопление дизельным топливом.

Если наслушавшись страшилок про взрывающиеся газгольдеры и ужасно жадных бюрократов в Мособлгазе Вы решите обратить внимание на дизельный котёл, то при выборе такого вида отопления будут следующие тонкости:

Необходимо отдельное место хранения ёмкости под дизельное топливо. Все, кто разместил ёмкости в доме, даже за двумя дверями жалуются на запах дизельного топлива в гостинной. На улице размещать ёмкость нельзя, зимой соляра становится вязкой и растворённые парафины входящие в состав диз.топлива забьют сетки фильтров дизельной горелки котла, ну а отдельное строение или котельная явно не снизят стоимости установки дизельного отопления.
Использовать «зимнюю» солярку очень не желательно, зимняя солярка содержит антифризы, к которым очень плохо относится горелка котла.
Дизельная горелка даже известных марок и производителей требует очистки форсунки и фильтров не реже 2-х раз в год. Для простых котлов типа корейского «Китурами» очищать горелку почти не имеет смысла, проще поменять котёл целиком.
Требуется очистка дымохода, особенно если котёл работает в режиме неполной нагрузки, так сказать «тактует», обычно это летом в режиме нагрева бойлера. При таких коротких режимах работы горелка и топка котла просто не в состоянии выйти на рабочий режим — не успевает достигнуть нужной температуры, горение смеси и работает не в режиме, вот и коптит.
На сегодняшний день отопление соляркой самое дорогое по затратам из всех видов. Даже прямое отопление электричеством выходит дешевле.

Отопление пеллетами.

Экологичное, экономичное отопление работающее в автономном режиме неделями — так обычно расписывают пеллетные колы. Что же на самом деле:

Нужна обязательная вентиляция котельной, как вытяжная, так и приточная. При открытии топки или бункера дым улетает в помещение, обычно над бункером ставят «колокольчик» вентиляции, чтобы «аромат» не уходил в дом.
Очень сильно работа котла зависит от пеллет: изначально пеллеты как сырьё для котлов должны проходить процедуру выгонки смолы и сушки, но в суровых Российских реалиях выгонка стоит денег, да и формовать пеллету со смолой значительно удобнее, а на практике из-за возгонки смолы и оседания её на трубе подачи из бункера в топку пеллеты просто прилипают и создают глухую «пробку» — котёл останавливается.
Нужно специальное место для хранения запаса пеллет. Обещание про 400 литров бункера и -«неделю не подходите к котлу» не соответствует реалиям. Для хранения пеллет нужно помещение с гараж размером, сухое с вентиляцией и без доступа грызунов, да-да мыши очень любят жить в опилках и пеллетах.
Нужна очистка котла и вынос золы.
С дымоходом та же история, что и с дизельным котлом — нужна периодическая очистка. Проблема обостряется спецификой работы котла — парами смол откладывающимися на внутренней поверхности трубы. Такие наросты могут начать гореть прямо на трубе поднимая её температуру, в итоге труба может прогореть участками. В принципе это проблема всех твёрдотопливных котлов, не только пеллетного.
Нет возможности сильно изменить мощность котла. Конечно есть вентилятор нагнетаемого воздуха, есть вентилятор дымоудаления и котёл ими умеет управлять, но сильно снизить мощность он не может — просто погаснет.
По затратам на отопление пеллетный котёл будет стоить дешевле дизельного котла и газового от газгольдера, но только при условии качественных пеллет.