Геотермальные системы отопления

Геотермальная система отопления

Для многих геотермальное отопление является термином из области далекого и недостижимого. В лучшем случае такой обогрев жилья можно применить в районах с вулканами и горячими источниками.

Это далеко не так, подобные системы отопления применяются при строительстве домов по всему Земному шару.

Принцип работы геотермальных систем

Современные технологии позволяют добывать тепло, которое аккумулирует в себе поверхность Земли. Ее покров сохраняет 95-98% солнечной энергии. Этого тепла вполне хватит для постоянного обогрева дома.

Работа геотермальной системы отопления напоминает работу холодильной установки. Различие в том, что холодильник охлаждает свою камеру, а данная система обогревает окружающую среду.

Принципиальная схема геотермального отопления несложная. Основной ее частью является тепловой насос, к которому подключаются два контура. Внутренний контур служит для обогрева помещения, он состоит из труб, радиаторов, управляющих приборов. Внешний контур прокладывается под землей или водой. Его трубы наполняют теплоносителем (вода, антифриз), который забирает тепло от грунта. В тепловой насос поступает нагретый теплоноситель, который подается во внутренний контур. После охлаждения он вновь уходит во внешний контур. Цикл повторяется.

Достоинства геотермального отопления

• возможность монтировать подобную систему в любом месте;
• не оказывает никакого влияния на окружающую среду, людей;
• очень низкие эксплуатационные расходы;
• неограниченное количество получаемого тепла.

Главный его недостаток – очень высокая стоимость. Окупятся работы по монтажу подобной системы только через 5-8 лет.

Конструкции

Разработаны три основных вида геотермальной системы отопления. Рассмотрим вкратце каждую.

Горизонтальная схема

В этом случае внешний контур труб прокладывают горизонтально ниже глубины промерзания грунта. Недостаток – используется большая площадь (от 500 м_­ 2 и более). При уже облагороженном участке это создаст большие неудобства.

Вертикальная схема

Схема с вертикальным расположением внешнего контура более компактна, но значительно дороже. Занимает небольшую площадь около дома, но вглубь уходит до 200 м. Для ее монтажа потребуется специальное бурильное оборудование. Срок службы достигает 100 лет.

Водоемная схема

Это схема требует наименьших вложений из всех трех. Применяется при наличии близлежащего водоема глубиной не менее 2 метров. Внешний контур прокладывают по дну, тепло забирается у незамерзающей воды. При этой схеме отсутствуют дорогостоящие земляные работы. Качественно проведенный монтаж обеспечивает бесперебойное снабжение теплом.

Геотермальное отопление дома под ключ

Геотермальный тепловой насос — наиболее экономичная система отопления и охлаждения загородного дома. Насос использует бесплатную возобновляемую солнечную энергию, накопленную недрами Земли. При затрате 1 КВт энергии он вырабатывает до 5 КВт.

Точно рассчитаем стоимость геотермального отопления уже во время звонка!

Что такое геотермальная энергия?

Геотермальная энергия — результат солнечного излучения. Она накапливается в земле. Этим низкопотенциальным теплом можно отапливать жилые здания. В качестве источника такой энергии можно использовать:

• природные и технические водоемы;
• бросовое тепло;
• геотермальные зонды.

Как видим, геотермальное отопление дома использует природное тепло планеты.

Первые системы такого вида начали применяться в 70-х годах прошлого столетия. Сейчас они распространены в Западной Европе, США, Канаде. К примеру, в Швеции тепло Балтийского моря применяют для обогрева многоквартирных домов. Геотермальную энергетику в нашей стране рассматривают в качестве нетрадиционной. Тепло земного шара принято считать альтернативным источником.

Состав систем

Геотермальная система отопления дома состоит из теплового насоса и теплообменника. Кроме них сюда же входит безвредная и незамерзающая жидкость (антифриз). Она циркулирует по трубопроводу контура и собирает накопившуюся в земле тепловую энергию. В испарителях теплонасосов энергия антифриза передается в хладагент. В результате он остывает приблизительно на 3 градуса.

Далее температуру хладагента повышают при помощи компрессора. Тепловую энергию из этого вещества через конденсатор передают в воду, циркулирующую в отопительной системе дома. Ее же можно использовать для нагрева бытовой воды в теплонакопителях.

Эффективность работы такой системы во-многом зависит от климата местности. Если точнее — от степени прогрева земли. При низком содержании тепла в ней, здание отапливаться не сможет. Температура грунта не должна быть ниже +5-+7 градусов. Наиболее эффективным способом считается подключение к системе «Теплый пол».

Принцип работы

Принцип работы геотермального отопления заключается в сборе тепла из воды или почвы и передаче в систему отопления здания. Из-за роста тарифов на традиционные энергоносители такой вид получения энергии становится популярным в Владивостоке и Приморском крае. Поверхность земли при его обустройстве выполняет в летнее время функции кондиционера, в зимнее – источника отопления.

Тепловую энергию земли собирают при помощи специального контура или теплообменника для сбора тепла. Его создают из трубопровода и устанавливают под землей, в водоемах или скалах. Способы установки могут быть различными. Наиболее распространенным решением является вертикально пробуренные скважины. Их называют геотермальными. Такой вариант возможен даже для небольших земельных участков. Он считается более энергетически эффективным в сравнении с горизонтальным контуром.

Применяется в домах с большим участком. Для монтажа коллектора экскаватором роют несколько траншей глубиной 2-2,5 метра. В траншею кладут ПНД трубы. Площадь такого коллектора должна быть не меньше площади дома.

Применяются на небольших участках. Рядом с домом бурятся две скважины глубиной 90 метров каждая. В скважину опускаются геотермальные зонды. Обладает высокой долговечностью и большей эффективностью.

Если рядом с вашим участком есть водоем достаточной глубины и размера, на его дно можно опустить горизонтальный коллектор. Это самый энергоэффективный способ геотермального отопления.

Преимущества геотермального отопления

Система такого вида является отличным способом теплоснабжения зданий. Это возможность сэкономить денежные средства и энергию. К основным достоинствам геотермального отопления относятся:

Геотермальная система отопления генерирует из 1 единицы энергии 5 единиц. Показатель эффективности такой системы составляет 530%. Показатель эффективности современного газового котла — 98%.

Из-за большой разницы в энергоэффективности такой системы, в среднем, вложения в нее окупаются за несколько лет.

Геотермальные источники энергии признаны наиболее экологически чистыми. Они сводят к минимум угрозу загрязнения воздуха. Установка одного геотермального насоса является экологическим эквивалентом посадки 750 деревьев.

Безопасность от пожаров

Поскольку для работы теплового насоса не используется природный газ, в нем нет источника пламени и угарных газов.

Оборудование можно установить в любом месте. Главное условие — наличие электроэнергии в доме.

Геотермальный контур находится под землей при постоянной температуре. Он не подвергается воздействию тепловых нагрузок при горении топлива. Заявленный срок службы тепловых насосов — 25-30 лет.

Особенности и порядок монтажа

Установку геотермального отопления в частном доме следует доверить специалистам. Основные трудности возникают при монтаже контура-теплообменника в грунт. Основными этапами являются следующие:

Выезд инженеров на место. При этом они выясняют особенности местности и выбирают самый эффективный способ монтажа.

Заключение договора и приобретение оборудования.

Монтажные работы. Выполняется установка теплообменников в грунт. Затем происходит подключение геотермальной установки к отопительному контуру здания.

Пуско-наладочные работы. После их окончания подписывается акт о сдаче.

На эффективность функционирования установки оказывает влияние вид источника тепла. Самым эффективным считается монтаж контура теплообменника вблизи термического источника или на дне водоема. Компания, устанавливающая оборудование, может предоставить клиенту дополнительные гарантийные обязательства. В соответствии с действующим законодательством это допускается при условии оплаты таких услуг. Заказчику это обойдется в дополнительную плату.

Оборудование для геотермального отопления

Внедрение системы такого типа возможно только при наличии специального оборудования. Оно аккумулирует тепло из почвы или воды и передает теплоносителю отопительной системы здания. В нее входят:

• тепловой насос;
• компрессор;
• буферный бак;
• теплообменник.

Компрессор помогает довести антифриз до необходимой температуры. Буферный бак накапливает его после нагревания и осуществляет передачу его тепла теплоносителю. В состав входят внутренний бак, вода-теплоноситель и змеевик, по которому циркулирует антифриз. Этот элемент необходим также по той причине, что температура антифриза может меняться от -5 до +20 градусов. При этом происходит его расширение и необходима емкость для размещения выросшего объема.

Тепловые насосы

Основное оборудование геотермального отопления — тепловой насос. Он обеспечивает циркуляцию антифриза в геотермальной системе. Теплонасос выполняет контроль над работой всей установки.

Затрачивая 1 Квт электроэнергии, он производит от 2,5 до 5 Квт тепловой энергии.

При отоплении жилых зданий, коттеджей, муниципальных бань, промышленных объектов используются насосы разных мощностей.

В случае использования подобных систем для коттеджей такое устройство целиком решает задачи горячего водоснабжения и отопления. На промышленных объектах применяют модульные конструкции тепловых насосов. В этом случае стандартные модули теплопроизводительностью 100 КВт объединяют до 25 единиц между собой.

Сравнение стоимости геотермального и газового отопления

Анализируя окупаемость перехода с газового на геотермальное отопление, сравнивают уже установленные расходы на газ без капитальных вложений со стоимостью совершенно новой системы. Высокие расходы на монтаж теплонасоса связаны с необходимостью укладки горизонтального грунтового коллектора или бурения вертикальной скважины.

Монтаж систем геотермального отопления в частных и загородных домах является дорогостоящим удовольствием. Они отличаются изначально высокими капитальными вложениями по сравнению с традиционными газовыми системами. Но срок их окупаемости относительно невелик. Она наступает к 18-20 году эксплуатации.

Если провести сравнение стоимости газового и геотермального отопления, то эксплуатация последнего обходится дешевле. Такие системы потребляют электроэнергии в 3-5 раз меньше. Автоматика тепловых насосов дает возможность максимально пользоваться льготным ночным тарифом на электроэнергию. Оборудование позволяет отапливать здания до комфортной температуры в 22-24 градуса.

Поэтому, установка системы с тепловым насосом представляет собой инвестицию в собственный комфорт, безопасность, независимость и престижность.

Геотермальные тепловые насосы

В нашем интернет-магазине можно купить геотермальный тепловой насос производства лучших мировых фирм. Главным преимуществом этого оборудования является возможность превращения 1 кВт электроэнергии в 5 кВт тепловой, независимо от температуры внешнего воздуха.

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 50 м 2

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 100 м 2

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 200 м 2

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 200 м 2

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 100 м 2

• Отапливаемая площадь: 80-150 м 2

• Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

• Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

• Страна: США/Китай
• Отапливаемая площадь: 150 м 2

• Отапливаемая площадь: 60-100 м 2

• Отапливаемая площадь: 80-120 м 2

• Отапливаемая площадь: 100-160 м 2

Как и где применяются

Сегодня геотермальные насосы под ключ чаще всего устанавливаются в отопительных системах домов, в зданиях и сооружениях средних размеров. Как показывает опыт, они очень экономичны в работе, поскольку потребляют приблизительно в 5 раз меньше энергии, чем электрические системы соизмеримой мощности.

Данное оборудование исключительно надежно, поскольку контур насоса служит до 100 лет, а компрессор и остальные устройства не менее 30 лет. Поскольку геотермальные насосы для отопления потребляют сравнительно небольшую мощность, при перебоях с электроэнергией их питание может обеспечить небольшой генератор.

Эффективный и экономичный тепловой насос отличается экологичностью. После окончания работ по установке не вносится никаких изменений в ландшафт, для него не требуется специально отведенного помещения, установка работает с минимальным уровнем шумности.

Виды геотермальных насосов и принципы их работы

Сегодня геотермальные насосы выпускаются в большом ассортименте. Их классифицируют по типу передачи и конденсации тепловой энергии. Различают насосы типов воздух-вода, вода-вода, вода-воздух.

• Система воздух-вода работает по принципу обычного холодильника. Вода проходит по внешнему контуру и нагревается от воздуха, после чего отдает свое тепло внутреннему контуру, по которому циркулирует хладагент – это может быть фреон или другое вещество. Хладагент испаряется, после чего резко сжимается в компрессоре и нагревается, передавая тепло третьему контуру – системе отопления. Данный тип насоса имеет существенный недостаток – плохую работу при низких температурах, когда вода во внешнем контуре может замерзнуть, поэтому, чтобы пройти отопительный сезон в нашем климате, потребуется дополнительная система теплоснабжения.
• Система вода-вода или грунт-вода наиболее популярна, поскольку ее можно использовать в любое время года, она надежна и эффективна. Она работает на принципе отбора тепла из толщи Земли. Для этого пробуриваются специальные скважины глубиной от 60 до 100 м, куда помещают контур со специальными зондами, по которым циркулирует теплоноситель, как правило, пропиленгликоль. Он нагревается до температуры 6ºС – неизменной на такой глубине круглый год. Отобранное у грунта тепло передается испарителю теплового насоса, где на конденсаторе температура поднимается до 65 ºС, после чего передается воде, на которой работает система. Иногда глубокие скважины заменяются системой зондов, заглубленной на 4-6 м, которая рассредоточивается по большой площади.
• Система вода-воздух схожа по принципу действия на воздух-вода, но тепло здесь передается не в систему отопления, а непосредственно в отапливаемое или охлаждаемое помещение.

Геотермальные тепловые насосы могут как нагревать, так и охлаждать дома в теплое время года. При пассивной работе системы вода просто охлаждается в теплообменнике от носителя со скважины. При активном охлаждении установка работает в обратном режиме – компрессор забирает тепло из системы, охлаждая воду, и передает его в грунт или окружающий воздух.

Преимущества применения насосов

Несмотря на то, что стоимость геотермального теплового насоса под ключ в доме достаточно велика, это является очень эффективным вложением средств, поскольку данное оборудование предлагает огромные преимущества:

• Эффективность (СОР) на данный момент достигает 5,1. Это означает, что, затрачивая 1 кВт электроэнергии, можно получить 5,1 кВт тепловой энергии.
• Возможность одновременно обеспечить дом системами отопления и охлаждения, подать горячую воду.
• Надежность. Гарантия лучших производителей на зонды составляет 100 лет. На компрессор и другое оборудование – до 30 лет.
• Низкие финансовые затраты на эксплуатацию благодаря надежности и высокой эффективности установки. Это наиболее экономически выгодный вариант отопления на сегодняшний день.
• Экологичность. Применение таких систем не наносит никакого вреда окружающей среде.

В нашем интернет-магазине предлагается самая выгодная цена геотермальных тепловых насосов для отопления. Мы реализуем широкий перечень продукции лучших фирм, таких как Mammoth и Chofu. Наши специалисты помогут подобрать мощность и другие параметры оборудования, произведут установку под ключ и обеспечат квалифицированное гарантийное обслуживание.