Геотермальне опалення будинку: знайомимося з системою

Читайте в цій публікації:
Геотермальне опалення будинку: як працює система
Переваги і недоліки геотермального опалення
Геотермальна опалювальна система: види та особливості

В плані енергетики людство зробило великий стрибок, навчившись виробляти енергію з досить незвичних місць – сьогодні її можна «добувати» з повітря, води і навіть землі. Подібний прорив обумовлений появою такого пристосування, як тепловий насос, який використовуючи навіть незначну різницю у температурі навколишнього середовища, здатний виробляти досить чимала кількість тепла. Маючи один вид енергії, його досить легко перетворити в інший – саме на цьому принципі і грунтується геотермальне опалення будинку, про який піде розмова в даній статті. Разом з сайтом stroisovety.org ми розберемося з принципом роботи геотермальної системи опалення, ознайомимося з перевагами і недоліками її використання, вивчимо види подібних систем і особливості їх роботи.

Геотермальне опалення приватного будинку фото

Зміст

Геотермальне опалення будинку: як працює система

Як не дивно це може прозвучати, але з принципом роботи системи геотермального опалення так чи інакше знайомий практично кожен чоловік – воно функціонує практично точно так само, як працює кондиціонер або домашній холодильник, тільки з точністю до навпаки. Ви коли-небудь звертали увагу на температуру радіатора на задній стінці холодильника – він в буквальному сенсі гарячий. Цей нагрів утворюється завдяки тому, що з продуктів витягується все тепло – саме воно і концентрується в цьому теплообміннику. Ось вам і питання – а чому таке тепло не використовувати для опалення будинку?

Його і почали використовувати, тільки в кілька великих масштабах і витягують його не продуктів, а з грунту, води і навіть повітря. Для успішної роботи такої системи достатньо всього декілька градусів різниці в температурі між повітрям і середовищем, з якого витягується це тепло – в даному випадку з грунту. Саме тому основний теплообмінник системи геотермального опалення розміщується під землею. В цілому ж, якщо розбиратися з конструкцією системи, то її можна умовно розділити на наступні частини.

Підземний колектор. Це можна сказати, змійовик, виготовлений з труби великого діаметру і занурений в грунт на глибину 1,2-1,8 м. Саме тут здійснюється забір тепла, так як в більшості випадків у зимовий період грунт на таку глибину не промерзає, а, отже, її температура вище, ніж зовні.

Наступний вузол системи – це геотермальний тепловий насос. За допомогою циклів стиснення і розширення, випаровування і конденсації він ефективно забирає тепло з рідини зовнішнього колектора, після чого направляє його в теплообмінник, до якого підключається стандартний контур опалення будинку.

Принцип геотермального опалення фото

За великим рахунком, це і вся система, яку з однаковим успіхом можна підключити до нового опалювального контуру в будинку або ж до старої системи опалення. Все до межі просто, якщо б не одне «але» – для установки зовнішнього контуру відбору тепла доведеться неабияк перекопати грунт на ділянці. Так, система не без недоліків, і саме про них ми поговоримо далі.

Переваги і недоліки геотермального опалення

Якщо розбиратися детально з перевагами і недоліками геотермальної системи опалення будинку, то можна прийти до висновку двоякості – в сенсі того, що всі переваги цієї системи повністю нейтралізуються її нечисленними недоліками. З іншого боку, це дивина, з якої народ ще не до кінця розібрався, і багато виробників таких систем користуються цим, видаючи бажане за дійсне. Не можна сказати, що система повністю даремна – вона специфічна й далеко не завжди є рентабельною. Серед її переваг можна відзначити наступні моменти.

Можливість отримання енергії в будь-якому куточку земної кулі і наявність поблизу вулканічної активності – зовсім необов’язковий фактор. Як і говорилося вище, потрібна лише незначна різниця в температурі – і тепло в будинку гарантовано.

Це абсолютно нешкідливий для навколишнього середовища спосіб видобутку теплової енергії. Якщо, звичайно, не брати до уваги можливі аварії у зовнішньому колекторі і витік антифризу, яким система заправляється вкрай рідко. У більшості випадків для цієї мети застосовується звичайна вода, але бувають і винятки.

Необмежену кількість енергії. Поняття досить розпливчасте. З одного боку це так, і вибирати тепло з грунту можна у великій кількості, а з іншого боку цей фактор обмежений розмірами зовнішнього теплообмінника і різницею температур.

Порівняно невеликі витрати на експлуатацію. Практично всі виробники геотермальних теплових насосів запевняють, що при витратах 1 кВт електроенергії, що виробляється від 3 до 5 кВт теплової енергії. Так, система ефективна, але повністю автономної її можна буде назвати лише у випадку комплектації її сонячними панелями. Інша справа, що в ній практично нічому ламатися – система здатна працювати безвідмовно протягом дуже тривалого терміну.

Начебто все чудово, але не обходиться справу і без недоліків. До них можна віднести наступні моменти.

Дорожнеча установки. На сьогоднішній день геотермальне опалення тепловим насосом є найдорожчим теплопостачанням в плані монтажу та придбання обладнання.

До всього іншого, у такої системи досить тривалий термін окупності, який обчислюється десятком років як мінімум.

Ефективність роботи системи знижується зі зниженням температури на вулиці в значній мірі. Існує навіть така межа, досягнувши якого геотермальне опалення стає взагалі неефективним. У північних регіонах доцільність його використання залишається під сумнівом.

Складний монтаж, який під силу тільки фахівцям – про виготовлення такої системи своїми руками не може бути й мови.

Крім усього іншого, для установки зовнішнього грунтового колектора знадобиться неабияк перерити грунт на прибудинковій території, що, знову-таки, стане в чималу копійку. В принципі, вирішуйте самі – питання, бути чи не бути геотермальному опалення у вашому будинку, залежить тільки від вас.

Геотермальне опалення тепловим насосом фото

Геотермальна опалювальна система: види та особливості

Як не дивно, але незважаючи на молодість такої системи опалення, виробники вже встигли продумати цілих три їх різновиди, з особливостями яких слід розібратися детально. Як мінімум їх знання допоможе правильно визначитися з вибором.

Горизонтальна система геотермального опалення. Її основна відмінність полягає в горизонтальному положенні зовнішнього теплообмінника. Труби, відбирають тепло землі, розташовуються паралельно поверхні землі, у чому і виражається основний недолік системи. Саме ця схема геотермального опалення для своєї установки зажадає перерити величезна кількість прибудинкової території.

Вертикальне геотермальне опалення. На відміну від попереднього варіанту, система даного типу передбачає вертикальне розташування зовнішнього теплообмінника. Це вже не змійовик, а пара закільцьованих труб, занурених у свердловину. Таких пар може бути багато, але, незважаючи на це, земляних робіт, пов’язаних з їх установкою, виробляється менше. В цьому відношенні вертикальне геотермальне опалення виглядає більш привабливо – за це зручність доведеться розплачуватися невеликим підвищенням енергоспоживання. Тут знадобиться більш потужний насос циркуляційний – у принципі, різниця не дуже суттєва.

Вертикальне геотермальне опалення фото

Геотермальна система з розміщених у воді теплообмінником. Це горизонтальне геотермальне опалення, яке відрізняється від попереднього варіанту тільки тим, що зовнішній теплообмінник не занурюється в грунт, а в найближчий водойму. Система досить вибаглива в плані установки – є деякі обмеження, в першу чергу пов’язані з глибиною водойми. Він не повинен бути дрібним – промерзають до дна «калюжі» не дуже підходять для витягу з них теплової енергії.

У всьому іншому в плані ефективності роботи, технічних характеристик та інших параметрів це практично рівноцінні системи, які, незважаючи на свою порівняльну новизну, потихеньку відходять в історію. На зміну їм приходять більш компактні і прості в плані монтажу системи, які за допомогою того ж теплового насоса витягують енергію не з грунту або води, а безпосередньо з повітря. Таке опалення збирається з двох блоків – зовнішнього і внутрішнього. Природно, все це справа підключається до існуючої або нової системи водяного опалення. У монтажі вони, можна сказати, елементарні і найголовніше – вони не потребують проведення масштабних земляних робіт.

На закінчення теми про геотермальне опалення будинку скажу кілька слів з приводу можливостей системи. За великим рахунком, вона вміє практично все теж саме, що і стандартне опалення з використанням електричного або газового котла – вона працює і на опалення, і на гаряче водопостачання. Таке опалення відмінно підходить для облаштування теплих підлог. Регулювання температури в будинку, як і у всіх випадках, досить легко автоматизується.

Автор статті Олександр Куликов