Геотермальное отопление дома своими руками: Как сделать геотермальное отопление дома своими руками?

Как сделать геотермальное отопление дома – принцип работы, варианты устройства своими руками

Содержание:

При возведении частного загородного дома его хозяину нужно будет решать вопрос с отоплением жилья. На сегодня существует немало вариантов обустройства автономного теплоснабжения в отдельном домовладении, расположенном за пределами городской черты. Одним из новейших способов решения проблемы специалисты называют геотермальное отопление дома.

Немало владельцев загородной недвижимости считают, что такую систему подачи тепловой энергии можно реализовать исключительно в той местности, где имеются гейзеры, горячие подземные водные объекты и т.д. В действительности термальное отопление дома будет успешно функционировать и в других регионах, с теплыми водоемами, имеющими невысокую температуру.

Особенности геотермальной отопительной системы

Геотермальное отопление загородного дома относится к альтернативному, практически идеальному способу подачи тепла в жилое здание. Для функционирования системы задействуют геотермальную энергию, которую можно добывать из различных природных источников.

Принцип работы геотермального отопления имеет немало общего с эксплуатацией холодильных систем. При этом основное отличие заключается в том, что в холодильнике рефрижератор продуцирует охлажденный воздух, а геотермальные установки вырабатывают тепловую энергию.

При термальном отоплении воздух в летнюю жару охлаждается, а морозной зимой – греется. При этом финансовые расходы на обустройство такого варианта теплоснабжения гораздо ниже, если сравнивать с затратами на иные тепловые системы. Геотермальное отопление дома способствует созданию в нем комфортных условий для проживания.

Принцип работы геотермального отопления дома

Работает термальное оборудование в автономном режиме, контролируя температуру в помещениях. Принцип функционирования аналогичен для всех установок вне зависимости от компании-изготовителя комплектующих изделий.

Основная рабочая нагрузка оказывается на специальное насосное оборудование, которое может отличаться своим внешним видом, но производительность тепла у разных моделей имеет стандартные значения.

Геотермальная система отопления успешно работает с разными видами земной энергии, она состоит из двух контуров:

• внутреннего;
• внешнего.

Первый из них представляет собой отопительную конструкцию, состоящую из трубопроводов и радиаторов. Что касается внешнего контура, то это теплообменник, устанавливаемый в водном массиве или под толщей почвы. Внутри него циркулирует специальная жидкость, в которую добавлен антифриз, в некоторых случаях его наполняют только водой.

Теплоноситель нагревается до температуры окружающей среды, после чего в горячем состоянии подается в насос. Накопленное таким образом геотермальное тепло далее поступает на внутренний контур, прогревая теплоноситель в трубах и радиаторах, смонтированных по всему дому.

Способы монтажа термальной системы отопления своими руками

Когда обустраивают термальное отопление, используют разные типы теплообменников:

1. Вертикальная установка. Она отличается компактностью и более высокой ценой монтажа по сравнению с иными вариантами. Чтобы обустроить отопление из скважины не потребуется большая площадь, но придется использовать особые бурильные установки. В зависимости от применяемой технологии глубина скважины может достигать отметки в 200 метров при минимальном показателе, равном 50 метрам. Срок эксплуатации такого отопления дома от скважины достигает 100 лет. Этот вид геотермального теплоснабжения выгодно монтировать на ранее обустроенном участке, поскольку ландшафт окружающего пространства не будет нарушен.
2. Горизонтальное устройство – его используют часто. Когда устанавливают такой теплообменник, трубы нужно укладывать на значительную глубину, которая должна превышать отметку промерзания почвы. Основной недостаток применения подобной разводки состоит в том, что для монтажа коллектора необходима большая площадь. На ранее благоустроенном участке подобную систему проложить непросто.
3. Водоразмещенная установка – такой тип теплообменника среди способов геотермального отопления является самым экономным относительно затрат, поскольку функционирует за счет энергии водных ресурсов. Данная система актуальна для владельцев недвижимости, у которых в сотне метров от участка имеется природный водоем.

Плюсы и минусы геотермального отопления

Данный вид отопления приобрел актуальность в Америке в 80-е годы, когда в стране разразился экономический кризис. Сначала монтаж подобных установок стоил огромных денег и его могли оплатить только состоятельные владельцы недвижимости, но позже геотермальное отопление своими руками стало доступно для многих слоев населения.

Обустройство геотермального теплоснабжения в частном домовладении имеет ряд преимуществ:

1. Тепловую энергию для дальнейшего использования можно получать почти в любом месте, ее подача ничем не ограничивается и является наиболее устойчивой.
2. Выработка геотермального тепла не приводит к образованию различных вредных выбросов после сгорания углекислого газа.
3. Отопление на основе работы подобной установки не нуждается в постоянном обслуживании.
4. Для владельца загородной недвижимости такое теплоснабжение помещений считается бесплатным.
5. Насосное оборудование занимает гораздо меньше места для установки, чем при обустройстве других отопительных систем.
6. При помощи геотермальной энергии можно не только нагревать помещение, но и в случае необходимости охлаждать его, поскольку принцип работы установки имеет много общего с функционированием кондиционеров.
7. Допускается обустройство такого отопления одновременно с другими системами выработки тепла, например, с дизельной, газовой или функционирующей за счет солнечной энергии.

Несмотря на значительные преимущества использования геотермального варианта теплоснабжения, эти установки имеют и отрицательные моменты, среди которых: длительный период окупаемости и высокая стоимость монтажа отопительной системы.

Но перечисленные недостатки нивелируются нынешними тенденциями поднятия цен на многие виды топлива. Безусловно, срок окупаемости получается длительным, но 100 лет эксплуатации геотермального котла доказывает экономичность такого решения. 

Геотермальное отопление дома своими руками с пошаговым фото I Схема установки

Требуемая мощность:
{{powerNasos}} кВатт/час

Способы получения природной тепловой энергии

Геотермальные тепловые насосы различаются по способу извлечения тепла:

1. Установки, использующие тепло грунтовых вод глубокого залегания, горячих гейзеров и т.д.
2. Системы, в состав которых входит резервуар с антифризом, устанавливаемый в грунте на глубине от 75 метров. Отопление из недр земли обеспечивается за счет естественного нагрева емкости с антифризом; в результате хладагент, проходя через теплообменник, отдает полученное тепло и возвращается в емкость.
3. Геотермальный контур укладывается по дну водоема, который является естественным аккумулятором тепла. В данном случае нужно учесть, что водоем может полностью промерзнуть в зимнее время.

Виды геотермальных тепловых насосов Отопление дома энергией земли требует масштабных работ по монтажу системы, но зато это экологичный способ получить практически бесплатную тепловую энергию. Чтобы отопить дом, потребуются незначительные расходы на электроэнергию, необходимую для функционирования системы.

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.

Геотермальное отопление дома водой.

Сегодня есть возможность использовать геотермальную систему отопления в частном доме и на основе воды. Осуществляться это может по двум направлениям.

Вариант первый — возможен только на тех участках земли, где есть источники горячих подземных вод. Он предполагает установку насосов, перекачивающие горячую воду с недр земли для нагрева теплообменника. Впоследствии эта вода, немного охладившись, сбрасываются обратно через другую скважину в землю. Вторая скважина при этом должна находиться немного ниже, первой, но по течению грунтовых вод.

Вариант второй – не требует бурения никаких скважин. Для него нужно лишь наличие большого водоема недалеко от дома. Отопление в данном случае производится с помощью уложенных на дне водоема (температура воды там не должна опускаться ниже плюс 5-7 градусов даже в самые сильные морозы) теплопоглощающих рукавов.

Основные схемы развязки

Существует три схемы, как можно организовать термальное альтернативное отопление, то есть обустроить контур для аккумуляции энергии тепла:

Внешний контур собирается из труб, сделанных из полиэтилена, с расчетом из соотношения 40-50 Вт теплоэнергии на один метр коллектора. Так, при мощности насосного оборудования 10 кВт, необходимо будет обустроить скважину глубиной около 165-195 метров. Чтобы получить нужную расчетную длину, вместо одной скважины можно пробурить 2-3 менее глубоких из одной точки, однако в разных направлениях, то есть кластерным методом.

Классификация по конструкционному типу

По виду:

• однотрубная. Такая система отопления подойдет для загородного дома площадью до 100 м 2. Труба укладывается по периметру помещения, а от нее ответвляется необходимое количество радиаторов;

двухтрубная. Такая система отопления подойдет для загородных домов площадью свыше 100 м 2. К радиатору подводятся две трубы – одна служит для приведения, а вторая – для отведения теплоносителя.

По способу подачи воды:

• естественная. Теплоноситель движется по трубам за счет увеличения или уменьшения плотности в зависимости от температуры;

принудительная. Нагретый до необходимой температуры теплоноситель направляется к радиаторам, где отдает свою энергию, охлаждается и вновь поступает в котел для нагревания.

По способу прокладки труб:

• открытый. Производится в загородных домах с деревянными перекрытиями при помощи специальных крепежных клипс;

скрытый. Производится внутри стен дома либо в стяжке пола.

По способу подводки труб:

• плинтусный. Трубы устанавливаются внизу вдоль стен в пластиковом коробе;

коллекторный. Трубы от котла прокладываются к радиаторам под полом. Для работы данной системы отопления необходимо установить .

Принцип работы геотермального отопления схож с принципом работы кондиционера или холодильника. Основным элементом является тепловой насос, включенный в два контура.

Принцип работы геотермального (теплового) насоса

Внутренний контур представляет собой традиционную систему отопления, состоящую из труб и радиаторов. Внешний – внушительных размеров теплообменник, находящийся под землей или толщей воды. Внутри него может циркулировать как специальная жидкость с антифризом, так и обычная вода. Теплоноситель принимает на себя температуру среды и «подогретый» поступает в тепловой насос, аккумулированное тепло передается внутреннему контуру. Таким образом происходит нагрев воды в трубах и радиаторах.

Геотермальный (тепловой) насос – ключевой элемент системы. Это компактный агрегат, занимает места не больше, чем привычная нашему взгляду стиральная машина. Если говорить о производительности, то на каждый 1 кВт потребленной электроэнергии, насос «выдает» до 4-5 кВт тепловой энергии. В то время как обычный кондиционер, который имеет схожий принцип работы, на 1 кВт затраченной электроэнергии «ответит» 1 кВт тепловой.

Схема устройства геотермального отопления в частном доме

Надо признать, что устройство этого вида отопления является самым дорогим и трудоемким на сегодняшний день. Львиную долю его стоимости составляет покупка оборудования и, конечно, земляные работы. Естественно, что бережливый хозяин задумывается, а нельзя ли сэкономить, например, на монтаже и сделать геотермальное отопление своими руками? Для того, чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, какие же системы применяют чаще всего и уяснить особенности их устройства.

Вывод

Геотермальная система отопления — это новый, экологически чистый вид топлива, доступный в любом месте. К сожалению, зимой эффективность геотермального отопления снижается и данный вид отопления начинает потреблять больше электричества. К тому же если вы решите устроить более надежный вид геотермального отопления и разместить магистрали в скважинах, это обойдется вам в кругленькую сумму (~ 12 000 евро для дома размером 200 кв. м). Отопление на сжиженном газе также является экологически чистым и абсолютно безопасным. К тому же оно экономит ваше время благодаря автоматизации отопительных котлов. Главным минусом здесь может стать необходимость разместить во дворе газовую цистерну и стоимость установки системы газоснабжения. Тем не менее вы можете не волноваться о цене, если выберете нашу программу «Система газоснабжения за 55 евро в месяц». Компания Intergaz установила уже более 800 систем газоснабжения как для частных домов, так и для больших производств, вы можете быть уверены: с нами вы выбираете надежный источник тепла для вашего дома. Еще одно существенное отличие отопления на сжиженном газе от геотермального в том, что первое способно отапливать дом до нужной температуры в любую, даже самую холодную зиму. Вам не потребуется дополнительный источник тепла, чтобы в доме было тепло и уютно. В заключение предлагаем вам прочитать нашу статью, в которой мы сравнивали отопление на сжиженном газе и электричестве. Кстати, если вы заинтересованы в отоплении на сжиженном газе, но считаете, что ваш дом и участок слишком маленькие для устройства такой системы, советуем вам обратить внимание на газовый шкаф или отопление при помощи газовых баллонов, о котором подробнее вы можете узнать здесь: Газовая система отопления на баллонах. Если у вас появились вопросы о системе газоснабжения для частного дома, вы можете задать их, позвонив по бесплатному телефону 1804, или заполнив форму обратной связи на нашем сайте.

Преимущества и недостатки

Положительная сторона

Данная система обладает широким перечнем достоинств:

• КПД системы составляет от 300% до 500%.
• Энергия, используемая для отопления, является неисчерпаемой и возобновляемой.
• Отсутствует опасность возгорания.
• Отпадает необходимость в доставке и складировании топливных материалов.
• Абсолютная экологическая безопасность: работа системы геотермального отопления не сопровождается выбросами вредных веществ или образованием отходов.
• Полностью автономный режим работы.
• Минимальные затраты на эксплуатацию.

Отрицательная сторона

Главным недостатком системы геотермального отопления загородного дома является ее стоимость. Так, цена теплового насоса может варьироваться от 3 до 10 тыс. евро.

Стоимость монтажных работ в среднем составляет половину стоимости насоса, но при неудачном стечении обстоятельств может и превысить ее.

Преимущества и недостатки системы

К плюсам относят:

1. Постоянство обеспечения и экономичность. Вода и земля не промерзают ниже определенных точек, поэтому отопление тепловым насосом будет осуществляться в постоянном режиме, плюс выделение тепла превышает затраты на электричество, необходимое для работы насоса.
2. Чистота. Во время работы оборудование не образует вредных газов, шлаков. Не придется чистить горелки и топку – вся схема выстроена на отсутствии любых отходов сгорания, что объясняет экологическую чистоту.
3. Снижение расходов. Кроме экономии электричества, хозяин не тратит деньги на закупку топлива, химических веществ и жидкостей.
4. Безопасность. Схема выстроена таким образом, что она не вызывает возгорания, не выделяет опасных газов.
5. Длительность эксплуатации. Обустраивая отопление за счет тепла земли или воды, владелец получает схему, которая будет работать от 100 лет. Замены потребуют некоторые конструкционные узлы со сроком износа 30-50 лет.
6. Отсутствие шумовых эффектов. В продаже есть оборудование с шумом в 40 дБ (это тише, чем тиканье часов), такие насосы можно ставить в доме рядом с жилыми комнатами.

На заметку! Чтобы добиться максимальной экономической выгоды, владельцу придется основательно вложиться в оборудование, настройку и запуск схемы в работу. Но затраты будут однократными.

К дополнительным плюсам относят расположение всех основных узлов системы за пределами строения. Благодаря такому устройству системы подходят для применения в домах небольшой площади. Также к преимуществам относят возможность применения установки не только для прогрева, но и охлаждения помещений – тепловые насосы геотермального типа работают вне зависимости от погоды на улице, зимой они прогревают теплоноситель, а летом – охлаждают, а значит, можно сэкономить на покупке кондиционера.

Минус один – большие разовые затраты. Расходы связаны с покупкой станции, заказом услуг мастеров для формирования системы – своими руками тут не обойтись. Также придется составлять проект, покупать насос, материалы для первичного контура и создания тепловой магистрали в доме.

Самые экономные способы отопления гаража своими руками

Использование бивалентной схемы отопления

Бивалентная система подразумевает параллельное использование двух источников тепла в пиковые нагрузки (при низких температурах окружающей среды).

В такой системе параллельно к тепловому насосу подключается дополнительный котел, например, электрокотел. Его используют при необходимости использования интенсивного режима отопления при низких температурах окружающей среды.

Если «морозных» дней в году в регионе Вашего проживания небольшое, то наличие такого «помощника» позволяет сэкономить на мощности теплового насоса, что существенно сказывается на его стоимости.

Самостоятельная установка геотермальной системы

Несмотря на высокую сложность работ, самостоятельное обустройство геотермальной отопительной системы возможно имея необходимые знания и навыки.

Важно: требуемая мощность теплового насоса зависит от площади отапливаемого здания, а также его особенностей: уровня тепловых потерь, количества оконных и дверных проемов, использованных материалов и теплоизоляции.

Порядок действий при самостоятельной установке геотермальной отопительной системы:

1. Анализ характеристик внешней среды, выбранной для использования, и вычисление требуемых параметров оборудования.
2. Выбор подходящего варианта геотермальной системы и теплового насоса, закупка оборудования и материалов.
3. Монтаж внутреннего отопительного контура здания и теплового насоса. Насос целесообразно располагать в отдельном помещении или в подвале.
4. Монтаж внешнего контура. Перечень необходимых работ зависит от выбранной схемы геотермального отопления и особенностей используемой среды.
5. Подключение теплового насоса к внешнему и внутреннему контурам. Проведение испытаний и ввод системы в эксплуатацию.

Геотермальное домашнее отопление собственными руками

• Принцип, по которому не прекращает работу геотермальное теплоснабжение
• Как выполнить геотермальное теплоснабжение собственными руками в своем доме
• Плюсы геотермального теплоснабжения:

Большинство людей думают, что сделать самостоятельно геотермальное домашнее отопление можно лишь там, где есть высокая вулканическая активность или термальные источники, благодаря этому не видят перспектив применения подобного варианта теплоснабжения.

Схема геотермального теплоснабжения.

Однако они не правы, современные геотермальные насосы могут прекрасно работать даже в умеренном поясе, установить их в своем доме можно собственными руками.

Геотермальный насос не прекращает работу по аналогичному принципу, что и холодильник или климатический прибор. Подобное отопление имеет один важный элемент — насос для отопления, который включен в 2 контура.

Основным элементом геотермального теплоснабжения считается насос для отопления. Это маленькой аппарат, по размеру меньше стиралки. Он имеет высокую продуктивность: тратя 1 кВт электрической энергии, он может выдавать до 5 кВт тепла. Если сопоставить такой насос с кондиционером, то последний на 1 кВт потраченной электрической энергии выдаёт всего 1 кВт энергии тепла.

Вернуться к началу

Установочная схема геотермического насоса.

Это один из очень дорогих и сложных видов теплоснабжения. Вам придется провести большие работы связанные с землей, расходы на оборудование составят главную часть затрат. Прежде чем приступать к созданию подобного теплоснабжения собственными руками, нужно разобраться, какие системы используются и в чем специфики их устройства.

Материалы, нужные для установки геотермального теплоснабжения:

• трубы полиэтиленовые;
• насос для отопления;
• батареи отопления.

Классификация по типу:

• горизонтальный трубный змеевик применяется очень часто, при этом трубы кладут в землю на глубину, превышающую уровень обмерзания почвы в вашей територии. Подобный тип теплоснабжения имеет серьёзный недостаток — контур занимает значительную площадь. Если площадь Вашего дома 250 м?, то для его обогревания придется положить трубы на площади около 600 м?, а это можно осуществить далеко не на каждом участке. Особенно некомфортно делать подобное отопление дома на случай, когда территория уже облагорожена, к примеру, от дерева коллектор должен находиться не ближе, чем на 1,5 м;
• вертикальный трубный змеевик имеет гораздо меньшие размеры, но цена его выше. Для его установки, нужно мало места, но придется применять бурильное оборудование.

Скважина может быть от 50 до 200 м, но служить она будет до 100 лет. Этот способ удобный, когда территория коттеджа уже обустроена, не будет надобности менять существующий ландшафт. Установить этот вид геотермального теплоснабжения полностью собственными руками не выйдет, так как понадобится необходимое оборудование для бурения скважины — водоразмещенный обменник является очень выгодным способом, он применяет энергию тепла воды. Его применение возможно, если до пруда не больше 100 м. Из труб выполняется контур в виде спирали и ложится на глубину, превышающую территорию обмерзания, площадь пруда должна быть более 200 м?. При выполнении подобного варианта нет надобности проводить большие работы связанные с землей и благодаря этому все можно создать собственными руками.

Если говорить о трудности реализации этого проекта, то она очень большая, и, если Вы захотите делать все собственными руками, то очень доступным будет 3-ий способ. Если вы приобретете дорогостоящее оборудование, то монтаж нужно проводить качественно, иначе система не будет хорошо работать.

Вернуться к началу

• для отапливания применяется энергия земли, а она возобновляется и почти что неисчерпаема;
• безопасность, так как нет риска загорания;
• нет надобности доставлять и сохранять горючее;
• нет вредных выбросов;
• нет надобности в контроле системы, так как она не прекращает работу в независимом режиме;
• практически нет затрат на работы по обслуживанию;
• очень большой коэффициэнт полезного действия оборудования.

Наиболее приемлемо геотермальное теплоснабжение подходит на случай, когда ваш дом площадь имеет до 150 м?, подобное отопление оправдается уже через 3-4 года.

Тепловые насосы

Хотя этот вид теплоснабжения и просит существенных первоначальных вложений, однако он имеет высокий служебный срок и в недалеком будущем все ваши вложения оправдаются.

Минусы и недостатки системы геотермального отопления

Земные недра – известный с древнейших времен источник тепла. На глубине 6 метров от поверхности грунта начинается область стабильной температуры, которая круглогодично равняется средней годовой температуре атмосферы региона (примерно +15 ⁰С в умеренной климатической зоне). Поговорим про минусы геотермального отопления.

Сегодня тепло Земных недр активно используется для организации геотермального отопления.

Разумеется, несмотря на неиссякаемость тепловой энергии грунта, организация геотермального отопления сопряжена со множественными сложностями, как технического, так и экономического характера.

С точки зрения финансовой выгоды, установка геотермальной системы уступает традиционному твердотопливному, газовому и электрическому обогреву.

Главные недостатки геотермального отопления

1. Необходимость электрической энергии. Простейшая геотермальная система требует для получения 4 (кВт) тепловой энергии не менее 1 (кВт) электричества.

Забор тепла от грунта не происходит сам по себе. Для теплообмена обязательно и непременно используется насос. Случись что с электросетью, отопительный контур сразу перестанет обеспечивать объект теплом, так как тепловой насос остановится без электропитания.

2. Низкий уровень теплоотдачи. Традиционная горизонтальная система геотермального отопления, которая уходит под землю на глубину 15-30 метров, обеспечивает лишь 40 (Вт) тепловой энергии с каждого погонного метра подземной магистрали.

Для получения 4 (кВт) тепловой энергии нужно задействовать не менее 100 (м) трубопроводного контура. Если же планируется отапливать объект общей площадью 250 (м2) (высота потолка 2,5-3 метра), нужно задействовать систему отопления мощностью не менее 27,5 (кВт). Для работы такого оборудования понадобится минимум 688 метров погонных подземного трубопровода.

Это далеко не все недостатки геотермального теплового насоса.

3. Ограниченная сфера применения. Геотермальное отопление возможно установить далеко не на каждом объекте. К примеру, отапливать отдельную квартиру в многоэтажке или какой-нибудь магазин в центральных районах города точно не получится. Разрабатывать грунт на территории густонаселенных жилмассивов вряд ли кто-то разрешит.

Другое дело, если геотермальное отопление организовывается на территории жилищного объекта из частного сектора или для какого-нибудь предприятия на окраине города.

4. Высокая стоимость установки геотермального отопления. Само оборудование для организации геотермального отопления стоит минимум в 10 раз дороже аналогичной по мощности газовой техники.

Но покупка оборудования является далеко не полной статьей расходов. В сумму установки геотермального отопления нужно дополнительно включить расходы на создание и обустройство подземных коммуникаций. Не нужно забывать и про пусконаладочные работы, а также обслуживание.

Геотермальное отопление обходится очень дорого.

5. Длительная окупаемость. Срок окупаемости среднестатистической геотермальной системы во многом превышает 10-15 лет. Большой срок окупаемости обусловлен высокой стоимостью оборудования и монтажа коммуникаций.

Для сравнения, традиционный бытовой газовый котел мощностью до 12 (кВт) окупается в среднем за 5 лет.

Вывод

Конечно, минусы данного типа отопления хорошенько компенсируются преимуществами геотермальных систем. Стоит отметить, что геотермальное отопление не наносит вреда экологии. Если вы приверженец “зеленой энергетики” и не сильно ограничены в бюджете, то грех не использовать геотермальную энергию.

Еще одним важным преимуществом геотермальных коммуникаций является неприхотливость к обслуживанию. Так же как и к хорошему холодильнику, к геотермальному насосу можно не подходить для сервиса на протяжении первых 30 лет точно.

Рекомендации по уходу и обслуживанию

После окончания пусконаладочных работ владелец управляет только двумя кнопками: включить/выключить и зимний/летний режим (отопление или кондиционирование), а также регулирует температуру в разных комнатах.

Ежегодный осмотр и обслуживание производят специалисты сервисной службы: контроль отсутствия утечек фреона, смазки, теплоносителя, работу автоматики.

Максимальной эффективности ГТН достигает, если определиться с выбором отопительной системы на ранних этапах проектирования здания. Тогда есть возможность выбрать оптимальные материалы и толщину ограждающих конструкций с нужной теплопроводностью и тепловой инерционностью.

Самые большие потери тепла обычно происходят через окна. Поэтому тройное остекление вовсе не роскошь, а экономически обоснованное строительное решение. Идеальный вариант — использовать стекла, способные отражать инфракрасные лучи.

Как работает тепловой насос для отопления дома

Многие наши соотечественники толком не знают, что такое тепловой насос. Но отметим, что они есть у каждого в доме: в кондиционере или холодильнике. Эти устройства стали настолько популярными, что никто не обращает внимания на их работу.

Отопление зданий геотермальными насосами является настолько же популярным, например, в Швейцарии, как у нас использование кондиционера.

Тепловой насос похож на обычный кондиционер реверсивного типа, однако имеет множество функций. В отличие от кондиционера, такой насос может работать при любых температурах.

Обратите внимание

Так, кондиционер при минусовой температуре остановится. Потому лучше всего использовать геотермальную систему.

Принцип работы теплового насоса можно рассмотреть на схеме Карно. Цикл Карно изучается еще в школе на физике. Уже в 1852 году Кельвин предложил теплонасосную систему.

Принцип действия насоса таков: устройство берет тепло в одном месте и переносит его по разным точкам посредством специального теплоносителя. К примеру, в холодильнике тепло отбирается из холодильной камеры и отдается в помещение.

Продукты становятся холодными, а стенка холодильника с внешней стороны – нагревается.

Геотермальный насос отапливает помещение, забирая тепло из окружающей среды — воды, воздуха, земли. Тепло вбрасывается в систему отопления помещения.

Получается, что при отоплении дома геотермальной системой морозильная камера зарывается в землю или опускается в воду. Для того чтобы собирать тепло антифриз течет по трубам системы.

Тепловой насос отбирает тепло, охлаждая до 5 градусов жидкость. Тепло передается на нагрев воды и воздуха в помещении.

Получается, что тепловой насос отбирает тепло у всех предметов и веществ: воды, земли, воздуха. В нашей стране чаще всего используются системы, где тепло забирается с земли и передается в здания.

К тому же тепловой насос работает зимой на обогрев помещения, а летом – охлаждает помещение.

Важно

Очевидно, что тепловые насосы могут выполнять все задачи, которые связаны с подогревом и охлаждением поверхностей и жидкостей.

В насосе с открытым циклом вода из земли перекачивается в систему. Тепло забирается насосом, а затем вода вновь сливается на глубину забора.

Преимущество такой системы заключается в том, что можно одновременно и получать воду для дачного дома. Когда вода забирается из скважины, то окружающая природа не страдает.

Ведь по большому счету вода собирается в одном месте в земле, а затем опять возвращается в тот же горизонт.

Насос с закрытым циклом имеет жидкость, которая качается по коллекторам. Коллекторы размещены в водоеме. Тепло отбирается у воды и передается в дом. Преимущество системы – дешевизна. Однако систему уместно строить тогда, когда водоем находится на расстоянии не более 100 метров от строения.

Насос с закрытым циклом имеет трубки, которые пропускают по себе воду. Трубки могут уходить в воду на глубину до 150 метров. Известно, что на глубине 10 метров температура почвы составляет 12 градусов круглый год. Чем глубже, тем больше температура земли. Это значит, что без больших капиталовложений можно получать большое количество тепловой энергии.

В Европе насосы, которые забирают тепло в земле, называют геотермальными насосами. Воздушные тепловые насосы в нашей стране использовать нецелесообразно. Такие системы используются в странах, где климат намного жарче.

Если теплообменник, температура которого будет ниже — 5 градусов, разместить на улице, то он покроется льдом.

Это значит, что система не будет работать на полную мощность а через некоторое время насос начинает просто «поедать» электричество и работать в ноль.

Видео о принципах и результатах эксплуатации

Если вам проще воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик позволит вам своими глазами увидеть, как именно функционирует геотермальная система, а также больше узнать о том, кому и почему этот вид отопления выгоден.

Предлагаем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором владелец горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о своих впечатлениях от его эксплуатации. Кроме того, посмотрев это видео, вы узнаете о текущих расходах, связанных с эксплуатацией системы геотермального отопления.

Каждый владелец частного дома выбирает сам, покупать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или надеяться только на себя самого. При этом он руководствуется целым списком соображений. Задача, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, чтобы подтолкнуть вас к готовому выводу, а в том, чтобы поделиться информацией о вариантах решения стоящей перед вами задачи.  

Тепловые насосы

Это устройства для переноса тепловой энергии от источника к теплоносителю. Сама по себе идея теплонасосной системы не нова, ее предложил лорд Кельвин еще в 1852 г.

Принцип работы: геотермальный тепловой насос забирает тепло из окружающей среды и передает ее в систему отопления. Системы также могут работать и для охлаждения зданий.

Принцип работы теплового насоса

Различают насосы с открытым и закрытым циклом. В первом случае установки забирают воду из подземного потока, передают в систему обогрева, отбирают тепловую энергию и возвращают к месту забора. Во втором – по специальным трубам в водоеме прокачивается теплоноситель, который передает/забирает тепло у воды. Насос может использовать тепловую энергию воды, земли, воздуха.

Преимущество систем – можно устанавливать в домах, не подключенных к газоснабжению. Тепловые насосы сложны и дороги в установке, зато позволяют экономить на энергозатратах при эксплуатации.

Тепловой насос предназначен для использования тепла окружающей среды в системах обогрева

Своими руками: что и как

Если уж монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой. Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача не сложная. Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации отопления с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 метров. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра, составляющие средний параметр промерзания. Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении. Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа. Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 кв. метров отапливаемой площади дома.

Траншеи, в которые предстоит укладывать трубы контура, нужно выкапывать ниже уровня промерзания почвы. А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его промерзания, уложить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа трудоёмкая, сложная, но, имея большое желание и целеустремленность, вы сможете её выполнить.

Геотермальное отопление дома своими руками: принцип работы насоса, стоимость

Один из самых новых способов обеспечить собственный коттедж бесплатной тепловой энергией — геотермальное отопление дома, которое пока еще отличается необходимостью первоначального вложения значительных финансовых средств. Но зато на эксплуатацию такой системы не будут нужны значительные расходы, которые характерны для традиционных способов отопления.

Геотермальное отопление частного дома

 О достоинствах  геотермальных систем получения тепловой энергии

Несмотря на то, что стоимость геотермального отопления дома достаточно высока, такие системы получили широкое распространение во многих европейских и североамериканских странах. Впервые на них стали обращать внимание на волне кризиса 80-х годов, первоначально монтаж такой энергонезависимой системы был доступен только весьма обеспеченным людям.

Постепенно, с развитием технологий, общая стоимость необходимого оборудования стала снижаться, что дало возможность применять технология в более широких масштабах. Так, на сегодняшний день в скандинавских странах на долю геотермального отопления приходится не менее 70% от общего объема вырабатываемой тепловой энергии.

Говоря о преимуществах, которые отличают геотермальное отопление частного дома, производители в первую очередь отмечают следующие факты (кстати, в отличие от других систем отопления, с мнением производителей геотермальной техники практически полностью согласны и экологи):

Преимущества геотермальных систем отопления

• Источником энергии для функционирования системы отопления является земля, воздух, вода. Данные источники относятся к разряду возобновляемых, поэтому отопления не требует вложений на покупку стандартных видов топлива.
• Отопление загородного дома (геотермальное) не предполагает сжигания химических веществ. Именно поэтому полностью устранена возможность загрязнения окружающей среды, что особо пришлось по душе экологам, борющимся с последствиями парникового эффекта.
• Система абсолютно безопасна в эксплуатации, возможность возникновения аварийных ситуаций практически сведена к нулю.
• Еще одной статьей экономии является возможность отказаться от строительства хранилищ для приобретенного топлива, необходимости его доставки.

В общем, эксплуатационные расходы на геотермальные системы стремятся к нулю.

Наиболее оптимальным такое отопление считается для коттеджей средней площади (не более 150 квадратных метров). Для таких условий средний срок окупаемости всех вложений составляет всего 3-4 года, а рабочий ресурс (при правильном выборе оборудования и способа получения энергии) может достигать 100 лет.

Принцип действия геотермального отопления

Основной принцип работы геотермального отопления во многом похож на принцип действия обычного холодильника или кондиционера. Обратите внимания на нагревание наружных стенок холодильного оборудования, которое происходит вследствие отдачи хладагентом тепла, изъятого из морозильной камеры установки.

Практически те же процессы происходят и в геотермальной системе отопления:

Принцип работы геотермального насоса

• Первый контур, по которому циркулирует или специальные антифризные жидкости, или простая вода помещается в грунт, на глубину превышающую уровень промерзания почвы (кроме того эффективен и способ расположения такого теплообменника в толще воды, также ниже уровня замерзания).
• При прохождении рабочей жидкости через внешний контур она отбирает часть тепловой энергии у воды или грунта (температура там всегда выше нуля). После этого она попадает в тепловой насос, который обеспечивает аккумуляцию энергии и передачу ее во внешний контур, представляющий собой стандартную систему водяного отопления.

Принцип работы геотермального насоса (теплового насоса) обеспечивает получение до 4-5 кВт тепловой энергии при потреблении всего 1 кВт электричества. Основной объем работ по устройству системы отопления по данной технологии приходится на устройство первого контура, отвечающего за отбор тепла из окружающей среды. По своей конструкции они могут существенно отличаться.

Устройство горизонтального теплообменника

Чертеж горизонтального кожухотрубного теплообменника

Данная система может быть реализована еще на этапе строительства дома, при уже выполненном благоустройстве усадьбы ее монтаж проблематичен. Для устройства теплообменника необходимо прокопать ряд траншей на глубину, превышающую уровень промерзания грунта. В подготовленные канавы монтируется трубопровод (его диаметр, длина, расстояние между отдельными нитками линии определяется расчетом, выполненном при разработке проекта).

Смонтировать такое геотермальное отопление дома своими руками вполне возможно, но необходимо быть готовым к большому объему выполнения земляных работ. Для коттеджа площадью 200-250 квадратных метра трубы придется проложить на участке не менее 6 соток (600 м²). Именно такая необходимость и считается основным недостатком данной технологии, но стоит отметить тот факт, что работает такая система достаточно эффективно.

Устройство вертикальных теплообменников

Чертеж вертикального теплообменника

Для устройства такой системы необходимо бурить скважины, глубина которых может достигать нескольких сотен метров (все зависит от геологических условий, необходимой мощности установки и других параметров отопления). Преимущество данной технологии заключается в том, что она позволяет отказаться от земляных работ на большой площади участка, это дает возможность сохранить ландшафт, благоустройство подворья.

При применении вертикальных теплообменников геотермальное отопление дома (отзывы о таких системах исключительно положительные) может прослужить более 100 лет. К недостаткам следует отнести высокую стоимость бурения на большие глубины.

Устройство теплообменников в искусственных и естественных водоемах

Данная технология отличается простотой монтажа, полного отказа от выполнения земляных работ.

Теплообменный трубопровод укладывается по дну водоема, его площадь должна составлять не менее 250-300 м², а глубина более 222,5-3 метров (зависит от уровня промерзания воды).

Работает данная система достаточно эффективно, единственным затруднением может стать необходимость получения разрешения в различных инстанциях (при укладке коллектора в водоемы общего пользования).

Самостоятельно принимать решение о типе системы геотермального отопления не стоит, такой выбор сможет сделать только профессионал, знающий все тонкости работы таких систем. Поэтому доверьте устройство геотермальных систем специализированным организациям, тогда отопление прослужит долго и эффективно.

Геотермальное отопление дома своими руками: схема и особенности монтажа

При строительстве дома каждый владелец старается обдумать вес нюансы оформления. Отопление не менее важный момент, который требует консультации с специалистами. Для многих геотермальное отопление кажется недостижимым, ведь ассоциируется только с местами, где бурлят горячие источники. Однако, на практике генерировать энергию может специальный насос, поэтому данный вариант подходит для любых климатических условий и рельефа. Однако стоит ли делать геотермальное отопление дома своими руками, ведь само оборудование итак обходиться дорого. Чтобы найти ответ на данный вопрос стоит изучить существующие варианты и особенности монтажных работ.

Принцип работы геотермального отопления

Схема работы геотермального отопления

Геотермальное отопление работает по такому же принципу, что и кондиционер. Составляющими компонентами являются два контура и тепловой насос.

Внутренний контур включает трубу и радиаторы, располагающиеся по всему дому. Внешний контур – теплообменник, который размещают либо под землей, либо под толщей воды. Внутри циркулирует жидкость с антифризом или обычная вода. Подогретая жидкость поступает в насос, который разгоняет ее по элементам внутреннего контура, за счет чего в радиаторах вода всегда теплая.

Насос занимает не так много места, а выполняет одну из ключевых функций в системе. На каждый кВт используемой электроэнергии, он выдает в 4 раза тепловой. Кондиционер не настолько продуктивный, ведь забрав 1 кВт электроэнергии, отдает столько же.

Классификация в зависимости от типа конструкции

Горизонтальный теплообменник

Данная разновидность обустройства отопления в доме считается одной из самых дорогих и связано это с ценой оборудования и земельных работ. В такие моменты многие потребители задумываются, на чем же им сэкономить и единственное, что приходит в голову – монтаж. Однако, чтобы понять так ли это, стоит оценить особенности устройства и возможные варианты конструкции.

• Горизонтальный теплообменник. При выборе данной конструкции трубы укладываются под землей, при этом глубина должна быть больше уровня промерзания почвы. Однако, такой вариант требует выделения территории под контур. Представьте только, если необходимо обогреть дом площадью 250 м², то потребуется 600 м² на обустройство контура. Кроме того необходимо учитывать некоторые технические моменты. Например, все элементы должна располагаться на минимальном расстоянии от дерева – 1,5 метра. Если участок облагорожен, то это уже создает определённые неудобства.
• Вертикальный вариант не требует выделения большой площади, однако значительные расходы потянет применение бурильного оборудования. Создание скважины – трудоёмкий процесс, однако, данная конструкция простоит не меньше ста лет. Такой вариант подходит для территорий, которые уже обустроены.
• Водоразмещённый вариант задействует энергию воды и позволяет значительно сэкономить на обустройстве. Единственное требование наличие водоема в пределах 100 метров, его площадь должна быть не меньше 200 м², а располагаться конструкция должна не глубже, чем три метра.

Как показывает практика осуществить монтаж своими руками сложно. С учетом того, что будет много средств вложено в оборудование, не стоит экономить на процессе установки, и следует обратиться к профессионалам.

Преимущества геотермального отопления

Основные преимущества геотермального отопления

Ранее такие установки можно было встретить в роскошных и богатых домах, сейчас же они стали более доступными. Впервые они использовались жителями США в 80-х годах, сейчас же и жители европейских стран взяли себе на заметку. Такое решение позволило в целом экономить на отоплении. Еще двадцать лет тому назад 12 миллионов граждан Европы воспользовались подобной конструкции, сегодня же их число кардинально возросло.

В Швеции уже большая часть тепла производиться при помощи тепловых насосов. Соответственно возросла их популярность за счет ряд преимуществ перед всеми альтернативными системами:

• Применяется неисчерпаемая и возобновляемая энергия земли для отопления собственного дома;
• Отсутствует риск возгорания;
• Не придется выискивать дешевое топливо и продумывать места его хранения;
• Экологически чистая система, без образования вредоносных выбросов, за счет чего активно поддерживается защитниками окружающей среды;
• Отсутствие регулярного контроля и вмешательства, на всех уровнях система функционирует автономно;
• Неограниченное количество энергии, доступное в любое время и в любом количестве;
• Не придется тратиться на обслуживание системы;
• Высокий показатель производительности в сравнении с существующими альтернативами.

Мастера рекомендуют сочетать установку геотермальной системы и теплых полов, чтобы достичь максимального эффекта выгоды. Во-первых, гарантировано равномерное распределение температуры, а во-вторых, удастся избежать образования зон перегрева.

Чтобы затраты окупились сполна через 3-4 года, стоит учитывать, что такая разновидность отопления выгодна владельцам коттеджей до 150 м². C учетом того, что привычные теплосети регулярно дорожают и выходят из строя, решение в сторону геотермальной системы позволит забыть о теплоснабжении минимум на 100 лет. Выбранный вариант довольно быстро оправдает себя. В постсоветском пространстве такой вариант менее популярен за счет большого капиталовложения. Все еще сложно убедить наших сограждан, что лучше один раз потратиться и забыть о проблеме.

Особенности монтажа

Монтаж системы геотермального отопления

Если газ и электроэнергия постоянно дорожают, а с ними и отопление частного дома, то при выборе геотермальной системы об этой особенности удастся позабыть. Кроме этого не придется учитывать, что запасы газа со временем исчерпают себя. Применение твердого топлива еще более затратное решение. При сжигании дров и угля выделяются вредоносные вещества. Среди всех альтернатив данный вариант самый безопасный, однако, в отличие от газового отопления и твёрдотопливного, монтаж системы более трудоемкий и дорогостоящий. Поэтому его стоит доверить мастерам с большим опытом в данной сфере. Только они знают все нюансы установки. При правильно проведённых работах, вопрос отопления будет решен на долгие годы.

При этом внутри помещения будут все те же трубы и батареи, по которым будет поступать тепло. Главные элементы будут скрыты под землей – скважина и теплообменник. В доме должно размещаться устройство, которое будет преобразовывать тепло. Именно под него необходимо выделить как можно больше места. С его помощью владелец помещения может регулировать температуру и подачу тепловой энергии. Как правило, в частных домах генератор располагается в подвале или отдельном помещении.

При установке стоит учитывать некоторые функциональные возможности системы – она используется и в летний период. Вместо отопления – система кондиционирования. Для этого запускается обратный механизм, теплообменник начнет принимать и распределять охлаждающую энергию.

Такая популярность геотермального отопления объясняется комфортом, экономичностью и безопасностью. При правильном подходе все сложения довольно быстро окупятся.

виды, принципы и порядок организации своими руками

Содержание статьи:

В связи с постоянным удорожанием энергоносителей и надвигающимся дефицитом многих из них, россияне пытаются получить энергетическую независимость. На смену традиционным источникам тепла все чаще приходят альтернативные. В их числе особое место занимает геотермальное отопление дома – способ получения тепловой энергии, вызывающий немало споров. Еще не так давно получать тепло подобным образом казалось чем-то сверхъестественным, но сегодня к нему прибегает все большее количество россиян, дома которых эффективно отапливаются теплом, полученным из недр земли. Сделать это могут, как специалисты, так и сами домовладельцы, освоившие принципы работы системы и основные правила ее монтажа.

Принцип работы геотермальной системы отопления

Человечество с давних пор старается освоить тепло, которое вырабатывается в недрах земли в своих целях, а приблизиться к этому вплотную позволило геотермальное отопление. Как известно, в центре земли находится магма, которая естественным образом прогревает землю, а верхний слой грунта препятствует ее охлаждению. Научившись использовать это тепло, люди открыли неиссякаемый источник тепловой энергии, грамотно используя который, можно решить проблему теплообеспечения загородных домов, особенно тех, которые имеют незадействованный участок земли.

Геотермальное отопление – альтернативное отопление дома

Рассматриваемая система на первый взгляд кажется сложной, и геотермальное отопление дома принцип работы имеет сложный и непонятный. При детальном рассмотрении вопроса оказывается, что это далеко не так и понять смысл работы системы, добывающей тепло из недр земли, не многим сложнее, чем освоить работу кондиционера или холодильника. Как в холодильных системах и в системах кондиционирования, основным элементом здесь является тепловой насос

Геотермальный тепловой насос, который направляет тепло, полученное в теплообменнике, в систему отопления (внутренний контур)

Главную роль в системе играет внешний контур, представляющий собой теплообменник, который находится под землей или в толще воды. Внутри теплообменника внешнего контура движется вода, антифриз или другая жидкость, принимающая на себя тепловое воздействие окружающей среды (земли или воды). Подогретый теплоноситель поступает в геотермальные тепловые насосы для отопления, которые аккумулируют тепло и распределяют его по внутреннему контуру системы. Характерно, что тепловые насосы, используемые в системе, имеют стандартные размеры, притом, что их производительность очень высока.

Основные виды систем геотермального отопления для дома

Если с основными принципами работы геотермального отопления загородного дома разобрались, стоит рассмотреть не менее важный вопрос и выяснить, какие бывают виды систем. Они отличаются исключительно по типу теплообменника, использование каждого из которых зависит от многих факторов. В зависимости от особенностей участка и характеристик той или иной местности могут использовать три типа теплообменников:

Типовая схема геотермального отопления с горизонтальным теплообменником

Горизонтальный теплообменник. Устройство системы отопления на основе горизонтального теплообменника предполагает наличие большого земельного участка, не задействованного под огород и сад. К примеру, чтобы отопить дом, площадью 200 кв.м., надо задействовать земельный участок площадью не менее 600 кв.м. В этом случае трубы укладываются в специально подготовленные траншеи, выкопанные несколько ниже уровня промерзания грунта. Эта глубина различна и зависит от особенностей конкретного региона.

• Вертикальный теплообменник. Использование данного типа теплообменников позволяет сэкономить место, его можно оборудовать, не повредив ландшафт местности. Для того чтобы углубить специальные геотермические зонды необходимо использование специального бурильного оборудования, что требует большого вложения средств. Глубина скважины, в которую помещается зонд, может достигать 100-150 метров, а ее диаметр составляет всего 100-150 мм.
• Теплообменник, размещаемый в воде. Устройство теплообменника данного типа является самым экономным вариантом, однако воспользоваться такой системой могут только владельцы домов, расположенных рядом с водоемом, расстояние до которого не превышает 100 метров. В этом случае можно с наименьшими затратами организовать геотермальное отопление частного дома, используя тепловую энергию воды. Трубы теплообменника, при этом, укладываются на дно водоема, глубина которого составляет минимум 2,5-3 метра, притом, что его площадь должна быть не менее 200 кв.м.

Прежде чем приступить к монтажным работам не достаточно знать принцип работы геотермального отопления, важно сопоставить свои финансовые возможности и взвесить все за и против, учитывая особенности местности и характеристики земельного участка. Если возле вашего дома находится водоем, удовлетворяющий всем перечисленным требованиям, то вам несказанно повезло, ведь в этом случае организовать отопление дома можно самостоятельно, и для этого вам даже не потребуется разрешения контролирующих органов. Что касается остальных типов конструкции, то, в случае с использованием горизонтального теплообменника, вам необходимо иметь много свободной земли, а если вы решили смонтировать вертикальный теплообменник, надо иметь достаточный запас средств, необходимых на выполнение дорогостоящих бурильных работ.

Преимущества и недостатки геотермального отопления

Вокруг альтернативных источников тепла, включая геотермальные системы отопления, постоянно ведутся споры. Учитывая относительную новизну данной системы, обыватели и специалисты, работающие в отрасли теплообеспечения, пытаются понять, чем же так привлекательны системы отопления, использующие тепло земли и воды, и какие они имеют недостатки. К основным преимуществам системы можно отнести следующие особенности:

• экспериментально доказано, что в этом случае можно получить тепло даром. Геотермальное отопление является самым эффективным и имеет высокий коэффициент полезного действия, а средства, потраченные на него, окупаются в самое ближайшее время. Так, затратив 1 кВт мощности, можно получить тепловую энергию мощностью 4 кВт;
• количество энергии, выделяемой землей, безграничны, и даже в зимний период в земле находится достаточное количества тепла, используемого впоследствии для обогрева дома;
• исключается необходимость покупки и хранения топлива, как в случае с использованием традиционных видов;
• геотермальное отопление работает автономно и не требует постоянного вмешательства человека, по крайней мере, в течение двух-трех ближайших десятилетий;
• геотермальное отопление является одним из самых экологически чистых, ведь при организации ее работы не используются углеводороды и химические вещества, в том числе горючие элементы, что также исключает риск возгорания;
• можно сделать геотермальное отопление своими руками, затратив при этом, минимальные средства.

В том случае, если при оборудовании системы геотермального отопления соблюдались главные принципы и работы организованы правильно, можно получить неиссякаемый источник тепла. При этом, для того чтобы получить тепло, владельцам домостроений не придется постоянно тратиться, производительность системы высокая, а частое техническое обслуживание системы не требуется.

Система геотермального отопления дома своими руками: это реально!

Главной особенностью системы геотермального отопления, является ее доступность, и получить доступ к неисчерпаемым энергоресурсам земли сегодня может каждый домовладелец. Для того чтобы организовать геотермальное отопление дома своими руками, часто не надо больших вложений и привлечения больших человеческих ресурсов – достаточно одного-двух помощников, особенно в тех случаях, если трубы придется прокладывать по дну водоема. Не вызовет особых сложностей и монтаж системы, использующей горизонтальный теплообменник. Главное, в этом случае, сделать правильный расчет системы, что также можно сделать самостоятельно, учитывая наличие большого количества информации по данной теме, а особенностями устройства и монтажа данных систем сегодня занимаются целые университеты.

Как уже говорилось, повезло тем домовладельцам, чей дом находится рядом с водоемом. В этом случае не требуются большие вложения, большая часть которых уходит на выполнение грунтовых работ.

Грунтовые работы при оборудовании системы геотермического отопления дома

К тому, что большая часть участка будет перекопана, надо быть готовым тем, кто собирается своими руками оборудовать горизонтальный теплообменник. Не стоит забывать, что пролегать трубы теплообменника должны на глубине, превышающей глубину промерзания грунта, а она для каждого региона России различная. В случае устройства вертикального теплообменника, геотермальное отопление дома под ключ лучше поручить специалистам, которые имеют для этого соответствующее бурильное оборудование и обладают достаточным опытом подобных работ. Особое внимание также стоит уделить выбору и монтажу теплового насоса, от которого зависит функциональность всей системы.

Таким образом, система геотермального отопления, хотя и является сравнительно молодой и еще не достаточно исследованной, имеет большие перспективы и представляет большой инновационный интерес. При этом вы можете не только получать дешевую тепловую энергию, но и поможете окружающей среде, которая в последнее время и без того испытывает максимальные нагрузки. И главное: имея первоначальную теоретическую подготовку, соответствующее оборудование и инструмент, сделать это можно самостоятельно, а положительные результаты не заставят себя ждать.

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:

монтаж, принцип работы, геотермальные тепловые насосы > Домашнее инженерное оборудование

Общеизвестен факт, что обогрев частного дома с помощью теплового насоса – самый эффективный способ из всех ныне существующих. Тема интересует многих домовладельцев в силу постоянного удорожания энергоносителей либо их отсутствия в той или иной местности. Рассмотрим подробнее, что собой представляет геотермальное отопление частного дома, как оно функционирует и что нужно для его монтажа.

Принцип действия геотермальных систем

Если вы никогда не прикасались к задней части своего домашнего холодильника, где расположена решетка теплообменника, то попробуйте это сделать. Вы обнаружите, что решетка горячая. Она нагревается оттого что передает наружу тепло из внутреннего прострaнcтва, где хранятся продукты. В результате температура внутри снижается, а снаружи тепло рассеивается в помещении кухни. То есть, холодильная машина переносит тепловую энергию из одного места в другое.

Тепловой насос – это та же холодильная машина, только действует наоборот. В том и состоит принцип работы геотермального отопления, чтобы тепло, имеющееся снаружи дома, перенести внутрь для его обогрева. Теоретически любое вещество или тело, чья температура выше абсолютного нуля (минус 273 ºС), содержит тепло в виде энергии движения молекул. Что уж говорить о температуре грунта ниже глубины промерзания, которая всегда постоянна и держится в пределах плюс 5—7 ºС.

Для справки. Убедиться в этом можно, опустившись в глубокий подвал. В нем температура воздуха одинакова круглогодично. Благодаря этому в летнюю пору геотермальные системы отопления могут работать наоборот, принося в дом прохладу вместо тепла.

Сама по себе температура +7 ºС для обогрева здания непригодна, это понятно. Задача, которую решает геотермальная система отопления, как раз и заключается в том, чтобы взять часть этого тепла, преобразовать и перенести в дом. С этой целью в земле устраивается теплосъемный контур из множества труб, проложенных ниже глубины промерзания. По контуру постоянно движется незамерзающая жидкость, побуждаемая циркуляционным насосом.

Нагревшись до температуры земли, жидкость попадает в теплообменник – испаритель. Там она обменивается теплом со вторым контуром, где циркулирует хладагент (фреон), находящийся под давлением, создаваемым компрессором. Благодаря этому хладагент испаряется при низкой температуре, отбирая большое количество тепла из первичного контура.

Далее, проходя расширительный клапан, фреон поступает во второй теплообменник – конденсатор. При этом его давление падает и хладагент конденсируется, передавая тепло уже третьему контуру – нашей системе отопления. В этом и заключается принцип геотермального отопления, когда система переносит энергию извне в дом с минимальными затратами. Ведь получается, что для ее работы нужна электроэнергия для вращения роторов двигателей компрессора и насосов. В среднем на обогрев частного дома площадью 300 м2 будет использоваться 3 кВт/ч электричества. Подробнее о принципе работы рассказано на видео:

Виды геотермальных систем

По сути, системы могут отличаться только строением наружного контура, в остальном оборудование используется одинаковое. На данный момент существует 3 вида внешних контуров:

• прокладываемый в земле горизонтально;
• вертикальные геотермальные зонды;
• погружаемый на дно ближайшего водоема.

В первом случае множество труб прокладывается по дну горизонтального котлована расчетной площади. Минус этого способа в том, что монтаж геотермального отопления потребует много места на земельном участке и рекомендован к применению на этапе строительства дома, когда вырыть котлован и закопать трубы можно прямо под будущим домом.

Вертикальные зонды в виде пучков труб с теплоносителем опускаются внутрь глубоких скважин. Данный метод – наиболее распространен, поскольку доступен на небольших участках, уже застроенных хозяином. Погружение контура на дно водоема используется по мере возможности, то есть, при наличии такого водоема. По эффективности работы системы эти 3 способа пpaктически не отличаются, есть разница только в стоимости строительства.

Вывод. Главное достоинство, которым обладают геотермальные тепловые насосы для отопления – чрезвычайно высокая эффективность. Но это преимущество нивелируется таким недостатком, как сложность и слишком высокая стоимость работ и оборудования. Помимо этого система зависит от электричества, так что придется дополнительно потратиться на дизельный генератор, чтобы не замерзнуть в случае отключения.

Рекомендации по монтажу

Сразу оговоримся, что геотермальное отопление, сделанное своими руками – это миф. Работы, связанные с расчетами длины контуров и мощности теплообменной установки, да и разработкой проекта в целом может выполнить только специалист в этой области, имеющий инженерное образование и опыт. Что касается внедрения проекта, то здесь не обойтись без землеройной или бурильной техники, не станете же вы копать котлован вручную. То же касается и монтажа труб, их прокладки в дом и установки оборудования.

Единственное, что вы можете сделать своими руками, — это собрать домашнюю систему отопления. На эту тему можно почерпнуть достаточно информации в других статьях. Мы же дадим несколько общих рекомендаций:

• с компанией – подрядчиком следует заключить официальный договор и оговорить в нем все моменты;
• в силу особенностей работы гелиосистем для обогрева частного дома лучше всего подойдет низкотемпературная схема отопления. К таковым относятся теплые полы и плинтусные водяные конвекторы. Можно поставить и традиционные радиаторы, но об этом намерении надо заблаговременно сообщить специалистам, занимающимся расчетами теплового насоса;
• для подстраховки не помешало бы иметь в доме резервный котел, желательно – энергонезависимый, работающий на дровах или дизельном топливе. Это позволит избежать ситуаций, когда вы можете остаться без отопления посреди зимы в результате какой-либо неисправности системы или аварии;
• с той же целью надо приобрести дизельный или бензиновый генератор электроэнергии. Обычные бесперебойники не подойдут, им не хватит мощности или заряда;

лучше всего, когда теплообменная установка геотермального отопления располагается в подвале или цокольном этаже дома, вместе с другим тепловым оборудованием. Так удобнее и дешевле подводить коммуникации.

Заключение

Тепловой насос, как детище самых передовых технологий, довольно распространен в странах западной Европы. У нас он считается малодоступной роскошью ввиду немалой стоимости. Даже состоятельные граждане не торопятся вкладывать средства в подобное отопление, поскольку владеют коттеджами большой площади, где геотермальный обогрев будет окупаться слишком долго. С этой точки зрения оптимальным вариантом считается дом 150 м2 площади.

лучшие системы для загородного дома

Своими руками: что и как

Если уж монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой. Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача не сложная. Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации отопления с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Такое расположение дома относительно пруда встречается чаще. Главное, чтобы водоём был не дальше, чем в 100 метрах от коттеджа

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 метров. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра, составляющие средний параметр промерзания. Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении. Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа. Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 кв. метров отапливаемой площади дома.

Если вам достался участок без строений и растительности, которую бы хотелось сохранить, грунт при сооружении внешнего горизонтального почвенного контура можно просто снять: это легче, чем выкапывать траншеи

Траншеи, в которые предстоит укладывать трубы контура, нужно выкапывать ниже уровня промерзания почвы. А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его промерзания, уложить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа трудоёмкая, сложная, но, имея большое желание и целеустремленность, вы сможете её выполнить.

Бурительные мероприятия

Для организации связи между источниками забора тепловой энергии и насосом потребуются скважины. В них устанавливаются зонды с коллекторами – непосредственные приемники тепла. Бурение придется осуществлять с помощью спецтехники, так как ручным способом можно разработать лишь небольшую скважину на 5-7 м. Нормативная же глубина для полноценного геотермального отопления варьируется от 20 до 100 м. Что касается зондов, то для них можно применить пластиковые трубы, способные выдерживать давление порядка 6 бар. Для большей эффективности стоит применить обвязку из нескольких линий (3-4), концы которых соединяются U-образным переходником. Чтобы в условиях сильных заморозков при минимальной тепловой отдаче трубы не потрескались, будет не лишним организовать их контурный подогрев. Для этого следует в сердцевину обвязанного канала протянуть хотя бы один электротехнический провод с возможностью подачи тока.

Принцип функционирования

Согласно принципам работы явление отопления за счет геотермальных источников сходно по работе с обычным рефрижератором, к которому подключили инверторное устройство. То есть, вместо охлаждения, происходит нагрев. Почва земли отлично сохраняет тепло и при определенных условиях передает его.  За счет высокой температуры ядра планеты, которая даже на незначительных глубинах достигает литосферы грунт практически не промерзает.

Принцип работы

За счет данной особенности нагрева почв была создана технология обогрева помещений. Принцип работы отопления имеет следующий вид: в подвале устанавливается насос, который через сеть труб проходит в специально просверленную шахту. Теплообменная жидкость за счет взаимодействия с более теплой поверхностью нагревается, после чего обратно её выкачивает помпа. В результате чего, можно использовать жидкость для обогрева или других целей. При подключении к трубопроводу, который расположен внутри дома реализуется система отопления подземным теплом.

Система состоит из двух главных компонентов:

Внутренний контур – устанавливается внутри дома, включает набор труб, радиаторов, отопления теплоизоляции дома и стен. За счет закольцованной системы ветвей сообщается с внешней частью конструкции и осуществляет циркуляцию воды и обогрев помещений.

Составные части

Внешний контур представляет собой сложную конструкцию, которая требуется для того, чтобы набирать и передавать энергию от земли или воды к внутреннему контуру. Состоит из теплового насоса, и при необходимости обогревательного прибора, который дополнительно увеличивает температуру воды.

К достоинствам подобного подхода к обогреву относят высокий коэффициент полезного действия. Требуется обеспечивать энергией насос, который при затратах 1 киловатт/час будет предоставлять тепла на 4-6 киловатт в зависимости от географического положения.

К примеру, кондиционер с системой обогрева преобразовывает электричество в тепло с куда меньшим КПД, что обусловлено высоким уровнем потерь при реакциях. Именно поэтому, постройка такого отопления является способом экономии. Особенно при правильной реализации.

Принцип функционирования

Классификация по конструкционному типу

Если в случае с кондиционером газ-хладагент сам проходит через среду-источник, то в системе геотермального отопления он получает тепло от посредника – воды или антифриза.

Последний циркулирует по так называемому наружному контуру, представляющему собой длинную трубу.

Именно эта труба и помещается в среду источник.

По виду наружного контура различают три исполнения систем геотермального отопления:

1. С горизонтальным контуром: труба укладывается «змейкой» (в грунте) или в виде спирали (на дне водоема) ниже глубины промерзания, то есть примерно в паре метров от поверхности земли. Такой контур занимает большую площадь, но зато его может соорудить сам владелец.
2. С вертикальным контуром: трубы опускаются в глубокие скважины. Более удобный вариант, так как не требует значительного пространства, но для строительства скважины придется нанимать специалистов с особым оборудованием.
3. Комбинированный вариант: еще один тип контура, который можно построить самостоятельно, при этом он занимает меньше места, чем горизонтальный. Используется полимерная труба, которая укладывается в грунт в виде цилиндрической пружины. Получается нечто среднее между вертикальным и горизонтальным контурами с уклоном в сторону последнего.

Не всегда есть возможность проложить трубы ниже глубины промерзания почвы. Утеплитель для труб в земле поможет защитить отопительную систему от мороза.

Об альтернативных источниках энергии расскажем в этой теме. Энергия ветра и солнца, а также тепло земли в качестве источников тепла.

Что такое биогаз и как получить такое альтернативное топливо своими руками, читайте здесь: http://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/biogaz-svoimi-rukami.html. Виды сырья, конструкция биогазовой установки и много другой полезной информации, читайте внимательно.

Положительные и отрицательные моменты установки системы геотермального отопления в загородном доме

Разработка новых технологий способствовала тому, что практически каждый владелец дома теперь располагает возможностью аккумулировать энергию земли, устанавливая геотермальную отопительную систему в частном секторе. В грунте накапливается до 98% солнечной энергии, которая попадает на его поверхность, благодаря чему даже в зимний период в земляном пласте сохраняется достаточное количество тепла для обогрева жилого здания, требуется только установка специального оборудования для того чтобы воспользоваться накопленной солнечной энергией. После установки системы геотермального отопления, затраченные на установку средства, окупятся в среднем через 5-8 лет  — это является отрицательной стороной  данной технологии. Стоимость реализации проекта, возможно, вызовет сомнения у тех, кто планировал установку недорогой системы, но к в планы владельца загородного дома капитальные затраты не входили.

Схема геотермального отопления

Положительной стороной системы является её доступность, так как существует повсеместная возможность использования энергии такого типа, а также её абсолютная экологичность и безвредность для человека. Количество энергии неограниченно, а расходы на эксплуатацию и обслуживание системы очень низкие. Геотермальная энергия не стоит затраты денежных средств, однако финансовых вложений требует та энергия, которая задействована для функционирования теплового насоса. Для получения от трёх до пяти киловатт тепла нужно затратить один киловатт этой энергии.  Учитывая, что во время работы насоса не происходит процесса сгорания, то система абсолютно безопасно, риск возгорания или взрыва, как в случае с газовыми системами отопления отсутствуют. Оборудование жилого помещения различными вытяжными системами и дымоходами, система занимает очень мало места в помещении. Кроме того, не нужно специального помещения или дополнительного места для хранения топлива. А благодаря универсальности системы можно не только отапливать жилое помещение зимой, но и охлаждать его в летние месяцы. При условии правильного монтажа системы, она может работать около 30-ти лет без необходимости технического обслуживания, в то время как другие системы нуждаются в сервисном внимании существенно чаще.

Особенности системы

Процесс организации сети достаточно сложен, и пройти его без привлечения спецтехники и специалистов затруднительно. Наиболее важным элементом является шахта, глубину которой рассчитывают исходя из множества факторов:

• Климат;
• Среднегодовая температура;
• Характерные типы почвы;
• Площадь помещений.

В неблагоприятных условиях глубина достигает 100 метров. Чтобы её достичь придется вызывать специалистов с бурильной установкой. Подбор габаритов будущего отверстия в почве требуется рассчитать индивидуально, при необходимости несколько раз повторяя замеры.

Внутренний контур устройства

После чего требуется расположить в шахту трубы теплопоглощающего трубопровода. Материал, из которого изготовлены эти трубы должен обладать высокой степенью теплопроводности. Требуется обеспечить трубам достаточную степень защиты от коррозии. Материалу придется длительное время находиться в условиях сырости, поэтому обычная сталь плохо подойдет для использования. Придется использовать нержавейку или другие, синтетические материалы.

Функциональное значение труб заключается в передаче теплоносителя к помпе, который в дальнейшем будет служить для повышения температуры жидкости и направлять её к сети трубопроводов. В зависимости от длины труб, их масса достигает несколько десятков килограммов. Притом, что нужно соединить несколько труб, масса которых складывается без подвесного оборудования справиться с этим будет затруднительно. Нужна команда специалистов или несколько помощников.

Преимущества и недостатки системы

Прежде чем собственник решит инвестировать средства в геотермальное отопление дома под ключ цена которого зависит от многих критериев, он должен знать все плюсы и минусы. Они довольно обширны и не ограничиваются лишь большими первоначальными вложениями и отличной отдачей в работе оборудования в перспективе.

Положительные моменты

Если не брать в расчет огромные финансовые затраты, необходимые для проведения земляных работ и покупки насоса, то геотермальная энергия может дать отличные дивиденды. По сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, геотермальная энергия имеет весомые преимущества – она использует относительно постоянный источник энергии. Это означает, что она не зависит от ветра, солнца, температуры за окном и может работать в режиме 365/24/7 независимо от времени года и прочих внешних условий.

Для геотермальной системы характерен простой и понятный принцип работы. Геотермальное отопление дома при этом является выбором людей, проявляющих заботу об экологии, ведь в процессе эксплуатации побочные выбросы минимальны, а тепло вырабатывается из возобновляемых источников энергии.

Высокая эффективность в сочетании с низкими эксплуатационными расходами позволяет геотермальной системе занять лидирующие позиции в рейтинге альтернативных источников энергии. При этом оборудование, необходимое для функционирования системы имеет малые габариты и отнимает незначительное количество полезного пространства. Так, насос на отопление занимает столько же места, сколько и традиционный газовый котел.

Кроме того, срок службы геотермального теплового насоса достаточно велик – он составляет минимум два десятка лет, при этом трубы, используемые для оборудования теплообменника под землей, имеют еще более солидную гарантию. Производители обещают, что они надежно прослужат в системе отопления до пятидесяти лет. Также стоит добавить, что делая своими руками геотермальное отопление собственник может рассчитывать на бесшумную работу всех компонентов системы, их долговечность и функциональность. Если в доме нет газа, то наша статья «Как организовать отопление загородного дома без газа?» будет полезной.

Критика геотермальной системы

Среди характеристик геотермальных систем встречаются и негативные моменты. Специалисты отмечают, что монтаж геотермальных систем отопления подходит далеко не для всех домов. В частности, дома, расположенные на скалистых участках не могут быть оборудованы геотермальными энергоблоками. Еще одним минусом является то, что насос для отопления в частном доме купить могут далеко не все, ведь прибор отличается от аналогов очень высоким ценником.

Реалии таковы, что на сегодняшний день позволить себе использование экологичного геотермального отопления могут лишь состоятельные люди, бюджет которых рассчитан на огромные капиталовложения в обустройство дома.

Подбор насоса для системы отопления должен проводить грамотный специалист после проведения ряда тепловых, гидравлических и геодезических расчетов.

Установка системы сопровождается масштабными и дорогостоящими работами, поэтому собственнику в процессе монтажа трубопроводов придется постоянно увеличивать статьи затрат и быть готовым к непредвиденным расходам. Непосредственная установка оборудования предполагает работу целой команды профессионалов, имеющих достаточный уровень квалификации для реализации столь сложного и ответственного проекта.

Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно

Стоимость проекта и проведения работ при установке геотермальной конструкции достаточно значительна, покупка всего необходимого оборудования, привлечения команды специалистов, а также необходимость длительных земляных работ не могут обойдись дешево.

Однако за счет рентабельности установки такого типа отопления в доме, срок окупаемости достаточно быстрый. Дополнительно сэкономить поможет установка других источников альтернативной добычи энергии, например, солнечных панелей, которые могут питать геотермальную сеть. Даже при существенных скачках цен на ископаемые ресурсы и газ, они не повлияют на стоимость отопления.

Главная часть сети проводов скрывается глубоко под землей, резервуар с хладагентом, который помещается в скважину подает топливо к дому. Причем в подвале или другом хозяйственном помещении потребуется разместить генератор тепла. Большинство таких приборов достаточно компактны. Для согрева помещений придется установить несколько радиаторов.

На установленном генераторе возможно регулировать температуру в доме и расход энергии. Монтаж сопровождается установкой оборудования для обогрева комнат, разветвлением трубопровода. В большинстве помещений тепловой генератор выносится в отдельное помещение, чтобы шум от работы не мешал жильцам заниматься своими делами.

Затраты и перспективы окупаемости

Расходы на оборудование и его монтаж в процессе сооружения геотермального отопления зависят от мощности агрегата и от производителя. Производителя каждый выбирает, руководствуясь собственными соображениями и сведениями о репутации и надежности того или иного бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит обслуживать.

В этом рисунке кратко отражена вся суть выгоды, получаемой от применения геотермальной отопительной системы. Именно такое соотношение входящей и исходящей энергии позволяет система сначала быстро окупиться, а потом и экономить средства своего владельца

Если брать в расчет именно мощность, то стоимость тепловых насосов колеблется в следующих диапазонах:

• на 4-5 кВт – 3000-7000 условных единиц;
• на 5-10 кВт – 4000-8000 условных единиц;
• на 10-15 кВт – 5000-10000 условных единиц.

Если к этой сумме мы прибавим затраты, которые нужны на выполнение монтажных работ (20-40%), то мы получим сумму, которая для многих покажется абсолютно нереальной. Но все эти затраты окупятся за вполне приемлемые сроки. В дальнейшем же вам придется оплачивать лишь незначительные расходы на электричество, необходимое для работы насоса. И это всё!

Как работает геотермальное отопление?

Данный вид отопления у нас пока считается новинкой, но ведь ничего сверхнеобычного в нем нет.

Это просто новый способ применения старого доброго теплового насоса, который имеется в каждом холодильнике.

Родным братом системы геотермального отопления можно считать кондиционер, работающий в режиме «зима». Ведь это устройство греет воздух вовсе не с помощью ТЭНов, как думают некоторые.

Кондиционер, так сказать, перекачивает тепло, добываемое им из промозглого осеннего воздуха снаружи помещения. Ту же задачу выполняет тепловой насос в геотермальной установке, только в качестве источника тепла используется грунт или вода с температурой +5 — +7 градусов.

Как же получается, что ледяная на ощупь среда выступает в роли источника тепла? Это становится возможным благодаря замечательной способности газов нагреваться при сжатии и остывать при расширении.

Если порции газа дать нагреться от одной среды, а затем перенести в другую и там сжать, он станет еще более горячим и будет отдавать тепловую энергию этой второй среде, даже если она имеет более высокую температуру, чем первая. Теперь снова вернем газ к первоначальному давлению, одновременно перенеся его в первую среду.

Геотермальное отопления — принцип работы

Его температура упадет ниже первоначальной, ведь часть внутренней энергии была отдана в виде тепла на этапе сжатия. Следовательно, газ снова начнет нагреваться от первой среды.

Повторяя операцию снова и снова, мы будем «перекачивать» тепло из одной среды в другую в противоположном естественному теплообмену направлении. Этот процесс называется «циклом Карно» и именно на нем основан принцип работы теплового насоса в системе геотермального отопления.

Геотермальная система отопления: варианты реализации

Сегодня существует сразу несколько способов получить и использовать энергию земли. Причем их основные различия заключаются только в месте нахождения внешнего теплообменного контура. Внутренний теплообменный контур во всех случаях применяется одинаковый. Так, есть два основных способа реализации этой идеи:

• теплообменник устанавливается вертикально;
• теплообменник устанавливается горизонтально.

Кроме того, весьма популярен и вариант, когда теплообменник просто помещают в находящийся неподалеку водоем. Все эти способы мы и рассмотрим далее более подробно.

Вертикальный вариант

На глубине около ста метров под поверхностью земли температура грунта постоянная, и составляет она примерно плюс десять градусов. Но для того чтобы использовать такую тепловую энергию, придется бурить скважину. А так как вредить окружающему ландшафту нежелательно, специалисты обычно бурят скважины из одной точки, но под разными углами к поверхности. В таких скважинах и монтируется внешний контур для геотермического обогрева. Последний обеспечивается эффективный отбор тепла из земли. Как правило, этот способ довольно аккуратный, и, как уже было сказано выше,  практически не портит ландшафт рядом с частным домом.

Однако, так как при этом требуется бурить действительно глубокие скважины без специального оборудования тут не обойтись. А значит, и геотермальное отопление своими руками сделать, точно не получиться.  Кроме того, такой способ реализации геотермального проекта востребован, если дом уже построен, и территория вокруг него также обустроена.

В зависимости от конкретной ситуации глубина скважин может составлять 70-200 метров; последняя зависит как от геотермальной обстановки, так и от геологической ситуации в месте бурения. Как правило, специалисты гарантируют срок работы таких установок до ста лет, однако в действительности может потребоваться замена отдельных узлов уже спустя 20-30 лет активной эксплуатации.

При вертикальной схеме расположения теплообменника, и извлечении энергии из подземных вод, делается 2 шахты. Первая скважина в этом случае называется дебетовой; она необходима для того, чтобы производить забор воды. Последняя поставляет тепло во внутренний контур, а затем сливается во вторую шахту, называемую приемной. Однако главный недостаток такой системы – это небольшая эффективность; ведь значительное количество электроэнергии просто уходит на поддержание циркуляции при помощи насоса для отопления дома. Но такие геотермические системы все же подходят для создания теплых полов в частном доме.

Вертикальный вариант геотермального отопления

Геотермия с использованием горизонтальной схемы

В этом случае теплообменник, как ясно из названия, укладывается горизонтально. Однако перед тем, как остановиться на данной схеме, следует поинтересоваться глубиной промерзания грунта в вашей местности. Само собой, что трубы теплообменника надо закапывать на глубину, ниже точки промерзания земли. Пространство, под систему, естественно, потребуется гораздо большее, чем в случае с вертикальной схемой.

Для сравнения, если у вас загородный дом, площадью в двести пятьдесят квадратных метров, то теплообменник потребуется площадью в шестьсот метров квадратных; и это, пожалуй, главный минус таких систем. Но если у вас на участке перед домом места вполне достаточно, то почему бы эту схему и не использовать. А вот если уже разбит сад, то придется выбрать что-то одно.

При установке горизонтальной системы, предстоит сделать большой объем земляных работ. И потому к такому варианту прибегают, когда еще только идет строительство, и на участке ничего не посажено и не возведено. Более того, хорошо, когда проект участка, дома и отопления делается одновременно, и все в себя включает.

Отопительная система с теплообменником в водоеме

Иногда, хотя и довольно редко, горизонтальный теплообменник помещают в водоем – естественный либо искусственный. Правда, последний точно не должен в зиму промерзать до самого дна; ведь именно на дне водоема и размещается контур. Для того чтобы организовать такую схему отопления, площадь водоема должна быть, как минимум, двести квадратных метров. Между прочим, такой способ считается наименее затратным, ведь не приходится ничего бурить. Однако далеко не все частные дома строятся на берегу водоемов соответствующих размеров. Кроме того, если этот водоем еще и общественный, то какие-либо действия с ним, должны производиться только в рамках закона, что так же далеко не всегда возможно.

Принципы устройства контуров

Выполнить установку системы силами только владельца участка сложно, так как вблизи здания нужно спроектировать конструкцию, состоящую из замкнутой системы труб, которая помещается на значительную глубину под землю, которая иногда достигает больше, чем несколько сотен метров. Тип конструкции теплообменника, а также габариты коллектора зависят  от ряда параметров, среди которых основные тепловодность грунта и глубина залегания.

Теплообменники различных видов

Выделяют три схемы оборудования системы геотермального отопления, то есть устройства наружного контура для аккумулирования энергии.

1. Наиболее оптимальным является устройство вертикального теплообменника с насосом. Для реализации такой схемы необходимо специальное оборудование и существенные финансовые вложения для бурения скважины, располагающейся под землёй на глубине от 50 до 200 метров. В этом случае используется тепло глубоко залегающих грунтовых вод, обладающих высокой температурой. Вода проходит по тепловому насосу через теплообменник, где отдаёт своё тепло, после чего сбрасывается обратно в грунтовые воды ниже по течению. Расходы в этом способе установки оправдываются результатом, так как срок эксплуатации скважины достигает 100 лет.
2. Похожей на предыдущую и довольно дорогостоящей является схема обустройства в шахте глубиной 75-100 м. специального резервуара с антифризом, который греется от температуры грунта, после чего тепловой насос гоняет антифриз по кругу. После отдачи тепла антифриз сбрасывается в резервуар под землёй.
3. Более простая в проектировании схема горизонтального теплообменника, при которой под землёй располагаются трубы таким образом. Чтобы они были ниже уровня промерзания почвы зимой. Отрицательной стороной этой схемы является необходимость задействования под коллектор значительной площади. Для примера под небольшой дом площадью в 200 кв.м. нужно занять площадь равную 500 кв.м. Расположение труб нужно сделать таким образом, чтобы до ближайшего дерева было не менее 1,5 метров.
4. Следующая схема применима в том случае, если загородный дом размещается не далее чем в 100 метрах от водоёма. Она достаточно дешёвая, для осуществления проекта не требуется проведения земляных работ, размещение теплообменника должно быть осуществлено таким образом, чтобы глубина была достаточной для не промерзания, подо льдом зимой должно оставаться не менее, чем 1-1,5 метра воды до верхней точки зонда.  Предпочтительнее, чтобы течения в водоёме не было, по его дну прокладывают горизонтальные зонды, которые поглощают тепло. Такую схему может осуществить владелец загородного дома самостоятельно.

Сборка внешнего контура происходит из полиэтиленовых труб, согласно предварительным расчётам соотношение 40-50 Вт тепловой энергии должно приходиться на 1 метр коллектора. Соответственно, если производительность насоса равна 10 кВт, то скважина должна быть протяжённостью около 160-200 метров. В некоторых случаях выгоднее пробурить несколько неглубоких скважин вместо одной большой, для того чтобы в итоге получилась нужная расчётная глубина. Для того чтобы сохранить ландшафт участка проектировщики пользуются кластерной технологией, при которой осуществляется бурение скважин в разных направлениях из одной точки.

В заключение статьи прилагается видео с конкретным примером.

Как устроено?

Принцип работы геотермального отопления подразумевает использование тепловых насосов. Они действуют по классическому циклу Карно, беря глубоко внизу холодный теплоноситель и получая взамен нагретый до 50 градусов поток жидкости внутри отопительной системы. Аппаратура работает с коэффициентом полезного действия от 350 до 450% (это не противоречит фундаментальным физическим законам, почему – будет сказано позже). Стандартный тепловой насос обогревает дом или иное здание за счет тепла земли на протяжении 100 тысяч часов (именно таков средний промежуток между профилактическими капитальными ремонтами).

Нагрев до 50 градусов выбран неслучайно. Именно такой показатель по результатам специальных расчетов и при изучении практически реализованных систем был признан наиболее эффективным. Поэтому земляное отопление, использующее поток энергии из недр, в основном дополняется не радиаторами, а теплым полом или воздушным контуром. В среднем, на 1000 Вт энергии, приводящей в работу насос, удается поднять наверх примерно 3500 Вт тепловой энергии. На фоне безудержного роста стоимости теплоносителя в магистральной сети и иных способов отопления это очень приятный показатель.

Геотермическое отопление образовано тремя контурами:

• грунтовым коллектором;
• тепловым насосом;
• собственно, греющим комплексом дома.

Причина проста – та вода, которая встречается в достаточно разогретом слое почвы, быстро разъедает оборудование. И даже такую жидкость можно найти далеко не в любом произвольно взятом месте. Выбор конкретного теплоносителя определяется конструктивными решениями инженеров. Насос подбирается в зависимости от устройства остальных частей системы. Поскольку глубина скважины (уровень заложения оборудования) определяется природными условиями, решающие отличия между типами геотермальных систем связаны с устройством коллектора в грунте.

Горизонтальная структура подразумевает расположение коллектора под линией промерзания почвы. В зависимости от конкретной местности это означает углубление на 150-200 см. Такие коллекторы могут оснащаться различными трубами, как медными (с внешним слоем из ПВХ), так и сделанными из металлопластика. Чтобы получить от 7 до 9 кВт тепла, придется уложить не менее 300 кв. м коллектора. Такая методика не позволяет приближаться к деревьям более чем на 150 см, а по окончании монтажа придется благоустраивать территорию.

Вертикально выставленный коллектор подразумевает бурение нескольких скважин, причем обязательно устремленных в разные стороны, и каждую ведут под своим углом. Внутри скважин располагаются геотермальные зонды, тепловая отдача от 1 пог. м достигает примерно 50 Вт. Нетрудно подсчитать, что для идентичного количества тепла (7-9 кВт) придется поставить 150-200 м скважин. Преимущество в этом случае не только в экономии, но и в том, что ландшафтная структура территории не изменяется. Надо будет только выделить небольшой участок для монтажа кессонного блока и для выставления концентрирующего коллектора.

Нагреваемый от воды контур практичен, если можно вывести наружный узел обмена теплом в озеро или пруд на глубину от 200 до 300 см. Но обязательным условием будет расположение водоема в радиусе 0,1 км от отапливаемого строения и площадь водного зеркала минимум 200 кв. м. Существуют также воздушные теплообменники, когда получение тепла внешним контуром происходит из атмосферы. Подобное решение отлично проявляет себя в южных областях страны и не требует никаких земляных работ. Слабости системы – низкий КПД при морозе в 15 градусов и полная остановка, если температура понизится до 20 градусов.

Геотермальное отопление для крошечного дома

При выборе геотермального отопления для вашего крошечного дома наибольшую озабоченность вызывают первоначальные затраты и доступное пространство для контура заземления.

ОДНА ИЗ ВОПРОСОВ, КОТОРЫЕ МНЕ БЫВАЮ ЧАСТО , — это первоначальные затраты на установку геотермальной системы отопления и охлаждения. Из-за экономии объема и размера кажется, что чем больше дом, тем более разумны первоначальные затраты. Точнее говоря, больший счет за отопление и охлаждение может означать больше долларов (в виде экономии), поэтому кажется, что цифры складываются быстрее.

Что делать, если вы находитесь в крошечном месте с и без того крошечным счетом за электроэнергию? Что делать, если у вас есть хорошо утепленный дом площадью 280 кв. футов домой? На веб-сайте «HVAC OpCost» есть неплохой калькулятор для быстрой оценки экономии в зависимости от эффективности. Я выбрал этот, потому что он не связан с каким-либо конкретным брендом или типом оборудования. Вы просто указываете факты, и вы получите информацию о предполагаемых расходах и экономии.

Попробуй цифры для себя

Я ввел следующие данные: дом находится в Чикаго, и мы сравниваем газовую печь с наземным тепловым насосом с коэффициентом производительности (COP) 4.0 и коэффициент энергоэффективности (EER) 22, и он предоставил следующие данные:

На странице «результатов» указано, что дом сэкономит 1331 доллар в первый год и 17 544 доллара к 10 году. Также говорится, что это увеличило стоимость дома на 26 620 долларов. Но знаете ли вы, что, поскольку геотермальные тепловые насосы «все внутри», они часто служат в два или три раза дольше, чем стандартные кондиционеры и тепловые насосы? В колонке за 20 лет наша экономия энергии составляет почти 50 000 долларов.

Значения эффективности, которые я ввожу, не так уж высоки для GSHP (наземных тепловых насосов).Доступны геотермальные тепловые насосы с эффективностью более 40-EER и 5-COP, поэтому сравнение снижается до более средней эффективности.

Какие дополнительные расходы на геотермальную энергию?

Дополнительные затраты, связанные с геотермальной энергией, связаны с заземлением. В системе геотермального теплового насоса должен быть установлен контур заземления или теплообменник, что может стоить несколько тысяч долларов. Существует достаточно разных видов и вариаций стоимости, о которых неразумно гадать. Однако стоимость геотермального теплового насоса близка к той, которую вы ожидаете заплатить за высокоэффективный кондиционер / печь или систему теплового насоса, поэтому эта сумма не вызывает беспокойства.

Некоторая помощь в оплате и некоторые дополнительные преимущества

Кроме того, федеральное правительство предоставляет 30% неограниченный налоговый кредит для установок геотермальных тепловых насосов, который включает все затраты на оборудование и рабочую силу.

Некоторые из других преимуществ, которые могут сделать выбор геотермальной энергии для вашего крошечного дома, включают:

• Сокращение использования химических хладагентов (геотермальные источники обычно не имеют трубопроводов хладагента наружу; только подземные водопроводные трубы с замкнутым контуром)
• Исключение отопления дома, связанного с сжиганием (земля является источником энергии; солнце постоянно и сезонно пополняет тепло, обеспечивая действительно возобновляемый источник тепла).
• По сути, геотермальное отопление ничем не отличается от солнечного отопления. Земля — ​​это великий большой солнечный коллектор, и мы можем использовать это тепло круглый год (с солнечными коллекторами или без них). Лучший ответ!
• Некоторые дополнительные функции, позволяющие использовать отработанное тепло компрессора для (ГВС) горячей воды для бытового потребления (вместо отвода его в наружный воздух в летнее время), что дополнительно снижает воздействие на окружающую среду, связанное с сжиганием или электрическим нагревом воды для бытового потребления.
• Сниженное потребление электроэнергии по сравнению с другими системами отопления и охлаждения (что приводит к меньшему количеству выбросов от электростанций)
• Пониженное шумовое загрязнение (от внешнего оборудования, циклического шума и отвлекающих факторов)

Итак, если вы подумываете об обогреве и охлаждении крошечного дома, вы можете быть удивлены тем, насколько доступной может быть геотермальная энергия!

Геотермальный «Подножка»

Знаете ли вы, что вы можете стать участником «Дня геотермальной энергии 2015», посетив сайт «День геотермальной энергии».ком? Национальный день геотермальной энергии направлен на повышение осведомленности об экологических и экономических преимуществах геотермальной энергии и ее жизненно важной роли в построении чистой и безопасной энергетики будущего.

Джей Эгг (Jay Egg) — консультант по геотермальной энергии, писатель и владелец EggGeothermal. Он является соавтором двух полезных учебников по геотермальным системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, опубликованных McGraw-Hill Professional. С ним можно связаться по адресу [email protected]

Обратная сторона геотермальных систем DIY

Система с обратной связью

Системы с замкнутым контуром являются наиболее распространенными геотермальными системами .Их можно строить в траншее или пробивать горизонтально под землей. Также их можно установить вертикально, как колодец. Трубопровод можно даже проложить под водой, если у вас есть озеро или пруд. Вам понадобится как минимум восемь футов воды над трубой.

Прокладка трубопроводов под водой или под землей требует узкоспециализированного оборудования, которое может быть очень трудно получить, дорого арендовать и требовать специальных знаний для использования. Даже небольшая проблема с вашей установкой системы с замкнутым контуром может привести к утечке, которая загрязнит систему и может даже привести к выходу из строя всей системы.

Системы с замкнутым контуром неэффективны на песчаных или каменистых почвах, а также не работают на очень сухих почвах. Они сильно зависят от использования химикатов, что делает потенциальные проблемы более опасными.

Система открытого цикла

В разомкнутой системе устанавливается скважина с погружным насосом. Он забирает воду, которая поступает в тепловой насос для эффективной передачи тепла. Когда вода проходит через систему, она возвращается в водоносный горизонт, обычно через второй колодец или прямо в ручей или озеро.

Эти системы обычно не так популярны, особенно для геотермальных систем своими руками, поскольку они несколько дороже в эксплуатации. Строительство скважины — дорогое удовольствие, а эксплуатация погружного насоса обходится дороже и вызывает проблемы с обслуживанием. Сброс воды в водоносный горизонт, ручей или озеро имеет экологические соображения и может потребовать специальных разрешений.

Если эти системы не будут сделаны идеально, они вряд ли сэкономят вам деньги на ежемесячных счетах за электроэнергию, и их установка будет очень дорогой.Если колодец недостаточно глубокий, он может слишком сильно затянуть водоносный горизонт и вызвать недостаточный поток воды. Количество воды, доступной в водоносном горизонте, сильно зависит от времени года и условий.

Ложе озера

В этих конструкциях контур заземления прокладывается не менее чем под землей на глубине не менее восьми футов в озере, а не под землей. Если вода немного мельче, трубопровод может быть легко поврежден из-за нагрева и охлаждения воды, особенно если она замерзнет. Петля находится в озере, что означает, что она может пострадать от ультрафиолетового излучения, подводных растений и водорослей, а также может быть нарушена любыми действиями в озере, такими как перемещение крупных животных, катание на лодке или даже плавание людей.

Все, что нужно, — это очень маленькая трещина или утечка в трубопроводе, чтобы загрязнить всю систему и, возможно, разрушить всю проделанную вами работу. Хотя на первый взгляд эти системы могут показаться более легкими в установке из-за того, что копать нужно совсем немного или совсем не нужно, их может быть сложно обслуживать и возникать даже самые незначительные проблемы.

Вертикальная система

В геотермальных системах этого типа, сделанных своими руками, трубопровод прокладывается прямо в землю, а затем подключается к трубопроводу, который проходит по земле и ведет к дому.Поскольку эта система требует копания очень глубоких ям или использования специального бурового оборудования, она недоступна для любого мастера, если у вас нет опыта использования специализированного оборудования.

Копать такие глубокие ямы и прокладывать в них трубы может быть очень опасно. Давление от такого большого количества земли также может быть очень серьезным для трубопровода, что может сделать проблемы с системой, сделанной своими руками, более вероятной.

Сколько стоит установка геотермальной энергии?

Если вы ищете экологически чистый и эффективный способ охлаждения и обогрева дома, вам стоит задуматься о затратах на геотермальную энергию.Этот метод обогрева предполагает знание того, что температура ниже линии заморозков круглый год держится около 50 градусов. Он передает тепло в ваш дом и обменивается им с землей для более эффективного охлаждения или обогрева вашего дома. Таким образом, вы сможете поддерживать в доме комфортную температуру, не беспокоясь о повышенных счетах за электроэнергию. Это также отличный способ контролировать потребление энергии круглый год.

Усовершенствования в технологии быстро приводят к снижению затрат на геотермальную энергию до более приемлемых диапазонов для среднего домовладельца, а новая технология также позволяет получить налоговые льготы для перехода на нее.Эта система дороже, чем электрические, газовые или воздухообменные системы, но ваши геотермальные затраты оправданы для многих людей, потому что вы можете сэкономить на счетах за электроэнергию, одновременно снизив выбросы углекислого газа. Кроме того, он достаточно эффективен, чтобы без проблем использовать как в маленьких, так и в больших домах.

Доступно несколько различных типов геотермальных систем, размер которых зависит от климата и места проживания. Это приводит к колебаниям ваших геотермальных затрат. В среднем ваши затраты на геотермальную энергию составляют от 10 000 до 30 000 долларов.Большинство людей заплатят 20 000 долларов за установку 5-тонной системы мощностью 60 000 БТЕ для обогрева или охлаждения дома площадью 2 000 квадратных футов. Для более крупных агрегатов потребуются земляные работы, создание контура заземления и новые воздуховоды, что может приблизить цену к 30 000 долларов.

Чтобы понять, почему ваши геотермальные затраты так сильно колеблются, важно знать, каковы различные компоненты этого проекта. Некоторые из них могут быть применимы к вашему проекту и повлиять на цену, но мы расскажем о них в этом кратком руководстве. Цель состоит в том, чтобы дать вам хорошее представление об этом проекте до того, как вы возьметесь за него, и это может гарантировать, что вы не будете удивлены неприятным счетом в конце.Вы получите необходимую вам энергоэффективную систему отопления и охлаждения, не выходя за рамки своего бюджета.

Понимание того, как работает эта система отопления, позволит вам лучше понять масштабы этого проекта и почему он так популярен. Он также может экономить на счетах за электроэнергию круглый год. Геотермальное отопление by makototakeuchi / CC BY 2.0

Как работают геотермальные системы отопления

Геотермальные системы отопления полагаются на тот факт, что на Земле поддерживается постоянная температура круглый год.Зимой под поверхностью теплее, а летом прохладнее. В нем используются змеевики, которые распространяются под поверхностью Земли, и эти змеевики переносят хладагент через змеевики для обмена тепла. В зимние месяцы они берут тепло из земли и сжимают ее, чтобы повысить температуру.

Затем эта система распределяет тепло через теплообменник, который создает водяное отопление или принудительный горячий воздух для очень эффективного обогрева вашего дома. В летние месяцы ваша геотермальная система работает в обратном порядке.Он забирает тепло изнутри вашего дома и откладывает его в землю, чтобы охладить его.

У вас будут затраты на электроэнергию, связанные с его использованием, но они будут меньше, чем вы бы использовали с другими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Компрессор и вентилятор работают на электричестве, а фактическая энергия, которую они используют для охлаждения или обогрева вашего дома, исходит от земли. Не путайте это с геотермальной энергией, которая создает электричество изнутри земли.

Цены на различные типы компрессоров тепловых насосов

Большая часть ваших геотермальных затрат будет на компрессор.Это важная часть вашей системы, которая помогает повысить температуру энергии земли для обогрева помещения. Вы можете выбрать один из трех различных типов, и каждый из них повлияет на вашу окончательную геотермальную стоимость. Это также влияет на то, насколько эффективна система и насколько хорошо она работает. Три варианта:

Двухступенчатый

Этот тип компрессора работает на низкой или высокой скорости, в зависимости от того, что вам нужно. В более умеренное время года вы будете работать с меньшей скоростью.Он будет работать только при необходимости. Это снижает ваши счета за электроэнергию, сохраняя при этом постоянную температуру, не оставляя в доме холодных или горячих точек. Ваши затраты на геотермальную энергию будут варьироваться от 3100 до 5400 долларов за этот компрессор.

одноступенчатый

Это самый дешевый из имеющихся компрессоров, но он также наименее удобный и эффективный из трех. У него одна скорость, на которой он работает постоянно, и это может сделать его намного выше, чем необходимо для регулирования температуры.В свою очередь, вы потребляете больше электроэнергии. Он выключается и включается быстрее, и в результате в вашем доме могут оставаться холодные или горячие точки. Ваши геотермальные затраты на одноступенчатый компрессор колеблются от 2300 до 3400 долларов.

Регулируемая ступень

У этого компрессора есть несколько ступеней, и он переключается между ними по мере необходимости. Это позволяет ему работать с правильной скоростью для требуемой температуры. Это делает его очень эффективным и обеспечивает более равномерную температуру во всем доме.Если вы живете в очень холодных или очень жарких зонах посадки, это может не сэкономить достаточно средств на счетах за электроэнергию, чтобы компенсировать более высокие геотермальные затраты на установку. Вы заплатите от 4000 до 7000 долларов за этот компрессор.

Стоимость геотермального теплового насоса

Тип системы, которую вы устанавливаете, зависит от того, будет ли это модернизация или новое строительство, какая у вас поверхность почвы, сколько земли находится на вашем участке и живете ли вы рядом с озером или водоносным горизонтом. Вы можете получить системы с замкнутым и разомкнутым контуром, причем замкнутый контур является наиболее распространенным выбором.Вы можете установить систему с открытым контуром в определенных обстоятельствах, и это увеличит ваши геотермальные затраты, потому что они менее распространены. К наиболее распространенным настройкам относятся:

Замкнутый контур

Эта система будет работать одним из трех основных методов. Вы получите систему типа «озеро», горизонтальную или вертикальную в грунте. В системе с замкнутым контуром вода или хладагент непрерывно циркулируют по вашей системе.

Он не сбрасывает и не забирает жидкость в любой момент, и ему не нужен водоносный горизонт, как в системе с открытым контуром.Это дает вам больше возможностей для установки. В зависимости от типа вашей системы затраты на геотермальную энергию будут варьироваться от 10 000 до 30 000 долларов.

горизонтальный

Это один из наиболее распространенных вариантов, доступных, если у вас достаточно места. Они дешевле в установке и очень эффективны. Однако для этого нужно много места. В среднем вам понадобится не менее 400 футов на ряд для установки катушек под землей.

Им не нужно опускаться намного глубже, чем линия промерзания земли, и это делает их более экономичными, чем вертикальные системы.Однако чем больше система, тем больше площадь, которая вам нужна, и вам нужно идти глубже, чем холоднее ваш климат. Ваши затраты на геотермальную энергию для этой системы составляют от 12 000 до 25 000 долларов.

Пруд или озеро

Если у вас есть озеро или пруд, и он достаточно глубок для размещения змеевиков, которые постоянно находятся на глубине не менее шести футов от поверхности воды, вы можете сэкономить на затратах на геотермальную энергию и установить их здесь. Для установки замкнутых систем озера или пруда не требуется бурение, и это снижает ваши геотермальные затраты.

Катушки берут энергию из воды, а в этой системе используется хладагент. Не каждый пруд, озеро или собственность будут работать с этой конкретной системой, поэтому вам нужно дважды проверить в местных офисах зонирования, подходит ли ваша собственность. Если это так, ваши затраты на геотермальную энергию будут варьироваться от 12 000 до 15 000 долларов.

Вертикальный

Эта система будет занимать меньше места по сравнению с горизонтальными системами, но катушки будут уходить намного глубже в землю. Подрядчики обычно выкопают несколько колодцев, прежде чем погружать змеевики на дно колодцев для их соединения.Они подходят для небольших дворов, потому что они устанавливаются на меньших площадях.

Если верхний слой почвы не поддерживает горизонтальную укладку, рекомендуется выбрать вертикальную. Однако бурение, необходимое для скважин, увеличит ваши общие геотермальные затраты. В целом, этот процесс будет стоить от 15 000 до 30 000 долларов США.

Открытый контур

Эта система, как правило, связана с более низкими геотермальными затратами, но она встречается редко.Для его работы вам понадобится приличное количество грунтовых вод со скоростью 7,5 галлона в минуту. Вода используется непосредственно для охлаждения или обогрева вашего дома. Он забирает воду, охлаждает или нагревает ее, а затем сливает обратно.

В этой системе нет загрязняющих веществ, но многие муниципалитеты не разрешают снова сливать воду. Таким образом, эта система является незаконной в некоторых областях. Если у вас уже есть скважина, ваши затраты на геотермальную энергию будут варьироваться от 9000 до 15000 долларов. Если вам нужно пробурить скважину, вы можете добавить от 1500 до 12000 долларов к общей стоимости проекта.

Выбор типа системы отопления повлияет на общую стоимость проекта, потому что для установки некоторых систем в землю требуется гораздо больше труда, чем для других. Труд — большая часть ваших окончательных затрат по проекту. Обогрев тротуара по Thomas Quine / CC BY-SA 2.0

Определение размеров геотермальной системы

Тепловые насосы бывают нескольких размеров, как и любая другая система HVAC. Обычно они продаются тоннами, а система на одну тонну стоит около 12 000 БТЕ.Итак, если ваша текущая установка использует 48 000 БТЕ, вам понадобится как минимум четырехтонный насос для надлежащего нагрева и охлаждения.

Есть несколько факторов, которые помогают решить, какой размер системы вам нужен, и один из самых важных факторов — это место, где вы живете. Чтобы получить приблизительную оценку, возьмите квадратный метр вашего дома и умножьте его на количество БТЕ, необходимое для вашей климатической зоны:

• Зоны 1 и 2 — от 26 до 30 БТЕ / квадратный фут

• Зона 3 — от 22 до 25 БТЕ / квадратный фут

• Зона 4 — 20 БТЕ / квадратный фут

• Зона 5 — от 22 до 25 БТЕ / квадратный фут

• Зоны 6 и 7 — от 26 до 30 БТЕ / квадратный фут

Поскольку эти насосы нагревают и охлаждают, важно, чтобы вы подходили для очень холодного или жаркого климата в соответствии с вашими требованиями к пространству.Печи становятся больше в более холодном климате, но тепловые насосы должны стать достаточно большими, чтобы удовлетворить ваши потребности при резких скачках температуры. Это может привести к увеличению затрат на геотермальную энергию в зависимости от вашего климата, и вам понадобится:

• Зоны 1 и 2 — от 52 000 до 60 000 БТЕ / 5 тонн

• Зона 3 — от 44 000 до 50 000 БТЕ / 4 тонны

• Зона 4 -40 000 БТЕ / 3-4 тонны

• Зона 5 — от 44 000 до 50 000 БТЕ / 4 тонны

• Зоны 6 и 7 — от 52 000 до 60 000 БТЕ / 5 тонн

Стоимость сплит-системы по сравнению с тепловым насосом

Когда вы покупаете эту систему, область, в которой вы хотите ее установить, будет влиять на тип системы, которую вы можете получить.Если у вас есть место, куда легко добраться, и есть место для размещения всей системы в одном пространстве, включая компрессор и два теплообменника, приобретите упакованный блок. Это снизит ваши затраты на геотермальную энергию, потому что ее проще установить, и все это делается сваркой на заводе.

Если у вас нет места для установки всех трех компонентов вместе, вам придется вложить средства в сплит-систему. Эта система должна быть сварена или подключена на месте, и это может увеличить ваши геотермальные затраты.Однако это также дает вам больше гибкости при установке различных компонентов.

Для комплектной установки ваши затраты на геотермальную энергию будут составлять от 3300 до 8000 долларов. Сплит-система стоит от 3900 до 8000 долларов. Самые большие затраты на геотермальную энергию связаны с процессом установки. Затраты на рабочую силу для установки сплит-системы будут примерно на 3000 долларов больше, чем для комплектной системы из-за наличия различных компонентов.

Понимание рейтингов эффективности геотермальных систем

Каждая система HVAC имеет разную степень эффективности.Эта степень относится к тому, сколько энергии они используют для производства тепла или охлаждения комнаты. Вы получите два разных рейтинга эффективности для каждой системы. Один — это рейтинг охлаждения, а другой — рейтинг нагрева.

Коэффициент полезного действия для отопления измеряет, насколько хорошо устройство может использовать энергию для обогрева вашего дома. Геотермальные тепловые насосы имеют рейтинг COP от трех до пяти. Таким образом, на каждую единицу потребляемой электроэнергии он дает от трех до пяти единиц тепла. Это намного более эффективно, чем другие системы, которые имеют коэффициент полезного действия один или два в высокоэффективных системах.

Для операций охлаждения система имеет коэффициент энергоэффективности (EER). Чем выше этот рейтинг вашей системы охлаждения, тем эффективнее она охладит ваш дом. Большинство геотермальных насосов имеют рейтинг от 13 до 30. Все, что имеет рейтинг от 12 и выше, считается высокоэффективным, и это превращает любой геотермальный насос в высокоэффективное охлаждающее устройство.

Сравнение прямого обмена и теплообменников

Система с обратной связью будет работать одним из двух способов.Они могут поставляться с теплообменником, который заменяет хладагент на раствор, содержащий антифриз, с гибкими пластиковыми трубками. Если у них есть вторая система, они будут использовать систему прямого обмена, в которой хладагент циркулирует по медным трубкам.

В системах с прямым теплообменником отсутствие теплообменника компенсируется более крупным компрессором и большей ценой, прикрепленной к медной трубке. Это делает ваши геотермальные затраты на обе системы почти одинаковыми. Системы прямого обмена лучше всего работают в районах с влажной почвой, а теплообменники лучше всего работают в любых коррозионных почвах, где медь не работает.

Климат, в котором вы живете, будет иметь большое влияние на размер системы, которую вы получите, потому что вы хотите, чтобы она была достаточно мощной, чтобы обогревать и охлаждать дом, не оставляя никаких холодных или горячих точек. «Полы с подогревом» на улице by Stig Nygaard / CC BY 2.0

Тепловые насосы вода-вода или вода-воздух

Эта система обогреет ваш дом с помощью принудительной горячей воды или принудительного воздуха. Тип теплового насоса должен меняться в зависимости от того, как вы хотите отапливать дом.Насос вода-воздух использует жидкость, которую он нагревает внутри системы, которая нагревает нагнетаемый горячий воздух через воздуховоды вашего дома. Вода-вода использует жидкость, которую нагревает система, для нагрева воды, которую она проталкивает через вашу систему водяного отопления в ваш лучистый пол или радиатор.

Систему вода-вода сложнее установить и купить, и это может увеличить ваши геотермальные затраты. Только за систему вы заплатите от 4000 до 8000 долларов. Если вы добавите затраты на установку, ваши затраты на геотермальную энергию вырастут на 2000–4000 долларов больше, чем на систему «вода-воздух» — от 3300 до 7500 долларов.

Затраты на замену

Наружная часть вашего теплового насоса может прослужить 100 и более лет. Скорее всего, его не нужно будет заменять в течение всей жизни, в зависимости от ваших условий. Возможно, вам придется заменить внутреннюю часть блока, но это может прослужить десятилетия. Если вы хотите обновить внутреннюю часть или если у вас более старая система, ваши геотермальные затраты на ее замену составят около 8000 долларов для пятитонной системы. В эту цену входят как запчасти, так и работа.

Затраты на оплату труда

Примерно от 50% до 75% ваших геотермальных затрат будет приходиться на оплату труда по установке вашей системы.Этот проект чрезвычайно трудоемок, какую бы систему вы ни выбрали. Это требует, чтобы подрядчики привезли большое количество оборудования для прокладки труб, выемки земли, заваривания системы, добавления хладагента и подключения ее к вашей системе водяного отопления или воздуховодам. Если вам нужны новые радиаторы или воздуховоды, ваши геотермальные затраты увеличатся.

Чтобы купить всю систему для большинства домов, ваши затраты на геотермальную энергию будут варьироваться от 10 000 до 30 000 долларов. Из этой цены установка будет составлять около 7000 долларов США или 22000 долларов США по проекту.Расходные материалы и система покрывают остальную часть геотермальных затрат.

Существует широкий спектр факторов, которые влияют на ваши геотермальные затраты, когда дело доходит до установки. Ваш климат, местоположение, тип почвы, энергоэффективность дома, место установки, площадь двора и то, будет ли это модификация или новая установка — все это имеет значение. Если у вас есть паровые радиаторы или вам нужно установить воздуховоды, ваши геотермальные затраты вырастут. чем они были бы, если бы у вас уже были установлены пригодные для использования воздуховоды.

Дополнительные соображения по геотермальным затратам

Когда вы пытаетесь подсчитать общие затраты на проект, вам следует помнить о нескольких важных моментах. Некоторые из этих вещей не применимы к вашему проекту, но некоторые могут добавить тысячи к общей стоимости. В их числе:

Зонирование воздуховодов

Зонирование вашего дома даст вам гораздо лучший контроль над охлаждением и обогревом в каждой зоне. Это увеличивает ваши расходы, потому что сложнее установить несколько термостатов, заслонок и плату управления зонами.Если вы решите выполнить зонирование воздуховодов, будьте готовы добавить от 3000 до 4000 долларов к затратам на ваш проект, когда все будет сказано и сделано.

Энергоэффективные окна

Вы можете сделать ваши окна более энергоэффективными, чтобы предотвратить потерю тепла зимой и заблокировать горячий воздух летом. Установка полного комплекта энергоэффективных окон вместо существующих может стоить от 650 до 1500 долларов за окно. Таким образом, если в вашем доме больше окон, это может резко увеличить стоимость вашего проекта.

Домашний энергоаудит

Прежде чем вы решите внести какие-либо серьезные изменения в изоляцию вашего дома или систему отопления, вентиляции и кондиционирования, рекомендуется провести энергетический аудит дома. Это поможет определить, какие изменения вам необходимо внести, чтобы дом стал намного более энергоэффективным. В среднем этот аудит будет стоить около 250 долларов.

Изоляция

Вы можете добавить теплоизоляцию в свой дом, чтобы сделать его более энергоэффективным. Это особенно важно учитывать в старых домах. Если дом более энергоэффективен, вы можете снизить затраты на геотермальную энергию, купив систему меньшего размера.Утепление стоит от 3500 до 4500 долларов на весь дом.

Разрешения

Перед тем, как начать этот проект, вам потребуется разрешение от местного муниципалитета на установку этой новой системы. Некоторые типы систем могут иметь дополнительные правила, о которых следует помнить. В таком случае время ожидания разрешения может растянуться на месяцы. Спросите своего подрядчика, включают ли они разрешения в свои сметы. Если они этого не сделают, ваши разрешения могут добавить от 100 до 1000 долларов к вашим общим геотермальным затратам.

Где найти установщиков геотермальных систем рядом с вами

Вам понадобится профессиональная помощь, чтобы правильно установить эту систему, независимо от того, какую из них вы выберете. Вы хотите оставаться как можно более местным, чтобы контролировать расходы на геотермальную энергию, и вы можете начать поиск здесь:

Часто задаваемые вопросы

Если вы будете знать, какие вопросы задавать местным подрядчикам при обращении к ним, это поможет вам получить точную оценку затрат по проекту. Они также могут помочь вам понять, насколько важным может быть этот проект. Newberry Geothermal Lease Project by Bureau of Land Management Oregon and Washington / CC BY 2.0

1. Повышает ли эта система стоимость вашего дома после ее установки?

Эта система может повысить ценность вашего дома, но это зависит от вашего района. Это действительно экономит ваши деньги на счетах за электроэнергию, и это может быть привлекательным фактором для некоторых потенциальных покупателей, если вы продадите дом.

2. Сколько места вам нужно для этой системы?

Объем пространства, необходимого для этой системы, зависит от типа системы.Вертикальные системы не займут много места в вашем дворе, так как они заходят намного глубже. Горизонтальным системам потребуется гораздо больше места для всех их компонентов.

3. Требуется ли интенсивное обслуживание этой системы?

Нет. Одна хорошая особенность этой системы заключается в том, что после установки они могут прослужить более 100 лет практически без обслуживания.

4. Работает ли эта система с паровыми радиаторами?

Вы можете использовать эту систему с системами лучистого отопления. Однако они не работают, если у вас есть паровой радиатор.Если у вас есть паровой радиатор, вам придется заменить его на гидравлическую модель, прежде чем вы сможете установить геотермальную систему.

Итог

Ваши затраты на геотермальную энергию будут быстро меняться в зависимости от нескольких важных факторов. Мы выбрали самые важные из них, о которых вы хотите помнить, когда беретесь за этот проект. Это поможет вам получить желаемую систему, не выходя за рамки бюджета. Обязательно свяжитесь с несколькими местными подрядчиками, прежде чем выбирать одного, чтобы гарантировать лучшую цену при установке профессионального уровня.

Геотермальное отопление и охлаждение | Строители лугового жаворонка

Начиная примерно с пяти футов под вашими ногами, земля поддерживает постоянную температуру с почти бесконечной энергией. В Мичигане эта температура составляет около 52 градусов по Фаренгейту. Используя геотермальную систему теплового насоса, которая использует постоянную температуру земли, вы можете очень эффективно обогревать свой дом зимой и охлаждать его летом. Система также может подавать значительную часть вашей горячей воды практически бесплатно.

Геотермальные тепловые насосы работают точно так же, как ваш холодильник или система кондиционирования воздуха. Используя цикл охлаждения, эти устройства преобразуют жидкость из газа в жидкость и обратно с помощью компрессора и теплообменника. Эта «скрытая теплота трансформации» выделяет тепловую энергию в радиатор во время цикла охлаждения. Этот радиатор со стандартной системой кондиционирования — это наружный воздух, а радиатор холодильника — это воздух в вашем доме.

В геотермальном тепловом насосе радиатором является земля, которая значительно холоднее окружающего воздуха.Это делает тепловой насос очень эффективным для охлаждения. Еще лучше, с геотермальным тепловым насосом, мы можем запустить этот цикл в обратном порядке, получая энергию от земли и используя воздух в доме в качестве радиатора. Это обогревает дом намного эффективнее, чем обычное отопительное оборудование.

Геотермальная система использует электричество для работы теплового насоса, но на каждую используемую нами единицу электроэнергии мы можем получить около 4,5 единиц тепловой мощности и 3,5 единицы мощности охлаждения. В чем разница между ними? Электрическая энергия, которую мы используем для работы системы в доме, в конечном итоге создает тепло, и это работает против системы, когда мы пытаемся отвести тепло из дома.

Геотермальные поля земли можно обрабатывать различными методами. Чаще всего поля устанавливаются либо в виде горизонтальных траншей на участке, либо в виде вертикальных полей, которые пробуриваются в земле с помощью оборудования для бурения скважин. Горизонтальные поля дешевле и эффективнее, но требуют участка, достаточно большого, чтобы сделать несколько траншей длиной около 100 футов. Вертикальное бурение хорошо работает на небольших участках, где пространство ограничено. Системы как с вертикальным, так и с горизонтальным контуром являются системами с замкнутым контуром, что означает, что жидкость, передающая энергию, рециркулирует в полях.

Геотермальные системы можно использовать для отопления с принудительной подачей воздуха или теплых полов. Поскольку максимальная температура, которую мы можем достичь с помощью геотермальной системы, составляет около 125 ° по Фаренгейту, традиционные системы водогрейного или парового котла не работают эффективно с этими системами.
Геотермальная система работает лучше всего, когда ограждающая конструкция здания уже герметична и хорошо изолирована. Важно рассматривать геотермальную систему как часть высокоэффективного дома, а не только как конечную цель. Изоляция и герметизация намного дешевле в установке, и деньги, вложенные в эти элементы, часто могут быть компенсированы меньшей геотермальной системой, установка которой обходится дешевле.

Однако, поскольку геотермальное отопление и охлаждение настолько эффективны, как DTE Energy, так и федеральное правительство предлагают стимулы для домовладельцев, которые их используют. DTE Energy дает пользователям геотермальной энергии более низкие тарифы на электроэнергию, приближает стоимость электроэнергии к низкой цене природного газа и легко снижает стоимость пропана.

Федеральное правительство также предлагает 30-процентную неограниченную налоговую скидку для геотермальных систем. Благодаря этой налоговой льготе 30 процентов от общей стоимости всех компонентов геотермальной системы и трудозатрат на их установку возвращаются потребителям в виде кредита непосредственно из их общих налоговых счетов.Благодаря этим стимулам, высокая первоначальная стоимость геотермальной энергии имеет смысл, особенно если новая печь все равно устанавливается.

Эффективная оболочка здания в сочетании с геотермальным отоплением и охлаждением может снизить среднемесячные счета за отопление и охлаждение примерно до 50 долларов США или ниже. Эта экономия в сочетании с доступными стимулами может дать геотермальным системам разумный период окупаемости из-за высокой стоимости установки, особенно если вы все равно устанавливаете новую систему отопления и охлаждения.

Установка домашнего геотермального теплового насоса

Мой путь к геотермальному климату в моем доме в Миннеаполисе начался около восьми лет назад, когда мой отец установил тепловой насос в своем доме в Андовере, штат Миннесота.

В то время, признаюсь, я немного скептически относился к идее о том, чтобы действительно обогреть свой дом, не сжигая на месте какое-либо топливо, такое как природный газ, пропан или даже дрова в дровяной печи. Это казалось особенно маловероятным в таком климате, как Миннесота.Позже я посетил дом моего отца зимой, после того, как его система была установлена, и обнаружил, что это действительно довольно удобно. Кроме того, моему отцу пришлось потереть мне нос из-за того, что я все еще тратил сотни долларов в месяц на топливо для своей газовой печи. Более того, я узнал, что геотермальный тепловой насос также может обеспечивать охлаждение в летние месяцы, поэтому вам понадобится только одна система вместо печи и центрального кондиционера, как во многих домах. Затем я решил узнать, как работают геотермальные системы отопления и можно ли установить такую ​​систему у себя дома.

Геотермальные тепловые насосы разработаны с учетом того факта, что ниже линии замерзания, на глубине от шести до восьми футов, поверхность Земли поддерживает почти постоянную температуру от 50 ° F до 60 ° F. Для работы компрессора и вентилятора теплового насоса помимо электричества не требуется никакого «топлива». Однако тепловому насосу требуется «контур заземления», который представляет собой петлю из пластиковой трубы, проложенной в вашем дворе, по которой циркулирует охлаждающий раствор, подобный антифризу в вашем автомобиле, для обмена теплом с землей.Люди с большими дворами могут установить горизонтальную петлю, где трубопровод укладывается в траншеи глубиной от восьми до десяти футов и длиной в пару сотен футов. Людям с небольшими городскими участками потребуется установить вертикальные петли или колодцы. Количество необходимых колодцев или траншей будет зависеть от дизайна вашего дома. В моем случае для системы требовалось четыре колодца глубиной 185 футов каждая, которые были расположены на расстоянии восьми или десяти футов друг от друга. Для «виртуальной» демонстрации онлайн посетите «Как работают геотермальные системы» (блок ресурсов).

Когда я рассказываю людям о своей системе, первый вопрос, который они всегда задают, — «Сколько это стоило?» и нельзя обойти стороной тот факт, что эти системы дороги в установке. Мой тепловой насос стоил 10 000 долларов плюс 8 400 долларов на установку контура вертикального колодца. К счастью, мы с отцом смогли установить электрические цепи, необходимые для моего теплового насоса; в противном случае моя стоимость установки могла бы превысить 20 000 долларов. По моим оценкам, по сравнению с затратами на замену моей печи и установку центрального кондиционера, срок окупаемости составит около десяти лет.Это частично зависит от того, насколько быстро цены на природный газ будут продолжать расти по сравнению с увеличением количества электроэнергии, потребляемой моей системой; однако, если последние тенденции сохранятся, возможно, я смогу окупиться через восемь лет или меньше.

Итак, как вы решите, подходит ли вам геотермальная система? Спросите себя:

• Достаточно ли велик мой двор, чтобы установить контур заземления, и готов ли я порвать его часть?
• Могу ли я профинансировать установку? (Вы не найдете грантов для оплаты своей системы, а доступные скидки или налоговые льготы не дадут большого успеха.)

Если вы ответите «Да» на оба вопроса, следующим шагом будет поиск подходящей системы и установщика для вашего дома. Есть множество производителей геотермальных тепловых насосов; некоторые делают меньшие системы с печью на природном газе в качестве резервной, в то время как другие производят полные геотермальные системы. Хорошей отправной точкой могло бы стать посещение выставки Living Green Expo (блок ресурсов). На выставке было представлено несколько установщиков геотермальных тепловых насосов, а также установщиков других систем отопления и охлаждения.Поговорите с как можно большим количеством из них, выберите несколько, чтобы дать оценку, а затем решите, какой вариант наиболее подходит для вас. Удачи!

Что это такое и как они работают?

Хотите сэкономить на счетах за электричество и горячую воду? По данным Управления энергетической информации США, типичная американская семья платит в среднем 115 долларов в месяц за электроэнергию в доме.

Вы можете ежегодно экономить до 80% на горячей воде, отоплении и охлаждении, переключившись с традиционного HVAC на геотермальный тепловой насос.

Что такое геотермальное отопление?

Геотермальная система отопления и охлаждения — это энергоэффективная система, использующая естественную стабильную температуру грунта для обогрева домов зимой и поддержания их прохлады летом. Геотермальные системы состоят из трех основных частей: системы обработки воздуха, которая передает воздух, теплообменника грунтовых вод, который забирает тепло от земли или передает тепло обратно в землю, и геотермальный контур, который перемещает тепло между системой обработки воздуха и теплообменником грунтовых вод.

Как работает геотермальная система?

После установки геотермальной системы тепловой насос, обычно расположенный в гараже или подвале, перекачивает жидкость по трубам на глубину 300 футов в землю. Их иногда называют «петлями», и они поглощают температуру, которая распространяется на землю от солнца. Жидкость в контурах циркулирует обратно к геотермальному тепловому насосу, который нагревает или охлаждает ваш дом. Зимой тепло от жидкости извлекается и распределяется по дому.Летом тепло из дома переходит в жидкость, которая уносит его в землю для охлаждения.

Благодаря принципу работы геотермальной системы отопления и охлаждения, она не требует ископаемого топлива или большого количества электроэнергии, она экологически безопасна. Фактически, он признан Агентством по охране окружающей среды США (EPA) как чистый возобновляемый источник энергии, который используется в значительной степени в недостаточной степени.

Следующая инфографика помогает прояснить принцип работы геотермальной системы.

Не стесняйтесь добавить это изображение на свой сайт с указанием ссылки на оригинал. Скопируйте и вставьте код, как показано ниже:

Какие части геотермальной системы?

Геотермальные системы — популярный выбор домовладельцев, поскольку они обеспечивают более энергоэффективные решения для отопления и охлаждения.Каждая деталь, составляющая геотермальную систему охлаждения и обогрева, играет важную роль в ее функционировании. Эти компоненты сильно отличаются от тех, которые вы найдете в типичной системе HVAC. Узнайте о различных частях геотермальной системы охлаждения и отопления.

Геотермальная петля

Независимо от того, насколько холодно или душно становится снаружи, температура под землей остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная петля — это путь труб, которые проходят достаточно глубоко, чтобы достичь зоны, в которой сохраняется эта постоянная температура.Этот контур труб содержит воду или смесь воды и антифриза. Эта система с контуром обеспечивает циркуляцию жидкости и либо отдает тепло геотермальной системе, либо охлаждает ее.

Компании могут размещать пластиковые трубы вертикально или горизонтально под землей, в зависимости от собственности.

• Горизонтально: Горизонтальное размещение труб типично для жилых домов, где на земле обычно больше места для горизонтальных труб под землей.Стоимость установки горизонтальных геотермальных петель ниже, поскольку монтажным бригадам не нужно копать так глубоко в земле.
• Вертикально: Вертикальное размещение труб обычно используется для крупных предприятий и коммерческих зданий, таких как школы или церкви. Этот вариант установки требует, чтобы трубы были глубоко под землей, чтобы не повлиять на ландшафтный дизайн или определенные нарушения почвы.

Вы также можете установить эти геотермальные петли в подходящем водоеме на участке.Петли к озеру или пруду — недорогой вариант, который дает аналогичные результаты. Перед установкой геотермальной петлевой системы водоем должен соответствовать определенным критериям.

Геотермальный тепловой насос

Геотермальный тепловой насос является центральным узлом для машины в геотермальной системе, которая включает в себя такие важные компоненты, как компрессор и теплообменник.

Работа теплового насоса заключается в передаче воды или водяной смеси через геотермальный контур для передачи тепла через систему.Геотермальный насос можно подключать к любой конфигурации геотермального контура для обогрева или охлаждения вашего дома или здания.

Распределительная система

Система распределения геотермальных тепловых насосов

передает горячий или холодный воздух по всему дому. Для удовлетворения потребностей в отоплении и охлаждении доступны два различных варианта.

Первый — это приточно-вытяжная система. Для принудительной подачи воздуха требуются воздуховоды и кондиционер для передачи кондиционированного воздуха по дому.

Второй вариант — система вода-вода.Трубы будут проходить через стены или пол в доме и передавать тепло. Горячая или холодная жидкость, которую они переносят, поступает из геотермальной петлевой системы, которая подключается к главному геотермальному тепловому насосу.

Сравнение систем с разомкнутым контуром и замкнутым контуром

Вы можете установить геотермальные контуры по-разному, в зависимости от различных факторов вашей собственности. Две категории геотермальных систем — это системы с обратной связью и с обратной связью.

В системах с замкнутым контуром используется водная смесь в системе трубопроводов для передачи тепла от земли к конструкции.Вы можете строить замкнутые системы по горизонтали, вертикали, их вариации или погружать в воду.

В системах с открытым контуром грунтовые воды переносятся по трубам для отвода тепла. Эти геотермальные системы контура заземления могут принимать грунтовые воды, или вы можете установить систему в водоеме.

Каковы преимущества геотермальных систем?

Геотермальные системы кондиционирования и отопления используют устойчивые ресурсы и предоставляют отличную возможность для людей или предприятий контролировать температуру в помещении.Геотермальная энергия имеет большой потенциал для широкого распространения в будущем.

Рассмотрим основные преимущества использования геотермальной энергии в качестве вашей системы отопления и охлаждения.

• Воздействие на окружающую среду: Геотермальная энергия лучше для окружающей среды, чем традиционные источники энергии. Углеродный след ископаемого топлива намного больше, чем связанный с использованием геотермальной энергии. Использование геотермальной системы для контроля температуры в вашем доме может быть более экологически безопасным.
• Потенциал раскрытия: Мы далеки от нашего пикового потенциала для решений в области геотермальной энергии. В будущем в мире может наблюдаться значительное увеличение доступности геотермальных энергетических систем. У роста этого источника энергии есть много плюсов.
• Возобновляемая энергия: Мы можем использовать геотермальную энергию более чем на всю жизнь. Использование возобновляемых источников приносит пользу нашей общей окружающей среде и не так сильно способствует климатическому кризису.
• Устойчивый: Геотермальная энергия является стабильным и постоянно доступным ресурсом, в отличие от других источников энергии, таких как солнце или ветер.
• Отопление и охлаждение: Впечатляющим аспектом геотермальной энергии является то, насколько она эффективна при обогреве и охлаждении. Все части системы работают, чтобы обеспечить конструкции устойчивыми решениями для отопления и охлаждения.
• Нет топлива: Процесс геотермального отопления является естественным и не требует топлива для работы.Ископаемое топливо является невозобновляемым ресурсом и отрицательно влияет на окружающую среду, но геотермальная энергия представляет собой здоровую альтернативу.
• Надежный: Этот тип источника энергии надежен, потому что мы знаем, что он всегда будет доступен. Другие источники энергии могут быть ограниченными и могут быть недоступны в будущем.
• Новая технология: Новаторы отрасли всегда разрабатывают новые технологии и проводят больше исследований в области геотермальной энергии.Индустрия будет расти и продолжать улучшаться.

Огромное воздействие геотермальной энергии на окружающую среду безошибочно. Это чистый ресурс, который можно использовать для дома или строения.

Как геотермальная система экономит ваши деньги?

Геотермальные системы

экономят ваши деньги, потому что они получают энергию из ядра земли и им не нужно так много работать, чтобы обогреть или охладить ваш дом. После того, как команда Home Climates установит вашу геотермальную систему, тепловой насос, обычно расположенный в гараже или подвале, перекачивает жидкость по подземным трубам или петлям.Эти петли поглощают тепло окружающей земли, исходящее от солнца. Жидкость в контурах циркулирует обратно к геотермальному тепловому насосу, который нагревает или охлаждает ваш дом. Зимой система извлекает тепло из жидкости и распределяет его по дому. Летом система передает тепло от собственности жидкости, которая уносит его в землю для охлаждения.

Геотермальные системы отопления и охлаждения не требуют ископаемого топлива или большого количества электроэнергии, что делает их экологически безопасным вариантом.Агентство по охране окружающей среды США считает геотермальную энергию чистым возобновляемым источником энергии, который используется в недостаточной степени. Существует также федеральная налоговая льгота, которая покрывает 30% затрат на установку. Узнайте больше об этой налоговой льготе!

консультации по геотермальной энергии в центральной па

КАК ГЕОТЕРМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРИГОДА ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ?

По данным Агентства по охране окружающей среды, геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом. Геотермальные системы отопления и охлаждения используют температуру поверхности нашей планеты для управления температурой вашего дома с помощью подземных трубопроводов.Тепло от солнца нагревает температуру земли на нашей планете, поэтому технически вы отапливаете свой дом солнечной энергией, которая является возобновляемым ресурсом. Делая это, вы сокращаете количество других видов топлива, которые обычно используете для управления отоплением дома!

Геотермальные системы прослужат долго: около 25 лет для внутренних компонентов и 50 лет для петлевых систем. Их долговечность делает их отличным вложением в вашу собственность.

Контакты Домашний климат для установки геотермальной системы

Если вы хотите воспользоваться преимуществами геотермальной системы отопления и охлаждения в своем доме, в Home Climates есть команда экспертов, способных выполнить эту работу.Мы можем помочь вам решить, какой тип геотермальной системы лучше всего подходит для вашей собственности.

Геотермальные системы позволяют эффективно контролировать температуру в помещении, экономя при этом на счетах за электроэнергию. Вы также окажете положительное влияние на окружающую среду.

Есть еще вопросы о том, как работает геотермальный тепловой насос? Свяжитесь с нами сегодня, и мы подсчитаем, сколько денег вы можете сэкономить, установив в вашем доме геотермальную систему отопления и охлаждения. Вы также можете записаться на прием онлайн, чтобы бесплатно оценить или запросить ремонт.

Как Dandelion делает геотермальное отопление доступным

Клиенты контролируют воздух одуванчиков с помощью термостата Nest.

Карьера Ханнана, однако, была совсем не медленной. Она изучала гражданское строительство в Стэнфордском университете, а затем в течение года работала над проектами гидроэнергетики на Филиппинах и мониторингом качества воды в Мексике. В начале 2010 года она заняла должность начального уровня в Google и повторно поступила в Стэнфорд, чтобы получить степень магистра теоретической информатики.Это привело к тому, что внутри компании появилась маркетинговая роль в X, первоначально называвшемся Google [X]. «В то время X был в значительной степени в скрытом режиме, — объяснила она, — поэтому все мои друзья смеялись надо мной и говорили, что у меня самая легкая работа в мире, потому что я занималась маркетингом в той части компании, которая занималась этим». нет маркетинга «.

Ее роль быстро превратилась в «всего понемногу», или что-то еще, с чем команда нуждалась в помощи. Она работала над запуском Google Glass и Project Loon, сети высотных воздушных шаров, обеспечивающих доступ в Интернет.Ханнун расширил работу компании, помогая ученым получить доступ к данным, полученным с помощью воздушных шаров, о слое стратосферы, который обычно трудно анализировать. «Это была огромная возможность для атмосферных ученых получить эти данные, чтобы они могли улучшить климатические модели и просто проводить исследования», — сказала она.

«Масштабы экономии огромны и ошеломительны».

После этого Ханнун работал над проектом под названием Foghorn, в котором выяснялось, можно ли превратить морскую воду в замену топливу для прожорливых автомобилей и грузовиков.В конечном итоге проект был закрыт, и к Ханнуну обратился Боб Вайман, сотрудник Google из Нью-Йорка, чтобы вместо этого заняться геотермальным отоплением. «Я действительно не знал, что это было», — признается Ханнун. «Так что это вызвало массу исследований. Я должен был узнать об этом и понять препятствия и потенциал».

X, теперь подразделение Alphabet, материнской компании Google, изучило, сколько люди тратят на отопление и охлаждение в США, а также потенциальную экономию, если они перейдут на геотермальное отопление.«Масштабы экономии были огромны», — сказал Ханнун. «И потрясающий».

Однако большие авансовые платежи были проблемой. Команда поняла, что бурение контура заземления было самой большой затратой и, следовательно, величайшей возможностью для технологических инноваций. Эти ямы обычно выкапываются большими интрузивными буровыми установками, предназначенными для водяных скважин глубиной более 1000 футов. Однако большинству контуров заземления достаточно спуститься всего на несколько сотен футов. X разработал ряд амбициозных альтернатив, включая струю воды под высоким давлением, модифицированный отбойный молоток, способный проложить себе путь под землей, и использование жидкого азота для создания замороженной и легко измельчаемой почвы.В конце концов было найдено решение, которое было меньше, быстрее и дешевле.

Бекки Мейер и Боб Коннорс были первыми клиентами Dandelion.

X предназначен для проектов, требующих огромного количества дорогостоящих исследований, прежде чем они станут коммерчески успешными. Технология была незавершенной, но команда знала, что она может оставить безопасность Alphabet и по-прежнему процветать со своим стандартизированным продуктом и улучшенным тепловым насосом. Тренировки были явно важны, но Ханнун знал, что их можно развивать вместе с остальным бизнесом.Она также знала, что команда будет учиться и работать быстрее, создавая системы в реальном мире.

«Геотермальная энергия — это продукт, который вы можете установить. Мы просто улучшаем его, делая его лучше и дешевле», — сказал Ханнун. «Но этот процесс лучше всего осуществлять, повторяя в реальном мире и доводя дела до конца. Наблюдать за тем, как он идет, улучшать, уточнять, тестировать. Все эти вещи просто требуют постоянного прогресса с течением времени с некоторыми из этих более крупных пошаговых изменений, например с технология бурения или Dandelion Air.«

В июле 2017 года так называемый «выход» Dandelion из X был официальным. «Мы просто решили совместно с X раскрутить его, потому что казалось, что это тот вид бизнеса, который может выжить сам по себе», — сказал Ханнун. «Тот, который выиграет от более стартап-менталитета».

«Мы просто решили совместно с X раскрутить его».

Сверло до сих пор остается загадкой. По словам Ханнана, у нестандартной техники есть вибрирующая головка, которая заставляет почву действовать как жидкость.Это облегчает прорезание земли, а также ускоряет установку опорных кожухов для контуров заземления. «Наша буровая установка Dandelion специально разработана для геотермального использования в жилых помещениях», — пояснила она. «Он намного быстрее вставляет петли. Это создает намного меньше беспокойства во дворе. А поскольку это быстрее, вам не нужно платить за восстановление двора и удаление [садовых] загрязнений».

Dandelion завершил работу над «несколькими десятками» систем в прошлом году. По словам Ханнун, некоторые из них были установлены с помощью собственной дрели компании.По ее словам, в этом году компания нацелена на установку «нескольких сотен» и будет использовать свое специальное оборудование для «довольно многих [домов] этой осенью».