Геотермальное отопление принцип работы: что это такое, принцип работы системы и варианты для частного дома за счет тепла земли, отзывы владельцев

Posted on by alexxlab
Posted in Разное

Содержание

Геотермальное отопление: принцип работы — opechkah.ru

В связи с повышением цен на традиционное топливо, потребители все чаще задумываются об использовании альтернативных источников энергии. Достойной альтернативой газовым котлам и работающим на угле, стали теплонасосы — отбирают тепло из грунта или подземных вод.

Принцип действия таких агрегатов основан на переносе преобразованной теплоэнергии от источника к потребителю. Грунт и подземные воды имеют стабильную среднегодовую температуру, которая колеблется в пределах 7-12°C, на глубине ниже уровня промерзания. Этого условия достаточно, чтобы обеспечить эффективное геотермальное отопление дома.

Геотермальные тепловые насосы требуют установки коллектора, внешнего контура, который может быть:

  • Горизонтальный. Укладывается ниже уровня промерзания грунта. Извлекает энергию из почвы.
  • Вертикальный. Требует бурения специальных скважин, получает тепло из грунта или подземных вод.

Расчет геотермального отопления дома

Владельцы частных домов, решившие перейти на более экономичный вид энергоресурсов, могут оценить эффективность геотермального теплонасоса, вычислив мощность, которая потребуется ему для отопления здания. Делается это по формуле:

Q = (k x V x ∆T)/860, где:

Q — теплопотери здания, по этому параметру выбирается мощность теплового насоса для обогрева помещения (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;

k — усредненный коэффициент теплопередачи конструкций здания: например, если k=1, здание из кирпича, k=0,6 — хорошо утеплено, а 4 — это пристройка из досок;

V — суммарный объем всего отапливаемого помещения, в куб.м.;

∆T — максимальный перепад температур внутри и снаружи помещения.

Возьмем капитальный кирпичный дом площадью 100 м и высотой стен 3 м. Минимальная внешняя температура зимой составляет -25ºС, в доме 20ºС. В итоге, получаем:

Q = (1*300*(20-(-25))/860 = 15,698 кВт.

Таким образом для отопления нашего здания нам потребуется тепловой насос мощностью 16 кВт.

Каким будет геотермальное отопление для дома и принцип его работы выбирают, исходя из географических особенностей местности — наличия свободных участков земли, водоемов, глубины промерзания грунта. Если местность не позволяет установку горизонтального коллектора. Все расчеты лучше доверить специалистам профильной компании, имеющим практический опыт монтажа геотермальных систем.

Схема системы геотермального отопления дома

Устройство геотермальной системы отопления состоит из:

  • непосредственно насоса,
  • внешнего теплообменника — коллектора,
  • внутреннего отопительного контура, в который поступает тепло. Это могут быть радиаторы, теплые полы, и т.д.

Во внешнем элементе хладагент забирает тепло из источника — грунта или воды. Далее хладагент циркулирует в системе и в конце отдает тепло в отопительный контур.

Учитывая, что земля и вода — ресурсы неисчерпаемые, а за использование их в качестве источников тепла не нужно платить, то геотермальное отопление дома выгодно в долгосрочной перспективе и окупается за несколько лет. Причем рабочий ресурс системы в несколько раз выше. Естественно, теплонасос потребляет какое-то количество электроэнергии, но оно в 4-5 раз меньше количества тепла, которое он генерирует.

Возникли вопросы?

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Задать вопрос

Что такое геотермальное отопление — принцип работы геотермального насоса

Что такое геотермальное отопление?

При правильных условиях геотермальное отопление — доступное и удобное решение проблем с отоплением. С помощью геотермальной системы отопления можно извлекать солнечную энергию, хранящуюся в земле, и использовать ее, например, для напольного или радиаторного отопления. Летом геотермальную систему отопления можно использовать для охлаждения воздуха в доме. Для забора тепла из земли вокруг здания на глубине 1–1,2 метра прокладывается коллектор. Наземный коллектор — это, по сути, труба, внутри которой циркулирует специальная жидкость. Нагретая жидкость направляется в геотермальный насос, а затем тепло передается в отапливаемое здание. Затем охлажденная жидкость возвращается в коллектор для сбора тепла. Как правило, чем влажнее почва, тем больше тепловой энергии из нее можно извлечь. Также немаловажную роль играет длина коллектора и его правильная прокладка. Больше всего выигрыш от геотермальной системы отопления ощутим в надлежащим образом утепленных домах. Также важно, чтобы в доме было водяное или радиаторное отопление.

Принцип работы геотермального насоса

Тепловая энергия собирается с помощью циркулирующей внутри коллектора жидкости, которая направляется в испаритель теплового насоса, где энергия от наземного коллектора нагревает фреон из жидкого состояния в газ. Затем газообразный фреон поступает в компрессор, где он сжимается. Сжатие газа повышает его температуру, а затем направляет его в теплообменник, через который собранная тепловая энергия передается для отопления и обеспечения горячей водой жилых помещений. Затем охлажденная жидкость возвращается в трубопровод наземного коллектора, и циркуляция начинается заново.

Преимущества геотермального отопления

1. Главным преимуществом геотермальной системы отопления является ее окупаемость. Для работы геотермального теплового насоса необходима электроэнергия, но на 1 кВт ч потребляемой электроэнергии геотермальная система отопления производит в среднем 4 кВт тепловой энергии. Хотя установка системы требует более высоких начальных инвестиций, в долгосрочной перспективе они окупаются.

2. Выбирая геотермальную систему отопления, вы избавляете себя от необходимости строить котельную, соответствующую правилам пожарной безопасности. Также такая система не требует проектирования и строительства безопасного дополнительного места для хранения топлива. Поскольку геотермальный насос работает автономно, нет необходимости заниматься вырубкой деревьев или нагреванием котла.

3. При геотермальном отоплении не образуется неприятного и вредного дыма или сажи. Кроме того, во время процесса не образуются вредные для окружающей среды газы или продукты сгорания. У качественного геотермального насоса небольшие размеры; он малошумен.
4. Геотермальная система отопления служит долго. Трубы коллектора работают под землей до 100 лет, а средний срок службы компрессора составляет 20-30 лет.
5. Безопасность превыше всего! Качественная система геотермального отопления безопасна, потому что не излучает большое количество тепла и открытого пламени.
Геотермальное отопление дома: принцип работы | Полезное
В связи с повышением цен на традиционное топливо, потребители все чаще задумываются об использовании альтернативных источников энергии. Достойной альтернативой газовым котлам и работающим на угле, стали теплонасосы — отбирают тепло из грунта или подземных вод.
 
Принцип действия таких агрегатов основан на переносе преобразованной теплоэнергии от источника к потребителю. Грунт и подземные воды имеют стабильную среднегодовую температуру, которая колеблется в пределах 7-12°C, на глубине ниже уровня промерзания. Этого условия достаточно, чтобы обеспечить эффективное геотермальное отопление дома.
Геотермальные тепловые насосы требуют установки коллектора, внешнего контура, который может быть:
  • Горизонтальный. Укладывается ниже уровня промерзания грунта. Извлекает энергию из почвы.
    • 
  • Вертикальный. Требует бурения специальных скважин, получает тепло из грунта или подземных вод.
    •  
    
Расчет геотермального отопления дома
Владельцы частных домов, решившие перейти на более экономичный вид энергоресурсов, могут оценить эффективность геотермального теплонасоса, вычислив мощность, которая потребуется ему для отопления здания. Делается это по формуле:
Q = (k x V x ∆T)/860, где:
Q — теплопотери здания, по этому параметру выбирается мощность теплового насоса для обогрева помещения (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;
k — усредненный коэффициент теплопередачи конструкций здания: например, если k=1, здание из кирпича, k=0,6 — хорошо утеплено, а 4 — это пристройка из досок;
V — суммарный объем всего отапливаемого помещения, в куб.м.;
∆T — максимальный перепад температур внутри и снаружи помещения.
 
Возьмем капитальный кирпичный дом площадью 100 м и высотой стен 3 м. Минимальная внешняя температура зимой составляет -25ºС, в доме 20ºС. В итоге, получаем:
Q = (1*300*(20-(-25))/860 = 15,698 кВт.
Таким образом для отопления нашего здания нам потребуется тепловой насос мощностью 16 кВт.
Каким будет геотермальное отопление для дома и принцип его работы выбирают, исходя из географических особенностей местности — наличия свободных участков земли, водоемов, глубины промерзания грунта. Если местность не позволяет установку горизонтального коллектора. Все расчеты лучше доверить специалистам профильной компании, имеющим практический опыт монтажа геотермальных систем.
 
Схема системы геотермального отопления дома
Устройство геотермальной системы отопления состоит из:
  • непосредственно насоса,
    • 
  • внешнего теплообменника — коллектора,
    • 
  • внутреннего отопительного контура, в который поступает тепло. Это могут быть радиаторы, теплые полы, и т.д.
    • 
Во внешнем элементе хладагент забирает тепло из источника — грунта или воды. Далее хладагент циркулирует в системе и в конце отдает тепло в отопительный контур.
Учитывая, что земля и вода — ресурсы неисчерпаемые, а за использование их в качестве источников тепла не нужно платить, то геотермальное отопление дома выгодно в долгосрочной перспективе и окупается за несколько лет. Причем рабочий ресурс системы в несколько раз выше. Естественно, теплонасос потребляет какое-то количество электроэнергии, но оно в 4-5 раз меньше количества тепла, которое он генерирует.
 
Возникли вопросы?
Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!
Геотермальное отопление дома – принцип работы, способы установки
За последние несколько десятилетий использование альтернативных источников энергии и обогрева помещений стало популярным выбором. Из-за повышения стоимость ископаемых ресурсов, нефти и газа традиционные источники энергии. Один из таких способов, использование геотермального отопления. Такая система не отличается сложностью, поэтому организовать её можно самостоятельно и в краткие сроки.
 
В Европе и США использование такого вида обогрева вышло на первое место, однако в России и странах СНГ оно является малопопулярным. Однако рентабельность и безвредность позволят данному виду быстро найти поклонников.
 Общая схема
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
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.
Способы работы системы
Термальное отопление представляет собой эффективную систему, не наносящую ущерба окружающей среде. Соорудить конструкцию можно несколькими различными способами, каждый из которых в процессе использования задействует собственные источники получения тепловой энергии:
 Горизонтальное размещение
  1. При наличии в глубоких слоях почвы под территорией дома резервуаров или протоков вод можно обогревать помещения ею. Если жидкость циркулирует на глубине более 25 метров, её температуры достаточно для прогрева. Помпа выкачивает по трубам жидкость и передает её в трубопровод, после чего нагревает помещение и возвращается обратно.
  2. Второй способ задействует поверхность почвы. На большую глубину опускается емкость, которую заполняют хладагентом, который не замерзает. За счет контакта с горячей поверхностью он согревается, затем с помощью тепловой помпы поднимается к теплообменной жидкости, температура которой повышается, затем антифриз возвращается в емкость.
  3. Последний способ подойдет для владельцев домов с выходом на водоем. Через дно протягиваются специальные горизонтальные зонды, которые за счет взаимодействия с теплой жидкостью близ дна нагревают и передают её в централизованную часть.
Виды теплообменников
Трубы, проложенные по второму способу, могут укладывать в нескольких плоскостях: вертикальной и горизонтальной:
Первый способ используется редко, поскольку требует значительных затрат площади. Сеть из труб монтируется на незначительную глубину, которая превышает максимальный уровень промерзания грунта, характерный для конкретной местности.
Такой вид устройства имеет несколько недостатков, основные из которых потребность задействовать большое количество резервуаров с антифризом, огромная площадь, которую требуется отдать под размещение трубопровода, которая в значительной мере будет превышать площадь отапливаемого помещения. К тому же, застройка займет большое количество времени и потребует траты денег, а земельные работы существенно ухудшат ландшафт. При наличии газона, растительный покров будет полностью испорчен.
 Вид в разрезе
При наличии на участке деревьев, придется проводить трубы на расстоянии не менее полутора метра от них. Иначе, разрастающиеся корни могут привести к порче системы.
Вертикальное размещение резервуара занимает куда меньше места, однако сложность работ высока. Придется привлекать специалистов по бурению, что затрачивает значительный объем денежных средств.  Скважина достигает глубины 200 метров, если система размещается в северных районах. При работах территория не затрагивается. Часто используется для загородных домов. Срок эксплуатации такого вида может превышать 100 лет.
Преимущества геотермальной системы отопления
Для применения в загородных домах у такого способа обогрева имеется несколько основных достоинств:
  1. Высокий уровень рентабельности. Постройка окупается за несколько месяцев, за счет большого количества выделяемой таким способом энергии, относительно потерь электрического тока. Поэтому, срок окупаемости короткий.
  2. Безопасность. Подобные конструкции выделяют крайне низкое количество вредоносных веществ в почву и окружающую среду, что выгодно отличает их от аналогов на ископаемом топливе.
  3. Для работы система требует только электричество, которое может быть получено от солнечной батареи или ветряка. Не требуется использования легковоспламеняющихся материалов.
  4. Если отопление правильно установлено и закреплено, он может прослужить несколько десятилетий, без необходимости дополнительного обслуживания.
Таким образом, использование подобных видов отопления представляет собой лучший выбор для следующих категорий населения:
  • обитает в частном доме, который не подключен к газовым магистралям;
  • сталкивается с частыми проблемами в снабжении электричеством;
  • у которых могут быть проблемы с доставкой газа или угля;
  • по каким-либо причинам желают перейти на альтернативные источники тепла и энергии;
  • имеют на руках достаточную сумму для возведения и монтажа конструкции.
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.
Распространение геотермального отопления
Такой вид обогрева зданий стал популярным с 1980 в соединенных штатах, в который последствия скачка цен на нефть не позволяли отапливать ею дома. После изобретения система было достаточно дорогой в установке и монтаже, поэтому использовать её могли исключительно богатые слои населения.
Однако, с ростом количества домов, применяющих тепло земли как источник горячей жидкости, снижалась цена на комплектующие и установку, и количество домов, которые применяли такое отопление.
В начале 90х годов согласно опросам населения в разных регионах, количество граждан в США, которые применяли данную систему для отопления достигло 12 миллионов человек. После чего, технология распространилась в Европе, особенно северных регионах.
Аналогом по стоимости обогрева является система обогрева на природном газу, однако это топливо истощается с каждым годом. Тоже касается угля, дров. Для небольших домов можно использовать традиционные печи, однако в зданиях с крупной площадью отопление за счет твердотопливных элементов требует значительных сил. Поэтому, необходимость чем-то заменять традиционные источники топлива привела к появлению альтернативы в виде геотермальных конструкций.
 
Использование нетрадиционных источников энергии стало распространенным в последнее время за счет подорожания традиционного топлива. Используют с целью обогрева тепло земли, солнечный свет и ветер, что при комбинации на участке позволяет существенно экономить средства.
Геотермально обогревать дом гораздо дешевле, чем использовать как отопительный элемент уголь иди дрова. Для этого потребуется постоянный доступ к току, поэтому нужна или электростанция, работающая без перебоев или источник бесперебойного питания.
  Средняя оценка  оценок более 0
Поделиться ссылкой
Геотермальное отопление дома под ключ, принцип работы, цена
Геотермальное отопление дома многие считают чем-то из области фантастики, забывая о том, что для него не требуется жить вблизи горячего гейзера, ведь даже в России зимой земля запасает достаточно тепла, чтобы отдать его теплоносителю. Основной принцип работы заключается в том, что тепло отбирается хладагентом, температура которого всегда ниже температуры почвы. Нагреваясь, он отдает разницу температур в теплообменнике, которая затем передается теплоносителю в систему отопления. Антифриз же снова возвращается в систему почвенных коллекторов, продолжая забирать тепло земли.
Классическая система забора тепла включает в себя компрессор, конденсатор и испаритель. При помощи сжатия хладагента в компрессоре достигается большее высвобождение тепловой энергии. Хладагентом в геотермальных системах обычно выступает фреон, а теплоносителем – солевой раствор.
Система геотермального отопления предполагает необходимость монтажа земляного контура, в котором циркулирует рассол антифриза. При горизонтальном расположении контура на достаточно большом участке земля снимается на глубину 1 – 3 м для укладки коллекторов. В случае ограниченной площади участка или сложном ландшафте бурят скважину глубиной от 25 до 100 м для вертикальной укладки контура.
Очень эффективна и система «вода-вода», при которой тепловой контур располагается в ближайшем водоеме либо в колодце с грунтовыми водами. Единственное ограничение – водоем должен иметь достаточную глубину, чтобы не промерзать зимой полностью.
Геотермальное отопление Геотермальное оборудование подходит не только для отопления загородного дома, но и для стабильного обеспечения его горячей водой. Непосредственный обогрев помещения производится при помощи традиционных радиаторов с горячей водой, нагревающейся в теплообменнике геотермального оборудования. Также к нему можно подключить систему «теплый пол».
Несмотря на то, что цены на геотермальное отопление, в частности, на оборудование и его монтаж, достаточно высокие, оно имеет огромную перспективу по ряду причин:
• Использование неисчерпаемой энергии;
• Высокая производительность и энергоэффективность;
• Полная экологическая и пожарная безопасность;
• Автономная работа;
• Отсутствие необходимости в регулярном обслуживании и замене теплоносителя;
• Возможность работы не только в режиме обогрева, но и кондиционирования.
Стоимость геотермального отопления для дома
Зная о том, сколько достоинств у такой системы, сразу хочется узнать, сколько стоит геотермальное отопление для дома. Все зависит от необходимых мощностей для обогрева помещений, выбранного оборудования, особенностей ландшафта местности, сложности инженерных работ. Но в любом случае, установка геотермального оборудования – процесс трудоемкий, а соответственно – дорогостоящий. Его стоимость рассчитывается отдельно для каждого конкретного случая.
Наша компания предлагает такой вид отопления домов под ключ высококвалифицированными специалистами. Мы устанавливаем оборудование только надежных, проверенных временем производителей. Обратитесь к нам – и мы произведем полный расчет стоимости геотермального отопления для вашего дома.
Мы самостоятельно производим работы по организации почвенного контура, как горизонтального, так и вертикального, осуществляем подбор насоса с необходимыми техническими характеристиками. Все оборудование устанавливается в соответствии с нормами безопасности.
Вы можете задать свой вопрос.
Геотермальное отопление. Принцип работы, технология и устройство теплового насоса для обогрева дома и геотермального контура в составе этой системы теплоснабжения. Под ключ от ЕвроТепло78.рф

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?
 


 



 Тепловой насос – это холодильная машина (как обычный холодильник или кондиционер), задача которого является перенос тепла из одного места в другое.
Обычный холодильник забирает тепло из внутренней камеры (где находятся продукты) и выводит тепло на заднюю стенку холодильника (черный радиатор).
Тепловой насос работает также, он забирает из земли тепло и переносит его в ваш дом. Источником тепла служит неисчерпаемое тепло ядра нашей планеты.

Для установки теплового насоса не требуется большая строительная техника!
Ваш облагороженный участок не пострадает.
В любой части вашего участка в земле устанавливается кольцо диаметром 1.5 метра и глубиной 0,9 метра, в нем будут находится все подземные ПНД трубы для забора тепла из под земли.
От этого кольца подводятся к вашему дому 2 пнд трубы, по одной уходит холодная жидкость, по другой приходит более теплая жидкость.
В техническом помещении вашего дома устанавливается тепловой насос размером 60х50х1200 см. 
Он подключается к вашей системе отопления дома и к бойлеру горячей воды.

Тепловой насос экономически выгоден т.к. стоимость отопления при правильном использовании дешевле чем магистральный газ!

Несмотря на кажущуюся простоту работ, не стоит организовывать геотермальное отопление своими руками, так как не каждый может разобраться какое оборудование стоит поставить в доме
Зачастую небрежность в рассчетах может привести к нежелательным последствиям. Как рассчитать потребность вашего дома в тепловой энергии, а следовательно и длинну необходимую для скважин подскажут наши менеджеры. Вам лишь необходимо набрать номер и нажать на кнопу позвонить.


ПРИЕМУЩЕСТВО ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ
 

— Затраты на электричество ниже до 80%:
 на 1 кВт электроэнергии вырабатывается 4-5 кВт тепла.

— Безопаснее и дешевле газа
 (до 2-х раз дешевле магистрального газа и до 6 раз дешевле газгольдера (газ пропан).

— В 12 раз быстрее подключения магистрального газа.
 (установка теплового насоса 1 месяц, подключение магистрального газа (метан) 10-14 месяцев если посёлок газифицирован.)

— Безопасность
 В тепловом насосе нет огнеопасных материалов и отсутствует процесс горения, нет загрязняющих выбросов, нет запаха газа.

— Простота установки
 нет необходимости в получении разрешительной документации и не требует согласования (по сравнению с магистральным газом).

— Долговечность работы
 срок работы теплового насоса 20-50 лет, потом меняется только компрессор в тепловом насосе.

ПОЧЕМУ Я НИКОГДА НЕ СЛЫШАЛ ПРО ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ?
 

В России большинство людей живут в квартирах, там есть электричество и газ. В частных домах живёт около 26% людей, почти половина этих домов газифицированные, остальные топят электричеством, дровами, пелетами, дизельным топливом, газгольдером или тепловым насосом. Поэтому о тепловых насосах в России мало кто знает.

В Финляндии в частных домах живет больше половины населения страны и там тепловые насосы используются часто.

Тепловые насосы используются в России 1980-х годов, в 1986 году «Киевнаучфильм» снял научно популярный фильм в про тепловые насосы, где всё подробно рассказано как он работает и где его применяют. Посмотреть его можно тут:
 

ТЕПЛОВОЙ НАСОС
 

Наши тепловые насосы (ЕвроТепло78) имеют ряд преимуществ по сравнению с другими производителями.

— Он имеет встроенный 7” сенсорный компьютер, с помощью его вы всегда видите всю информацию о системе отопления вашего дома, температуру ГВС, температуру на улице, температуру в системе отопления и в вашем доме.

Так же вы можете настроить его выключение и выключения, по времени (ночью электричество в 2 раза дешевле, тем самым по ночам отапливать дом дешевле), по погоде на улице (чем холоднее на улице, тем сильнее он будет топить).

— Сердце теплового насоса — это компрессор, мы используем спиральные компрессоры Copeland (США) от лидера производителя специальной версии для тепловых насосов «ZH».

Некоторые производители экономят на компрессорах и устанавливают версии для кондиционеров, которые в первую очередь рассчитаны для приготовления холода, а не тепла.

— Так же он может включать и выключать другие источники отопления (резервные).

Многие знают наш климат в Северо-Западном регионе, обычно зимой не более -10 градусов и всего 10-15 дней за всю зиму когда на улице -20….-26 градусов.

Поэтому можно установить тепловой насос меньшей мощности.

Если у вас дом в -26 требует 15 кВт тепла, а насос установлен на 10кВт, то для получения не достающих 5 кВт тепловой насос включит электрический котёл.

Мы всегда готовы ответить на любые ваши вопросы как по телефону, так и в живую в нашем офисе.

Мы всегда готовы вам показать действующие объекты которые топятся от теплового насоса.

Например в п. Хапо-ое дом площадью 330 кв.м. отапливается Тепловым насосом серии HP10.
принцип работы, виды систем и их функционирование
Современным методом обогрева является геотермальное отопление дома, принцип работы которого основан на законах физики.
Ученые нашли материалы, изменение свойств которых сопровождается выделением тепла.
На основе этих открытий работают многие бытовые приборы, например, холодильные камеры или кондиционеры.
С изобретением тепловых насосов энергию из недр земли стали преобразовывать в тепло, используемое для отопления домов.
Принцип работы системы
Горизонтальный теплообменник геотермальной системы отопления
Вся система состоит из трех основных контуров, каждый из которых исполняет определенную функцию.
Забором тепла из недр земли занимается внешний контур, заполненный незамерзающим теплоносителем. это антифриз.
Второй контур заполнен фреоном.
От поступления тепла из внешнего контура, фреон закипает, превращаясь в газообразное состояние.
Свою высокую температуру он отдает теплоносителю, находящемуся в теплообменнике третьего контура, расположенного внутри здания.
Основные узлы
При детальном рассмотрении геотермальной системы можно выделить основные ее узлы:
  • Испаритель соединен с насосом. Он собирает тепло, идущее из внешнего контура.
  • Компрессор предназначен для сжатия газообразного фреона.
  • Конденсатор собирает пар фреона, который после отдачи тепла переходит в жидкое состояние.
  • Циркуляцией теплоносителя занимается тепловой насос.
  • В буферном баке находится теплоноситель, поступающий из внутреннего контура, и змеевик, по которому движется горячий фреон.
  • Дроссельный клапан расположен в системе второго контура. Через него проходит фреон, который после остывания переходит в жидкое состояние.
Собранные в единую схему все узлы схожи с обычным холодильником.
Как работает система
Чтобы понятнее было функционирование геотермальной системы, рассмотрим подробную работу всех узлов в единой схеме:
  • Антифриз служит теплоносителем внешнего контура. Он забирает природное тепло, нагреваясь до температуры 3–5оС.
  • Далее, антифриз попадает в испаритель насоса, где отдает свое тепло фреону. Такой температуры достаточно для перехода последнего вещества в газообразное состояние. Проходя через компрессор, фреон подвергается сжатию, вследствие чего его температура повышается до 100оС. Проходя через змеевик буферного бака, горячий газ нагревает теплоноситель, циркулирующий по внутреннему контуру. Обычно это простая вода, но может использоваться также антифриз.
  • Нагревшись до температуры 50–70оС, теплоноситель поступает в радиаторы домашней системы отопления. После отдачи тепла фреон становиться жидким, и проходя через дроссельный клапан, направляется в расширительный экран.
На этом один цикл считается оконченным. Далее, все идет по беспрерывному кругу.
Виды теплообменников и их монтаж на своем участке
Вертикальный теплообменник
После того как изучили принцип работы геотермального отопления дома, действия всех узлов, настало время перейти к ознакомлению с внешними контурами.
А также, к их монтажу.
Они отличаются конструкцией теплообменника.
Она, в свою очередь, зависит от характеристики местности, предназначенной под их установку.
Самыми распространенными для домашнего использования считаются 3 вида устройства.
Горизонтальное расположение
Обустройство горизонтального теплообменника требует большой площади земельного участка. Естественно, местность не должна быть задействована под хозяйственные нужды, например, огород или сад.
Чтобы иметь представление о занятом участке, для сравнения можно взять площадь отапливаемого дома – 200 м2, горизонтальный теплообменник которого разместится на местности 600 м2.
Под контур выкапывают траншеи ниже уровня промерзания грунта. Такой показатель для каждого региона разный, что требует индивидуального расчета.
Вертикальное расположение
Экономное использование земельного участка возможно с вертикальной установкой труб теплообменника. Монтаж не повредит ландшафт, но обойдется хозяину немного дороже.
Чтобы углубить зонды в землю понадобится бурильное оборудование. Зависимо от расчетов, глубина скважины может достигать 100–150 м, а ее диаметр не более 150 мм.
Расположение внутри водоема
Наиболее экономным способом получения тепловой энергии считается расположение контура внутри водоема, то есть под водой. Но этот вариант ограничен наличием любого озерца не далее 100 м от дома.
Есть также ограничение по глубине. Трубы укладывают на дно с таким расчетом, чтобы над ними находилась толща воды не менее 2,5–3 м, причем площадь самого водоема должна превышать 200 м2.
Другие виды теплообменников
Существуют другие теплообменники, использование которых ограничено специфическим методом добычи тепла:
  • С помощью открытой системы тепло добывают из воды выбуренной скважины. Проходя через тепловой насос, она служит теплоносителем. Возвращаясь из системы, обратный сброс теплоносителя происходит в другую скважину. Здесь важно, чтобы количество взятой и возвращенной воды совпадало. Иначе, в слоях недр будет нарушен дисбаланс давления.
  • Для южных регионов с теплым климатом эффективным является воздушный контур. Трубы просто укладывают на поверхности земли без каких-либо земляных работ. Теплообменник в данном случае питается энергией воздуха. Недостатком системы является ее функционирование на морозе. Уже при -15оС КПД упадет на 100%, а при дальнейшем снижении температуры работа вовсе остановится.
Перед тем как подобрать один из контуров для своего участка, надо учесть финансовые возможности и характеристику местности под установку.
Нюансы установки теплообменников на домашнем участке
Геотермальный тепловой насос
Теплообменники работают практически в любой среде, главное, чтобы ее температура не опускалась ниже-1°C. Естественно, эффективность повышается с углублением труб, так как на большей глубине теплее при сильных морозах зимой.
Устраивая отопление загородного дома, надо рассчитывать, что 10 м2 горизонтального трубопровода отдадут не более 30 Вт тепловой энергии. Исходя из этих данных, надо определиться с наличием свободной местности для монтажа.
В противном случае лучше отдать предпочтение вертикальной разводке, где 1 м2 трубы внутри скважины способен отдать 50 Вт тепла. Чтобы обогреть большой дом необязательно бурить глубокие скважины.
Их можно сделать мельче, но больше по количеству. Если рядом есть водоем, то от земельной установки лучше отказаться.
Отзывы о современном виде отопления
Сложившиеся отзывы принципа работы геотермального отопления дома большей степенью склоняются в положительную сторону. Владельцы домов выделяют одно главное преимущество, связанное с экономически выгодным обеспечением теплом.
Отзывы многих хозяев отображены такими фактами:
  • Бесконечная энергия земли обеспечивает бесплатным теплом
  • Любые модели имеют высокий КПД
  • Экологически чистое отопление не загрязняет окружающую среду
  • Система пожаробезопасна
  • Отсутствует необходимость приобретения и транспортировки топлива
  • Система обходится без спецобслуживания и постоянного контроля
Многие научились комбинировать геотермальное отопление с системой «теплый пол», что позволяет равномерно обогревать все помещение.
Существенным недостатком является высокая цена оборудования и большие расходы на его установку. Некоторая сложность состоит в проведении земляных работ.
Но отзывы хозяев домов говорят, что все затраты окупаются через пару лет. Тем более что некоторые виды теплообменников можно смонтировать своими силами совершенно бесплатно, естественно, кроме затрат, на покупку материала.
Максимально выгодна такая система для владельцев небольших домов, жилая площадь которых не превышает 150 м2. Здесь окупаемость уже ощущается через четыре года.
Благодаря семикратному генерированию энергии, оборудование принесет экономическую выгоду при длительном использовании.
Как работает геотермальное отопление на практике — представлено на видео:
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

 Геотермальное отопление и охлаждение | Устойчивость: комплексный фундамент 
 Цели обучения 
 В этом модуле рассматриваются следующие темы: 1) основные термодинамические принципы нагрева, 2) геотермальное отопление и охлаждение, 3) различные типы геотермальных систем и принципы, определяющие их конструкцию.
 После прочтения этого модуля учащиеся должны уметь:
  •  понять основные термодинамические принципы нагрева
  •  узнайте, что делает геотермальное отопление и охлаждение более эффективным, чем традиционные системы
  •  сравнить различные типы геотермальных систем и принципы, лежащие в основе их проектирования.
 Введение 
 В связи с ограниченными запасами ископаемого топлива в ближайшие десятилетия и растущей осведомленностью об экологических проблемах, связанных со сжиганием ископаемого топлива, альтернативные источники энергии, такие как геотермальные, становятся все более привлекательными.Геотермальная энергия — это энергия, исходящая от Земли. В этом разделе мы описываем основные принципы геотермальных энергетических систем и экономию энергии, которая может быть получена в результате их использования.
 Тепловой насос 
 Ключом к пониманию геотермальной энергетической системы является тепловой насос. Обычно тепло идет из горячей зоны в холодную, но тепловой насос — это устройство, которое позволяет передавать тепло от более низкой температуры к более высокой с минимальным потреблением энергии (см. Рисунок . Простой тепловой насос ).Домашний холодильник — это пример простого теплового насоса. Холодильник отводит тепло из внутренней части холодильника при температуре примерно 3 ° C, 38 ° F (см.  Heat In  на рисунке  A Простой тепловой насос ), а затем сбрасывает его на кухню (примерно при 27 ° C, 80 ° C). ° F (см.  Heat Out  на рисунке  A Простой тепловой насос ). Это , перекачивающий  тепла из внутренней части холодильника наружу с помощью компрессора, отсюда и название теплового насоса.
 Тот факт, что большинство жидкостей закипает при разных температурах при изменении давления, имеет решающее значение для работы теплового насоса.Кипячение удаляет тепло из окружающей среды, так же как кипящая вода забирает тепло от плиты. В тепловом насосе кипение происходит при более низком давлении и, следовательно, при более низкой температуре. Предположим, 40 ° F или 4 ° C, чтобы он мог эффективно отводить тепло от почвы или воды пруда (источника тепла) в геотермальной установке при температуре 50 ° F или 10 ° C. Затем пар, образующийся при кипении, может быть сжат (см.  Компрессор  на Рис.  A Простой тепловой насос ) до более высокого давления, так что он будет конденсироваться (в противоположность кипению) при гораздо более высокой температуре.Когда геотермальная установка встроена в здание, это здание отводит тепло, а затем нагревает его (см.  Heat Out  на рис. . Простой тепловой насос ). Конденсированный пар в геотермальном тепловом насосе, таким образом, будет обеспечивать теплом намного более высокую температуру для обогреваемой области, чем исходный источник тепла. Наконец, дроссель, похожий на водопроводный кран дома, используется для понижения давления (см. Расширительный клапан   на рис. . Простой тепловой насос ) для завершения цикла замкнутой системы, который затем повторяется.Путем переключения направления теплового насоса геотермальная система также может использоваться для охлаждения.
  A Простой тепловой насос  Типичный парокомпрессионный тепловой насос для охлаждения, используемый с геотермальной системой . Источник:   Сохаил Мурад   адаптировано из   Илмари Каронен 
 Геотермальное отопление и охлаждение 
 Геотермальные системы подходят для мест с несколько экстремальными диапазонами температур. Области с умеренным температурным режимом (напр.грамм. некоторые районы Калифорнии) могут использовать обычные тепловые насосы с аналогичной экономией энергии за счет непосредственного добавления или отвода тепла от наружного воздуха. Районы, которые испытывают несколько экстремальные температуры (например, Средний Запад и Восточное побережье), являются идеальными целевыми точками для геотермальных систем. В регионах с умеренным климатом, таких как многие части Южного или Западного побережья, можно использовать обычные тепловые насосы, которые обмениваются энергией, как правило, с наружным воздухом, с аналогичной экономией энергии. Геотермальные тепловые насосы (GHP) используют почти постоянную температуру (от 7 ° C до 8 ° C или от 45 ° F до 48 ° F) почвы под линией замерзания в качестве источника энергии для обеспечения эффективного обогрева и охлаждения в течение всего года.Стоимость установки GHP выше, чем у обычных систем из-за дополнительных затрат на бурение и земляные работы, но добавленная стоимость быстро компенсируется более высокой эффективностью GHP. Можно получить до 50 процентов экономии по сравнению с обычными системами отопления и охлаждения (см. Рисунок  Сравнение расчетных затрат на охлаждение ), что позволяет окупить дополнительные капитальные затраты на установку в среднем менее чем за 5 лет. GHP имеют средний срок службы более 30 лет, что оставляет 25 и более лет экономии на отоплении / охлаждении для тех, кто готов вложить средства.Кроме того, GHP занимают мало места, и, поскольку они содержат меньше движущихся компонентов, они также имеют более низкие затраты на обслуживание.
  Сравнение расчетных затрат на охлаждение  Расчетные затраты на охлаждение геотермальных систем по сравнению с традиционными системами.  Источник:   Сохаил Мурад 
 Типы геотермальных систем 
 Существует два основных типа геотермальных систем:  в грунте  и  в пруду  системы . В наземных геотермальных системах  может быть вертикальным и горизонтальным, как показано на Рисунке  в наземных геотермальных системах .Стоимость земляных работ вертикальных систем, как правило, выше, и для их установки требуется больше земли, что, как правило, не подходит для городских районов. Помимо затрат на земляные работы, вертикальные и горизонтальные GHP имеют одинаковую эффективность, поскольку температура грунта ниже линии промерзания практически постоянна.
  Геотермальные системы прудов  обычно предпочтительнее, если поблизости есть вода с почти постоянной температурой круглый год. Эти системы особенно подходят для промышленных предприятий (например,грамм. нефтеперерабатывающие заводы) с водоочистными сооружениями для очистки обработанной воды перед ее сбросом. Температура очищенной воды на этих объектах практически постоянна в течение года и является идеальным местом для системы прудов. Геотермальные системы прудов строятся либо с открытыми, либо с замкнутыми контурами (см. Рисунок  Геотермальные системы прудов ). Системы с разомкнутым контуром фактически удаляют воду из пруда, в то время как системы с замкнутым контуром отбирают только энергию в виде тепла из воды пруда.Конечно, в системе открытого пруда эта вода снова возвращается в пруд, хотя и с более низкой температурой, когда используется для обогрева.
 Экономика геотермальных систем 
 Как указывалось ранее, в зависимости от типа системы капитальные затраты и затраты на установку геотермальной системы примерно вдвое превышают стоимость традиционной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Однако как эксплуатационные расходы, так и затраты на техническое обслуживание намного ниже, а переключение с нагрева на охлаждение не требует усилий.Типичный график возврата инвестиций (ROI) для наземной геотермальной системы для многоквартирного здания является благоприятным (см. Рисунок  Возврат инвестиций в геотермальную систему ). Геотермальная система с дополнительными капитальными затратами на 500 000 долларов США, но с меньшими затратами на эксплуатацию и техническое обслуживание, позволила окупить добавленные затраты за 5-8 лет. Поскольку средний срок службы геотермальной системы составляет не менее 30 лет, экономия в течение всего срока службы системы может быть значительной. Эффективность наземных геотермальных систем довольно постоянна, поскольку нет больших колебаний температуры грунта.Эффективность прудовых систем, как правило, будет намного выше, чем те, которые показаны на Рисунке . Возврат инвестиций в геотермальную систему , если в зимние месяцы температура воды пруда будет выше, чем типичная температура грунта ниже линии замерзания (7  °  C — 8  °  C или 44  °  F — 48  °  F), поскольку эффективность тепловых насосов увеличивается с повышением температуры источника тепла. Другой причиной более высокой эффективности систем прудов является гораздо более высокая скорость теплопередачи между жидкостью и внешней поверхностью геотермальных труб, особенно если вода течет.
  Возврат инвестиций в геотермальную систему  Возврат дополнительных капитальных вложений в типичную геотермальную систему.  Источник: Мурад С. и Аль-Халладж С. из технико-экономического обоснования гибридной топливной ячейки / геотермальной системы, окончательный отчет, HNTB Corporation, август 2009 г. 
 Повышение эффективности геотермальных систем 
 Существует несколько стратегий повышения эффективности геотермальных систем. Одна из наиболее многообещающих возможностей — использовать его в сочетании с материалами с фазовым переходом (PCM) (см. Также Модуль  «Применение материалов с фазовым переходом для устойчивой энергетики» ), в частности, для обработки пиковых нагрузок потребления энергии.Материалы с фазовым переходом — это материалы, которые могут поглощать и передавать гораздо большее количество энергии по сравнению с типичными строительными материалами. Стоимость геотермальных систем, в отличие от других систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, увеличивается почти линейно с размером системы (приблизительно 1000 долларов за тонну). Таким образом, создание более крупных систем с учетом пиковых нагрузок может значительно увеличить как капитальные затраты, так и затраты на установку. PCM может быть включен во все четыре геотермальные системы, описанные ранее. Наилучший подход — объединить PCM с геотермальными системами для приложений в системах с неоднородными потребностями в энергии или в системах с короткими, но значительными колебаниями и пиками потребностей в энергии.Например, проектировщики могут включить системы нагрева таянием снега для платформ поездов или они могут построить буферный резервуар энергии с использованием PCM для удовлетворения пиковых потребностей в охлаждении в жаркий летний полдень. Преимущество первого применения состоит в том, чтобы избежать работы геотермальной системы для тепловых нагрузок при низких температурах в течение продолжительных периодов времени, что не будет таким энергоэффективным и потребует специально разработанных систем.
 Использование материалов с фазовым переходом позволяет использовать стандартные геотермальные системы, которые затем будут накапливать энергию в блоке PCM для подачи тепла при постоянной температуре и с равномерной скоростью нагрева, например, для таяния снега на платформах поездов.Как только энергия в PCM почти израсходована, геотермальная система восстановит питание хранилища PCM. Дополнительная энергия, необходимая для пиковых периодов, может храниться в резервуарах для хранения PCM, а затем использоваться для удовлетворения таких потребностей. Например, в жаркий летний день блок PCM можно использовать для отвода дополнительного тепла сверх проектной мощности геотермальной системы во время скачков температуры, которые обычно длятся всего несколько часов. Это снижает нагрузку на геотермальную систему в часы пик, когда затраты на электроэнергию обычно самые высокие.
 Резервуары
 PCM значительно снижают общую стоимость геотермальной системы теплового насоса, поскольку ее не нужно проектировать для удовлетворения пиковых потребностей в отоплении / охлаждении. Кроме того, он также переносит энергетические нагрузки с часов пик на часы непиковой нагрузки. На рисунке  Изменение температуры  показано изменение температуры для типичного летнего дня июля 2010 года в Чикаго. Высокая температура в 90 градусов сохранялась только в течение короткого периода, около 4 часов, а затем быстро вернулась к отметке ниже 85 градусов.Эти относительно короткие пики температуры могут быть легко устранены с помощью PCM.
 В заключение, геотермальные тепловые насосы являются очень привлекательным, экономичным и устойчивым источником энергии как для отопления, так и для охлаждения с минимальным углеродным отпечатком. Это хорошо разработанная технология, которая может быть легко внедрена как в жилые, так и в коммерческие здания на стадии проектирования или модернизации зданий.
 Контрольные вопросы 
 По какому принципу работает геотермальный тепловой насос?
 Что делает его более экономичным по сравнению с электрическим нагревом или обычными печами?
 Подходят ли геотермальные тепловые насосы для умеренного климата (например,грамм. Майами, Флорида)? Единственный выбор в этих областях — обычные электрические или газовые печи?
 Сноски 
 Глоссарий 
 геотермальная энергия
 Энергия земли.
 тепловой насос
 Устройство, которое позволяет отводить тепло при более низкой температуре и подавать при более высокой температуре, например кондиционер.
 системы отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC)
 Такие системы, как печи и кондиционеры, обычно используемые в жилых и коммерческих зданиях.
 материалы с фазовым переходом
 Материалы, которые могут поглощать и отдавать большее количество тепла, чем обычные строительные материалы, потому что они могут изменять свое состояние (твердое или жидкое).
 Как работает геотермальная энергия »ООО« Геотермальные источники энергии »
 Геотермальные системы работают, используя постоянную энергию Земли для обогрева и охлаждения вашего дома 
 Геотермальная система отопления и охлаждения использует постоянную температуру почвы или воды, расположенной под вашим домом, для ее обогрева и охлаждения.Геотермальные тепловые насосы, также называемые геотермальными тепловыми насосами, GeoExchange, земными, наземными или водными тепловыми насосами, используются с конца 1940-х годов. В качестве обменной среды в нем используется постоянная температура земли, в отличие от других систем, использующих температуру наружного воздуха. Это позволяет системе достигать довольно высокого КПД (от 300 до 400 процентов) даже в самые холодные зимние ночи.
 Основное преимущество наземных тепловых насосов заключается в том, что они концентрируют естественное тепло, а не производят тепло за счет сжигания ископаемого топлива.
 Технология основана на том факте, что земля (под поверхностью земли) остается при относительно постоянной температуре в течение всего года, теплее воздуха над ней зимой и прохладнее летом, что очень похоже на пещеру. Геотермальная система использует это преимущество, передавая тепло, накопленное в земле или грунтовых водах, в здание зимой и передавая его из здания обратно в землю летом.
 Другими словами, земля действует как источник тепла зимой и отвод тепла летом.Система включает три основных компонента.
 
 Геотермальные системы обладают множеством преимуществ 
 Геотермальная система отопления и охлаждения использует постоянную температуру грунта, расположенную под вашим домом, для его обогрева и охлаждения. Это более эффективно, дешевле и лучше для окружающей среды, чем традиционные системы отопления и охлаждения.
 Узнать больше