Геотермальное отопление дома своими руками: сравнительный обзор способов устройства

Можно ли сделать котел своими руками

Устройство можно сделать самостоятельно, используя чертеж. Сварочных работ потребуется немного.

Основные компоненты:

1. Бесшовная труба из металла диаметром 57 мм с внутренней резьбой.
2. Термостойкое покрытие.
3. Патрубки для входа и выхода теплоносителя диаметром 32 мм с наружной резьбой.
4. Боковые заглушки из металла.
5. Внутренний электрод диаметром 25 мм.
6. Присоединительные клеммы (резьба М6), с помощью которых подключается нулевой провод и заземление.
7. Резиновые или паронитовые прокладки.

Резьбовые заглушки можно заменить металлическими кругами, но для этого понадобятся навыки сварщика и специальное оборудование. Кто-то вместо заглушки ставит патрубок, что позволяет сделать выход теплоносителя вверх. Электрод, расположенный внутри, следует изолировать от корпуса. Для этого используется фторопластовая втулка.

Котел может быть улучшен и модернизирован с помощью подручных материалов. Нежелательно в ходе сборки использовать разные металлы, иначе образуется гальваническая пара, то есть на одном электроде появится накипь.

Сборка выполняется по следующей инструкции:

1. Размечаются и отрезаются трубы для корпуса и патрубков. Они должны иметь выборки сферической формы. Это позволит обеспечить плотное прилегание к корпусу цилиндрического вида. В теле просверливаются отверстия, где будут привариваться патрубки.
2. Нарезается резьба. Для этого используются специальные метчики и плашки. Если под рукой материалов и инструментов нет, придется обращаться в токарную мастерскую. Там же вытачиваются заглушки, фторопластовые втулки и внутренние электроды.
3. К поверхности корпуса привариваются патрубки и клеммы, к ним будут подсоединяться провода.
4. Электрод закрепляется в заглушке и вставляется в котел.
5. Для окраски готового изделия подойдет эмаль, выдерживающая температуру до +120 градусов по Цельсию.

Еще один способ сборки недорогого котла.

С одной стороны в муфту вставляется электрод, а с другой ставится заглушка.

Для корпуса котла понадобятся тройник и металлический бочонок с внешней резьбой.

Сверху осталось закрепить диэлектрическую вставку.

После завершения работы проверяется проницаемость сварных швов. Простого заполнения системы водой будет недостаточно, ведь уровень рабочего давления достигает 2 бара. Швы очищаются от шлаков и покрываются мыльной пеной. Далее при помощи компрессора внутри котла создается давление, и если сварной шов некачественный, то на его поверхности образуются пузырьки.

Схема последовательности подключения элементов выглядит следующим образом:

1. Электроустановка.
2. Предохранительный клапан, манометр и воздухосбрасыватель.
3. Шаровой кран.
4. Отопительные приборы.
5. Расширительный бачок.
6. Кран для опорожнения.
7. Фильтр сетчатого типа.
8. Насос.

На последнем этапе подключают провода электропитания и заземления, систему заполняют водой и производят настройку оборудования. Корректируя состав теплоносителя, котел выводят на необходимую мощность. Можно использовать обычную водопроводную воду, но в ней содержатся вредные включения, вызывающие накипь на электродах. Оптимальный вариант — сначала заполнить систему дистиллированной водой.

Для осуществления настройки понадобиться воспользоваться токовыми клещами или амперметром, а также содой, шприцем и емкостью для размешивания. Ориентировочная мощность котла, сделанного своими руками, 4 кВт, поэтому сила тока в цепи должна быть 4000 Вт / 220 В = 18 А. Амперметр подсоединяют к проводам, после чего котел включается и производится нагрев воды. В то же время подготавливается содовый раствор в пропорции 1 к 10 и добавляется в систему при помощи шприца.

После включения котла показания сначала будут меньше 18 А. Далее в теплоноситель потихоньку нужно добавить раствор соды

Важно, чтобы система заранее была прогрета. Если в качестве теплоносителя используется дистиллированная вода, процесс может занять немало времени. При показаниях на приборе 16–17 А доливка прекращается

Рейтинг настенных газовых котлов двухконтурных по надежности читайте у нас на сайте

При показаниях на приборе 16–17 А доливка прекращается. Рейтинг настенных газовых котлов двухконтурных по надежности читайте у нас на сайте.

Особенности геотермального отопления

Геотермальное отопление относится к альтернативным видам подачи тепла в доме. Такой вариант тепловой установки можно назвать практически идеальным для обустройства частного дома или загородной дачи. Для работы в системе используется геотермальная энергия, которая добывается из различных природных источников тепла. Основной принцип работы в такой установке схож с работой ходильной системы. Главное отличие при этом следующее: если в холодильнике рефрижератор продуцирует из полученной системы охлаждение для воздуха, то здесь вырабатывается тепловая энергия. Слаженная работа возможна даже при низких температурных характеристиках.

Главная особенность геотермального отопления в доме заключается в том, что в теплую летную пору воздух в доме охлаждается, а вот зимой нагревается. При этом затраты на такое отопление очень низкие в сравнении с другими тепловыми установками. В чем-то работа такой системы схожа с кондиционированием воздушных потоков. Она помогает создать в доме нужные тепло и уют, обеспечивая хозяевам комфортные условия проживания в доме.

Геотермальная система отопления своими руками — пошаговая инструкция

Рассмотрим сооружение геотермального отопления дома своими руками с горизонтальным наружным контуром (укладка в грунте). Работы разобьем на два этапа.

Изготовление теплового насоса

На стене следует закрепить компрессор от кондиционера или холодильника.

При наличии слабой проводки используйте два компрессора с меньшей мощностью – это позволит уменьшить пусковой ток (компрессоры будут включаться последовательно).

Конденсатор, в котором будет сжиматься хладагент, изготавливаем из сантехнической медной трубы наружным диаметром около 12 мм и толщиной стенки 1 – 1,2 мм. Она наматывается на цилиндрическую болванку, так чтобы получился змеевик.

Испаритель делается из того же материала.

Самодельный тепловой насос

В качестве теплообменников следует использовать две емкости: для системы отопления – нержавеющую (здесь устанавливается конденсатор), для наружного контура – пластиковую (в ней установим испаритель).

Конденсатор устанавливаем так, чтобы фреон в нем двигался сверху вниз. Благодаря этому при его конденсации не будут образовываться пузырьки. В испарителе газ должен двигаться в противоположном направлении.

Один конец конденсатора присоединяется к выходу компрессора, на другом – устанавливается редукционный клапан. К выходному отверстию этого клапана присоединяется испаритель, второй конец которого следует подключить ко входу компрессора.

Каждую емкость при помощи штуцеров следует врезать в соответствующий контур.

Строительство наружного контура

Контур представляет собой пластиковую трубу, уложенную в траншею ниже глубины промерзания грунта в виде «змейки». Расстояние между соседними участками должно составлять около 70 см.

Длина контура будет зависеть от влажности грунта. При сухом грунте с каждого метра трубы удается снять 10 Вт тепла, во влажных глинистых почвах этот показатель возрастает до 35 Вт. Таким образом, на каждый кВт тепловой мощности понадобится контур площадью от 25 до 50 кв. м.

При изготовлении теплового насоса мощностью 9 кВт по теплу придется потратить:

• на изделия и материалы для конденсатора: 163 доллара;
• для испарителя: 206 долларов;
• на б/у компрессор и фреон: около 50 долларов.

При наличии автоматики общая стоимость самодельного теплового насоса составит примерно 500 долларов.

Полипропиленовая труба марки PN10 диаметром 50 мм для наружного контура будет стоить по 193 руб. за погонный метр.

Знаете ли вы, что отопить дом совершенно бесплатно можно, используя тепло земли? Геотермальное отопление: принцип работы. достоинства и недостатки технологии.

Принцип действия теплового насоса для отопления дома разберем в этой статье.

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.

Принцип действия и составные элементы

Геотермальная система отопления – это сложный инженерный комплекс сооружений, который требует больших материальных и временных затрат, однако при ближайшем рассмотрении выясняется, что будучи один раз установленной, такая схема обогрева полностью способна перекрыть потребность дома площадью до 150 квадратных метров в тепле и горячем водоснабжении. Широкое распространение получают данные системы в западной Европе, где на первом месте стоит забота об экологической чистоте и экономической выгоде.

Рассмотрим принцип работы геотермального отопления и основные его составляющие, для того, чтобы прийти к пониманию – насколько такие системы оправданы в повседневной жизни.

Тепловой насос

Сердце системы. Геотермальное отопление дома своими руками выполнить, возможно, но этот элемент лучше всего приобрести отдельно. Стоит заметить, что прежде чем приступать к закупкам оборудования и материалов необходимо провести тщательный расчёт суммарной ёмкости системы, е отдачи и соотношения этого показателя с тепловым потреблением строения.

Если этого не сделать вовремя – вся дальнейшая работа может пойти прахом. Самые узловые моменты всего комплекса мероприятий – это правильный расчёт ёмкости контуров и закупка соответствующего оборудования.

Тепловой насос состоит из компрессора и редукционного клапана, которые обеспечивают разность потенциалов на отдельных участках контура теплового насоса. Внутри труб находится фреон, который благодаря работе компрессора, получает ускорение, и проходя через клапан ускоряет своё движения. Это приводит к существенному подъёму температуры на участке перед компрессором, именно из этого участка, с помощью теплового обмена, и берётся основное тепло для обогрева помещений и горячего водоснабжения.

Контур является замкнутым и вся его задача состоит в том, чтобы увеличивать естественную температуру теплоносителя поступающего из внешнего контура с семи до пятидесяти пяти градусов по Цельсию. Происходит это, за счёт описанного выше процесса разгона фреона под давление в закрытом контуре с прохождением его через клапан.

Тепловой узел располагают обычно в подвале или цокольном этаже, с температурой внешней среды в пределах пятнадцати градусов выше нуля, это поддерживает его стабильную работу.

Самый важны процесс перед установкой теплового насоса — это проведение всех расчетов правильно, в случае ошибки вся работа может пойти прахом.

Внешний контур

Представляет собой ещё один замкнутый контур, в котором по трубам движется антифриз, перемещаемый с помощью циркуляционного насоса. Основная часть контура находится на глубине до 3 метров под землёй, если речь идёт о горизонтальном исполнении системы, при котором трубы внешнего контура располагают горизонтально на большой плоскости.

Может располагаться также на дне водоёма, но только в регионах, где зимняя температура не опускается ниже нуля.

Описанная выше система требует монтажа на этапе заливки фундамента, что не всегда возможно сделать. В случае, когда необходимо смонтировать геотермальное отопление загородного дома на уже застроенном участке – бурят скважины глубиной от тридцати до ста метров, к слову, отдача тепловой энергии у вертикальных систем существенно выше, но стоимость их на порядок дороже, за счёт привлечения техники для бурения скважин.

Монтаж внешнего контура желательно производить на этапе заливки фундамента, в другом случае это будет более трудоемкий и дорогостоящий процесс.

Внешний контур

Служит уже непосредственно для обогрева внутреннего пространства дома и обеспечения горячего водоснабжения.

Тепло, собранное из грунта, переданное на тепловой насос, разогнанное и увеличенное в его закрытом контуре, передаётся через теплообменник во внутреннюю сеть дома, которая может состоять из тёплых полов, плинтусного отопления, воздушного отопление на водяных коллекторах и других элементах системы.

Выбирать, каким именно образом осуществить геотермальное отопление своими руками стоит, только тщательно изучив местность и условия, в которых предстоит работать данной схеме отопления. Для этого необходимо произвести замеры температуры почвы на участке под дом, в разные периоды в течение зимы, на разных глубинах.

Как работает геотермальное отопление дома?

Геотермальное отопление дома очень схоже с работой холодильника или кондиционера с функцией обогрева. У них имеется тепловой насос, и в нем скрыт весь секрет. Так вот он применяется сразу для внешнего и внутреннего контура.

Чтобы организовать нужное вам отопление, вам обязательно понадобятся трубы и радиатор. Разберем функции каждого из них. Трубы нужны для того, чтобы вода могла перемещаться в вашем доме. Радиатор понадобится для того, чтобы при нагревании труб радиатор отдавал тепло в помещения

Важно еще и то, что трубы и радиатор нужны для образования контура. Как видите, внутренний контур (радиатор) не отличается большой масштабностью

А вот внешний – как раз наоборот. Он будет находиться под землей, если мы говорим о системе «земля-воздух». В некоторых случаях его можно использовать и под водой (вода-воздух).

Схема работы теплового насоса

Внутри внешнего контура циркулирует вода, а иногда и антифриз. Жидкость (теплоноситель), которая находится в трубах под землей, начинает нагреваться. Далее, она отправляется во внутренний контур, где проходит тепловой насос. После него, подогретая вода течет в трубы, а радиатор переносит это тепло в дом. Ключевым фактором в данном виде отопления считается насос. Но ведь вам нужно еще и установить его куда-то. Если сравнивать его площадь, то она примерно равна стиральной машине. Естественно, что такому насосу обязательно понадобится электричество. Но потребляет он его мало, при том, что вырабатывает в 4-5 раз больше энергии в виде тепла. Теперь посчитайте экономию.

Самое недорогое оборудование работающее по принципу теплового насоса — системы воздух-воздух — это обычные сплит-системы с функцией обогрева, где в трубках используется газ фреон «сосущий» тепло из воздуха, грубо говоря. Отказавшись от обычных ТЭНовых обогревателей и установив канальную сплит-систему работающую до -15 -20 гр.С, получим экономию электричества примерно в три раза. А если установить геотермальное отопление земля-воздух, то в 4-5 раз, правда его установка обходится значительно дороже, но это быстро окупается.

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.

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!

Из-за недостаточной для обогрева жилых строений эффективности геотермальных систем их используют в качестве дополнения к основным отопительным сетям или сооружают комплексно с двумя и более теплообменниками

Как показывает практика, геотермальное отопление особенно выгодно для домов, общая отапливаемая площадь которых составляет 150 кв. метров. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.

Монтаж геотермального отопления своими руками

На практике сделать теплоснабжение этого типа – задача сложная. Особенностью проектирования и монтажа геотермального отопления своими руками является наличие теплового насоса – основного агрегата системы.

В конструкцию этого устройства включен внутренний контур с хладагентом, компрессор, дроссель и испаритель. Для управления работой обязательно предусматривается электронный блок

На что необходимо обращать внимание при выборе геотермального теплового насоса для отопления?

Тип устройства. В теплоснабжении применяются модели «грунт-вода». Помимо них существуют «вода-вода» и «воздух-вода»;

Номинальная тепловая мощность. Она напрямую зависит от расчетных параметров. Стоит учитывать, что практически все модели имеют значение этой характеристики до 18 кВт;

Потребляемая мощность. Это сумма электрической энергии, необходимой для работы компрессора, насоса и электронного блока управления. Напрямую зависит от номинальной мощности устройства;

Параметры отопительной системы – температурный режим и оптимальный показатель давления. Для всех геотермальных систем отопления своими руками последний показатель обычно не превышает 3 бар;

Стоимость. В настоящее время обустройство геотермального отопления частного дома является самым дорогим. И большая часть расходов – это приобретение теплового насоса

Поэтому нужно особое внимание уделить правильному выбору этого компонента системы.

Кроме геотермального теплового насоса для отопления – следует правильно подобрать трубы для наружного контура. Они должны отвечать определенным требованиям. В частности – иметь минимальный показатель сопротивления теплопередачи. В идеале для этого следовало бы использовать стальные магистрали. Однако их эксплуатация в этой среде связана с множественными проблемами. Поэтому зачастую сделают геотермальное отопление из полимерных гибких трубопроводов.

После анализа отзывов о геотермальном отоплении дома можно выделить следующие положительные качества полимерных труб для этого типа теплоснабжения:

Достаточная гибкость

Это важно при обустройстве горизонтального геотермального отопление загородного дома своими силами.
Простота установки и состыковки отдельных контуров. Для этого применяются механические муфты.
Возможность оперативной замены поврежденного участка в случае аварийной ситуации.

Также не нужно забывать о стоимости. Учитывая, что в основе принципа работы геотермального теплоснабжения лежит тепловой насос – следует уменьшить затраты, чтобы приобрести оптимальную модель этого устройства.

Для полноценного функционирования системы рекомендуется в первичном контуре применять специальный состав теплоносителя, который имеет температуру замерзания ниже 0°С.

Устройство геотермальной отопительной системы

Геотермия (наука о тепловом состоянии Земли) сделала возможным практическое применение тепловой энергии, которую земная кора получает от раскаленной магмы в центре планеты.

Специально разработанный тепловой насос для отопления дома устанавливается на поверхности, а в грунте или на дне водоема монтируется теплообменник. Тепловая энергия «выкачивается» на поверхность и позволяет нагреть теплоноситель в контуре отопления дома или объекта нежилого назначения.

Как происходит процесс обогрева

Геотермальное отопление частного дома — экономически эффективный вариант. Если использовать энергию земли для отопления дома, то на каждый киловатт электроэнергии, необходимой для работы оборудования, приходится от 4 до 6 кВт полезной тепловой энергии, полученной из недр планеты.

В сравнении с функционированием кондиционера увидим, что при его эксплуатации на получение 1 кВт тепловой энергии требуется затратить более 1кВт электроэнергии. Это связано с неизбежными потерями на преобразование одной энергии в другую и т.д.

Отапливать жилой дом за счёт тепловой энергии земных недр очень выгодно, но период окупаемости оборудования и затрат на монтаж займет определенное время.

Использование тепла земли для отопления дома не требует установки традиционного котла для нагрева теплоносителя.

В данном случае система состоит из трех составляющих:

• контур нагревания — геотермальный источник тепловой энергии;
• отопительный контур внутри дома — низкотемпературный радиаторный либо напольный;
• насосная станция — тепловой насос для перекачивания в отопительный контур тепловой энергии из контура нагревания в толще грунта или под водой.

Геотермальная система отопления может применяться также для обогрева теплиц, вспомогательных построек, воды в бассейне, садовых дорожек и т.д.

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.

Классификация по типу конструкции

Принцип работы подобного отопления немного похож с принципом работы того же кондиционера или домашнего холодильника. Что касается основного элемента, то им является , который включен одновременно в два контура.

Внутренний контур – это традиционная система отопления, которая состоит из радиаторов и труб, что касается внешнего, то это больших размеров теплообменник, который может находиться под толщей воды или под поверхностью земли. Внутри него, как правило, циркулирует жидкость, имеющая в составе антифриз, так же как и обычная вода. Подобный теплоноситель принимает на себя температуры среды, которые потом уже немного подогретые поступают в тепловой насос. Тепло, которое было аккумулировано передается внутреннему контуру, именно это и осуществляет нагревание воды в радиаторах и трубах. Геотермальный тепловой насос является ключевым элементом подобной системы, по сути, это компактных размеров агрегат, занимающий места не больше, чем обычная стиральная машина.

Схема работы теплового насоса

Стоит отметить, что установка подобного вида отопления является достаточно дорогостоящим и трудоемким процессом. Приличные деньги придется потратить на приобретение специального оборудования, а также на проведение земляных работ. Именно по этой причине все большее количество людей принимают решение осуществить геотермальное отопление дома своими руками.

Для того, чтобы все получилось, необходимо разобраться в том, какие системы применяются чаще всего, а также важно уяснить некоторые особенности всех видов данного устройства. Прежде всего стоит знать, что есть три основных вида теплообменников:

• горизонтальный;
• вертикальный;
• водоразмещенный.

Горизонтальный теплообменник

Достаточно часто применяется именно такой вид контура. При его устройстве трубы укладываются в специальные траншеи на глубину немного превышающую уровень промерзания почвенного покрова в данной местности. Есть один недостаток у подобной системы – необходима большая площадь для размещения коллектора, и далеко не каждый застройщик может себе позволить установку подобного типа конструкции. Кроме того, если на участке растут деревья, оборудования должно отстоять от них на расстоянии примерно полтора метра.

Теплообменники в траншее

Вертикальный теплообменник

Более компактным по размерам, но при этом более дорогим является вертикальный теплообменник, для монтажа которого большой площади не потребуется, но не обойтись без специального бурильного оборудования. Глубина скважины в обязательном порядке должна быть в диапазоне от 50 до 200 метров. Данный метод считается дорогостоящим, но при этом в состоянии прослужить до 100 лет. Особенно такой метод актуален в том случае, если планируется произвести геотермальное оборудование дома, расположенного за городом, а также имеющего прилегающую обустроенную территорию. Данный метод позволяет окружающий ландшафт сохранить в нетронутом виде.

Укладка теплообменных труб в скважину

Водоразмещенный теплообменник

Подобная конструкция является наиболее экономичной, она использует энергию тепла воды. Рекомендуется монтировать ее на расстоянии до водоема, расположенного поблизости не больше 100 метров. Контур из труб укладывается на дно в виде спирали, глубина залегания не должна превышать три метра, а рекомендуемая площадь водоема должна составлять не менее 200 кв. метров. Еще одним преимуществом такой конструкции является отсутствие необходимости производить сложные трудоемкие работы, на которые в обязательном порядке необходимо получить необходимое разрешение.

Закладка труб в водоем

Как видно из всего сказанного выше, осуществить геотермальное отопление самостоятельно, своими руками, не так просто. Самым оптимальным вариантом является последний вариант, но здесь есть некоторые нюансы, без наличия которых он будет невозможен, в частности он невозможен при отсутствии водоема.