Геотермальная система: Геотермальное отопление дома — АО Гидроинжстрой

Геотермальное отопление дома своими руками

Многие владельцы частных домов все еще считают, что геотермальное отопление – это термин чуть ли не из области научной фантастики, и актуален он только для тех регионов, где бурлят горячие источники и имеется высокая вулканическая активность. А поскольку такие природные явления – редкость, то перспективы использования данной альтернативной энергии в наших условиях выглядят для многих туманно. На самом деле геотермальный насос с успехом генерирует тепло и при невысоких температурах, так что даже в умеренном климате применять его можно довольно эффективно. А вот под силу ли смонтировать геотермальное отопление дома своими руками? С этим попробуем разобраться.

Классификация по конструкционному типу

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.

Существуют и другие типы насосов, используемых в системах отопления. Более подробно об этом вы узнаете из нашей статьи: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/teplovye-nasosy-dlya-otopleniya-doma.html

Горизонтальный теплообменник

Довольно часто используют горизонтальный контур, при устройстве которого трубы укладывают в траншеи на глубину большую, чем уровень промерзания почвы в данной местности.

Недостаток системы геотермального отопления с горизонтальным контуром — большая площадь, занимаемая коллектором

Недостаток – территория, занимаемая контуром, должна быть намного больше самого дома, так, для отопления здания площадью в 250 м², под трубы «уйдет» около 600 м². Не каждый застройщик может позволить себе подобную роскошь.

К тому же возникают неудобства, если участок уже облагорожен, приходится соблюдать, например, расстояние от деревьев (1,5 м) и многие другие нюансы.

Вертикальный теплообменник

Более компактный, но и более дорогой вариант – вертикальный теплообменник. Для его установки не потребуется большая площадь, но зато потребуется специальное бурильное оборудование.

Монтаж вертикального теплообменника требует использования специального бурильного оборудования

Глубина скважины, в зависимости от технологии, может достигать 50-200 м, зато срок ее службы до 100 лет. Особенно актуален этот способ, когда планируют геотермальное отопление загородного дома с обустроенной прилегающей территорией, он позволяет сохранить ландшафт практически в первозданном виде.

Водоразмещенный теплообменник

Наиболее экономичная геотермальная установка использует тепловую энергию воды. Ее рекомендуют, если расстояние до ближайшего водоема не превышает 100 м.

Водоразмещенный теплообменник является наиболее выгодным и следовательно более целесообразным для устройства

Контур из труб в виде спирали укладывают на дно, глубина залегания должна быть меньше 2,5-3 м, то есть глубже зоны промерзания. Площадь водоема – от 200 м². Главный плюс – нет необходимости выполнять трудоемкие земляные работы, но необходимо получить разрешение специальных служб. Затратив значительные средства на дорогостоящее оборудование, не стоит экономить на качественном монтаже. Ведь именно от него будет зависеть качество и эффективность всей системы.

Как видим, смонтировать геотермальное отопление дома своими руками не так уж просто. Из всех перечисленных видов, пожалуй, только последний вариант будет достаточно просто воплотить в жизнь самостоятельно. Но даже в этом случае стоит взвесить, все «за» и «против».

О достоинствах и недостатках системы

Впервые к геотермальному отоплению пристально присмотрелись в США, во время кризиса в 80-х. Достаточно дорогие установки прописались в домах самых богатых и продвинутых, но постепенно они становились все доступнее и популярнее. Европа взяла новинку на заметку и стала активно внедрять на своих просторах. Сейчас этот вид отопления уже совсем не диковинка, в Швеции, например, около 70% всего тепла синтезируется при помощи тепловых насосов.

Производители чудо-оборудования и зеленые в один голос твердят о преимуществах этого вида отопления перед всеми остальными, главные плюсы, на которые делается акцент, такие:

• для отопления используется тепловая энергия земли, которая является возобновляемой и неисчерпаемой;
• не существует риска возгорания;
• отпадает потребность в доставке и хранении топливных материалов;
• при работе оборудования не образуются какие-либо вредные выбросы, система абсолютно безопасна и экологична;
• система работает автономно, не нуждается в постоянном контроле и вмешательстве;
• она экономична, практически не требует от владельца затрат на обслуживание;
• при всем разнообразии моделей, коэффициент производительности оборудования остается неизменно высоким.

Геотермальная система отопления хорошо проявила себя в сочетании с «теплыми полами». Подобный дуэт обеспечивает равномерное распределение температуры и препятствует образованию зон перегрева.

Важно! Наиболее выгоден этот вид отопления для домов, площадью до 150 м², владельцы таких небольших коттеджей уверяют, что затраты окупаются за каких-нибудь 3-4 года.

О других вариантах отопления читайте в нашем следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/energosberegayushhee-otoplenie-chastnogo-doma.html.

Отметим, что на постсоветском пространстве эти системы пока еще не стали популярными. Во многом это объясняется достаточно весомыми капиталовложениями, которые потребуется сделать в самом начале, и довольно длительным сроком окупаемости. Убедить наших сограждан, что это, в конце концов, все равно экономически выгодно, достаточно сложно. Хотя, если учесть ежегодное подорожание привычных теплоносителей и то, что система рассчитана в среднем на 100 лет эффективной работы, то выбор покажется вполне оправданным.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Геотермальная система отопления

В наши дни, когда стоимость на природные ресурсы неуклонно растет, а ученые уже давно предложили альтернативные менее затратные в использовании и экологически чистые варианты отопления и приготовления горячей воды, вполне обоснованным будет отход от традиционных, привычных способов в пользу новых. Для обеспечения энергонезависимости все большее количество пользователей применяют ветряные генераторы, солнечные коллекторы и батареи а также геотермальные (тепловые) насосы.

Геотермальная энергия — идеальный альтернативный вариант отопления в частных домах. Геотермальная система более сложна в проектировании и организации монтажа, сравнительно с традиционными отопительными системами, но за счет большой эффективности полностью окупается через 5 — 8 лет.

Такое отопление, на протяжении вот уже 30 лет, завоевало прочную позицию в Соединенных Штатах и странах Западной Европы. Например в Швеции 70 процентов тепловой энергии получают с помощью именно тепловых насосов.

Энергетический потенциал земли становится доступным для использования с применением необходимого оборудования. Геотермальная тепловая энергия — это по сути тепло, которое накапливается в грунте. Слоями грунта аккумулируется приблизительно 98 процентов энергии, которую излучает солнце. Даже в зимний период накопленного тепла вполне достаточно для отопления помещений и обеспечения горячей водой. Получаемая таким способом тепловая энергия доступна в любом месте и в неограниченном количестве абсолютно бесплатно.

Принцип работы геотермальной установки довольно прост. Сердцем такой системы является тепловой насос, который генерирует энергию земли в тепловую энергию. К насосу подключены два контура. Первый контур — это по сути теплообменник, для его организации на глубине не менее двух метров прокладывают трубу, длина которой может составлять  от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Внутри такого теплообменника циркулирует теплоноситель (вода или вода с добавлением антифриза). По мере движения теплоноситель приобретает температуру среды, и возвращается в тепловой насос, насос аккумулирует тепло и передает его внутреннему контуру, который и есть традиционный трубопровод внутри здания с отопительными радиаторами, теплыми полами и т.д. Такая установка не требует постоянного контроля или сервиса, а срок ее службы — не менее 100 лет. Но не стоит забывать что для ее функционирования все же требуются ресурсы — электроэнергия для работы теплового насоса. Используя геотермальное отопление возможно получение из 1 кВт электроэнергии от 3 до 5 кВт тепловой энергии.

Геотермальные установки с успехом можно использовать и для обогрева и для кондиционирования помещений.

Интернет-магазин «Волтар»

лучшие системы для загородного дома

Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» зачастую ассоциируется у нас с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика используется преимущественно в промышленных масштабах, например, существуют дальневосточные электростанции, работающие на основе тепла нашей планеты.

Многие уверены, что сделать геотермальное отопление дома своими руками – это что-то из области фантастики. Не так ли? Но это совершенно не так! С развитием современных технологий бытовое использование “зеленой энергии” стало вполне реально.

Мы расскажем о принципах работы альтернативного отопления, его преимуществах и недостатках, сравним с традиционными системами обогрева. Также вы узнаете о способах расположения теплообменника и о том, как смонтировать геотермальное отопление своими руками.

Содержание статьи:

Несколько исторических фактов

Когда в 70-е годы прошедшего столетия разразился нефтяной кризис, на Западе возникла жгучая потребность в . Именно в тут пору и стали создаваться первые геотермальные отопительные системы.

Сегодня они получили широкое распространение в Соединенных Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

Галерея изображений

Фото из

Использование энергии земных недр обладает веским преимуществом: применяемые ресурсы достаются бесплатно и самопроизовольно восстанавливаются

Внутренний блок геотермальной системы занимает немного места, внешне напоминает привычную бытовую технику

Первоначальные вложения в устройство системы, использующей геотермальную энергию, выше, чем установка котла, но минимальные средства на содержание и эксплуатацию оправдывают и быстро окупают проект

Оборудование, перерабатывающее энергию земли в тепло, не выделяет продуктов горения, не сжигает безвозвратно дрова, уголь, торф, газ

Перспективы геотермального отопления

Габариты внутреннего блока геотермальной системы

Стоимость установки и эксплуатации теплового насоса

Экологические приоритеты теплонасосов

Например, в Швеции активно используют воду Балтийского моря, температура которой составляет +4°С. В Германии внедрение геотермальных отопительных систем даже спонсируется на государственном уровне.

При упоминании геотермальных источников энергии мы всегда представляем себе долину гейзеров или вулканы, но нужные нам источники гораздо ближе. И они помогут нам согреться зимой и охладиться летом

В России действуют Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и другие геотермальные электростанции. Но фактов использования энергии Земли в нашем частном секторе очень мало.

Реальные преимущества и недостатки

Если в России геотермальное отопление частного сектора получило сравнительно малое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься этим вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

Использование системы геотермального отопления жилища – решение выгодное. И тому есть несколько причин. В их числе и быстрая установка оборудования, которое способно длительное время работать без каких-либо перебоев.

Если использовать в отопительной системе не воду, а качественный антифриз, она не будет промерзать и её износ будет минимальным.

Перечислим и прочие преимущества этого вида отопления.

• Исключена процедура сжигания топлива. Мы создаём абсолютно пожаробезопасную систему, которая, в процессе своей эксплуатации, не сможет нанести жилью никакого ущерба. Кроме того, исключается ряд других моментов, связанных с присутствием топлива: теперь не нужно искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
• Существенная экономическая выгода. В процессе эксплуатации системы не потребуется никаких дополнительных вложений. Ежегодный обогрев обеспечивают силы природы, которые мы не покупаем. Конечно, при функционировании теплового насоса затрачивается электрическая энергия, но при этом объём производимой энергии существенно превышает размеры потребления.
• Экологический фактор. Геотермальное отопление частного загородного дома – это экологически безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это осознают многие, и такая система теплоснабжения получит должное повсеместное распространение, негативное влияние людей на природу многократно уменьшится.
• Компактность системы. Вам не придется организовывать в своём доме обособленное помещение котельной. Всё, что будет необходимо – это тепловой насос, который можно разместить, например, в подвале. Наиболее объёмный контур системы будет располагаться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не увидите.
• Многофункциональность. Система может работать как на отопление в холодное время года, так и на охлаждение в период летней жары. То есть, по сути, она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер.
• Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.

Выбор геотермальной системы отопления экономически выгоден, несмотря на то, что придется потратиться на покупку и установку оборудования.

Кстати, в качестве недостатка системы упоминают именно затраты, на которые придется пойти, чтобы установить систему и подготовить её к работе. Нужно будет купить сам насос и некоторые материалы, выполнить работы по монтажу наружного коллектора и внутреннего контура.

Не секрет, что ресурсы дорожают год от года, поэтому автономная система отопления, которая способна окупиться в течение нескольких лет, всегда будет экономически выгодна для её владельца

Впрочем, эти расходы окупаются всего за несколько первых лет эксплуатации. Последующее использование уложенного в грунт или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить значительные средства.

К тому же, сам процесс монтажа не настолько сложен, чтобы приглашать для его выполнения сторонних специалистов. Если не заниматься бурением, то всё остальное можно сделать самостоятельно.

Галерея изображений

Фото из

Внутренний блок системы, использующей тепло недр земли, включает непосредственно сам тепловой насос, отдельно установленный или встроенный в насос водонагреватель и буферную емкость

Тепловой энергии горных пород и грунтовой воды вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома

Несмотря на реальную выгоду эксплуатации тепловых насосов, обогрев дома с применением газового котла пока обходится дешевле, но геотермальную энергию все равно применяют, к примеру, для подогрева воды в бассейне

Однако в негазифицированных районах, местечках, в которые не проведено электричество, тепловой насос с забором энергии грунтов и воды способен стать агрегатом, обеспечивающим системы ГВС и отопления

Бесплатную энергию подземной воды и горных пород разумно использовать в обеспечении теплом бытовых построек, теплиц, спортивных комплексов

Теплонасосы с забором энергии из недр земли могут служить дополнительными источниками энергии, необходимыми на случай перебоев с подачей электроэнергии

В случае перехода дома полностью на геотермальное отопление чаще всего приходится сооружать несколько контуров, для обслуживания определенных колец, например, для радиаторного отопления и теплого пола лучше задействовать два теплонасоса, а для ГВС третий

Геотермальные схемы устройства отопления превосходно сочетаются как с традиционными вариантами, так и с другими видами альтернативных источников: солнечными батареями, ветрогенераторами и прочим

Внутренний блок геотермальной системы отопления

Геотермальные источники в отоплении частного дома

Теплонасос земля-вода для подогрева воды в бассейне

Геотермальные системы в обустройстве загородных построек

Устройство геотермального отопления в теплице

Теплонасос как дополнение к основной отопительной схеме

Многоконтурная геотермальная система в частном доме

Геотермальное отопление в паре с солнечными батареями

Надо отметить, что некоторые умельцы, в стремлении сэкономить научились собирать геотермальный .

Об источниках геотермального отопления

Для геотермального отопления можно использовать следующие источники земной тепловой энергии:

• высокотемпературные;
• низкотемпературные.

К высокотемпературным относятся, например, термальные источники. Использовать-то их можно, но область их применения ограничивается фактическим местом нахождения таких источников.

Если в Исландии этот вид энергии активно применяется, то в России термальные воды находятся далеко от населенных пунктов. Максимально они сконцентрированы на Камчатке, где подземную воду применяют в качестве теплоносителя и поставляют в системы ГВС.

Для эффективного использования тепловой энергии земли не нужен вулкан. Достаточно использовать те ресурсы, которые находятся всего в 200 метрах от земной поверхности

Зато для применения низкотемпературных источников у нас имеются все необходимые предпосылки. Для этой цели подойдут окружающие воздушные массы, земля или вода.

Для извлечения нужной энергии используют тепловой насос. С его помощью происходит процедура преобразования температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частного домовладения.

Галерея изображений

Фото из

Забор бесплатного тепла грунтовой воды и горных пород

Наружный теплообменник системы земля-вода

Наружный теплообменник в естественном водоеме

Геотермальная скважина теплового насоса

Принцип работы такого отопления

Если вы знакомы с тем, как работает или , то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний.

Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены .

Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

В состав геотермальной системы отопления входят два контура – внутренний и внешний, а так же сердце отопительной системы – тепловой насос, который, сжимая теплоноситель, повышает его температуру (+)

во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается.

Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь.

Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Два вида расположения теплообменника

Имеются два варианта отопления частного дома с использованием низкотемпературной энергии элементов окружающей среды. Основу системы во всех трех случаях составляет геотермальный насос.

Внутренний контур остаётся без изменений для любого способа отопления, а основное различие заключается в расположении внешнего контура.

Геотермальное отопление бывает с теплообменником, расположенным:

• вертикально – располагаются в скважинах, вскрывающих или не вскрывающих водоносный пласт;
• горизонтально – теплообменники систем укладывают в котлован или открытый водоем в виде своеобразного змеевика.

Каждый из приведенных здесь видов отопления характеризуется своими особенностями, недостатками и преимуществами.

Если вы намерены создать такую систему отопления собственными руками, вам будет интересно узнать о каждом из видов подробнее.

Галерея изображений

Фото из

Вертикальный способ размещения коллектора

Группа вертикальных петель коллектора теплонасоса

Внешний коллектор теплового насоса для большого дома

Горизонтальный теплозаборник насоса земля-вода

Укладка коллектора наружного блока в траншею

Установка теплообменника в виде группы корзин

Укладка трубопровода по стенкам и дну котлована

Соркращение площади зачет дополнения скважинами

Вариант #1. Вертикальное размещение внешнего коллектора

Этот вид отопления основан на интересном природном явлении: на глубине 50-100 м и более от своей поверхности земля круглогодично имеет одинаковую и постоянную температуру 10-12°С.

Чтобы иметь возможность использовать эту энергию земли, необходимо . Технология практически аналогична с подготовкой водозаборного источника.

С целью максимального сохранения ландшафта можно пробурить несколько труб с одной исходной точки, но под разными углами.

Внешний контур системы будет смонтирован непосредственно в этих скважинах. Это позволит эффективно отобрать у земли её тепло. Разумеется, этот способ трудно назвать простым и малобюджетным.

Для создания вертикальной системы геотермального отопления нужно использовать оборудование для бурения скважин, без применения буровой установки решение задач по устройству системы будет довольно трудоемким (+)

Актуален он в том случае, когда прилегающая к дому территория уже обустроена, и нарушение её ландшафта нецелесообразно. Глубина бурения скважины может достигать от 50 до 200 метров.

Конкретные параметры скважины зависят от геологической обстановки на участке и параметров будущего сооружения. Срок службы такой конструкции составляет примерно 100 лет.

Для устройства вертикального варианта системы с теплообменником, извлекающим энергию подземной воды, потребуется пробурить две водоносные скважины.

Из одной из них, именуемой дебетовой, с помощью насоса производится забор воды, которая после передачи тепла сливается во вторую, приемную выработку.

Минус геотермальной системы с двумя скважинами в недостаточной эффективности для обогрева загородного дома. Слишком много энергии тратит циркуляционный насос. Зато для поставки теплоносителя контуру теплого пола получаемой тепловой энергии вполне достаточно

Вариант #2. Горизонтальное расположение грунтового коллектора

Чтобы уложить внешний контур при горизонтальном виде отопления, нужно знать, на какую глубину промерзает земля в вашей местности.

Трубы укладывают ниже уровня промерзания в заранее подготовленные траншеи, захватывая при этом довольно большое пространство: чтобы отопить дом, площадь которого составляет 200-250 кв. м, нужно использовать примерно 600 кв. м теплообменника. То есть шесть соток.

Недостатком этой конструкции является большая площадь, которую она занимает. Если вам нужна на участке лужайка, покрытая травой и цветами – это ваш вариант. А от плодоносящих деревьев трубы коллектора лучше держать подальше (+)

Понятно, что при таких условиях, объём земляных работ будет значительным. Кроме того, нужно учесть в плане расположение деревьев и прочей растительности на участке, чтобы не заморозить их. Например, нельзя располагать трубы коллектора ближе, чем в полутора метрах от деревьев.

Этот способ монтажа используют, как правило, в тех случаях, когда участок только осваивается под строительство. Все расчеты и планы по постройке коттеджа, организации его отопления и планировке земельного участка лучше всего выполнять одновременно.

Галерея изображений

Фото из

Укладка теплозаборного коллектора в котлован

Подсоединение коллектора к трубам выхода и входа в дом

Подключение к накопительному водонагревателю

Обустройство площадки с внешним коллектором

Погружение горизонтального теплообменника в водоём

Этот способ требует особого расположения домовладения – на расстоянии примерно в 100 м от водоёма, имеющего достаточную глубину. Кроме того, указанный водоём не должен промерзать до самого дна, где и будет расположен внешний контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. м.

Этот вариант размещения теплообменника считается наименее затратным, но подобное расположение домовладения все-таки встречается не часто. Кроме того, могут возникать сложности, если водоём относится к объектам общего пользования

Очевидным преимуществом этого метода является отсутствие обязательных трудоёмких земляных работ, хотя с подводным расположением коллектора все-таки придется повозиться. И специальное разрешение на проведение таких работ тоже понадобится.

Впрочем, геотермальная установка, использующая энергию воды, все-таки является наиболее экономичной.

Своими руками: что и как

Если уж и 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 несложная.

Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации и 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 м. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 кв. м, а глубина – 3 м (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 кв. м коллектора на 100 кв. м 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. м. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.

Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология  достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.

Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в .

Выводы и полезное видео по теме

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.

Цель, 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.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме геотермального отопления частного дома? Можете оставлять комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Геотермальное отопление дома | Установка геотермального отопления под ключ в Московской области

Состав систем

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

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

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

Принцип работы

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

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

Горизонтальный коллектор

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

Вертикальные зонды

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

Дно водоема

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

Преимущества геотермального отопления

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

Энерго эффективность

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

Экономическая эффективность

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

Экологическая безопасность

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

Безопасность от пожаров

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

Повсеместная доступность

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

Высокая надежность

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

Особенности и порядок монтажа

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

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

Заключение договора и приобретение оборудования.

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

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

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

Оборудование для геотермального отопления

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

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

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

Тепловые насосы

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

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

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

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

Сравнение стоимости геотермального и газового отопления

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

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

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

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

Геотермальное отопление, принцип работы, монтаж своими руками

В последние десятилетия активная жизнедеятельность людей, удовлетворяющих свои потребности, начала очень негативно воздействовать на природу, окружающую среду. И теплоэлектростанции сыграли не последнюю роль в этом процессе. В то же время, общество стало понимать, что ресурсы природы являются небезграничными, именно поэтому в последние годы начали внедрять аналоги источников теплоснабжения. Одним из таких альтернативных способов отопить дом является геотермальное отопление. Система – проста и эффективна, а сделать ее можно собственноручно.

Геотермальное отопление

Заметим, что геотермальное отопление в США и европейских странах стало основным источником тепла, однако в России на сегодняшний день оно рассматривается только в качестве альтернативы газовому, электрическому, твердотопливному и другим видам отопления. Очень скоро геотермальное отопление станет основным, ведь отзывы говорят о том, что это рентабельный способ отопить свой дом без вреда для экологии и с выгодой для себя.

Принцип функционирования

Такое явление, как геотермальное отопление, принцип работы которого напоминает обычный холодильник, только наоборот, — становится все популярнее. Земля сохраняет тепло постоянно, можно нагревать объекты, находящиеся на ее поверхности. Суть в том, что изнутри землю нагревает горячая магма, а сверху благодаря грунту она не промерзает.

Тепловую энергию, которая получается в процессе отопления, использует геотермальная система, основанная на специальном тепловом насосе.

И принцип функционирования здесь следующий: сверху ставится тепловой насос, в специальную земляную шахту опускается теплообменник. Грунтовая вода идет через насос и нагревается. Таким образом, тепло, которое получается при этом, используется для промышленных или бытовых целей. Так и работает отопление подземным теплом.

Принципиальная схема работы теплового насоса

Заметим, что главным преимуществом такой системы является то, что при затратах электроэнергии в 1 кВт получаем полезную тепловую энергию в диапазоне от 4 до 6 кВт. Для сравнения, обычный кондиционер не способен преобразовать 1 кВт электроэнергии в 1 кВт тепловой энергии (закон сохранения энергии, т.к. потери при преобразовании одного вида энергии в другую, увы пока никто не отменял). Отопление за счет тепла земли окупится достаточно быстро при правильном подходе к реализации геотермального отопления.

Рекомендуем к прочтению:

Особенности системы

Конечно, не так-то и просто сделать геотермальное отопление своими руками, однако это вполне возможно. И для начала делается шахта. Параметры шахты рассчитываются для каждого случая отдельно. Ее габариты будут зависеть от климата в вашей местности, типа грунта, особенностей строения коры земли региона, домашней площади, где будет ставиться такая система. Как правило, глубина шахты составляет от 25 до 100 м.

Бурение скважин под тепловой насос

Далее монтаж геотермального отопления подразумевает такой шаг, как опускание в земную шахту труб, поглощающих тепло. Функции этих труб заключаются в следующем: они будут подавать тепло в насос, который будет повышать температуру жидкости и выводить ее в отопление. Заметим, что если вы решили сделать геотермальные системы отопления своими руками, то вам потребуется помощник, ведь трубы бывают очень тяжелыми.

Заметим, что в летний период отопление от земли,  работает в качестве кондиционера. Для этого нужно активировать обратный механизм. В процессе работы теплообменник будет брать охлаждающую энергию.

Способы работы системы

Это эффективная и экологичная система – термальное отопление, принцип работы ее может протекать в трех основных способах:

1. Используется тепловая энергия глубоких грунтовых вод. Такая вода – высокой температуры, тепловой насос ее поднимает и нагревает. Далее вода идет через теплообменник, отдавая основную часть своей энергии.
2. Данный способ требует от владельцев дополнительных расходов. В глубину грунта от 75 м и ниже спускают резервуар, в котором находится антифриз. Он нагревается и при помощи теплового насоса поднимается к теплообменнику. После того, как тепло отдается теплообменнику, антифриз идет обратно в резервуар.
3. А для третьего способа работы системы вообще не требуется оборудовать грунтовую шахту. Такое отопление из земли подойдет для обогрева зданий, имеющих выход на водоем. Так, по дну водоема от теплообменника ставятся зонды горизонтального типа и преобразовывают тепло воды на дне.

Виды тепловых насосов

Преимущества геотермальной системы отопления

Геотермальные системы отопления обладают несколькими преимуществами:

• Выделение тепловой энергии в несколько раз больше, нежели расход на электричество, которое требует насос.
• Экологическая безопасность больше, чем у других отопительных систем, так как геотермальные отопительные системы не производят никаких вредных выбросов.
• Для того чтобы геотермальная система функционировала, не требуется топлива или дополнительных химических средств. Поэтому она безопасна для владельцев и для окружения.
• В функционировании такого отопления нет риска взрыва или возгорания.
• При условии правильного монтажа отопительной системы она прослужит без техподдержки как минимум – 30 лет.

Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно

Сразу отметим такую особенность: тем, кто решится оборудовать отопление теплом земли, понадобится единожды вложить в это огромную сумму. Конечно, со временем эта стоимость окупится, так как жилье мы строим для себя не на год или два. Кроме того, каждый год стоимость на газ и электроэнергию повышается, а с геотермальной системой вы не узнаете, что такое эти ценовые скачки.

Рекомендуем к прочтению:

Заметим, что внутри помещения, которое вы хотите отопить, ставятся отопительные элементы, ничем не отличающиеся от водяного отопления. Ваше жилье будут обогревать радиаторы, а тепло в них будет идти по трубам.

Однако в данной системе основная ее часть будет скрыта под землей. Отопление энергией земли – это наличие скважины и теплообменника. В жилище потребуется только поставить прибор, который будет генерировать тепло – обычно он не занимает много места.

Принцип работы теплового насоса

На таком устройстве пользователь сможет производить регулирование температуры и подачу тепловой энергии. Установка самой системы отопления в жилье делается, как обычно, — с разветвлением трубопровода и радиаторов. Если у вас частный дом, или же само здание небольшое, то в таком случае генератор системы выводится в отдельное помещение или в подвал.

Распространение геотермальной системы отопления

Отопление с помощью тепла земли стало распространяться еще в конце 80-х годов в городах США, которые особенно тяжело переживали кризис. Сначала такую систему применяли состоятельные люди, которые таким вот образом экономили на отоплении дома, однако скоро система стала дешеветь, и более бедные американцы заинтересовались ею. И вскоре использование тепла земли для отопления стало прерогативой большинства американцев, которые владели частными домами. В европейских странах 20 лет назад статистические данные отмечали, что геотермальные системы отопления использовали примерно 12 миллионов граждан. И в течение всего этого времени до сегодняшних дней эта цифра только возросла.

Тенденции распространения геотермального отопления являются понятными. Ведь отопление за счет энергии земли – это удобно, экономично и безопасно.

Газовая система отопления хоть и является самой популярной, но по этой же причине каждый год запасы природного газа уменьшаются, стоимость на него растет и растет. А применение для обогрева дома твердого топлива – это трудозатратно. Кроме этого, вследствие сжигания дров и угля выделяется вредный углекислый газ, образовывается сажа и смолы. Поэтому геотермальное отопление становится все более распространенным и в России.

Геотермального отопления частного дома с установкой под ключ. Монтажные работы.

Сегодня вопрос устройства высокоэффективной отопительной системы для частного домовладения является одним из самых важных. Тарифы на природный газ и электроэнергию для населения и предприятий постоянно повышаются, что заставляет задуматься об использовании альтернативных источников энергии. Также большинство традиционных источников отопления, способных выделять тепло только при горении, являются небезопасными с точки зрения экологии и пожароопасности.

К категории современных альтернативных отопительных систем относится геотермальное отопление, которое сравнительно недавно появилось на белорусском рынке. Из-за планов правительства привести к 100% уровень оплаты населением затрат газ и электроэнергию, системы отопления на основе теплового насоса становятся весьма привлекательным альтернативным вариантом в сравнении с морально устаревшими классическими решениями. И хоть сегодня на геотермальное отопление цена значительно упала, основным фактором, сдерживающим рост популярности подобных систем, все еще является их высокая стоимость. За последние 2-3 года, мы констатировали снижение стоимости установки теплового насоса на 30-40%. Основными драйверами снижения стоимости в последнее время выступили буровые работы — в связи с общим кризисом в строительной отрасли стоимость бурения снизилась в 2-2,5 раза. Также нам удалось снизить уровень изначальных капиталовложений для наших клиентов за счет заключение долгосрочных договоров с поставщиками на оборудование и материалы по более приемлемым ценам, без потери их качества. Проблема стоимости постепенно решается с выходом на рынок тепловых насосов российского и китайского производства, несравнимых, конечно, по качеству с европейскими производителями, но гораздо ниже их по цене. Также многих отпугивает сложность проектирования и установки теплового насоса, особенно для решившихся на монтаж геотермальной системы самостоятельно.

Плюсы и минусы отопления тепловым насосом.

Новые технологические разработки позволили эффективно эксплуатировать энергопотенциал земли даже частным домовладениям. Сегодня каждый хозяин частного дома способен отказаться от системы отопления, функционирующей за счет сжигания топлива, в пользу более экологичных и экономичных технических решений. В настоящее время геотермальное отопление может быть оборудовано практически для любого загородного дома. Объем аккумулируемой грунтом энергии Солнца составляет почти 98%. По этой причине даже зимой в глубинах недр сохраняются большие объемы тепла, которое может быть направлено на обогрев здания. Необходимо лишь располагать специальной техникой, чтобы «доставить» тепло в нужное место.

Главными элементами системы являются теплонасос и наружный коллектор. Стоит данное оборудование недешево. Решившись монтировать дома такую систему, следует быть готовым к тому, что окупится она после 4-5 лет эксплуатации. Данное обстоятельство является основным сдерживающим фактором для многих домовладельцев. Не смотря на то что дом строиться с перспективой минимум на 20-30 лет проживания, далеко не все готовы к серьезным капитальным тратам. Хотя с точки зрения экономики нужно понимать, что по прошествии 4-5 лет тепловой насос (имеющий срок эксплуатации 15 лет) по сути «отбивает» свою стоимость три раза, и это при сегодняшних, крайне низких ценах на природный газ.

Средняя стоимость оборудования варьируется, безусловно, от площади обогреваемых строений, их утепления, географического расположения, вида коллектора и прочих факторов. Особенно важная составляющая, которую стоит отметить отдельно, это наличие, тип и качество теплоизоляционных материалов. Например, утепление 40 см кирпичной стены 100 мм каменной ваты способно уменьшить теплопотери через ограждающую конструкцию в 3 раза! Это позволить значительно снизить требуемую мощность системы геотермального отопления, и как следствие сократить первоначальные вливания. Для своих заказчиков, мы всегда стараемся найти «некий экономический баланс» между масштабом утепления дома и мощностью тепловой машины.

Преимущества геотермального отопления дома:

• Отсутствие необходимости согласований, наличия специального помещения топочной;
• Полная пожаро- и врывобезопасность;
• Полностью автоматическая работы, не требующая вмешательства человека;
• Возможность удаленного (со смартфона или компьютера) управления системой;
• Низкий уровень эксплуатационных расходов.

Энергия, полученная из недр земли, является совершенно бесплатной и не облагается никакими налогами и пошлинами. Право на ее использование закреплено в Земельном кодексе РБ. Однако деньги приходится тратить на электричество, которое необходимо для работы компрессора теплонасоса. Соотношение затраченной электрической и полученной тепловой энергии составляет примерно 1 к 5, то есть Вы заплатите за 1 кВт, а остальные 4 кВт получите бонусом. Как бы не повышались тарифы на энергоносители в будущем, все равно 80% энергии будет оставаться бесплатной.

ООО «Нова Грос» — Официальный дистрибьютор тепловых насосов Stiebel Eltron

Связаться с нами Связаться с нами

Описание и механизм работы.

Геотермальная система для частных домов функционирует практически на тех же принципах, что и классическое оборудование для кондиционирования воздуха. Главная составляющая системы – тепловой насосный агрегат к которому подключены 2 контура. Один из них является внутренним (располагается в отапливаемом здании), второй – внешним (собирает тепло окружающей среды). Контур внутри здания является по сути привычной разводкой по дому теплых полов, радиаторов и другие элементов. Внешний контур аккумулирует рассеянное тепло, его располагают на некоторой глубине в почве, либо воде. В контуре циркулирует жидкость – антифриз (водный раствор этилен или пропиленгликоля с массовой концентрацией до 33%). Предпочтительнее выглядит использование пропиленгликоля, так как является более экологически безопасным.

Температура антифриза, находящегося внутри внешнего контура, достигает уровня температуры среды, после чего он подается в тепловой насос. Там происходит его охлаждение до отрицательных температур, а высвободившееся тепло передается внутреннему контуру. Далее антифриз попадает снова во внешний контур, и цикл повторяется. Перенос и трансформирование низкопотенциального тепла осуществляется согласно цикла Карно (использование двух теплообменников, компрессора, фреонового контура), который можно встретить практически во всех холодильниках, кондиционерах и др. Фактически тепловой насос тратит энергию не на выработку тепла, а на его ассимиляцию, перенос и трансформацию в дом из окружающей среды.

Оборудование можно смонтировать таким образом, что оно будет функционировать в отопительный период в режиме обогрева помещений, а в летний – в режиме кондиционирования. Тепло, которое аккумулирует насос в режиме охлаждения, передается на внешний контур. Если же оборудование функционирует в режиме обогрева, тепло уходит на внутренний контур.

Способы устройства контуров

Часто некоторые организации не имея опыта и знаний в области геотермального отопления вынашивают планы наладить альтернативное отопление своими силами. Но реализовать на практике такой проект затруднительно. Нужно обладать не только знаниями, но и дорогостоящей техникой, инструментами. С этой целью недалеко от здания сооружается конструкция, которая будет располагаться на большой глубине (в некоторых случаях более 100 м) и состоять из труб, замкнутых в единую систему. Также необходимо продумать габариты коллектора, определиться с конструкцией теплообменника. При этом нужно учесть массу факторов. Прежде всего, нужно определиться с глубиной залегания и установить уровень теплопроводности почвы.

В настоящий момент альтернативное отопление с помощью теплового насоса может быть реализовано по одной из трех схем. Выбор схемы влияет на то, каким образом будет устроен наружный контур, собирающий тепловую энергию, а так же на стоимость геотермальной системы отопления.

• Наибольшую эффективность показывают вертикальные теплообменники. Их монтаж возможен только с использованием спецтехники. Устройство системы сопряжено с серьезными тратами на бурение скважин, глубина которых может достигать 150 метров. Однако конечный результат в итоге позволит оправдать затраты, т.к. скважина может прослужить 100 лет. Для определения примерной глубины и количества скважин, проводят предварительный расчет, ориентируясь на соотношение 40-50 Вт тепловой энергии на один метр коллектора. Исходя из этого, если мощность теплонасоса составляет 10 кВт, то для него должна быть пробурена скважина, имеющая протяженность 160-200 метров. В некоторых случаях рациональнее сделать несколько скважин с меньшей глубиной, в сумме дающих нужный результат. Такое решение позволит сэкономить деньги.
• Более простым и экономичным вариантом является размещение теплообменника на дне озера или реке, где вода не будет промерзать в зимний период. Обустроить такую конструкцию сравнительно просто. Не нужно проводить дорогостоящие земляные работы. Если необходимо наладить геотермальное отопление дома под ключ, то именно такой проект реализовать проще всего. Однако здесь есть определенные условия. Водоем должен располагаться минимум в 100 метрах от строения, существует риск повреждения теплообменника третьими лицами, требуется согласование государственных контролирующих органов.
• Конструкция с горизонтальным теплообменником также является сравнительно простой. В этом случае трубы ведутся под землей. При этом глубина должна быть такой, чтобы почва не промерзала. Основной недостаток этого варианта состоит в необходимости обустройства довольно большой территории под коллектор. К примеру, для дома площадью 200 кв.м. необходимо организовать коллектор на 500 кв.м. Помимо этого, трубы должны находится в некотором удалении от крон деревьев (не менее 1,5 м), а это часто создает дополнительные трудности. На территории, где располагается коллектор данного типа, нельзя сооружать другие строения, асфальтировать, либо укладывать плитку, сажать крупномерные деревья.

Каждый из приведенных видов контуров имеет свои достоинства и недостатки. Но как показывает статистика нашей организации примерно 90% заказчиков, несмотря на более высокую стоимость, выбирают именно вертикальный теплообменник. Он позволяет сэкономить пространство, обеспечить стабильную работу на протяжении всего года, сохраняет существующее благоустройство, не ограничивает в использовании землю, отведенную под горизонтальный коллектор.

Если вас заинтересовала эта статья, вы хотите получить больше информации — связывайтесь с нашими специалистами (044) 765 29 58, либо приходите в наш офис в Минске.

Возможна организация посещения действующих объектов!

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли


Поиски альтернативных источников энергии привели к изобретению устройств, которые способны аккумулировать тепло, в большом количестве находящееся в окружающей среде человека. Солнечные лучи, гейзерные источники, грунт — все это в той или иной степени может удовлетворить потребности в нагреве теплоносителя для системы отопления и ГВС.

Хотя геотермальное отопление за счет тепла земли является относительно новым направлением, перспективы такого решения очевидны. Благодаря установке специального оборудования появляется возможность получения дешевого, практически бесконечного типа тепловой энергии.

 

Как получить тепло в дом из земли

Земля даже в зимний период времени не промерзает полностью. Этой особенностью пользуются монтажные бригады, прокладывающие трубопровод ниже точки замерзания. Удивительно, но температура этих слоев редко опускается ниже, чем +5 +7°C градусов.

Можно ли воспользоваться способностью земли аккумулировать тепло, извлечь его и использовать для нагрева теплоносителя? Конечно! Но чтобы сделать альтернативное отопление частного дома с помощью тепла земли возможным, потребуется решить следующие проблемы:


• • Получение тепла — понадобится аккумулировать тепловую энергию и направить ее в аккумулирующий резервуар.
• • Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передать тепловую энергию жидкости, которая циркулирует в системе отопления и ГВС.
• Остывший антифриз необходимо отвести обратно к теплообменнику для дальнейшего нагрева.


Чтобы решить эти вопросы был разработан геотермальный насос с использованием тепла земли. Геотермальный тепловой насос позволяет извлечь количество тепла, которого более чем достаточно для производства большого количества тепла и использования в зависимости от конструкции и месторасположения дома в качестве основного или дополнительного отопительного оборудования.

 

Как работает геотермальное отопление дома, принцип работы

Подземное глубинное отопление из земли, это больше не фантастика. Такие установки можно спокойно купить в России. Причем геотермальные установки в состоянии работать как в условиях Севера, так и в южных широтах. Но какой принцип они используют в своей работе?

Еще в прошлом столетии был отмечен факт, что при испарении определенные типы жидкостей способны охлаждать поверхность. Именно это происходит когда протирают спиртом кожу перед уколом или поливают асфальтированную площадку, нагретую под солнцем. Этот принцип был взят в качестве основы для разработки холодильного оборудования.

Дальше возникла идея почему бы не пустить процесс охлаждения в обратную сторону и не получить вместо холодного горячий воздух. Большинство современных кондиционеров в состоянии не только охлаждать воздух в помещении, но и работать на его нагрев. Но недостатком таких устройств является то, что они ограничены температурой окружающей среды. Так, после того как отметка достигает -5 градусов, они прекращают работать.

Геотермальные насосы для отопления частных домов от земли полностью лишены такого недостатка, хотя используют принцип, во многом напоминающий работу кондиционера на нагрев помещения.

 

Как устроено геотермальное отопление

Как уже отмечалось, геотермальная система отопления из недр земли, во многом напоминает работу кондиционера в режиме нагрева. Что происходит в этот момент?


• • В нижних слоях грунта, на дне реки или озера устанавливают водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы поглощают тепло и высвобождают холод.
• • Нагретый антифриз с помощью насоса поднимается наверх.
• • В буферном баке происходит теплообмен. Нагретый антифриз отдает тепловую энергию теплоносителю или нагревает воду.
• Остывший антифриз поступает обратно к коллекторам.

Существуют установки, которые в состоянии самостоятельно отапливать большие помещения, другие используются исключительно, как вспомогательное оборудование способное обеспечить от 50-75% потребности помещения в тепле.

 

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

Принцип работы глубинной системы отопления дома, за счет энергии земли, основан на применении особого оборудования. Оно выполняет следующие функции: аккумулирует тепло окружающей среды, передает его теплоносителю системы отопления. Для этого используют следующие узлы:


• • Испаритель — находится глубоко под землей. Функция испарителя заключается в том, чтобы поглотить тепловую энергию, находящуюся в окружающем грунте.
• • Конденсатор — доводит антифриз до необходимой температуры.
• • Тепловой насос — циркулирует антифриз в системе. Осуществляет контроль над работой всей установки.
• Буферный бак — собирает нагретый антифриз в одном месте, для передачи энергии теплоносителю. Состоит из внутреннего бака, в нем находится вода из системы отопления и внутренний змеевик, по которому движется нагретый антифриз.
Хотя природное низкотемпературное геотермальное отопление дома теплом земли дает достаточно тепловой энергии, наиболее практичным вариантом отопления при таком решении является подключение его к системе «теплый пол».

 

Монтаж и установка геотермального отопления

Основная сложность относительно монтажа геотермального оборудования связана с установкой контура теплообменника в грунте-земле. Хотя в интернете можно найти большое количество советов как выполнить эти работы самостоятельно, практика показывает, что большинство советов невозможно применить без специального профильного образования, следовательно, все работы должны выполнять профессиональные монтажники, являющиеся представителями производителя.

После обращения к специалистам, геотермальные системы отопления частных домов за счет тепла земли устанавливаются в следующие несколько этапов:


1. 1. Выезд инженера на дом. Во время первого визита берутся пробы грунта, определяются особенности местности и принимается решение о наиболее эффективном монтаже геотермальной системы. На эффективность установки может влиять также источник предполагаемого тепла. Более производительным считается монтаж теплообменников на дне водоема или у истоков термических источников.
1. 1. Заключение договора и приобретение необходимого оборудования. Расценки могут существенно отличаться в зависимости от сложности проведения монтажных работ и других нюансов. Но в среднем, если выбран качественный немецкий производитель, стоимость установки будет приблизительно равняться его цене. Приобретение под ключ установки Vaillant для дома в 350 кв. м. обойдется приблизительно в 21 тыс. $
1. 1. Монтажные работы. Отопление частного дома подземными геотермальными источниками тепла, а точнее, его эффективность во многом зависит от правильного проведения работ на этапе монтажа. После того как водяные теплообменники будут установлены в грунт, выполняется подключение к геотермальной установке и системе отопления дома.
1. Пуско-наладочные работы. Инженер запускает систему и выполняет точную регулировку устройства. После настройки подписывается Акт о сдаче работ.

Согласно действующему законодательству, предприятие устанавливающее оборудование, может предоставить дополнительные гарантийные обязательства при условии оплаты этих услуг. Такие гарантии обойдутся еще в дополнительную 1000 $.

 

Эффективно ли геотермальное отопление на Севере

Чтобы создать минимальные условия необходимые для работы геотермальной установки, достаточно соблюдения следующих условий:


• • Температура слоя грунта, в котором расположены теплообменники, не должна опускаться ниже +5,+7°C градусов.
• • На протяжении всей системы, по которой протекает антифриз, созданы условия, позволяющие избежать его замерзания.
• Геотермальный обогрев загородного дома выполнен после проведения всех необходимых расчетов и проектной документации.


Если учесть все описанные требования становится ясно, что такие установки могут быть эффективными, при соблюдении вышеперечисленных условий. Все же для северных регионов более целесообразно использовать такие установки для нагрева небольших площадей до 150-200 кв. м.

 

Гейзерное отопление частного дома

Производительность геотермального насоса во многом зависит от температуры грунта или воды, в которых находится теплообменник. В этом отношении жители Камчатки находятся в более выгодном положении. На полуострое Камчатка находится огромное количество термальных источников — гейзеров, которые не остывают даже в зимнее время года.

Перед монтажом оборудования обязательно проводится геологическая разведка. Если теплый источник находится на территории дома, имеет смысл расположить теплообменники на дне этого водоема. Геотермальная энергия в таком случае окупится значительно быстрее.

 

Как с помощью геотермального насоса отопить дом

Технология обогрева дома подземным теплом наиболее востребована на Западе. Это в первую очередь связано с менталитетом жителей западных стран. Они привыкли делать долгосрочные инвестиции, которые полностью окупаются только через несколько лет. Да и немного найдется людей, которые в состоянии заплатить за установку оборудования около 20 тыс. $ единовременно. Но количество желающих стать независимыми от остальных источников отопления постоянно растет.

Альтернативные способы геотермального отопления дома становятся более популярными, особенно если учесть постоянно растущую стоимость газа.

Тепловая энергия буквально лежит под ногами. Дело только за тем, чтобы нагнуться и «поднять» ее. В этом может помочь геотермальная установка. Монтаж насоса позволяет в зависимости от местности либо полностью компенсировать потребности в тепловой энергии, или удовлетворить их частично, существенно снизив нагрузку на основной источник отопления и систему ГВС частого дома.

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, которая использует 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 понять , как работает геотермальная система.

Не стесняйтесь добавить это изображение на свой сайт с указанием авторства оригинала. 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 контура обеспечивает циркуляцию жидкости и либо отводит тепло в геотермальную систему, либо охлаждает ее.

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

• По горизонтали: 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.Принудительный воздух требует воздуховодов и кондиционера 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 системы геотермального контура, 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 экологически чистые 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.
• Возобновляемые источники энергии: 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 ресурсом и постоянно доступна, 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 надежными 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.
• Новые технологии: 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 ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ 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. Солнечное тепло 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.


Геотермальные системы отопления и охлаждения штата Мэн

Геотермальные системы (также называемые геотермальными тепловыми насосами) используют постоянную температуру земли ниже линии замерзания для обогрева зимой и охлаждения летом.Как и все технологии с тепловыми насосами, геотермальные системы не выделяют тепло, они передают его, используя тот же процесс, что и кондиционеры и холодильники. Зимой тепло забирается из-под земли и передается в дом. Летом процесс обратный, чтобы отвести тепло из дома и передать его земле.

1. Жидкость закачивается в землю, где она нагревается до температуры земли.
2. Тепловой насос извлекает тепло из жидкости и доставляет его в дом.
3. Теперь уже остывшая жидкость возвращается на землю, чтобы начать процесс заново.

Источник: EPA

Этот процесс обратимого цикла охлаждения — один из наиболее эффективных способов обогрева и охлаждения вашего дома. Геотермальные тепловые насосы обычно более эффективны, чем тепловые насосы с воздушным источником, потому что температура земли умеренная и ближе к желаемой температуре в помещении круглый год, чем температура наружного воздуха. Одна единица электроэнергии может быть преобразована в четыре или более единиц тепла с помощью геотермального теплового насоса.Как и тепловые насосы с воздушным источником тепла, геотермальные системы хороши для поддержания постоянной температуры и влажности в помещении.

Геотермальные системы состоят из контура заземления и теплового насоса. Петли могут быть на мелководье или в глубоких колодцах. Тепло из контура отбирается тепловым насосом, который обычно находится в подвале. Затем тепло распределяется по дому через радиаторы, теплый пол или систему принудительного распределения горячего воздуха.

Преимущества

• Более низкие затраты на отопление и охлаждение — Геотермальные системы обычно дешевле в эксплуатации, чем другие системы.Щелкните здесь, чтобы сравнить эксплуатационные расходы различных систем отопления.
• Комфорт в помещении — Геотермальные системы обеспечивают постоянный уровень температуры и влажности в помещении.
• Безопасность — Поскольку геотермальные системы работают от электричества, нет риска утечки топлива или продуктов сгорания.

Недостатки

• Стоимость установки — Геотермальные системы часто дороже в установке, чем обычные системы отопления или охлаждения.
• Проблемы при установке — Не все здания или дворы подходят для геотермальных систем. Оценка размещения может определить, подходит ли место для геотермальной системы.
Геотермальная система

— обзор

1.4.2 Характеристики и использование геотермальных систем

Геотермальные системы состоят из трех основных компонентов: источника тепла , радиатора и теплообменника .Обычно источником тепла является земля, а теплоотводом — построенная среда (в общем, конструкция). Однако может произойти и обратное, то есть источником тепла является искусственная среда, а радиатором — земля. Теплообменник обычно состоит из одного или нескольких элементов, содержащих жидкость, которая передает тепло между источником тепла и радиатором.

Использование земли в качестве резервуара тепла, то есть источника или поглотителя тепла, является результатом длительного исторического развития, которое часто можно рассматривать только на основе косвенных соображений (Cataldi, 1999).Некоторые примеры ранней разработки этого типа перечислены ниже. В ранние шумерские и аккадские времена земля использовалась в качестве радиатора для хранения льда (и еды) в так называемых «ледяных домах», построенных частично или полностью под землей (например, Dalley, 2002), исходя из ограниченного воздействия этих сред. к тепловому режиму поверхности. В палеолите и в древнеримские времена земля использовалась в качестве источника тепла для купания и обогрева помещений (например, Armstead, 1973), исходя из наличия источников горячей воды в недрах (например,грамм. термальные источники). В 1904 году земля использовалась в качестве источника тепла для производства электроэнергии за счет строительства первой геотермальной электростанции принцем Пьеро Джинори Конти в Италии (например, Lungonelli, 2003).

Одной из ключевых особенностей геотермальных систем является способ использования тепловой энергии, получаемой из земли, через такие системы. В неглубоких геотермальных системах обычно используется косвенное использование геотермальной энергии. В таких случаях используются машины или устройства, которые изменяют (увеличивают или снижают) подвод энергии, передаваемый между землей и целевой средой, в дополнение к машинам или устройствам, которые заставляют текучий теплоноситель течь (обмениваясь теплом) между ними.В глубоких геотермальных системах геотермальная энергия может использоваться напрямую, если косвенное использование не является целевым. В отличие от предыдущего случая, в этом случае можно избежать машин, которые изменяют подвод энергии, передаваемой между землей и целевой средой, и требуются только машины, которые заставляют текучий теплоноситель течь между землей и целевой средой.

Мелкие геотермальные системы могут использоваться для обеспечения отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, используя доступные подземные температуры ниже 25 ° C.Эти системы подходят для малого и домашнего использования практически в любом географическом месте. Глубинные геотермальные системы могут использоваться для обеспечения отопления и горячего водоснабжения, а также электроэнергии с использованием доступных под землей температур от 25 ° C до 200 ° C [температуры, необходимые для выработки электроэнергии, обычно превышают 175 ° C (Narsilio et al., 2014)]. Эти системы подходят для средне- и крупномасштабных применений, но могут применяться в более конкретных местах, чем мелкие геотермальные системы.

В дополнение к ранее предложенной классификации геотермальных систем для характеристики этих систем часто используется еще один критерий, связанный с наличием замкнутых или открытых контуров в теплообменнике. Основываясь на этом критерии, геотермальные системы в большинстве случаев можно классифицировать как с замкнутым контуром или с разомкнутым контуром . В замкнутых системах используется смесь на водной основе, циркулирующая по герметичным трубам для передачи тепла от земли к надстройке или наоборот.В системах с открытым контуром в рассматриваемом процессе теплообмена непосредственно используются грунтовые воды, извлекаемые из водоносных горизонтов или закачиваемые в водоносные горизонты через скважины.

Принципиальное различие между системами с обратной связью и системой с открытым контуром состоит в том, что в последних системах происходит массообмен, в отличие от первых, и теплопередача более благоприятна. Однако, хотя и обеспечивают самый высокий выход энергии, разомкнутые системы требуют больших финансовых вложений и создают технические риски, связанные, например, с подземным загрязнением (Boënnec, 2008).Поскольку отсутствует массообмен с землей, замкнутые системы сводят к минимуму экологические риски и проблемы с минеральными осадками и не требуют получения лицензии на добычу (Narsilio et al., 2014). Мелководные геотермальные системы могут быть как разомкнутыми, так и замкнутыми. Глубинные геотермальные системы являются незамкнутыми.

На рис. 1.11 представлены типичные примеры мелководных и глубоких геотермальных систем. Типичные неглубокие геотермальные системы — это горизонтальные геотермальные скважины, геотермальные корзины, системы улавливания подземных вод, вертикальные геотермальные скважины и энергетические геоструктуры .Типичными глубинными геотермальными системами являются термальные источники, гидротермальные системы и петротермальные системы.

Рисунок 1.11. Классификация геотермальных систем.

Изменено после Geothermie Schweiz.

Горизонтальные геотермальные скважины — это самый мелководный тип геотермальных систем. Эти системы обычно состоят из закрытых полиэтиленовых труб, вспаханных или вырытых горизонтально в земле рядом со зданиями на глубине нескольких метров (с глубины z = 2–5 м). В трубах циркулирующий жидкий теплоноситель обеспечивает обмен теплом, присутствующим в земле (в основном в результате солнечного излучения), особенно для целей отопления в жилых, сельскохозяйственных или аквакультурных применениях.Однако цели хранения также могут быть достигнуты в тех случаях, когда скважины размещаются под зданиями.

Геотермальные корзины представляют собой более компактную систему, чем горизонтальные геотермальные скважины, и могут использоваться для аналогичных целей. Эти системы обычно закапываются в землю на глубине нескольких метров (с глубины z = 2–10 м) и состоят из закрытых полиэтиленовых труб, закрепленных спиральной геометрией, по которым течет текучий теплоноситель. Также возможны применения, в которых спиральные змеевики расположены в поверхностных водохранилищах рядом со зданиями, при условии, что такие резервуары расположены достаточно глубоко, чтобы избежать проблемных условий для работы системы, например, замерзания воды в резервуаре и, следовательно, циркулирующего жидкого теплоносителя в трубы.

Системы улавливания подземных вод используют открытые скважины, окруженные резервуарами подземных вод, расположенными на небольшой глубине (с глубины z = 5–20 м). Эти системы могут применяться при отсутствии гидрологических, геологических и экологических ограничений. Обычно они используются для отопления за счет извлечения тепловой энергии, содержащейся в подземных водах. Для небольших построек можно использовать одиночные колодцы. Для более крупных конструкций обычно требуются дуплетные колодцы. Добывающие и нагнетательные скважины могут использоваться для обеспечения сбалансированного подземного теплового поля, что важно для производительности и, в некоторых случаях, для защиты окружающей среды.

Вертикальные геотермальные скважины состоят из закрытых полиэтиленовых труб, которые вертикально заделаны в землю под или рядом со зданиями на большей глубине, чем в предыдущих применениях (с глубины z = 50–300 м). Наполнитель (например, бентонит) обычно помещается в скважину для улучшения теплообмена между землей и трубами. Жидкий теплоноситель, циркулирующий в трубах, позволяет обменивать тепло на отопление, охлаждение, хранение и производство горячей воды в самых разных конструкциях.Одиночные скважины подходят для небольших жилых построек. Скважинные поля необходимы для снабжения тепловой энергией более крупных сооружений. Более высокие энергозатраты, чем те, которые передаются через более мелкие геотермальные системы, могут быть достигнуты через вертикальные геотермальные скважины из-за более высоких уровней температуры, характерных для грунта на рассматриваемых глубинах.

Энергетические геоструктуры — это новые геотермальные системы, которые сочетают (с глубины z = 10–50 м) структурную опорную роль любой структуры, контактирующей с землей, с ролью теплообменника неглубоких геотермальных систем с сопоставимыми и даже более благоприятные исходы, чем в ранее описанных системах.

Термальные источники обычно можно отнести к глубинным геотермальным системам, хотя их также можно найти на глубинах, характерных для неглубоких геотермальных систем. В этих системах используются открытые скважины, окруженные резервуарами горячих подземных вод, которые расположены относительно глубоко в недрах (с глубины z = 500–1000 м). Обычно они используются для купания и в медицинских целях, поскольку они извлекают тепловую энергию, присутствующую в подземных водах.

Гидротермальные системы извлекают подземные воды через открытые колодцы с глубин, которые позволяют присутствующей температуре и тепловой энергии быть достаточно высокими для реализации крупномасштабных отопительных систем (с глубины z = 1000–4000 м).Обычно эти системы используются для централизованного теплоснабжения, но также можно легко осуществить обогрев крупных промышленных или сельскохозяйственных построек.

Петротермальные системы также извлекают подземные воды через открытые скважины, но с большей глубины, чем гидротермальные системы (с глубины z = 4000–6000 м). Температура и тепловая энергия, присутствующие в воде на этих глубинах, могут быть использованы для крупномасштабного производства и поставки электроэнергии.

AAON Продукция для обогрева и охлаждения

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальные тепловые насосы в качестве обменной среды используют постоянную температуру земли, а не температуру наружного воздуха.В нескольких футах ниже поверхности земли температура земли остается относительно постоянной. В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F до 75 ° F. Эта температура земли теплее воздуха над ней зимой и прохладнее воздуха над ней летом. Геотермальный тепловой насос использует эту постоянную температуру, обмениваясь теплом с землей через наземный теплообменник.

Нажмите, чтобы узнать больше об этих геотермальных тепловых насосах AAON

Геотермальные наружные крышные агрегаты

Серия RQ (2-6 тонн) | Серия РН (6-140 тонн) | Серия РЗ (45-240 тонн)

---

Внутренние автономные геотермальные установки

Серия SB (3-18 тонн) | Серия SA (23-70 тонн) | Серия M2 (3-70 тонн)

---

Водяные тепловые насосы

Серия WV (от 1/2 до 30 тонн) | Серия WH (от 1/2 до 20 тонн)

---

Уникальные особенности и гибкость оборудования AAON предоставляют вам возможность применения тепловых насосов AAON в учебных заведениях, офисных зданиях, супермаркеты и магазины, музеи и библиотеки, церкви и залы, рестораны и многие другие приложения, требующие высокой эффективности, низкой Стоимость отопления и охлаждения.Оборудование может быть автономным или сплит-системой и Включает в себя конструкцию панели из жесткого пенополиуретана AAON для экономии тепла и охлаждающие доллары от выхода из шкафа HVAC и прямой привод AAON в обратном направлении изогнутые приточные вентиляторы для эффективного движения воздуха.

Улучшенные характеристики

---

Конструкция шкафа из жесткого пенополиуретана

Геотермальные системы являются продуктами премиум-класса и должны быть построены с использованием корпусов премиум-класса. Шкафы из жесткого пенополиуретана с двойными стенками AAON экономят энергию на охлаждение и обогрев благодаря улучшенной изоляции и воздушным уплотнениям.Это снижает потери энергии в окружающей среде и увеличивает экономию владельца здания. Сэкономленная энергия — это сэкономленные деньги. Потери энергии на отопление и охлаждение из-за плохой изоляции и плохой герметизации воздуха приводят к значительным денежным потерям для владельцев зданий. Шкафы из жесткого пенополиуретана AAON сокращают эти денежные потери за счет улучшенного термического сопротивления, тепловых разрывов и качественных воздушных уплотнений.

Компрессор переменной производительности

Геотермальные системы с компрессорами переменной производительности повышают комфорт пассажиров и эффективность системы за счет изменения производительности системы в соответствии с мгновенной нагрузкой на обогрев и охлаждение кондиционируемого помещения.Компрессор постоянно регулирует свою мощность, чтобы точно соответствовать температуре приточного воздуха или температуре воды на выходе. В течение большей части сезона отопления и охлаждения компрессор работает с пониженным энергопотреблением, что сокращает ваши эксплуатационные расходы. За счет сочетания компрессоров переменной производительности с вентиляторами переменного объема воздуха в геотермальной конфигурации достигается максимальная энергоэффективность и резко снижаются эксплуатационные расходы.

Нагнетательный вентилятор с обратным приводом и прямым приводом

Высокоэффективная геотермальная система должна дополняться высокоэффективным движением воздуха.Нагнетательные вентиляторы AAON с прямым приводом и загнутыми назад лопатками обеспечивают повышенную эффективность, более тихую работу, меньшую занимаемую площадь и большую гибкость, чем сопоставимые устройства для перемещения воздуха в отрасли отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. AAON предлагает группы вентиляторов, конфигурируемые от одного до четырех, с прямым приводом, с загнутыми назад лопатками, пленумными вентиляторами. Предлагая комбинации вентиляторов различной ширины и диаметра, можно выбрать вентиляторы с оптимальной производительностью. Рабочие колеса с загнутыми назад лопатками с прямым приводом потребляют на 15% меньше энергии, чем вентиляторы с загнутыми вперед лопатками с ременным приводом, при тех же условиях эксплуатации, что делает их уникальными для высокоэффективных применений, таких как геотермальные системы.

Надежные приложения

---

Центральные геотермальные установки

Используя большие коммерческие геотермальные системы для подачи наружного воздуха в жилые помещения или внутренние блоки, можно уменьшить общее количество блоков в здании и упростить водопровод. Геотермальная система AAON может обеспечить до 140 тонн холодопроизводительности только с одним подключением к воде. Воздух от геотермальных установок на крыше можно отводить через обычные воздуховоды, либо наружный воздух можно использовать для подачи небольших внутренних установок WSHP, которые обслуживают отдельные зоны.Поскольку геотермальные системы AAON не имеют наружных вентиляторов, помимо высокой эффективности, они обеспечивают чрезвычайно тихую работу и низкие требования к техническому обслуживанию.

Двойное топливо

Все геотермальные системы AAON доступны с возможностью дополнительного и аварийного обогрева. Двухтопливные агрегаты включают дополнительный источник тепла из природного газа, сжиженного нефтяного газа, пара, горячей воды или электрического тепла. Двухтопливные системы предлагают большую гибкость, позволяя использовать второй источник тепла в качестве дополнительного тепла к тепловому насосу или в качестве резервного источника тепла, если требуется время простоя водяного контура.

Приложения, чувствительные к звуку и пространству Геотермальные сплит-системы

AAON могут использоваться в новых или модернизированных приложениях. В случае модернизации внешние конденсаторные агрегаты с воздушным охлаждением могут быть заменены на конденсаторные агрегаты с водяным охлаждением, а во многих случаях существующие трубопроводы хладагента между конденсаторными агрегатами и воздухообрабатывающими агрегатами могут быть повторно использованы. Поскольку конденсатор с водяным охлаждением не использует внешних вентиляторов, звук агрегата часто не улавливается жителями здания и соседями.Используя сплит-систему, звук внутреннего компрессора может быть удален из жилых помещений в офисных зданиях, гостиницах, медицинских учреждениях, банках, школах, кондоминиумах, квартирах и других чувствительных к звуку местах. Теплообменник хладагент-вода вместе с компрессором также может быть расположен в механическом помещении или снаружи здания, и только тихо работающие внутренний вентилятор и змеевик остаются в занятом пространстве. Это не только удаляет звук из занятого пространства, но также устраняет необходимость в обслуживании компрессора из занятого пространства и уменьшает внутренний блок, экономя ценное внутреннее пространство.

Компоненты геотермальной системы

Подробнее в этом разделе

• Контур заземления
  Система замкнутого контура заземления состоит из ряда труб из полиэтилена высокой плотности, проложенных в вашем дворе. Жидкий теплоноситель, состоящий из антифриза и воды, находится внутри труб контура заземления. Этот жидкий теплоноситель отводит тепло (режим нагрева) или передает тепло (режим охлаждения) земле, окружающей контур заземления. По трубам контура заземления нагретая жидкость подается к топке теплового насоса в доме.
• Печь с тепловым насосом
  Система теплового насоса улучшает постоянство тепла, которое затем циркулирует по дому через распределительную систему. Топочный агрегат теплового насоса обеспечивает как обогрев, так и охлаждение.
• Распределительная система
  В системе с принудительной подачей воздуха вентилятор в печи с тепловым насосом обдувает фанкойл, а нагретый или охлажденный воздух распределяется по воздуховодам дома. В гидронной системе горячая вода циркулирует через радиаторы или систему внутрипольных труб для обеспечения тепла.

Дополнительное оборудование

• Пароохладитель
  Геотермальные тепловые насосы могут включать в себя устройство, известное как пароохладитель, предназначенное для нагрева воды для бытового потребления. Летом пароохладитель восстанавливает часть тепла, которое в противном случае было бы направлено в контур заземления для производства горячей воды. Зимой часть мощности теплового насоса может быть отключена от отопления помещений для той же цели. Пароохладители экономят около 25% затрат на нагрев воды для бытового потребления.
• Дополнительный / вспомогательный электрический нагреватель
  Большинство геотермальных тепловых насосов спроектированы со встроенным в систему дополнительным электрическим резистивным нагревателем. Обычно этот дополнительный электрический нагреватель устанавливается, чтобы позволить вашему подрядчику более оптимально рассчитать систему геотермального теплового насоса для базовой тепловой нагрузки дома и позволить электрическому нагревателю поддерживать систему в течение нескольких самых холодных дней в году. Это обеспечивает аварийный резервный источник тепла, если есть какие-либо эксплуатационные проблемы с системой геотермального теплового насоса.

Конфигурации контура заземления

В разделе

Ваш подрядчик порекомендует одну из этих 4 конструкций контура заземления.

Рекомендация будет основана на: размере вашего дома и двора; теплопотери вашего дома; почвенные условия; калибровка оборудования; использование пароохладителя; требуемая температура входящего теплоносителя; а также наличие и качество грунтовых вод.

Горизонтальный замкнутый контур

Горизонтальный замкнутый контур.

Увеличить изображение: Эскиз иллюстрации горизонтального замкнутого контура.

Подходит для:

• Сельские районы, где позволяет площадь; участки, где можно легко раскопать почву; земля с повышенным содержанием влаги оптимальна для этих систем.

Соображения:

• Требуется больше площади земли, чем для любой другой петлевой системы. Трубу обычно закапывают в траншею глубиной от 2 до 3 метров в одну непрерывную петлю или серию параллельных петель.
• Правильная конструкция имеет решающее значение, поскольку длина горизонтальных труб может варьироваться от 91 до 914 метров трубы на тонну тепловой мощности.
• Сельская недвижимость площадью более 1 акра обычно лучше всего подходит для горизонтальной конфигурации.
• Не рекомендуется для сухого песка и гравия.

Горизонтальные конструкции контура включают 1-, 2- и 4-трубные конфигурации, а также узкие змеевики. Наиболее распространены 2- и 4-трубные конфигурации.

Вернуться к началу

Вертикальный замкнутый контур

Вертикальный замкнутый контур.

Увеличить изображение: Миниатюра иллюстрации вертикального замкнутого контура.

Подходит для:

• Дома с ограниченной доступной земельной площадью или в которых другие конфигурации петель не рентабельны.

Соображения:

• Вертикальные петли требуют меньшего количества футов трубопроводов, чем горизонтальные петли, поскольку температура грунта более постоянна на глубине около 6 метров или глубже.
• Вертикальные скважины имеют диаметр примерно от 13 до 18 сантиметров и обычно расположены на расстоянии от 3 до 6 метров друг от друга.
• В скважину вставляют пару труб диаметром от 2 до 3 сантиметров, соединенных посредством U-образного изгиба на забое. Трубы в каждой скважине связывают в траншею на 1-2 метра ниже уровня грунта.
• Правильная конструкция имеет важное значение, поскольку длина трубы может варьироваться от 91 до 183 метров на тонну тепловой мощности.
• Ваш подрядчик может пробурить пробную скважину, чтобы определить грунтовые условия и подтвердить длину петли и конструкцию перед установкой системы.

Вернуться к началу

Скважинный или открытый контур

Скважинный или открытый контур.

Увеличить изображение: эскиз иллюстрации скважины к скважине или разомкнутого контура.

Подходит для:

• Дома с доступом к источникам и качественной колодезной воде. Системы с открытым контуром извлекают тепло непосредственно из колодезной воды. Колодезная вода перекачивается в систему теплового насоса из питающей скважины, а затем возвращается во вторую скважину или «возвратную скважину».

Соображения:

• Обычно температура воды на входе в систему с открытым контуром примерно на 6 ° C выше, чем в системе с замкнутым контуром.Более высокая температура воды на входе может повысить эффективность системы геотермального теплового насоса.
• Источники воды с высоким содержанием соли, хлоридов или других минералов могут вызвать преждевременный отказ системы или неэффективную работу.
• Ежегодная очистка и техническое обслуживание теплообменника (ов) вашим подрядчиком по установке в печи теплового насоса необходимы для уменьшения образования отложений минералов.
• Насосная мощность может стать проблемой в установках, требующих глубоких подводящих скважин.
• Могут потребоваться разрешения соответствующих природоохранных органов вашего региона.

Вернуться к началу

Замкнутая система озера или пруда

Замкнутая система озера или пруда.

Увеличить изображение: Миниатюрное изображение системы замкнутого цикла озера или пруда.

Подходит для:

• Районы с прудом или озером поблизости и плохими условиями бурения / выемки грунта, где петлевое поле можно погрузить в воду, а не закапывать в землю.

Соображения:

• Требуются разрешения соответствующих природоохранных органов в вашем регионе (например, Департамента рыболовства и океанов).
• Поле цикла должно быть:
  • правильно закреплен, чтобы оставаться на дне водоема;
  • достаточно глубоко погружен под воду;
  • защищен у береговой линии, чтобы его не уносило весенним ледоходом.
• Система озера / пруда представляет собой чрезвычайно специализированную конфигурацию, поэтому важно, чтобы подрядчик по установке имел достаточный опыт и понимал все аспекты этого типа установки.

Вернуться к началу

---

Геотермальная система с замкнутым контуром: сделать это красиво и просто — Sobieski Services

Геотермальная система с замкнутым контуром может предложить чрезвычайно высокий уровень эффективности нагрева и охлаждения по цене, с которой не могут сравниться топливные или электрические системы.При планировании и проектировании геотермальной установки лучше всего сделать систему как можно более простой, чтобы получить максимальную производительность с наименьшими затратами и проблемами.

Основная работа геотермальной системы с замкнутым контуром

Геотермальные системы выглядят сложными, но их работа основана на относительно простом процессе захвата и выделения тепла. Для замкнутой системы требуется ряд труб, называемых петлей, установленных на глубине в земле или в водоеме, где температура остается почти одинаковой в течение всего года.Смесь антифриза и воды или, реже, хладагент циркулирует по контуру, перемещаясь из наружных труб внутрь вашего здания и обратно. Обеспечивая охлаждение, жидкость улавливает тепло изнутри конструкции и отводит его из контура заземления в землю. При нагревании происходит обратное: тепло поглощается из почвы или воды вокруг контура заземления и выделяется внутри вашего здания.

Горизонтальные и вертикальные контуры заземления

Контуры заземления устанавливаются в одной из двух стандартных конфигураций, в зависимости от таких факторов, как объем доступного места для земли и качество почвы, в которой устанавливается контур.

• По горизонтали: Горизонтальную геотермальную систему с замкнутым контуром лучше всего использовать, когда имеется значительный объем доступной земли для установки контура. Петля помещается на плоской поверхности в несколько траншей, вырытых на глубину от четырех до шести футов в нескольких сотнях квадратных футов открытой земли. Петлевые трубы также можно штабелировать, обеспечивая еще больший контакт с почвой, где будет происходить теплопередача.
• Вертикальный: Вертикальные замкнутые системы используются в районах, где не так много плоского пространства для установки контура, например, в городских районах.Контур заземления помещается в серию отверстий, просверленных на глубину до 600 футов и на расстоянии около 20 футов друг от друга. Вертикальные системы также используются в областях, где почва не позволяет горизонтальную установку, например, где почва каменистая или тонкая, или где есть слои твердой породы на небольшом расстоянии ниже верхнего слоя почвы.

Упрощение системы

Наилучшие результаты будут достигнуты при использовании геотермальной системы с замкнутым контуром, которая остается как можно более простой, с обычными типами управления и высокоэффективными компонентами.

• Тип контура: Унитарный контур — это простейший тип замкнутого контура. Он состоит из отдельного теплового насоса в сочетании с циркуляционным насосом, который работает вместе с компрессором. Одиночный контур заземления состоит из труб, которые обычно изготавливаются из полиэтилена высокой плотности. Унитарная петля обычно является самым простым и наименее дорогостоящим типом петли для установки. Он может легко обслуживаться обученными специалистами и лучше всего подходит для одно- или двухэтажных зданий.
• Комплектные тепловые насосы: В системе используется тепловой насос для улавливания и отвода тепла, и в большинстве случаев стандартный комплектный тепловой насос будет самым простым и наиболее экономичным выбором.Вы можете искать высокоэффективные модели, которые повышают производительность и еще больше снижают затраты.
• Зонированные контроллеры: Зонированная конфигурация отопления и охлаждения с использованием стандартных программируемых термостатов обеспечивает простой и упрощенный способ распределения отопления и охлаждения внутри вашего здания. Система зонирования позволяет разделить внутреннее пространство на отдельные зоны или участки, которые будут получать обогрев и охлаждение. Программируемые термостаты дают вам значительный выбор для работы системы без необходимости в сложных контроллерах.Эти типы термостатов хорошо работают прямо из коробки, и обученные техники относительно легко их установить и откалибровать.

Наша цель — рассказать нашим клиентам о сантехнике, HVACR, противопожарной защите и системах сигнализации в механических, коммерческих и жилых помещениях. Для получения дополнительной информации о том, как геотермальная система с обратной связью может работать в вашем коммерческом здании, а также для просмотра проектов, над которыми мы работали, посетите наш веб-сайт!

10 мифов о геотермальном отоплении и охлаждении

Иллюстрация геотермальной системы отопления и охлаждения, которая обрабатывает несколько нагрузок для сообщества.Иллюстрация Сары Чейни.

Иллюстрация Сары Чейни.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Представьте себе дом, в котором всегда комфортно, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

В воздухе пахнет свежестью; Вы можете слышать щебетание птиц и ленивое шуршание ветра в деревьях. Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветви.Звучит комфортно, не правда ли?

Геотермальное отопление и охлаждение делает эту мечту реальностью. Геотермальное ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование) приводит здание в гармонию с землей под ним, используя преимущества подземных температур для обеспечения отопления зимой и охлаждения летом.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Наружная температура колеблется в зависимости от времени года, но температура под землей меняется не так сильно, благодаря изоляционным свойствам земли.На глубине 4–6 футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и / или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для обеспечения «бесплатной» энергии.

(Обратите внимание, что геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не следует путать с «геотермальной энергией», процессом, с помощью которого электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабах коммунальных предприятий и использует различные процессы, обычно путем нагрева воды для кипячение.)

Трубы, составляющие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть закопаны под землю горизонтально или вертикально, в зависимости от характеристик участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть разработать систему «разомкнутого цикла», в которой скважина пробурена в подземных водах. Вода закачивается, проходит мимо теплообменника, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

Схема работы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Зимой жидкость, циркулирующая через контур заземления или колодец системы, поглощает накопленное тепло от земли и переносит его в помещение. Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении. Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и переносит его через контур заземления / насос в скважину обратной закачки, где оно отдает тепло в более холодный грунт / водоносный горизонт.

В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к земле и от земли. Обычно электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

Геотермальная система охлаждения и обогрева состоит из трех основных компонентов: теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытый или закрытый контур) и системы подачи воздуха (воздуховод) и / или лучистого отопления (в этаж или в другом месте).

Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом полезного действия, или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она потребляет. Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, от трех до пяти единиц выдается в виде тепла.

Геотермальные системы не требуют значительного обслуживания. При правильной установке, что очень важно, скрытый контур может прослужить несколько поколений.Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении, защищены от суровых погодных условий, поэтому они, как правило, служат в течение многих лет, а зачастую и десятилетий. Обычно периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика — единственное необходимое техническое обслуживание.

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются более 60 лет в США и за их пределами.

Они работают с природой, а не против нее, и они не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньшее количество электроэнергии для работы, потому что они связаны со средней температурой Земли.)

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологичное строительство. В прошлом году на экологические проекты приходилось 20 процентов всех новостроек в США. К 2016 году в статье Wall Street Journal предсказывалось, что зеленое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или откровенных мифах.В нашей новой книге Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (Egg / Cunniff / Orio -McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я развенчиваем многие из этих мифов.

Разрушенные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не считаются возобновляемой технологией, поскольку они используют электричество.

Факт: геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева с земли в здание.

2. Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более предпочтительными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Факт: геотермальные системы HVAC удаляют в четыре раза больше киловатт-часов потребления из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть. Эти другие технологии, безусловно, могут сыграть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия кондиционирования помещений на окружающую среду.

3. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует много двора или недвижимости для размещения контуров заземления полиэтиленовых трубопроводов.

Факт: В зависимости от характеристик площадки, контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что надземной поверхности не требуется. Или, если есть доступный водоносный горизонт, который можно использовать, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости. Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она попала после прохождения теплообменника, поэтому она не «используется» или не подвергается иным негативным воздействиям.

4. Геотермальные тепловые насосы HVAC издают шум.

Факт: системы работают очень тихо, и на улице нет оборудования, которое беспокоило бы соседей.

Техник осматривает геотермальный кондиционер HVAC.

Фотография любезно предоставлена ​​Jay Egg

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

5. Геотермальные системы со временем «изнашиваются».

Факт: петли заземления могут прослужить несколько поколений. Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в помещении.Когда его действительно нужно заменить, затраты будут намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или колодца является наиболее дорогой в установке. Новые технические инструкции устраняют проблему удержания тепла в земле, поэтому тепло может обмениваться с ней бесконечно. В прошлом некоторые системы ненадлежащего размера действительно перегревали или переохлаждали землю с течением времени до такой степени, что у системы больше не было достаточного температурного градиента для функционирования.

6. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работают только в режиме отопления.

Факт: они так же эффективно работают при охлаждении и могут быть спроектированы так, чтобы при желании не требовать дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые клиенты считают более экономичным иметь небольшую резервную систему только на самые холодные дни, если это означает, что они петля может быть меньше.

7. Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом. Факт: системы могут быть спроектированы для одновременной обработки нескольких нагрузок.

8. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха прокладывают трубопроводы хладагента в землю.

Факт: в большинстве систем в контурах и линиях используется только вода.

9. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют много воды.

Факт: геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для обмена теплом с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт. В прошлом проводились некоторые операции «насос и сброс», при которых вода расходилась впустую после прохождения через теплообменник, но сейчас они чрезвычайно редки. При коммерческом применении геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарились бы в градирнях традиционных систем.

10. Геотермальная технология HVAC финансово неосуществима без федеральных и местных налоговых льгот.

Факт: Федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием. Стандартные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха стоят около 3000 долларов за тонну обогрева или охлаждения при новом строительстве (дома обычно используют от одной до пяти тонн). Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха начинаются от 5000 долларов за тонну и могут доходить до 8000 или 9000 долларов за тонну.Однако новые методы установки снижают затраты до такой степени, что цена приближается к обычным системам при правильных условиях.

Факторы, способствующие снижению затрат, включают экономию на масштабе для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и растущую конкуренцию за геотермальное оборудование (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane). Открытые контуры с использованием насоса и скважины обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые.

Спасибо за тысячи лайков и сотни комментариев! National Geographic закрыл комментарии для этого блога.Пожалуйста, продолжите разговор и получите ответы, которые вам нужны для геотермального отопления и охлаждения, в блоге Джея Эгга «Геотермальное отопление и охлаждение: вопросы и ответы»

Джей Эгг является соавтором новой книги Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications (McGraw-Hill 2013), с Грегом Канниффом и Карлом Орио.