Тепловой насос — для отопления берём тепло у планеты Земля

Содержание

Геотермальные тепловые насосы для отопления, системы и отзывы

Тепловой насос — для отопления берём тепло у планеты Земля

В последнее время всё больше появляется видов обогрева без топлива, делается это в связи с подорожанием практически всех источников тепловой энергии. К тому же, применение топлива оказывает неблагоприятное воздействие на экологию, а значит, и на здоровье людей.

Кроме того, запасы топлива истощаются. По этим причинам учёные вынуждены были искать альтернативные варианты обогрева, и одним из результатов таких изысканий стали тепловые насосы. Такой тип отопления уже успел получить положительные отзывы от потребителей зарубежья.

Тепловой насос

Для того чтобы использовать энергию земли (геотермальные насосы), на большой глубине, где температура всегда постоянна, прокладывают коллекторы из труб, в которых циркулирует незамерзающая жидкость. Через теплообменник жидкость нагревает фреон, который перемещается по контуру теплового насоса.

Фреон при температуре +8 градусов, которая постоянна на глубине, где проложены трубы, переходит в газообразное состояние. Затем этот образовавшийся газ сжимают для нагревания до 80С, он отдаёт тепло, которое идёт в систему отопления. После чего, после некоторых манипуляций фреон превращается опять в жидкое состояние и снова отправляется в теплообменник для получения тепла земли.

Принцип работы теплового насоса

Для данной системы — геотермальные тепловые насосы для отопления ставят землю в качестве источника температуры низкого уровня, также к таким источникам относится и воздух, и вода – как из подземных источников, так и из водоёмов. А если учитывать колоссальное количество воды, воздуха и земли и их доступность, то можно быть уверенными в том, что будущее именно за такими системами отопления и получения тепла.

Типы тепловых насосов

Источниками тепла могут стать:

  • вода наземных водоёмов;
  • подземные воды
  • земля;
  • воздух.

Исходя из того, какой источник выбран, а также теплоноситель, определяют тип теплового насоса. Если источником будет земля (отопление с помощью геотермального насоса), а обогрев производится при помощи водяной отопительной системы, то тип насоса будет «грунт – вода».

Виды тепловых насосов

Также выделяют и другие типы тепловых насосов для отопления: «вода –вода», «воздух – воздух», «воздух – вода», «вода – воздух». Те тепловые насосы для отопления, которые используют тепло земли, называются геотермальными, а те, которые используют тепло воздуха – воздушными.

Преимущества тепловых насосов

  • Не требуется топлива. Это главное преимущество. К тому же, при установке насоса нет необходимости получать ТУ и другие разрешения. Можно, конечно, сделать ее своими руками, но все же лучше получить хотя бы консультацию специалиста.
  • Очень низкие затраты в процессе эксплуатации. Так, если при установке системы с тепловым насосом и традиционного отопления они практически равны, то в период эксплуатации они значительно меньше. Это и понятно, нет необходимости покупать топливо.

Эффективность работы тепловых насосов

  • Высокая эффективность. Отопление тепловым насосом очень быстро прогревает дом.
  • Высокая экологичность. Система отопления с тепловым насосом не причиняет вреда окружающей среде, не вредит экологии, к тому же, она не пожаробезопасна и не взрывоопасна.
  • Высокая надёжность, а также длительный срок эксплуатации без необходимости проводить капитальный ремонт. Единственное, что раз в год нужно проводить недорогой текущий осмотр. При соблюдении этого условия и при выполнении всех правил эксплуатации отопление с помощью теплового насоса прослужит более 25 лет без проведения кап. ремонта.
  • Нет необходимости в вентиляции для работы насоса.
  • Система отопления тепловым насосом не издаёт много шума и отличается небольшими габаритами, что позволяет устанавливать её даже на кухне.
  • Автономность. Для того чтобы работал тепловой насос системы отопления, нужно только электричество. Если же его отключают, то насос может работать и от дизель-генератора. Также насосы могут использоваться вместе с солнечными коллекторами.
  • Летом насос может работать в режиме кондиционера. Эта интересная функция поможет сэкономить средства на покупку и установку кондиционера и сэкономит место. Насос будет работать автоматически и не потребует внимания.

Тепловой насос можно использовать летом как кондиционер

  • Высокая цена. Пока что оборудование для теплового насоса достаточно дорогое, по сравнению с другими видами отопления.
  • Перед тем, как установить отопление с помощью тепловых насосов, нужно проводить точные расчёты, это может занять время, да и повлиять на цену.
  • Нет возможности использовать тепловой насос для отопления в отдельно взятой квартире многоэтажного дома.

Цена

На данный момент цена этих насосов является одним из сдерживающих факторов для широкого распространения. Она высока. Почему?

На это есть несколько причин:

  • Необходимый тщательный расчёт для эффективной работы системы, в том числе, исследование источников низкоуровневого тепла, это довольно приличные затраты.
  • В стоимость монтажа такого вида, как геотермальное отопление и тепловой насос, входит бурение скважин или закладка коллекторов в землю на большую глубину, что значительно увеличивает растраты. Поэтому самые доступные тепловые насосы системы отопления — это воздушные, их установка не требует подобных работ.

Бурение скважины для теплового насоса

Стоимость насосов может варьироваться, исходя из материала изготовления, конструкции, степени автоматизации и других факторов.

Диапазон цен довольно большой, и в принципе, любой покупатель найдёт тот, который будет соответствовать его требованиям, как в цене, так и по качеству. Тем более, что в эксплуатации насосы не требуют затрат и нет необходимости в покупке топлива, а значит, в любом случае, они будут выгодны, какая бы цена не была изначально и, в любом случае, покупатель будет в выигрыше.

Перспективы

Мировые запасы топлива истощаются, а значит, будущее за тепловыми насосами и им подобным.

Всё больше и больше людей во всём мире предпочитают именно такие системы отопления, а высокая стоимость с лихвой окупается качественной и длительной работой, а также не нужно забывать, что нет трат на топливо, это, несомненно, главный плюс. К тому, же, потребляя 1 кВт электроэнергии, такой насос вырабатывает 4-5 кВт тепловой энергии.

Энергозатраты при работе теплового насоса

К примеру, в Швеции в год устанавливается около 150 тыс. подобных устройств. А правительство этой страны поставило задачу совсем исключить зависимость от нефти и газа, поставлена цель использовать только энергию от возобновляемых источников, и тепловым насосам отведена основная роль.

В других странах Европы стремятся придерживаться этой же политики и максимально использовать данную энергию. В США производят около миллиона подобных устройств в год, причём большее предпочтение отдаётся воздушным, они отлично заменяют старую систему отопления.

При строительстве новых зданий используют только отопление, тепловой насос в котором является центром.

В России ещё довольно мало применяют тепловые насосы, но имеется тенденция для изменения ситуации.

Нужно понимать, что возобновляемые источники энергии — это потенциал, за которым будущее и отличная возможность сэкономить. Потратив один раз в самом начале, у вас не будет проблемы с покупкой топлива, не нужно будет тратить совсем нелишние деньги, так как топливо не нужно.

Запасы возобновляемых источников энергии неисчерпаемы и бесконечны, за ними будущее, и надо идти с ним в ногу. Тем более, что отопление тепловыми насосами доступно для всех: воздух, земля, вода.

Но сравнительно дорогое оборудование сдерживает масштабное применение, хотя, если вдуматься, цена от 600 евро не такая уж и большая, учитывая дальнейшую экономию.

И если посчитать, сколько тратится на обычную систему отопления в год и на систему с тепловым насосом, то выгода будет явная в пользу второго.

Оцените публикацию:
Загрузка…

Источник: http://otoplenie-doma.org/teplovye-nasosy-dlya-otopleniya.html

Подземное геотермальное отопление дома

Тепловой насос — для отопления берём тепло у планеты Земля

Для обеспечения частного дома теплом традиционно используются агрегаты, работающие на электричестве, твердом, газовом или жидком топливе. В последние десятилетия в качестве альтернативного источника тепловой энергии используют солнечные коллекторы и тепло земных недр. Обогрев дома с помощью тепла земли называется геотермальным отоплением дома.

Геотермальное отопление дома за счет энергии земли

Отопление от земли пользуется растущим спросом, поскольку стоимость привычных энергоносителей неуклонно повышается, а запасы ископаемого топлива при этом сокращаются. Вложение денег в земляное отопление загородного коттеджа достаточно выгодно с учетом экономических перспектив и существенной экономии средств на автономное теплоснабжение в отопительный период.

Способы получения природной тепловой энергии

Геотермальные тепловые насосы различаются по способу извлечения тепла:

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

Виды геотермальных тепловых насосов

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

Принципы функционирования геотермального отопления

Отопление за счет энергии земли успешно применяется в различных климатических зонах: системы способны работать и в южных, и в северных регионах.

Геотермальная установка в процессе своего функционирования использует такое физическое свойство некоторых жидкостей, как способность испаряться, что приводит к охлаждению поверхности. Именно это явление лежит в основе работы холодильного оборудования.

Принцип работы геотермального отопления представляет собой запущенный в обратную сторону процесс охлаждения. Именно так работают кондиционеры, способные не только охлаждать, но и подогревать воздух в помещении.

Принцип работы теплового насоса

Однако, установки для кондиционирования воздуха имеют ограниченную работоспособность — они не могут функционировать при температуре ниже -5°C.

А геотермальная система способна обеспечить обогрев дома независимо от температуры воздуха на поверхности.

Это связано с тем, что в той среде, откуда она забирает тепловую энергию, естественным образом поддерживаются стабильные температурные условия.

Устройство геотермальной отопительной системы

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

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

Как происходит процесс обогрева

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

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

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

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

В данном случае система состоит из трех составляющих:

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

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

Оборудование для обустройства геотермального отопления

Геотермальное оборудование для глубинной отопительной системы позволяет аккумулировать извлеченную из окружающей среды тепловую энергию и передавать ее теплоносителю в отопительном контуре.

Список оборудования для обогрева с помощью тепла земли включает:

  • Испаритель. Устройство располагают на глубине, и оно служит для поглощения находящейся в геотермальных водах или грунте тепловой энергии.
  • Конденсатор. Позволяет довести температуру антифриза до необходимой для функционирования системы величины.
  • Тепловой насос. Обеспечивает циркуляцию антифриза в контуре нагревания, контролирует работу геотермальной установки.
  • Буферный бак — емкость для сбора нагретого антифриза. Позволяет передавать тепловую энергию земных недр теплоносителю. Бак, через который проходит теплоноситель, оборудован теплообменником в виде змеевика. По нему, отдавая тепло, движется нагретый антифриз.

Схема устройства теплового насоса

Монтаж системы

Геотермальное отопление загородного дома на этапе обустройства требует солидных денежных вложений. Высокая итоговая стоимость системы во многом обусловлена большим объемом земельных работ, связанных с монтажом контура нагревания.

С течением времени финансовые затраты окупаются, поскольку используемая в отопительный сезон тепловая энергия извлекается из земных глубин с минимальными затратами электроэнергии.

Монтаж горизонтального теплообменника геотермальной системы отопления

Для обеспечения отопления дома теплом земли необходим монтаж системы:

  • основная часть должна располагаться под землей или на дне водоема;
  • в самом доме устанавливается только достаточно компактное оборудование и прокладывается контур радиаторного или напольного отопления. Оборудование, расположенное внутри дома, позволяет регулировать уровень нагрева теплоносителя.

Как выглядит геотермальное оборудование в доме

При проектировании отопления за счет тепла земли, необходимо определиться с вариантом монтажа рабочего контура и типом коллектора.

Различают два типа коллекторов:

  1. Вертикальный — погружается в грунт на несколько десятков метров. Для этого на небольшом расстоянии от дома требуется пробурить некоторое количество скважин. В скважины погружается контур (самый надежный вариант — трубы из сшитого полиэтилена).
  2. Недостатки: Большие финансовые затраты на бурение в грунте нескольких скважин глубиной от 50 метров.

    Преимущества: Подземное расположение труб на глубине, где температура грунта отличается стабильностью, обеспечивает высокую эффективность работы системы. Кроме того, вертикальный коллектор занимает небольшую площадь земельного участка.

  3. Горизонтальный. Использование такого коллектора допускается в регионах с теплым и умеренным климатом, так как глубина промерзания грунта не должна превышать 1,5 метров.
  4. Недостатки: Необходимость использования большой площади участка (основной недостаток). Этот участок земли после укладки контура невозможно использовать под сад или огород, так как система работает с выделением холода при транспортировке хладагента, из-за чего корни растений будут перемерзать.

    Преимущества: Более дешевые земельные работы, которые можно даже выполнить своими силами.

Горизонтальный и вертикальный тип коллектора

Геотермальную энергию можно добывать, если уложить на дне непромерзающего водоема горизонтальный геотермический контур. Однако, это сложно осуществить на практике: водоем может быть расположен за пределами частной территории и тогда установку теплообменника нужно будет согласовывать. Расстояние от отапливаемого объекта до водоема должно составлять не более 100 метров.

Важно! Температура окружающей коллектор среды не должна опускаться ниже +5°C. Контактирующую с промерзающим грунтом верхнюю часть коллектора нужно защитить термоизоляцией для избежания потерь тепловой энергии.

Преимущества и недостатки

Отопление энергией земли имеет целый ряд преимуществ:

  • Эффективность. По сравнению с расходами на электричество для работы теплового насоса система позволяет получить в несколько раз больше тепловой энергии.
  • Экологичность. Данный вид отопления экологически полностью безвреден, отсутствуют выбросы в атмосферу.
  • Безопасность. Нет необходимости использовать какое-либо топливо, химические средства и т.д., нет угрозы взрыва или возгорания оборудования.
  • Минимальная потребность в техподдержке. Правильно смонтированная система способна проработать без какого-либо вмешательства не менее 30 лет.
  • Экономичность. В ходе эксплуатации отсутствуют затраты на ремонт, что позволяет окупить монтаж отопления в течение 5-8 лет.
  • Отсутствие необходимости контролировать работу системы.
  • Низкий уровень шума при работе оборудования.
  • Неисчерпаемость источника тепловой энергии, не требуется закупать и хранить энергоноситель.

Экологичность использования тепловой энергии недр

К недостаткам можно отнести:

  • изначально высокие расходы на оборудование;
  • необходимость вести сложные буровые работы на участке для монтажа вертикального контура или портить ландшафт подготовкой траншей для горизонтального теплообменника.

В умеренном климате геотермальные установки доказали свою эффективность. В северных же регионах данный вид отопления подходит для домов небольшой площади (до 200 м2).

Разобравшись, как работает система и из каких частей стоит, можно определить возможность ее монтажа на собственном участке. Преимущественно отопление из земли обустраивают на этапе строительства дома — в этом случае проще вести земляные работы, так как планировка участка и создание ландшафтного дизайна еще впереди.

по теме:

Источник: https://ProfiTeplo.com/sistemy-otopleniya/107-geotermalnoe-otoplenie-doma-teplom-zemli.html

Геотермальное отопление загородного дома: берем тепло из недр земли

Тепловой насос — для отопления берём тепло у планеты Земля

Сжигание природных запасов углеводородов – нефти и газа – достигло таких масштабов, что призрак экологической и энергетической катастрофы стал принимать вполне реальные очертания.

Осознав, наконец-то, серьезность ситуации, человечество все активнее осваивает возобновляемые (или альтернативные) источники энергии.

Никола Тесла утверждал, что наш мир наполнен бесплатной энергией, надо только научиться ее добывать. Ученые всего мира прилагают немало сил для того, чтобы воплотить этот тезис в жизнь.

Их труды не пропали даром: к традиционным ветрогенераторам и солнечным батареям добавился еще один источник бесплатной энергии — геотермальное отопление. Его суть понятна из названия: для отопления используется тепло Земли.

Миф первый: необходимы горячие источники

Действительно, при упоминании термина «тепло Земли» воображение среднестатистического гражданина сразу рисует свистящие гейзеры и озера кипящей воды на фоне просыпающегося вулкана.

Согласимся: горячие источники также могут применяться в геотермальном отоплении, но это редкость, поскольку расположены они только в некоторых регионах.

В остальных случаях под термином «тепло Земли» подразумевают температуру в 5-7 градусов, которая стабильно поддерживается в грунте или воде ниже глубины промерзания.

Да, да, вот эту-то холодину дерзкие ученые называют «теплом» и даже умудряются нагреть от нее воду в системе отопления.

Миф второй: геотермальное отопление – нечто вроде вечного двигателя, а потому существовать не может

Поводом к возникновению данного заблуждения послужила удивительная эффективность систем геотермального отопления: при затратах энергии в 1 кВт удается получить от 3 до 5 кВт.

И это, как уже было сказано, при полном отсутствии видимых источников тепла: бурлящих гейзеров, огнедышащих вулканов или хотя бы печки с горящими дровами или углем.

Но, как известно энергия не может взяться ниоткуда и исчезнуть в никуда. К сожалению, существование вечного двигателя действительно невозможно.

Но система геотермального отопления не имеет с ним ничего общего. А причины ее эффективности кроются в умелом применении всем известных законов физики.

Устройство и принцип действия

Система геотермального отопления состоит из трех контуров и теплового насоса, который поддерживает циркуляцию среды в контурах и теплообмен между ними. По размерам тепловой насос похож на современную стиральную машинку. Рассмотрим каждый из контуров подробнее.

Внешний контур

Посредством внешнего контура вся система воспринимает тепловую энергию грунта или водоема, в котором данный контур размещается.

Обязательное условие – контур должен находиться ниже глубины промерзания, характерной для данного региона.

Внутри контура циркулирует теплоноситель – рассол или другая незамерзающая жидкость. Накопленная тепловая энергия через теплообменник, установленный в тепловом насосе, передается фреону, содержащемуся во втором контуре.

Контур фреона

Этот контур полностью размещен в корпусе теплового насоса и наполнен фреоном. Характерной особенностью фреона является низкая температура кипения, в процессе которого фреон испаряется, превращаясь в газ.

Внутренний контур

Это, собственно, контур отопления, состоящий из труб и отопительных радиаторов. В более сложном варианте внутренний контур может подразделяться на контуры отопления, горячего водоснабжения, подогрева крыльца (антиобледенитель) и т.п.

Традиционно внутренний контур заполняется водой, но могут применяться и другие виды теплоносителей.

Как это работает

Принцип действия системы геотермального отопления выглядит следующим образом:

  1. Находящемуся во внешнем контуре рассолу сообщается тепловая энергия грунта или воды, отчего его температура увеличивается примерно на 5 градусов и становится равной, к примеру, +3 градуса.
  2. Внутри теплового насоса рассол прокачивается через теплообменник, в котором часть его тепловой энергии передается фреону. Остывший после этого рассол снова поступает во внешний контур.
  3. Получив некоторое тепло от рассола, фреон, находящийся во втором контуре, испаряется. Получившийся таким образом газ поступает в компрессор, где происходит его сжатие. В результате температура фреона поднимается до 100 градусов. Горячий газ подается в теплообменник, в котором отдает часть своей тепловой энергии теплоносителю третьего – внутреннего – контура.
  4. Подогретый до температуры в 50-70 градусов теплоноситель внутреннего контура подается в радиаторы отопления, благодаря чему в доме поддерживается комфортная температура. Фреон, температура которого в результате теплообмена понижается до 70 градусов, поступает в расширительный экран, где его давление и температура падают до первоначальных значений.
  5. Весь цикл повторяется снова.

Среди других нераспространенных систем отопления заслуживает внимание отопление ПЛЭН.

Другой тип — это паровое отопление, сейчас его встретить крайне сложно, хотя система обладает рядом неоспоримых плюсов.

Также существуют, так называемые «безрадиаторные» системы, например, отопление с помощью водяных конвекторов отопления. Информацию о преимуществах данной системы найдете по адресу: http://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/konvektory/vodyanoj-konvektor-otopleniya.html.

Положительная сторона

Данная система обладает широким перечнем достоинств:

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

Отрицательная сторона

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

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

Схемы построения системы отопления

Несмотря на всю простоту системы, устройство геотермального отопления для загородного дома – довольно дорогостоящий и трудоемкий процесс.

Связано это не столько с дороговизной теплового насоса, сколько с масштабами внешнего контура: в среднем его площадь должна превышать отапливаемую площадь в 2,5 раза. Располагают внешний контур одним из трех способов:

Горизонтально в грунте

Трубы контура располагают под поверхностью земли ниже глубины промерзания.

При отоплении дома площадью в 200 кв. м для горизонтального размещения внешнего контура понадобится участок земли площадью 500 кв. м.

Недостатки такого способа очевидны: придется изрыть солидный участок земли, полностью уничтожив расположенный на нем ландшафт.

Если на участке растут деревья, задача усложняется: трубы контура в плане должны находиться не ближе 1,5 м от дерева.

Все работы по горизонтальному размещению внешнего контура в грунте можно выполнить самостоятельно, и это главное преимущества данного способа. Процесс относительно прост, хотя и трудоемок: рытье траншей, сваривание и укладка труб.

Горизонтальная укладка на дне водоема

Если поблизости от вашего дома имеется водоем, можно обойтись без земляных работ, сохранив существующее благоустройство участка возле дома. Требования к водоему таковы: он должен располагаться не далее, чем на 100 м от дома, и иметь площадь не меньше, чем 200 кв. м.

Если вы не являетесь его владельцем, то, скорее всего, понадобится разрешение местных властей на размещение в водоеме внешнего контура вашей геотермальной системы.

Оптимальная глубина, на которой следует располагать трубы, составляет 2,2-2,5 м.

Разместить внешний контур в водоеме также можно самостоятельно, такая работа не требует особого опыта или высокой квалификации. Если есть возможность на время монтажа спустить из водоема воду, задача потребует еще меньше усилий.

Вертикальное размещение в грунте

В этом случае для размещения внешнего контура строится скважина. И само строительство, и монтаж в скважине труб контура потребует привлечения специалистов и бурильного оборудования. Зато все существующие насаждения и элементы благоустройства остаются нетронутыми.

Вдобавок, размещение контура в скважине делает отопительную систему более эффективной, ведь грунт на больших глубинах (глубина скважины составляет от 50 до 200 м) круглогодично сохраняет постоянную температуру в 10-12 градусов.

Дополнительное преимущество – длительный срок службы скважины, который может составлять 100 лет.

Существует еще одна разновидность геотермальной системы отопления загородного дома, которая называется открытой. Внешний контур в ней отсутствует, а роль теплоносителя играет вода, которая закачивается в тепловой насос из артезианской скважины.

Для сброса воды на ту же глубину строится вторая скважина. Часть артезианской воды может использоваться для водоснабжения дома, поэтому данная разновидность геотермального отопления более распространена в тех регионах, где отсутствует централизованная подача воды.

Иногда одного геотермального отопления может не хватить, и приходиться подогревать теплоноситель.

Для таких случаев подойдет, например,  комбинированный котел отопления, или дизельный котёл отопления. Выбирайте исходя из доступности топлива.

Отзывы о геотермальной системе отопления дома

«…Мой знакомый, который установил систему геотермального отопления, поведал мне следующее:

Тепловой насос работает больше года. Согласно проекту температура воды в системе отопления должна составлять 70 градусов, на деле же получается чуть больше 50-ти. По этой причине для подогрева воды пришлось дополнительно установить электрический котел.

По приблизительным прикидкам срок окупаемости теплового насоса составит 20 лет, и это без учета эксплуатационных расходов и затрат на электроэнергию. Расход энергии на работу системы составляет 5 кВт. Отдача – 15 кВт.

В общем, дать однозначную оценку трудно. По моему мнению, применение теплового насоса для одного частного дома неэффективно, гораздо лучше устанавливать такое оборудование для отопления нескольких домов или даже целого поселка…»

Евгений Сухарев, г. Ростов

«…Созванивался с монтажной фирмой. Стоимость монтажа геотермального отопления дома зависит от размещения: скважина, стоячий водоем или проточный водоем. В среднем отопление мощностью в 10 кВт обходится в 1 млн. руб. Думаю, что эта цена занижена с целью привлечения клиентов…»

Олег Басич, г. Тула

На сегодняшний день бесплатное тепло остается дорогим удовольствием.

Однако, многолетний опыт подсказывает: с развитием спроса стоимость систем геотермального отопления будет снижаться. И тогда геотермальное отопление домов станет в нашей стране таким же распространенным явлением, как в США или странах Европы.

Источник: http://obogreem.net/otoplenie-zdanij/sistema-otopleniya-zdanij/geotermalnoe-otoplenie.html

Тепловой насос земля вода — производительность и надежность

Тепловой насос — для отопления берём тепло у планеты Земля

Обогрев с помощью тепловых насосов типа «земля-вода» — самый удачный способ организовать отопление здания. Нет более стабильного источника тепла, чем грунт, залегающий на глубине 2 м и более. Эффективное использование данной теплоты — задача геотермальной отопительной системы.

Тепловой насос «земля-вода» — принцип работы

В основе принципа действия тепловых насосов типа «земля-вода» лежит отбор тепловой энергии от грунта с температурой от +5 до +10 °С и перемещение ее в дом с последующей передачей водяной системе отопления. Технология реализована с помощью отопительной установки, состоящей и 2 частей:

  • геотермальный теплообменник, находящийся ниже глубины промерзания почвы;
  • сам тепловой насос, действующий по обратному циклу Карно (холодильник наоборот).

Тепловая установка, обеспечивающая отопление за счет возобновляемого тепла земли, функционирует по такому алгоритму:

  1. Рассол или антифриз, циркулирующий по трубам геотермального контура, приобретает температуру почвы и подается перекачивающим агрегатом в теплообменник — испаритель. Там рассол отдает теплоту хладагенту теплового насоса (фреону), а сам охлаждается на 2—5 °С и возвращается обратно в землю.
  2. Получив порцию энергии, фреон испаряется и в газообразном состоянии поступает в компрессор. Его задача — поднять давление газа, чтобы он мог сконденсироваться при плюсовой температуре.
  3. Сжатый газ в теплообменнике — конденсаторе переходит обратно в жидкую фазу за счет передачи энергии теплоносителю системы отопления дома.
  4. Давление жидкого фреона падает после прохождения расширительного клапана, хладагент движется в испаритель за новой порцией теплоты.
  5. В результате количество тепловой энергии, отнятой у земли и направленной на отопление дома, в 4 и более раза превышает расход электричества, питающего компрессор, циркуляционные насосы и блоки управления. Агрегат способен функционировать и в обратную сторону — на охлаждение, но его эффективность снизится на 15—20%.

 Величина, характеризующая эффективность работы тепловых насосов, — коэффициент энергоэффективности СОР (не путать с КПД). У грунтовых геотермальных систем СОР равен 4 и более (получено тепла вчетверо больше, чем затрачено электричества).

Горизонты грунта, имеющие постоянную положительную температуру, начинаются на 20—30 см ниже глубины промерзания почвы. Существует 3 вида подземных теплообменников, используемых для совместной работы с тепловыми насосами:

  • вертикальные зонды;
  • плоскостные коллекторы из труб;
  • энергетические сваи.

Вертикальный зонд — это оголовок с подключенными трубами, погружаемый в скважину глубиной 18 м и более. Точное число скважин и зондов, их глубина и диаметр трубопроводов определяется расчетом после проведения геологических исследований.

Трубы от скважин сходятся в колодце с коллектором, от которого идут 2 утепленные магистрали к тепловому насосу — подающая и обратная. Диаметры магистралей могут достигать 160 мм.

Плоскостные геоконтуры — это полимерные трубы, уложенные на дне котлована и напоминающие структурой теплые полы. Глубина котлована — ниже границы замерзания, размеры и шаг укладки также определяется расчетом.

Энергетические сваи — это те же зонды, окруженные арматурным каркасом и залитые специальным бетоном, хорошо проводящим тепло.

На отопление небольшого утепленного коттеджа площадью 100 м2 потребуется 7.5 кВт/ч тепловой энергии. По данным ведущего производителя отопительной техники Vaillant, примерная длина вертикальных зондов в грунте составит 110 м, а под устройство плоскостного контура понадобится 250 м2 площади участка.

Для монтажа подземных теплообменников различных типов используются трубы из сшитого полиэтилена марки РЕ-Ха и полиэтилена низкого давления (ПНД) марки РЕ-100, чьи данные указаны в таблице:

Тип геоконтураПрименяемые трубыДиаметр, ммСфера примененияВлияние, оказываемое на окружающую среду
Зонд вертикальныйРЕ-Ха, РЕ-10032, 40 32, 40Малая площадь земельного участкаНагрев грунтовых вод в режиме охлаждения помещений
Коллектор плоскостнойРЕ-Ха, РЕ-10020, 25, 32, 40 25, 32, 40Большая площадь земельного участкаПри работе на отопление небольшое охлаждение почвы и влияние на растения
Свая энергетическая буронабивнаяРЕ-Ха, РЕ-10020, 25 20, 25Малая площадь земельного участка со слабыми грунтамиПри режиме охлаждения небольшой подогрев грунтовых вод

 Чтобы предупредить воздействие плоскостного теплообменника на растительность, его рекомендуется максимально углубить (до 3—3.5 м), а участок подобрать открытый, где солнце станет пополнять запас тепла, нагревая почву.

Геотермальные системы типа «земля-вода» наиболее стабильны, поскольку извлекают теплоту глубокозалегающих горизонтов грунта.

Температура этих слоев всегда одинакова независимо от времени года и лежит в диапазоне 5—10 °С. В целом преимущества данных установок перед тепловыми насосами других типов выглядят так:

  • стабильно высокая эффективность (СОР не менее 4);
  • надежность в работе;
  • долговечность наружного теплообменника (трубы ПНД и РЕ-Ха при температуре теплоносителя +20 °С могут прослужить до 50 лет);
  • при температуре грунтовых вод до 12 °С в летнее время геоколлектор может охлаждать помещения напрямую через теплообменник, без включения теплового насоса;
  • кроме нагрева теплоносителя в системе отопления, агрегат способен готовить горячую воду для хозяйственных нужд.

 Теоретический СОР геотермальных систем достигает 7, но на практике подобная эффективность невозможна из-за расхода электричества компрессором и насосом наружного контура, чья задача — перекачивать рассол на большое расстояние либо поднимать его со значительной глубины.

Недостатков теплового насоса «земля-вода» всего 2, но они существенны:

  • Устройство подобного отопления обойдется значительно дороже, нежели воздушные или водяные системы (в 4—5 раз).
  • Длительность строительно-монтажных и наладочных работ — около 1 месяца.

Для закладки геотермального контура важно тщательно выполнить расчеты и произвести геологические исследования грунта. Вкупе с монтажом подобные работы проводятся специалистами высокой квалификации, имеющими опыт.

Частных фирм, способных выполнить качественный монтаж агрегата и наружного контура, насчитывается буквально единицы. Отсюда возникает риск «закопать деньги в землю» без всякой отдачи, воспользовавшись услугами халтурщиков.

Эксплуатация

Тепловые насосы, черпающие энергию грунта — высокотехнологичные и надежные установки, не нуждающиеся в постоянном присмотре. Домовладельцу достаточно выполнять такие требования:

  • вызывать специалистов сервисной службы для проверки с периодичностью, указанной в руководстве по эксплуатации;
  • проводить осмотр фреоновых магистралей с целью обнаружения утечек, о чем свидетельствуют масляные пятна на трубках и узлах;
  • периодически (1 раз в месяц) проверять видимые стыки геоконтура, распределительную гребенку;
  • прислушиваться к работе компрессора и перекачивающих агрегатов, они не должны издавать посторонних шумов.

Профилактические мероприятия могут отличаться для изделий от разных производителей, их точный перечень и описание даны в инструкции по эксплуатации.

Ценовая политика

Если не принимать во внимание продукты китайского производства, то общая стоимость геотермального отопления выльется в следующие суммы:

  • Цена оборудования стартует от 8000 у. е.
  • Стоимость монтажа самой простой системы мощностью 5 кВт — от 2000 у. е.

 На рынке есть предложения и дешевле (китайская техника), но подобные приобретения связаны с риском получить некачественное изделие.

Откровенно негативных отзывов об этом типе тепловых насосов крайне мало и связаны они с некачественным выполнением монтажных работ, что нельзя отнести к недостаткам самой установки.

Реальные владельцы говорят следующее:

Живу на Кубани, дом 150 м2 отапливаю тепловым насосом на 10 кВт. Геоконтур делал сам, заложил ПНД трубу 25 мм в широкую траншею на глубине 2 м. Укладывал змейкой, одна труба на глубине 2 м, вторая – 1 м, общая длина траншеи – 200 м. Уже второй сезон все работает отлично.

В нашем суровом климате (г. Нижневартовск) пришлось делать 3 скважины глубиной 50 м, чтобы тепловой насос дал температуру теплоносителя 55 °С в системе. Не скажу что доволен, слишком дорого все обошлось. Но если считать только цену отопления, то реально мы в плюсах.

Геоколлектор для теплового насоса спроектировали еще перед строительством дома. Сделали горизонтальный теплообменник на глубине 2.5 м, где заканчивается суглинок и начинается плотная глина.

Сейчас агрегат мощностью 10 кВт обеспечивает дом с расчетными теплопотерями 12 кВт, уже второй сезон проблем нет. Посчитать расход электричества насосом руки не доходят, но вижу, что СОР = 4.

0 приблизительно соблюдается.

Многие пользователи–энтузиасты удачно совмещают с тепловым насосом другие энергоэффективные технологии — солнечные коллекторы, воздушные системы с рекуперацией тепла и ветряки для производства собственной электроэнергии.

Источник: http://energylogia.com/home/otoplenie/samyj-stabilnyj-teplovoj-nasos-tipa-zemlya-voda-printsip-raboty.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.