Оборудование для отопления от земли до

Оборудование для отопления от земли до

Содержание

Используем тепло земли для отопления дома

Энергия земли для отопления дома в настоящее время используется редко – большинство людей предпочитает задействовать традиционные источники энергии. Но цены на топливо постоянно растут, а запасы газа, угля и нефти когда-то, пусть даже через много лет, но завершатся. По этой причине возникает необходимость искать альтернативные источники тепла, в частности — тепло земли для отопления дома.

Обогрев дома теплом земли является более предпочтительным в сравнении с солнечной и ветряной энергией. В Европе уже сейчас широко распространены гелиосистемы, позволяющие использовать солнечные лучи для отопления дома и подогрева воды (прочитайте также: «Гелиосистемы для отопления своими руками»). Однако их применение ограничено – если в странах с теплым климатом их хватает для полноценного обогрева жилья, то в регионах с умеренным климатом слишком много пасмурных дней. Кроме того, солнечные коллекторы должны иметь большую площадь и емкий теплоаккумулятор, и в результате создание системы отопления обходится в большую сумму (прочитайте: «Солнечный обогреватель своими руками»).

Также не помешает иметь дополнительный источник тепла на случай затянувшейся непогоды. Энергия ветра тоже является не самым лучшим вариантом: его сила меняется, а складки рельефа способствуют образованию мест с постоянным штилем.

Если использовать тепло земли для отопления дома, то дополнительный источник энергии не потребуется – в любой день почва на глубине от нескольких метров сохраняет постоянную температуру. Чем больше глубина погружения геотермального насоса, тем выше температура грунта, а соответственно, и эффективность отопления (детальнее: «Геотермальное отопление: принцип работы на примерах»). Однако нужно помнить о глубине промерзания – в разных регионах она отличается.

Геотермальные насосы, использующие тепло земли для отопления дома

Отопление за счет энергии земли происходит благодаря специальному устройству – геотермальному насосу.

Принцип его работы аналогичен холодильнику:

  • газообразный хладагент сжимается компрессором, и при этом сильно нагревается;
  • хладагент проходит через теплообменник, отдавая избыток тепла и остывая до комнатной температуры;
  • после охлаждения это вещество поступает в охлаждающий контур морозильной камеры, где оно потом расширяется. В результате изменения агрегатного состояния с жидкого до газообразного, хладагент резко остывает и охлаждает все вокруг себя;
  • затем он вновь поступает к компрессору, и цикл повторяется снова.

Аналогично происходит и отопление дома энергией земли. Например, холодильник отбирает тепло у холодного объекта и передает его теплому предмету, таким образом, тепло переносится от морозилки с минусовой температурой в помещение. Количество перекачиваемой энергии в несколько раз больше потребляемого компрессором электричества.

Отопление от тепла земли отличается высокой эффективностью – тепловая мощность в три раза превышает количество потребляемого электричества. Если сравнивать тепловой насос с холодильником, то в данном случае грунт, имеющий постоянную температуру, заменяет морозильную камеру.

При создании системы отопления нужно установить не только радиаторы для отдачи тепла, но и теплообменник на второй стороне контура, который станет забирать у грунта тепло.

Коллекторы бывают двух видов:

  • вертикальные;
  • горизонтальные.

Прежде чем начать использовать тепло из земли для отопления дома, нужно определиться с видом коллектора. Как они выглядят, можно посмотреть на фото.

Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли

Однако следует учитывать существенный недостаток данной схемы: отопление из недр земли обходится дорого. Разумеется, первоначальные затраты впоследствии окупятся, но все же далеко не каждая семья может позволить себе такие расходы. Цена бурения высока, и на то, чтобы сделать несколько скважин глубиной в 50 метров, денег потребуется немало.

Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли

Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метров. Организовать отопление дома от земли в данном случае гораздо проще, ведь траншеи можно выкопать и самостоятельно, и стоимость работ значительно уменьшится.

Но и у такой схемы есть недостатки. Прежде всего, выполнить отопление из земли своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется уложить в траншеи 1200 метров труб. Помимо того, что придется потратить много времени на копание траншей, трубы еще и займут большую площадь. Использовать этот участок, например, для сада или огорода, нельзя: корни растений будут перемерзать из-за особенностей работы коллектора.

Таким образом, отопление энергией земли является хорошей идеей, но весьма сложной в реализации. Аналогично обстоят дела и с солнечным обогревом. Именно по этой причине альтернативные источники энергии на сегодняшний день мало распространены.

Воздушные коллекторы

Подземное отопление частного дома можно реализовать и с помощью воздушных коллекторов. Это более простой способ воздушного отопления в частном доме по сравнению с двумя предыдущими.

Чтобы нагреть воздух в помещении до комфортной температуры, требуется определенное количество тепла. Чем ниже первоначальная температура, тем выше затраты. С помощью вентиляционной системы и тепла, полученного из грунта, можно бесплатно повысить температуру воздуха в доме. Обогрев теплом земли в данном случае происходит весьма просто.

Для организации системы отопления нужно:

  • вывести воздухозабор вентиляции ниже уровня промерзания грунта;
  • проложить изогнутый, прямой или многотрубный коллектор с помощью обычных канализационных труб (форма выбирается в зависимости от участка, на каждый квадратный метр площади дома должно приходиться 1,5 метра коллектора);
  • сделать воздухоотвод на дальнем от дома конце коллектора, выведя трубу на высоту минимум 1,5 метров от земли и оборудовав ее зонтом-дефлектором (разумеется, приток воздуха в дом будет принудительным.

В этом случае земляное отопление не сможет полностью обеспечить дом теплом.

Тем не менее, оно дает возможность реализовать две идеи:

  1. Поступающий через вентиляцию воздух можно подогревать любым обогревателем (газовым теплогенератором, соляровым, электрическим и пр.) и затем разводить по комнатам с помощью вентиляционных каналов. Полностью бесплатным такое отопление от земли не будет, но все же затраты уменьшатся: нагреваться станет не холодный уличный воздух, а тот, который уже прогрет примерно до +10 градусов. Особенно хорошо можно сэкономить, если зимы в регионе холодные.
  2. Нагретый с помощью тепла земли воздух можно использовать для обдува внешнего блока обычного кондиционера или теплового насоса типа «воздух-воздух». Любое устройство данного класса сможет эффективно работать при температуре около +10 градусов. Сложность реализации заключается лишь в обеспечении нужного воздушного потока. В результате воздух прогревается теплом грунта, поступает к тепловому насосу и отводится за пределы дома.

Отопление теплом земли – хорошая альтернатива традиционным способам обогрева, но в настоящее время оно не является широко распространенным (прочитайте также: «Альтернативное отопление частного дома — выбор достаточно большой»). Это связано, в основном, со сложностью монтажа и большими первоначальными расходами. Лучшим вариантом является бурение скважин и размещение в них труб, но обходится такая система отопления слишком дорого. С другой стороны, это позволяет обогревать дом, пользуясь бесплатным источником тепла.

Также нельзя забывать о том, что такой вариант отопления является экологически чистым и высокоэффективным, поскольку температура почвы на глубине нескольких десятков метров остается постоянной.

Видео о том, как использовать тепло земли для отопления дома:

Отопление из земли: сложная и простая реализации

Тема этой статьи — использование тепла земли для отопления. Можно ли брать тепловую энергию из недр?

И если да — идет ли речь исключительно о сложных и дорогих высокотехнологичных конструкциях или что-то можно сделать своими руками?

Читать еще:  Схема подключения проходного выключателя с 3х мест

Геотермальный насос

Каким же образом можно использовать тепло земли для отопления?

Готовые решения существуют уже пару десятилетий. Это геотермальные тепловые насосы для отопления дома. Как они устроены?

Представьте себе, как работает холодильник.

  • Газообразный хладагент сжимается компрессором, сильно нагреваясь при этом.
  • Затем он прогоняется через теплообменник, рассеивая избыточное тепло и охлаждаясь до комнатной температуры.
  • Остывший хладагент поступает в контур охлаждения морозильной камеры, где расширяется и, как любое вещество при изменении агрегатного состояния с жидкого на газообразное, резко остывает при этом и… остужает пространство вокруг себя.
  • Затем хладагент снова поступает к компрессору для сжатия — и далее по кругу.

Нам любопытны два факта:

  1. Холодильник способен отобрать тепло у холодного объекта и отдать его теплому. В данном случае тепло переносится от морозилки с ее -18С к воздуху комнаты.
  2. Количество перекачиваемой тепловой энергии в несколько раз больше энергозатрат на работу компрессора.

А теперь подставьте на место морозилки грунт на небольшой глубине с его постоянной температурой — и вы получите рабочую модель геотермального теплового насоса. Заметьте — большей частью им используется именно энергия земли для отопления вашего дома. Затраты на электричество покрывают не больше 30 процентов его тепловой мощности.

Понятно, что земляное отопление нуждается не только в радиаторе для отдачи тепла, но и в теплообменнике на второй стороне контура, который будет отбирать тепло у грунта. Каким он может быть?

Вертикальный коллектор

Чаще всего переносом тепла занимаются погруженные на глубину нескольких десятков метров вертикальные зонды. На небольшом расстоянии от дома бурится несколько скважин, в которые погружаются трубы (как правило, из сшитого полиэтилена). Большая глубина означает абсолютно стабильную и высокую температуру; кроме того, при этом теплообменники не требуют для размещения большой площади.

Существенный недостаток, который имеет отопление дома энергией земли в такой реализации — высокая стоимость работ по монтажу. Точнее, цена бурения: она начинается от 2000 рублей за погонный метр скважины. Суммарную стоимость 2-4 скважин глубиной 50-60 метров посчитать несложно.

Горизонтальный коллектор

Однако в тех регионах страны, зима в которых не слишком сурова, а глубина промерзания грунта не превышает метра — полутора, часто применяются горизонтальные коллекторы. Те же трубы-теплообменники укладываются в траншею, которую несложно выкопать самому. Понятно, что стоимость монтажа при этом многократно снизиться.

Обратите внимание: не стоит недооценивать масштаб работ. К примеру, общая длина труб коллектора для дома площадью 275 м2 составит примерно 1200 метров.

Помимо мозолей от лопаты, отопление теплом земли в такой реализации сулит вам еще одну проблему. Под коллектор будет занята большая площадь, многократно превышающая суммарную площадь дома. Причем использовать ее под огород или сад вы не сможете: корни растений будут заморожены коллектором.

Воздушный коллектор

К счастью, помимо геотермального теплового насоса отопления дома стоимостью в десятки тысяч вечнозеленых единиц можно найти и другие способы реализовать отопление загородного дома от земли. Один из простейших — воздушный земляной коллектор.

Вспомните: чтобы нагреть воздух до приемлемого в жилом помещении, нужно определенное количество тепловой энергии. Причем, чем ниже начальная температура воздуха — тем больше затраты.

А ведь повысить температуру воздуха на входе вентиляционной системы можно абсолютно бесплатно. Постоянная температура грунта, помните?

Инструкция, позволяющая использовать отопление энергией земли, предельно проста:

  • Выводим воздухозабор вентиляции в грунт ниже точки промерзания.
  • Прокладываем обычными канализационными трубами прямой, изогнутый или многотрубный коллектор. Форма определяется вашим приусадебным участком. Ориентировочная суммарная длина коллектора — 1,5 метра на квадратный метр площади дома.
  • Воздухозабор делаем на дальнем от дома конце коллектора, выведя трубу на высоту не меньше полутора метров от земли и снабдив ее зонтом-дефлектором. Понятное дело, нагнетать воздух в дом придется принудительно.

Не обольщайтесь: описанное отопление от тепла земли не решит ваши проблемы с тепловой энергией полностью и бесплатно.

Но оно позволит вам реализовать одну из простых и недорогих схем:

  • Поступающий воздух с температурой около 10С может подогреваться любым калорифером (электрическим, газовым, соляровым и т.д.) и разводиться по комнатам вентканалами. Затраты по сравнению с необходимостью нагревать холодный уличный воздух снизятся многократно.
  • Альтернативное решение — использовать нагнетаемый из-под земли воздух для обдува внешнего блока теплового насоса «воздух-водух» или обычного кондиционера. При +10С сможет эффективно работать ЛЮБОЙ внешний блок любого устройства этого класса. Основная техническая проблема — обеспечить требуемый воздушный поток.

Заключение

И напоследок — немного личного опыта. Автор статьи живет в частном доме, в регионе с довольно теплым климатом. Под домом — подвал с бетонированным полом площадью 75 м2, имеющим круглый год температуру в те самые 10-12 градусов. Понятно, что при такой площади теплообменника и температура воздуха в подвале довольно стабильна.


Как обычно, некоторое количество дополнительной информации вы сможете найти в прикрепленном к статье видео. Теплых зим!

Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

    Содержимое:
  1. Как получить тепло в дом из земли
  2. Как работает геотермальное отопление дома
  3. Как устроено геотермальное отопление
  4. Геотермальное оборудование для использования тепла земли
  5. Монтаж и установка геотермального отопления
  6. Эффективно ли геотермальное отопление на Севере
  7. Гейзерное отопление частного дома
  8. Как с помощью геотермального насоса отопить дом

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

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

Геотермальное оборудование для использования тепла земли

Монтаж и установка геотермального отопления

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.

Тепло земли на службе человека или что такое геотермальное отопление

Уютное и комфортное жилище, в котором прохладно летом и тепло зимой, — это, без преувеличений, мечта любого человека. Существует множество видов отопления домов – дрова, торф, электроэнергия, уголь, газ, геотермальное отопление. Но оборудование, которое работает на угле, газе, торфе и тому подобном, никак нельзя отнести к категории экологически чистых и безопасных. А стоимость такого топлива колеблется очень сильно.

Многие считают, что газовое отопления частного дома – это оптимальный вариант. Однако здесь также есть некоторые весьма существенные отрицательные моменты. В некоторых случаях установить подобное отопление невозможно, если к вашему коттеджу не подведена газовая магистраль. Монтаж газовой установки требует постоянного обслуживания, строгого соблюдения всех норм безопасности, а также специальных разрешений.

Однако есть один достаточно хороший вариант отопления без газа – это геотермальное отопление дома. Число пользователей подобных систем увеличивается ежедневно, поскольку такое отопление может похвастаться множеством положительных качеств. К числу наиболее важных стоит отнести то, что подобная отопительная система является наиболее экономичной, а также экологически чистой и безопасной.

Принцип работы

Система отопления от тепла земли состоит из 3-х основных составляющих:

  • Внутренний контур;
  • Внешний контур;
  • Тепловой насос.

Многих интересует вопрос: что представляет собой отопление энергией земли? Конструкция такой системы достаточно сложна для понимания, поэтому для разъяснений приведем небольшой пример.

Можно сказать, что геотермальная система в некотором роде представляет собой холодильник, только «наоборот».

Испаритель, который здесь играет роль морозильника, находится в глубине недр земли. Конденсатор, который выполнен в виде медного змеевика, используется для доведения воздуха или воды до необходимой температуры. Температура испарителя, находящегося под землей, при этом существенно ниже, чем над поверхностью.

По заявлениям производителей подобных систем отопления, температура находится в диапазоне от 5 до 8 градусов Цельсия.

Использование прочных и надежных компрессоров, а также инновационные технологии рефрижераторных систем дают возможность создавать уникальные и необычные способы «некачественного» тепла, которое находится над землей, в «качественное» тепло, которое в дальнейшем применяется в геотермальном отоплении частного дома.

Как результат, это позволяет начать промышленное производство основного элемента при таком способе обогревания помещения – тепловых насосов.

Геотермальные системы отопления работают на принципе физической передачи тепла хладагенту за счет энергии земли. Приблизительно такой же принцип работы реализуется в обычном холодильнике. Более 75% всего объема тепла, которое выделяется при функционировании системы обогрева дома, представляет собой энергия окружающей среды, которая в дальнейшем накапливается и поступает в жилые комнаты и прочие помещения коттеджа.

По этой причине данная энергия обладает замечательной способностью к самовосстановлению, в результате чего геотермальной системой отопления не наносится никакого ущерба экологическому и энергетическому балансу нашей планеты.

История появления

Основная причина появления подобных систем отопления коттеджей – это энергетические кризисы, имевшие место быть в 70-х годах прошлого века. Изначально, лишь самые элитные и богатые семьи позволяли себе установить инновационную систему отопления из земли.

В дальнейшем благодаря постепенному развитию науки и техники, а также появлению новых технологий, такие системы получили более широкое распространение, ведь их стоимость приобретения постоянно уменьшалась.

Теперь для семьи со средним доходом геотермальная система отопления доступна без серьезного ущерба по бюджету. Усовершенствование и модернизация геотермального оборудования осуществляется до сих пор, поскольку установка новых агрегатов ведет к уменьшению потребления энергии и большой экономии.

Плюсы

Функционирование подобных отопительных систем осуществляется на качественно новом и необычном топливе – энергия недр земли используется для кондиционирования, а также обогрева частного дома. Эта энергия создает оптимальные и уютные условия для жизни, а также не загрязняет окружающую среду вредными веществами и отходами. Отопление дома осуществляется с помощью бесплатной энергии, на 1 кВт электроэнергии система возвращает 4-5 кВт тепла

Геотермальное отопление загородного дома эффективно и безопасно работает без каких-либо процессов сгорания, поэтому нет предпосылок к тому, что система может загореться или взорваться.

Не менее важное достоинство – нет необходимости в приобретении дополнительных вытяжек и дымоходов, которые могут потребоваться для обеспечения бесперебойного функционирования прочих видов отопительных систем. Во время работы отопления от земли не выделяются вредные испарения и запахи, такая система не издает лишнего шума, к тому же не занимает много места.

Геотермальные агрегаты, в отличие от твердотопливных и жидкотопливных систем, практически не заметны для людей, они не разрушают целостность фасада и интерьера дома. Не потребуется тратить время на обдумывание таких вопросов, как хранение, доставка и приобретение топлива, поскольку энергия планеты неисчерпаема.

Еще один весьма примечательный факт – с помощью геотермальных насосов можно отапливать помещения зимой или охлаждать коттедж во время жары.

Если вам требуется отопление дома теплом земли, то также стоит учесть его финансовую сторону. Сразу же отметим, что процесс монтажа подобной системы потребует больших затрат по сравнению с дизельным и газовым оборудованием.

В противовес этому можно отметить, что уровень потребления электроэнергии значительно меньше, так что в долгосрочной перспективе экономическая целесообразность приобретения именно геотермального оборудования видна невооруженным глазом. По словам разработчиков, с каждого потраченного киловатта электрической энергии будет возвращено до пяти киловатт тепловой энергии.

Монтаж

Существует несколько способов, позволяющих затратить минимум пространства для монтажа тепловых насосов:

  1. эксплуатация подземных зондов. Для этого потребуется запустить в глубокую скважину специальный контур, который наполнен антифризом;
  2. эксплуатация теплых грунтовых вод. Для этого потребуется пробурить достаточно глубокую скважину. Грунтовые воды прогоняются через теплообменник, предварительно выкачиваясь насосом;
  3. прокладка специальных зонтов в горизонтальном положении ниже уровня зимнего оледенения на дне водоема.

Заключение

Напоследок отметим, что геотермальное экологически чистое отопление для обогрева загородного дома эффективнее всего проявило себя при совместном режиме работы с «теплыми полами». Это дает возможность владельцу дома насладиться уникальным уютом и комфортом, а также сэкономить неплохую сумму денег.

Главное достоинство такого необычного сочетания заключается в том, что обеспечивается принцип равномерного нагрева всего помещения, препятствуя созданию зон перегрева. За год работы экономия от использования подобной системы теплых полов и геотермального отопления достигает порядка 20% по сравнению с традиционными радиаторными батареями.

Геотермальное отопление своими руками — вполне реальный проект, который сулит немало выгод владельцам частных домов. Конечно, часть оборудования придется купить в готовом виде, поскольку его изготовление в домашних условиях просто невозможно. Но довольно большой объем работ можно сделать и самостоятельно, не привлекая специалистов.

Существенная экономия средств — только одно из преимуществ такого решения. Еще один «плюс» — уверенность в качестве материалов и выполненных работ.

Тепло земли на службе человека или что такое геотермальное отопление

Уютное и комфортное жилище, в котором прохладно летом и тепло зимой, — это, без преувеличений, мечта любого человека. Существует множество видов отопления домов – дрова, торф, электроэнергия, уголь, газ, геотермальное отопление. Но оборудование, которое работает на угле, газе, торфе и тому подобном, никак нельзя отнести к категории экологически чистых и безопасных. А стоимость такого топлива колеблется очень сильно.

Многие считают, что газовое отопления частного дома – это оптимальный вариант. Однако здесь также есть некоторые весьма существенные отрицательные моменты. В некоторых случаях установить подобное отопление невозможно, если к вашему коттеджу не подведена газовая магистраль. Монтаж газовой установки требует постоянного обслуживания, строгого соблюдения всех норм безопасности, а также специальных разрешений.

Однако есть один достаточно хороший вариант отопления без газа – это геотермальное отопление дома. Число пользователей подобных систем увеличивается ежедневно, поскольку такое отопление может похвастаться множеством положительных качеств. К числу наиболее важных стоит отнести то, что подобная отопительная система является наиболее экономичной, а также экологически чистой и безопасной.

Принцип работы

Система отопления от тепла земли состоит из 3-х основных составляющих:

  • Внутренний контур;
  • Внешний контур;
  • Тепловой насос.

Многих интересует вопрос: что представляет собой отопление энергией земли? Конструкция такой системы достаточно сложна для понимания, поэтому для разъяснений приведем небольшой пример.

Можно сказать, что геотермальная система в некотором роде представляет собой холодильник, только «наоборот».

Испаритель, который здесь играет роль морозильника, находится в глубине недр земли. Конденсатор, который выполнен в виде медного змеевика, используется для доведения воздуха или воды до необходимой температуры. Температура испарителя, находящегося под землей, при этом существенно ниже, чем над поверхностью.

По заявлениям производителей подобных систем отопления, температура находится в диапазоне от 5 до 8 градусов Цельсия.

Использование прочных и надежных компрессоров, а также инновационные технологии рефрижераторных систем дают возможность создавать уникальные и необычные способы «некачественного» тепла, которое находится над землей, в «качественное» тепло, которое в дальнейшем применяется в геотермальном отоплении частного дома.

Как результат, это позволяет начать промышленное производство основного элемента при таком способе обогревания помещения – тепловых насосов.

Геотермальные системы отопления работают на принципе физической передачи тепла хладагенту за счет энергии земли. Приблизительно такой же принцип работы реализуется в обычном холодильнике. Более 75% всего объема тепла, которое выделяется при функционировании системы обогрева дома, представляет собой энергия окружающей среды, которая в дальнейшем накапливается и поступает в жилые комнаты и прочие помещения коттеджа.

По этой причине данная энергия обладает замечательной способностью к самовосстановлению, в результате чего геотермальной системой отопления не наносится никакого ущерба экологическому и энергетическому балансу нашей планеты.

История появления

Основная причина появления подобных систем отопления коттеджей – это энергетические кризисы, имевшие место быть в 70-х годах прошлого века. Изначально, лишь самые элитные и богатые семьи позволяли себе установить инновационную систему отопления из земли.

В дальнейшем благодаря постепенному развитию науки и техники, а также появлению новых технологий, такие системы получили более широкое распространение, ведь их стоимость приобретения постоянно уменьшалась.

Теперь для семьи со средним доходом геотермальная система отопления доступна без серьезного ущерба по бюджету. Усовершенствование и модернизация геотермального оборудования осуществляется до сих пор, поскольку установка новых агрегатов ведет к уменьшению потребления энергии и большой экономии.

Плюсы

Функционирование подобных отопительных систем осуществляется на качественно новом и необычном топливе – энергия недр земли используется для кондиционирования, а также обогрева частного дома. Эта энергия создает оптимальные и уютные условия для жизни, а также не загрязняет окружающую среду вредными веществами и отходами. Отопление дома осуществляется с помощью бесплатной энергии, на 1 кВт электроэнергии система возвращает 4-5 кВт тепла

Геотермальное отопление загородного дома эффективно и безопасно работает без каких-либо процессов сгорания, поэтому нет предпосылок к тому, что система может загореться или взорваться.

Не менее важное достоинство – нет необходимости в приобретении дополнительных вытяжек и дымоходов, которые могут потребоваться для обеспечения бесперебойного функционирования прочих видов отопительных систем. Во время работы отопления от земли не выделяются вредные испарения и запахи, такая система не издает лишнего шума, к тому же не занимает много места.

Геотермальные агрегаты, в отличие от твердотопливных и жидкотопливных систем, практически не заметны для людей, они не разрушают целостность фасада и интерьера дома. Не потребуется тратить время на обдумывание таких вопросов, как хранение, доставка и приобретение топлива, поскольку энергия планеты неисчерпаема.

Еще один весьма примечательный факт – с помощью геотермальных насосов можно отапливать помещения зимой или охлаждать коттедж во время жары.

Если вам требуется отопление дома теплом земли, то также стоит учесть его финансовую сторону. Сразу же отметим, что процесс монтажа подобной системы потребует больших затрат по сравнению с дизельным и газовым оборудованием.

В противовес этому можно отметить, что уровень потребления электроэнергии значительно меньше, так что в долгосрочной перспективе экономическая целесообразность приобретения именно геотермального оборудования видна невооруженным глазом. По словам разработчиков, с каждого потраченного киловатта электрической энергии будет возвращено до пяти киловатт тепловой энергии.

Монтаж

Существует несколько способов, позволяющих затратить минимум пространства для монтажа тепловых насосов:

  1. эксплуатация подземных зондов. Для этого потребуется запустить в глубокую скважину специальный контур, который наполнен антифризом;
  2. эксплуатация теплых грунтовых вод. Для этого потребуется пробурить достаточно глубокую скважину. Грунтовые воды прогоняются через теплообменник, предварительно выкачиваясь насосом;
  3. прокладка специальных зонтов в горизонтальном положении ниже уровня зимнего оледенения на дне водоема.

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.

  • Исключается 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.
  • Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.
  • 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.

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 и внутреннего контуров коллектора.

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 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.

Главные недостатки геотермального отопления

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

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

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

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

Это далеко не все недостатки геотермального теплового насоса.

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

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

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

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

Геотермальное отопление обходится очень дорого.

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

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

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.

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».

Типы и конструкции

Если Вы решились установить отопление из земли, стоит обратить внимание на разновидности. Виды геотермального отопления отличаются, прежде всего, по типу теплообменника, выбор которого зависит от объективных факторов. От свойств конкретной местности и характеристик участка, где расположен дом, зависит могут использоваться три вида теплообменников

От свойств конкретной местности и характеристик участка, где расположен дом, зависит могут использоваться три вида теплообменников.

Первый вид представляет собой горизонтальный теплообменник, установка которого предполагает наличие свободного участка земли непосредственно у дома. Так, для отопления дома площадью 100 кв.м понадобится не менее 300 кв.м земли. Нужно уложить трубы в траншеи, имеющие на глубину ниже замерзания грунта.

Ко второму виду относится вертикальный теплообменник, использование которого не требует дополнительной местности и не наносит ущерба ландшафту приусадебной территории. Этот тип предполагает углубление специальных зондов внутрь скважин, созданных с помощью бурильного оборудования и имеющих параметры: глубины 100-150 м, диаметра 100-150 мм.

Третий вид составляют теплообменники, устанавливаемые в воде, что является наиболее экономичным вариантом сравнительно с дорогостоящими технологиями монтажа предыдущих систем. Правда, обязательным условием для установки такого отопления является наличие вблизи (не далее 100 м) водоема.

Как видим, каждый из видов геотермальных систем имеет свои особенности, оказывающие прямое влияние на выбор конкретного варианта. Так, если недалеко от дома расположен водоем, следует отдать предпочтение третьему виду, который считается наиболее выгодным по простоте монтажа и финансовым затратам.

Если возле дома есть достаточно неосвоенной земли, тогда можно установить горизонтальный теплообменник. А вот выбор в пользу вертикального вида потребует от Вас ощутимых денежных затрат и сложных бурильных работ.

Преимущества системы данного типа

Рассмотрим ряд особенностей:

  • высокую эффективность, подтверждаемую высоким показателем КПД, и быструю окупаемость затрат;
  • неограниченные запасы тепловой энергии земли;
  • отсутствие необходимости создания и хранения запасов топлива, как при использовании традиционного отопления;
  • автономность работы без контроля и вмешательства со стороны;
  • безопасность и экологичность, исключающие использование углеродов и горючих элементов;
  • возможность самостоятельного выбора типа системы, покупки ее элементов и монтажа.

Таким образом, отдав предпочтение отопительной системе на основе геотермального теплового насоса, Вы сможете получить неиссякаемый надежный и эффективный источник тепла на многие десятилетия.

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 сооружения солнечного отопления достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.

Тепловой насос, берем от жизни все!

Новые технологии с каждым днем все больше и больше упрощают жизнь людей, внося в нее комфорт и тепло. Иногда в прямом смысле этого слова, как и в случае с тепловым насосом. Это устройство забирает низко потенциальную энергию у источника и перекачивает ее потребителю, чаще всего имеющему большую температуру. Тепло можно забирать практически у всего вокруг: воздуха, грунта, водоемов. Энергоисточники с постоянно пополняющимся ресурсом особенно привлекают, во-первых, своей стабильностью, а, во-вторых, бесплатностью. Несмотря на это, тепловые насосы мало распространены в России. В Европе же, давно используют эту технологию, уповая на ее эффективность.

1. Теплообменник, который также называют внешним контуром. Различные виды теплообменников характеризуются средой, в которой их прокладывают (грунт, водоемы). 
2. Тепловой насос – «сердце» отопительной системы. Работает по принципу холодильной машины, то есть забирает тепло у среды, и, в нашем случае, отдает потребителю. 
3. Внутренний контур охватывает само здание. По нему подается нагретая вода.

100 м2

200 м2

300 м2

В расчётах заложено отопление площадь до 100 м2

Эконом

Монтажные работы
Комплектующие и материалы: Италия, Словакия, Китай
Трубы: Полипропиленовые (прокладка двухтрубная)
Радиаторы: Алюминиевые секционные
Котёл: Настенный Protherm (Словакия) или Baxi (Италия)
Тёплый пол: Нет
Регулирование температуры: Ручное на радиаторах
Срок выполнения работ: 7-9 дней
бурение геотермальной скважины: 2 скв. по 80 м
445 000 р.

Стандарт

Монтажные работы
Комплектующие и материалы: (Словакия, Италия, Германия)
Трубы: Полипропиленовые/Сшитый полиэтилен
Радиаторы: Стальные панельные Kermi
Котёл: Protherm (Словакия) или Baxi (Италия)
Тёплый пол: 20 м2
Регулирование температуры: Автоматическое/ручное на радиаторах
Срок выполнения работ: 9-13 дней
бурение геотермальной скважины: 2 скв. по 80 м
495 000 р.
Монтажные работы
Комплектующие и материалы: (Италия, Германия)
Трубы: Сшитый полиэтилен
Радиаторы: Стальные панельные Kermi
Котёл: Vaillant (Германия) или Buderus (Германия)
Тёплый пол: 50 м2
Регулирование температуры: Автоматическое на радиаторах
Срок выполнения работ: 10-15 дней
бурение геотермальной скважины: 2 скв. по 80 м
535 000 р.

Стоимость геотермального отопления и цена его монтажа

Общие капиталовложения в систему отопления складываются из нескольких частей:

  • цена теплового насоса;
  • цена комплектующих;
  • монтаж и пусконаладочные работы;
  • текущие затраты на электроэнергию в течение отопительного сезона.

Цена теплового насоса

На рынке России представлена продукция импортного и отечественного производства:

  1. Henk, — отечественный производитель, расположенный в Подмосковье. Представляет линейку тепловых насосов различной мощности и производительности. Число выпускаемых моделей доходит до 82 шт. Цена на продукцию начинается с 243000 рублей.
  2. Mammoth, — производитель из США. Поставляет на рынок России около двух десятков насосов. Стоимость от 2800 долларов.
  3. NIBE, — шведская компания. Цена на грунтовые модели исходит от 485000 рублей.
  4. Waterkotte, — немецкая фирма. Стоимость комплекта из насоса и блока для ГВС начинается от 680000 рублей.

Цена комплектующих

В состав комплектующих геотермальной системы отопления входят (основные элементы):

  1. Полипропиленовая труба для внешнего контура Ø32 или 40мм. Средняя цена за метр начинается с 35 рублей.
  2. Труба для «тёплого» пола из сшивного полиэтилена диаметром 16мм со стоимостью от 45 руб/м.
  3. Антифриз и тосол в качестве теплоносителей. Цена на первый 100–180 руб/литр, на второй 100–200 руб/литр.

Кроме этого, необходимы различные краны, клапаны, теплоизоляторы для труб и другое.

Стоимость монтажных работ

Основные и существенные затраты при укладке внешнего контура – это производство земляных или бурильных работ. Траншею глубиной до 1,5 метров и длиной до 300 метров можно выполнить своими силами с помощью, например, гастарбайтеров или «деревенского» тракториста.

С укладкой труб и засыпкой общая стоимость внешних работ составит 120000–240000 рублей. То же самое, но с бурением, может увеличиться до 250000–600000 рублей.

Услуги по оборудованию геотермального отопления под ключ

Список некоторых фирм и их услуг:

  1. Геометро, — на рынке с2006 года. Стоимость отопления под ключ начинается с 400000 рублей. Работают с американскими тепловыми насосами Mammoth.
  2. Теплодаром, — обеспечивает полное комплектование дома отопительной системой. Например, стоимость «под ключ» для дома полезной площадью 120м² составит 550000 рублей.
  3. Геотепло, работают с несколькими производителями тепловых насосов. Цена монтажных и пусконаладочных работ начинается с 580000 рублей.

Схема исполнения гидротермального отопления

На сегодняшний день наибольшее распространение получили три принципиально отличающиеся схемы обустройства подземного отопления. Для обеспечения максимальной эффективности обогрева дома общая площадь внешнего подземного контура должна быть в 2,5 раза больше отапливаемой площади жилого дома.

В автономном отоплении используются следующие типы геотермального обогрева:

  1. Подводный вариант.
  2. Горизонтальная закладка.
  3. Обустройство скважин.

В каждом конкретном случае выбор той или иной разновидности геотермального отопления будет зависеть от площади дома, финансовых возможностей домовладельца, особенностей местности. Подводный вариант может использоваться в тех случаях, если поблизости имеются глубокие водоемы, которые в зимнее время года не промерзают до дна.

Существует несколько видов закладки подобного отопления

Горизонтальная закладка

Этот вариант гидротермального отопления подразумевает выполнение рядом с домом котлована, глубина которого будет на 2 метра глубже точки замерзания грунта. Соответственно, для нагрева частного дома площадью в 100 квадратных метров потребуется копать котлован с глубиной более 3 метров и общей площадью 250 квадратов.

Если имеющаяся площадь участка позволяет выполнить такой котлован, то горизонтальная закладка станет оптимальным вариантом геотермального отопления частного дома. Внутри котлована закладывают систему труб, по которым циркулирует незамерзающий теплоноситель. Наружный контур отопления выводится в дом и подключается к теплообменной установке.

Из преимуществ этой схемы выполнения геотермального отопления принято выделять ее эффективность, простоту обустройства, снижение расходов на монтаж наружного контура. В то же время необходимо учитывать обязательные требования по правильному расчету объема котлована, который не всегда возможно разместить на небольшом по своей площади приусадебном участке.

Геотермальное отопление дома:

Подводный вариант

Владельцы частных домов, которые проживают поблизости от озер и рек, часто выбирают вариант гидротермального отопления с использованием подводного варианта. Необходимо лишь правильно продумать расположение внешнего контура, который размещают на глубине более 4 метров, что исключает возможность промерзания озера или реки до дна. Подземную и надземную часть контура, которая идет непосредственно от берега озера до обогреваемого частного дома, в обязательном порядке утепляют, а трубы под землей прокладывают на глубине ниже точки промерзания грунта.

Использование подводного варианта позволяет упростить обустройство системы отопления частного дома, так как не требуется проводить дорогостоящие и сложные земляные работы. Внешний контур будет нагреваться от тепла воды, после чего подогретый теплоноситель подается в систему, обеспечивая работоспособность оборудования.

Выполнение гидротермальных скважин

Выполнение геотермальных скважин для организации автономного отопления является оптимальным вариантом, позволяющим существенно снизить затраты домовладельца. Скважина бурится на глубину в 30-50 метров, что повышает эффективность нагрева, так как на больших глубинах температура земли будет выше, нежели у самой поверхности.

Бурение скважины – один из эффективных методов монтажа подобного обогрева

Сегодня многие домовладельцы, обустраивая автономную систему геотермального отопления частного дома, выбирают вариант с бурением скважин, что существенно упрощает прокладку контура. В этом случае обеспечивается максимальная эффективность используемого оборудования, позволяя использовать все возможности таких современных технологий даже при наличии небольшого по площади участка.

Выполнение обогрева частного дома с прокладкой внешнего контура в глубинных скважинах позволяет на 20-30% уменьшить общую стоимость обустройства в доме автономного отопления. Благодаря высокой температуре нагрева теплоносителя в глубинном контуре имеется возможность использования небольших по своей мощности отопительных установок, что упрощает монтаж оборудования, снижает его стоимость, одновременно обеспечивая максимальное удобство проживания в частном доме.

Как устроено?

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

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

Геотермическое отопление образовано тремя контурами:

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

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

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

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

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

Принцип действия геотермальных систем

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

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

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

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

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

Принцип действия оборудования

Принцип действия гидротермального отопления относительно прост. Современные установки отличаются полной автоматизацией, что избавляет от необходимости внесения каких-либо настроек в работу оборудования. Правильно настроенная система будет длительное время обогревать дом, а всё что потребуется делать домовладельцу — это лишь время от времени менять фреон, необходимый для функционирования котла.

Классическая схема отопления имеет следующий принцип действия:

  1. Первый наружный контур с незамерзающей жидкостью располагается на глубине до 50 метров. За счёт естественной температуры земли теплоноситель нагревается на 5-10 градусов, после чего поступает в тепловой насос.
  2. Внутри теплового насоса подогретая жидкость попадает в теплообменник, после чего передает свое тепло второму контуру и вновь уходит под землю для последующего нагрева.
  3. По трубам второго контура циркулирует фреон, который за счёт разницы температуры испаряется, попадает в компрессор, сжимается помпой, после чего за счёт увеличения давления температура паров фреона достигает 100 градусов.
  4. Разогретый пар снова поступает в теплообменник, где нагревается третий контур системы отопления. Фреон попадает в небольшой расширительный экран, его температура и давление нормализуется, после чего цикл повторяется снова.
  5. Третий контур представляет собой классический трубопровод с установленными радиаторами отопления.

Как работает отопление дома тепловым насосом Heliotherm в Киеве:

Вертикальная установка

Вертикальное тип используется в местах, где горизонтальное невозможно. Для установки бурят несколько скважин, в которые устанавливают внешний контур. Скважины бурят из одной точки, немного отклоняя угол от вертикали, так получается больше тепла.

Вода греется при путешествии через глубины земли, поступает в испаритель, преобразуется в пар. Воздух сжимается компрессором и резко выбрасывает энергию в конденсаторе.

Выделившееся тепло нагревает внутренний контур, обогревающий помещение, а жидкость отправляется на новый круг по трубам.

В земле бурят скважины, прокладывают трубы. Создав внешний контур, строители устанавливают насос, затем прокладывают внутренний контур.

Внимание! Бурение требует аренды специальной установки, что увеличивает затраты на строительство. Необходимо пробурить от 50 до 200 метров вглубь земли, в зависимости от местности. Преимущество заключается в возможности не нарушать ландшафт обустроенного участка

Преимущество заключается в возможности не нарушать ландшафт обустроенного участка.

Недостатки: для циркуляции требуется больше электроэнергии, чем для горизонтальной системы; использование парных скважин для поступления и сброса воды обратно недостаточно эффективно.

Геотермальные системы отопления

Множество разговоров о геотермальных тепловых насосных системах вокруг, возможно вдохновят Вас на то, чтобы сделать собственную, современную систему отопления в своем доме или коммерческом объекте. Но Вы не знаете, какая система должна быть установлена. Имейте в виду, что существуют различные типы геотермальных систем. Геотермальные системы эффективны благодаря их безграничному энергоснабжению и минимальным затратам. Сейчас они применяются и доступны как на бытовом, так и на промышленном уровне.

Существует основных четыре типа геотермальных систем, с вертикальным теплообменником - это скважина, горизонтальным теплообменником с различными способами укладки, водяной и воздушный теплообменник. Их выбор зависит от имеющихся условий на данном объекте.

1. Вертикальная закрытая система: как следует из названия, эта система занимает немного места и представляет собой скважины, пробуренные глубоко в земле. Она используется для многоэтажных жилых комплексов, частных больших домов и для крупных коммерческих зданий.

2. Горизонтальная закрытая система: она занимает больше места по ширине и длине, чем вертикальные системы, и имеет много схем укладки. Следует убедиться, что для их установки имеется достаточно места. В пригородной установке они являются наиболее жизнеспособными системами.
Система пруда или озера: эта система должна иметь источник воды около своего участка. Подземные трубы проходят от здания к водоему. Трубы выполнены в виде концентрических витков, и установлены на такую глубину, чтобы вода не замерзала.

3. Система незамкнутого витка: этой системе нужна непрерывная поставка чистой воды, которую можно использовать для поглощения жары от воды под землей. Поэтому водные геотермальные объекты используются для теплообмена между жидкостями.

4. Воздушный теплообменник: Система воздух-воздух, это тепловой насос с воздушным источником может обеспечить эффективное отопление и охлаждение для Вашего дома. При правильной установке, тепловой насос с воздушным источником может доставить в дом в три раза больше тепловой энергии, чем потребляемая им электрическая энергия.

Как видите, выбор геотермальной системы отопления всегда сложный вопрос и есть много важных факторов, влияющих на все типы систем. Каким экологическим способом и откуда брать тепловую энергию - из земли, воды или воздуха, разобраться во всех этих вопросах, Вам помогут наши специалисты.

Преимущества геотермального отопления частного дома

По сути, геотермальные отопительные системы обогреваю помещение теплом земли, которое преобразуется и подается в помещение с помощью специальных тепловых насосов. К преимуществам таких отопительных систем грамотные специалисты относят:

  • забор энергии у природы (нет необходимости использовать газ и электричество);
  • рабочую долговечность (система может прекрасно функционировать более 30 лет);
  • экологическая чистота (нет вредных выбросов в атмосферу);
  • высокий уровень производительности и безопасность;
  • полная автоматизация системы, гарантирующая простоту обслуживания;
  • экономичность (нет необходимости тратить деньги на обслуживание и ремонт системы);
  • надежность и эксплуатационная эффективность.

Конечно, в монтаж геотермальной системы отопления потребуется вложить немалое количество средств, так как необходима закупка специального оборудования и выполнение ряда земляных работ, без которых установка системы просто невозможна. При этом возврат затрат будет возможен через несколько месяцев эффективного использования геотермального отопления при обогреве загородного дома.

Принцип работы современных геотермальных отопительных систем

Как было отмечено выше, геотермальное отопление работает на природной энергии, которую черпает из земли и воды и преобразует в тепло, распределяемое по помещениям жилого дома. Этот вид энергии просто неисчерпаем, так как в зимнее время грунт не промерзает свыше 1,5 метров и на такой глубине земля всегда сохраняет плюсовую температуру. Если глубину траншеи, в которую укладывается теплообменник, увеличить еще на пять метров, тогда бесплатная тепловая энергия возрастет в несколько раз, сделав процесс обогрева максимально эффективным.

То есть, тепловые насосы, являющиеся основой геотермальных систем отопления, поглощают выделяемое землей тепло и приумножают его. Для более эффективного поддержания этого технологического процесса, монтажниками бурятся глубокие шахты-скважины, в которые опускается специальное оборудование. Нужная глубина шахты определяется опытными специалистами, которые обязаны учитывать не только климатические условия местности, но и площадь обогреваемого помещения. После незначительной доводки оборудования, геотермальное отопление частного дома готово к работе.

Воздушный или геотермальный тепловой насос

При строительстве или модернизации дома все сталкиваются с очень важным вопросом, касающимся выбора способа обогрева здания. Тепловые насосы становятся все более популярными. Их преимущество перед традиционными методами отопления заключается в том, что они практически не требуют обслуживания, экологичны и чрезвычайно экономичны в эксплуатации. 

Тепловой насос позволяет обогревать дом и получать горячую воду наиболее экологичным способом, поскольку он использует энергию из возобновляемых источников. Разнообразие доступных технологий иногда затрудняет выбор наиболее подходящей системы.

Воздушные тепловые насосы

Как следует из названия, аккумулятор в воздушных тепловых насосах - это окружающий воздух для отопления или питьевой воды. Устройства этого типа устраиваются в виде компактных блоков, устанавливаемых внутри или снаружи здания. Установка такого насоса проста и занимает максимум 2 дня. Воздушные тепловые насосы бывают двух типов: моноблочные или сплит (внутренний и наружный блоки). Значительное снижение температуры воздуха, то есть более низкая температура источника в зимний сезон, приводит к значительному снижению эффективности воздушных насосов в течение этого периода. Именно по этой причине воздушные устройства должны поддерживаться дополнительной системой отопления.

Геотермальные тепловые насосы

В геотермальных системах аккумулятор энергии заземлен. Для сбора тепла, накопленного в земле, установлены горизонтальные или вертикальные датчики, заполненные раствором гликоля (хладагента). Установка наземной насосной системы является более сложной, трудоемкой и требует наличия соответствующей площади участка для размещения коллекторов. Несмотря на эти трудности, такой насос все чаще выбирают в качестве метода отопления частных домов. 

Геотермальные тепловые насосы в настоящее время являются наиболее экономичным и экологичным решением среди доступных систем отопления. Хотя первоначальные инвестиционные затраты кажутся неоправданно высокими, они окупаются в течение нескольких лет использования. Здание, отапливаемое этим типом устройства, не требует какой-либо другой системы отопления. Кроме того, установка этой системы увеличивает стоимость всего дома

Как устроено?

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

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

Геотермическое отопление образовано тремя контурами:

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

Коллектором называется подборка труб, которые дополнили насосом для рециркуляции. Теплоноситель во внешнем контуре имеет температуру от 3 до 7 градусов. И даже такой незначительный внешне разброс позволяет системе эффективно решать поставленные задачи. Для передачи тепла используют либо этиленгликоль в чистом виде, либо его смесь с водой. Полностью водные контуры подземного обогрева встречаются редко.

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

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

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

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

Особенности

Геотермальное отопление дома, загородного в первую очередь, не расходует дорогостоящее и загрязняющее воздух минеральное топливо. Вот уже 7 из 10 новых домов, возводимых в Швеции, отапливаются именно таким образом. В жаркие дни геотермальное оборудование из нагревателя становится средством пассивного кондиционирования. Вопреки распространенному мнению, для работы такой отопительной системы не нужны ни вулканы, ни гейзеры. В самой обычной равнинной местности она действует ничуть не хуже.

Единственным условием оказывается достижение тепловым контуром точки ниже линии промерзания, где температура почвы всегда составляет от 3 до 15 градусов. Сверхвысокий КПД только кажется противоречащим законам природы; тепловой насос насыщен фреоном, который испаряется под действием даже кажущейся людям «ледяной» воды. Пар согревает третий контур. Такая схема представляет собой вывернутый наизнанку холодильник. Потому эффективность насоса относится только к количественному соотношению электрической энергии и тепловых ресурсов. Сама по себе работа привода производится «как полагается», с неотвратимыми потерями энергии.

Достоинства и недостатки

Объективными плюсами геотермального обогрева можно считать:

  • превосходный КПД;
  • солидный период службы (тепловой насос работает 2-3 десятилетия, а геологические зонды и вовсе до 100 лет);
  • стабильность работы практически при любых условиях;
  • отсутствие привязки к энергоносителям;
  • полная автономность.

Есть одна серьезная проблема, мешающая сделать геотермальное отопление действительно распространенным решением. Это, как показывают отзывы владельцев, высокая цена создаваемой конструкции. Чтобы обогреть обычный дом площадью 200 кв. м (не так уж и редко встречающийся), надо будет строить систему под ключ за 1 млн рублей, до 1/3 этой суммы стоит тепловой насос. Автоматизированные установки очень комфортны, и если все настроено правильно, могут работать годами без вмешательства людей. Все упирается только в наличие свободных средств. Еще одним минусом является зависимость от электропитания насосного узла.

Риск воспламенения геотермальной отопительной системы нулевой. Опасаться занятия ею излишнего места не стоит, в самом доме необходимые части потребуют примерно той же площади, что и рядовая стиральная машина. Более того, высвобождается пространство, которое обычно приходится отводить под запасы топлива. Собственноручно построить необходимые контуры вряд ли получится. Проектирование тоже лучше поручить профессионалам, поскольку малейшая ошибка может привести к неприятным последствиям.

Обустройство

Геотермальный обогрев своими руками пытаются создать достаточно многие люди. Но чтобы такая система работала, должны быть произведены тщательные расчеты, требуется также составление схемы разводки труб. Нельзя приближать скважину к дому больше чем на 2-3 м. Наибольшая допустимая глубина бурения достигает 200 м, однако неплохую эффективность демонстрируют скважины, достигающие и 50 м.

Расчеты

Основными параметрами, которые учитываются при любых расчетах, являются:

  • температура (глубина от 15-20 м и больше прогревается от 8 до 100 градусов в зависимости от создающихся условий);
  • значение извлекаемой мощности (средний показатель – 0,05 кВт на 1 м);
  • влияние климата, влажности и контакта с грунтовыми водами на теплоотдачу.

Что весьма интересно, полностью сухие породы отдают не более 25 Вт с 1 м, а если есть грунтовые воды, этот показатель вырастает до 100-110 Вт. Нельзя забывать, что стандартным временем работы теплового насоса является 1800 часов за год. Если превысить этот показатель, система не станет более эффективной, зато износ ее стремительно вырастет. Что гораздо хуже, чрезмерная эксплуатация теплового ресурса недр приводит к их остыванию и даже к промерзанию пород на рабочей глубине. Вслед за этим может проседать грунт, иногда повреждаются рабочие трубы и надземные сооружения.

Нужно внимательно рассчитывать действия по регенерации свойств грунта. Только подавая периодически в скважину тепло вместо извлечения его наружу, можно гарантировать стабильную работу системы на многие годы вперед. Как часто это делать и что еще предпринять – подскажут как раз расчеты, производимые опытными проектировщиками. Время окупаемости геотермального обогрева даже при высочайшей эффективности составляет не меньше 10 лет. Так что кроме инженерных моментов, следует внимательно просчитывать и экономику проекта.

Последовательность работ

Теплоснабжение за счет подземных источников должно создаваться по строго проработанному алгоритму. Поскольку водяные и воздушные системы применяются ограниченно, большинство практически используемых вариантов подразумевает бурение скважин. И это еще одна причина, по которой не получится все сделать своими руками. Только специальная техника позволяет проникнуть на глубину 20-100 м, где и создаются необходимые условия для отопления. В качестве зондов допускается применение пластмассовых труб, рассчитанных на давление около 6 бар.

Чтобы повысить результативность системы, используют обвязки из 3 или 4 линий, конечные участки которых связываются в виде буквы U. Подогрев по контуру очень важен, благодаря ему исключается растрескивание труб при суровом морозе. Этот подогрев производится через протянутый в центр канала провод, по которому подается ток. Если не удается применить энергетические сваи, приходится использовать горизонтальные приемники. Для них готовится площадка с габаритами от 15х15 м, с нее убирают почву на глубину до 0,5 м.

Вся эта площадь нужна для укладки подобия зондов. Используют часто электротехнические маты либо трубы, обменивающие тепло. Чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, применяют раскладку труб по спирали либо в виде «змейки». Нельзя точно сказать, что лучше – готовые комплексы, выпущенные серийно, либо самостоятельная сборка. В первом случае автоматически решается проблема совместимости, зато во втором возрастает гибкость, повышается потенциал модернизации (правда, внимания проектированию надо уделить больше).

Самодеятельные строители могут уйти от типового аккумулятора тепла с заменой его на стяжку из бетона. Геотермальный обогрев в подобной системе позволяет обойтись без значительных рывков температуры. Можно проводить эксперименты с различными теплоносителями, а также монтировать компрессоры с меняющейся производительностью. Рассчитав нагрузки как следует и правильно распределив тепло по потребляющим контурам, можно сделать систему эффективнее на 15-20%. Параллельно расходы на электропитание заметно сокращаются.

Горизонтально размещенные трубы закладываются на глубину 50-300 см. Чтобы площадь магистралей была наименьшей, их делают в виде витков. Но между отдельными двумя магистралями должно быть минимум 200 мм. Любым строительным работам должно предшествовать определение тепловой отдачи грунта. Если она менее 20 Вт на 1 кв. м, никакого смысла в геотермальном контуре нет. Чтобы обеспечить отвод грунтовых вод, дно котлованов покрывают слоем песка. Отлично проявляют себя трубы на основе сшитого полиэтилена.

1 Преимущества и недостатки

Отопление дома теплом земли, называемое также геотермальным (от «геотермия» — тепло земли), не требует использования какого-либо топлива. Кроме того, для работы системы будет тратиться гораздо меньше электроэнергии, чем для тепловых электроприборов. Все это говорит об экономичности новой отопительной системы. Геотермальное отопление имеет ряд дополнительных достоинств:

  • эффективность;
  • экологичность;
  • безопасность;
  • низкий уровень шума;
  • не нужно постоянно контролировать процессы системы;
  • правильная установка не требует ремонта и другой технической поддержки в течение 30 лет;
  • окупаемость (экономия на топливе, электроэнергии и ремонтных работах позволяет окупить стоимость затрат на монтаж оборудования за 5—7 лет эксплуатации).

Кроме того, для установки потребуется бурение, которое удобнее делать при строительстве, когда еще не проведены ландшафтные работы на участке.Также следует иметь в виду, что отопление за счет тепла земли наиболее эффективно в южных и умеренных широтах, а вот в северных регионах его возможно применять только для обогрева домов площадью не более 200 м².

  1. Получение тепла – необходимо будет собирать теплоэнергию для последующего ее направления в специальный накопитель.
  2. Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передавать теплоэнергию жидкости циркулирующей в отопительной системе и ГВС.
  3. Остывший антифриз должен отводиться к обратно к теплообменнику для последующего нагрева.

Преимущества и недостатки подземного отопления

Открытие новых технологий дает возможность использование энергетического потенциала земли практически всем домовладельцам, открыв возможности применения геотермальной системы обогрева жилища в частном секторе. Грунт может аккумулировать в себе 98% энергии солнца, которая рассеивается по поверхности.Благодаря данному явлению даже в зимнее время в толще земли сохраняется довольно много тепла, которое способно обогревать дома, необходимо только направить его в нужное русло при помощи специального оборудования.Положительные стороны данного вида отопления:

  1. Нет процесса сжигания топлива. Данная система отличается абсолютной пожаробезопасностью, благодаря чему дом защищен от возникновения пожаров, которые могут возникнуть из-за системы отопления с методом сжигания топлива. Отпадает необходимость поиска места хранения топлива, его заготовки либо доставки.
  2. Звуковой комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.
  3. Значительная выгода в экономическом плане. Во время эксплуатации системы нет необходимости каких-либо дополнительных денежных дотаций. Ежегодный обогрев осуществляется благодаря природным процессам, которые нет необходимости покупать. Естественно для работы теплового насоса необходимо электричество, но в тоже время объем производимой энергии гораздо выше нежели затраты на потребление электричества.
  4. Экологический фактор. Геотермальный обогрев загородного частного жилища является самым экологически безопасным решением. Из-за того что исключен процесс горения исключен выброс в атмосферу разнообразных продуктов сгорания.
  5. Компактность системы. Нет необходимости сооружать или отводить под котельную отдельное помещение. Все что требуется – это тепловой насос, который можно установить, к примеру, в подвале. Самый большой по объему контур будет находиться под водой или землей, так что не возникнет необходимости его маскировать.
  6. Многофункциональность. Подобная система можно использовать как для отопления, так и для охлаждения. В сущности, она будет играть роль не только обогревателя, но и кондиционер.
  7. Доступность данного ресурса практически в любой точке земного шара, кроме этого малые расходы для работы и содержания данной системы.

Такой ресурс как геотермальная энергия фактически бесплатен, основные траты приходятся на оплату электричества, которое необходимо для работы теплового насоса. При трате 1кВт электричества можно получить 3-5 кВт тепловой энергии.Стоит отметить, что цена геотермального отопления достаточно высокая. Данное оборудование окупается примерно через 5-8 лет. Многих это отталкивает, кто собирается установить недорогое, но достаточно эффективное оборудование для обогрева жилища, но не готов тратить достаточно большие средства на приобретение оборудования.

Схема устройства теплового насоса

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 насосаОднако, 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.

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

Достоинства и недостатки системы

Внедряя геотермальное отопление, мы выигрываем в следующем:

  1. Получаем дармовое тепло: 1 кВт затраченной электроэнергии приносит в среднем 3, а иногда и 5 кВт тепла.
  2. Обходимся без строительства дымохода и утомительных работ по его обслуживанию.
  3. Не загрязняем атмосферу и экономим невозобновляемые ресурсы.

Теперь о недостатках:

  1. Система без электропитания неработоспособна.
  2. Наружный контур имеет очень большие размеры.

Безопасная геотермальная системаПроизводительность системы по теплу ограничена. Во-первых, наружный контур не может иметь сколь угодно большую длину, так как с увеличением продолжительности значительно возрастает его гидравлическое сопротивление. Во-вторых, при интенсивной выкачке тепла грунт будет перемерзать, что при вертикальном расположении наружного контура (в скважинах) может привести к негативным последствиям для местной экологии.

Схема устройства геотермального отопления в частном доме

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) насосаВнутренний 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 домеНадо 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 коллекторомНедостаток – 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 оборудованияГлубина 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 устройстваКонтур 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».

  • температура (глубина от 15-20 м и больше прогревается от 8 до 100 градусов в зависимости от создающихся условий);
  • значение извлекаемой мощности (средний показатель – 0,05 кВт на 1 м);
  • влияние климата, влажности и контакта с грунтовыми водами на теплоотдачу.

Отопление природным газом

Централизованное отопление природным газом – наиболее распространенный вид отопления, он широко используется в многоквартирных домах, а также в находящихся в черте города частных домах. Центральное газовое отопление доступно жителям домов, расположенных в достаточной близости к какому-либо магистральному газопроводу, поэтому, если газовая магистраль проходит неподалеку от места, где стоит Твой дом, то отопление природным газом, скорее всего, станет самым удобным, практичным и простым решением для обустройства отопления дома. Существует два вида газовых котлов – конвенционные котлы и котлы конденсаторного типа. Котлы конденсаторного типа – более современные, их эффективность достигает 90%.

Природный газ обладает высокой теплоотдачей. При его сгорании образуются безвредные для окружающей среды выбросы, в состав которых входят углекислый газ и водяной пар, и благодаря этому факту отопление природным газом является экологичным вариантом отопления. Однако следует быть внимательным к тем случаям, когда в теплообменнике или газовой горелке котла газ сгорает не до конца. В таких случаях может образовываться загрязнение – вместо углекислого газа может выделяться ядовитый угарный газ. Чтобы избежать возникновения такой ситуации, следует установить сенсор, который своевременно предупредит о возникновении проблемы.

радиатор

Твердое топливо

Отопление твердым топливом может подразумевать несколько видов топлива – традиционные дрова, уголь, а также приобретающие в наши дни все большую популярность древесные гранулы и брикеты. В наши дни дрова редко бывают основным видом отопления – дровяной камин чаще всего используется в качестве атрибута для создания в помещении приятной атмосферы и уюта, а в качестве основного топлива используются древесные гранулы.

Древесные гранулы намного удобнее дров – сегодня их можно легко приобрести, перевезти с места на место и использовать, они могут долго храниться в упаковочных мешках, в которых они были куплены. Гранулы – экологически чистый продукт, в процессе сгорания они не выделяют вредных для организма выбросов (как это происходит в случае использования угля). Однако надо учитывать, что при использовании гранул, как и в случае использования в качестве основного топлива угля или дров, придется регулярно чистить трубу от образовавшейся в результате сгорания топлива сажи, а котел – от пепла. Придется также оборудовать в доме сухое помещение для хранения гранул.

камин

Отопление сжиженным газом

Отопление сжиженным газом в наши дни приобрело достаточную популярность, этот вид отопления потребители выбирают в нескольких ситуациях. Например, в доме выгодно устанавливать отопление сжиженным газом в том случае, если в перспективе жилище планируется подключить к центральному отоплению, но его владельцам приходится ждать, пока к дому будет проведено соединение с центральной магистралью. Такое решение особенно выгодно с финансовой точки зрения, поскольку в обоих случаях можно использовать один и тот же котел, а остальное оборудование для отопления сжиженным газом можно арендовать на необходимый период.

Отопление сжиженным газом выбирают и те клиенты, чей дом располагается в отдаленном месте, где центрального газового отопления нет и оно, вероятнее всего, никогда не будет проведено. Оборудование для отопления сжиженным газом обойдется немного дороже, чем, например, котел для отопления твердыми видами топлива, но в долгосрочной перспективе этот вид отопления обладает многими преимуществами. Это автономный вид отопления, возобновление запасов газа в цистерне для его хранения частично автоматизировано, кроме того, цистерна для хранения газа находится вне дома, благодаря чему в доме не надо оборудовать отдельное помещение для котельной.

Отопление сжиженным газом

Электрическое отопление

Электрическое отопление – еще одна автономная альтернатива отоплению природным газом. Для отопления электричеством тоже понадобится отопительный котел. Существует два вида электрических котлов – устанавливаемые на полу и подвешиваемые на стене, они отличаются степенью мощности, которую могут обеспечить. Средняя мощность настенных котлов составляет 5-60 kW, они годятся для обогрева помещения размером не более 60м2. Напольные котлы обладают большей мощностью – обычно она больше 60 kW, они могут обогревать помещения большего размера.

камин

Электрический котел легко устанавливается, и сама установка обойдется довольно дешево. Котел не надо регулярно чистить, электричество является экологичным, дружественным окружающей среде видом отопления. Однако надо учитывать, что электрическое отопление само по себе не дешево – в Латвии электричество является самым дорогим видом энергии. Для работы электрического котла понадобится регулярный отвод мощности – отопление электричеством подойдет в том случае, если вы сможете найти применение 1kW отопления электричеством на каждые 10м2, а также использовать 3-5 kW мощности для электрических устройств. Электрическое отопление подходит для помещений размером до 100м2.

Электрическое отопление

Геотермальное отопление

Геотермальное отопление в Латвии приобретает популярность среди владельцев домов, интересующихся использованием возобновляемых ресурсов и экологичным образом жизни. В геотермальном отоплении используется тепло земли – по этой причине его можно считать оптимальным видом отопления, ведь оно не зависит от цен на топливо. Однако установка геотермального оборудования и теплового насоса потребуют существенных инвестиций, не говоря уже о расходах на поддержание жизнедеятельности системы (для этого используется электричество).

Геотермальное отопление работает по принципу, обратному принципу работы холодильника, благодаря чему зимой оно обеспечивает в доме тепло, а летом – функцию охлаждения. Геотермальное отопление – экологически чистый вид отопления, а систему, в которой используется земляной тепловой насос, можно установить практически в любом месте. В комбинации с теплыми полами геотермальное отопление с земляным тепловым насосом имеет один из наиболее высоких коэффициентов полезного действия среди доступных на рынке видов отопления.

тепловой насос

Тепло повсюду

Тепло можно отыскать повсюду, оно есть практически везде. Окружающая среда, которую люди старательно уничтожают даёт нам множество тепловых источников, одним из которых является земля. Однако, чтобы превратить данный источник в способ отопления целого дома, необходимо прибегнуть к использованию электричества. Но с таким подходом процесс отопления будет куда экономичнее, чем простая выработка тепла  от котла. Как можно применять тепло земли в отоплении частного дома? Очень просто: для этого вам понадобиться специальный аппарат – тепловой насос.

Тепловые насосы — что это такое?

тепловой насос

Специализированное устройство, которое отнимает тепло у земли или других природных источников, усиливает и переносит в дом, называется тепловым насосом. Сегодня такой вид отопления получил широкое распространения среди загородных коттеджей или больших частных домов в черте города. Почему именно тепловые насосы? Есть ряд преимуществ, которые подталкивает обывателей к использованию данного аппарата. Давайте их разберём:

  • Экономичность — насос не требует большого количества электричества, что делает его работу достаточно экономичной. Это отличный вариант сэкономит средства при отоплении крупных объектов. Кроме того, само устройство не является капризным, поэтому не будет требовать от вас дополнительных вложений, что даёт ещё один плюс к экономичности;
  • Лёгкость монтажа. Устройство можно установить на любой местности, и с самой установкой сложностей быть не должно. В качестве источника тепла можно выбрать грунт, воду или даже воздух. Подробнее об этом мы поговорим ниже;
  • Универсальность — большинство моделей тепловых насосов способны не только обогревать помещение в холодное зимнее время года, но и охлаждать жарким летом. Это большой плюс, так как вы можете сэкономить на установке кондиционера и решить сразу две проблемы с помощью покупки одного устройства. Но обратите внимание, что не все модели обладают подобной функцией, поэтому стоит внимательно изучать характеристики аппарата перед покупкой;
  • Долговечность — устройство, которое было правильно установлено и получает должный уход, способно обеспечить 20 — 30 лет успешной работоспособности. Согласитесь, это довольно много. Не каждая система отопления сможет проработать такое большое количество времени без замены каких-либо материалов;
  • Экологичность — устройство полностью безопасно для окружающей вас среди. Это очень важно для тех, кто хочет обеспечить свой загородный участок плодотворной почвой и засадить растительность;
  • Возможность использования аппарата даже в местах, где нет электричества. Для этого можно установить бензиновый генератор;
  • Бесплатный источник тепла. Как мы уже сказали, источником могут выступить земля, вода или воздух;
  • Автоматический процесс работы. Насос будет самостоятельно обогревать или охлаждать помещений, от вас никаких действий не требуется.

Список преимуществ устройства довольно большой, что уже говорит о целесообразности его приобретения. Но если вы всё же сомневаетесь, стоит ли выбирать именно вариант получения тепла из земли в отоплении частного дома, можете ознакомиться с отзывами о тепловых насосах. В теории вы можете сделать все своими руками, но лучше все же довериться специалистамА теперь давайте поговорим об устройстве и принципе работы теплового насоса.

Как устроена работа насоса отопления?

Первым делом, давайте разберём процесс работы данных устройств на простом примере — холодильнике. Именно он работает практически также, как и тепловой насос. Тепло из морозильной камеры выкачивается и переносится на решётку-радиатор, находящуюся на задней части холодильника. Насосы обладают таким же принципом работы, но вместо того, чтобы забирать тепло у помещения, они берут его из тепловых источников, таких как земля или воздух. После этого тепло обрабатывается и поступает в помещение. Чтобы было проще понять всю систему работы теплового насоса, давайте рассмотрим цепочку, по которой проходит тепло:

Исходное тепло из источника (земля, воздух, вода) >>> Внешний трубопровод (происходит небольшой нагрев) >>> Испаритель (тепло, которое было собрано, перемещается ко внутреннему контуру устройства) >>> Компрессор (тепло проходит процесс сжатия с целью повышения температуры) >>> Конденсатор (горячий газ обменивается с теплоносителем) >>> Приборы отопления.

Это вся цепочка, через которую движется тепло во процессе работы устройства. Она циклична, то есть повторяется. А теперь давайте разберёмся, откуда насос отопления может брать тепло.

схема работы теплового насоса для отопления дома

Какие источники тепла может использовать насос отопления

В качестве факторов, производящих «тепло из земли», могут выступать любые объекты, температурой свыше одного градуса. Почва, речные и озёрные воды, морская вода, скважина, стоки систем канализации и прочие. На самом деле, что для нашего градусника минус и отсутствие тепла, то для теплового насоса все совсем иначе. Тепло он получить и при минусовой температуре.

Подобного тепла хватает, чтобы на выходе была температура до 60 градусов. Чтобы усилить данный эффект тепловому насосу требуется правильное обустройство геотермических источников тепла.

Самый частый вариант усиления — использование геотермического зонда. Данное устройство требует бурения отверстия большой глубины — вертикальной скважины. В данное отверстие вставляется зонд со специальной жидкостью, которая необходима для теплообмена. Полученное из земли тепло передаётся насосу. Очень часто вместо вертикального зонда используется наклонный. Это объясняется рядом причин, таких как невозможность установки вертикального зонда из-за грунта на участке. Не каждый участок позволяет делать глубокие отверстия.

Есть также варианты, которые не требуют бурения скважин, к примеру, горизонтальные грунтовые коллекторы. Они также пользуются теплом земли, но при помощи большого геоколлекторного поля, которое закладывается на глубину незамерзающего грунта.

Чтобы обеспечить насос энергией также применяется воздух с улицы. В процессе такого использования он будет выступать как источник низкого тепла. То тепло, которое будет отбираться у воздуха, поступит в насос, пройдёт через процедуру повышения температуры и попадёт в отопительную систему.

Помимо всего этого, рекомендуем вам обратить внимание на комбинированное оборудование. К такому относится смесь тепловых насосов и солнечных коллекторов. Так, если солнечного света будет хватать на полноценную работу, то коллектор полностью выполнит все необходимые функции отопления

Общие данные

Отопить дом площадью 100 м2, можно различными способами: газом, твердым топливом, электрическим котлом или тепловым насосом. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Независимо от вида котла, отопление будет водяным, с разводкой отопительного контура по трубам к радиаторам отопления или теплому полу.

Общая задача отопления – восполнить тепловые потери дома новым теплом, которые при уличной температуре –24°С и температурой в помещении +21°C, составляют от 30 Вт/кв. м – у хорошо утепленных построек до 110 Вт/кв. м – там, где стены в 1,5 кирпича и старые деревянные окна.

Чтобы упростить задачу обогрева, перед тем как устанавливать или модернизировать систему отопления, нужно максимально снизить потери тепла зданием – утеплить стены, кровлю и фундамент дома. Утепление здания обеспечит экономию тепла до 30-40%.

В наших расчетах возьмем показатель тепловых потерь здания 100 Вт/кв. м, что для климатической зоны Днепра (где среднемесячная температура января составляет –5,5°С) является максимальным значением.

Для дома площадью 100 кв. м в Днепре или Днепропетровской области за весь отопительный сезон потребуется выработать 16,6 тыс. кВт × ч тепловой энергии.

Зная необходимую тепловую производительность системы подбираем теплотехническое оборудование и нужные узлы запорной арматуры.

Мощность выбранного котла должна быть не менее рассчитанных тепловых потерь здания, но и не более, чем на 20% (иначе, придется решать проблему сохранения выработанного тепла).

Перечень оборудования для обвязки при любом из вариантов отопления совпадают на 90%. В каждой схеме требуется циркуляционный насос, группа безопасности котла, расширительный бачок на 10-24 л, запорная арматура: краны, термостатические клапаны, муфты и т.п.

Количество радиаторов и непосредственно секций на каждой батарее рассчитывается исходя из необходимого количества тепла для каждого помещения дома. Устанавливаются радиаторы под каждым окном и на стены, которые граничат с улицей, без окон. Для регулировки температуры на каждом радиаторе устанавливаются терморегулирующие головки с клапанами – это позволит управлять температурой в каждой отдельной комнате и расходовать полученное тепло без напрасных потерь.

Стоимость всего стандартного набора составит от 4000 до 10000 грн. Точный перечень подбирается в соответствии с согласованной с заказчиком схемой обвязки теплотехнического оборудования.

Пример принципиальной схемы отопления частного дома

Схема отопления дома площадью 100 кв. м

Отопление частного дома площадью 100 кв. м

Площадь отопления 100 м2 имеют одноэтажные жилые дома или небольшие двухэтажные дачные домики с мансардой. Общие теплопотери таких зданий составят: 100 Вт × 100 м2 = 10 кВт.

Система циркуляции теплоносителя в домах 100 кв. м –  закрытая с принудительной циркуляцией.

Газовое отопление

Газовые котлыОтопление дома газом требует согласованного проекта и получения техусловий от газопоставляющей компании. 

Мощность газового котла – не менее 10 кВт. Обычно современные газовые котлы выпускаются со встроенными: горелкой, циркуляционным насосом, расширительным бачком, манометром, термометром, предохранительным клапаном, автоматикой.

Тарифы и стоимость газового отопления

По состоянию на 01.07.2018 года цена газа в Украине для населения – 6,88 грн./м3 .

Стандартный конвекционный газовый котёл, при теплотворной способности газа 8 м3/кВт × ч расходует на отопление 100 кв. м площади около 2235 м3 газа.

Общие расходы на обогрев дома за сезон составят: 2235 × 6,88 = 15377 грн.

Конденсационный газовый котел с более высоким КПД, чем у обычного, сэкономит около 15% топлива. Но конденсационных котлов мощностью до 10 кВт не выпускают.

Если кроме отопления нужно обеспечить подогрев горячей воды (ГВС) – устанавливают газовый двухконтурный котел с дополнительной производительностью – от 14 до 20 кВт.

Варианты газовых котлов на 10 – 24 кВт

Модель газового котла Вид Цена, грн
Aton Atmo АОГВМ-10Е, 10 кВт, напольный, электронный розжиг, расход газа – 1,11 м3 Конвекционный 7 180
Атем Житомир-3 КС-Г-010 СН, 10 кВт, одноконтурный, КПД 92%, управление механическое Конвекционный 6 830
Атем Житомир-М АДГВ-10 СН, 10 кВт, двухконтурный, КПД 90%, управление механическое Парапетный 8 210

Газовый котел Immergas Eolo Mythos 24 2 Е

Конвекционный 16 223

Газовый котел RÖDA Eco Condens 24

Конденсационный 21 893

Особенности отопления газом

  1. Автоматическая подача газа в дом – одно из главных достоинств газового отопления.
  2. Не требует регулярного обслуживания процесса сжигания топлива на протяжении сезона.
  3. Повышенные требования по пожаро- и взрывобезопасности требуют специальных согласований проектов установки и постоянного контроля выполнения таких требований.
  4. Растущие тарифы на газ.
  5. Теплотворная способность газа может изменяться, что влияет на производительность котла.

Отопительная система с твердотопливным котлом

Чтобы сократить расходы на отопление, отказавшись от газа, или в случае, когда проведение газа недоступно, устанавливают систему отопления с котлом на твердом топливе. 

Выбор модели котла на твердом топливе

В зависимости от предпочтений хозяина выбираем тип твердотопливного котла мощностью не менее 10 кВт: классический, длительного горения, пиролизный или с автоматической подачей топлива.

Пример установленного пеллетного котла на 10 кВт

Выбираем желаемый вид топлива: дрова, брикеты, уголь, пеллеты или универсальный.

Твердотопливный котел на 100 кв м цена и варианты моделей

Наименование модели

Тип котла Цена, грн.
Котел на дровах Stropuva S-10, КПД 91,6%, без автоматики дровяной, длительного горения 25490
Котел длительного горения GK-1 Wichlach 10 kW, КПД 82-89%, с автоматикой угольный, длительного горения 25230
Котел Kronas Eko 12 кВт, КПД 75-81%, без автоматики классический, дрова/уголь 9100

Больше моделей котлов на твердом топливе для обогрева дома 100 кв. м

Из паспорта твердотопливного котла берём параметры дымохода: внутренний диаметр трубы (или площадь сечения дымохода) – Ø150 –160 мм, минимальную высоту – 5 – 6 м.

Пример дымохода для котла мощностью 10 кВт

Теперь определяем комплектацию и считаем стоимость дымохода.

Ориентировочная стоимость дымохода – около 7000 грн.

Примерная стоимость установки системы с твердотопливным котлом и дымоходом (без теплоаккумулирующей ёмкости) – около 7000 гривен.

Расходы на твердое топливо

Вид твердого топлива

Теплотворность, кВт · ч/кг

Необходимое количество, кг

Цена, грн./кг

Сумма, грн./сезон

Дрова (акация)

3,12

7600

1,3

9880

Уголь длиннопламенный газовый (ДГ)

5,8

3600

4,5

16200

Уголь Антрацит

7,0

3000

6,5

19500

Брикеты

4,5

4150

2,1

8715

Пеллеты

4,7

4000

2,2

8800

При существующих ценах на уголь, отапливать дом этим видом топлива экономически не выгодно – выходит дороже не только дров, но и газа.

Особенности твердотопливных котлов

  1. Твердотопливные котлы обеспечивают максимальную автономность дома от поставок энергоносителей – можно разово запастись топливом на весь сезон и не думать о перебоях.
  2. Любой агрегат на твердых видах топлива требует регулярного обслуживания: загружать топливо, которое предварительно нужно заготовить, а также чистить топочную камеру, зольник и дымоход от продуктов сгорания топлива.
  3. Стоимость установки системы и текущей эксплуатации дешевле, чем при газовом отоплении.
  4. Монтаж не нужно согласовывать с контролирующими органами.

Электрический котел для отопления 100 кв. м

Электрические котлы для отопления дома на 100 кв. мЭлектрическое отопление применяют когда:

  1. Проведение и подключение к газовой магистрали недоступно или экономически не оправдано (в дачных товариществах, на удаленных от магистралей объектах).
  2. Установка твердотопливного котла невозможна по экологическим причинам (в центральных, исторических, и многоэтажных районах города).
  3. Есть гарантия подключения многотарифного счетчика.
  4. Проживание жильцов в доме не постоянно, обитатели появляются наездами и нет возможности постоянно следить за отоплением (например, на дачных участках или в загородных домах на выходные дни).

Выбор электрического котла

Мощность электрического котла должна быть не менее 10 кВт. Все другие технические параметры электрокотла влияют только на удобство эксплуатации. Для подогрева горячей воды двухконтурным электрическим котлом заложите 40% запас мощности –  подберите котел на 14 кВт.

Модели электрических котлов бывают:

  • с ручным управлением – настройки задаются вручную;
  • с электронным управлением;
  • с программаторами – режим работы программируется на длительный период с учетом особенности расхода тепла, потребления электроэнергии, выходных дней.

Варианты электрических котлов на 10 кВт и цены

Наименование модели

Тип управления

Цена, грн

Электрический котел Kospel EKCO.L2 12, КПД 99,4%, Производство – Польша

Программатор

14191

Электрический котел Kosplel EKCO.R2 12, КПД 99,4%, Производство – Польша

Электрическое управление

12046

Электрический котел с ручным управлением Tenko Econom 10,5 кВт (КЕ_10,5/380) Ручное управление, без циркуляционного насоса 2 990
Электрический котел с ручным управлением Tenko Стандарт 10,5 кВт (СКЕ_10,5/380) Ручное управление, с циркуляционным насосом 5 890

Циркуляционный насос, расширительный бачок, как правило, встроены в электрический котел (но это лучше уточнить у продавца).

Стоимость установки электрического котла в Днепре с подключением к готовой системе отопления – от 2500 грн.

Купить электрический котел Тенко для отопления

Расходы на отопление дома электричеством

По стандартному тарифу отопление дома электричеством самое дорогостоящее. В сезон потребуется около 17 000 кВт · ч электрической энергии, что обойдется в 15 300 грн.

Для сокращения расходов на отопление электрическим котлом необходимо подать заявку в элекропоставляющую компанию и согласовать один из льготных тарифов.

Тарифы:

 Стандартный тариф с 01.05.2021 – 1,68 грн./кВт · ч

Двухзонный – понижающий коэффициент 0,5 в ночное время.

Трехзонный – три зонных тарифа:

 с 23:00 до 06:00 – коэфф. – 0,4

с 7:00 до 8:00, с 11:00 до 20:00 и с 22:00 до 23:00 – коэфф. - 1,0

с 8:00 до 11:00 и с 20:00 до 22:00 – коэфф. 1,5

Тариф «Электрообогрев» – 0,45 грн./кВт · ч

Использование ночного тарифа в системе электрический котёл + буферная ёмкость, позволяет дополнительно сократить расходы на отопление на 40%.

Подробнее тарифы на электрическую энергию в Украине на 2020 год.

Особенности отопления электрокотлом

  • Для отопления необходимо и достаточно подключения электричества.
  • С электропоставляющей организацией на объект должна быть согласована выделенная мощность, соответствующая максимальной суммарной мощности всех электроприборов и оборудования в доме.
  • Простой монтаж и эксплуатация оборудования. Регулярное техническое обслуживание не требуется.
  • В отличие от котлов сжигания топлива, дымоход не требуется.
  • Существенное сокращение расходов при применении льготных тарифов.

Отопление дома площадью 100 кв. м тепловым насосом

Тепловые насосы – экологически чистая и экономная альтернатива традиционным котлам, сжигающим органическое топливо. Получение тепла происходит из возобновляемых источников – геотермальной энергии земли, воздуха или воды. Для функционирования тепловых насосов необходимо электричество, для обеспечения циркуляции теплоносителя в контурах системы. Преобразование тепловой энергии из среды с низким температурным потенциалом в отопительный контур происходит в соотношении 4:1 – на 1 кВт · ч затраченной электрической энергии система получает от 3,5 до 4,5 кВт · ч тепла.

Подбор оборудования и его установка

Стоимость тепловых насосов сильно зависит от производительности тепла – каждый 1 кВт мощности обходится в 500-800 евро стоимости. Поэтому для покрытия пиковых нагрузок, которые возникают на непродолжительное время зимних морозов применяют дополнительные традиционные источники тепла – газовые или твердотопливные котлы.

Варианты тепловых насосов для отопления дома 100 кв. м и цены

Наименование модели

Тип теплонасоса

Цена, грн.

Воздушный тепловой насос CTC EcoAir 410, тепловая мощность 11,5/8,8/7,3 кВт, COP 4,8/3,8/3,2, Швеция

Воздух-вода

202 442

Геотермальный тепловой насос CTC EcoHeat 410, тепловая мощность 10,0/9,6 кВт, COP 4,6/3,7, под скважины, Швеция

Грунт-вода, скважины

311 122 (без стоимости скважин и геозондов)

Грунтовой тепловой насос CTC EcoPart 410, тепловая мощность 9,97/9,55 кВт, COP 4,58/3,64, под скважины, Швеция

Грунт-вода, скважины

208 515 (без стоимости скважин и геозондов)

Воздушный тепловой насос MYCOND Arctic Home Smart MHCS 035, отопление/кондиционирование, тепловая мощность 3,71/10,0 кВт, COP 4,12, Китай/Великобритания

Воздух-вода

 91 800

Больше моделей тепловых насосов для отопления дома площадью 100 кв.м

Для интеллектуального управления системой с тепловым насосом и параллельным источником тепловой энергии устанавливают многофункциональные емкости с программируемым блоком управления. Такое оборудование снижает стоимость отопления на 70-80% по сравнению с традиционным газом.

Стоимость монтажа теплового насоса (без бурения скважин для геотермального контура) и подключения к отопительной системе в Днепре и области составляет около 10% от общей стоимости оборудования, что соответствует примерно 25 000 - 30 000 гривен.

Стоимость отопления теплонасосом

Расход электроэнергии за весь сезон на отопление нашего дома составит 4750 кВт · ч. При стандартном электротарифе затраты будут 4275 грн. А на тарифе «Электроотопление» сумма снижается на 50%. Применение ночного тарифа снижает эту цифру ещё на 40% – до 1300 грн.

1300 гривен в год на отопление дома площадью 100 квадратных метров! Это более, чем в 10 раз дешевле газового отопления!

За какой срок окупится система с тепловым насосом

Разница в стоимости отопления 100-метрового дома составляет около 14000 грн./год. А при подорожании газа дельта вырастет еще больше. Однако, в случае модернизации существующей системы, когда газ уже подключен, срок окупаемости при отоплении дома площадью 100 м2, как видите, составит около 15 лет.

А вот, минимальный срок окупаемости получается при установке с нуля системы отопления в строящемся доме такой же площади. В этом случае учитывается не только стоимость оборудования, но и цена подключения газа, которая варьируется в разных местах подключения от 80 000 до 250 000 грн., что сопоставимо со стоимостью тепловых насосов.

Окупаемость грунтовых насосов в климатическом поясе Днепра значительно дольше, поэтому установка воздушных тепловых насосов у нас значительно более обоснована. Подробнее про окупаемость тепловых насосов.

Особенности тепловых насосов

  1. Отсутствие вредных выбросов. Не требуется установка дымохода, как в котлах сгорания.
  2. Высокая стоимость оборудования.
  3. Окупаемость теплового насоса снижается с увеличением обогреваемой площади.
  4. Воздушные тепловые насосы, хоть и справляются с нагревом системы отопления и при температурах на улице до –25°C, но максимальную эффективность (COP от 3,0 до 4,76) обеспечивают при температурах окружающего воздуха от –2 до +12°С и выше.
  5. Простота монтажа воздушных теплонасосов, позволяет устанавливать их на любой объект без ограничений.
  6. Для установки грунтовых тепловых насосов необходимо бурение скважин или вскрышные работы для укладки геотермального теплообменного контура, что удорожает стоимость монтажа на 100%.
  7. Геотермальные тепловые насосы дороже в установке, но их COP – около 4,0 – не зависит от температуры окружающей среды.
  8. Максимально эффективны в комбинированных системах отопления с низкотемпературным распределением тепла – водяными теплыми полами или фанкойлами.