Существует много способов отопления жилого помещения. В последнее время владельцы частных домов, особенно те, у которых нет возможности подключится к центральным магистралям, для получения тепла выбирают вариант геотермального отопления.
Что значит геотермальное отопление
Система получения тепловой энергии из таких источников как земля и вода, имеет название «геотермальное отопление». Такое новшество в области получения тепла из природных источников стало возможным после создания тепловых насосов, которые способны вырабатывать большое количество тепла, используя даже небольшую разницу в температуре окружающей среды.
Принцип работы геотермального отопления
Каждый человек, так или иначе, в повседневной жизни, сталкивается с различными вариантами геотермального отопления. Оно работает по тому же принципу, как осуществляется работа кондиционера либо бытового холодильника – только в противоположном порядке. Многие замечают, что радиатор на задней стороне холодильника достаточно сильно нагревается. Это происходит за счет того, что продукты отдают свое тепло, которое концентрируется в теплообменнике. Отсюда вытекает вопрос: «Почему бы не использовать полученное таким методом тепло для отопления жилья?».
Этот метод стали применять с той лишь разницей, что тепло извлекается не из продуктов, а из природных источников (грунт, вода и даже воздух). Для того чтобы такая система давала положительные результаты достаточно незначительной разницы (несколько градусов) между воздухом и, к примеру, повой. Исходя из этого, главный теплообменник находится под землей.
Подземный коллектор. Его можно представить в виде змеевика, сделанного из трубы большого диаметра и помещенного в землю на глубину от 1,2 до 1,8 метров. На этой глубине происходит забор тепла, потому что, как правило, в зимнее время глубина промерзания почвы меньше таких показателей, то есть снаружи холоднее.
Типы геотермальных установок
Существует три вида установок:
- Земля-вода. Тепло извлекается из почвы с помощью зондов, концентрируется в коллекторе, а затем транспортируется в отопительную систему с жидким теплоносителем. Данная система широко применяется в жилых домах.
- Вода-вода. В данном случае тепловая энергия извлекается из воды, при этом, в качестве источника выступает природный водоем (пруд, река, озеро). По отзывам специалистов такой вид геотермального отопления является самым стабильным и оптимальным по температурным показателям.
- Воздух-воздух. Такие системы функционируют по тому же принципу, что и кондиционер. В качестве источника тепла выступает такой ресурс, как воздух. Для того чтобы система эффективно работала, нужна схема, включающая в себя соединенные между собой вентиляторы, испарители. Максимальная эффективность системы «воздух-воздух» достигается при температуре не ниже -15 градусов.
Варианты размещения теплообменников
Установка теплообменников бывает вертикальной (когда теплообменник помещают в шахту либо скважину) и горизонтальной (когда установка петель осуществляется на дне водоема, а контур выполнен в виде змеевика).
- Вертикальное расположение предусматривает бурении скважин, глубина которых составляет около 200 метров и более. Минимальная температура на такой глубине от +10 градусов в любой сезон года. Такая система предусматривает бурение двух артезианских скважин, одна из них служит для получения тепла, а другая – для сброса воды.
- Горизонтальное расположение контура не нуждается в использовании специальных машин для бурения, однако, требуется наличие значительной по размеру площади для укладки петель. Система трубопровода проектируется ниже уровня промерзания почвы. Для этого сооружают траншеи. Для расчета площади земли, необходимой для выкладки контура, берут за основу площадь жилого помещения, которую нужно отапливать, и умножают на 3. Если площадь дома составляет 70 кв. м, то потребуется участок земли для выкладки контура – 210 кв. м. Исходя из этого, самым экономичным и оптимальным вариантом для горизонтальной выкладки считается использование водоемов, так как нецелесообразно занимать огромную площадь приусадебного участка. Чаще всего такой тип укладки контура делают на этапе строительства дома.
- Комбинированный вариант. Такой вид контура можно сделать своими руками, при этом он не займет много места, в сравнении с горизонтальным. Применяется труба из полимера, которая укладывается в почву как цилиндрическая пружина. Это выглядит как усредненный вариант между двумя контурами (горизонтальным и вертикальным), при этом вертикальный расположен с уклоном к горизонтальному. Если нельзя уложить трубы ниже уровня глубины промерзания грунта, можно использовать утеплитель для труб, предотвращающий замерзание системы в мороз.
Как осуществить геотермальную установку своими руками
Существует два метода изготовления агрегата своими руками:
- Из холодильника. Из оборудования извлекают змеевик, размещенный на задней стороне изделия. Для того чтобы использовать змеевик в качестве конденсатора, его помещают в прочную емкость, выполненную из металла либо высокопрочного пластика. Важно, чтобы материал переносил температурные перепады (от низких до высоких показателей). Затем, на конструкцию фиксируют компрессор, а роль испарителя выполняет бочка из пластика. Собрать конструкцию, дополнить ее полипропиленовыми трубами, соединенными с системой отопления дома, и можно приступать к эксплуатации схемы.
- Из кондиционера. В этом случае наружный и внутренний блоки занимают противоположные позиции. Испаритель уже вмонтирован во внутренний модуль, поэтому в нем нет необходимости. Конденсатор для передачи тепла размещается в наружном блоке. Систему необходимо дополнить четырехходовым клапаном, а в качестве теплового источника выступает воздух и вода. Надо сказать, что установить четырехходовый клапан самостоятельно, довольно сложно, требуется опыт.
Купить тепловой насос можно в магазине. Заводские изделия снабжены дополнительными функциями. Поскольку стоимость таких устройств не дешевая, стоит рассмотреть вариант самостоятельного изготовления насоса из старого холодильника либо кондиционера. Если самому осуществить это сложно, можно найти мастера, который соберет стандартную систему, при этом обойдется она значительно дешевле заводского изделия.
Стоимость и окупаемость устройства
Для того чтобы получить тепловую энергию из грунта, не обойтись без финансовых затрат. Прежде чем купить оборудование, следует проконсультироваться со специалистами, которые помогут составить план системы отопления. После этого, нужно сделать геологические замеры на определенном участке местности, что позволит узнать особенности почвы, для того чтобы купить подходящий вид изделия. Только после этого стоит приступать к выбору прибора, имеющего оптимальные характеристики (одной из самых важных, является мощность).
Устройство, мощность которого составляет от 4 до 5 кВт, стоит в пределах 200 тысяч рублей, более мощные агрегаты (от 5 до 10 кВт) оцениваются не менее 260 тысяч рублей. Тепловой насос, мощность которого варьируется в пределах 10-15 кВт, может стоить порядка 325 тысяч рублей.
Помимо стоимости оборудования, нужно иметь ввиду, что немалую сумму придется выложить за монтаж оборудования и запуск. Если заказать установку геотермальной системы «под ключ», это обойдется очень дорого, однако, при условии постоянной эксплуатации, система способна окупить себя за 5-7 лет, а срок эксплуатации системы рассчитан примерно на 100 лет.
Заключение
Геотермальная система имеет такие же возможности, что и стандартное отопление. Она может функционировать и на отопление, и на горячее водоснабжение. Данный вид отопления хорошо подходит для установки теплых полов. Температурный режим в доме осуществляется в автоматическом режиме. Выбор геотермальной системы отопления – современное экономически выгодное решение, несмотря на значительные финансовые расходы на этапе ее установки.
