Геотермальное отопление. Будущее в вашем доме.

Поиск альтернативных источников энергии с каждым годом становится все более актуальным, стремление к созданию энергоэффективного дома с неиссякаемым источником тепла приводит к изобретению новых устройств, которые позволяют добиться подобных результатов за счет аккумулирования тепла из окружающей среды. Одним из новых направлений в системе отопления является геотермальный обогрев. В России подобный вариант обогрева дома пока остается еще недостаточно распространенным, но в западных странах это уже давно основной тип отопления.

Геотермальное отопление использует природные источники тепла, то есть система отопления работает на основе тепловой энергии недр Земли. Освоение геотермальной энергии было начато еще в начале XX века, а теория использования была разработана в далеком 1852 году, поэтому сказать, что сфера геотермальной энергетики имеет недостаточную теоретическую и практическую базу нельзя. В настоящее время эта перспективная отрасль активно развивается и уже сейчас технологии будущего стали реальностью и могут примениться в любом частном доме.

Принцип работы  

Принцип работы геотермального обогрева для простоты понимания сравнивают с функционированием холодильной установки, разница заключается лишь в переработке энергии не на охлаждение, а на отопление. Геотермальная система обычно состоит из внутреннего блока управления, насоса и труб («земляной контур»). Внутри дома устанавливаются обычные радиаторы и теплогенератор, с помощью которого можно регулировать подачу тепла, а насос работает таким образом, что в доме на протяжении всего года поддерживается одинаково комфортная температура: зимой система геотермального отопления нагревает воздух, а летом она способна охлаждать его. При работе теплового насоса при помощи компрессора осуществляется сжатие фреона и его нагрев до 70 – 80 °C. В теплообменнике вода нагревается, чтобы отапливать помещения дома. Затем фреон проходит сквозь испаритель, расширяется и охлаждается. После этого цикл повторяется сначала.

Источники тепла

Атмосферная температура переменчива в зависимости от сезона, но температура подземных слоев почвы практически неизменна, благодаря изолирующим свойствам поверхности земли и, таким образом, на глубине от 1,3 до 1,6 метров температура остается постоянной на протяжении всего года. Тепло буквально находится под ногами, его количество зависит от региона проживания, но его наличие повсеместно. Источником тепла для геотермальной системы отопления может стать не только слои грунта, но и любая другая среда вне помещения, температура которой зимой выше 0 C°: близлежащий непромерзающий водоем и даже колодец с достаточным количеством воды. Большая часть из источников тепла — низкопотенциальная, то есть количество тепловой энергии в них незначительно. Но это совершенно не значит, что использовать эту энергию нельзя. Для сбора энергии потребуется организовать большой контур.

Вода

Температура воды зимой даже под толщей льда относительно высокая (от +5^oC до +7^oC) по сравнению с температурой воздуха. Вся задача состоит в том, чтобы эту энергию перенести к тепловому насосу. Для этого в водоем укладывают полимерные трубы, заполненные незамерзающей жидкостью (чаще всего это соляной раствор, иногда антифриз). В среднем считается, что с метра трубопровода, уложенного в водоеме, можно получить 30 Вт тепла. Исходя из этого, считают протяженность труб. Например, для обеспечения дома теплом необходимо12 кВт тепла. В итоге: 12000 Вт: 30 Вт/м = 400 м. Использования воды в качестве источника тепла считается наиболее экономичным вариантом геотермального отопления, а также при обустройстве водоемного контура отсутствуют трудоемкие земляные работы.

Грунт

Геотермальное отопление, для которого источником тепла является грунт, может быть устроено двумя способами: вертикально и горизонтально.

• Горизонтальное расположение контура потребует создание большого геотермального поля, минимальная площадь которого составляет 200 кв.м. С площади всего геотермального поля снимается слой грунта ниже уровня промерзания и укладывается геотермальный зонд.

Для уменьшения занимаемой площади нередко используют спиральную укладку зонда. Горизонтальное расположение имеет ряд ощутимых недостатков помимо большой площади геотермального поля, к ним можно отнести отсутствие охлаждения помещения в летний период, большой объем земляных работ, возможная нестабильность обогрева к концу сезона

• Вертикальное расположение контура менее трудоемкий процесс, но значительно более дорогостоящий. Для такого обустройства системы отопления потребуется создание скважин глубиной более 40 метров.

Монтаж

Следует отметить, что установка всех узлов системы геотермального отопления достаточно сложна и требует профессиональных знаний и опыта в данной сфере, поэтому не смотря на обилие видео на просторах интернета, посвящённых этой тематике, настоятельно не рекомендуется выполнять установку самостоятельно. Разумнее эту сложную техническую работу доверить профессионалам. Представители организации непосредственно перед установкой берут пробы грунта и определяют тип местности. Полученная информация позволит определить наиболее оптимальный вариант монтажа отопления. Далее за подготовительными мероприятиями осуществляется установка всех узлов системы и пуско-наладочные работы. Весь этот комплекс мероприятий невозможно выполнить самостоятельно, основываясь только на советы из видео.

Преимущества и недостатки геотермального отопления

• Долгосрочная эксплуатация системы, которая не требует установки страхующих конструкций обогрева и не требует постоянного обслуживания;
• экологичность. Геотермальная энергия безвредна и не содержит вредных примесей, поэтому данный вид отопления популярен в «зеленом строительстве»;
• особенность Монтажа геотермального отопления позволяет не конфликтовать системе с другими вариантами отопления (газовые, дизельные);
• безопасность. Отсутствие топлива и химических веществ в геотермальном обогреве делают ее полностью взрывобезопасной;

• использование природных источников энергии в качестве отопления дома бесплатно для владельца, финансовые вложения потребуются только на этапе установки;

• высокая стоимость оборудования и оплата услуг по установке системы отопления.

Геотермальное отопление на территории бывшего СССР еще является технологией из будущего, в то время как весь мир активно использует альтернативные источники тепла, так как они не только неисчерпаемы, но и совершенно безвредны для человека и окружающей среды. Геотермальное отопление — это не фантастическое будущее, а прогрессивное, надежное и безопасное настоящее.