Геотермальное отопление загородного дома своими руками

Земля поглощает около половины суммарной энергии, получаемой от Солнца, в результате в ее недрах, чуть ниже поверхности, сохраняется постоянная температура круглый год. Однако над поверхностью Земли температура воздуха сильно меняется со сменой сезонов от лета к зиме, и люди вынуждены искать источники обогрева и охлаждения для того, чтобы сделать свою жизнь более комфортной.

Что такое геотермальное отопление

Для того чтобы обустроить геотермальное отопление своими руками, вы должны ознакомиться с понятием этого выражения и основными принципами работы. Так, теплоноситель принимает температуру среды и в подогретом виде поступает в тепловой насос. Аккумулированное тепло поступает по внутреннему контуру. Это способствует нагреву воды в радиаторах и трубах. Тепловой насос является ключевым элементом. Этот агрегат имеет небольшие размеры и занимает места не больше, чем стиральная машина.

По какому принципу работает система?

Основной принцип, по которому работает система отопления геотермальная, состоит в том, что в недра земли укладывают систему теплообменников. Они сохраняют и передают тепло земли воде, циркулирующей по контуру. Главным элементом системы является геотермальный насос для отопления дома отзывы о котором позволяют судить про эффективность устройства. Этот прибор обладает впечатляющими показателями работы и в зависимости от мощности и внешних условий способен генерировать КПД от 400 до 600%.

Используя отопление дома геотермальное, собственник сможет сократить до 80% расходов, ранее предназначавшихся для оплаты содержания традиционной системы отопления.

В процессе работы оборудования, тепло из земли для отопления дома не вырабатывается, как в случае сжигания нефти или газа, а лишь переносится из недр земли вовнутрь здания. Такая система является стабильной в работе, независимой от наличия других ресурсов и может обеспечить потребности дома в отоплении и горячем водоснабжении. О других альтернативных способах отопления можно почитать здесь.

Особенности

Стоит сказать о нескольких особенностях геотермальных систем отопления дома.

Отличие, например, от газового или электрического котла заключается в том, что здесь не требуется нагрев теплоносителя до высоких температур. Работа в низкотемпературном режиме обеспечивает меньшие энергетические затраты. Как известно, в системе отопления для компенсации низкой температуры теплоносителя используется увеличение поверхности радиатора. Чтобы этого не делать, рекомендуется использовать тёплые полы. Подобный вид отопления дома будет в этом случае более рациональным, поскольку тепло будет поступать сразу в зону обитания, а не в пространство под потолок помещения.

Кроме того, в актив тёплых полов стоит записать минимум потерь тепла. Величина тепловых потерь в основном зависит от дельты температур. В случае с низким температурным режимом геотермального отопления эти потери минимальны. Вторым существенным преимуществом тёплого пола является то, что происходит непосредственный нагрев самих конструкций дома (в этом случае пола). В случае с радиаторами нагретый воздух лишь немного охватывает остекление окон и часть близлежащей стены.

Читайте также:  Современное отопление частного дома — виды систем и их особенности

Разновидности геотермального оборудования

Какой бы ни была разновидность системы геотермального отопления, она будет отличаться исключительно внешним почвенным коллектором. Таких разновидностей есть всего четыре, давайте вкратце рассмотрим каждую из них.

Горизонтальная конструкция

В данном случае насос должен располагаться несколько ниже того уровня, где промерзают подземные воды – примерно метр-полтора, все зависит от того, в какой части страны вы проживаете. Трубы, использованные здесь, могут быть выполненными из следующих материалов:

  • металлопластик;
  • ПВХ;
  • медь.

Отдача тепла в данном случае такова, что дабы получить 8-9 киловатт теплоэнергии, необходимо, чтобы коллектор был общей площадью от 400 до 500 м. кв.; более того, здесь важны и особенности установки (о них мы поговорим ниже). А особенности таковы, что траншеи

Вертикальная конструкция

Она состоит из ряда пробуренных скважин, имеющих различные наклоны и направления. В каждую из них устанавливается геотермальный зонд, что позволяет достигнуть теплоотдачи в 50 ватт на погонный метр. Получается, что для тех же 8-9 киловатт тепла требуется примерно 200 метров таких скважин.

Обратите внимание! В данном случае никакого ущерба ландшафту вы не нанесете, поскольку монтаж всей системы потребует уж слишком мало места.

Конструкция, размещенная в воде

Внешний обменник тепла необходимо устанавливать в близлежащий водоем на двух- либо трехметровую глубину. Важнейшим требованием к установке контура подобного рода является то, что дом должен быть отдаленным от водоема максимум на 100 метров. Более того, водоем этот должен иметь площадь минимум 200 метров квадратных.

Воздушная конструкция

Контур в данном случае получает тепловую энергию из воздуха. Такое геотермальное отопление дома особенно целесообразно в южных регионах нашей страны. Основное достоинство «воздушного» обогрева – это полное (почти) отсутствие каких-либо монтажных или земляных работ. Но есть и минус – при температуре окружающей среды минус 15 градусов КПД снижается до стопроцентной отметки. Если она падает дальше, то уже при минус 20 работоспособность системы равняется нулю.

Рекомендации по уходу и обслуживанию

После окончания пусконаладочных работ владелец управляет только двумя кнопками: включить/выключить и зимний/летний режим (отопление или кондиционирование), а также регулирует температуру в разных комнатах.

Ежегодный осмотр и обслуживание производят специалисты сервисной службы: контроль отсутствия утечек фреона, смазки, теплоносителя, работу автоматики.

Максимальной эффективности ГТН достигает, если определиться с выбором отопительной системы на ранних этапах проектирования здания. Тогда есть возможность выбрать оптимальные материалы и толщину ограждающих конструкций с нужной теплопроводностью и тепловой инерционностью.

Самые большие потери тепла обычно происходят через окна. Поэтому тройное остекление вовсе не роскошь, а экономически обоснованное строительное решение. Идеальный вариант — использовать стекла, способные отражать инфракрасные лучи.

Какими бывают геотермальные установки?

Геотермальные теплонасосы отличаются друг от друга по виду теплоносителя на внутреннем и внешнем контурах конструкции. Энергию устройства получают из грунта, воды (грунтовые воды либо открытый природный водоем) или воздуха.

Внутри жилого помещения тепловой ресурс применяется для отопления комнат, подогрева воды и кондиционирования воздуха. В зависимости от сочетания используемых элементов и функций происходит классификация систем на типы: «земля-вода», «вода-вода» и «воздух-вода».

Насос «земля-вода» – один из самых эффективных вариантов альтернативного отопления для жилых помещений. Принцип его действия сводится к отбору при помощи зондов или коллекторов тепловой энергии из грунта и передачи ее в домашнюю водяную систему отопления.

Читайте также:  Выбор и монтаж электрического котла для отопления частного дома

Геотермальные теплонасосы «земля-вода» – это высокотехнологичные прогрессивные устройства. Они отличаются исключительной надежностью и демонстрируют высокий уровень КПД. Не требуют постоянного вмешательства хозяев в работу, но нуждаются в профессиональном сервисном обслуживании

Помогает реализовать технологию специальная установка, состоящая из геотермального теплообменника, размещенного ниже глубины фактического промерзания почвы, и непосредственно тепловой насос, функционирующий как холодильник, только наоборот (обратный цикл Карно).

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. метров. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.

Плюсы и минусы геотермальной системы

Как и любой другой вид отопления загородного дома, система на энергии Земли имеет свои плюсы и минусы.

Среди преимуществ можно выделить:

  1. бесплатный источник энергии – земляные ресурсы;
  2. экологичность – процесс отопления не сопровождается выбросами веществ в атмосферу;
  3. безопасность – топливный насос не содержит горючее, что исключает возгорание;
  4. отсутствие запаха;
  5. бесшумность;
  6. большой гарантийный срок – до 25 лет;
  7. отсутствие топлива и сопровождающих расходов – нет топлива – нет трат на его доставку и хранение;
  8. небольшое потребление электроэнергии, по сравнению с теплоотдачей (1 к 5);
  9. отсутствие обслуживания – геотермальная система автономна и не требует ухода;
  10. возможность пользоваться системой как кондиционером – в этом случае тепло дома греет хладагент, который отдает его во внешний тепловой коллектор.
Плюсы и минусы геотермальной системы

К недостаткам геотермальной системы отопления относят:

  • сложность монтажа;
  • высокая стоимость – оборудование и монтажа такой системы обойдутся в кругленькую сумму.
Плюсы и минусы геотермальной системы

Важно! Можно неплохо сэкономить, установив систему геотермального отопления дома своими руками, однако это потребует точных расчетов и консультаций со специалистом.

Плюсы и минусы геотермальной системы

Видео о принципах и результатах эксплуатации

Если вам проще воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик позволит вам своими глазами увидеть, как именно функционирует геотермальная система, а также больше узнать о том, кому и почему этот вид отопления выгоден.

Читайте также:  ИБП для твердотопливного котла 300вт, как выбрать?

Предлагаем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором владелец горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о своих впечатлениях от его эксплуатации. Кроме того, посмотрев это видео, вы узнаете о текущих расходах, связанных с эксплуатацией системы геотермального отопления.

Каждый владелец частного дома выбирает сам, покупать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или надеяться только на себя самого. При этом он руководствуется целым списком соображений. Задача, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, чтобы подтолкнуть вас к готовому выводу, а в том, чтобы поделиться информацией о вариантах решения стоящей перед вами задачи.  

Монтаж системы

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

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

Монтаж системы

Монтаж горизонтального теплообменника геотермальной системы отопления

Для обеспечения отопления дома теплом земли необходим монтаж системы

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

Как выглядит геотермальное оборудование в доме При проектировании отопления за счет тепла земли, необходимо определиться с вариантом монтажа рабочего контура и типом коллектора.

Различают два типа коллекторов

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

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

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

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

Монтаж системы

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

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