Геотермальное отопление загородного дома своими руками

Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» очень часто имеет ассоциации у нас с вулканами и гейзерами. В РФ геотермальная энергетика применяется в основном в масштабах промышленности, к примеру, есть дальневосточные электрические станции, работающие на основе тепла Земли.

Многие уверены, что геотермальное теплоснабжение дома собственными руками – это фантастика. Но это не так!

Несколько исторических фактов

Когда в 70-е годы прошедшего века разразился нефтяной кризис, на Западе появилась жгучая надобность в экологически чистых источниках энергии. Собственно в здесь пору и стали создаваться первые геотермальные системы отопления.

Сегодня они стали широко распространены в скреплённых Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

К примеру, в Швеции часто применяют воду Балтийского моря, температура которой составляет + 4 градуса. В Германии внедрение геотермальных систем отопления даже спонсируется на государственном уровне. В РФ работают Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и прочие геотермальные электрические станции. Но фактов применения энергии Земли в нашем частном секторе слишком мало.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

При упоминании геотермальных источников энергии мы всегда хотим представить себе долину гейзеров или вулканы, но необходимые нам источники намного ближе. И они помогут нам отогреться в зимний период и остыть летом

Настоящие плюсы и минусы

Если в РФ геотермальное теплоснабжение частного сектора получило сравнительно небольшое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься данным вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

Применение системы геотермального теплоснабжения дома – решение интересное. И тому существует несколько причин. В их числе и оперативная установка оборудования, которое может долгое время работать без каких-то перебоев. Если применять в системе отопления не воду, а хороший антифриз, она не будет мерзнуть и её износ будет очень маленьким.

Укажем и другие плюсы данного вида теплоснабжения.

  • Исключается процедура сжигания топлива. Мы создаём полностью пожаробезопасную систему, которая, в процессе собственной эксплуатации, не сумеет нанести жилью никакого убытка. Более того, исключается ряд остальных ситуаций, которые связаны с присутствием топлива: сейчас не искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
  • Звуковой комфорт. Теплонасос работает почти что тихо.
  • Значительная финансовая выгода. Во время эксплуатации системы не понадобится никаких добавочных вложений. Ежегодный обогрев дают силы природы, которые мы не приобретаем. Разумеется, при функционировании теплонасоса тратится электроэнергия, однако при этом объём производимой энергии значительно превосходит размеры употребления.
  • Экологичный фактор. Геотермальное теплоснабжение приватного коттеджа – это экологично безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу газообразных, жидких и твердых веществ. Если это осознают многие, и подобная система теплоснабжения получит должное всеобщее распространение, неблагоприятное воздействие людей на природу неоднократно станет меньше.
  • Компактность системы. Вам не понадобится организовывать у себя дома обособленное помещение котельной установки. Все, что будет нужно – это теплонасос, который можно расположить, к примеру, в подвальном помещении. Намного более объёмный контур системы будет находиться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не заметите.
  • Универсальность. Система будет работать как на теплоснабжение в холодный период года, так и на охлаждение во время летней жары. Другими словами, по существу, она заменит вам не только обогревательный прибор, но и климатический прибор.

Подбор геотермальной системы обогрева экономически Выгоден, не обращая внимания на то, что придется раскошелиться на приобретение и монтаж оборудования. К слову, в качестве недостатка системы упоминают именно расходы, на которые придется пойти, дабы установить систему и приготовить её к работе. Необходимо будет приобрести сам насос и некоторые материалы, сделать работы по процессу установки наружного коллектора и внутреннего контура.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Это не является секретом, что ресурсы дорожают с каждым годом, благодаря этому независимая система обогрева, которая способна окупиться на протяжении определенного времени, всегда будет экономически выгодна для её хозяина

Тем не менее, эти затраты окупятся всего за несколько первых лет эксплуатации. Дальнейшее применение уложенного в почву или погруженного в воду коллектора дает возможность сэкономить немалые средства. Более того сам процесс монтажа не очень сложен, дабы звать для его выполнения посторонних экспертов. Если не заниматься бурением, то все остальное можно выполнить своими руками.

Источники геотермального теплоснабжения

Для геотермального теплоснабжения можно применять следующие источники земной энергии тепла:

  • высокотемпературные;
  • низкотемпературные.

К высокотемпературным относятся, к примеру, термальные источники. Использовать-то их можно, но сфера их использования исчерпывается фактическим местом нахождения подобных источников. Если в Исландии такой вид энергии активно используется, то в РФ природные воды с высоким содержанием минеральных солей находятся далеко от пунктов проживания. Максимально они собраны на Камчатке, где грунтовую воду используют в виде теплоносителя и поставляют в системы ГВС.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Для хорошего применения энергии тепла земли не требуется вулкан. Нужно только применить те ресурсы, которые находятся всего в 200 метрах от поверхности земли

Зато для использования низкотемпературных источников у нас есть все нужные предпосылки. Для данной цели подходят находящиеся вокруг массы воздуха, земля или вода. Для извлечения необходимой энергии применяют теплонасос. С его помощью происходит процедура изменения температуры воздуха в энергию тепла не только теплоснабжения, но и горячего водообеспечения приватного домовладения.

Рабочий принцип альтернативного теплоснабжения

Если вы знакомы с тем, как работает климатический прибор или холодильник, то похожесть данных процессов с принципом функционирования геотермального теплоснабжения объяснима. Основу системы составляет теплонасос, который включается в 2 контура – внутренний и внешний.

Дабы организовать классическую отопительную систему в каждом доме, следует смонтировать в нем трубы для транспортировки теплового носителя, и радиаторы, при нагреве которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже необходимы. Они и создают внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены полы с подогревом.

Наружный контур смотрится намного масштабнее внутреннего, хотя его габариты можно оценить только во время планировки и процесса установки. Во время эксплуатации он невиден, потому как находится под землей или под водой. В середине этого контура двигается обыкновенная вода или антифриз на этиленгликолевой основе, что намного лучше.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

В состав геотермальной системы обогрева входят 2 контура – внешний и внутренний, а еще сердце системы для отопления – теплонасос, который, сжимая тепловой носитель, увеличивает его температуру (+)

Тепловой носитель во внешнем контуре нагревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в теплонасос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, благодаря чему вода в трубах, батареях и тёплых полах нагревается.

Аналогичным образом, основным элементом, оживляющим всю систему, считается теплонасос. Если у Вас в доме есть обычная машинка для стирки, то в этом случае нужно знать: этот насос занимает примерно подобную площадь. Для работы ему необходима электрическая энергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает производство 4-5 кВт тепла. И это не чудо, потому как источник «добавочной» энергии известен – это внешняя среда.

Два варианта размещения трубного змеевика

Есть два вида теплоснабжения частного строения с применением низкотемпературной энергии компонентов внешней среды. Основу системы во всех трех случаях составляет геотермальный насос. Внутренний контур остаётся без изменений для всякого способа теплоснабжения, а главное отличие заключается в размещении внешнего контура.

Геотермальное теплоснабжение бывает с теплообменным аппаратом, размещенным:

  • вертикально;
  • в горизонтальном положении.

Горизонтальные трубные змеевики систем ложатся в котлован или открытый пруд в виде своеобразного змеевика, вертикальные размещаются в скважинах, вскрывающих или не вскрывающих водоносный пласт.

Любой из приведенных тут видов теплоснабжения отличается собственными характерностями, минусами и хорошими качествами. Если вы намерены создать такую отопительную систему собственными руками, вам будет интересно выяснить о каждом из видов подробно.

Вертикальное расположение внешнего коллектора

Такой вид теплоснабжения построен на интересном природном явлении: на глубине 50-100 метров и более от собственной поверхности земля круглый год имеет одинаковую и стабильную температуру 10-12 градусов.

Дабы иметь возможность применять эту энергию земли, нужно пробурить вертикальные скважины. С целью самого большого сохранения ландшафта можно пробурить несколько труб с одной начальной точки, но под разнообразными углами. Наружный контур системы будет смонтирован конкретно в данных скважинах. Это даст возможность эффектно отобрать у земли её тепло. Конечно, данный способ тяжело назвать примитивным и малобюджетным.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Для создания вертикальной системы геотермального теплоснабжения необходимо применять оборудование для скважного бурения, без использования установки для бурения решение задач по устройству системы будет достаточно трудоемким

Важен он на случай, когда прилегающая к дому территория уже обустроена, и нарушение её ландшафта нецелесообразно. Глубина скважинные бурения достигает от 50 до 200 метров. Определенные параметры скважины зависят от геологической обстановки на участке и показателей будущего сооружения. Служебный срок подобной конструкции составляет приблизительно 100 лет.

Для устройства вертикального варианта системы с теплообменным аппаратом, извлекающим энергию грунтовой воды, понадобятся пробурить две водоносные скважины. Из одной из них, именуемой зарплатной, с применением насоса выполняется водозабор, которая после теплопередачи сливается во вторую, приемную производство.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Минус геотермальной системы с 2-мя скважинами в недостаточной эффективности для обогревания коттеджа. Очень много энергии тратит циркулярный насос. Зато для поставки теплового носителя контуру пола с подогревом получаемой энергии тепла в полной мере достаточно

Горизонтальное размещение грунтового коллектора

Дабы положить наружный контур при горизонтальном виде теплоснабжения, необходимо знать, на какую глубину мерзнет земля в вашей територии. Трубы ложатся пониже уровня обмерзания в заблаговременно подготовленные канавы, захватывая при этом очень большое пространство: дабы отопить дом, площадь которого составляет 200-250 кв. метров, необходимо применять приблизительно 600 кв. метров трубного змеевика. Другими словами шесть соток.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Недостатком такой конструкции считается приличная площадь, которую она занимает. Если вам необходима на участке лужайка, покрытая травой и цветами – это ваш вариант. А от плодоносящих деревьев трубы коллектора прекраснее всего держать дальше

Ясно, что при подобных условиях, объём работ с землей будет существенным. Более того, необходимо принимать во внимание в плане размещение деревьев и остальной растительности на участке, дабы не законсервировать их. К примеру, нельзя располагать трубы коллектора ближе, чем в полутора метрах от деревьев.

Этот монтажный способ применяют, в основном, в том случае, когда участок только осваивается под строительство. Все расчеты и планы по постройке загородного дома, организации его теплоснабжения и планировке участка земли прекраснее всего исполнять одновременно.

Погружение горизонтального трубного змеевика в водоём

Данный способ требует особенного размещения домовладения – на расстоянии приблизительно в ста метрах от водоёма, содержащего достаточную глубину. Более того, указанный водоём не должен мерзнуть до самого дна, где и будет размещен наружный контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. метров.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Данный вариант локации трубного змеевика считается самым расходным, однако такое размещение домовладения все же встречается редко. Более того, возникают трудности, если водоём относится к объектам единого пользования

Явным положительным качеством такого способа считается отсутствие обязательных трудоёмких работ с землей, хотя с подводным размещением коллектора все же нужно будет повозиться. И специализированное разрешение на выполнение подобных работ тоже потребуется. Тем не менее, геотермальная установка, применяющая энергию воды, все же считается очень экономичной.

Собственными руками: что и как

Если уж устанавливать геотермальное теплоснабжение собственными руками, то наружный контур лучше все же приобрести в готовом виде. Разумеется, мы рассматриваем лишь способы горизонтального размещения внешнего трубного змеевика: под поверхностью почвы или под водой. Скважинный вертикальный коллектор установить собственными силами намного проблематичнее, если вы не обладаете оборудованием и способностями бурения.

Теплонасос – не очень габаритное оборудование. У Вас в доме он не занимает много свободного места. Ведь по размерам он сопоставим, к примеру, с обыкновенным котлом на твердотопливных элементах. Присоединить к нему внутренний контур Вашего дома – задача не тяжелая. Вообще-то выполняется все точно также, как и при организации теплоснабжения с применением классических источников тепла. Главная затрудненность – приспособление внешнего контура.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Подобное размещение дома относительно водоема встречается чаще. Основное, чтобы водоём был не дальше, чем в ста метрах от загородного дома

Прекрасным вариантом будет применение водоёма, если такой найдется на расстоянии не больше 100 метров. Нужно, дабы его площадь превышала 200 метров квадратных, а глубина – 3 метра, составляющие усредненный параметр обмерзания. Если этот водоём вам не принадлежит, то трудностью может стать получение разрешения на его применение.

Если же водоём – это водоем, который находится у вас в собственности, то дело становится проще. Воду из водоема можно на время откачать. Тогда работы на его дне можно будет делать легко: необходимо будет положить трубы по спирали, закрепив их в этом положении. Работы связанные с землей потребуются исключительно для выкапывания канавы, которая необходима будет для присоединения внешнего контура к теплонасосу.

После выполнения всей работы, водоем может быть опять заполнен водой. В ближайшие лет сто наружный трубный змеевик должен работать исправно и не доставлять забот его хозяину.

Если у вас в распоряжении оказался участок земли, на котором вам только необходимо строить жильё и растить сад, есть смысл распланировать горизонтальный трубный змеевик грунтового типа. Для этого необходимо сделать ориентировочный расчет площади грядущего коллектора, исходя из показателей, которые уже указаны выше: 250-300 метров квадратных коллектора на 100 кв. метров обогреваемой площади дома.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Если вам достался участок без зданий и растительности, которую бы хотелось сберечь, грунт при сооружении внешнего горизонтального почвенного контура можно просто снять: это легче, чем раскапывать канавы

Канавы, в которые предстоит ложить трубы контура, необходимо раскапывать пониже уровня обмерзания почвы. А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его обмерзания, положить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа кропотливая, трудная, но, имея непреодолимое желание и целеустремленность, вы сумеете её сделать.

Расходы и перспективы окупаемости

Затраты на оборудование и его монтаж в процессе строения геотермального теплоснабжения зависят от мощности агрегата и от изготовителя. Изготовителя каждый подбирает, руководствуясь своими соображениями и сведениями о репутации и надежности того либо другого бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит эксплуатировать.

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

В этом рисунке коротко отображена весь смысл выгоды, получаемой от использования геотермальной системы для отопления. Именно такое соотношение входящей и исходящей энергии позволяет система сначала быстро окупиться, а после и экономить средства собственного хозяина

Если брать в расчет именно мощность, то цена теплонасосов 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 данной сумме мы прибавим расходы, которые необходимы на выполнение установочных работ (20-40%), то мы получаем сумму, которая для большинства покажется полностью нереальной. Но эти все расходы оправдаются за вполне доступные сроки. В последующем же вам нужно будет платить только еле земетные затраты на электричество, нужное для работы насоса. И это все!

геотермальное, отопление, загородный, геотермального отопления

Из-за недостаточной для обогревания жилых зданий эффективности геотермальных систем их применяют как дополнение к ключевым отопительным сетям или строят в комплексе с 2-мя и более трубными змеевиками

Как говорит практика, геотермальное теплоснабжение очень выгодно для домов, общая отапливаемая у которых площадь составляет 150 кв. метров. За пять-восемь лет все расходы на обустраивание отопительных коммуникаций в данных домах вполне окупаются.

Нужное видео по теме

Если вам легче воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик даст возможность вам собственными глазами посмотреть, как именно функционирует геотермальная система, а еще больше выяснить о том, кому и почему такой вид теплоснабжения Выгоден.

Рекомендуем вам увидеть не очень большой видеоролик, в котором хозяин горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о собственных впечатлениях от его эксплуатации. Более того, посмотрев это интересное видео, вы узнаете о текущих расходах, которые связаны с эксплуатацией системы геотермального теплоснабжения.

Любой хозяин частного строения подбирает сам, приобретать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или рассчитывать исключительно на себя самого. Он при этом руководствуется целым перечнем представлений. Задача, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, дабы направить вас к готовому выводу, а в том, дабы поделиться информацией о вариациях решения которая стоит перед вами задачи.

Геотермальное отопление дома


Оставить комментарий

Яндекс.Метрика