Зміст:
- Принцип дії геотермальних систем
- Види геотермальних систем
- Рекомендації по монтажу
- Висновок
Загальновідомий факт, що обігрів приватного будинку з допомогою теплового насоса – найефективніший спосіб з усіх нині існуючих. Тема цікавить багатьох домовласників в силу постійного подорожчання енергоносіїв або їх відсутності тієї чи іншої місцевості. Розглянемо детальніше, що являє собою геотермальне опалення приватного будинку, як воно функціонує і що потрібно для його монтажу.
Принцип дії геотермальних систем
Якщо ви ніколи не торкалися до задньої частини свого домашнього холодильника, де розташована решітка теплообмінника, то спробуйте це зробити. Ви виявите, що решітка гаряча. Вона нагрівається тому що передає тепло назовні з внутрішнього простору, де зберігаються продукти. У результаті знижується температура всередині, а зовні тепло розсіюється в приміщенні кухні. Тобто, холодильна машина переносить теплову енергію з одного місця в інше.
Тепловий насос – це та ж холодильна машина, тільки діє навпаки. В тому і полягає принцип роботи геотермального опалення, щоб тепло, яке зовні будинку, перенести всередину для його обігріву. Теоретично будь-яка речовина або тіло, чия температура вище абсолютного нуля (мінус 273 ° С), містить тепло у вигляді енергії руху молекул. Що вже говорити про температуру грунту нижче глибини промерзання, яка завжди постійна і тримається в межах плюс 5-7 ?С.
Для довідки. Переконатися в цьому можна, опустившись у глибокий підвал. В ньому температура повітря однакова цілий рік. Завдяки цьому в літню пору геотермальні системи опалення можуть працювати навпаки, приносячи в будинок прохолоду замість тепла.
Сама по собі температура +7 ?С для обігріву будівлі непридатна, це зрозуміло. Задача, яку вирішує геотермальна система опалення, як раз і полягає в тому, щоб взяти частину цього тепла, перетворити і перенести в будинок. З цією метою в землі влаштовується теплосъемный контур з безлічі труб, прокладених нижче глибини промерзання. По контуру постійно рухається незамерзаюча рідина, спонукувана циркуляційним насосом.
Нагріта до температури землі, рідина потрапляє в теплообмінник – випарник. Там вона обмінюється теплом з другим контуром, де циркулює холодоагент (фреон), що знаходиться під тиском, створюваним компресором. Завдяки цьому холодоагент випаровується при низькій температурі, відбираючи велику кількість тепла з первинного контуру.
Далі, проходячи розширювальний клапан, фреон поступає в другий теплообмінник – конденсатор. При цьому його тиск падає і холодоагент конденсується, передаючи тепло вже третього контуру – нашій системі опалення. У цьому і полягає принцип геотермального опалення, коли система переносить енергію ззовні будинок з мінімальними витратами. Адже виходить, що для її роботи потрібна електроенергія для обертання роторів двигунів компресора і насосів. В середньому на обігрів приватного будинку площею 300 м2 буде використовуватись 3 кВт/год електрики. Детальніше про принцип роботи розказано на відео:
Види геотермальних систем
По суті, можуть відрізнятися лише будовою зовнішнього контуру, в іншому обладнання використовується однакове. На даний момент існує 3 види зовнішніх контурів:
- що прокладається в землі горизонтально;
- вертикальні геотермальні зонди;
- занурюваний на дно найближчого водоймища.
У першому випадку безліч труб прокладається по дну горизонтального котловану розрахункової площі. Мінус цього способу в тому, що монтаж геотермального опалення потребує багато місця на земельній ділянці і рекомендований до застосування на етапі будівництва будинку, коли вирити котлован і закопати труби можна прямо під майбутнім будинком.
Вертикальні зонди у вигляді пучків труб з теплоносієм опускаються всередину глибоких свердловин. Даний метод – найбільш поширений, оскільки доступний на невеликих ділянках, вже забудованих господарем. Занурення контуру на дно водойми використовується в міру можливості, тобто при наявності такого водойми. По ефективності роботи системи ці 3 способи практично не відрізняються, є різниця тільки у вартості будівництва.
Висновок. Головна перевага, якою володіють геотермальні теплові насоси для опалення – надзвичайно висока ефективність. Але це перевага нівелюється таким недоліком, як складність і занадто висока вартість робіт і устаткування. Крім цього система залежить від електрики, так що доведеться додатково витратитися на дизельний генератор, щоб не замерзнути в разі відключення.
Рекомендації по монтажу
Відразу обмовимося, що геотермальне опалення, зроблене своїми руками – це міф. Роботи, пов’язані з розрахунками довжини контурів і потужності теплообмінної установки, так і розробкою проекту в цілому може виконати тільки фахівець у цій галузі, має інженерну освіту і досвід. Що стосується впровадження проекту, то тут не обійтися без землерийної або бурильної техніки, не станете ж ви копати котлован вручну. Те ж стосується і монтажу труб, їх прокладання в будинок і встановлення обладнання.
Єдине, що ви можете зробити своїми руками, — це зібрати домашню систему опалення. На цю тему можна почерпнути досить інформації в інших статтях. Ми ж дамо кілька загальних рекомендацій:
- з компанією – підрядником слід укласти офіційний договір і обумовити в ньому всі моменти;
- в силу особливостей роботи геліосистем для обігріву приватного будинку краще всього підійде низькотемпературна схема опалення. До таких належать теплі підлоги водяні конвектори плінтусні. Можна поставити і традиційні радіатори, але про цей намір треба завчасно повідомити фахівцям, які займаються розрахунками теплового насоса;
- для підстраховки не завадило б мати в будинку резервний котел, бажано – енергонезалежний, що працює на дровах або дизельному паливі. Це дозволить уникнути ситуацій, коли ви можете залишитися без опалення посеред зими в результаті якої-небудь несправності системи або аварії;
- з тією ж метою треба придбати дизельний або бензиновий генератор електроенергії. Звичайні бесперебойники не підійдуть, їм не вистачить потужності або заряду;
краще всього, коли теплообмінна установка геотермального опалення розташовується в підвалі або цокольному поверсі будинку, разом з іншим тепловим обладнанням. Так зручніше і дешевше підводити комунікації.
Висновок
Тепловий насос, як дітище самих передових технологій, досить поширений в країнах західної Європи. У нас він вважається малодоступною розкішшю через чималу вартість. Навіть заможні громадяни не поспішають вкладати кошти в подібне опалення, оскільки володіють котеджами великої площі, де геотермальний обігрів буде окупатися занадто довго. З цієї точки зору оптимальним варіантом вважається будинок 150 м2 площі.