Геотермальное отопление загородного дома — новое направление энергетики

Что это такое

Что уж греха таить — все мы мечтаем о хорошем комфортном доме.  И едва ли не главная составляющая мечты — такая атмосфера в помещении, когда зимой тепло, а летом — комфортная прохлада.

Типов отопления дома сегодня много, есть из чего выбрать. Где-то топятся в основном дровами, где-то в силу определенных причин предпочитают уголь или торф; кому-то повезло с газом, а другой остановился на электричестве. Цены на разные виды отопления тоже заметно разнятся. Имеются проблемы и экологического толка. Да и безопасность не всегда на высоте.

Содержание

Альтернатива традиции ↑

Часто можно слышать, что газ в отоплении дома — это оптимально.  Дешевле других вариантов — это правда. Но не стоит забывать о некоторых проблемах и здесь.

  • Во-первых, не всем доступен природный газ, не везде он пока проведен на наших обширных просторах.
  • Во-вторых,  газовая колонка тоже требует постоянного контроля, обслуживания;
  • А еще необходимо соблюдение техники безопасности, нужны разрешения специальных контор.
Геотермальное отопление дома

Действие геотермальных систем отопления основано на принципе физической передачи теплоэнергии хладагенту от окружающей среды

Существует еще один, пока менее распространенный вид обогрева дома, заслуживающий особого внимания. Речь идет о геотермальном отоплении. Главное достоинство геотермальной энергии состоит в том, что она является практически неиссякаемой и полностью независимой как от условий окружающей среды, так и времени суток и года, чего, например, нельзя сказать о солнечной энергии,тоже относящейся к возобновляемым энергетическим ресурсам. Эти технологии с успехом применялись ещё в 80- годы 20-го века в СССР.  Но тогда они были дорогими и малодоступными. Теперь же ситуация изменилась

Перспективные разработки в сфере возобновляемых ресурсов в России ↑

Россия пока не может похвастать уникальными разработками в области возобновляемых ресурсов. Они ведь тоже требуют разведки, исследований. Главным достоинством геотермальной энергии является её практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.

Пока о гигантских возможностях использования тепла глубин земли можно больше говорить как о принципиальной перспективе. Воду либо смеси из воды и пара можно направлять на нужды горячего водоснабжения и теплоснабжения либо одновременно для того и другого. А также вырабатывать электроэнергию на разные цели. В зависимости от температуры.
Тепло с высокими температурами (околовулканических районов и горных пород) целесообразно использовать для теплоснабжения и выработки электроэнергии. Устройство конкретных станций зависит от того, какие источники геотермальной энергии используются.
Если в регионе есть источники подземных термальных вод, их можно направлять на теплоснабжение и горячее водоснабжение. Так, имеются некоторые данные о том,что в Западно-Сибирском регионе имеется гигантское подземное море с температурой воды в диапазоне 70—90 град. С. Немалые запасы подземных термальных вод, по данным, имеются на Камчатке, а также в районах Дагестана, Северной Осетии, Чечни, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказья, в Ставрополье и Краснодарском крае и в некоторых других районах России.

Геотермальное отопление

Ряды пользователей геотерамальных отопительных систем множатся с каждым днем, т.к. подобное отопление имеет массу преимуществ, среди которых экономичность, а также экологическая чистота и безопасность.

Одна из главных проблем состоит в необходимости обратной закачки воды возобновляемого цикла поступления (отработанной) в подземные водоносные горизонты. Дело в том, что в термальных водах обычно высокое содержание разного рода солей, в том числе токсичных металлов (свинца,цинка, кадмия, бора, мышьяка), а также различных химических соединений вроде аммиака и фенолов, Одно это уже делает невозможным сброс таких вод в расположенные на поверхности природные водные системы.

Больше интереса представляет использование высокотемпературных термальных вод либо выходов пара для производства электрической энергии и теплового снабжения.

В России пока совсем не так много геотермальных станций. Освоенные мощности по данным на 2010-й год составляли чуть более 80 в МВт (для сравнения: в США на тот же момент введено в действие геотермических станций с общей мощностью 3086 МВт). Но число сторонников и пользователей геотермальных систем неуклонно растет год от года. Что неудивительно.

Как это работает? ↑

Популярно изложить принципы действия этой подобной установки не так просто — конструктивно она довольно сложна для понимания. Проще объяснить на пальцах, обойдясь каким-нибудь отвлеченным примером.

Можете представить себе систему в виде холодильника «наоборот». Испаритель здесь в роли морозильника и находится в глубине земли. Конденсатор в виде змеевика из меди доводит воздух до нужной температуры. При этом  температура этого самого испарителя (в глубине земли) гораздо ниже, нежели температура у поверхности. Производители установок пишут, что температура колеблется в пределах 5-8 град. С.

Геотермальная система отопления

Энергия земли в таких системах используется и для кондиционирования, и для отопления дома

Применяя надежные и прочные компрессоры на основе инновационных технологий рефрижераторных систем, удается создавать столь необычные способы переработки тепла, находящегося в глубинах земли, в «качественное» тепло,в дальнейшем используемое в геотермальном отоплении загородных домов. Одним из основных компонентов такой системы отопления дома является тепловой насос.

Базовым принципом работы геотермальных систем является физическая передача тепловой энергии от окружающей среды хладагенту. Нечто подобное наблюдается в любом холодильнике. Больше 75% от общего объема тепла, выделяемого в процессе функционирования системы отопления дома от тепла земли, это энергия окружающей среды,накапливаемая и поступающая в помещения дома. Именно поэтому данная энергия имеет замечательное свойство самовосстановления. Таким образом, геотермальная система отопления безопасна для использования и не наносит ущерба ни экологическому, ни энергетическому равновесию планеты.

Геотермальная система отопления в работе ↑

Развитие технологии ↑

Главной из причин разработки подобного рода систем отопления, пожалуй, явились энергетические кризисы 70-х гг. 20 столетия. Поначалу, с появлением инновационных установок, их могли установить в своем доме только весьма обеспеченные и непростые семьи. Но впоследствии системы распространились достаточно широко. И соответственно их цена стала доступной. Нынче семьи со средним доходом имеют возможность пользоваться геотермальной системой отопления без особого ущерба для бюджета.
Конечно, геотермальное оборудование продолжает усовершенствоваться и модернизироваться. Появляются новые агрегаты, всё более экономичные и удобные.

Экологичность ↑

Функционирование подобных систем отопления базируется на качественно ином, не привычном для нас топливе. Для обогрева и кондиционирования индивидуального дома используется энергия земли, создающая оптимальные условия жизни. Кроме того, экологичное, т.к. не загрязняет окружающую среду вредными отходами и токсичными выбросами.

Безопасность в эксплуатации ↑

Геотермальные установки отопления работают без всякого процесса сгорания. Так что никаких предпосылок к возгораниям или взрывам просто нет. Среди важных достоинств называют отсутствие нужды приобретать дополнительные вытяжки и дымоходы, что является насущной необходимостью для иных типов отопительных систем. В процессе работы геотермальной отопительной системы в доме нет вредных испарений из запахов. Кроме того, геотермальное отопление — бесшумная система и достаточно компактна, не занимает много места.
Геотермальные установки, если сравнивать их с твердотопливными и жидкотопливными системами, помимо того, что не нарушают вид и интерьер дома, к тому же не потребуют времени на решение проблем с покупкой, доставкой и хранением топлива, ведь энергия земли условно неистощима.

Я уже упоминал про кондиционирование. Приятно, что при помощи тех же самых устройств можно не только обогревать коттедж зимой, но и охлаждать его летом.

Геотермальное отопление жилого дома ↑

Цена вопроса ↑

При выборе устройств и систем отопления дома финансовые вопросы далеко не последние. Стоит сразу сказать, что монтаж геотермальной системы отопления однозначно потребует существенно больших затрат, нежели, например, газовое или дизельное оборудование.

Но также надо отметить, что и уровень энергопотребления такой системы меньше. Так что если рассматривать долгосрочную перспективу (а с отоплением по другому и нельзя), то очевидна целесообразность приобретения такого оборудования в экономическом плане.

По данным разработчиков, с одного потраченного киловатта электрэнергии вам вернется до 5-ти киловатт тепловой энергии.

Геотермальное отопление своими руками — монтаж контура ↑

Экономия пространства ↑

Благодаря нескольким способам возможно сократить занятое тепловыми насосами пространство:

  • Применение специальных подземных зондов. (Для этого надо запустить в скважину контур, наполненный антифризом);
  • Использование теплых грунтовых вод. (Бурится глубокая скважина. Выкачанные насосом грунтовые воды прогоняются сквозь теплообменник);
  • Укладка зонтов горизонтально ниже уровня оледенения дна водоема в зимний период.

Геотермальное отопление и «тёплый пол»

Надо сказать, что геотермальное отопление домов особенно эффективно проявляется в случае совместного режима работы с т.н. «теплыми полами». Помимо того, что это дает неповторимый комфорт, так еще и деньги экономит. Тепловая энергия нагревает все помещение равномерно, не создаются зоны перегрева. Специалисты посчитали: оказывается, за 1 год от использования подобных систем теплый пол + геотермальное отопление можно достичь экономии порядка 20% в сравнении с традиционными радиаторами.

Расчет секций радиатора насос для закачки воды в систему отопленияУтепление мансарды двухтрубная система отопления
кнопки2 кнопки2