Геотермальное отопление дома принцип работы: принцип работы, преимущества, выполнение монтажа

Содержание

принцип работы, преимущества, выполнение монтажа

Из-за постоянного роста цен на энергоносители люди стараются стать энергетически независимыми. Так, более актуальным становится использование альтернативных источников тепла. Речь идет о геотермальной системе отопления, предполагающей применение специальных насосов. Благодаря ей становится возможным получение тепла непосредственно из земли.

Принцип работы системы отопления

Люди всегда старались получить тепло, исходящее из недр земли. Благодаря появлению геотермального отопления это стало возможным.

В центре земли располагается магма, прогревающая землю. Из-за наличия верхнего слоя грунта она не охлаждается. Достаточно было научиться применять такое тепло, чтобы открыть альтернативный источник тепла. При его грамотном использовании удастся решить проблему теплообеспечения любых загородных домов.

Многие люди считают принцип работы геотермального теплового насоса довольно сложным. На самом деле достаточно разобраться с особенностями отопления из земли. Работа системы возможна благодаря наличию внешнего контура, выполняющего функции теплообменника. Он располагается в воде либо под землей. Внутри этого элемента располагается вода или любая другая жидкость, вбирающая в себя тепло. Теплоноситель попадает в геотермальный насос, аккумулирующий тепло. Это оборудование распределяет полученную энергию по всему внутреннему контуру.

Стоит отметить, что подобные тепловые насосы соответствуют стандартным размерам, однако их производительность оказывается действительно высокой.

Разновидности геотермальных систем

Существует несколько видов таких систем отопления. Все они отличаются только теплообменником. Его выбор зависит от особенностей участка и некоторых нюансов местности.

  • Горизонтальный теплообменник используется для отопления только при наличии значительной территории, где нет огорода либо сада. Если вы хотите обеспечить тепловую энергию для загородного дома площадью в 200 м², то размеры земельного участка должны составлять минимум 600 м². Трубы располагаются в подготовленных траншеях, находящихся ниже уровня промерзания земли. Естественно, эта глубина может быть разной в зависимости от региона.
  • Вертикальный теплообменник помогает сэкономить место. Устанавливать такое оборудование можно, сохраняя ландшафт местности. Для углубления зондов применяется бурильное оборудование, что делает использование тепловых насосов дорогим. Важно помнить о том, что глубина скважины составляет около 100 м, а диаметр – не более 150 мм.
  • Некоторые теплообменники размещаются в толще воды. Подобный вариант отопления признан наиболее экономным, однако он подойдет только для тех людей, чей дом находится на расстоянии в 100 м от ближайшего водоема. В таком случае удастся использовать тепловую энергию воды. Соответственно, все трубы укладывают непосредственно на дно озера или пруда глубиной минимум в 2,5–3 м. Площадь водоема должна составлять хотя бы 200 м².

Многие люди затрудняются сделать выбор. Чтобы не ошибиться, стоит учесть финансовые возможности и некоторые особенности земельного участка. Если рядом с домом располагается водоем, который соответствует всем упомянутым требованиям, то удастся организовать геотермальное отопление своими руками. Причем разрешение на использование тепловых насосов и выполнение работ от каких-либо инстанций не потребуется. Если говорить об использовании других систем, то для вертикального теплообменника потребуются значительные финансовые вложения, а для горизонтального – много незанятой земли.

Преимущества подобного способа отопления

Существует много противоречивых мнений об альтернативных источниках тепла. Естественно, геотермальное отопление дома не стало исключением. Однако объективных преимуществ у такой системы действительно много.

  • В ходе экспериментов было доказано, что благодаря использованию тепловых насосов удастся получить тепло с минимальными затратами. Подобный вид отопления отличается действительно высоким КПД, а средства окупятся очень быстро.
  • Количество энергии, которое может выделять грунт, считается безграничным. Соответственно, даже самой холодной зимой в помещении будет тепло.
  • Благодаря подобной системе не придется покупать топливо и организовывать место для его хранения.
  • Работа геотермального отопления осуществляется в автономном режиме, а значит, контроль или обслуживание не потребуются.
  • Подобный вариант считается действительной экологичным. Это объясняется тем, что в процессе работы системы химические вещества не применяются. В свою очередь, это помогает избежать возможного возгорания.
  • При желании можно реализовать подобную систему своими руками. Причем на выполнение работ потребуется минимум средств.
  • Если вы правильно установили тепловой насос и учли особенности оборудования, то получите вечный источник тепла.

Самостоятельная организация геотермального отопления

Как уже упоминалось ранее, подобная система является наиболее доступной, а значит, каждый владелец дома может воспользоваться энергоресурсами земли. При этом организация геотермального отопления не потребует значительных вложений или человеческих ресурсов. Монтаж системы своими руками довольно прост. В данном случае главное – выполнить правильные расчеты.

Естественно, установка оборудования и самих тепловых насосов зависит от выбранного типа теплообменника.

  • Проще всего выполнить монтаж при условии, что дом расположен возле водоема. В таком случае достаточно нанять нескольких помощников и спецтехнику, чтобы проложить трубу на дне. После этого останется лишь подключить тепловой насос, после чего в доме станет тепло.
  • Если вы отдали предпочтение горизонтальному теплообменнику, то придется перекопать участок. Впоследствии здесь не удастся организовать сад или огород.
  • Наиболее сложной считается установка вертикального теплообменника. Выполнение такой работы стоит доверить специалистам, имеющим соответствующий опыт и профессиональное бурильное оборудование.

Помимо укладки труб, необходимо обратить внимание на монтаж самого теплового насоса. Подобный прибор должен быть правильно установлен, иначе система окажется неэффективной.

Геотермальное отопление стало использоваться совсем недавно. Благодаря ему удается получить дешевую энергию с минимумом расходов. Чтобы такой альтернативный вариант оказался эффективным, необходимо учесть все требования, а также правильно установить тепловой насос.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы геотермальной системы отопления на примерах фото и видео

Содержание:

1. Первые геотермальные отопительные системы

2. Принцип работы геотермального отопления

3. Технические особенности работы системы отопления геотермального типа

4. Достоинства геотермального отопления

Если в давние времена влияние человека на окружающую его среду было незначительным, то с появлением различных механизмов и сложного оборудования эффект, оказываемый этими приборами, является крайне негативным. Многочисленные тепловые электростанции, фабрики, заводы и иные предприятия, как известно, загрязняют природу, нанося серьезный вред экологии. Именно поэтому не так давно были разработаны специальные геотермальные системы отопления, призванные стать альтернативой традиционным системам теплоснабжения помещения. Ведь очень выгодно устанавливать геотермальное отопление принцип работы которого весьма эффективен и практичен.

На территории постсоветского пространства такой вариант обогрева не приобрел такой популярности, как в западных странах, однако нельзя не отметить тот факт, что геотермальное отопление принцип работы которого основан на применении тепла, полученного непосредственно от земли, может стать настоящим прорывом в сфере современных технологий и позволит обогревать жилища на всей планете без вреда для окружающей среды.


Принцип работы геотермального отопления очень схож с функционированием традиционного холодильника, с той лишь разницей, что основное назначение холодильника заключается в охлаждении, в то время как геотермальные отопительные системы, напротив, вырабатывают тепло.

Правильно отрегулированная коммуникация позволит не только качественно обогреть жилое помещение, но и избавит от необходимости приобретения кондиционеров в жаркий период года, так работу такого отопления можно настроить не только на нагревание, но и на охлаждение.

О том, как работает отопление от земли и какими достоинствами они отличаются, далее и пойдет речь.

Первые геотермальные отопительные системы

Наибольшее распространение такие коммуникации приобрели в 80-х годах двадцатого века в США во время экономического кризиса. Особой популярностью такие системы пользовались у тех, кто имел некоторые накопления. И, несмотря на то, что устройство было в некоторой степени дорогостоящим, такое отопления окупалось за считанное время.

Уже позже опыт американцев переняли и европейские страны. К сегодняшнему сегодня миллионы человек эксплуатируют такое отопление, так как оно не только не является прихотливым в обслуживании, но и отличается массой иных достоинств.

Принцип работы геотермального отопления

Как известно, геотермальная система отопления очень экономична, поэтому она станет прекрасной альтернативой современным вариантам обогрева помещений, требующим гораздо больших затрат.


Принцип работы основан на использовании тепла от находящейся внутри земли магмы, нагревающей верхние слои почвы. Именно геотермальное тепло и является основой устройства такого отопления, а его функционирование осуществляется с помощью специального насоса. Этот элемент устанавливается на поверхности, а все необходимые теплообменники монтируется в шахте.

Вода, проходящая сквозь этот насос, прогревается и впоследствии применяется для различных домашних нужд. Одно из основных достоинств такого нагрева – экономичность, так как известно, что геотермическое отопление дома, а точнее, его насос, потребляет около одного кВт энергии, в то время как полезная мощность равна примерно четырем – шести кВт.

Технические особенности работы системы отопления геотермального типа

Для того чтобы соорудить качественное геотермическое отопление жилища, недостаточно лишь изучить фото этих конструкций и видео по их установке. Весь процесс монтажа является весьма сложным, поэтому в случае трудностей правильнее будет обратиться за помощью к квалифицированным специалистам.

Однако оборудовать такую коммуникацию можно и самостоятельно.

Для начала пробурить шахту, расчет которой будет зависеть от следующих факторов:

  • площадь, которую имеет постройка;
  • вид грунта на обустраиваемой территории;
  • особенности строения земной коры в конкретном регионе;
  • климатические условия.

Как правило, длина, на которую выполняется бурение шахты, может варьироваться от 25 до 100 метров.

Затем требуется спустить в оборудованную шахту трубки, поглощающие тепло. Прогретая до определенной температуры вода должна поступать в тепловой насос, где она сжимается и впоследствии передается системе отопления.


Сконструировать такую отопительную систему в одиночку довольно проблематично, поскольку некоторые ее элементы имеют весьма большой вес. Поэтому правильнее будет работать в паре с помощником. Читайте также: «Как сделать геотермальное отопление дома – принцип работы, варианты устройства своими руками».

Достоинства геотермального отопления

Основными преимуществами такого способа оборудования отопления в жилой постройке являются следующие:

  • энергии, образуемой таким способом, производится гораздо больше по сравнению со многими другими системами, а цена потраченных на ее обустройство расходных материалов окупается за кратчайший срок;
  • современные системы теплоснабжения имеют существенно более низкий показатель экологической безопасности по сравнению с геотермическим вариантом. Монтаж такого отопления позволит оборудовать коммуникацию, которая не будет выделять никаких вредных для атмосферы веществ;
  • для того чтобы произвести геотермальное тепло, совершенно не нужно использовать никакие углеводороды или иные элементы химического происхождения, что также положительно сказывается на безопасности эксплуатации этой системы и предотвращает возможное возгорание;
  • при условии правильного монтажа срок службы отопления такого типа может достигать 30 лет, при этом каких-либо ремонтных работ выполнять не придется.

Качественно оборудованная система геотермального отопления станет настоящим кладом для хозяев и позволит надолго забыть о применении дополнительных нагревательных приборов в жилище, которые зачастую имеют довольно высокую стоимость.

Принцип работы геотермального отопления на видео:


Геотермальное отопление, принцип работы, монтаж своими руками

В последние десятилетия активная жизнедеятельность людей, удовлетворяющих свои потребности, начала очень негативно воздействовать на природу, окружающую среду. И теплоэлектростанции сыграли не последнюю роль в этом процессе. В то же время, общество стало понимать, что ресурсы природы являются небезграничными, именно поэтому в последние годы начали внедрять аналоги источников теплоснабжения. Одним из таких альтернативных способов отопить дом является геотермальное отопление. Система – проста и эффективна, а сделать ее можно собственноручно.

Геотермальное отопление

Заметим, что геотермальное отопление в США и европейских странах стало основным источником тепла, однако в России на сегодняшний день оно рассматривается только в качестве альтернативы газовому, электрическому, твердотопливному и другим видам отопления. Очень скоро геотермальное отопление станет основным, ведь отзывы говорят о том, что это рентабельный способ отопить свой дом без вреда для экологии и с выгодой для себя.

Принцип функционирования

Такое явление, как геотермальное отопление, принцип работы которого напоминает обычный холодильник, только наоборот, — становится все популярнее. Земля сохраняет тепло постоянно, можно нагревать объекты, находящиеся на ее поверхности. Суть в том, что изнутри землю нагревает горячая магма, а сверху благодаря грунту она не промерзает.

Тепловую энергию, которая получается в процессе отопления, использует геотермальная система, основанная на специальном тепловом насосе.

И принцип функционирования здесь следующий: сверху ставится тепловой насос, в специальную земляную шахту опускается теплообменник. Грунтовая вода идет через насос и нагревается. Таким образом, тепло, которое получается при этом, используется для промышленных или бытовых целей. Так и работает отопление подземным теплом.

Принципиальная схема работы теплового насоса

Заметим, что главным преимуществом такой системы является то, что при затратах электроэнергии в 1 кВт получаем полезную тепловую энергию в диапазоне от 4 до 6 кВт. Для сравнения, обычный кондиционер не способен преобразовать 1 кВт электроэнергии в 1 кВт тепловой энергии (закон сохранения энергии, т.к. потери при преобразовании одного вида энергии в другую, увы пока никто не отменял). Отопление за счет тепла земли окупится достаточно быстро при правильном подходе к реализации геотермального отопления.

Рекомендуем к прочтению:

Особенности системы

Конечно, не так-то и просто сделать геотермальное отопление своими руками, однако это вполне возможно. И для начала делается шахта. Параметры шахты рассчитываются для каждого случая отдельно. Ее габариты будут зависеть от климата в вашей местности, типа грунта, особенностей строения коры земли региона, домашней площади, где будет ставиться такая система. Как правило, глубина шахты составляет от 25 до 100 м.

Бурение скважин под тепловой насос

Далее монтаж геотермального отопления подразумевает такой шаг, как опускание в земную шахту труб, поглощающих тепло. Функции этих труб заключаются в следующем: они будут подавать тепло в насос, который будет повышать температуру жидкости и выводить ее в отопление. Заметим, что если вы решили сделать геотермальные системы отопления своими руками, то вам потребуется помощник, ведь трубы бывают очень тяжелыми.

Заметим, что в летний период отопление от земли,  работает в качестве кондиционера. Для этого нужно активировать обратный механизм. В процессе работы теплообменник будет брать охлаждающую энергию.

Способы работы системы

Это эффективная и экологичная система – термальное отопление, принцип работы ее может протекать в трех основных способах:

  1. Используется тепловая энергия глубоких грунтовых вод. Такая вода – высокой температуры, тепловой насос ее поднимает и нагревает. Далее вода идет через теплообменник, отдавая основную часть своей энергии.
  2. Данный способ требует от владельцев дополнительных расходов. В глубину грунта от 75 м и ниже спускают резервуар, в котором находится антифриз. Он нагревается и при помощи теплового насоса поднимается к теплообменнику. После того, как тепло отдается теплообменнику, антифриз идет обратно в резервуар.
  3. А для третьего способа работы системы вообще не требуется оборудовать грунтовую шахту. Такое отопление из земли подойдет для обогрева зданий, имеющих выход на водоем. Так, по дну водоема от теплообменника ставятся зонды горизонтального типа и преобразовывают тепло воды на дне.

Виды тепловых насосов

Преимущества геотермальной системы отопления

Геотермальные системы отопления обладают несколькими преимуществами:

  • Выделение тепловой энергии в несколько раз больше, нежели расход на электричество, которое требует насос.
  • Экологическая безопасность больше, чем у других отопительных систем, так как геотермальные отопительные системы не производят никаких вредных выбросов.
  • Для того чтобы геотермальная система функционировала, не требуется топлива или дополнительных химических средств. Поэтому она безопасна для владельцев и для окружения.
  • В функционировании такого отопления нет риска взрыва или возгорания.
  • При условии правильного монтажа отопительной системы она прослужит без техподдержки как минимум – 30 лет.

Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно

Сразу отметим такую особенность: тем, кто решится оборудовать отопление теплом земли, понадобится единожды вложить в это огромную сумму. Конечно, со временем эта стоимость окупится, так как жилье мы строим для себя не на год или два. Кроме того, каждый год стоимость на газ и электроэнергию повышается, а с геотермальной системой вы не узнаете, что такое эти ценовые скачки.

Рекомендуем к прочтению:

Заметим, что внутри помещения, которое вы хотите отопить, ставятся отопительные элементы, ничем не отличающиеся от водяного отопления. Ваше жилье будут обогревать радиаторы, а тепло в них будет идти по трубам.

Однако в данной системе основная ее часть будет скрыта под землей. Отопление энергией земли – это наличие скважины и теплообменника. В жилище потребуется только поставить прибор, который будет генерировать тепло – обычно он не занимает много места.

Принцип работы теплового насоса

На таком устройстве пользователь сможет производить регулирование температуры и подачу тепловой энергии. Установка самой системы отопления в жилье делается, как обычно, — с разветвлением трубопровода и радиаторов. Если у вас частный дом, или же само здание небольшое, то в таком случае генератор системы выводится в отдельное помещение или в подвал.

Распространение геотермальной системы отопления

Отопление с помощью тепла земли стало распространяться еще в конце 80-х годов в городах США, которые особенно тяжело переживали кризис. Сначала такую систему применяли состоятельные люди, которые таким вот образом экономили на отоплении дома, однако скоро система стала дешеветь, и более бедные американцы заинтересовались ею. И вскоре использование тепла земли для отопления стало прерогативой большинства американцев, которые владели частными домами. В европейских странах 20 лет назад статистические данные отмечали, что геотермальные системы отопления использовали примерно 12 миллионов граждан. И в течение всего этого времени до сегодняшних дней эта цифра только возросла.

Тенденции распространения геотермального отопления являются понятными. Ведь отопление за счет энергии земли – это удобно, экономично и безопасно.

Газовая система отопления хоть и является самой популярной, но по этой же причине каждый год запасы природного газа уменьшаются, стоимость на него растет и растет. А применение для обогрева дома твердого топлива – это трудозатратно. Кроме этого, вследствие сжигания дров и угля выделяется вредный углекислый газ, образовывается сажа и смолы. Поэтому геотермальное отопление становится все более распространенным и в России.

Особенности и принцип работы геотермальной установки для отопления дома

Перед каждым владельцем загородного дома встает такой важный вопрос, как обеспечение подачи тепла во все жилые помещения. Сегодня различные производители предлагают свои варианты индивидуального отопления частных коттеджей за пределами города. Новинкой в этой сфере можно назвать геотермальное отопление. Конечно, большинство владельцев домов уверены, что столь удобную и экономичную системы подачи тепла можно монтировать лишь в тех районах, где есть гейзеры, вулканические образования и горячие водные источники. Современные установки такого типа способны успешно работать и в умеренных широтах, с теплыми источниками при невысоких температурных показателях.

Особенности геотермального отопления

Геотермальное отопление относится к альтернативным видам подачи тепла в доме. Такой вариант тепловой установки можно назвать практически идеальным для обустройства частного дома или загородной дачи. Для работы в системе используется геотермальная энергия, которая добывается из различных природных источников тепла. Основной принцип работы в такой установке схож с работой ходильной системы. Главное отличие при этом следующее: если в холодильнике рефрижератор продуцирует из полученной системы охлаждение для воздуха, то здесь вырабатывается тепловая энергия. Слаженная работа возможна даже при низких температурных характеристиках.

Главная особенность геотермального отопления в доме заключается в том, что в теплую летную пору воздух в доме охлаждается, а вот зимой нагревается. При этом затраты на такое отопление очень низкие в сравнении с другими тепловыми установками. В чем-то работа такой системы схожа с кондиционированием воздушных потоков. Она помогает создать в доме нужные тепло и уют, обеспечивая хозяевам комфортные условия проживания в доме.

Принцип геотермального отопления

Геотермальная установка работает в автономном режиме, четко регулируя при этом необходимую в помещении температуру. Принцип, заложенный в основу ее работы, одинаков для всех установок, поэтому он независим от различных производителей комплектующих элементов. Основная работа возлагается на специальные насосы, которые могут иметь некоторые отличия между собой по дизайнерскому решению, разновидностям, но при этом коэффициентные данные по производительности тепла у всех них аналогичны. Что касается используемой энергии, то геотермальная система успешно работает с различными видами энергии земли.

Состоит система из двух контуров, а именно:

  • внутреннего;
  • внешнего.

Первый из упомянутых представлен привычной для многих отопительной установкой из соединения труб и радиаторных элементов. Внешний контур — это габаритный теплообменник, который монтируется под толщей земли или же в водном массиве. Внутри по нему циркулирует особая жидкость с добавлением антифриза, иногда еще его заполняют обычной водой. Теплоноситель набирает температуру окружающей среды, и уже прогретый поступает далее в геотермальный насос. Накопленное таким образом тепло передается далее внутреннему контуру. Это позволяет прогревать воду в радиаторных элементах и трубах по дому.

Способы реализации геотермальной установки

Такое отопление отличается между собой по способам установки теплообменника. На сегодня используются три разновидности:

  1. Вертикальный теплообменник: отличается компактностью и более высокой себестоимостью установки в сравнении с другими видами. Для установки вертикального теплообменника не нужно использовать большую площадь, но понадобится использование специализированных бурильных установок. В зависимости от выбранной технологии глубина готовой скважины может достигать показателя до 200 метров, минимальный показатель — 50 метров. Срок службы системы составляет до одной сотни лет. Выгодно устанавливать такой вид геотермального отопления в случае монтажа на уже обустроенном участке. Ландшафт местности останется практически не тронутым.
  2. Горизонтальный теплообменник: такой тип используется довольно часто. При монтаже горизонтального теплообменника трубы укладываются на большую достаточно глубину, которая обязательно превышает уровень промерзания грунта. Основной минус использования именно такой разводки заключается в том, что под монтаж коллектора необходимо использовать большую площадь. Трудно проложить такую систему на уже обустроенном участке.
  3. Водоразмещенный теплообменник: такая установка является наиболее экономной по затратам среди всего разнообразия геотермального отопления, так как работает за счет энергии водных массивов. Такая система актуальна для тех домовладельцев, у которых на расстоянии сотни метров есть какой-либо водоем. Такой теплообменник наиболее выгодный, что делает его монтаж наиболее целесообразным среди всех разновидностей подобного отопления.

Плюсы и минусы геотермального отопления

Актуальным геотермальное отопление стало в Америке в период кризиса в 80-е годы. Изначально монтаж установок стоил больших денег и такое отопление использовалось исключительно состоятельными людьми, но позже геотермальное отопление стало более доступным для массового использования населением.

Преимущества использования геотермального отопления в частном жилище:

  • энергию геотермального вида получать и в дальнейшем использовать можно практически в любом месте;
  • подача такого вида тепла неограниченна;
  • использование такой энергии считается наиболее устойчивым;
  • энергия геотермального вида не содержит в себе разного рода вредные выбросы от сгорания углекислого газа;
  • отопление на основе геотермальной установки не требует оказывать дому постоянное обслуживание;
  • отопление считается бесплатным для владельца дома;
  • насосы установки занимают намного меньше места, чем аналогичные тепловые установки, геотермальному насосу под установку нужно места примерно столько же, как и, к примеру, холодильнику;
  • геотермальная энергия помогает, как нагревать помещение, так и при необходимости охлаждать его, принцип работы схож с алгоритмом работы кондиционеров;
  • при желании можно устанавливать такое отопление совместно с другими системами подачи тепла, например, с газовой системой, дизельной или работающей за счет энергии солнца.

Несмотря на целый ряд позитивных моментов использования такого вида отопления, геотермальные установки имеют и свои недостатки, основные среди которых такие:

  • высокие показатели себестоимости для монтажа всей системы;
  • долгий срок окупаемости.

Такие недостатки системы отопления меркнут в сравнении с нынешними тенденциями мирового удорожания различных видов топлива. Конечно, срок окупаемости длительный, но за сотню лет геотермальная установка покажет все свои плюсы и докажет свою экономичность на практике. Такой вид отопления уже по достоинству оценили в целом ряде стран Европы и в Америке. К примеру, в Швеции около 70% частных домовладельцев выбрали в качестве отопления именно такую систему.

Видео

Сергей Елгазин разузнал все о геотермальном отоплении в одном из финских домов:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Принцип работы теплового насоса

Постоянный рост цен на энергетические ресурсы заставляет владельцев загородных домов задумываться об использовании альтернативных систем. Сегодня уже очевидно каждому, что таким традиционным видам топлива для отопления, как природный газ, солярка, мазут, уголь, дрова, торфобрикеты или пеллеты нужно искать замену среди альтернативных источников. Одним из таких достаточно эффективных способов получения тепла является тепловой насос, принцип работы которого основан на отборе тепла от естественных низкопотенциальных источников возобновляемой энергии окружающей среды: грунт, термальные и артезианские грунтовые воды, водоёмы, наружный воздух.

Принцип работы теплового насоса

Живое общение

5 минут общения даст больше эффекта чем изучение всего сайта

Бесплатная консультация: +7 (495) 229-85-86

Схема тепловых насосов

В общем, система отопления с использованием такого альтернативного агрегата в своём составе имеет:

  • зонд, представляющий собой, по сути, систему трубопроводов, которая находится в грунте или другой среде и служит для сбора и передачи тепла;
  • собственно сам насос, состоящий из четырёх основных конструктивных элементов: испаритель, компрессор, конденсатор и дроссельный вентиль, объединённых трубопроводами в замкнутую систему;
  • контур отопления.

На первый взгляд может показаться, что схема тепловых насосов довольно сложная, а принцип работы теплового насоса доступен для понимания только специалисту. Однако на самом деле всё гораздо проще. Чтобы понять принцип теплового насоса достаточно посмотреть на обычный холодильник, который забирает тепло от продуктов, лежащих внутри, и отводит его через решётку на задней стенке. Только схема тепловых насосов работает с точностью до наоборот – получает тепло из внешнего источника и передаёт его внутрь.

Работа теплового насоса

Итак, замкнутая система с циркулирующим хладагентом, например, фреоном, температура кипения которого всего порядка 4°С. Как осуществляется работа теплового насоса?

1. Холодный фреон начинает нагреваться в результате получаемого тепла от первичного контура в виде зонда, который в зависимости от используемого источника низкопотенциального тепла помещён в грунт, воду или находится на улице. Если говорить о грунте, то, как правило, его температура в течение года колеблется в пределах 8°С. Естественно, что при растущей температуре фреон начинает закипать и переходит в газообразное состояние.

2. На втором этапе фреон всасывается компрессором, где происходит его резкое сжатие с выделением большого количества тепла – температура фреона может достигать 90°С.

3. Далее перегретый газ подаётся в конденсатор. Этой температуры вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома тепловым насосом. В конденсаторе температура хладагента падает, при этом выделяемое тепло передаётся системе отопления. Фреон конденсируется, превращаясь газожидкостную смесь.

4. В этом состоянии смесь поступает на дроссельный вентиль – специальный клапан, где происходит резкое снижение давления и температуры фреона, которая достигает 0°С, после чего превращённый в жидкость хладагент снова поступает с испаритель для получения тепла от возобновляемого природного источника – цикл замыкается.

Управление работой теплового насоса осуществляется терморегулятором. При достижении в помещении заранее заданной температуры он прекращает подачу электроэнергии на компрессор, останавливая работу системы, а при понижении температуры, включает его.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили геотермальные агрегаты, принцип работы которых основан на получения тепла от грунта. Они наиболее эффективны, надёжны, долговечны и обеспечивают стабильные характеристики независимо от погодных условий и времени года.

Геотермальное отопление: принцип работы


Поговорим сегодня про геотермальное отопление и тепловые насосы. Для начала рассмотрим часть теоретическую: принципы работы, нюансы монтажа и его особенности при применении в местных условиях Складчатого Урала.


Принцип действия геотермального отопления: ликбез


Вспоминаем раздел молекулярной физики, в частности — раздел про свойства газов из школьного курса. Итак, если некоторые газы сжимать, они выделяют тепло — нагреваются, а если их расширять, они охлаждаются и выделяют холод. Примером такого газа является фреон. И как раз на этом свойстве основана работа обычного холодильника. А именно: компрессор сжимает газ, затем он охлаждается, проходя через радиатор сзади холодильника, отправляется по трубочкам во внутрь холодильника, где расширяется и охлаждает «внутренности». Напоминаем, что схема это очень упрощена. Но так работает обычный холодильник.


А что, если взять у нашего холодильника радиатор и поместить его в пол? Тогда мы получим теплый пол. Если же холодильную камеру закопать в землю (без дверцы), то обогрев пойдет за счет радиатора холодильника. И это уже будет тепловой насос – или холодильник наоборот, «неправильный» антихолодильник.


Принципы работы теплового насоса


Как же работает тепловой насос? Внутри у агрегата есть замкнутый контур с фреоном, на контуре 4 устройства. Первое – компрессор, который сжимает газ. Второе – это теплообменник. Третье – камера испарения или расширения. Четвертое – еще один теплообменник, согревающий фреон, сильно охлажденный после расширения.


Когда компрессор сжимает газ, он нагревается, допустим, до температуры 65 градусов и поступает в теплообменник, через него он нагревает теплоагент. Под воздействием циркуляционного насоса теплоагент проходит через теплый пол или радиатор, нагревая дом. При этом он остывает и снова возвращается к теплообменнику. Сжатый газ остывает и поступает в камеру испарения (она же — расширения), где остывает окончательно. Дальше газ идет на еще один теплообменник, где немного нагревается и снова отправляется в компрессор.


Излишний холод необходимо куда-то сбрасывать (через последний теплообменник перед компрессором). Вот для этого существуют разнообразные коллекторы (воздушные, солнечные и пр.).


Типы коллекторов


Давайте разберемся с типами коллекторов, связанных с водой и землей. Они бывают двух видов – открытые и закрытые. Открытые проще: есть две скважины производительностью примерно на 5 кубов, мы выкачиваем воду из одной, направляем ее на коллектор, вода остывает, и мы сбрасываем ее во вторую скважину. Таким образом происходит работа с теплообменником.


Схема простая, и вроде бы должна отлично работать. Однако проблема в том, что надо обязательно учитывать местные условия. Во-первых, расстояние между скважинами должно быть минимум метров 8-10, иначе их не пробурить, будет потеря давления и отсутствие выброса шлама. А в условиях Складчатого Урала даже на таком расстоянии скважины могут иметь разную производительность. По идее, сколько воды скважина дает, столько же может и принять. Но в разных геологических разрезах схема не действует.


Есть и другая проблема. В наших условиях мы получаем воду из производительной зоны трещиноватости. А если их две, расположены одна над другой, и та, что повыше – непродуктивна, другими словами, сухая, потому что где-то у нее есть точка разгрузки. Или когда из первой скважины, объемом 5 кубов, вода выкачивается и сбрасывается во вторую, но уходит всего полкуба, а остальное разгружается в другом месте, наступает момент, когда вода в скважине заканчивается, и система встает. Результат — всё и все замерзли.


Кроме того, в наших условиях далеко не все скважины выдают 5 кубометров, большая часть дает меньшее количество воды. По итогу, сделать такую систему во многих районах не всегда получается.


Закрытый тип коллектора


Теперь рассмотрим закрытый контур. Это труба, которая тоже замкнута в контур, с циркулирующим «рассолом» — специальным образом перемешанными спиртом и водой. Циркуляция происходит при помощи насоса. Располагается замкнутый контур (он же коллектор) или вертикально, или горизонтально.


Горизонтальный контур можно вкопать в землю, ниже точки промерзания, или утопить в водоеме (соответственно, непромерзающем до дна или проточном, поскольку тепло мы будем забирать и замораживать все вокруг). Это дешево. Но обязательно привлечет внимание санитаров и экологов: при утечке «рассола» из коллектора вся живность рискует погибнуть.


Что касается закопанного коллектора, то при постоянном охлаждении грунта трава на поверхности появится только к середине короткого уральского лета. Постепенно начнется эрозия почвы, с вечной грязью и пылью. Можно закатать участок в асфальт, но трещин и провалов не избежать. Кроме того, учитывая глубину промерзания, вкапывать горизонтальный коллектор на 2,20 метра, тоже сомнительное удовольствие.


Вертикальный коллектор геотермального отопления


Это такой же замкнутый контур из труб (обычно, полиэтиленовых), по которому бегает «рассол» под действием насоса. То есть труба уходит вниз и поднимается вверх, создается колено, на котором ставится тепловой зонд (или наконечник). Температура воды и земли внизу 4 градуса, и за счет определенного метража мы можем получить заданное количество теплоты. Но метраж должен быть немалым: для обычного загородного домика необходимо метров 200. Это одна скважина по 200, или две по 100, или четыре по 50 метров – прикидываем стоимость буровых работ.


При монтаже трубы в пробуренную скважину возникают свои интересные «эффекты». Например, полиэтилен легче воды, и пустая труба с наконечником всплывает обратно. Смонтировать ее без специнструмента довольно сложно.


Когда скважин много, все трубы сводят в концентрационном колодце, откуда дальше направляют в дом. После чего элементы укладываются, соединяются, подключаются, и после пуско-наладки система начинает работать.


Это в теории. А вот про экономику и практику мы поговорим в следующей части. Ждите новый видеоролик о геотермальном отоплении с выводами об эффективности данной системы в местных условиях.


Есть вопросы? Пишите в WhatsApp
Наш канал в Телеграм 
Мы в Вконтакте
Мы в OK.RU
Мы на Facebook
Телефон: +7 (343) 268-17-07

лучшие системы для загородного дома

Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» зачастую ассоциируется у нас с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика используется преимущественно в промышленных масштабах, например, существуют дальневосточные электростанции, работающие на основе тепла нашей планеты.

Многие уверены, что сделать геотермальное отопление дома своими руками – это что-то из области фантастики. Не так ли? Но это совершенно не так! С развитием современных технологий бытовое использование “зеленой энергии” стало вполне реально.

Мы расскажем о принципах работы альтернативного отопления, его преимуществах и недостатках, сравним с традиционными системами обогрева. Также вы узнаете о способах расположения теплообменника и о том, как смонтировать геотермальное отопление своими руками.

Содержание статьи:

Несколько исторических фактов

Когда в 70-е годы прошедшего столетия разразился нефтяной кризис, на Западе возникла жгучая потребность в . Именно в тут пору и стали создаваться первые геотермальные отопительные системы.

Сегодня они получили широкое распространение в Соединенных Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

Галерея изображений

Фото из

Использование энергии земных недр обладает веским преимуществом: применяемые ресурсы достаются бесплатно и самопроизовольно восстанавливаются

Внутренний блок геотермальной системы занимает немного места, внешне напоминает привычную бытовую технику

Первоначальные вложения в устройство системы, использующей геотермальную энергию, выше, чем установка котла, но минимальные средства на содержание и эксплуатацию оправдывают и быстро окупают проект

Оборудование, перерабатывающее энергию земли в тепло, не выделяет продуктов горения, не сжигает безвозвратно дрова, уголь, торф, газ

Перспективы геотермального отопления

Габариты внутреннего блока геотермальной системы

Стоимость установки и эксплуатации теплового насоса

Экологические приоритеты теплонасосов

Например, в Швеции активно используют воду Балтийского моря, температура которой составляет +4°С. В Германии внедрение геотермальных отопительных систем даже спонсируется на государственном уровне.

При упоминании геотермальных источников энергии мы всегда представляем себе долину гейзеров или вулканы, но нужные нам источники гораздо ближе. И они помогут нам согреться зимой и охладиться летом

В России действуют Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и другие геотермальные электростанции. Но фактов использования энергии Земли в нашем частном секторе очень мало.

Реальные преимущества и недостатки

Если в России геотермальное отопление частного сектора получило сравнительно малое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься этим вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

Использование системы геотермального отопления жилища – решение выгодное. И тому есть несколько причин. В их числе и быстрая установка оборудования, которое способно длительное время работать без каких-либо перебоев.

Если использовать в отопительной системе не воду, а качественный антифриз, она не будет промерзать и её износ будет минимальным.

Перечислим и прочие преимущества этого вида отопления.

  • Исключена процедура сжигания топлива. Мы создаём абсолютно пожаробезопасную систему, которая, в процессе своей эксплуатации, не сможет нанести жилью никакого ущерба. Кроме того, исключается ряд других моментов, связанных с присутствием топлива: теперь не нужно искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
  • Существенная экономическая выгода. В процессе эксплуатации системы не потребуется никаких дополнительных вложений. Ежегодный обогрев обеспечивают силы природы, которые мы не покупаем. Конечно, при функционировании теплового насоса затрачивается электрическая энергия, но при этом объём производимой энергии существенно превышает размеры потребления.
  • Экологический фактор. Геотермальное отопление частного загородного дома – это экологически безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это осознают многие, и такая система теплоснабжения получит должное повсеместное распространение, негативное влияние людей на природу многократно уменьшится.
  • Компактность системы. Вам не придется организовывать в своём доме обособленное помещение котельной. Всё, что будет необходимо – это тепловой насос, который можно разместить, например, в подвале. Наиболее объёмный контур системы будет располагаться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не увидите.
  • Многофункциональность. Система может работать как на отопление в холодное время года, так и на охлаждение в период летней жары. То есть, по сути, она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер.
  • Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.

Выбор геотермальной системы отопления экономически выгоден, несмотря на то, что придется потратиться на покупку и установку оборудования.

Кстати, в качестве недостатка системы упоминают именно затраты, на которые придется пойти, чтобы установить систему и подготовить её к работе. Нужно будет купить сам насос и некоторые материалы, выполнить работы по монтажу наружного коллектора и внутреннего контура.

Не секрет, что ресурсы дорожают год от года, поэтому автономная система отопления, которая способна окупиться в течение нескольких лет, всегда будет экономически выгодна для её владельца

Впрочем, эти расходы окупаются всего за несколько первых лет эксплуатации. Последующее использование уложенного в грунт или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить значительные средства.

К тому же, сам процесс монтажа не настолько сложен, чтобы приглашать для его выполнения сторонних специалистов. Если не заниматься бурением, то всё остальное можно сделать самостоятельно.

Галерея изображений

Фото из

Внутренний блок системы, использующей тепло недр земли, включает непосредственно сам тепловой насос, отдельно установленный или встроенный в насос водонагреватель и буферную емкость

Тепловой энергии горных пород и грунтовой воды вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома

Несмотря на реальную выгоду эксплуатации тепловых насосов, обогрев дома с применением газового котла пока обходится дешевле, но геотермальную энергию все равно применяют, к примеру, для подогрева воды в бассейне

Однако в негазифицированных районах, местечках, в которые не проведено электричество, тепловой насос с забором энергии грунтов и воды способен стать агрегатом, обеспечивающим системы ГВС и отопления

Бесплатную энергию подземной воды и горных пород разумно использовать в обеспечении теплом бытовых построек, теплиц, спортивных комплексов

Теплонасосы с забором энергии из недр земли могут служить дополнительными источниками энергии, необходимыми на случай перебоев с подачей электроэнергии

В случае перехода дома полностью на геотермальное отопление чаще всего приходится сооружать несколько контуров, для обслуживания определенных колец, например, для радиаторного отопления и теплого пола лучше задействовать два теплонасоса, а для ГВС третий

Геотермальные схемы устройства отопления превосходно сочетаются как с традиционными вариантами, так и с другими видами альтернативных источников: солнечными батареями, ветрогенераторами и прочим

Внутренний блок геотермальной системы отопления

Геотермальные источники в отоплении частного дома

Теплонасос земля-вода для подогрева воды в бассейне

Геотермальные системы в обустройстве загородных построек

Устройство геотермального отопления в теплице

Теплонасос как дополнение к основной отопительной схеме

Многоконтурная геотермальная система в частном доме

Геотермальное отопление в паре с солнечными батареями

Надо отметить, что некоторые умельцы, в стремлении сэкономить научились собирать геотермальный .

Об источниках геотермального отопления

Для геотермального отопления можно использовать следующие источники земной тепловой энергии:

  • высокотемпературные;
  • низкотемпературные.

К высокотемпературным относятся, например, термальные источники. Использовать-то их можно, но область их применения ограничивается фактическим местом нахождения таких источников.

Если в Исландии этот вид энергии активно применяется, то в России термальные воды находятся далеко от населенных пунктов. Максимально они сконцентрированы на Камчатке, где подземную воду применяют в качестве теплоносителя и поставляют в системы ГВС.

Для эффективного использования тепловой энергии земли не нужен вулкан. Достаточно использовать те ресурсы, которые находятся всего в 200 метрах от земной поверхности

Зато для применения низкотемпературных источников у нас имеются все необходимые предпосылки. Для этой цели подойдут окружающие воздушные массы, земля или вода.

Для извлечения нужной энергии используют тепловой насос. С его помощью происходит процедура преобразования температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частного домовладения.

Галерея изображений

Фото из

Забор бесплатного тепла грунтовой воды и горных пород

Наружный теплообменник системы земля-вода

Наружный теплообменник в естественном водоеме

Геотермальная скважина теплового насоса

Принцип работы такого отопления

Если вы знакомы с тем, как работает или , то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний.

Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены .

Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

В состав геотермальной системы отопления входят два контура – внутренний и внешний, а так же сердце отопительной системы – тепловой насос, который, сжимая теплоноситель, повышает его температуру (+)

во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается.

Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь.

Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Два вида расположения теплообменника

Имеются два варианта отопления частного дома с использованием низкотемпературной энергии элементов окружающей среды. Основу системы во всех трех случаях составляет геотермальный насос.

Внутренний контур остаётся без изменений для любого способа отопления, а основное различие заключается в расположении внешнего контура.

Геотермальное отопление бывает с теплообменником, расположенным:

  • вертикально – располагаются в скважинах, вскрывающих или не вскрывающих водоносный пласт;
  • горизонтально – теплообменники систем укладывают в котлован или открытый водоем в виде своеобразного змеевика.

Каждый из приведенных здесь видов отопления характеризуется своими особенностями, недостатками и преимуществами.

Если вы намерены создать такую систему отопления собственными руками, вам будет интересно узнать о каждом из видов подробнее.

Галерея изображений

Фото из

Вертикальный способ размещения коллектора

Группа вертикальных петель коллектора теплонасоса

Внешний коллектор теплового насоса для большого дома

Горизонтальный теплозаборник насоса земля-вода

Укладка коллектора наружного блока в траншею

Установка теплообменника в виде группы корзин

Укладка трубопровода по стенкам и дну котлована

Соркращение площади зачет дополнения скважинами

Вариант #1. Вертикальное размещение внешнего коллектора

Этот вид отопления основан на интересном природном явлении: на глубине 50-100 м и более от своей поверхности земля круглогодично имеет одинаковую и постоянную температуру 10-12°С.

Чтобы иметь возможность использовать эту энергию земли, необходимо . Технология практически аналогична с подготовкой водозаборного источника.

С целью максимального сохранения ландшафта можно пробурить несколько труб с одной исходной точки, но под разными углами.

Внешний контур системы будет смонтирован непосредственно в этих скважинах. Это позволит эффективно отобрать у земли её тепло. Разумеется, этот способ трудно назвать простым и малобюджетным.

Для создания вертикальной системы геотермального отопления нужно использовать оборудование для бурения скважин, без применения буровой установки решение задач по устройству системы будет довольно трудоемким (+)

Актуален он в том случае, когда прилегающая к дому территория уже обустроена, и нарушение её ландшафта нецелесообразно. Глубина бурения скважины может достигать от 50 до 200 метров.

Конкретные параметры скважины зависят от геологической обстановки на участке и параметров будущего сооружения. Срок службы такой конструкции составляет примерно 100 лет.

Для устройства вертикального варианта системы с теплообменником, извлекающим энергию подземной воды, потребуется пробурить две водоносные скважины.

Из одной из них, именуемой дебетовой, с помощью насоса производится забор воды, которая после передачи тепла сливается во вторую, приемную выработку.

Минус геотермальной системы с двумя скважинами в недостаточной эффективности для обогрева загородного дома. Слишком много энергии тратит циркуляционный насос. Зато для поставки теплоносителя контуру теплого пола получаемой тепловой энергии вполне достаточно

Вариант #2. Горизонтальное расположение грунтового коллектора

Чтобы уложить внешний контур при горизонтальном виде отопления, нужно знать, на какую глубину промерзает земля в вашей местности.

Трубы укладывают ниже уровня промерзания в заранее подготовленные траншеи, захватывая при этом довольно большое пространство: чтобы отопить дом, площадь которого составляет 200-250 кв. м, нужно использовать примерно 600 кв. м теплообменника. То есть шесть соток.

Недостатком этой конструкции является большая площадь, которую она занимает. Если вам нужна на участке лужайка, покрытая травой и цветами – это ваш вариант. А от плодоносящих деревьев трубы коллектора лучше держать подальше (+)

Понятно, что при таких условиях, объём земляных работ будет значительным. Кроме того, нужно учесть в плане расположение деревьев и прочей растительности на участке, чтобы не заморозить их. Например, нельзя располагать трубы коллектора ближе, чем в полутора метрах от деревьев.

Этот способ монтажа используют, как правило, в тех случаях, когда участок только осваивается под строительство. Все расчеты и планы по постройке коттеджа, организации его отопления и планировке земельного участка лучше всего выполнять одновременно.

Галерея изображений

Фото из

Укладка теплозаборного коллектора в котлован

Подсоединение коллектора к трубам выхода и входа в дом

Подключение к накопительному водонагревателю

Обустройство площадки с внешним коллектором

Погружение горизонтального теплообменника в водоём

Этот способ требует особого расположения домовладения – на расстоянии примерно в 100 м от водоёма, имеющего достаточную глубину. Кроме того, указанный водоём не должен промерзать до самого дна, где и будет расположен внешний контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. м.

Этот вариант размещения теплообменника считается наименее затратным, но подобное расположение домовладения все-таки встречается не часто. Кроме того, могут возникать сложности, если водоём относится к объектам общего пользования

Очевидным преимуществом этого метода является отсутствие обязательных трудоёмких земляных работ, хотя с подводным расположением коллектора все-таки придется повозиться. И специальное разрешение на проведение таких работ тоже понадобится.

Впрочем, геотермальная установка, использующая энергию воды, все-таки является наиболее экономичной.

Своими руками: что и как

Если уж и монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой.

Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача несложная.

Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации и с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Такое расположение дома относительно пруда встречается чаще. Главное, чтобы водоём был не дальше, чем в 100 метрах от коттеджа

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 м. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 кв. м, а глубина – 3 м (средний параметр промерзания). Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении.

Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа.

Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 кв. м коллектора на 100 кв. м отапливаемой площади дома.

Если вам достался участок без строений и растительности, которую бы хотелось сохранить, грунт при сооружении внешнего горизонтального почвенного контура можно просто снять: это легче, чем выкапывать траншеи

Траншеи, в которые предстоит укладывать трубы контура, нужно выкапывать ниже уровня промерзания почвы.

А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его промерзания, уложить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа трудоёмкая, сложная, но, имея большое желание и целеустремленность, вы сможете её выполнить.

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

Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология  достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.

Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в .

Выводы и полезное видео по теме

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.

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.

Цель, 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.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме геотермального отопления частного дома? Можете оставлять комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Каковы принципы геотермального охлаждения?

Охлаждение дома с помощью геотермального теплового насоса — один из самых надежных и энергосберегающих методов кондиционирования воздуха. По оценкам Министерства энергетики США, геотермальные тепловые насосы работают в три-четыре раза эффективнее, чем стандартные воздушные тепловые насосы. Они также обладают необычайной долговечностью: компоненты внутреннего теплового насоса могут прослужить 20 лет, а змеевики в земле — более 50. Геотермальная энергия также производит мало выбросов, что также делает ее хорошей идеей для окружающей среды.

Но как геотермальная энергия охлаждает дом? Мы объясним удивительно простой способ, которым геотермальный тепловой насос обеспечивает такое же мощное охлаждение, как и любой стандартный кондиционер.

Если вы хотите начать работу с геотермальным охлаждением в Нью-Хейвене, штат Коннектикут, свяжитесь с нашими техническими специалистами в компании Celco Heating and Air Conditioning. Мы помогаем клиентам круглый год с 1976 года.

Как работает геотермальное охлаждение

Основным принципом геотермального охлаждения является теплообменник , который также используется в кондиционерах и тепловых насосах с воздушным источником тепла.Геотермальные системы домашнего комфорта — это разновидности тепловых насосов: они перемещают тепло из одного места и передают его в другое. Однако стандартный тепловой насос использует воздух в качестве среды для теплообмена. В жаркую погоду тепловой насос отводит тепло из воздуха в помещении и выводит его наружу, снижая температуру в помещении. В холодную погоду происходит обратный процесс.

Геотермальный тепловой насос — это геотермальный тепловой насос , работающий на земле, : он использует тепло земли для половины процесса теплообмена.Летом внутренний блок поглощает тепло за счет испарения, как и кондиционер. Но он перемещает тепло через заполненные водой змеевики вниз в землю и откладывает его там. Катушки заземления зарыты на 10 футов или глубже под поверхностью, где температура стабилизируется на отметке 55 ° F. Благодаря стабильной температуре геотермальные тепловые насосы достигают высокого КПД; им не нужно беспокоиться о колебаниях температуры в воздухе, которые могут затруднить теплообмен.Это особенно важно зимой, когда тепловой насос переключается из режима охлаждения в режим нагрева; низкие температуры зимы в Коннектикуте не влияют на тепловой насос, работающий от источника тепла, потому что температура под землей остается прежней.

Профессиональная геотермальная установка

Работа, необходимая для установки геотермального теплового насоса, является интенсивной и требует много времени. Доверьте это только опытным установщикам, которые сделают работу максимально гладкой и быстрой.Чтобы получить качественную установку для геотермального охлаждения в Нью-Хейвене, Коннектикут, свяжитесь с Celco Heating and Air Conditioning прямо сейчас. Мы также ремонтируем и обслуживаем геотермальные тепловые насосы, поэтому вы можете рассчитывать на то, что мы позаботимся о вашей системе на долгие годы.

Теги: Геотермальное охлаждение, Нью-Хейвен

Пятница, 16 мая 2014 г., 12:36 | Категории: Кондиционер
|

Геотермальный тепловой насос: как это работает

Учитывая, что в наши дни солнечной энергии уделяется все внимание, вы можете быть удивлены, узнав, что одно из самых многообещающих решений по снижению высоких затрат на энергию находится не в небе, а глубоко под вашей лужайкой.

Прочтите, чтобы понять, как работают геотермальные тепловые насосы, сколько они стоят и являются ли они разумным вложением средств.

Геотермальные тепловые насосы стоят денег?

Сверхэффективные геотермальные тепловые насосы обеспечивают чистое и бесшумное отопление и охлаждение, сокращая при этом счета за коммунальные услуги до 70 процентов. «С этой технологией каждый мог бы получать больше энергии на весь срок службы», — говорит эксперт по сантехнике и отоплению TOH Ричард Третви.

Геотермальный тепловой насос

В принципе, геотермальный тепловой насос работает так же, как обычный тепловой насос, за счет использования хладагента под высоким давлением для улавливания и перемещения тепла из помещения в помещение.Разница в том, что обычные системы собирают тепло — и избавляются от него — с помощью наружного воздуха. Геотермальные системы, напротив, передают тепло через длинные петли заполненных жидкостью труб, закопанных в землю.

Геотермальное отопление и охлаждение

Как давно обнаружили наши пещерные предки, если вы уйдете достаточно глубоко под землю, температура земли будет оставаться постоянной 50 градусов или около того, независимо от того, насколько жарко или холодно на улице. Таким образом, в то время как обычный тепловой насос с «воздушным источником» изо всех сил пытается улавливать тепло от замерзающего зимнего воздуха или сбрасывать его в летний зной, его «наземный» аналог выполняет сравнительно легкую работу по отбору и отведению тепла через 50-градусную жидкость, циркулирующая в его контуре заземления.

КПД

Вот почему геотермальному тепловому насосу требуется всего один киловатт-час электроэнергии для производства почти 12 000 британских тепловых единиц для охлаждения или обогрева. (Чтобы произвести такое же количество Btus, стандартный тепловой насос при температуре 95 градусов в день потребляет 2,2 киловатт-часа.) Геотермальные системы вдвое эффективнее лучших кондиционеров и почти на 50 процентов эффективнее лучших газовых печей. , круглый год.

Еще одно преимущество состоит в том, что нет необходимости в шумном наружном вентиляторе для перемещения воздуха через змеевики компрессора.Геотермальные установки просто перекачивают жидкость, поэтому их можно парковать в закрытом помещении, защищенном от непогоды. На большинство из них предоставляется 10-летняя гарантия, но она может длиться намного дольше. За 29 лет, прошедших с тех пор, как Джим Партин, один из первых приверженцев технологии, установил один в своем доме в Стиллуотере, штат Оклахома, он заменил только два контактных переключателя.

Детали теплового насоса: Как и в обычных тепловых насосах, хладагент в геотермальном тепловом насосе проходит по контуру через компрессор, конденсатор, расширительный клапан и испаритель, собирая тепло на одном конце и отдавая его на другом.Направление потока хладагента, которое регулируется реверсивным клапаном, определяет, подается ли тепло в дом зимой (показано) или отводится от него летом. С добавлением пароохладителя остаточное тепло от системы также может дополнять обычный водонагреватель, что еще больше снижает счета за электроэнергию.

Расходы и налоговые льготы

Несмотря на эти преимущества, в прошлом году в США было установлено только 47000 геотермальных установок. Это лишь крошечный промах по сравнению с примерно одним миллионом обычных тепловых насосов, проданных за тот же период, даже несмотря на то, что стоимость приобретения наземных тепловых насосов примерно такая же.

Вот в чем загвоздка: нужно закопать много труб — от 1500 до 1800 футов для типичного дома площадью 2000 квадратных футов. (Фактическая длина должна быть рассчитана специалистом на основе оптимальных нагрузок на отопление и охлаждение для дома.) Установка такого размера может стоить до 20 000 долларов в зависимости от почвенных условий и объема копания и бурения.

Например, для дома на большом участке можно использовать трубы, проложенные горизонтально в длинных траншеях глубиной 4 фута.Дома на небольших участках или скалистых уступах могут потребовать трех или четырех отверстий, просверленных примерно на 300 футов вниз, что гораздо более затратно.

Даже при таких значительных начальных инвестициях геотермальные системы настолько энергозатратны, что срок окупаемости чрезвычайно короткий. Исследование, проведенное Технологическим институтом ВВС США, подсчитало, что в среднем требуется всего семь-восемь лет, чтобы окупить затраты.

Фактическая точка безубыточности зависит от местных тарифов на коммунальные услуги, затрат на земляные работы / бурение, того, насколько хорошо ваш дом изолирован, эффективности выбранной вами модели и того, какие стимулы предоставляют ваше государство или коммунальные службы.Хороший установщик, разбирающийся в вопросах отопления и охлаждения, а также в вашей местной геологии, сможет произвести эти расчеты за вас.

Текущие федеральные льготы ограничиваются стандартной налоговой льготой в размере 300 долларов для установок Energy Star HVAC. (Канадцы, модернизирующие существующий дом с использованием геотермальной энергии, имеют право на федеральный грант в размере 3500 долларов).

Некоторые дальновидные коммунальные предприятия предложили ссуды под низкие проценты домовладельцам, желающим внедрить эту технологию. «Это беспроигрышный вариант», — говорит Стив Розенсток, менеджер по решениям в области энергетики в Edison Electric Institute, ассоциации коммунальных предприятий.«Коммунальные предприятия снижают пиковый спрос на отопление и охлаждение, поскольку их клиенты резко снижают свои счета за электроэнергию».

А поскольку пластиковые контуры заземления должны прослужить 50 или более лет, окупаемость для домовладельцев и для окружающей среды может длиться несколько поколений.

Основы

Что это такое: Электрическая система отопления и охлаждения, которая передает тепло между вашим домом и землей с помощью жидкости, циркулирующей по длинным петлям подземных труб.

Как это работает: Внутренний тепловой насос использует основной цикл охлаждения — испарение, сжатие, конденсацию и расширение — для улавливания и отвода тепла от земли и к земле для обогрева дома зимой и охлаждения летом.

Преимущества: Сокращает счета за отопление и охлаждение дома на 30–70 процентов. Устраняет шум компрессоров и вентиляторов на открытом воздухе. Снижает выбросы парниковых газов за счет посадки 750 деревьев или снятия с дороги двух автомобилей.

На что обращать внимание: Для получения федеральных налоговых льгот насосы должны соответствовать стандартам эффективности Energy Star. Для систем с обратной связью вам потребуется EER, равный 14,1, и COP (коэффициент полезного действия), равный 3,3.

Где это получить: Чтобы найти производителей, посетите веб-сайт Консорциума геотермальных тепловых насосов. Чтобы найти подготовленных монтажников и проектировщиков, которые знают местную геологию и знают, как рассчитывать системы для достижения максимальной эффективности, посетите веб-сайт Международной ассоциации наземных тепловых насосов.

Сколько это стоит: 15 000–20 000 долларов на установку системы, включая контуры заземления, тепловой насос и средства управления. База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии предоставляет актуальную информацию о государственных программах стимулирования.

Могу ли я модернизировать? Модернизация системы заземления не представляет трудностей, если возможно закопать контур заземления. В доме потребуются воздуховоды для распределения прохладного воздуха в жаркие дни. Эти же воздуховоды могут обеспечить теплый воздух зимой.

Некоторые геотермальные тепловые насосы могут быть подключены к существующему устройству обработки воздуха, другие агрегаты поставляются со своим собственным встроенным устройством обработки воздуха. В домах с водяным отоплением также могут использоваться геотермальные системы, хотя могут потребоваться дополнительные радиаторы, поскольку эти системы не достигают более высоких температур, чем топливные котлы. (Это не проблема для теплого пола, который работает при более низких температурах.)

Как работает геотермальное отопление и охлаждение?

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становятся все более популярными по всей стране, поскольку домовладельцы ищут более энергоэффективные варианты и решения для снижения воздействия на окружающую среду.Возможно, вы слышали об этом типе систем, но у вас все еще есть вопросы о том, как работают геотермальные системы отопления и охлаждения? Специалисты Energy Savers по геотермальным системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха объясняют, что вам нужно знать.

Части геотермальной системы

Прежде чем мы перейдем к тому, как работает геотермальное отопление и охлаждение, нам необходимо обсудить различные компоненты, из которых состоят эти системы. Если у вас есть печь и кондиционер, оборудование сильно отличается от того, к чему вы привыкли. Ключевые компоненты включают:

Геотермальная петля

Геотермальный контур (также называемый контуром заземления или контуром заземления) представляет собой сеть подземных трубопроводов.Петля может быть установлена ​​на участке горизонтально, спирально или вертикально и может быть открыта или закрыта. В разомкнутом контуре в качестве источника тепла и теплоотвода используется колодец или близлежащий водоем, а вода из этого источника — для передачи тепла. Замкнутый контур удерживает собственную жидкость внутри труб для передачи тепла, которая обычно представляет собой смесь воды и антифриза.

Геотермальный тепловой насос

В геотермальном тепловом насосе находится компрессор, теплообменник и другие ключевые компоненты системы.Тепловой насос перемещает жидкость через контур заземления для обмена теплом между воздухом в помещении и землей или источником воды.

Распределительная система

Для распределения кондиционированного воздуха по домам геотермальные системы могут быть сконфигурированы как принудительный воздух или вода в воду. Система принудительной подачи воздуха использует воздухоочиститель и воздуховоды для перемещения воздуха по дому. В системе «вода-вода» трубопроводы проходят через стены и полы в доме или устанавливаются плинтусы. Жидкость проходит через это оборудование для передачи тепла.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение?

Геотермальные системы отопления и охлаждения работают иначе, чем традиционные печи. Печь сжигает топливо для создания тепла, тогда как геотермальный тепловой насос обменивается теплом между землей или водным источником и воздухом для обогрева дома. Поскольку температура под землей круглый год остается постоянной от 50 до 60 градусов, его можно использовать в качестве источника тепла. Жидкость в контуре заземления поглощает тепло от Земли, а затем передает его тепловому насосу, где его теплообменник передает тепло от жидкости к воздуху.

Процесс геотермального охлаждения очень похож на работу кондиционера или воздушного теплового насоса. Тепло поглощается воздухом внутри дома и отводится. В то время как кондиционеры и воздушные тепловые насосы отводят тепло в воздух снаружи, геотермальный тепловой насос использует землю в качестве радиатора. Он выделяет тепло под землей или в водоем, в зависимости от конфигурации контура.

Преимущества геотермального отопления и охлаждения

Теперь, когда вы понимаете, как работает геотермальное отопление и охлаждение, давайте посмотрим, почему эта система предпочтительнее других вариантов HVAC.

  • Снижение эксплуатационных расходов — Эти системы не сжигают топливо и обеспечивают коэффициент использования электроэнергии до 5: 1, обеспечивая до 5 единиц энергии на каждую единицу потребляемой электроэнергии. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха очень доступны по цене, что позволяет домовладельцам экономить примерно 70 процентов на ежемесячных счетах за электроэнергию по сравнению с обычными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
  • Экологически чистый — поскольку они не потребляют ископаемое топливо и могут похвастаться высокоэффективным потреблением электроэнергии, геотермальное отопление и охлаждение является более экологически чистым вариантом обеспечения комфорта в помещении.
  • Длительный срок службы оборудования — геотермальные системы отопления и охлаждения служат дольше, чем обычное оборудование HVAC. Хотя геотермальные тепловые насосы служат примерно столько же, сколько и обычные кондиционеры (от 12 до 15 лет при надлежащем уходе), компоненты контура заземления могут прослужить более 50 лет! Петля хорошо защищена землей, и ее нелегко повредить.

Узнайте больше о геотермальных вариантах HVAC для вашего дома

Остались вопросы о том, как работает геотермальное отопление и охлаждение? Заинтересованы в смете на установку на вашем участке? Позвоните в Energy Savers сегодня, чтобы поговорить с нашей командой и записаться на прием.Наши квалифицированные специалисты позаботятся о том, чтобы вы понимали все тонкости работы геотермальных систем отопления и охлаждения, чтобы вы могли в полной мере осознать огромные преимущества, которые эти системы предоставляют!

Геотермальная энергия | Пособие для студентов по глобальному изменению климата

Если бы вы вырыли большую яму прямо в Земле, вы бы заметили, что чем глубже вы войдете, тем выше температура. Это потому, что внутри Земли полно тепла.Это тепло называется геотермальной энергией.

Люди могут получать геотермальную энергию с помощью:

  • Геотермальные электростанции, , которые используют тепло из глубины Земли для выработки пара для производства электроэнергии.
  • Геотермальные тепловые насосы, , которые используют тепло вблизи поверхности Земли для нагрева воды или обеспечения теплом зданий.

Геотермальные электростанции

На геотермальной электростанции скважины пробурены на глубину 1 или 2 миль в землю, чтобы перекачивать пар или горячую воду на поверхность.Скорее всего, вы найдете одну из этих электростанций в районе, где много горячих источников, гейзеров или вулканической активности, потому что это места, где Земля особенно горячая прямо под поверхностью.

Как это работает

  1. Горячая вода под высоким давлением закачивается из глубины под землей через скважину.
  2. Когда вода достигает поверхности, давление падает, в результате чего вода превращается в пар.
  3. Пар вращает турбину, которая связана с генератором, вырабатывающим электричество.
  4. Пар охлаждается в градирне и снова конденсируется в воду.
  5. Охлажденная вода закачивается обратно в Землю, чтобы снова начать процесс.

Геотермальные тепловые насосы

Не вся геотермальная энергия поступает от электростанций.Геотермальные тепловые насосы могут делать все — от обогрева и охлаждения домов до обогрева бассейнов. Эти системы передают тепло путем перекачивания воды или хладагента (особого типа жидкости) по трубам чуть ниже поверхности Земли, где температура постоянна от 50 до 60 ° F.

Зимой вода или хладагент поглощают тепло Земли, и насос передает это тепло в здание наверху. Летом некоторые тепловые насосы могут работать в обратном направлении и помогать охлаждать здания.

Как это работает

  1. Вода или хладагент движется по петле труб.
  2. В холодную погоду вода или хладагент нагревается, проходя через часть петли, которая находится под землей.
  3. Когда он снова поднимается над землей, нагретая вода или хладагент передает тепло в здание.
  4. Вода или хладагент остывают после передачи тепла.Его перекачивают обратно под землю, где он снова нагревается, снова запуская процесс.
  5. В жаркий день система может работать в обратном направлении. Вода или хладагент охлаждают здание, а затем перекачиваются под землю, где дополнительное тепло передается земле вокруг труб.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше о том, как геотермальные тепловые насосы могут обогревать и охлаждать ваш дом.

Интересные факты

  • Взгляд в прошлое. Люди использовали геотермальную энергию тысячи лет. Древние римляне, китайцы и индейцы использовали горячие минеральные источники для купания, приготовления пищи и еды.
  • Горячие штучки! Большинство людей в Исландии используют геотермальную энергию для нагрева воды и зданий.
  • Кольцо Огня. Многие из лучших мест для геотермальной энергии находятся в «Огненном кольце», области в форме подковы вокруг Тихого океана, которая переживает множество землетрясений и извержений вулканов.Это потому, что горячая магма там находится очень близко к поверхности Земли.

Начало страницы

Как работает геотермальное отопление? Пошаговое руководство

Геотермальные системы отопления и охлаждения обеспечивают наиболее энергоэффективные средства контроля температуры в домах и на предприятиях Гранд-Рапидс. Хотя это не новая технология, многие люди либо не слышали о ней, либо не знают, как она работает.В нашем последнем блоге специалисты по HVAC из A-1 Mechanical обсуждают, как работают геотермальные тепловые насосы и их преимущества, чтобы помочь вам лучше понять эту удивительную технологию HVAC!

Части геотермальной системы отопления и охлаждения

Наше пошаговое руководство по геотермальным системам отопления и охлаждения начинается с объяснения того, как работают компоненты этих систем. Геотермальные системы состоят из трех основных частей: контура заземления, теплового насоса и распределительной системы.

  • Контур заземления — это система трубопроводов, проложенная под землей.Это либо замкнутый контур, либо открытый контур, который выходит в ближайший источник воды, например, в пруд или колодец. Эти подземные трубы заполнены жидкостью, которая способствует теплообмену.
  • Геотермальный тепловой насос обменивается теплом между воздухом и системой контура заземления, отбирая тепло из воздуха или контура заземления, в зависимости от того, используется ли обогрев или охлаждение.
  • Распределительная система — это метод подачи нагретого или охлажденного воздуха по всему дому. В геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с принудительной подачей воздуха используются воздуховоды для подачи кондиционированного воздуха внутрь, как в обычных печах или системах кондиционирования воздуха.Некоторые геотермальные системы отопления и охлаждения могут быть сконфигурированы с жидкостным распределением — сетью трубопроводов, заполненных жидкостью, которые проходят по всему дому для передачи тепловой энергии. Теплообменник теплового насоса обменивается теплом между жидкостью в этих трубах и жидкостью внутри контура заземления, а не между воздухом и жидкостью контура заземления.

Как работает геотермальный тепловой насос?

Геотермальная система работает путем обмена теплом между воздухом и землей. Поскольку температура под землей остается постоянной около 55 градусов по Фаренгейту в течение всего года, для обогрева вашего дома всегда доступно значительное количество энергии — и это бесплатная энергия! Вот пошаговое объяснение того, как тепловые насосы из источника тепла обеспечивают теплом ваш дом:

  1. Жидкость в контуре заземления поглощает тепло от окружающей земли.
  2. Эта жидкость перекачивается через контур заземления к тепловому насосу, который находится внутри дома.
  3. Теплообменник теплового насоса использует энергию для нагрева воздуха, проходящего через агрегат.
  4. Нагретый воздух циркулирует по воздуховодам во внутренние помещения по всему дому или зданию.

Земляные тепловые насосы великолепны, потому что они также обеспечивают охлаждение помещений! Вот как работает геотермальная система для охлаждения:

  1. Теплообменник теплового насоса отбирает тепло из воздуха, циркулирующего в системе.
  2. Тепловой насос передает это тепло жидкости в системе.
  3. Жидкость перекачивается через контур заземления, унося тепло.
  4. Тепло от жидкости попадает в землю или источник воды, который служит теплоотводом системы или приемником тепловой энергии.

Свяжитесь с A-1 Механика для удовлетворения потребностей вашего дома в отоплении и охлаждении

Вам следует рассмотреть эту высокоэффективную систему отопления и охлаждения для вашего дома или офиса в районе Гранд-Рапидс.Получите чрезвычайно дешевый комфорт, бесшумную работу и длительный срок службы с новой геотермальной системой отопления и охлаждения. Свяжитесь с A-1 Mechanical сегодня, чтобы запросить смету.

Как можно использовать геотермальную энергию для обогрева и охлаждения дома

15 февраля 2019

Люди использовали геотермальную энергию для приготовления пищи и обогрева на протяжении тысячелетий. Современные технологии HVAC позволили сегодняшним домовладельцам использовать их более эффективно. В результате геотермальная энергия приобрела популярность в последние годы.По оценкам экспертов, количество тепла, накопленного в пределах 30 000 футов от поверхности Земли, содержит примерно в 50 000 раз больше энергии, чем все газовые и нефтяные ресурсы во всем мире. Читайте дальше, чтобы узнать, как можно использовать геотермальную энергию для обогрева и охлаждения своего дома в Ричмонде, штат Вирджиния.

Как работает геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может обеспечить дом отоплением, охлаждением и даже горячей водой. При правильной установке он может работать как печь, кондиционер и водонагреватель.Благодаря высокому потенциалу эффективности нагрева — до 500 процентов — геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может помочь вам снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

В отличие от традиционных систем отопления и охлаждения, в которых для выработки тепла или охлаждения воздуха используется электричество, газ или масло, геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха использует энергию Земли для собственного питания. Контур заземления в геотермальной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха собирает энергию или отдает ее в землю. Есть два типа геотермальных контуров заземления: открытые и замкнутые контуры.

Доступные типы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Каждый геотермальный контур заземления работает по одному и тому же принципу: он обменивается теплом между жидкостью и землей. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с открытым контуром забирает воду из пруда, озера или колодца и выпускает ее после передачи тепла в дом. Более распространенная геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с замкнутым контуром содержит непрерывную сеть подземных трубопроводов. Здесь циркулирует смесь воды и хладагента.

Преимущества использования геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

К наиболее значительным преимуществам установки геотермальной системы HVAC относятся:

  • Более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Используйте чистую и возобновляемую энергию
  • Работает тише, чем другие системы охлаждения
  • Минимальное обслуживание и более длительный срок службы

Хотите узнать больше о том, как стать экологически чистым домовладельцем с помощью геотермальной энергии? Свяжитесь с компанией Atlantic Shores Heating and Cooling по телефону (804) 742-2819 сегодня.

Как работает геотермальный тепловой насос и типы геотермальных тепловых насосов

Геотермальная энергия позволила многим обогревать свои дома зимой, охлаждать их летом и обеспечивать обильное горячее водоснабжение в течение всего года, при этом сокращая счета за коммунальные услуги до 80%. Ключевой вопрос: как можно использовать эту обильную энергию для выполнения функций нагрева и охлаждения? Ответ: установка геотермальных тепловых насосов.

Геотермальные тепловые насосы — это технологии, которые используют почти постоянную температуру под землей (независимо от сезона) для обогрева и охлаждения зданий.Всего в нескольких футах под землей земля имеет постоянную температуру от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Температура под землей теплее, чем воздух, циркулирующий над ней зимой, и прохладнее летом. Геотермальный тепловой насос иногда сочетается с солнечным отоплением для создания геосолнечной системы, системы с гораздо большей эффективностью. Геотермальные тепловые насосы известны под разными названиями, такими как земные энергетические системы, наземные тепловые насосы, геообменные и земные. Эти имена зависят от региона, в котором вы находитесь, и области обучения.Научные и инженерные сообщества предпочитают называть их наземными тепловыми насосами и геообменом, чтобы избежать путаницы с традиционной геотермальной энергией, которая забирает горячую воду на глубину нескольких футов в землю для производства электроэнергии.

Геотермальные тепловые насосы используют эту энергию из-под земли и используют этот ресурс для отопления и охлаждения зданий.

Геотермальные тепловые насосы (иногда называемые геотермальными тепловыми насосами) используются с 1940-х годов.Геотермальные тепловые насосы используют тепло под земной корой для обогрева домов и офисов зимой, а не температуру наружного воздуха.

Зимой тепло под землей используется в качестве среды для обогрева домов, поскольку тепло отводится от теплообменника системой теплового насоса и перекачивается в систему подачи воздуха в помещении.

Летом процесс обратный, поскольку тепловой насос передает тепло в теплообменник из воздуха в помещении. Тепло, отбираемое тепловым насосом, также можно использовать для нагрева воды, обеспечивая источник горячей воды летом.

Три основных проекта электростанций, использующих геотермальную энергию в качестве источника энергии: «сухой пар», «мгновенный пар» и электростанции «бинарного цикла».

Как работает геотермальный тепловой насос?

Отопление и охлаждение достигается за счет системы геотермального теплового насоса, которая состоит из трех основных частей: теплового насоса, грунтового теплообменника и системы подачи воздуха или воздуховодов. Теплообменник состоит из ряда труб, известных как петля, которые устанавливаются на несколько футов ниже уровня земли рядом со зданием.Жидкость (комбинация воды и антифриза) циркулирует по рядам труб, чтобы всасывать или распространять тепло в землю. Жидкость обычно смешивается с антифризом, чтобы предотвратить замерзание зимой.

Работа геотермального теплового насоса во многом похожа на работу холодильника. Холодильник делает прохладное место (внутреннюю часть холодильника) намного более прохладным, передавая тепло в значительно теплое место (область, окружающую внутреннюю часть холодильника), позволяя ему стать теплее.

Зимой геотермальный тепловой насос отбирает тепло из теплообменника грунта и направляет его в систему воздухообмена здания, которая поддерживает тепло и комфорт в доме. Летом цикл меняется на противоположный. Геотермальный тепловой насос извлекает тепло из воздуха внутри здания и передает его в грунтовый теплообменник. Теплообменник сбрасывает тепло в землю. Тепло, извлекаемое из здания летом, можно использовать для нагрева воды, обеспечивая домовладельцев бесплатной горячей водой в течение всего лета.

Геотермальные тепловые насосы намного более выгодны, чем традиционные системы отопления и охлаждения, поскольку они используют естественное, бесплатное тепло под землей. Они также работают с максимальной эффективностью при охлаждении вашего дома. Эффективная работа полезна для домовладельца, поскольку она экономит энергию, деньги и сводит к минимуму ухудшение состояния окружающей среды из-за загрязнения.

Геотермальные тепловые насосы не только экономят энергию и деньги, но и помогают снизить загрязнение воздуха. Они также более эффективны в охлаждении дома.

Типы геотермальных тепловых насосов

Геотермальные тепловые насосы бывают четырех основных типов; замкнутых систем , открытых замкнутых систем , прудовых или озерных систем и гибридных систем . Замкнутые петлевые системы подразделяются на две: горизонтальные и вертикальные. Давайте посмотрим на них подробнее:

  1. Замкнутые системы

Системы с замкнутым контуром изготовлены из тяжелых пластиковых петель, через которые жидкость может циркулировать.Замкнутые контуры обычно закапываются на несколько футов ниже уровня земли или погружаются в водоем. Система с замкнутым контуром состоит из теплообменника, который координирует теплообмен между хладагентом, жидкостью и тепловым насосом в замкнутом контуре. Система замкнутого цикла далее подразделяется на:

Эти типы замкнутых систем идеально подходят для больших участков земли. Они рентабельны и обычно устанавливаются в жилых районах, особенно в новых постройках, где имеется достаточно земли.Для горизонтальных замкнутых систем необходимы траншеи глубиной не менее четырех футов. Существуют разные конфигурации горизонтальных замкнутых контуров, но в большинстве случаев используются две трубы. Первая труба обычно закапывается примерно на шесть футов под землей, а вторая — на четыре фута. В другой популярной конфигурации используются две трубы, проложенные рядом друг с другом на глубине 5 футов под землей в траншее шириной два фута. Такой вид петли позволяет прокладывать больше труб внутри узкой и более короткой траншеи, что значительно снижает затраты на установку и позволяет выполнять горизонтальную установку на площадках, которые не подходят для традиционных горизонтальных применений.

Вертикальные замкнутые системы популярны в офисах, школах и коммерческих учреждениях, где пространство ограничено. По сути, размер участка не позволяет установить горизонтальную петлю. Вертикальные замкнутые контуры также применяются в областях, где почва недостаточно глубокая для рытья траншей, и они имеют преимущество, поскольку они снижают воздействие на ландшафтный дизайн. Для этого типа геотермального теплового насоса две вертикальные петли, которые имеют U-образную форму, помещаются в небольшие отверстия (четыре дюйма в диаметре, от 100 до 400 футов глубиной и на расстоянии 2 фута) в земле.Затем эти вертикальные петли соединяются друг с другом с помощью горизонтальных петель.

  1. Система прудов или озер

Рядом с большинством домов есть пруд или озеро. Под этот водоем можно установить замкнутую систему. Спиральные трубы устанавливаются под водоемом, по крайней мере, на восемь футов ниже, чтобы уменьшить вероятность замерзания. Тем не менее, пруд или озеро должны соответствовать определенным критериям относительно минимального объема, глубины и требований к качеству, прежде чем его можно будет считать лучшим местом для геотермального теплового насоса.

  1. Разомкнутые системы

Геотермальный тепловой насос этого типа идеально подходит для тех, у кого достаточно грунтовых вод. Он использует эти грунтовые воды в качестве теплообменника грунта и управляет всей системой. Он переносится обратно на землю с помощью средства, называемого поверхностной перезарядкой или колодцем для перезарядки. Когда вы собираетесь купить геотермальный тепловой насос с открытым контуром, убедитесь, что у вас есть достаточное количество чистых грунтовых вод, поскольку это требование местных норм и правил.

  1. Гибридные системы

Гибридная система представляет собой смесь геотермального теплового насоса и теплового насоса с воздушным источником, чтобы предложить экономичную и высокоэффективную систему. Они используют тот факт, что установка нагрузок на отопление и охлаждение не полностью сбалансирована, а охлаждение во многих случаях требует проведения процедур из-за внутренней выгоды. Вместо того, чтобы увеличивать размеры теплообменника для соответствия более высокой охлаждающей нагрузке, он модернизируется, чтобы соответствовать тепловой нагрузке, и в систему встроен отводчик тепла.Гибридные системы по-прежнему избавляются от котлов и использования ископаемого топлива, сводя к минимуму площадь земли и начальные затраты, необходимые для установки наземного теплообменника.

Преимущества геотермальных тепловых насосов огромны. Во-первых, они используют возобновляемый источник энергии — тепло, вырабатываемое естественным образом под землей. На эту жару не влияют сезоны, а значит, она будет доступна до конца времен. Энергия также зеленая и чистая, а это значит, что вам не придется беспокоиться о загрязнении воздуха, которое способствует смертельным респираторным заболеваниям.Прежде всего, геотермальные системы обладают уникальной долговечностью. Они могут прослужить более 50 лет, а гарантия на петли составляет 56 лет. Одна только эта долгосрочная гарантия подчеркивает тот факт, что вы можете пользоваться преимуществами геотермальной энергии всю оставшуюся жизнь.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *