Геотермальное отопление

Вообразите себе дом, который имеет внутри постоянную комфортную температуру, однако система, которая это обеспечивает, находится вне поля зрения. Ее работа настолько простая и надежная, что не требует обширных знаний технического характера для ее эксплуатации владельцем дома.

В воздухе пахнет свежестью, можно услышать пение птиц и шелест ветра между деревьями. Энергия дома тесно связана с землей, подобно тому, как корни деревьев дают жизнь их листьям и ветвям. Звучит приятно и пафосно, к чему это?

Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования функционирует в доме в гармонии с землей, используя положительную температуру земли для отопления в зимний период и кондиционирования летом.

Как геотермальная система функционирует

Температура воздуха значительно колеблется в течение всего календарного года, но под землей она значительно не изменяется, спасибо бесплатным изоляционным качествам земли. От 1,5 до 2,0 метров под землей, температура грунта находится в пределах одного значения. Геотермальная система (ГС), которая, как правило, комплектуется тепловым насосом и уложенной в грунт системой труб (зондов), образуя в земле систему петель. Трубы из пластика и могут находиться под землей несколько десятков лет в вертикальной скважине или горизонтально, способ расположения зондов зависит от размера домовладения и его характера.

Как видно не такая простая это система для самостоятельной реализации, но нет ничего невозможного. На основании карт геологоразведки, бурят шахту для закладывания зондов. Их количество и параметры бурения зависят от климатических условий местности, характера почвы и залегания горизонтов воды. Обычно это глубины от 20 до 120 метров.

В эту шахту опускают петли труб, своего рода теплообменник в земле. Подогретая землей вода поступает в тепловой насос, где компрессор повышает температуру теплоносителя и подает его в систему отопления. В летний зной ГС работает в режиме кондиционирования, т.е. надо включить систему наоборот. Без применения теплоносителя система работает в режиме вентиляции.

Другими словами, в зимнюю стужу теплоноситель движется по петле в землю, пластиковый зонд поглощает накопленное тепло от земли и несет его в помещении. Вода сжимается компрессором теплового насоса, нагрев воды увеличивается до более высокой температуры, своего рода кондиционер, работающий в обратную сторону. Летом ГС отбирает тепло из здания и перемещает его по контурам зондов в землю, где оно поглощается.

Способ реализации добычи «бесплатного» тепла

Если доступен горизонт воды, мастера предпочитают использовать систему «без обратной связи», в которой из пробуренной скважины подземные воды подаются вверх, проходят через теплообменник и возвращаются в горизонт.

ГС состоит из трех основных частей:

• Тепловой насос
• Жидкость для процесса теплообменна (открытый или закрытый контур)
• Систему воздуховодов или лучистого отопления (радиаторы, теплый пол и др.)

Геотермальные тепловые насосы имеют КПД, рассчитанный с учетом их коэффициента производительности. Большинство геотермальных насосов имеют его значение в пределах от 3,0 до 5,0, т.е. на одну единицу затраченной электроэнергии, используемой для работы системы, от трех до пяти единиц в виде тепловой энергии.

Современный прогресс в ГС требует только обязательное ежегодное сервисное обслуживание и проверку оборудования перед отопительным сезоном. Правильный монтаж, эксплуатация и сервис, имеют решающее значение, помещенный в землю рабочий зонд может служить нескольким поколениям. Сердце оборудования, тепловой насос, находиться в помещении, поэтому он, как правило, в таких условиях надежно служит хозяевам. Обычно достаточное техническое обслуживание включает чистку и проверку системы, замену фильтров и ежегодную очистку теплообменника.

Первые геотермальные системы отопления и кондиционирования были использованы более чем 60 лет назад в США и за их пределами.

Геотермальные системы являются главным элементов в системе экодомов в масштабах растущего зеленого строительства. Например, эко-проекты составляют четверть всех вновь возведенных домов в США в 2014 г, приближаясь к 30-40% всего рынка жилья.

Особенности геотермальных систем, которые надо знать

1. ГС не считаются возобновляемыми технологиями, потому что они используют приобретенное электричество.
2. Фото-панели и энергия ветра более рациональные технологии для осуществления передачи избытка энергии в электросеть, по сравнению с геотермальной системой, но не для эксплуатации в жилых кварталах.
3. ГС нуждается в большой площади двора или прилегающей территории для монтажа пластиковых зондов в земле. Но контур в земле может быть установлен вертикально, используя всего несколько квадратных метров для установки.
4. Геотермальные тепловые насосы работают, практически без гула и не имеют в комплектации оборудования, которое может побеспокоить соседей.
5. ГС тоже «изнашиваются», но это не относиться к контурам в земле. Срок эксплуатации остального оборудования составляет порядка 10-15 лет, чего вполне хватает для обеспечения окупаемости всей системы, да и его ремонт и замена не требуют больших затрат. Самое дорогое «зарыто» в землю надолго и надежно.
6. ГС работают в режиме отопления эффективней и дополнительно не требуют резервного источника тепла, по желанию некоторые домовладельцы оборудуют небольшую параллельно врезанную систему отопления для самых морозных дней, если вдруг не хватит мощности теплового насоса.
7. ГС не греют воду для бытовых нужд и для бассейна.
8. ГС помещают линию хладагента в землю, используют только воду в зондах.

Тем не менее, прогрессивные способы монтажа установки позволяют значительно сократить расходы. Это и установка вертикальных зондов, чем «перепахивание» всего участка, и большая конкуренция на рынке геотермального оборудования (особенно крупных брендов, таких как Bosch, Carrier, Trane и др.).