Геотермальне опалення будинку своїми руками - чи можлива це Легка справа
Геотермальне опалення будинку своїми руками: порівняльний огляд способів влаштування
Багато власників приватних будинків все ще вважають, що геотермальне опалення – це термін чи не в галузі наукової фантастики, і актуальний він тільки для тих регіонів, де вирують гарячі джерела і є висока вулканічна активність. А оскільки такі природні явища – рідкість, то перспективи використання цієї альтернативної енергії в наших умовах виглядають для багатьох туманно. Насправді геотермальний насос з успіхом генерує тепло і при невисоких температурах, тому навіть у помірному кліматі застосовувати його можна досить ефективно. А ось чи під силу змонтувати геотермальне опалення будинку своїми руками? Із цим спробуємо розібратися.
Класифікація за конструкційним типом
Принцип роботи геотермального опалення схожий на принцип роботи кондиціонера або холодильника. Основним елементом є тепловий насос, включений у два контури.
Внутрішній контур є традиційною системою опалення, що складається з труб і радіаторів. Зовнішній – значних розмірів теплообмінник, що знаходиться під землею або товщою водою. Усередині нього може циркулювати спеціальна рідина з антифризом, так і звичайна вода. Теплоносій приймає на себе температуру середовища і «підігрітий» надходить у тепловий насос, акумульоване тепло передається внутрішньому контуру. Таким чином відбувається нагрівання води в трубах та радіаторах.
Геотермальний (тепловий) насос є ключовим елементом системи. Це компактний агрегат, що займає місця не більше, ніж звична нашому погляду пральна машина. Якщо говорити про продуктивність, то на кожен 1 кВт спожитої електроенергії,насос "видає" до 4-5 кВт теплової енергії. У той час як стандартний кондиціонер, який має подібний принцип роботи, на 1 кВт витраченої електроенергії «відповість» 1 кВт теплової.
Треба визнати, що влаштування цього виду опалення є найдорожчим і трудомістким на сьогоднішній день. Левову частку його вартості складає купівля обладнання та, звичайно, земляні роботи. Природно, що ощадливий господар замислюється, а чи не можна заощадити, наприклад, на монтажі та зробити геотермальне опалення своїми руками? Для того, щоб відповісти на це питання, необхідно розібратися, які системи найчастіше застосовують і усвідомити особливості їх пристрою.
Горизонтальний теплообмінник
Досить часто використовують горизонтальний контур, при влаштуванні якого труби укладають у траншеї на глибину більшу, ніж рівень промерзання ґрунту в цій місцевості.
Недолік – територія, що займається контуром, має бути набагато більшою за сам будинок, так, для опалення будівлі площею 250 м², під труби «піде» близько 600 м². Не кожен забудовник може дозволити собі таку розкіш.
До того ж виникають незручності, якщо ділянка вже облагороджена, доводиться дотримуватись, наприклад, відстань від дерев (1,5 м) та багато інших нюансів.
Вертикальний теплообмінник
Більш компактний, але й дорожчий варіант – вертикальний теплообмінник. Для його встановлення не знадобиться велика площа, зате знадобиться спеціальне бурильне обладнання.
Глибина свердловини, залежно від технології, може сягати 50-200 м, натомість термін її служби до 100 років. Особливо актуальним є цей спосіб, коли планують геотермальне опалення.заміського будинку з облаштованою прилеглою територією він дозволяє зберегти ландшафт практично в первозданному вигляді.
Водорозміщений теплообмінник
Найбільш економічна геотермальна установка використовує теплову енергію води. Її рекомендують, якщо відстань до найближчої водойми не перевищує 100 м-коду.
Контур із труб у вигляді спіралі укладають на дно, глибина залягання має бути менше 2,5-3 м, тобто глибше зони промерзання. Площа водоймища – від 200 м². Головний плюс - немає необхідності виконувати трудомісткі земляні роботи, але необхідно отримати дозвіл спеціальних служб. Витративши значні кошти на дороге обладнання, не варто заощаджувати на якісному монтажі. Адже саме від нього залежатиме якість та ефективність усієї системи.
Як бачимо, змонтувати геотермальне опалення будинку своїми руками не так просто. З усіх перерахованих видів, мабуть, лише останній варіант буде досить просто втілити у життя самостійно. Але навіть у цьому випадку варто зважити всі «за» і «проти».
Про переваги та недоліки системи
Вперше до геотермального опалення уважно придивилися до США, під час кризи у 80-х. Досить дорогі установки прописалися в будинках найбагатших і просунутіших, але поступово вони ставали дедалі доступнішими і популярнішими. Європа взяла новинку на замітку та почала активно впроваджувати на своїх просторах. Зараз цей вид опалення вже зовсім не дивина, у Швеції, наприклад, близько 70% всього тепла синтезується за допомогою теплових насосів.
Виробники чудо-обладнання та зелені в один голос стверджують про переваги цього виду опалення перед усіма.рештою, головні плюси, на які робиться акцент, такі:
- для опалення використовується теплова енергія землі, яка є відновлюваною та невичерпною;
- не існує ризику займання;
- відпадає потреба у доставці та зберіганні паливних матеріалів;
- при роботі обладнання не утворюються будь-які шкідливі викиди, система абсолютно безпечна та екологічна;
- система працює автономно, не потребує постійного контролю та втручання;
- вона економічна, мало вимагає від власника витрат за обслуговування;
- при всій різноманітності моделей, коефіцієнт продуктивності обладнання залишається незмінно високим.
Геотермальна система опалення добре проявила себе у поєднанні з «теплими підлогами». Подібний дует забезпечує рівномірний розподіл температури та перешкоджає утворенню зон перегріву.
Важливо! Найбільш вигідним є цей вид опалення для будинків, площею до 150 м², власники таких невеликих котеджів запевняють, що витрати окупаються за якихось 3-4 роки.
Зазначимо, що на пострадянському просторі ці системи поки що не стали популярними. Багато в чому це пояснюється досить вагомими капіталовкладеннями, які потрібно зробити на початку, і досить тривалим терміном окупності. Переконати наших співгромадян, що це зрештою все одно економічно вигідно, досить складно. Хоча якщо врахувати щорічне подорожчання звичних теплоносіїв і те, що система розрахована в середньому на 100 років ефективної роботи, то вибір здасться цілком виправданим.
2Алібек, у разі використання сонячного колектора як розсіювальний контур, як воно працюватиме вночі? Мається на увазі, коли спостерігаються піки зниження температури.Також земляно-водяний контур дозволяють отримати більш стабільні характеристики за потужністю системи, а із сонячним колектором все набагато складніше, починаючи від хмарності та закінчуючи снігопадами, які зводять на "ні" ці агрегати.
Буде. Сенс у тому, що ви бурите дірку у землю на 200-300м. Геотермічний градієнт у свердловині зростає на 1 градус на кожні 36 метрів. Тобто у вас -40 і глибина промерзання в Сибіру допустимо 10 м. При свердловині 200 м залишається 190 м, далі 190/36 = +5 - це в одній свердловині. Це тепло піднімається до вас у дерев'яний будинок, холод знову знижується. Чим більше свердловин або більше їх довжина, тим ефективнішим буде використання надр землі. Ця температура ПОСТІЙНА, вона йде від ядра землі і нікуди не подінеться.
Спосіб 1 з горизонтальним - так, не у всіх стільки місця є на ділянці; Спосіб 2 з вертикальним - і хто ж вам дозволить бурити свердловину 200 метрів на своїй ділянці? Хоч закони шануйте; Спосіб 3 із зануренням у воду - І що, у всіх є ставки на ділянках? Як варіант опалення – так, таке можливо напевно. Але як варіант для реалізації на своїй ділянці - повне марення як за можливостями, витратами та дозвільною документацією.
Звичайний спліт на кіловат витраченої електроенергії видає 2.5-3.5 кВт теплової. Причому це твердження є правильним для реальних умов при використанні не найсучасніших спліт систем і різниці температур близько 40 градусів. При зниженні різниці температур ефективність ще більше. Є звичайно обмеження залежні від типу хладагента, що застосовується: наприклад більшість китайських спліт систем що знаходяться в експлуатації не можуть ефективно обігрівати приміщення при температурі повітря навколишнього вуличний блок нижче мінус 10 градусів за Цельсієм. Але є спліт-системи, для яких цейпоріг значно нижчий: наприклад при використанні фреону r23 має тиск закипання 1.48 Атм при температурі -65 градусів Цельсія енергоефективність установки зберігається до -70 градусів. Дешева альтернативна енергія на практиці виявляється дорожчою ніж традиційна, і використовується не як дешева альтернатива традиційному газу, дровам або електриці, а лише в тому випадку коли традиційні види енергії з якоїсь причини не доступні, або як резервні джерела. Вартість електроенергії від вітряка 5-7 КВт, при використанні його як основне джерело енергії, досягає 24-72 рубля за кіловат (!) (залежить від моделі та графіка добового споживання). Бензиновий генератор 5 кВт дає енергію за ціною від 22,4 до 32 рублів за кіловат при ціні 92 бензину 32 рублі за літр. Але початкові вкладення у разі набагато менше. А при встановленні контролера заряду, буферної батареї та інвертора бензиновий кіловат стане дешевшим на третину.
Буріння свердловини не обов'язково 200 м, достатньо 4 свердловини діаметром 150-200 мм та глибиною 20-25 м залежно від геологічних умов. Навіть у Сибіру достатньо цих глибин. Присутність води у свердловині сприятливо позначиться у роботі системи.
При бурінні обводнених свердловин іноді буває ускладнення, тобто при слабких породах стінки свердловини обрушуються, тут потрібно застосовувати обсадку або зробити цементацію в цій зоні свердловини.
В мене декілька запитань. Перший - з якого матеріалу мають бути контури? Друге питання – діаметр контуру? І третє питання - в якому положенні має бути контур у свердловині? Підвісною чи щільно утрамбованою землею?
1# Вкажіть будь-ласка закон, що забороняє буріння свердловин в 200м/п? 2# Як правило глибше 100м/п не буримо - розбиваємо накілька. 3# Достатньо 10м/п між зондами, тому для будинку в 150-200 м2 цілком достатньо 4 зонди по 60-70 м/п. 4# Якщо замислюватися про теплове геотермальне при плануванні фундаменту, то зонди можна розмістити під будинком!