Створюємо геотермальне опалення будинку поради від майстра

У понятті більшості наших співвітчизників геотермальне теплопостачання – це щось із розряду наукової фантастики. Уяву відразу малює вируючі гейзери, лаву, що стікає по стінках кратера вулкана та інші «принади». Використання альтернативних джерел тепла можливе навіть у середній смузі України: тепловий насос дозволяє успішно генерувати достатню кількість тепла навіть за невисокої температури.

Принцип роботи

У нашій країні даний спосіб обігріву вважається альтернативним, нічого незвичайного чи надскладного у ньому немає. Ключовим елементом опалювальної системи є тепловий насос. Робота його ґрунтується на чудовій здатності деяких речовин підвищувати власну температуру при стисканні. Газ (рідина, розсіл), який є холодоагентом, циркулює теплообмінником, розташованим у товщі землі, води або на відкритому повітрі.

Відбираючи деяку частину тепла від середовища, холодоагент стискується компресором, у результаті його температура значно збільшується. У такому стані речовина-холодоагент через інший теплообмінник віддає теплову енергію теплоносію (антифриз, вода), що циркулює за внутрішньою системою опалення (СО) будинку. Далі тиск у холодильному контурі теплового насоса нормалізується, температура холодоагенту падає і цикл повторюється. Чи не правда, принцип роботи геотермального опалення будинку дуже нагадує спліт-систему, що експлуатується на обігрів?

Конструктивні особливості

Для того, щоб зважитися на самостійне створення геотермального опалення будинку, слід ознайомитися з типами та конструктивними особливостями зовнішніх теплообмінників (контурів), які можуть бутиреалізовані у трьох виконаннях:

Горизонтальному. Труба зовнішнього контуру укладається в котлован (глибина якого більша за точку промерзання в цій місцевості), або на дно водойми. Такий теплообмінник потребує достатньо великої площі. Для отримання можливості використовувати більший теплознімання на мінімальній площі, трубу укладають по спіралі, «змійкою».
Вертикальному. Даний спосіб теплозйомки не вимагає багато місця: достатньо пробурити глибоку свердловину та опустити в неї трубу зовнішнього контуру. Проблема в тому, що даний метод укладання теплообмінника вимагає спеціального обладнання. Глибина свердловини може досягати 200м, хоча найчастіше ефективне теплознімання і довжина контуру досягається вже на позначці 50м. Всередину свердловини встановлюється пластикова «гільза», в яку опускається від 2 до 4 петель труби зовнішнього теплообмінника.
Комбінованому. Для контуру використовується полімерна труба, яка згинається у формі кілець і розташовується з ухилом 30-45° до вертикалі. Довжина контуру збільшується, а площа під нього використовується значно менша, ніж при горизонтальному виконанні.

Порада: для максимальної ефективності водорозміщеного геотермального опалення фахівці рекомендують монтаж теплообмінника, на відстані від будинку не більше 100м. Площа водоймища для зовнішнього контуру повинна становити не менше 200 м2.

Переваги і недоліки

Екологи та виробники теплових насосів в один голос стверджують, що опалення будинку за допомогою геотермального теплового насоса має такі переваги:

Використання відновлюваних джерел енергії.
Екологічність та безпека.
Немає потреби у закупівлі та зберіганні палива.
Система не вимагаєобслуговування.
Високий ККД.

Важливо! Як показала практика, геотермальне опалення ефективно, якщо площа приміщень, що опалюються, сумарно не перевищує 150 м 2 і окупається за 3-4 роки.

Недоліки цього способу обігріву також є і не малі:

Висока вартість, «левову частку» якої займає монтаж опалення будинку та пусконалагоджувальні роботи.
Енергозалежність. Система непрацездатна без електроживлення.
Великі розміри зовнішнього контуру.

Геотермальне опалення поступово стає популярним серед наших співвітчизників.

Основні моменти створення

Перше з чого слід почати – це створення теплового насоса. Найпримітивнішу, але працездатну схему розглянемо далі.

Потрібно компресор, наприклад, від старого холодильника.
Змійовик конденсатора та випарника виготовляється із сталевої труби, діаметром 12-14 мм. Товщина стінки має становити не менше 1,5 мм.
Теплообмінники виготовляються із ємностей, що підходять по діаметру до змійовиків: для внутрішньої опалювальної системи використовується нержавіюча сталь; для зовнішнього контуру – пластикова ємність.

Складання. Один кінець змійовика конденсатора з'єднується з виходом із компресора. На другий кінець монтується редукційний клапан, до виходу якого підключається кінець змійовика випарника. Другий кінець підключається до входу компресора. У результаті виходить замкнутий контур.

Зовнішній теплообмінник виготовляється із пластикової труби, діаметром 50 мм, укладеної в траншеї у вигляді спіралі (кільцями, змійкою). Глибина траншеї залежить від типу ґрунту. Відстань між сусідніми витками близько 0,7м. Площа зовнішнього контуру розраховується виходячи з того, скільки тепла можна зняти зґрунту. З глинистого або піщаного ґрунту теплознімання: від 35 до 45Вт/м 2 . У результаті, щоб отримати 1кВт теплової потужності, буде потрібно контур, площею від 25 до 50 м 2 .

Порада! Не слід нехтувати послугами проектувальників, які зроблять правильні розрахунки для створення ефективного геотермального опалення. Занадто велика потужність насоса призведе до промерзання ґрунту, і як наслідок – зниження ефективності роботи системи.