Поэтому в фактических расчетах следует использовать коэффициент непредвиденных расходов 1,2-1,5. В приведенном примере фактические расходы на электроэнергию составят 300-375 кВтч/мес. (750-937,5 рублей/месяц).
Использование тепла земли для отопления дома
Энергия земли для отопления дома в наши дни используется редко – большинство людей предпочитают использовать традиционные источники энергии. Однако цены на топливо неуклонно растут, а запасы газа, угля и нефти иссякнут, хотя бы через несколько лет. По этой причине необходимо искать альтернативные источники тепла, в частности, тепло земли для отопления дома.
Отопление дома теплом земли предпочтительнее, чем солнечной и ветровой энергией. В Европе солнечные тепловые системы уже широко распространены, что позволяет использовать солнечные лучи для отопления дома и нагрева воды (читайте также: "Солнечные тепловые системы для отопления своими руками"). Однако их использование ограничено – если в странах с теплым климатом их достаточно для полноценного отопления домов, то в регионах с умеренным климатом слишком много пасмурных дней. Кроме того, солнечные коллекторы должны иметь большую площадь поверхности и большую емкость для хранения тепла, в результате чего строительство системы отопления обходится недешево (читайте: "Солнечное отопление своими руками").
Также не помешает иметь дополнительный источник тепла на случай затяжной непогоды. Энергия ветра также не самый лучший вариант: его сила варьируется, а пульсации рельефа способствуют появлению зон с постоянным застоем.
При использовании тепла земли для отопления дома не требуется дополнительного источника энергии – каждый день земля на глубине нескольких метров поддерживает постоянную температуру. Чем больше глубина залегания геотермального насоса, тем выше температура грунта и, следовательно, выше мощность отопления (подробнее: "Геотермальное отопление: принцип работы с примерами"). Однако важно помнить о глубине промерзания, которая варьируется в зависимости от региона.
Геотермальные насосы, использующие тепло земли для отопления дома
Отопление за счет энергии земли осуществляется с помощью специального устройства – геотермального насоса.
- Газообразный хладагент сжимается компрессором, а затем нагревается;
- хладагент проходит через теплообменник, выделяя избыточное тепло и охлаждаясь до комнатной температуры;
- После охлаждения вещество поступает в холодильный контур морозильника, где оно расширяется. Изменяя свое агрегатное состояние из жидкости в газ, хладагент быстро охлаждается и охлаждает все вокруг;
- Затем он поступает обратно в компрессор, и цикл повторяется.
Обогрев дома с помощью энергии земли осуществляется аналогичным образом. Например, холодильник забирает тепло от холодного объекта и передает его теплому объекту, так что тепло передается из морозильной камеры в комнату. Количество передаваемой энергии в несколько раз превышает количество электроэнергии, потребляемой компрессором.
Нагрев грунта очень эффективен – отдача тепла в три раза превышает количество потребляемой электроэнергии. Если сравнивать тепловой насос с холодильником, то земля, имеющая постоянную температуру, заменяет морозильную камеру.
При настройке системы отопления следует установить не только радиаторы, отдающие тепло, но и теплообменник на другой стороне контура, который будет забирать тепло из земли.
- вертикальный;
- горизонтальные.
Первые геотермальные системы отопления
были наиболее популярны в Соединенных Штатах в 1980-х годах, во время экономического кризиса. Такие системы были особенно популярны среди людей, которые имели некоторые сбережения. И несмотря на то, что устройство было несколько дороговато, такое отопление окупалось за короткое время.
Позже американский опыт переняли европейские страны. Сегодня миллионы людей используют такое отопление, потому что оно не только быстро работает, но и отличается по многим другим параметрам.
Как работает геотермальное отопление
Известно, что геотермальная система отопления очень экономична, поэтому она станет отличной альтернативой современным, гораздо более дорогим вариантам обогрева помещений.
Принцип работы основан на использовании тепла от магмы внутри земли, нагревая верхние слои почвы. Именно геотермальное тепло является основой этого отопительного устройства и приводится в действие специальным насосом. Этот элемент устанавливается на поверхности, а все необходимые теплообменники монтируются в шахте.
Вода, проходящая через этот насос, нагревается и затем используется для различных бытовых нужд. Одним из главных преимуществ такого вида отопления является экономичность, так как известно, что геотермальное отопление дома, а точнее его насос, потребляет около одного кВт энергии, в то время как полезная мощность составляет около четырех-шести кВт.
Принцип работы геотермального отопления дома
Тепловые установки работают автономно, регулируя температуру в помещении. Принцип работы одинаков для всех агрегатов, независимо от производителя комплектующих.
Основная нагрузка приходится на специальные насосные агрегаты, которые могут отличаться по внешнему виду, но тепловая мощность различных моделей имеет стандартные значения.
Геотермальная система отопления успешно работает с различными видами энергии земли и состоит из двух контуров:
- внутренний
- внешний.
Первый представляет собой отопительную конструкцию, состоящую из труб и радиаторов. Что касается внешнего контура, то он представляет собой теплообменник, установленный в водном массиве или под землей. Внутри него циркулирует специальная жидкость, в которую добавляется антифриз, в некоторых случаях он заполняется только водой.
Теплоноситель нагревается до температуры окружающей среды, а затем перекачивается в горячем виде. Собранное таким образом геотермальное тепло передается во внутренний контур, нагревая теплоноситель в трубах и радиаторах, установленных по всему дому.
Как установить тепловую систему отопления своими руками
При организации теплового отопления используются различные типы теплообменников:
- Вертикальная установка. Она отличается компактностью и более высокой стоимостью монтажа по сравнению с другими решениями. Для установки скважинной системы отопления не требуется большая площадь помещения, но необходимо использовать специальные буровые установки. В зависимости от используемой технологии глубина скважины может достигать 200 метров при минимальной глубине 50 метров. Срок службы такого скважинного отопления составляет до 100 лет. Этот вид геотермального отопления выгодно устанавливать на ранее освоенных землях, так как окружающий ландшафт не будет затронут.
- Горизонтальная установка – часто используется. При установке такого теплообменника трубы должны быть проложены на значительной глубине, которая должна превышать уровень промерзания грунта. Основным недостатком такого типа установки является то, что для монтажа коллектора требуется большая площадь. Установить такую систему на ранее застроенном участке непросто.
- Водозаполненная установка – Среди методов геотермального отопления этот тип теплообменника является самым экономичным по стоимости, так как работает с использованием энергии воды. Такая система подходит для владельцев недвижимости, у которых в радиусе ста метров от участка есть естественный водоем.
Геотермальное отопление и стоимость установки
Общие капитальные вложения в систему отопления состоят из нескольких частей:
- стоимость теплового насоса
- стоимость принадлежностей;
- расходы на установку и ввод в эксплуатацию;
- эксплуатационные расходы на электроэнергию в течение отопительного сезона.
Цена теплового насоса
На российском рынке представлена продукция импортного и отечественного производства:
- Henk, – Отечественный производитель, расположенный в Московской области. Он представляет линейку тепловых насосов с различной мощностью и эффективностью. Количество моделей составляет 82 единицы. Стоимость продукции начинается от 243 000 рублей.
- Мамонт, – Американский производитель. Поставляет на российский рынок около двух десятков насосов. Цена варьируется от 2 800 долларов.
- NIBE, – шведская компания. Цена наземных моделей – от 485 000 рублей.
- Waterkotte, – немецкая компания. Стоимость комплекта с насосом и блоком для ГВС начинается от 680000 рублей.
Цена компонентов
Компоненты геотермальной системы отопления включают (основные компоненты):
- Полипропиленовая труба Ø32 или 40 мм для внешнего периметра. Средняя цена за метр начинается от 35 рублей.
- Труба из сшитого полиэтилена для подогрева пола Ø16 мм, цена от 45 руб/м.
- Антифриз и тосол в качестве теплоносителей. Цена первого 100-180 руб/литр, второго 100-200 руб/литр.
Кроме того, необходимы различные краны, вентили, изоляторы для труб и многое другое.
Как не поддаться иллюзии теплового насоса?
Одна из главных причин – это снижение стоимости как оборудования, так и монтажных работ. Если с насосом сэкономить сложнее – единственным способом является занижение мощности, то с работами все гораздо проще:
- можно сделать траншею недостаточной глубины или (и) малой длины;
- бурение отверстия недостаточной глубины;
- использование некачественных труб или труб другого диаметра;
- вскрытие зонда и другие подобные причины.
Использование геотермального отопления сулит значительные эксплуатационные преимущества – экономию на внешних источниках энергии и почти полную независимость от электричества – но требует значительных первоначальных инвестиций.