Схема работы всей конструкции
По сути, есть три контура, по которому циркулирует жидкость. Первый из них мы обозначили как нагревание. Следующий контур находится внутри насоса. Там хладагент забирает тепло от контура нагревания и передаёт его на третий цикл посредством труб в дом.
Теплоноситель проходит по контуру под землёй и нагревается до температуры 7° C (таков показатель на глубине ниже уровня промерзания). Вся энергия, которую теплоноситель забрал из земли, приходит в тепловой насос.
В тепловом насосе есть первый теплообменник. В нём теплоноситель из земляного контура нагревает хладагент, повышая ему не только температуру, но и давление. В состоянии газа хладагент переходит во второй теплообменник. Тут он нагревает теплоноситель, который циркулирует по трубах внутри дома, а затем снова возвращается в жидкое состояние.
Особенности использования геотермального отопления
Приземная геотермальная энергия может нанести ущерб окружающей среде для земли и грунтовых вод. Почва может медленно конденсироваться, что приводит к ее оседанию. Образующиеся отверстия могут выпускать газы, опасные для здоровья. Кроме того, закачка воды в породу для выделения накопленного в ней тепла может привести к сильным землетрясениям. Это имело место в подобном альтернативном проекте в Базеле (Швейцария) в декабре 2006 года, что, в итоге, привело к его закрытию.
В целом, любая технология для производства энергии представляет риски. Например, это может привести к авариям на атомных электростанциях или прорыву плотины. Поэтому, прежде чем приступить к реализации энергетических проектов, риски анализируются и оцениваются экспертами с целью обеспечения безопасности людей и окружающей среды.
Стоимость установки в большой степени зависит от территориального расположения дома и климатических условий региона, в котором вы живете. Ведь чем холоднее на улице, тем глубже придется устанавливать систему. Несмотря на высокую стоимость работ по обеспечению дома альтернативным отоплением, это шанс избавиться от уплаты коммунальных счетов. Оно окупится в течение нескольких лет, а взамен вы получите источник неиссякаемого тепла, который работает автономном режиме, не загрязняющий окружающую среду.
Стоимость геотермального отопления и цена его монтажа
Общие капиталовложения в систему отопления складываются из нескольких частей:
- цена теплового насоса;
- цена комплектующих;
- монтаж и пусконаладочные работы;
- текущие затраты на электроэнергию в течение отопительного сезона.
Цена теплового насоса
На рынке России представлена продукция импортного и отечественного производства:
- Henk, — отечественный производитель, расположенный в Подмосковье. Представляет линейку тепловых насосов различной мощности и производительности. Число выпускаемых моделей доходит до 82 шт. Цена на продукцию начинается с 243000 рублей.
- Mammoth, — производитель из США. Поставляет на рынок России около двух десятков насосов. Стоимость от 2800 долларов.
- NIBE, — шведская компания. Цена на грунтовые модели исходит от 485000 рублей.
- Waterkotte, — немецкая фирма. Стоимость комплекта из насоса и блока для ГВС начинается от 680000 рублей.
Цена комплектующих
В состав комплектующих геотермальной системы отопления входят (основные элементы):
- Полипропиленовая труба для внешнего контура Ø32 или 40мм. Средняя цена за метр начинается с 35 рублей.
- Труба для «тёплого» пола из сшивного полиэтилена диаметром 16мм со стоимостью от 45 руб/м.
- Антифриз и тосол в качестве теплоносителей. Цена на первый 100–180 руб/литр, на второй 100–200 руб/литр.
Кроме этого, необходимы различные краны, клапаны, теплоизоляторы для труб и другое.
Стоимость монтажных работ
Основные и существенные затраты при укладке внешнего контура – это производство земляных или бурильных работ. Траншею глубиной до 1,5 метров и длиной до 300 метров можно выполнить своими силами с помощью, например, гастарбайтеров или «деревенского» тракториста.
С укладкой труб и засыпкой общая стоимость внешних работ составит 120000–240000 рублей. То же самое, но с бурением, может увеличиться до 250000–600000 рублей.
Услуги по оборудованию геотермального отопления под ключ
Список некоторых фирм и их услуг:
- Геометро, — на рынке с2006 года. Стоимость отопления под ключ начинается с 400000 рублей. Работают с американскими тепловыми насосами Mammoth.
- Теплодаром, — обеспечивает полное комплектование дома отопительной системой. Например, стоимость «под ключ» для дома полезной площадью 120м² составит 550000 рублей.
- Геотепло, работают с несколькими производителями тепловых насосов. Цена монтажных и пусконаладочных работ начинается с 580000 рублей.
Способы положения труб контуров нагрева в земле
Вертикальная укладка
Заключается в том, что на участке выполняют бурение глубоких скважин, в которые будут уложены трубы. Их глубина зависит от того, какую площадь нужно будет обогревать. Значение достигает до 300 метров. Расчёт идёт из того, что на один метр геотермального трубопровода приходится 50-60 Вт тепловой энергии земли. Для насоса мощностью 10 киловатт (он подойдёт для дома площадью до 120 кв. м) понадобится скважина глубиной от 170 до 200 м. Можно пробурить несколько скважин, но меньшей глубины. Преимущество способа заключается в том, что при такой укладке идёт наименьшее вмешательство в ландшафт вашего участка, если дом уже построен, а участок приведён в должный вид. Но при этом идут большие затраты на работы.
Стоимость геотермальной системы
Стоимость монтажа геотермальной отопительной системы складывается из нескольких составляющих, главными из которых являются стоимость теплового насоса, дополнительного оборудования и материалов, а также стоимость расчетных и монтажных работ.
Прежде всего, стоимость теплового насоса зависит от показателя его мощности, и находится в интервале от 87 тыс.руб. до 260 тыс.руб. Стоимость расчетных и монтажных работ зависит от выбранной схемы геотермального отопления.
Важно: средняя стоимость установки теплового насоса составляет 15 тыс.руб, средняя стоимость бурение скважины составляет 1 тыс.руб. за 1 м.. Средняя суммарная стоимость установки геотермальной отопительной системы под ключ составляет:
Средняя суммарная стоимость установки геотермальной отопительной системы под ключ составляет:
- Для домов площадью от 80 м2 до 150 м2 — от 350 тыс.руб.
- Для домов площадью до 220 м2 — до 750 тыс.руб.
Общим принципом действия геотермальных отопительных систем является использование внешней среды в качестве источника тепла. Применение геотермальных систем выделяется за счет высокой эффективности, безопасности, универсальности, надежности и долговечности эксплуатации.
Высокая стоимость установки геотермального отопления обусловлена необходимостью закупки дорогостоящего оборудования и проведения сложных расчетных и монтажных работ.
Однако все расходы окупаются в течение короткого периода эксплуатации, вследствие высокого КПД и отсутствия затрат на закупку дорогостоящих энергоносителей.
Посмотрите видео о принципе работы геотермальной системы отопление дома:
Основные составляющие систем геотермального отопления
Вся система состоит из трёх основных элементов. Ими выступают:
- контур отопления внутри дома;
- контур нагревания;
- насосная станция.
В качестве контура отопления, который будет находиться внутри дома, могут выступить как обычные привычные радиаторы, так и система тёплого пола (на её нагрев идёт большее количество энергии). Кроме того, эту систему можно подвести для подогрева теплицы, бассейнов, дорожек внутри участка, т. п.
Контуром нагревания в этом случае выступают геотермальные источники тепла. Так, идёт нагрев при помощи энергии земли, воды, а также воздуха.
Насосная станция необходима для того, чтобы перекачивать тепло из геотермального контура нагревания в отопительный.
Как не получить иллюзии теплового насос?
Одна из основных причин – это снижение стоимости как оборудования, так и монтажных работ. Если с насосом дела по экономии обстоят сложнее, — единственный путь, занизить мощность, то с работами гораздо проще:
- можно выполнить траншею не той глубины или (и) малой длины;
- пробурить скважину недостаточной глубины;
- использовать некачественные трубы или другого диаметра;
- вмешательство в конструкцию зонда и другие подобные причины.
Применение геотермального отопления сулит существенные выгоды в процессе эксплуатации, — экономия на внешних источниках энергоносителей и почти полная независимость от электроэнергии, но требует значительных начальных инвестиций.
Горизонтальное геотермальное отопление
Трубопровод такого отопления устанавливается горизонтально под землей.
Уровень установки труб должен быть ниже, чем уровень промерзания почвы.
Принцип работы горизонтального геотермального отопления довольно просто, поэтому и имеет низкую стоимость.
Оно заключается в том, что коллекторная система забирает тепло земли и подает его к насосной установке. Та в свою очередь доставляет тепло в дом.
К минусам горизонтального геотермального отопления относят требующуюся большую площадь, поэтому соорудить такую систему отопления на даче или в небольшом доме просто невозможно.
Для того, чтобы установить горизонтальное отопление в дом площадью 200 метров квадратных, потребуется площадь в 480 метров квадратных.
Таким шикарным участком земли обладают не многие.
Вертикальное геотермальное отопление
Хоть такая система стоит несколько больше, но она имеет и ряд преимуществ перед горизонтальной.
Для ее установки не нужна такая большая площадь. Еще одним плюсом считается то, что размещение трубопровода вертикально позволяет взять у матушки-земли огромное количество тепла.
На стоимость вертикального геотермального отопления влияет и то, что необходимо будет бурение скважин. Это удовольствие не из дешевых.
Скважина для такого отопления должна быть от 50 до 200 метров. Зато вложив деньги, вы получите тепло в доме на 100 лет вперед.
Оно не потребует дополнительного обслуживания и не доставит хлопот хозяину.
К преимуществам также можно отнести тот факт, что при бурении вы сможете сохранить красоту участка, его ландшафтный дизайн и другие обустройства (детскую площадку, бассейн и так далее).
Водоразмещенное геотермальное отопление
Самый экономический и выгодный способ получать тепло прямо из водоема.
Конечно, стоимость всей системы будет не маленькой, но она будет очень эффективной и на долгие. Мало того, вам не придется платить сумасшедшие деньги за электроэнергию, вы будете получать ее бесплатно.
Водопровод в водоразмещенном геотермальном отоплении укладывается на дно водоема, озера или реки.
Глубина укладки насоса должна составлять 203 метра на глубину, что связано с промерзанием почвы в России.
Размер водоема тоже играет большую роль. Он должен быть не меньше 200 метров квадратных.
Вам потребуются документы для разрешения проведения такого отопления. Здесь тоже могут возникнуть проблемы.
Зато явным плюсом является то, что вам не придется тратить деньги на рытье котлована, бурение скважин и другие земляные работы.
Стоимость геотермального отопления
Естественно, все хорошее не бывает бесплатным и к этому надо отнестись положительно.
Вложив деньги один раз, вы через несколько лет уже вернете их. А уже через еще несколько лет сможете жить в экологически чистом доме, иметь чистый участок и получать тепло совсем даром.
Конечно, можно было бы сказать, что установить геотермальное отопление можно своими руками, но верить этому не стоит.
Вы можете испортить оборудование и выкинуть деньги на ветер.
Лучше довериться опытным мастерам, которых на рынке услуг сейчас множество.
Мы с ориентируем вас по ценам на установку геотермального оборудования, а вы уже решайте, стоит ли вложить деньги в это чудо.
Сколько стоит геотермальное отопление:
- дополнительная установка теплого пола – 4 тысячи рублей за квадратный метр;
- геотермальный насос – от 90 до 250 тысяч рублей без монтажа (цена зависит от мощности);
- установка насоса 20 тысяч рулей;
- пробурить скважину – 1 тысяча рублей за погонный метр.
Вот такие цены представлены на нашем рынке. Не каждый может себе позволить, но тот, кто может – должен выбирать именно этом способ. Поскольку он сохранит тепло в вашем доме и здоровье близких.
Общайтесь на строительном форуме и узнавайте больше о том, как сделать свой дом еще лучше, без особых затрат и усилий.
Виды геотермальных систем
Применение геотермальных отопительных систем широко распространено как для теплоснабжения частного жилья, так и для теплоснабжения административных, промышленных, торговых и прочих объектов недвижимости.
Выбор той или иной разновидности системы зависит от существующих природных условий, а также требований и предпочтений со стороны владельца.
Геотермальные отопительные системы различаются в зависимости от способа получения естественного природного тепла:
- Системы с горизонтальным контуром. Внешний теплообменный контур представляет собой горизонтальный тепловой коллектор, залегающий ниже уровня промерзания грунта. Устройство такой системы не подразумевает бурения глубоких скважин и оптимально подходит для участков большой площади.
- Системы с вертикальным контуром. Основой внешнего теплообменного контура является гидротермальный или геотермальный (в зависимости от выбранной среды) зонд, устанавливаемый вертикально на большую (до двухсот метров) глубину. Данная схема предпочтительна для небольших участков, однако стоимость оборудования и работ по установке будет значительно дороже по сравнению с системами, использующими горизонтальные контуры.
- Системы с закрытым контуром в водоеме. Устройство подобных систем аналогично системам с горизонтальным грунтовым контуром, однако в данном случае тепловой коллектор располагается на дне водоема. Необходимыми условиями монтажа являются площадь водоема (не менее 200 м2), его глубина (не менее 3 м) и расстояние от водоема до здания (не более 100 м).
Важно: обустройство закрытого контура в водоеме не требует трудоемких и дорогостоящих земляных работ, однако необходимо получение разрешения соответствующих инстанций.
Системы с открытым контуром. В качестве теплоносителя внешнего контура используются горячие грунтовые воды, циркулирующие в контуре по принципу открытого цикла. Применение подобных систем допускается при условии отсутствия запрета на использование грунтовых вод, а также сопутствующих ограничений, действующих на территории региона.
Геотермальное отопление дома своими руками
Многие люди считают, что самостоятельно сделать геотермальное отопление дома можно только в тех местах, где есть высокая вулканическая активность или термальные источники, поэтому не видят перспектив использования такого вида отопления.
Схема геотермального отопления.
Принцип, по которому работает геотермальное отопление
Геотермальный насос работает по тому же принципу, что и холодильник или кондиционер. Такое отопление имеет один основной элемент — тепловой насос, который включен в два контура.
Внутренний контур имеет вид привычной нам всем системы отопления дома и состоит из радиаторов и труб. Внешний контур имеет внушительные размеры и располагается под водой или под землей.
Внутри указанного контура может находиться вода или антифриз, они принимают температуру среды и уже подогретыми поступают в тепловой насос.
Обратите внимание
Тепло, которое аккумулировалось, передается внутреннему контуру и от него нагреваются все помещения дома.
Главным элементом геотермального отопления является тепловой насос. Это небольшой агрегат, по размерам не больше стиральной машинки. Он имеет высокую производительность: затрачивая 1 кВт электроэнергии, он способен выдавать до 5 кВт тепла. Если сравнить такой насос с кондиционером, то последний на 1 кВт затраченной электроэнергии выдает всего 1 кВт тепловой энергии.
Как сделать геотермальное отопление своими руками у себя дома
Схема установки геотермического насоса.
Это один из самых дорогих и трудоемких видов отопления. Вам предстоит провести масштабные земляные работы, затраты на оборудование составят основную часть расходов. Перед тем, как приступить к созданию такого отопления своими руками, необходимо разобраться, какие системы применяются и в чем особенности их устройства.
Материалы, необходимые для установки геотермального отопления:
- полиэтиленовые трубы;
- тепловой насос;
- радиаторы отопления.
Классификация по типу:
- горизонтальный теплообменник используется наиболее часто, при этом трубы укладывают в землю на глубину, превышающую уровень промерзания почвы в вашей местности. Такой тип отопления имеет существенный недостаток — контур занимает большую площадь. Если площадь вашего дома 250 м², то для его обогрева придется уложить трубы на площади около 600 м², а это можно реализовать далеко не на каждом участке. Особенно неудобно делать такое отопление дома в том случае, когда территория уже облагорожена, например, от дерева коллектор должен находиться не ближе, чем на 1,5 м;
- вертикальный теплообменник имеет намного меньшие размеры, но стоимость его больше. Чтобы его установить, надо немного места, но придется использовать бурильное оборудование.
Скважина может быть от 50 до 200 м, но служить она будет до 100 лет. Такой способ удобен, когда территория загородного дома уже обустроена, не будет необходимости изменять существующий ландшафт.
Установить такой вид геотермального отопления полностью своими руками не получится, так как потребуется специальное оборудование для бурения скважины — водоразмещенный обменник является самым экономичным способом, он использует тепловую энергию воды. Его использование возможно, если до водоема не более 100 м.
Если говорить о сложности реализации данного проекта, то она довольно велика, и, если вы решите делать все своими руками, то наиболее доступным будет третий способ. Если вы приобретете дорогое оборудование, то монтаж надо проводить качественно, иначе система не будет нормально работать.
Преимущества геотермального отопления:
- для отопления используется энергия земли, а она возобновляется и практически неисчерпаема;
- безопасность, так как нет риска возгорания;
- нет необходимости доставлять и хранить топливо;
- нет вредных выбросов;
- нет необходимости в контроле системы, так как она работает в автономном режиме;
- почти нет расходов на обслуживание;
- очень высокий КПД оборудования.
Наиболее оптимально геотермальное отопление подходит в том случае, когда ваш дом имеет площадь до 150 м², такое отопление окупится уже через 3-4 года.
Чтобы собрать внешний контур, используют полиэтиленовые трубы. Чтобы рассчитать необходимую глубину скважины, надо учитывать, что на 50 Вт тепловой энергии требуется 1 м труб.
Если у вас тепловой насос мощностью 10 кВт, надо будет пробурить скважину глубиной около 200 метров.
Важно
Можно сделать несколько скважин, а для того чтобы не портить ландшафт, скважины сверлятся с одной точки, но под разными углами.
Хотя такой вид отопления и требует значительных первоначальных вложений, но он имеет большой срок службы и в скором времени все ваши инвестиции окупятся.
Самостоятельная установка геотермальной системы
Несмотря на высокую сложность работ, самостоятельное обустройство геотермальной отопительной системы возможно имея необходимые знания и навыки.
Важно: требуемая мощность теплового насоса зависит от площади отапливаемого здания, а также его особенностей: уровня тепловых потерь, количества оконных и дверных проемов, использованных материалов и теплоизоляции.
- Анализ характеристик внешней среды, выбранной для использования, и вычисление требуемых параметров оборудования.
- Выбор подходящего варианта геотермальной системы и теплового насоса, закупка оборудования и материалов.
- Монтаж внутреннего отопительного контура здания и теплового насоса. Насос целесообразно располагать в отдельном помещении или в подвале.
- Монтаж внешнего контура. Перечень необходимых работ зависит от выбранной схемы геотермального отопления и особенностей используемой среды.
- Подключение теплового насоса к внешнему и внутреннему контурам. Проведение испытаний и ввод системы в эксплуатацию.
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.
- Исключается 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.
- Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.
- 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.
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 и внутреннего контуров коллектора.
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 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.
Преимущества геотермального отопления
- Независимость от наличия стандартных ресурсов.
- Экологичность системы. Такое отопление не производит никаких выбросов в атмосферу, как это делают обычные котлы сгорания.
- Большой коэффициент теплоотдачи.
- Многозадачность системы. Ею можно как нагревать помещение в холодную пору, так и остужать в летний период. Также система работает на нагрев воды. В любое время вы сможете иметь горячую воду.
- Бесшумность. Уровень звука работающей насосной установки не превышает 27 децибел.
- Экономичность. Несмотря на большие начальные затраты на установку системы, далее вы будете платить лишь за электричество, которое будет потреблять тепловой насос. А его расходы минимальны.
Преимущества и недостатки геотермальных систем
Использование геотермальных отопительных систем гарантирует экономный расход электроэнергии при высоком КПД, а также безопасность, экологичность, автономность и надежность теплоснабжения.
Тепловые насосы могут вырабатывать как тепловую, так и электрическую энергию, а также отличаются высокой совместимостью с циркуляционными отопительными системами. Срок эффективной эксплуатации тепловых насосов превышает 40 лет.
Главным недостатком геотермальных отопительных систем является высокая стоимость оборудования, его установки, а также расчета и прокладки внешних теплообменных контуров. Однако все затраты окупаются в течение четырех-восьми лет — в зависимости от выбранной схемы и отапливаемых площадей.
