Построй дом

Комфортность жилья неразрывно связана с использованием современных высокоэффективных систем отопления. В нашей стране, как правило, для обогрева помещений используются традиционные природные энергоресурсы, такие как дрова, газ или уголь. Но цены них постоянно растут, кроме того в существенной степени от их использования страдает сама природа. Поэтому многие задумываются об использовании альтернативных источников энергии для отопления собственного жилья.

Активное развитие теплоэнергетики на базе традиционных энергоресурсов в современном мире привело к тому, что окружающей среде постоянно наносится существенный урон.

В связи с этим сегодня все чаще при обустройстве систем отопления и кондиционирования используется геотермальная энергия земли. Геотермальное отопление использует природные факторы, являющиеся основой для выработки тепловой энергии с целью обогрева домов.

Как известно, грунт на глубине более полутора метров никогда не замерзает. А на глубине более двух метров температура остается постоянной в течение всего года и составляет +5. +8ºС. Именно это тепло используется при обустройстве геотермальной системы отопления.

Принцип действия систем отопления, используемых геотермальную энергию, очень прост. Через проложенные трубопроводы, углубленные в землю подается природный теплоноситель, температура которого повышается до определенного уровня специальными тепловыми насосами. Помещения при этом обогреваются, как правило, посредством использования контуров теплых полов или радиаторов.

Благодаря современным технологиям, которые предусматривают применение в геотермальных системах отопления надежных компрессоров, подземное «низкокачественное» тепло преобразовывается в «высококачественную» тепловую энергию, используемую для отопления помещений. Методы, применяемые для изготовления рефрижераторных установок, позволили разработать высокотехнологичные тепловые насосы, которые являются основными компонентами геотермальных систем отопления.

Главным достоинством геотермальной системы отопления является то, что она способна самовосстанавливаться. При этом не нарушается экологический и энергетический природный баланс. Использование для отопления геотермальной энергии – это реальный путь сохранения окружающей среды. Кроме того повсеместное применение данных систем позволит значительно сократить потребление традиционных природных энергоресурсов.

Всплеск развития геотермального отопления связывается с энергетическими кризисами в 1973 и 1978 годах. Первые системы были разработаны в США и отличались высокой стоимостью, поэтому изначально геотермальное оборудование устанавливалось в элитных коттеджах. Но в связи с развитием новых технологий появилась возможность существенно снизить стоимость геотермальных систем. Сегодня прогрессивный вид отопления доступен большинству американских семей и повсеместно используется для отопления частных домов и коттеджей.

Современные тепловые насосы заменяют устаревшие модели котлов, работающих на традиционных топливных энергоресурсах. Поскольку происходит постоянное развитие геотермальных систем, то тепловые насосы также постоянно модернизируются, что способствует увеличению их эффективности и экономичности систем в целом.

По статистике к 1980 году насчитывалось работающих тепловых насосов:

• В США — приблизительно 3 млн. шт;
• В Японии – больше 1,5 млн. шт;
• В странах Западной Европы – около 150 тыс. шт.

Каждый год все более популярными становились геотермальные отопительные системы. И к 1993 году только в Европе количество используемых тепловых насосов достигло более 12 млн. шт. Сегодня все больше жителей планеты выбирают для отопления экологически безопасные геотермальные системы, которые быстро окупаются, отличаются высокой надежностью и эффективностью при эксплуатации.

Основным отличием геотермальных систем отопления и кондиционирования является то, что они используют такой нетрадиционный экологически чистый источник, как неисчерпаемую тепловую энергию земли. В связи с этим нет необходимости приобретать, заниматься доставкой и хранить топливные энергоресурсы. Геотермальные системы создают оптимально комфортную атмосферу в жилых помещениях в течение всего года, при этом, не загрязняя атмосферу планеты вредными выбросами.

Тепловые насосы, которые являются основными компонентами геотермальных систем, полностью безопасны при эксплуатации, при их работе не происходит сгорания топлива, а значит, исключается опасность возникновения возгорания и взрыва. Очень важно, что сама система отопления не требует обустройства специальных вытяжек и дымоходов, которые загромождают полезную площадь жилья. Среди других достоинств можно отметить также бесшумность работы, отсутствие каких-либо вредных испарений и неприятных запахов. Геотермальное оборудование отличается аккуратным внешним видом, поэтому его легко сочетать с любым дизайном интерьера.

И отопление, и кондиционирование жилищ проводится при помощи одного и того же оборудования. Таким образом, при помощи геотермальной системы можно получить желаемую прохладу знойным летом и комфортное тепло в зимний период. С помощью геотермального оборудования полностью решаются вопросы комфортного проживания.

Монтаж геотермальных систем значительно дороже, чем обустройство традиционной системы отопления, к примеру, с применением дизельного или газового котла. Но при такой системе эксплуатации можно получить существенную экономию, потому что тепловой насос отличается малым энергопотреблением.

При монтаже геотермальных систем используется три метода, это:

• Использование подземных зондов. В этом случае контур заполняется антифризом и опускается на глубину до 60-100 м;
• Использование тепла грунтовых вод. Для этого бурится скважина, из которой насосом выкачивается вода с целью дальнейшего прогона через теплообменник. Сбрасывается использованная вода в другую скважину, расположенную ниже по течению.
• Установка горизонтальных зондов на дне природного водоема, на уровне ниже сезонного оледенения.

Принцип работы всех существующих тепловых насосов одинаковый. Коэффициент энергосбережения также один и тот же. Как правило, оборудование разных производителей отличается дизайном, способами отбора тепла из природной среды и особенностями установки.

Геотермальное отопление наиболее эффективно работает с системой «теплый пол». При этом тепло распределяется по всей площади пола равномерно, а в помещении поддерживается постоянная комфортная для проживания температура.

Основным компонентом любой геотермальной системы является тепловой насос. Он работает по принципу работы холодильника, только «наоборот».

Антифриз, циркулируя по установленным в грунте вертикальным зондам (теплообменникам) опускается под землю. При этом он забирает природное грунтовое тепло, после чего поднимается вверх в испаритель. Хладагент (фреон), который содержится в испарителе, вбирает тепло от антифриза, разогревается до температуры 6-8ºС и превращается в пар. В парообразном состоянии нагретый фреон попадает в компрессор, в котором происходит сжатие пара и выпадение горячего конденсата с температурой до 65ºС. В теплообменнике конденсатора, выработанное хладагентом тепло передается теплоносителю, а сам хладагент, проходя через клапан, сброса быстро охлаждается до температуры -15ºС и возвращается в испаритель.Далее начинается новый цикл, то есть охлаждённый антифриз опускается по теплообменникам на определенную глубину за очередной порцией природного тепла и т.д.

Нагретая жидкость из конденсатора поступает в специальную буферную емкость, которая выполняет функции теплового аккумулятора, стабилизирующего работу теплового насоса. Теплоноситель попадает в контур отопительной системы, а для обеспечения горячего водоснабжения в контуре устанавливается специальный нагревательный прибор косвенного нагрева. Благодаря конструкции тепловые насосы обеспечивают стабильное и надежное отопление дома и подачу горячей воды.

В летний период геотермальная система может использоваться в качестве кондиционера. В этом случае излишек тепла в помещении от рабочей жидкости передается вглубь земли к грунтовым зондам.

Сегодня разработаны модификации тепловых насосов, которые используют тепловую энергию воздуха и воды. Но геотермальные системы, использующие тепловую энергию грунтовых слоев, остаются наиболее востребованными. Это объясняется тем, что тепловые насосы хоть и относятся к дорогостоящему оборудованию, но при этом не имеют никаких технических недостатков и являются приемлемым вариантом для применения в отечественных условиях.

Основные преимущества геотермальных тепловых насосов заключаются в следующем:

• В максимальной независимости и автономности при эксплуатации. Для работы теплового насоса требуется только подключение к электросети. Не требуется производить закупки дорогостоящего топлива и решать вопросы с его доставкой и хранением. Это позволяет существенно сэкономить средства при эксплуатации системы геотермального отопления.
• В стабильных технических характеристиках при работе оборудования.Системы геотермального отопления могут работать круглогодично и не зависят от погодных условий.
• В высоком КПД. Большинство моделей вырабатывает около 6 кВт теплоэнергии или 4 кВт мощности системы кондиционирования при потреблении 1 кВт электроэнергии.
• В экономичности. Помещение площадью 350 кв. м можно обогреть тепловым насосом мощностью 17 кВт, использовав при этом всего 5 кВт электроэнергии в час за 12 часов.
• В длительном сроке эксплуатации. Срок службы грунтовых зондов — около 50 лет, компрессор легко заменяем, и может работать приблизительно 30 лет. Конструкция теплового насоса проста, он неприхотлив в использовании, при этом не требуется какого-либо дорогостоящего обслуживания. Очень удобно, что отопление происходит без вмешательства человека.
• В максимально комфортных условиях, которые обеспечивает тепловой насос. Он работает бесшумно и поддерживает постоянную температуру и влажность.
• В абсолютной безопасности тепловых насосов при эксплуатации. Они не производят никаких вредных выбросов и при их работе не используются взрывоопасные и пожароопасные вещества.
• В возможности использовании одного и того же оборудования для систем кондиционирования и отопления.
• В простоте геотермальной системы, она не требует установки дымохода или выделения специального помещения. Система легко вписывается в интерьер жилища, а после установки грунтовых зондов, нет никаких ограничений на создание какого-либо ландшафтного дизайна.