ГЕОТЕРМАЛЬНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Геотермальное отопление.

Особенности ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ.

Активная деятельность человека, для удовлетворения своих потребностей, в последние годы, несет в себе большую нагрузку на окружающую среду. Даже современные и технологичные теплоэлектростанции играют большую роль в загрязнении окружающей среды. Природные ресурсы не безграничны, поэтому в последние годы возникла необходимость во внедрении альтернативных технологий теплоснабжения. Геотермальное отопление является одним из наиболее экологически чистых источников тепловой энергии, является простой и эффективной системой, как в использовании, так и во внедрении.

Геотермальное отопление уже прочно заняло основные позиции в Европейских странах, но в нашей стране на сегодняшний день такая система отопления рассматривается только в качестве альтернативной в противовес газовому, электрическому или твердотопливному отоплению. В ближайшие годы геотермальное отопление станет основным источником тепловой энергии, поскольку рентабельность, удобство, простота и экологичность такого способа получения тепла не очень высоки.

Принципы работы ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ.

Принцип работы геотермального отопления схож с принципом работы обычного холодильника, только дает обратный эффект. На определенной глубине, температура земли всегда имеет плюсовую температуру, и чем глубже скважина, тем выше температура.

Примечание: тепловую энергию, получаемую в из земли, использует система геотермального отопления, оснащенная специальным тепловым насосом.

Для функционирования системы геотермального отопления необходимо на поверхности установить тепловой насос, а в скважину опустить теплообменник. Проходя через тепловой насос, грунтовая вода нагревается, отдавая свое тепло теплообменнику для обогрева промышленных или бытовых помещений.

Основным преимуществом геотермального отопления, является то, что на работу теплового насоса тратится 1 кВт электроэнергии, а на выходе получается до 6 кВт тепловой энергии. Обычный электрический прибор отопления преобразовывает 1 кВт электроэнергии примерно в 1 кВт тепловой энергии. По этой причине геотермальное отопление гораздо более энергоэффективно и быстро окупается.

Тенденции развития ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ.

Геотермальное отопление начало распространяться еще в конце 80-х годов в городах США, особенно тяжело переживавших кризис. Первоначально геотермальное отопление оборудовали себе состоятельные люди, чтобы экономить на отоплении своего жилья, но довольно скоро геотермальное отопление домов стало более доступным, и менее состоятельные люди смогли себе позволить такие системы отопления в своих домах. Через относительно небольшой промежуток времени большинство жителей США могли себе позволить отопление своих домов геотермальной энергией. В Европейских странах еще каких-то 20-ть лет назад статистические данные показывали, что геотермальное отопление использовали примерно 12 миллионов граждан, но на сегодняшний день эта цифра значительно выросла.

Примечание: именно благодаря удобству, эффективности и безопасности при использовании геотермального отопления, число желающих установить у себя такие системы постоянно растет.

Хотя газовое отопление в наше время является самым популярным вариантом, запасы природного газа истощаются, а стоимость на него постоянно растет. В то же время использование твердотопливных систем отопления довольно трудоемкое занятие, а вследствие сжигания твердого топлива выделяется много углекислого газа, образовывается сажа и смолы. По этим причинам геотермальное отопление набирает все большую популярность в нашей стране.

Установка эффективной системы отопления для частного дома требует нестандартных решений. Обычные источники тепла, выделяющие тепло при горении, давно считаются экономически малоэффективными, а геотермальное отопление в силу своей высокой эффективности, активно продвигается на рынке. Если учесть, что цены на газ и электроэнергию постоянно растут, Геотермальное отопление становится реальной альтернативой традиционным способам отопления дома, хотя и является более сложным в проектировании скважин и монтаже.

Преимущества и недостатки ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ.

С появлением новых технологий открывается доступ к использованию энергетического потенциала земли практически каждому человеку, имеющему свой собственный дом, давая возможность использовать геотермальное отопление в частном секторе. Земля аккумулирует в себе до 98% всей солнечной энергии, попадающей на ее поверхность. Поэтому даже в зимнюю пору года в глубине земли остается достаточно много тепла для обогрева зданий, нужно только направить его в систему отопления дома при помощи специального оборудования.

Стоимость на приобретение и монтаж оборудования для геотермального отопления довольно высока, а затраченные средства окупаются примерно за 5-8 лет. Такое обстоятельство смущает тех, кто не готов к высоким капитальным расходам на подготовку и монтаж эффективного оборудования для обогрева дома.

Плюсы геотермального отопления:

• повсеместность и доступность геотермальной энергии;
• экологичность;
• возобновляемый источник;
• низкие затраты на эксплуатацию.

Геотермальная энергия совершенно не требует финансовых трат, но для ее доставки требуется затратить электроэнергию на работу теплового насоса.

Основным элементом геотермальной системы отопления является тепловой насос, размером приблизительно со стиральную машину, который подключается к 2-м контурам. Внутренний контур подключен к системе отопления дома, состоящей из обычных радиаторов и труб. Внешний контур подключается к теплообменнику, находящемуся под землей или под водой, а внутри контура циркулирует теплоноситель.

Теплоноситель внешнего контура принимает температуру среды и поступает к тепловому насосу, настраиваемому на обогрев или на кондиционирование помещения. Накопленная в тепловом насосе энергия передается к внешнему контуру при охлаждении или к внутреннему при обогреве.

Способы устройства контуров.

Сделать систему геотермального отопления своими руками довольно сложно. Необходимо рядом с домом оборудовать замкнутую систему труб на значительной глубине (иногда до нескольких сотен метров). В зависимости от глубины расположения теплообменника и теплопроводности грунта, выбирается конструкция теплообменника.

Существует три способа устройства наружного контура теплообменника.

Наиболее эффективно располагать теплообменник со скважинным насосом вертикально. Такое устройство потребует специального оборудования и высоких затрат на бурение скважин глубиной 50-200 метров, но за 100 лет службы геотермального отопления, полученный результат оправдает расходы.

Горизонтальный теплообменник располагается под землей ниже уровня промерзания почвы. Основным недостатком является наличие большой площади участка под коллектор. Здание площадью 200 м2, потребует участок земли в 500 м2, а трубы теплообменника необходимо будет располагать на расстоянии 1-2 метров от кроны деревьев.

Установка теплообменника в водоеме на большой глубине, не доступной для промерзания, не потребует проведения дорогостоящих и утомительных земляных работ и позволит реализовать идею геотермального отопления своими силами. Поэтому, именно такой вариант правильнее всего принять к исполнению, если водоем расположен не далее, чем в 100 метрах от дома.

Внешний контур геотермального отопления собирается из полиэтиленовых труб. Расчеты ведутся с учетом соотношения 40-50 Вт тепловой энергии на один метр коллектора. При производительности насоса 10 кВт, потребуется бурить скважину протяженностью около 160-200 метров. В некоторых случаях для получения расчетной глубины, выгоднее вместо одной большой скважины бурить несколько неглубоких. Чтобы сохранить ландшафт участка, применяется технология кластерного бурения скважин из одного места в разных направлениях.