Геотермальное отопление становится все более популярным выбором для владельцев частных домов. В отличие от традиционных систем на газе или электричестве, оно использует возобновляемый источник энергии - тепло земли. Такая система позволяет существенно снизить затраты на отопление зимой и кондиционирование летом.
Геотермальная установка состоит из теплового насоса, забирающего тепло из земли через систему труб (коллектора). Коллектор может располагаться горизонтально, вертикально или под водой. Для монтажа требуется провести несложные подготовительные работы.
Принцип работы геотермального отопления
Геотермальное отопление - это экологичный и экономичный способ обогрева частных домов и коттеджей. Его принцип работы основан на использовании постоянной температуры грунта, которая сохраняется на глубине 10-15 метров круглый год. Благодаря этому геотермальное отопление позволяет значительно сэкономить на отоплении зимой и на кондиционировании летом.
В основе геотермального отопления лежит тепловой насос - устройство, которое извлекает тепло из грунта или грунтовых вод и передает его в систему отопления дома. Коллектор теплового насоса представляет собой закопанный в землю змеевик из труб с теплоносителем. Зимой теплоноситель, циркулируя по трубам коллектора, нагревается от грунта и отдает тепло в тепловой насос, который, в свою очередь, обогревает дом. Летом процесс идет в обратном направлении - из дома тепло отводится в грунт, что позволяет охлаждать помещения.
Основное преимущество геотермального отопления в том, что оно использует неисчерпаемый источник энергии. При правильном подборе и монтаже системы тепловой насос может полностью обеспечить теплоснабжение частного дома, работая практически бесплатно. К тому же такое отопление абсолютно безопасно для окружающей среды.
Таким образом, геотермальное отопление - это выгодный и экологичный способ обогрева частных домов, позволяющий экономить на отоплении зимой и кондиционировании летом. Его принцип действия основан на использовании постоянной температуры грунта с помощью теплового насоса и грунтового коллектора.
Типы геотермальных коллекторов
Существует три основных типа геотермальных коллекторов, используемых для отопления частных домов: горизонтальные, вертикальные и подводные. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.
- Горизонтальный коллектор представляет собой систему труб, уложенных в земле на глубине ниже уровня промерзания грунта. Такой коллектор требует значительной площади участка — около 2,5 соток на 1 кВт мощности.
- Вертикальный коллектор — это скважина глубиной от 50 до 200 м с установленным в ней теплообменником. Такая система эффективнее горизонтальной примерно на треть.
- Подводный коллектор размещается в водоеме, не замерзающем зимой, на расстоянии не более 100 м от дома. Этот вариант обходится дешевле всего, но требует дополнительных мер по обеспечению устойчивости конструкции.
При выборе типа геотермального коллектора необходимо учитывать особенности участка, на котором расположен дом, а также потребности в тепловой энергии. К примеру, для отопления дома площадью более 200 м2 целесообразно использовать вертикальный коллектор, поскольку он обеспечивает наибольшую эффективность в расчете на единицу площади.
| Тип коллектора | Преимущества | Недостатки |
| Горизонтальный | Не требует бурения | Требует большой площади |
| Вертикальный | Высокая эффективность | Требуются буровые работы |
| Подводный | Низкая стоимость | Сложность монтажа |
Таким образом, при установке геотермальной системы отопления важно грамотно подобрать тип коллектора, исходя из конкретных условий и потребностей в тепловой энергии.
Преимущества геотермального отопления дома
Геотермальное отопление обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с традиционными системами на газе, угле или электричестве. Рассмотрим основные из них.
- Экономичность. При эксплуатации геотермальной установки расходуется всего 1 кВт электроэнергии для выработки 5-7 кВт тепловой энергии. Это позволяет существенно снизить расходы на отопление.
- Экологичность. Так как сжигание углеводородного топлива не происходит, выбросы углекислого газа и других вредных веществ сведены к нулю.
- Комфорт и тишина. В отличие от газовых и угольных котлов, тепловой насос работает практически бесшумно.
- Простота обслуживания. Система не требует регулярной чистки и ремонта, срок ее службы составляет около 25 лет.
- Круглогодичное использование. Зимой геотермальная установка обогревает дом, а летом может работать в режиме кондиционера, охлаждая воздух.
Кроме того, при геотермальном отоплении нет необходимости хранить большой запас топлива и заниматься его подвозом. Это экономит место на участке и избавляет от лишних хлопот. Например, за отопительный сезон котел на жидком топливе или угле потребляет около 5 тонн топлива в год. Это 10-15 кубометров, которые необходимо где-то разместить. При геотермальном же отоплении достаточно обеспечить бесперебойное энергоснабжение теплового насоса.
Геотермальное отопление действительно имеет массу преимуществ перед традиционными системами. Однако у него есть и недостатки: высокая стоимость оборудования и монтажа, а также зависимость от электроэнергии. Поэтому перед принятием решения об установке геотермальной системы следует тщательно взвесить все за и против.
| Показатель | Геотермальное отопление | Газовое/угольное отопление |
| Стоимость оборудования и монтажа | Высокая | Ниже в 2-3 раза |
| Затраты на топливо | В 5-7 раз ниже | Выше |
| Окупаемость | 7-10 лет | 3-5 лет |
| Экологичность | Высокая | Низкая |
Особенности монтажа и подбора оборудования для геотермального отопления
Установка геотермальной системы отопления включает три этапа: бурение скважины, монтаж геотермального контура (коллектора) и подбор оборудования - теплового насоса и элементов разводки тепла по дому.
- На первом этапе при помощи буровой установки создается скважина глубиной от 50 до 200 м в зависимости от грунта и необходимой мощности системы. Оптимальный диаметр скважины - не менее 150 мм.
- Далее в скважину опускаются полиэтиленовые трубы диаметром 40-63 мм, к которым прикрепляется петля из полиэтиленовой трубы с перфорацией. Этот контур и будет поглощать тепло из грунта.
- После монтажа коллектора в скважине остается свободное пространство, которое заполняется специальным теплопроводящим материалом - бентонитовой глиной.
Для обеспечения эффективной работы геотермальной системы ключевое значение имеет правильный подбор мощности теплового насоса. От этого зависит количество вырабатываемой тепловой энергии. Мощность теплового насоса рассчитывается исходя из площади дома и требуемой температуры воздуха в помещениях.
К основным характеристикам теплового насоса относятся:
- Тип компрессора (спиральный или поршневой)
- Хладагент (чаще всего используется фреон)
- Коэффициент преобразования энергии (COP - соотношение полученной тепловой энергии к затраченной электрической)
- Температура на входе и выходе
Для разводки тепла от теплового насоса по дому прокладываются трубы отопления из сшитого полиэтилена или металлопластика. В качестве отопительных приборов чаще используются теплые полы и фэнкойлы.
Геотермальное отопление предъявляет особые требования к монтажу оборудования и элементов системы. Работы должны проводиться с соблюдением всех технологических требований. При неправильной установке эффективность системы может значительно снизиться.
Окупаемость геотермальной отопительной системы
Одним из основных аргументов, сдерживающих многих владельцев частных домов от установки геотермальной системы отопления, является ее достаточно высокая первоначальная стоимость. Стоит ли оно того и когда можно рассчитывать на возврат вложенных средств?
Действительно, монтаж геотермальной отопительной системы с нуля обойдется примерно в 1,5-2 раза дороже, чем установка газового или электрического котла в доме сравнимой площади. В эту сумму входит само оборудование - тепловой насос и материалы для разводки, а также работы по бурению скважины и монтажу контура геотермоколлектора.
Однако в дальнейшем, за счет экономии на оплате тепловой энергии, эти затраты окупаются. По различным оценкам, окупаемость геотермальной отопительной системы в наших широтах составляет от 7 до 10 лет в зависимости от типа системы, ее размеров, стоимости электроэнергии и других факторов.
Себестоимость 1 кВт тепловой энергии при использовании различных источников отопления примерно составляет:
- природный газ - 4,5 рубля;
- дизельное топливо или уголь - 6 рублей;
- геотермальное отопление - 0,7 рублей;
- электричество - 8 рублей.
Как видно из этого сравнения, геотермальное отопление выигрывает по экономичности у всех распространенных аналогов. Учитывая, что средний годовой расход тепла для дома площадью около 150 м2 составляет 15000-20000 кВт•ч, экономия получается весьма внушительная.
Именно за счет более низких эксплуатационных расходов капитальные затраты на монтаж геотермальной системы и окупаются за указанный выше период. В дальнейшем использование подземного тепла для отопления дома будет максимально выгодным и оправданным вложением средств.
