Геотермальное отопление своими руками: понятие, порядок выполнения работ и необходимые материалы

Многие владельцы недвижимости полагают, что геотермальное отопление дома - это понятие чуть ли не из мира научной фантастики и актуально оно лишь для тех регионов, где имеются горячие источники и высокая вулканическая активность. Но такие природные явления - это настоящая редкость, поэтому перспективы использования этой альтернативной энергии в наших условиях выглядят весьма туманно. Но вы можете ознакомиться с технологией создания такой системы и понять, подходит ли она вам.

Разъяснение ситуации

На самом деле, геотермальный насос для отопления способен генерировать тепло и при малых температурах, поэтому в умеренном климате использовать его можно эффективно. Принцип работы описываемого отопления можно сравнить с принципом функционирования холодильника или кондиционера. В качестве одного из основных элементов выступает тепловой насос, который включается в два контура. Внутренний - это традиционная система отопления из радиаторов и труб. Внешний контур - теплообменник, который обладает большими размерами и располагается под толщей воды или в земле. Внутри может циркулировать специальная жидкость с антифризом или вода.

Что такое геотермальное отопление

Для того чтобы обустроить геотермальное отопление своими руками, вы должны ознакомиться с понятием этого выражения и основными принципами работы. Так, теплоноситель принимает температуру среды и в подогретом виде поступает в тепловой насос. Аккумулированное тепло поступает по внутреннему контуру. Это способствует нагреву воды в радиаторах и трубах. Тепловой насос является ключевым элементом. Этот агрегат имеет небольшие размеры и занимает места не больше, чем стиральная машина.

На какой объем тепловой энергии рассчитывать

Если вам интересна производительность, то на каждый киловатт потребленной электроэнергии насос будет выдавать около 4 кВт тепловой энергии. Обычный кондиционер, который работает по схожему принципу, на 1 кВт электроэнергии будет отдавать 1 кВт тепловой. Устройство этого вида отопления самое дорогое и трудоемкое сегодня. Его стоимость определяется покупкой оборудования и земляными работами. Бережливый хозяин задумывается, а нельзя ли сэкономить. Сделать это можно, оборудовав систему своими руками.

О горизонтальном теплообменнике

Если вы хотите обустроить геотермальное отопление своими руками, то должны знать, что довольно часто при этом используется горизонтальный контур. При этом трубы располагаются в траншее на большей глубине, чем уровень промерзания почвы. Недостатком здесь может выступить территория, которая будет занята контуром. Она должна быть больше, чем площадь дома. Если этот параметр составляет 250 м², то под трубы уйдет примерно 600 м². Не каждый владелец частных угодий способен позволить себе такую роскошь. Могут возникнуть еще и некоторые неудобства, если участок огорожен. Важно, например, соблюсти расстояние от деревьев.

Когда стоит выбрать вертикальный теплообменник

Геотермальное отопление своими руками может быть обустроено еще и посредством установки вертикального теплообменника. Для этого не потребуется столь внушительная площадь, но придется использовать специальное бурильное оборудование, обустраивая систему своими руками. Геотермального отопления из колодца тоже возможно. Глубина скважины будет зависеть от технологии и варьируется в пределах от 50 до 200 м, а вот срок эксплуатации достигает 100 лет. Этот способ особенно актуален, когда отопление устраивается в доме с прилегающей территорией, на которой будет сохранен ландшафт.

Стоит ли использовать водоразмещенной теплообменник

Если вы решили устроить геотермальное отопление своими руками, стоит рассмотреть водоразмещенный теплообменник. Эта установка является наиболее экономичной. Ее рекомендуют, если до ближайшего водоема выдержано расстояние меньше 100 м. При этом контур из труб укладывается на дно, а глубина залегания должна составить примерно 2, 5 м, что ниже линии промерзания.

Площадь водоема должна составить 200 м² или больше. Главной особенностью является то, что трудоемкие земляные работы выполнять не придется, но предстоит получить разрешение соответствующих служб. Из всех перечисленных видов, пожалуй, лишь последний вариант достаточно просто воплотить в жизнь своими руками.

Порядок выполнения работ

Для обогрева дома не удастся найти специалистов, которые согласились бы пробурить скважину на 1,5 км. Но если вы проживаете в районе, где горячая вода бьет из-под земли, то затраты на отопление окажутся минимальными. Первой задачей будет определение глубины и месторасположения залегания ближайшего горячего водоема. На втором этапе необходимо будет пробурить скважину или две. По одной горячая вода будет поступать в дом через насос, по другой - возвращаться назад. В последнем случае она будет остывшей.

На следующем этапе при устройстве системы геотермального отопления дома необходимо будет установить и отладить работу теплового насоса. Это же касается и труб, через которые будет добываться и нагнетаться вода из источника. В доме тепловое оборудование будет стандартным. Это могут быть батареи или скрытые тепловые коммуникации, а точнее, теплый пол.

Герметичные источники не всегда содержат дистиллированную воду. Из-за примесей и солей вода может не подойти для непосредственной подачи в радиаторы и трубы парового отопления. Температура нескольких источников так высока, что будет разрушать магистраль. Для того чтобы этого избежать, водой из источника с помощью радиатора нагревают воду из водопровода, которая потом набирается в батареи. Этот способ называется непрямым. Он позволяет согреться и помыться, ведь тепла некоторых источников хватает сразу на две задачи.

Совет специалиста

В роли возвращаемой жидкости может служить отработанная остывшая вода. Набирать ее можно и с помощью насоса из близлежащего водоема. Энергоэффективность такой конструкции будет выше затрат энергии на функционирование насоса. Если учитывать экологическую чистоту, абсолютную безопасность и полную заполняемость энергоносителя, применение геотермальной энергии можно порекомендовать всем, кто имеет к ней доступ.

Насос своими руками

Если вам будет знакома схема действия и устройство теплового насоса, то собрать его самостоятельно не представится сложным. Перед работами следует рассчитать параметры будущей системы. Если вы решили обустроить геотермальное воздушное отопление своими руками, то можете воспользоваться наиболее простым вариантом - системой воздух-вода. Работы не будут сопровождаться манипуляциями по устройству внешнего контура, который присутствует в грунтовых и водных разновидностях насосов.

Для монтажа требуется два канала, по одному из них будет подаваться воздух, по второму - отводится отработанная масса. Помимо вентилятора, следует позаботиться о наличии компрессора необходимой мощности. Для такого агрегата подойдет компрессор, который стоит в сплит-системе. Приобретать новый агрегат необязательно, вы можете позаимствовать его у старого оборудования. Лучше, если этот узел будет иметь спиральную разновидность. Эти компрессоры имеют достаточную эффективность и создают нужное давление, что способствует повышению температуры.

Геотермальное отопление самому можно создать, если устроить конденсатор. Для него понадобится медная труба и емкость. Из первой выполняется змеевик. Для этого используется цилиндрическое тело необходимого диаметра. На него наматывается медная труба. Готовый змеевик устанавливается в емкость, которая разрезается пополам.

Для емкости лучше использовать материалы, которые в процессе эксплуатации будут проявлять устойчивость к коррозионным процессам. После помещения внутрь змеевика, половинка бака должна быть сварена. Перед тем как сделать геотермальное отопление дома своими руками, вы должны определить площадь змеевика, используя следующую формулу: МТ/0,8 РТ. В ней МТ - мощность тепловой энергии, которая будет выдаваться системой. Цифра - это коэффициент теплопроводности, когда вода взаимодействует с материалом змеевика. На входе и выходе вода будет иметь разную температуру, эта разница обозначается двумя последними буквами в формуле.

Геотермальное отопление гаража своими руками может быть обустроено по тому же принципу. При этом, выбирая трубу, вы должны обратить внимание на то, какую толщину имеют стенки. Этот параметр должен составить 1 мм или больше. В противном случае труба будет деформироваться в момент намотки. В верхней части емкости следует расположить трубу, по которой будет идти хладагент. Система предусматривает наличие испарителя теплового насоса. Он может быть выполнен в двух вариантах. Первый - это емкость со змеевиком, второй - труба в трубе. Температура жидкости в испарителе будет небольшой, поэтому емкость может быть изготовлена из пластиковой бочки. Туда помещается контур, который изготавливается из медной трубы.

Спираль змеевика испарителя, в отличие от конденсатора, должна соответствовать высоте емкости и ее диаметру. Изготавливая геотермальный насос для отопления, вы можете выполнить испаритель в виде системы труба в трубе. В этом варианте трубка с хладагентом помещается в пластиковую трубу более внушительного диаметра. По ней будет циркулировать вода. Труба должна иметь такую длину, которая будет зависеть от мощности насоса. Этот параметр может варьироваться от 25 до 40 м. Эту трубу необходимо свернуть в спираль.

К запорно-регулирующей трубопроводной арматуре будет относиться терморегулирующий клапан. В роли запорного элемента используется игла. Ее положение обуславливается температурой в испарителе. Этот элемент имеет сложную конструкцию, в его составе:

• диафрагма;
• термобаллон;
• капиллярная трубка;
• термоэлемент.

Эти составляющие могут выйти из строя при воздействии высоких температур. Во время работ по пайке клапан должен быть изолирован асбестовой тканью. Регулирующий клапан должен соответствовать производительностью испарителя. Обустраивая геотермальное отопление дома своими руками, на следующем этапе после изготовления основных частей вы должны будете собрать конструкцию в один блок. Самым ответственным этапом является закачка хладагента или теплоносителя. Провести подобную операцию самостоятельно вряд ли получится. Нужно обратиться к профессионалам, которые занимаются обслуживанием и ремонтом климатического оборудования. У специалистов этой сферы есть нужное оборудование. Они могут произвести заправку хладагентом и осуществить тестирование работы системы. Самостоятельная закачка может спровоцировать поломку конструкции и привести к тяжелым травмам.

Для запуска системы понадобится специальное оборудование. На этом этапе пусковая нагрузка должна быть равна 40 А. Без пускового реле здесь не обойтись. После этого этапа следует осуществить регулировку давления хладагента и клапана. К выбору хладагента следует отнестись серьезно. Это вещество является основным переносчиком тепловой энергии. Из известных сегодня хладагентов наибольшей популярностью пользуются фреоны. Это углеводородные производные соединения, в которых атомы углерода замещаются на другие элементы.

Отопление из холодильника. Инструменты и материалы

Если вы хотите обустроить своими руками геотермальное отопление из холодильника, то в основе системы будет компрессор, который должен быть исправным. Ремонтировать эту часть нерентабельно, кроме того, работоспособность самоделки останется под вопросом. Для сборки конструкции понадобится терморегулирующий клапан. Лучше, если все комплектующие будут от одной системы, тогда их довольно просто будет совместить. Для монтажа теплонасоса следует использовать кронштейны, длина которых составляет 30 см. Придется приобрести еще и медные трубы, герметичную емкость, пластиковый бак и полимерные трубы.

Компрессор следует установить на стену с помощью кронштейнов, после этого можно начинать изготовление конденсатора. Металлический бак разрезается болгаркой, в одну его часть нужно будет установить медный змеевик. Емкость сваривается, в ней после этого следует подготовить резьбовые отверстия. На стальной бак наматывается медная труба. Емкость бака должна составить 120 л. Концы витков необходимо закрепить рейками. К выводам нужно подсоединить сантехнические переходы. На пластиковый бак следует укрепить змеевик. Он будет использоваться в роли испарителя. Он не перегревается, поэтому брать металлическую емкость необязательно. Готовый испаритель крепится к стене.

Запорное устройство и особенности подключения будут зависеть от вида схемы. Это может быть вода-земля, вода-воздух или вода-вода. В первом случае коллектор устанавливается ниже линии промерзания почвы, а трубы должны находиться на той же глубине. Если вы выбрали систему вода-воздух, то ее будет монтировать довольно просто, так как земляные работы проводить не требуется. Для монтажа коллектора подойдет место возле дома или на крыше. Конструкцию коллектора предстоит собрать из полимерных труб, если вы выберете систему вода-вода. После этого собранная схема опускается в центр водоема.

Отзывы

Отзывы о геотермальном отоплении бывают хорошими и плохими. Среди положительных следует выделить то, что такая схема исключает сжигание топлива. Потребителям нравится акустический комфорт, ведь насос работает бесшумно. Кроме того, нельзя не выделить экономическую выгоду и экологический фактор.

Системы такого рода, как подчеркивают пользователи, компактны и многофункциональны. Но есть и недостатки, в роли одного из них выступают затраты, на которые придется пойти при установке системы и подготовке ее к работе.