Энергия земли для отопления дома: обогрев за счет энергии земли, земляное отопление из земли своими руками, фото и видео примеры

Дом

Содержание

обогрев загородного дома за счёт тепла земли современные способы и технологии

В современном мире практически каждый владелец частного дома мечтает о том, чтобы его жилище было действительно комфортным в любой сезон: летом в здании было немного прохладно, а вот в зимнюю стужу — тепло.

Сегодня существует огромное количество видов топлива для обогрева домов – это дрова, электроэнергия, торф, газ и уголь, а также геотермальное отопление загородного дома.

Стоит отметить, что оборудование, которое может работать на газе, угле, торфе и прочем горючем материале нельзя отнести к безопасным для окружающей среды. Вред от таких видов отопления очевиден.

К тому же стоимость топлива постоянно возрастает. Сегодня многие потребители желают применять для отопления частного дома использовать тепло, полученное из земли.

Современный вид отопления

Достоинства геотермального отопления – это экономность, экологичность, чистота и безопасность

Пользователи уверены в том, что именно газовое отопление частного дома является наиболее оптимальным вариантом, однако стоит обратить внимание на некоторые, весьма отрицательные, качества. Недостатки такой системы отопления «налицо».

Установить именно такой обогрев в принципе невозможно, если к дому или коттеджу не была проведена газовая магистраль. Монтаж самой газовой установки требует практически постоянного обслуживания и строгого исполнения всех норм безопасности.

Владельцы к тому же должны иметь и специальные разрешения на такой вид обогрева помещения.

Наиболее оптимальным решением проблемы обогрева загородного дома или просто частного коттеджа считается геотермальное отопление.

Практически ежедневно число пользователей, которые убедились в эффективности данной системы и теперь применяют ее, растет очень быстро.

Обогрев такого типа имеет огромное количество преимуществ. Одним из наиболее значительных достоинств считается экономность данной системы отопления, а также ее экологичность, чистота и безопасность.

Как отопить загородный дом с помощью природы?

В последние годы некоторые потребители стали осуществлять отопление дома теплом земли. Сегодня многих интересует такой вопрос: «Что же из себя представляет геотермальная установка?».

Сама конструкция и схема работы данной системы достаточно сложная для восприятия и понимания, поэтому для большей ясности стоит привести пример.

Геотермальная система отопления в некотором роде работает по принципу холодильника, только наоборот. Роль морозильника в данной схеме играет испаритель, что находится очень глубоко под землей.

В виде медного змеевика выполнен конденсатор, который применяется для доведения воздуха или же воды до нужной температуры. Стоит отметить, что температура испарителя, которая находится под землей, является существенно ниже, чем над самой поверхностью.

Производители подобных систем отопления смело заявляют, что температура колеблется в таком диапазоне как 5-8 градусов Цельсия. Сегодня отопление от земли – это проверенная практика, которая становится все более популярной в разных уголках страны.

Именно благодаря использованию надежных и прочных компрессоров, а также других инновационных технологий рефрижераторных систем, появилась возможность создавать необычные и уникальные в своем роде способы получения «некачественного тепла», которое на поверхности земли можно преобразовать в «качественное тепло» и в дальнейшем беспрепятственно применять в геотермальном отоплении загородного дома.

Эффективность подобной системы отопления доказана специалистами, поэтому есть все основания для начала промышленного производства основного элемента такого способа обогрева помещения — тепловых насосов.

Принцип работы геотермальных систем

Принцип действия теплового насоса. Нажмите для увеличения.

Отопление за счет тепла земли — это уже давно не миф, а распространенная практика.

Геотермальные системы отопления могут работать по принципу физической передачи тепловой энергии от окружающей среды к хладагенту.

Подобный процесс наблюдается и в работе обычного холодильника.

Больше чем 75% всего объема тепла, которое может выделяться при работе системы, исполняющей отопление дома теплом земли, являет собой энергия окружающей среды.

В дальнейшем она накапливается, и далее поступает в жилые комнаты и другие помещения коттеджа или загородного дома.

Эксперты обращают внимание на то, что именно такой вид энергии имеет удивительную способность к самовосстановлению, поэтому геотермальная система отопления не наносит абсолютно никакого вреда или ущерба энергетическому или же экологическому балансу окружающей среды и нашей планете.

Система отопления имеет одно важное достоинство – она является абсолютно безопасной для использования.

Оборудование, которое не займет много пространства.

Отопление частного дома теплом земли стало активно внедряться совсем недавно. Основной причиной возникновения таких систем отопления для частных домов специалисты называют энергетические кризисы, которые нередко появлялись в 70-х годах 20-го столетия.

Поначалу отопление энергией земли считалось роскошью, поэтому только самые богатые и элитные семьи могли позволить себе абсолютно инновационную систему отопления дома.

Далее, в связи с активным развитием науки, техники и появлением совершенно новых технологий, геотермальные системы обогрева приобретали все большее распространение, а стоимость их монтажа и обслуживания – снижалась.

Тепловой насос занимает достаточно мало места в Вашем доме. Нажмите для увеличения.

Сегодня небольшая семья даже со средним достатком может позволить себе установить систему для обогрева дома без серьезного нарушения своего семейного бюджета. Современное геотермальное оборудование качественно улучшено и модернизировано.

Усовершенствование систем происходит и по сей день, так как создание новых агрегатов приводит к уменьшению расхода энергии и большей экономии.

На качественно новом уровне осуществляется функционирование подобных отопительных систем, ведь новое и необычное топливо, такое как энергия земли, используется для кондиционирования, и обогрева частного дома.

Отопление частного дома теплом земли пользуется популярностью во всех уголках планеты.

Ведь именно такая энергия может создавать уютные, комфортабельные и оптимальные условия для жизни каждого человека, не загрязняет окружающую среду вредными и негативными веществами, как это происходит во время сгорания торфа, угля или газа.

Геотермальное отопление может легко работать и обходиться без любых процессов сгорания, поэтому владельцам не стоит беспокоиться о таком вопросе, как возгорание и взрыв системы, она полностью безопасная в эксплуатации.

Преимущества геотермального отопления

Кроме всех вышеперечисленных достоинств, еще одним важным преимуществом считается отсутствие необходимости приобретать дополнительные дымоходы или вытяжки, которые возможно могут применяться для бесперебойного функционирования иных видов отопительных систем.

Геотермальная система отопления практична тем, что не выделяет вредных испарений, запахов и прочего, также стоит отметить отсутствие шума. Само оборудование является компактным, то есть экономит пространство.

Отопление из земли практично и тем, что его оборудование незаметно для людей, в отличие от жидкотопливных и твердотопливных систем обогрева. Целостность фасада и интерьера коттеджа или загородного дома не пострадает.

Сравнительная характеристика различных систем отопления. Нажмите для увеличения.

К тому же нет необходимости тратить время на такие вопросы, как приобретение, хранение и доставка топлива, ведь специалисты считают, что энергия планеты — неиссякаемая.

Еще одним весьма примечательным фактом считается удивительная возможность геотермального насоса во время зимы нагревать помещения, а летом в зной, опять же, с помощью насоса охлаждать дом.

Да, использование для отопления частного дома или загородного коттеджа тепла, полученного из земли, требует немалых затрат. Так, оно стоит в несколько раз дороже, чем газовое или дизельное оборудование.

Однако необходимо помнить, что такая система потребляет значительно меньше энергии, поэтому, если рассчитывать на долгосрочное ее применение, то такая система себя вполне окупит.

Перспектива и экономическая целесообразность применения именно такого оборудования становится сегодня все более очевидной.

Экономия площади при монтаже тепловых насосов

Сегодня есть три способа для того, чтобы сэкономить пространство при установке тепловых насосов:

  1. эксплуатация тепловых грунтовых вод;
  2. эксплуатация подземных зонтов;
  3. прокладка особых зонтов в горизонтальном положении, которые будут находиться ниже уровня зимнего оледенения на дне водоема.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

видео-инструкция по монтажу своими руками, особенности отопительных систем, использования земляного тепла, цена, фото





Большинство из нас понимают, что использование в качестве топлива угля, газа и древесины не обходится бесследно для экологии. Однако, внедрение альтернативных источников энергии тормозится их высокой стоимостью и КПД, которые пока уступают традиционным. Но в последнее время производители все чаще и чаще стали обращать внимание на подобные продукты, поэтому надеемся, что в скором времени они будут более просты в установке и не такие дорогие.

Сегодня рассмотрим геотермальное отопление, которое можно установить для частного дома своими руками. Вы узнаете о принципе его работы, видах, особенностях и самостоятельном монтаже.

Как происходит отопление теплом земли загородного дома

Стоит сказать, что в европейских странах и США отопление от земли постепенно становится основным источником отопления дома, но у нас пока такие системы выступают лишь альтернативой более традиционным.

Появление и распространение

Энергия земли для отопления стала распространяться в США ближе к концу 80-х годов прошлого века в городах, тяжело переживавших кризис. Системой сразу заинтересовались состоятельные люди, которым она давала возможность экономить на обогреве жилья. Затем она стала дешеветь, и ее стал применять и более бедный класс населения.

Спустя некоторое время тепло земли для отопления превратилось в прерогативу большинства владельцев частных домов. В Европе с каждым годом число домохозяйств, использующих отопление дома теплом земли, только увеличивается.

Такая тенденция распространения геотермального обогрева вполне понятна. Использование тепла земли для отопления позволяет существенно экономить семейный бюджет, оно безопасное и экономичное.

Функционирование геотермального обогрева

Его принцип работы можно сравнить с обычным холодильником, только наоборот. Земля удерживает тепло постоянно, поэтому ним можно нагревать объекты, расположенные на ее поверхности.

Смысл способа в том, что изнутри планета прогревается горячей магмой, а сверху грунт не дает ей промерзать. Получаемая тепловая энергия используется геотермальной системой обогрева, основанной на специальном тепловом насосе.

Получить отопление от тепла земли можно благодаря тепловому насосу

Происходит следующий процесс:

  1. Тепловой насос устанавливают на поверхности.
  2. В земле бурится отверстие, в которую опускают теплообменник.
  3. Проходящая через насос грунтовая вода нагревается и используется затем в бытовых и промышленных целях.

С помощью теплового насоса удается преобразовать 1 кВт электричества в 4-6 кВт теплоэнергии

Основным преимуществом системы является соотношение электрической энергии и получаемой мощности – 1 к 4-6 кВт. К примеру, при использовании обычного кондиционера выходит 1 к 1. Поэтому установка вполне себя сможет окупить в скором времени.

Особенности

Самостоятельное отопление дома от земли имеет определенные трудности, о которых мы расскажем ниже:

  1. Начинаются они с изготовления шахтного ствола.
    Его расчет ведется отдельно для каждого конкретного случая, во внимание принимают:
    • климат в данной местности;
    • тип грунта;
    • характеристику строения земной коры в данном регионе;
    • площадь обогрева.

На фото – основу геотермального обогрева дома составляют глубинная скважина и тепловой насос

Обычно глубина варьируется в пределах 25-100 м.

  1. На следующем этапе в ствол опускают трубы, которые должны поглощать тепло из недр и подавать его в насос, повышающий температуру теплоносителя в системе отопления.

Совет: работы лучше проводить с помощником, так как трубы часто бывают достаточно большой массы.

Летом отопление энергией земли можно запустить в качестве кондиционера. Для чего активируется обратный механизм. Во время работы теплообменник начнет брать охлаждающую энергию.

Виды

Для экологически безвредной и эффективной работы системы есть три основных варианта:

Грунтовые воды В этом случае применяют для обогрева здания тепловую энергию грунтовых вод, расположенных на большой глубине. У нее достаточно большая температура, поэтому тепловой насос отопления поднимает ее и нагревает. После этого вода через теплообменник отдает основную часть имеющейся энергии.
Антифриз Метод требует дополнительных расходов. На глубину 75 м и ниже опускается резервуар с антифризом, цена которого довольно высокая. Когда он нагреется, его тепловым насосом поднимают к теплообменнику. После отдачи тепла антифриз поступает снова в емкость.
Водоем Данный способ не требует оборудования грунтовой шахты. Такое отопление дома от земли подходит в том случае, если есть выход на водоем. От теплообменника по дну водоема ставят горизонтальные зонды, которые помогают преобразовывать тепло воды.

Виды геотермального обогрева

Преимущества геотермального обогрева

Теперь узнаем, какими достоинствами обладают такие системы, и смогут ли они удовлетворить наши запросы:

  1. Тепловой энергии выделяется в несколько раз больше, чем расход электроэнергии на работу насоса.
  2. Нет вредных выбросов, поэтому отопление загородного дома от земли экологически чистый способ.
  3. Для функционирования системы необходимо только электричество. Не требуется использование химических средств и топлива.
  4. Во время работы нет опасности взрыва или возгорания.
  5. Правильный монтаж отопительной системы гарантирует функционирование без техподдержки примерно 30 лет.

Как самостоятельно воспользоваться теплом земли для обогрева дома

Самостоятельная установка геотермального обогрева

Нужно сказать сразу, что отопление дома энергией земли потребует одномоментного большого вложения средств. Львиная доля из которых пойдет на обустройство шахтного ствола.

Совет: самая дорогая часть в тепловом насосе – компрессор. Если не хотите проблем, не приобретайте его с китайского завода.
Лучше использовать Danfoss или Copeland (желательно не из Китая).

Рекомендуем также использовать вместо радиаторов отопления систему теплый пол. Так можно снизить окупаемость оборудования в разы. Учесть следует и ежегодное повышение тарифов на традиционные энергоносители, в тоже время геотермальная система отопления дома позволит избежать ценовых скачков.

Внутри дома ничего не будет напоминать про то, что вы используете земляное отопление. Основная часть схемы – скважина и теплообменник, будут скрыты под землей. Необходимо только выделить небольшое место для прибора, к примеру, в подвале, генерирующего теплоэнергию.

Конструкция теплового насоса

Устройство позволяет производить регулировку температуры и подачу теплоэнергии. Инструкция по монтажу системы отопления в доме не отличается от традиционного способа, поэтому никаких особенностей в нем нет.

Вывод

Применение тепловых насосов позволяет избавиться от дорожающих каждый год традиционных видов топлива, хотя первоначальные затраты будут довольно большими. Монтаж геотермального отопления вполне можно проводить самостоятельно, только при установке труб в шахтный ствол желательно пригасить помощника.

Окупаемость проекта зависит от утепленности жилья, а также метода обогрева – радиаторный или теплые полы. Видео в статье даст возможность найти дополнительную информацию по вышеуказанной теме.

Тепловая энергия земли для обогрева дома

Земля и озера вокруг нас представляют огромный резервуар возобновляемых источников тепловой энергии, запасенной от солнца. Эта геотермальная энергия, по оценкам специалистов, превышает все другие источники энергии, более чем в две тысячи раз.

Основой системы геотермального отопления являются один или несколько источников, расположенных в земле, плюс насос, работающий по принципу кондиционера. В отличие от обычных систем отопления, которые сжигают ископаемое топливо или используют электричество, чтобы создать тепло, тепловые насосы просто перемещают тепло из одного места в другое, только с небольшим преобразованием.

Когда это оправдано?

  • Участок не подключен к газу. В таком случае, установка теплового насоса будет эффективнее.
  • При сроке окупаемости менее 8 лет. Если есть свободные деньги, то можно вложить в систему и это прослужить своеобразной инвестицией.
  • При создании автономных инженерных систем.
  • При возможности установки всех компонентов. Стоит учитывать, что для такого вида насоса необходимо будет установка грунтового теплообменника.

Оборудование можно монтировать таким образом, что оно будет функционировать в отопительный период в режиме обогрева помещений, а в летний – в режиме кондиционирования.

Как работает система геотермального отопления?

На глубине ниже 2,5 — 3 метров, температура остается на уровне средней годовой температуры воздуха. Зимой, геотермальная система собирает эту тепловую энергию из земли и концентрирует ее внутри дома или здания, чтобы обеспечить отопление помещений.

Для каждой единицы энергии, используемой тепловым насосом, хорошо продуманная геотермальная система может обеспечить 3,57 единиц тепловой энергии в здании. Все тепловые насосы рассчитаны на отраслевой стандарт, называемый коэффициентом полезного действия, или КС, который, как правило, находится в диапазоне от 3,0 до 4,0. Это означает, КПД такой отопительной системы достигает 300% — 400%.

Как это работает летом?

Летом происходит обратный процесс, и геотермальный тепловой насос перемещает тепловую энергию из здания и сохраняет его обратно в земле. Кроме того, энергия, которая удаляется из помещения, может быть использована для эффективного нагрева бассейна, горячей воды или других инженерных систем, которые требуют тепла.

Грунтовые тепловые насосы могут обеспечить, как отопление, так и кондиционирование с эффективностью недостижимой для другого оборудования отопления или охлаждение.

Способы размещения контуров

Ниже представлены несколько основных типов размещения трубопроводов для формирования геотермальных систем.

  • Горизонтальные петли. Используются, если есть соответствующая требованиям поверхность земли. Прокладка труб выполняется в траншеи, длина которых находится в диапазоне от 30 до 40 метров. Специальное буровое оборудование используется для отверстий малого диаметра и длиной от 30 до 120 метров.
  • Вертикальные петли. Являются идеальным выбором при ограничении или недостатке открытых поверхностей земли. Применяется оборудования для бурения скважин и закладки трубопроводов.
  • Озерные петли. Очень экономичны в установке, когда доступен водоем, поскольку затраты на проведение земляных работ практически исключены. Катушки из труб просто размещаются на дне пруда или озера. Подобные системы петлевые, они используют грунтовые воды в качестве непосредственного источника энергии. В благоприятных условиях, открытая геотермальная система может считаться наиболее экономичным источником.

Для улучшения эффективности там, где большие геотермальные системы не являются жизнеспособными, оправдано существование гибридных котлов. Такие системы включают в себя, как геотермальный цикл, так и стандартное отопительное оборудование.

А те, кто хотели бы использовать возобновляемые источники тепла для обогрева жилья, но при этом нет возможности из-за недостаточной площади земли пробурить скважину или установить горизонтальный коллектор — следует выбирать воздушный тепловой насос NIBE. К тому же, цена “под ключ” такого типа насосов существенно ниже геотермальных. Они также эффективно работают даже при температуре на улице до -25 °C, обеспечивая дом теплом и горячей водой.

Геотермальная энергия. отопление. НПО КВО

Геотермальная энергия – это энергия нашей Земли, которая может быть использована и для отопления загородного дома. В отличие от газа, электричества, жидкого и твердого топлива, этот вид энергии является бесплатным, а его использование безопасно и экологично. Цены на установку могут быть некоторым не по карману, но следует помнить, что вы избавляете себя от дальнейших расходов на расходные материалы.

Все большую популярность в нашей стране приобретают альтернативные источники энергии. Солнечная и геотермальная энергия применяется для отопления дач. Если солнечная энергия в центральной части России, а в частности в Московской области, может использоваться примерно 9 месяцев в году, то в случае с энергией Земли никаких ограничений нет.

Стоимость геотермального отопления коттеджа

Главным препятствием является более высокая стоимость оборудования, однако преимущества в дальнейшем использовании будут весьма существенны. Отопление загородного дома энергией земли автономно и не зависит от работы коммунальных служб. Каким же образом геотермальная энергия может быть использована в системе отопления коттеджа в климатических условиях нашей страны? Для генерации тепловой энергии Земли даже при низкой температуре используется специальный геотермальный тепловой насос, который устанавливается в скважину глубиной 200 м, где температура в любое время года держится на отметке плюс 10 градусов. После монтажа отопления «энергия земли» именно через него прогоняется холодная вода, она нагревается за счет земного тепла и возвращается в дом для его обогрева.

Такая установка может эффективно использоваться и летом, не только для горячего водоснабжения, но и для охлаждения дома, как кондиционер. Если просчитать все затраты, связанные с установкой и использованием более дешевых систем отопления, а также дополнительной системы кондиционирования, то цена установки геотермальной системы, если учесть, что в дальнейшем она не потребует трат, не покажется высокой. Система геотермального отопления не занимает большого пространства, не требует специальных помещений, в результате использования в атмосферу не выделяется никаких веществ, как в случаях с использованием газа, твердого или жидкого топлива. А соответственно, нет риска возгорания. Энергия земли для отопления дачи не оказывает радиационного, магнитного воздействия. Это самый экономичный, экологичный и безопасный способ отопления дома подходящий и для установки на территории Подмосковья.

что такое система с внешним земляным контуром

Вы просматриваете раздел Геотермальное, расположенный в большом разделе Виды.

Геотермальным называется способ обогрева помещений за счет энергии, полученной из недр земли.

В 70-х годах XX века разразился нефтяной кризис. Промышленники стали искать способ замены топлива альтернативным источником.

Так появилось первое геотермальное отопление.

Сегодня подобный вид получения тепла распространен в Северной Америке и Западной Европе.

Геотермальное отопление из-под недр земли: что это такое, принцип работы

Геотермальное отопление работает как холодильник, только для нагрева. На поверхности земли устанавливается тепловой насос, из которого опускают теплообменник в шахту.

Через устройство наверх поступает грунтовая вода, по пути нагреваясь. Прогретая жидкость используется для обогрева помещений.

Расход энергии на нагрев воды меньше, чем получаемая теплоотдача.

Принцип работы

Коллектор поставляет теплую воду в испаритель. Хладагент, нагреваясь, испаряется. Пар прогревается компрессором за счет электричества. Конденсатор охлаждает пар, вызывая выброс теплой энергии и возвращение хладагента в начальное жидкое состояние.

Для прогрева воды требуется электроэнергия. Каждый затраченный кВт приносит, в среднем, 5 полезных кВт энергии.

Список оборудования

Для создания геотермальной установки требуются 4 устройства:

  • коллектор;
  • испаритель с хладагентом;
  • компрессор;
  • конденсатор.

Среди перечисленных компонентов два требуют подключения электричества: компрессор и конденсатор.

Достоинства

Геотермальное отопление имеет преимущества над прочими типами обогрева:

  • Полученная энергия применяется для любых целей.
  • Длительность подачи топлива к конкретному участку не ограничена.
  • Его использование экологически безопасно.
  • Установка не требует частого обслуживания.
  • Система окупается с течением времени.
  • Геотермальная установка занимает немного места: не больше, чем холодильник.
  • При необходимости система легко перенастраивается.
  • Совместимо с другими типами отопления.

Недостатки

Хотя геотермальное отопление имеет много преимуществ, у него есть и недостатки:

  • Дорогостоящая система и монтаж.
  • Окупается примерно через 10 лет.
  • Систему нельзя использовать в районах с температурой, опускающейся ниже 20 градусов.
  • Вне зависимости от типа установки, требуются масштабные земельные работы с использованием арендованных устройств.

Внутренний и внешний виды земляных контуров

Основа системы — тепловой насос, подключенный к двум контурам: внешнему и внутреннему.

Внутренний контур состоит из труб и радиаторов, передающих энергию нагретой воды в помещение. Их может дополнять подогрев полов.

Внешний контур — система, занимающаяся подачей тепла к внутреннему. По контуру циркулирует вода, дополненная незамерзающим компонентом. В геотермальном отоплении жидкость называется теплоносителем. Так теплоноситель поступает в тепловой насос, нагреваясь за счет повышения давления. Прогретая жидкость поступает во внутренний контур, передавая тепло в помещение. Затем остывшая вода уходит на глубину, где прогревается. Таким образом, цикл повторяется.

Тепловой насос воздух-вода: схема

Тепловой насос — оборудование, применяемое для отопления. Устройство собирает тепло из воздуха, перерабатывая в энергию. С её помощью насос греет воду, которая отдает тепло в помещение. Принцип работы насоса воздух-вода заключается в обратном цикле Карно. Устройства способны функционировать пока на улице температура превышает 20—25 градусов ниже нуля.

Фото 1. Схема строения теплового насоса воздух-вода. В данном случае тепло, собранное из воздуха перерабатывается в энергию.

Система состоит из четырех компонентов. По внешнему контуру циркулирует фреон, преобразующийся в пар в испарителе. Далее газ сжимается в компрессоре и переходит в конденсатор. Пар конденсируется в воду, которая возвращается в цикл, а тепло, выделенное в процессе, нагревает воду внутреннего контура. Таким образом, происходит два цикла: циркуляция воды с хладагентом через землю; обогрев помещений через радиаторы.

Теплонасосы типа воздух-вода зависят от внешней температуры. При сильных морозах обогрев работает проблемно, поскольку фреон во внешнем контуре замерзает. Этим обусловлено использование систем в теплых странах, где температура редко падает ниже -10. В подобных районах геотермальное тепло позволяет провести не только отопление, но и горячее водоснабжение.

Если на улице температура упала до предельного уровня работы фреона, система автоматически подключает альтернативное отопление за счет электричества или газа. С повышением температуры и возобновлением работы геотермальной установки, альтернативный источник отключается.

Вам также будет интересно:

Горизонтальная установка системы, работающей за счет тепла земли

Горизонтальная укладка внешнего контура используется в районах, где земля ежегодно промерзает на определенную глубину. Трубы размещают ниже этого уровня в траншею, протянувшуюся параллельно земле.

Фото 2. Установка геотермальной отопительной системы по горизонтальному принципу. Для подобной конструкции необходим большой котлован.

Циркулируя по прогретой земле, вода нагревается, поступает в тепловой насос, затем нагревает жидкость во внутреннем контуре. Отдав тепло, жидкость возвращается на новый круг по траншее.

В земле прокапывают траншеи, прокладывают трубы. Закончив с внешним контуром, специалист монтирует насос, затем прокладывает внутренний контур.

Важно! Землю, в которой расположены трубы, лучше засеивать овощами и плодовыми кустарниками. Деревья, при наличии, следует пересадить.

Преимущество заключается в вариативности создания системы. Она подходит для осваиваемых участков земли, на которых только завершили строительство дома или загородного коттеджа.

Недостатки заключаются в большом объеме работ по прокладыванию труб; в невозможности использования в холодных районах планеты. Горизонтальное геотермальное отопление ограничивает посадку деревьев на участке.

Вертикальная установка

Вертикальное тип используется в местах, где горизонтальное невозможно. Для установки бурят несколько скважин, в которые устанавливают внешний контур. Скважины бурят из одной точки, немного отклоняя угол от вертикали, так получается больше тепла.

Вода греется при путешествии через глубины земли, поступает в испаритель, преобразуется в пар. Воздух сжимается компрессором и резко выбрасывает энергию в конденсаторе.

Выделившееся тепло нагревает внутренний контур, обогревающий помещение, а жидкость отправляется на новый круг по трубам.

В земле бурят скважины, прокладывают трубы. Создав внешний контур, строители устанавливают насос, затем прокладывают внутренний контур.

Внимание! Бурение требует аренды специальной установки, что увеличивает затраты на строительство. Необходимо пробурить от 50 до 200 метров вглубь земли, в зависимости от местности.

Преимущество заключается в возможности не нарушать ландшафт обустроенного участка.

Недостатки: для циркуляции требуется больше электроэнергии, чем для горизонтальной системы; использование парных скважин для поступления и сброса воды обратно недостаточно эффективно.

Монтаж геотермального отопления для частного загородного дома

Процесс установки выглядит следующим образом:

  • подготовка, включающая замер и подбор компонентов для работы;
  • установка внешнего контура системы;
  • установка внутреннего контура;
  • налаживание работы и пуск отопления.

Скважины — внешний контур, а циркуляционный насос и батареи — внутренний. Тепловой насос устанавливается в доме.

Внешний контур располагается в непосредственной близости к отапливаемому строению, не далее, чем в 10 метрах. Соединения, расположенные в контуре, завальцовывают.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс монтажа теплообменника для геотермально системы отопления.

Окупаемость, количество производимой энергии

За один израсходованный кВт электроэнергии система производит 5 и более кВт бесплатной тепловой энергии. По расчетам специалистов, геотермальное отопление окупается примерно за 1 десяток лет. Эта величина уменьшается с увеличением площади отапливаемого помещения.

Геотермальные тепловые насосы: возобновляемая энергия земли

Геотермальные тепловые насосы — наиболее оптимальный вариант применения альтернативных источников энергии в условиях российского климата. Позволяют осуществлять отопление, водоснабжение, вентиляцию. Энергия земли неисчерпаема. При этом она абсолютно безопасна для экологии и для человека.

Что такое геотермальная энергия?

Геотермальная энергия – это энергия, которая содержится в недрах земного шара.

Как известно зимой водоем на определенной глубине никогда не замерзает, также, как и грунтовые воды в почве.

Температура нижних слоев грунта не зависит от «капризов» природы. Неважно – палит солнце, расплавляя асфальт, или мороз сковал все ледяной коркой, температура земли или воды на глубине 1-го-2-х метров остается неизменной. Люди научились использовать это свойство в своих целях.

Геотермальная энергия извлекается из:

1. грунта и грунтовых вод;

2. скальных пород;

3. водоемов.

Принцип работы геотермального теплового насоса:

Устройство теплового насоса смотрите в разделе: Отопление дома тепловым насосом.

 Твердотопливный котел длительного горения «Донтерм» ДТМ ТУРБО-30Т (http://donterm.pp.ua/), предназначен для отопления помещений, оборудованных системой водяного отопления, котел твердотопливный длительного горения Донтерм (ДТМ), работает на антраците, каменном и буром угле, дровах.

Действие геотермального насоса основано на способности газов нагреваться при сжатии, и отдавать тепло (охлаждаться) при расширении.

Охлажденный жидкий теплоноситель (хладагент или рассол) поступает в трубопровод. Труба протягивается вглубь грунта (или на дно водоема). Там теплоноситель нагревается за счет геотермальной энергии и поступает в теплообменник (испаритель), где отдает тепло внутреннему контуру теплового насоса и переходит из жидкого состояния в газообразное.

Газ попадает в компрессор. Хладагент сжимается, в результате чего его температура повышается еще больше. Затем поступает в конденсатор, и отдает тепло теплоносителю. Вновь переходит в жидкое состояние и поступает в трубопровод.

Для режима охлаждения в тепловой насос встраивается четырехходовой обратный клапан.

Способы укладки труб в грунте:

Длина трубопровода с хладагентом зависит от мощности теплового насоса. В среднем на 10 кВт – 400-450 метров. Если труба прокладывается не в грунте, а проходит по дну водоема, то для тех же тепловых потребностей достаточно будет 300 метров, поскольку коэффициент преобразования энергии в воде — выше.

На способ укладки влияют характеристики грунта, площадь участка. Варианты:

1. Горизонтальный грунтовый коллектор – трубопровод прокладывается на глубине 1-2 метра, в виде змейки или спирали. Желательно, чтобы почва была насыщена водой, участок хорошо освещался солнцем, не имел кустов и деревьев (корни могут повредить трубу).

Недостатки – задействует большую площадь (на 50-100% превышающую отапливаемую). Требует дополнительное место для временного хранения снятого слоя грунта (при монтаже труб).

2. Вертикальный грунтовый коллектор (или U-образный геотермальный зонд) – наиболее распространенный вариант укладки. Бурятся скважины, глубиной 50-150 м и трубопровод устанавливается в грунте вертикально, с петлей в основании (напоминает букву «U»). Это значительно экономит площадь участка.

Недостатки – самый дорогой способ. Необходимо приобрести или арендовать буровые установки. Могут потребоваться дополнительные согласования на монтажные работы.

3. Энергетические «корзины» (или энергетические петли) – устанавливаются вертикально на глубину до 4-5 метров в виде витков сужающейся спирали. Это позволяет обойтись без бурения скважины и при этом использовать энергию глубоких слоев земли.

Подходит для отопления и охлаждения небольших по площади коммерческих зданий или частных домов.

4. Энергетические «сваи» — бетон, залитый в скважину, не просто исполняет роль фиксатора трубы, но и является частью фундамента.


Недостаток: предусмотреть монтаж таких труб необходимо еще до начала строительных работ, на этапе проектирования.

Требования к грунту:

Больше всего подходит влажный грунт. Меньше всего – песок или гравий, неспособные удерживать влагу.

Важен уровень грунтовых вод. Учитывается структура частиц грунта – рыхлая или из твердых пород (как много трещин и какой размер). А также состав, плотность, водоемкость, теплоемкость почвы.

Преимущества применения геотермальных тепловых насосов:

— затраты на энергию сводятся к нулю,

— безопасно (нет риска взрыва, возгорания, выделения угарного газа),

— безвредно для экологии,

— геотермальная энергия легко управляется и имеет высокий КПД, является неисчерпаемой,

— позволяет отапливать, либо охлаждать помещение,

— не зависит от региона, поставщиков, колебаний валютного курса. И даже может оказывать положительное влияние на экономику страны.

Недостатки:

— высокая себестоимость оборудования и монтажа, которая нередко не окупается в условиях уральского региона. Если у вас есть газ, то лучше всего отапливать дом с помощью газового отопления.

— необходимо соответствие почвы определенным условиям, либо приближенность здания к водоему.

О применении геотермальных тепловых насосов в системах вентиляции смотрите здесь. Также тепловые насосы — это лучшее решение для пассивного дома.

©Терконт

Копирование без ссылки на terkont.ru — запрещено

Геотермальное отопление vs. сжиженный газ

В наших статьях мы уже не раз сравнивали между собой разные виды отопления и выясняли преимущества и недостатки каждого из них. Так, например, вы можете ознакомиться с нашим сравнением отопления на сжиженном газе и дровах: Или прочитать обо всех плюсах и минусах отопления на гранулах и отопления на сжиженном газе.  В нашей сегодняшней статье мы проведем сравнение таких видов отопления, как геотермальное и известное вам отопление на сжиженном газе.

Что такое геотермальное отопление?

Геотермальное отопление использует энергию окружающей среды. Для установки геотермального отопления под землей либо на дне водоема на вашем участке устанавливаются магистрали. Для получения максимальной эффективности от данного вида отопления лучше всего прокладывать магистрали вертикально. Главный минус — для этого на вашем участке необходимо пробурить несколько скважин как минимум 30 метров глубиной. Тепловой насос системы устанавливается в вашем доме. Данный насос забирает энергию окружающей среды (земли или воды) и осуществляет ее нагрев. Чтобы это стало возможным, по зарытым в земле магистралям течет фреон, он скапливает энергию и несет ее в теплообменник. Тепло из фреона забирается и идет на отопление дома, в свою очередь, фреон охлаждается, цикл повторяется. Данная система очень похожа на работу холодильника, но работающего в обратном порядке. Сразу хотим отметить, под землей плюсовая температура сохраняется в течение всего года, независимо от того, зима или лето на улице. На глубине 30 метров температура земли в самую суровую зиму составит 8–10 градусов тепла. Еще одна особенность геотермального отопления: зимой оно будет отапливать ваш дом, а в жаркое лето, наоборот, охладит его до нужной температуры.

Виды геотермального отопления

Существует три вида укладки отопительной геотермальную системы: 

  • Трубы прокладываются под землей. Глубина в этом случае будет такой, на которой почва зимой не промерзает. Эта глубина рассчитывается индивидуально, принимая во внимание особенности климата. Выбирая такой способ обустройства геотермального отопления, следует учесть, что для отопления дома в 200 кв. м вам понадобится довольно большая площадь участка, на котором укладываются магистрали (~ 500 кв. м).
  • Трубы укладываются на дно водоема. В данном случае необходим водоем глубиной более 2 метров. На сегодняшний день этот способ укладки магистралей считается самым выгодным с точки зрения экономии, главный минус здесь в том, что не на каждом участке доступен водоем, под которым возможно проложить магистрали геотермального отопления.
  • Трубы укладываются в скважины. Этот вид устройства отопления занимает немного места на участке и подходит для абсолютно любой территории. Скважины бурятся на глубину от 30 метров, и в них обустраиваются тепловые магистрали. Главный минус этого способа в том, что он является самым дорогим из всех. Для обустройства скважин необходима специальная техника, использование которой повлечет лишние расходы для вашей семьи.

Преимущества геотермального отопления

  • Экологически чистое отопление —  Если вы заботитесь о чистоте окружающей среды, то вам следует знать, что геотермальное отопление абсолютно безопасно для природы и для здоровья. Отопление не выделяет вредных, загрязняющих веществ.
  • Тихая работа — Тепловые насосы работают тихо и не будут создавать посторонних, лишних шумов, которые могут быть вызывать у вас дискомфорт.
  • Не требует очистки — Насосы требуют минимального ухода, который не будет отнимать ваше свободное время.
  • Доступность — Данный вид энергии доступен абсолютно в любом месте.
  • Энергия для отопления — бесплатная, т.к энергия для отопления дома поступает от земли, владельцу не нужно платить за нее.

Недостатки геотермального отопления

  • Высокая стоимость установки — Первоначальная установка магистралей повлечет за собой существенное вложение денег. Особенно если вы не можете позволить себе установить магистрали под водой или вам не хватает площади участка для прокладки труб под землей. Вам потребуется пробурить скважины, что еще больше поднимет затраты на установку. Если вы решите установить геотермальное отопление со скважинами, то для дома площадью ~ 200 кв. м вам придется заплатить приблизительно 12 000 евро + НДС.
  • Стоимость электроэнергии — Хотя сама энергия, получаемая от земли, является абсолютно бесплатной, платить придется за работу насосов. Тепловой насос работает при помощи электроэнергии, и из 1 кВт света дает примерно 3 кВт тепла. Учитывая тот факт, что электроэнергия является самым дорогим источником энергии в Латвии, затраты на комфортное отопление для вашего дома в конечном итоге могут выйти слишком дорогими.
  • Слабая эффективность — Если вы решили сэкономить на тепловом насосе, то будьте готовы столкнуться с его низкой эффективностью. Для того чтобы получить максимальную эффективность от таких насосов, нужно охватить большую площадь, на которой устанавливаются магистрали, либо бурить скважины на большую глубину. Еще один минус геотермального отопления в том, что, по мнению многих специалистов, выбирая геотермальное отопление в качестве единственного вида отопления для дома, вы рискуете не получить достаточный уровень комфорта и тепла в доме. Считается, что ставить только геотермальное отопление можно только в том случае, если климат в стране достаточно мягкий, а самая низкая температура — +4…+7 градусов.

Что такое отопление на сжиженном газе?

Наверняка вы уже знаете, что представляет из себя отопление на сжиженном газе, но в любом случае еще раз напомнить обо всех преимуществах этого вида отопления не будет лишним. Отопление на сжиженном газе позволяет вам забыть об отоплении как таковом вообще. Работающее по принципу «включил и забыл», оно экономит ваше время, так как полностью автоматическая система сама регулирует все отопительные процессы. Чтобы ваш дом отапливался сжиженным газом, вам необходимо установить газовую цистерну, в которой будет храниться топливо (сжиженный газ), и газовый котел. Благодаря этим двум составляющим в вашем доме всегда будет царить тепло и комфорт. К тому же данный вид топлива нагревает воду и дает газ вашей плите. Практически все необходимые коммуникации обеспечиваются отоплением на сжиженном газе. Газовая цистерна в вашем дворе может размещаться двумя способами: над землей и под землей. Второй вид размещения цистерны может быть более удобным, поскольку цистерна не будет занимать место в вашем дворе, к сожалению, установка подземной цистерны возможна только в местах, где уровень грунтовых вод не выше 1,5 метра. Не стоит думать, что газовая цистерна займет весь ваш участок. Цистерна может быть разных размеров. Существуют газовые цистерны объемом 2,7 куб. м, 4,8 куб. м, 6,4 куб. м и т. д. Все зависит от площади вашего дома и участка. Подробнее о цистернах для хранения газа вы можете узнать здесь: Все, что вам нужно знать о емкости для хранения сжиженного газа.

Преимущества отопления на сжиженном газе

  • Экологически чистый и безопасный вид отопления Сгорающий газ не выделяет в атмосферу вредных примесей, которые могут навредить окружающей среде. Образуется только перегретый пар, подобный тому, который выделяет сгорающая свеча. Говоря о безопасности самого вида отопления, мы не устанем повторять, что вся система газоснабжения оснащена клапанами, обеспечивающими надежную систему защиты. Они регулируют давление и подачу газа. В случае если происходит утечка, автоматически отключается подача газа. Цистерны проходят многократные проверки качества и поступают в эксплуатацию абсолютно безопасными и надежными.
  • Включил и забыл – Систему отопления на сжиженном газе можно настроить таким образом, чтобы температура в вашем доме зависела от вашего графика. Например, вы находитесь на работе с 9.00 до 18.00, в это время в вашем доме будет чуть прохладнее, а к вашему приходу температура в доме поднимется до комфортной вам. К тому же настроить отопление можно так, чтобы оно было зависимо от температуры на улице или времени года. Вам не нужно будет настраивать или регулировать котел постоянно. Еще один плюс такого вида отопления — возможность системы телеметрии. То есть сотрудники компании сами будут отслеживать количество топлива в цистерне, и когда оно будет подходить к концу, с вами свяжутся и договорятся о времени доставки сжиженного газа.
  • Доступность Данный вид отопления является автономным и может быть установлен в любой точке Латвии.
  • Не требует очистки Котлы требует минимального обслуживания с вашей стороны и не отнимают ваше время.

Недостатки отопления сжиженным газом

  • Сложность установки Сразу заметим, что хотя установка системы отопления на сжиженном газе может растянуться до 2 месяцев (это будет зависеть от местоположения объекта), всеми этапами установки занимаются сотрудники компании Intergaz. Вам нужно лишь заказать и получить в пользование готовую отопительную систему на сжиженном газе.
  • Довольно высокая первоначальная стоимость установки Ориентировочная стоимость системы газоснабжения для частного дома — 5500 евро. Говоря об этом пункте, компания Intergaz всегда идет навстречу своим клиентам и подбирает для них самые подходящие и доступные варианты, например, вы можете воспользоваться нашей программой «Система газоснабжения за 65 евро в месяц», узнать подробнее о которой вы можете здесь.
  • Стоимость топлива Здесь все будет зависеть от того, сколько сжиженного газа вы потребляете. В любом случае компания Intergaz предоставляет несколько удобных вариантов оплаты.

Отзывы клиентов о системе отопления на сжиженном газе

Вывод

Геотермальная система отопления — это новый, экологически чистый вид топлива, доступный в любом месте. К сожалению, зимой эффективность геотермального отопления снижается и данный вид отопления начинает потреблять больше электричества. К тому же если вы решите устроить более надежный вид геотермального отопления и разместить магистрали в скважинах, это обойдется вам в кругленькую сумму (~ 12 000 евро для дома размером 200 кв. м). Отопление на сжиженном газе также является экологически чистым и абсолютно безопасным. К тому же оно экономит ваше время благодаря автоматизации отопительных котлов. Главным минусом здесь может стать необходимость разместить во дворе газовую цистерну и стоимость установки системы газоснабжения. Тем не менее вы можете не волноваться о цене, если выберете нашу программу «Система газоснабжения за 55 евро в месяц». Компания Intergaz установила уже более 800 систем газоснабжения как для частных домов, так и для больших производств, вы можете быть уверены: с нами вы выбираете надежный источник тепла для вашего дома. Еще одно существенное отличие отопления на сжиженном газе от геотермального в том, что первое способно отапливать дом до нужной температуры в любую, даже самую холодную зиму. Вам не потребуется дополнительный источник тепла, чтобы в доме было тепло и уютно. В заключение предлагаем вам прочитать нашу статью, в которой мы сравнивали отопление на сжиженном газе и электричестве. Кстати, если вы заинтересованы в отоплении на сжиженном газе, но считаете, что ваш дом и участок слишком маленькие для устройства такой системы, советуем вам обратить внимание на газовый шкаф или отопление при помощи газовых баллонов, о котором подробнее вы можете узнать здесь: Газовая система отопления на баллонах. Если у вас появились вопросы о системе газоснабжения для частного дома, вы можете задать их, позвонив по бесплатному телефону 1804, или заполнив форму обратной связи на нашем сайте.

10 мифов о геотермальном отоплении и охлаждении

Иллюстрация геотермальной системы отопления и охлаждения, которая обрабатывает несколько нагрузок для сообщества. Иллюстрация Сары Чейни.

Иллюстрация Сары Чейни.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Представьте себе дом, в котором всегда комфортно, а система отопления и охлаждения находится вне поля зрения. Эта система работает эффективно, но не требует обширного обслуживания или знаний со стороны владельцев.

В воздухе пахнет свежестью; Вы можете слышать щебетание птиц и ленивое шуршание ветра в деревьях. Дом делится энергией с землей, подобно тому, как корни деревьев обменивают жизненно важные элементы на свои листья и ветви. Звучит комфортно, не правда ли?

Геотермальное отопление и охлаждение делает эту мечту реальностью. Геотермальное ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование) приводит здание в гармонию с землей под ним, используя преимущества подземных температур для обеспечения отопления зимой и охлаждения летом.

Как работает геотермальное отопление и охлаждение

Наружная температура колеблется в зависимости от времени года, но подземные температуры меняются не так сильно, благодаря изоляционным свойствам земли. На глубине 4–6 футов под землей температура остается относительно постоянной круглый год. Геотермальная система, которая обычно состоит из внутреннего блока обработки и заглубленной системы труб, называемой контуром заземления, и / или насоса для обратной закачки, использует эти постоянные температуры для обеспечения «бесплатной» энергии.

(Обратите внимание, что геотермальную систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не следует путать с «геотермальной энергией», процессом, с помощью которого электричество вырабатывается непосредственно из тепла внутри земли. Это происходит в масштабах коммунальных предприятий и использует различные процессы, обычно путем нагрева воды для кипячение.)

Трубы, образующие контур заземления, обычно изготавливаются из полиэтилена и могут быть закопаны под землей горизонтально или вертикально, в зависимости от характеристик участка. Если водоносный горизонт доступен, инженеры могут предпочесть разработать систему «разомкнутого цикла», в которой скважина пробурена в подземных водах.Вода перекачивается, проходит мимо теплообменника, а затем возвращается в тот же водоносный горизонт посредством «обратной закачки».

Схема работы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Иллюстрация из Modern Geothermal HVAC.

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Зимой жидкость, циркулирующая через контур заземления или колодец системы, поглощает накопленное тепло от земли и переносит его в помещение. Внутренний блок сжимает тепло до более высокой температуры и распределяет его по всему зданию, как если бы это был кондиционер, работающий в обратном направлении.Летом геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха забирает тепло из здания и переносит его через контур заземления / насос в скважину обратной закачки, где оно отдает тепло в более холодный грунт / водоносный горизонт.

В отличие от обычных систем отопления и охлаждения, геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не сжигают ископаемое топливо для выработки тепла; они просто передают тепло к земле и от земли. Обычно электроэнергия используется только для работы вентилятора, компрессора и насоса агрегата.

Геотермальная система охлаждения и обогрева состоит из трех основных компонентов: теплового насоса, жидкого теплоносителя (открытый или закрытый контур) и системы подачи воздуха (воздуховод) и / или лучистого отопления (в этаж или в другом месте).

Геотермальные тепловые насосы, как и все другие типы тепловых насосов, имеют КПД, оцениваемую в соответствии с их коэффициентом полезного действия, или COP. Это научный способ определить, сколько энергии перемещает система по сравнению с тем, сколько она потребляет. Большинство геотермальных тепловых насосных систем имеют КПД от 3,0 до 5,0. Это означает, что на каждую единицу энергии, используемую для питания системы, от трех до пяти единиц выдается в виде тепла.

Геотермальные системы не требуют значительного обслуживания. При правильной установке, что очень важно, скрытый контур может прослужить несколько поколений.Вентилятор, компрессор и насос агрегата размещены в помещении, защищены от суровых погодных условий, поэтому они, как правило, служат в течение многих лет, а зачастую и десятилетий. Обычно периодические проверки и замена фильтров, а также ежегодная очистка змеевика — единственное необходимое техническое обслуживание.

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используются более 60 лет в США и за их пределами.

Они работают с природой, а не против нее, и не выделяют парниковых газов. (Как упоминалось ранее, они потребляют меньшее количество электроэнергии для работы, потому что они связаны со средней температурой Земли.)

Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха становятся обычным явлением в экологически чистых домах в рамках растущего движения за экологичное строительство. В прошлом году на экологические проекты приходилось 20 процентов всех новостроек в США. К 2016 году в статье Wall Street Journal предсказывалось, что экологическое жилье вырастет с 36 миллиардов долларов в год до 114 миллиардов долларов. Это приближается к 30-40 процентам всего рынка жилья.

Но большая часть информации о геотермальном отоплении и охлаждении основана на устаревшей информации или на явных мифах.В нашей новой книге « Modern Geothermal HVAC Engineering and Control Applications » (Egg / Cunniff / Orio -McGraw-Hill 2013) соавторы Грег Каннифф, Карл Орио и я развенчиваем многие из этих мифов.

Разрушенные мифы о геотермальных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

1. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха не считаются возобновляемой технологией, поскольку они используют электричество.

Факт: геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют только одну единицу электроэнергии для перемещения до пяти единиц охлаждения или обогрева с земли в здание.

2. Фотоэлектрическая и ветровая энергия являются более предпочтительными возобновляемыми технологиями по сравнению с геотермальными системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Факт: геотермальные системы HVAC удаляют в четыре раза больше киловатт-часов потребления из электрической сети на каждый потраченный доллар, чем фотоэлектрическая и ветровая энергия добавляют в электрическую сеть. Эти другие технологии, безусловно, могут сыграть важную роль, но геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха часто являются наиболее экономически эффективным способом снижения воздействия кондиционирования помещений на окружающую среду.

3. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требует много двора или недвижимости для размещения контуров заземления полиэтиленовых трубопроводов.

Факт: В зависимости от характеристик площадки контур заземления может быть заглублен вертикально, что означает, что надземной поверхности не требуется. Или, если есть доступный водоносный горизонт, который можно использовать, потребуется всего несколько квадратных футов недвижимости. Помните, что вода возвращается в водоносный горизонт, откуда она попала после прохождения теплообменника, поэтому она не «используется» или не подвергается иным негативным воздействиям.

4. Геотермальные тепловые насосы HVAC издают шум.

Факт: системы работают очень тихо, и на улице нет оборудования, которое беспокоило бы соседей.

Техник осматривает геотермальный кондиционер HVAC.

Фотография любезно предоставлена ​​Jay Egg

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

5. Геотермальные системы со временем «изнашиваются».

Факт: петли заземления могут прослужить несколько поколений. Теплообменное оборудование обычно служит десятилетиями, так как оно защищено в помещении.Когда его действительно нужно заменить, затраты будут намного меньше, чем установка всей новой геотермальной системы, поскольку установка петли или колодца является наиболее дорогой в установке. Новые технические инструкции устраняют проблему удержания тепла в земле, поэтому тепло может обмениваться с ней бесконечно. В прошлом некоторые системы ненадлежащего размера действительно перегревали или переохлаждали землю с течением времени до такой степени, что у системы больше не было достаточного температурного градиента для функционирования.

6. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работают только в режиме отопления.

Факт: они так же эффективно работают при охлаждении и могут быть спроектированы так, чтобы при желании не требовать дополнительного резервного источника тепла, хотя некоторые клиенты считают более экономичным иметь небольшую резервную систему только на самые холодные дни, если это означает, что они петля может быть меньше.

7. Геотермальные системы HVAC не могут одновременно нагревать воду, бассейн и дом. Факт: системы могут быть спроектированы для одновременной обработки нескольких нагрузок.

8. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха прокладывают трубопроводы хладагента в землю.

Факт: в большинстве систем в контурах и линиях используется только вода.

9. Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха используют много воды.

Факт: геотермальные системы фактически не потребляют воду. Если водоносный горизонт используется для обмена теплом с землей, вся вода возвращается в тот же водоносный горизонт. В прошлом проводились некоторые операции «насос и сброс», при которых вода расходилась впустую после прохождения через теплообменник, но сейчас они чрезвычайно редки. При коммерческом применении геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха фактически устраняют миллионы галлонов воды, которые в противном случае испарились бы в градирнях традиционных систем.

10. Геотермальная технология HVAC финансово неосуществима без федеральных и местных налоговых льгот.

Факт: федеральные и местные льготы обычно составляют от 30 до 60 процентов от общей стоимости геотермальной системы, что часто может сделать начальную цену системы конкурентоспособной по сравнению с обычным оборудованием. Стандартные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха стоят около 3000 долларов за тонну тепловой или охлаждающей мощности во время нового строительства (дома обычно используют от одной до пяти тонн). Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха начинаются от 5000 долларов за тонну и могут доходить до 8000 или 9000 долларов за тонну.Однако новые методы установки снижают затраты до такой степени, что цена приближается к обычным системам при правильных условиях.

Факторы, способствующие снижению затрат, включают экономию на масштабе для общественных, коммерческих или даже крупных жилых помещений и растущую конкуренцию за геотермальное оборудование (особенно со стороны таких крупных брендов, как Bosch, Carrier и Trane). Открытые контуры с использованием насоса и скважины обратной закачки дешевле в установке, чем закрытые.

Спасибо за тысячи лайков и сотни комментариев! National Geographic закрыл комментарии для этого блога.Пожалуйста, продолжите разговор и получите ответы, которые вам нужны для геотермального отопления и охлаждения, в блоге Джея Эгга «Геотермальное отопление и охлаждение: вопросы и ответы».

Джей Эгг является соавтором новой книги « Современные геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха». (McGraw-Hill 2013), с Грегом Канниффом и Карлом Орио. Он стал соавтором книги Geothermal HVAC, Green Heating and Cooling в 2010 году вместе с Брайаном Кларком Ховардом из National Geographic. Джей консультируется с геотермальной отраслью HVAC.Ранее он работал установщиком технологии через свою компанию EggGeothermal.

Все, что вам нужно знать о домашнем геотермальном отоплении и охлаждении

Вы слышали о домашнем геотермальном отоплении и охлаждении? Это система HVAC, которая может сэкономить домовладельцам серьезные деньги на счетах за коммунальные услуги.

К сожалению, многие люди никогда не слышали о домашней геотермальной энергии или не понимают ее. Многие думают, что это как-то связано с улавливанием тепла вулканов или гейзеров.

Это было бы довольно сложно осуществить для большинства домовладельцев, и это серьезно ограничило бы количество людей, которые могли бы воспользоваться преимуществами геотермальной энергии.

К счастью, вам не обязательно жить рядом с действующим вулканом, чтобы установить эффективную и экономящую деньги домашнюю геотермальную систему.

Домашнее геотермальное отопление и охлаждение на самом деле довольно просто. Вот как это работает.

Температура земли на 10 футов ниже уровня поверхности является постоянной 55 градусов по Фаренгейту круглый год.

Когда воздух за пределами вашего дома ниже нуля, всего на 10 футов ниже заснеженной земли, температура все еще составляет 55 градусов. Или, когда лето приносит 96-градусную погоду, земля под вашим домом остается устойчивой при 55-градусной.

Вы, наверное, испытывали это явление дома, даже не осознавая этого. Когда вы заходите в подвал в жаркий день, там приятно и прохладно, потому что земля по ту сторону фундамента, как вы уже догадались, имеет температуру 55 градусов.

Зимой даже неотапливаемый подвал остается относительно теплым благодаря постоянной 55-градусной изоляции от окружающей земли.

Геотермальные системы, такие как система Dandelion Energy, используют эту естественную константу. Они используют постоянную температуру вокруг любого дома, чтобы нагреть или охладить его по мере необходимости.

Хотя это называется геотермальной энергией, геотермальные и другие домашние геотермальные системы не производят электричество. Они используют постоянную температуру земли для обогрева или охлаждения вашего дома.

Хотя многие геотермальные системы похожи, между ними есть различия.В некоторых использовалась замкнутая или разомкнутая система, водоемы или контуры заземления с тонкой катушкой.

У различных конфигураций контура геотермального отопления дома есть свои плюсы и минусы. Инженеры Dandelion используют системы с обратной связью. Они считают их наиболее эффективным и безопасным вариантом для домовладельцев.

Когда установлена ​​система «Одуванчик», замкнутые трубы с водным раствором закапываются в землю под вашим домом. «Замкнутый контур» означает, что трубы подводят только к вашему дому. Они не подключены к более крупной инфраструктуре и не взаимодействуют с любыми жидкостями вне вашей системы.

По мере того, как эта вода циркулирует по трубам Одуванчика, водный раствор в трубах меняет температуру. Зимой этот раствор на 55 градусов теплее наружного воздуха.

Система

Dandelion протягивает этот теплый раствор по трубам и с помощью теплового насоса нагревает воздух из вашего дома. Это позволяет настроить воздух в доме на любую желаемую температуру.

Тот же принцип работает в обратном порядке летом, когда система Dandelion использует температуру земли для охлаждения воздуха в вашем доме.

Неважно, свежий ли на улице 65 градусов или жареный 88 градусов. Ваша геотермальная система позволяет легко чувствовать себя дома.

Установка системы Dandelion позволяет домовладельцам ежемесячно экономить до 50% на счетах за отопление и охлаждение. Это разумное вложение, которое ведет к долгосрочной экономии, сохраняя при этом комфорт в вашем доме круглый год.

В США на отопление и охлаждение жилых и коммерческих зданий приходится около 11 процентов общих выбросов углекислого газа в стране.

Домашние геотермальные системы создают нулевые выбросы углерода. В течение года использование одной системы Dandelion Energy снижает выбросы углерода в количестве, равном удалению двух автомобилей с дороги.

Эти чудеса инженерной мысли безопаснее для вашего дома, чем традиционные системы отопления и охлаждения. С геотермальной системой Dandelion нет риска взрыва или утечки угарного газа, которые могут поставить под угрозу вашу семью.

В то время как цена на электроэнергию, нефть или природный газ колеблется, стоимость эксплуатации геотермальной системы практически не меняется.Затраты на электроэнергию геотермальной системы невысоки и редко меняются от месяца к месяцу.

Несмотря на их многочисленные преимущества, установка традиционной геотермальной системы для типичного дома раньше стоила до 50 000 долларов и более.

Однако инженеры Dandelion, дочернего предприятия проекта Google X, решили снизить эти затраты. Благодаря их изобретательности геотермальные системы теперь доступны большему количеству домовладельцев.

Вместо использования больших буровых установок, подобных тем, которые используются для бурения артезианских скважин, Dandelion начал экспериментировать с более мелкими и более эффективными сверлами, которые делают одно или два глубоких отверстия шириной всего в несколько дюймов.

Компания затем вставляет U-образные трубы в эти отверстия. Это нововведение занимает меньше места и создает меньше беспокойства на задворках клиентов Dandelion.

Используя новое оборудование, монтаж труб контура заземления может быть завершен за несколько дней вместо недель, что экономит время и деньги клиентов.

Полная геотермальная система для дома с одуванчиками обычно стоит от 18 000 до 25 000 долларов. У Dandelion есть план финансирования без предоплаты, позволяющий домовладельцам устанавливать геотермальную систему без предоплаты и с платежами от 150 долларов в месяц.

Это значительно меньше текущих счетов за коммунальные услуги.

Чтобы узнать, соответствует ли ваш дом требованиям, нажмите кнопку ниже:

Руководство по домашней геотермальной энергии

Drill and Fill: Монтажники ввинчивают трубу в отверстие шириной несколько дюймов и глубиной более 100 футов. Поскольку ветер и солнце привлекают внимание альтернативной энергии, эта технология осталась в подполье.

«Вы не производите тепло, вы перемещаете тепло», — говорит Джим Линч, установщик геотермальной энергии в Колорадо. Такие установки, как Lynch, врезаются в землю ниже линии замерзания, которая всегда остается около 50 градусов по Фаренгейту, для снижения нагрузки на отопление и охлаждение дома. Все системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха требуют энергоемкого движения тепла, а это задача, на которую приходится более половины общей потребности дома в энергии. Геотермальная энергия работает более эффективно, потому что мягкая отправная точка системы создает эффективный ярлык для достижения целевой температуры.Представьте 100-градусный день во Флориде или 0-градусную ночь в Мичигане: определите систему при 50 градусах, и это не так уж сложно, чтобы в доме было комфортно.

В отличие от ветра и солнца, геотермальный источник энергии никогда не меняется.

Боб Браун, вице-президент по инжинирингу производителя оборудования WaterFurnace, говорит: «Земля всегда рядом. Она отлично подходит для обогрева и охлаждения. Все, что мне нужно сделать, это закопать пластиковую трубу, налить в нее жидкость и , о чудо, у меня отличная система.«

Как происходит геотермальная энергия

* В земле: Заполненная водой закрытая петля из 1-дюймовой трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) передает тепло между землей и домом. Трубы спускаются в вертикальные колодцы диаметром от 4 до 6 дюймов — количество и глубина зависят от участка и размера дома — перед тем, как объединиться в коллектор и ввести теплую воду через стены подвала. Бурильщики засыпают каждое отверстие бентонитовым раствором (или новым улучшенным раствором, созданным с использованием летучей золы), чтобы максимизировать теплопроводность.

* В доме: Насосы перекачивают воду по петле трубопровода к сердцевине системы: геотермальной установке, которая действует как печь и кондиционер. Эта машина использует хладагент и воду умеренной температуры из подземных труб для нагрева или охлаждения воздуха. Затем воздух циркулирует по стандартным воздуховодам. С устройством, называемым пароохладителем, устройство использует избыточное тепло для нагрева горячей воды без дополнительных затрат. По ощущениям результаты такие же, как и при использовании любой стандартной системы вентиляции и кондиционирования с принудительной подачей воздуха.

Поток

Воздух в каналах (1) , хладагент в геотермальной установке (2) и вода в трубах (3) протекают друг мимо друга, как блокирующие шестерни. Вода, принесенная из-под земли, передает тепло хладагенту или поглощает тепло от него, в зависимости от сезона. Как и кондиционер, блок сжимает или расширяет хладагент, повышая или понижая его температуру. Наконец, хладагент, нагретый до 180 F или охлажденный до 40 F, заполняет змеевики конденсатора / испарителя.Воздух из воздуховодов проходит через змеевики для охлаждения или обогрева, а затем проходит через весь дом.

Припасы

* Долото: Это буровое долото измельчает мягкий грунт и направляет его обратно в полые 20-футовые секции хвостовика бурового снаряда. Напротив, долота штопорного шнека пробивают твердую породу. Новое буровое долото, вращающееся со скоростью 1000 об / мин, толкающее вниз с давлением от 300 до 500 фунтов, подходит для пяти 150-футовых скважин.

* Труба:
Водонаполненные трубы HDPE поглощают тепло через свои стенки.На этом обрезанном поперечном сечении показаны две трубы, соединенные встык, полученный путем сжатия расплавленных краев вместе при температуре более 500 F. Соединение, более прочное, чем стенки самой трубы, устойчиво к ржавчине, гниению и утечкам для предполагаемых 200 ° C. год жизни.

* Блок:
Комбинированная печь и кондиционер, геотермальный блок управляет всесезонным климат-контролем из подвала. Используя те же принципы, что и холодильник, который отводит тепло от пищи, эта машина и подземная труба отводят тепло от земли или от дома.Подключенный к цепи на 50 ампер, он работает без вентиляции, возгорания и риска отравления угарным газом.

Установка

Вертикальные змеевики (1) питают систему за счет использования меньшего количества труб из полиэтилена высокой плотности, чем горизонтальные змеевики (2) , в которых петли труб заполняют неглубокие траншеи, подверженные постоянному нагреву чуть ниже линии замерзания. В прудовых системах (3) водяной покров изолирует змеевики, закрепленные на стойках. Твердый грунт может препятствовать глубокому копанию, не позволяя установщикам из Колорадо, таким как Джим Линч, выполнять простые вертикальные работы: «Техас, Небраска — там довольно легко просверлить», — говорит Линч.Его клиенты получают варианты 2 и 3. Если существующую систему модернизировать с помощью геотермальной энергии, она может работать как геотермальная энергия 90 процентов времени, в то время как старый котел или печь срабатывает только в самые холодные дни года. Срок окупаемости модернизации составляет в среднем от 12 до 15 лет; на новых установках он может составлять от трех до шести.

Сэкономленные деньги

Типичный дом площадью 2000 квадратных футов в Коммаке, штат Нью-Йорк, недавно был модернизирован геотермальной системой.Налоговые льготы, неэффективность существующей системы и ссуда под низкие проценты в совокупности создают немедленную экономию. Ежемесячный платеж теперь на 24 доллара меньше прежних ежемесячных расходов на HVAC.

Стоимость установки: 30 000 — 11 000 долларов (налоговый вычет) = 19 000 долларов

Годовые затраты: 3945 долларов (старая система) — 2076 долларов (география) = 1869 долларов сэкономлено

Срок окупаемости: 19000 $ / 1869 $ = 10,17 года

Ежемесячные расходы на топливо для старой системы: 329 $

Ежемесячные затраты на геотермальные источники: 173 доллара (мощность) + 132 доллара (заем) = 305 долларов

Заблуждения о геотермальных источниках

1.Это гейзер. Горячие источники и другие парообразные подземные жидкости не относятся к жилой геотермальной энергии. Это необычные местные сейсмические условия. Домашние системы работают везде.

2. Уровень грунтовых вод мешает.
Установщики просверливают его прямо. На Лонг-Айленде, где уровень грунтовых вод находится всего в нескольких футах ниже поверхности, насыщенный песок обеспечивает лучшее бурение и наиболее эффективную теплопередачу.

3. Вырабатывает электроэнергию.
Геотермальные электростанции промышленного масштаба могут вырабатывать электроэнергию. Домашние системы этого не делают, но они экономят электроэнергию (или топливо), заменяя обычное домашнее отопление и охлаждение более эффективным оборудованием.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как можно использовать геотермальную энергию для обогрева и охлаждения дома

15 февраля 2019

Люди использовали геотермальную энергию для приготовления пищи и обогрева на протяжении тысячелетий.Современные технологии HVAC позволили сегодняшним домовладельцам использовать их более эффективно. В результате геотермальная энергия приобрела популярность в последние годы. По оценкам экспертов, количество тепла, накопленного в пределах 30 000 футов от поверхности Земли, содержит примерно в 50 000 раз больше энергии, чем все газовые и нефтяные ресурсы во всем мире. Читайте дальше, чтобы узнать, как можно использовать геотермальную энергию для обогрева и охлаждения своего дома в Ричмонде, штат Вирджиния.

Как работает геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может обеспечить дом отоплением, охлаждением и даже горячей водой.При правильной установке он может работать как печь, кондиционер и водонагреватель. Благодаря высокому потенциалу эффективности нагрева — до 500 процентов — геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха может помочь вам снизить потребление энергии и сэкономить деньги.

В отличие от традиционных систем отопления и охлаждения, в которых для выработки тепла или охлаждения воздуха используется электричество, газ или масло, геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха использует энергию Земли для собственного питания. Контур заземления в геотермальной системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха собирает энергию или отдает ее в землю.Есть два типа геотермальных контуров заземления: открытые и замкнутые контуры.

Доступные типы геотермальных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Каждый геотермальный контур заземления работает по одному и тому же принципу: он обменивается теплом между жидкостью и землей. Геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с открытым контуром забирает воду из пруда, озера или колодца и выпускает ее после передачи тепла в дом. Более распространенная геотермальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха с замкнутым контуром содержит непрерывную сеть подземных трубопроводов.Здесь циркулирует смесь воды и хладагента.

Преимущества использования геотермальной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

К наиболее значительным преимуществам установки геотермальной системы HVAC относятся:

  • Более низкие эксплуатационные расходы по сравнению с другими системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Используйте чистую и возобновляемую энергию
  • Работают тише, чем другие системы охлаждения
  • Минимальное обслуживание и более длительный срок службы

Хотите узнать больше о том, как стать экологически чистым домовладельцем с помощью геотермальной энергии? Свяжитесь с компанией Atlantic Shores Heating and Cooling по телефону (804) 742-2819 сегодня.

Геотермальная энергия для домов

Геотермальная энергия — хорошая альтернатива ископаемым ископаемым для производства геотермальной электроэнергии. Это обеспечивает меньшее использование нефти, угля и газа и меньшие выбросы парниковых газов и в конечном итоге спасает нас от опасности глобального потепления. Благоприятные факты геотермальной энергии: многие домохозяйства используют этот источник энергии, который не только снижает их счета за электричество, но и является экологически чистым.

Геотермальная энергия для домов

Обычно задают вопрос, можно ли использовать геотермальную энергию дома.Что ж, ответ на это то, что его можно использовать. Необязательно, чтобы вы могли наслаждаться этой безграничной формой энергии, которой можно наслаждаться только на экваторе или в очень жарком регионе. Многие дома могут подключиться к нему. В туннелях, вырытых под землей вертикально или горизонтально, используется геотермальная энергия, чтобы довести температуру вашего дома до температуры земли; это помогает вам опуститься ниже или выше той температуры, при которой в доме охлаждается или нагревается. Это называется обогревом или охлаждением из грунтовых источников.

Как происходит процесс охлаждения и нагрева?

Температура земли остается постоянной от 58 до 60 градусов.Вырытые туннели глубиной от пяти до шести футов или длиной до четырехсот футов могут помочь нам управлять энергией, и происходит заметное снижение на 70% счетов за электроэнергию. Установка этих туннелей довольно дорогостоящая, но если процесс начнется, эффективная стоимость будет очень низкой за короткий период времени. На самом деле, независимо от температуры на улице, температура на глубине всегда будет в пределах 50 градусов; что очень близко к идеалу.

Вы всегда можете попасть в зону комфорта. Если слишком холодно, вы можете добавить тепла в свой дом, используя энергию земли.Летом на охлаждение вашего дома уходит гораздо меньше времени, поскольку воздуховод непрерывно закачивает охлажденный воздух во все уголки вашего дома. Это означает, что вы можете поддерживать температуру в доме, не тратя много денег. Термостат не нужно поднимать очень высоко или очень низко летом и зимой соответственно. Этот геотермальный источник экономит почти 40% того, что тратится на другие системы охлаждения и отопления.

Работа геотермальных систем

Основными частями геотермальных домашних систем являются: подземный контур, отопительная труба и распределитель тепла.Пластиковые трубы закапываются в землю для контура заземления. Глубина этих труб определяет количество подаваемой энергии. Важно, чтобы они доходили до источника энергии.

Смесь воды и антифриза выходит из труб и возвращается в трубу отопления, где тепло снимается, и смесь передается в дозатор принудительно или за счет лучистого нагрева, в то время как летом происходит обратное охлаждение. Тепло от жидкости рассеивается в земле, а охлажденная жидкость затем обрабатывается с помощью устройств нагнетания воздуха, в которых используются воздушные змеевики, такие как кондиционеры.Вот как он работает и служит источником поддержания температуры в доме.

Принимая во внимание преимущества экологически чистой и безграничной геотермальной энергии, ее следует производить на месте или в более крупных масштабах. Таким образом снизится опасность загрязнения окружающей среды и глобального потепления.

Каталожные номера: popularmechanics , energyhomes

Отвод подземной энергии с помощью тепловых насосов

Как обогреть свой дом? Может быть, у вас есть электронагреватели или печь.Может быть, вы даже обогреете свой дом камином! Но есть другой способ обогреть дом. Вы можете использовать геотермальные тепловые насосы или геотермальные тепловые насосы . Это всего лишь два длинных названия технологии, которая может помочь людям тратить намного меньше денег на отопление. Они также могут снизить экологические затраты на отопление. Вот как работают геотермальные тепловые насосы.

Что такое геотермальный тепловой насос?

Ядро Земли состоит из твердого внутреннего ядра и жидкого внешнего ядра.Внешнее ядро ​​жидкое, потому что найденные там металлы настолько горячие, что расплавились. Внутреннее ядро ​​твердое только из-за огромного давления в самом центре Земли.

Ядро Земли горячее. Но насколько это жарко? Ученые подсчитали, что ядро ​​Земли достигает температуры более 6000 градусов по Цельсию. Он такой же горячий, как поверхность Солнца!

К счастью, нас, землян, защищают тысячи километров скал. Эта порода постепенно остывает, приближаясь к поверхности земной коры.Иначе нас приготовили! Камень действует как слой изоляции. Из-за этого поверхность Земли имеет температуру, при которой может существовать жизнь. Но как только начинаешь копаться в земле, температура начинает расти.

Температуры внутри Земли колеблются от более 6000 ° C во внутреннем ядре до менее 2000 ° C в коре (источник температуры) (© 2019 Let’s Talk Science с использованием изображения оригинального Mats Halldin Vectorization: Chabacano [CC BY- SA 3.0 через Wikimedia Commons).

Как работает геотермальный тепловой насос?

Подумайте, сколько канадцы тратят на отопление своих домов. Теперь рассмотрим загрязнение, производимое электростанциями и печами. Идея использовать почти неограниченный источник тепла прямо у нас под ногами заманчива! Но как передать тепло из-под земли в холодные здания, где оно может использоваться для отопления?

Именно здесь вступают в игру геотермальные тепловые насосы. Чтобы построить его, вы копаете землю. Там вы прокладываете петлю из трубы.Горизонтальные петли устанавливаете чуть ниже глубины, на которой может возникнуть наледь. Обычно это примерно 2 метра под землей. Также можно установить вертикальную петлю. Потребуется более глубокое отверстие. Это будет более эффективно, но и будет стоить дороже. Часто существуют правила, в которых говорится, где и как глубоко можно копать. Эти правила действуют, например, во избежание повреждения водопроводных и канализационных труб. Копайте достаточно глубоко, и вам даже может потребоваться разрешение на добычу полезных ископаемых!

Дом с горизонтальной петлей слева и с вертикальной петлей справа (© 2019 Let’s Talk Science с использованием изображений Ауриелаки через iStockphoto: слева, справа).

Затем заполните трубу теплоносителем . Это специальное масло, которое прокачивается через контур. В особо холодных регионах жидкость может содержать антифриз. Жидкость проходит несколько метров вниз по трубам, пока не поглотит тепло земли. Чем глубже идет труба, тем горячее может стать жидкость. Когда жидкость завершает цикл и течет обратно в трубы, которые циркулируют по зданию, тепло от труб может передаваться воздуху, а также воде, которой вы принимаете душ и моете руки.

По мере того, как горячая жидкость в трубе передает тепло в ваш дом, он начинает охлаждаться. Затем охлажденная жидкость закачивается обратно в землю для еще одного цикла нагрева. Если требуется меньше тепла, под землю перекачивается меньше жидкости.

Знаете ли вы?

Земляные тепловые насосы отнюдь не новы. Первая система теплового насоса с грунтовым источником была предложена лордом Кельвином в 1850-х годах. Первые коммерческие системы были установлены в 1970-х годах.

Каковы плюсы и минусы геотермальных тепловых насосов?

Земляные тепловые насосы требуют электричества, поэтому тепловая энергия, которую они поставляют из земли, не является полностью бесплатной.Но для работы геотермальных тепловых насосов требуется намного меньше электроэнергии или ископаемого топлива, чем для традиционных систем электрического отопления или печей. Это хорошо для окружающей среды. Это также хорошо для кошельков людей!

Так почему же геотермальные тепловые насосы не пользуются большей популярностью? Что ж, у них есть один серьезный недостаток. Их установка может быть очень дорогой. Установка геотермального теплового насоса стоит от 20 000 до 30 000 долларов. Это больше, чем стоят многие новенькие автомобили!
Однако домовладельцы и предприятия могут со временем сэкономить много денег, используя эту простую технологию.

Где в настоящее время используются геотермальные тепловые насосы?

Во многих городах уже есть здания, в которых используется эта экологически чистая и экономически выгодная технология. Например, здания Национального исследовательского совета Ванкувера были оборудованы геотермальными тепловыми насосами. Многие канадские государственные программы поощряют людей использовать этот тип отопления. В некоторых провинциях правительство оплачивает часть затрат, связанных с установкой и заменой тепловых насосов, использующих грунтовые источники энергии.В других провинциях правительство предоставляет ссуды, чтобы помочь людям устроиться на работу.

Как отапливаются дома в вашем районе? Поспрашивать. Возможно, некоторые из них используют геотермальные тепловые насосы!

Как точно работает геотермальная энергия?

Хотя трудно пропустить массивную солнечную батарею или поле, полное ветряных турбин, так много действий с геотермальной энергией происходит вне поля зрения, что она, как правило, не вызывает такой любви, как ее более шумные собратья в области возобновляемых источников энергии.

И это очень плохо, потому что геотермальная энергия — это здорово. Он берет на себя естественные функции Земли и находит им широкое применение для обогрева домов, производства электроэнергии и содействия глобальному переходу от грязного ископаемого топлива, вызывающего изменение климата, к возобновляемым источникам энергии.

Но как? Пришло время изучить менее обсуждаемый, но мощный источник возобновляемой энергии. Читайте дальше, когда мы ответим на некоторые из наиболее распространенных вопросов о геотермальной энергии.

Что такое геотермальная энергия?

«Если бы вы вырыли большую яму прямо в Земле, вы бы заметили, что чем глубже вы войдете, тем выше температура.Это потому, что внутри Земли полно тепла. Это тепло называется геотермальной энергией », — поясняет EPA в своем Руководстве для студентов по глобальному изменению климата .

В этом суть: когда мы говорим о «геотермальной энергии», мы говорим об использовании тепловой энергии, содержащейся в породах и водах земной коры.

Для чего используется геотермальная энергия?

Геотермальная энергия в основном используется двумя различными способами — для обогрева домов и других зданий или для производства электроэнергии.

Первый из них самый известный и самый простой для понимания. Геотермальные тепловые насосы передают умеренное тепло, находящееся недалеко от поверхности Земли, в дома и здания через систему петлевых труб.

Когда на улице холодно, жидкость в трубах нагревается, когда она проходит по участку трубы, проложенной под землей, где температура в верхних 10 футах Земли остается постоянной от 50 до 60 градусов по Фаренгейту. Затем система переносит нагретую жидкость в дом или здание, где геотермальная установка использует ее для нагрева воздуха, циркулирующего в вашем доме, через стандартную систему воздуховодов.

В некоторых геотермальных системах жидкость циркулирует напрямую в виде лучистого тепла под полом, или ряда труб, проложенных под полом.

(Инверсия этого процесса также может быть использована для охлаждения вашего дома летом.)

У геотермальной электростанции есть еще несколько движущихся частей. Эти растения используют гораздо более высокие температуры внутри планеты для выработки электроэнергии.

Обычно это делается путем откачки или горячей воды под высоким давлением с глубины в одну или две мили под землей.Как только вода достигает поверхности, давление падает, в результате чего вода превращается в пар. Затем этот пар вращает турбину, подключенную к генератору, производя электричество.

Если это звучит сбивающе с толку, просто представьте гейзер, такой как Old Faithful, извергающий пар и горячую воду из земли, только здесь весь этот пар генерирует электричество. По данным Агентства по охране окружающей среды США, это больше, чем просто аналогия: «Глубинные геотермальные технологии используют тот же вид энергии, что и гейзеры.”

Однако одно из ключевых различий между естественными гейзерами и геотермальными электростанциями заключается в том, что эти станции обычно перерабатывают жидкость, закачанную на поверхность, для повторного использования.

Это работает вот так. Установки часто собирают пар, который проходит через турбины в градирне или другом улавливающем устройстве, где он охлаждается и снова конденсируется в жидкую воду. Затем они закачивают эту воду обратно в Землю, чтобы она снова нагрелась и снова начала весь процесс.

Везде ли доступна геотермальная энергия?

Геотермальную энергию можно найти практически где угодно, но в одних местах она определенно более доступна, чем в других.В регионах, богатых горячими источниками и другими природными резервуарами с горячей водой (то есть в местах, где тепло Земли находится ближе к поверхности), будет легче найти и использовать геотермальную энергию, особенно в более крупных масштабах.

В США большинство геотермальных электростанций расположено на геологически активном Западе.

«Районы с самыми высокими подземными температурами находятся в регионах с активными или геологически молодыми вулканами. Эти «горячие точки» возникают на границах тектонических плит или в местах, где кора достаточно тонкая, чтобы пропускать тепло », — поясняет Союз обеспокоенных ученых.

«Тихоокеанский регион, который часто называют Огненным кольцом из-за множества вулканов, имеет множество горячих точек, в том числе на Аляске, в Калифорнии и Орегоне. В Неваде есть сотни горячих точек, охватывающих большую часть северной части штата ».

Поэтому неудивительно, что Калифорния, уже являющаяся национальным лидером в области возобновляемых источников энергии, имеет самые установленные геотермальные мощности в США. В 2017 году более 40 геотермальных электростанций штата обеспечивали почти 6 процентов электроэнергии.

Но США — далеко не единственная страна, использующая геотермальную энергию. На другом конце света, в холодной Исландии, «практически каждое здание в стране отапливается водой из горячего источника. Фактически, Исландия получает более 50 процентов своей первичной энергии из геотермальных источников ».

Сколько стоят домашние геотермальные системы?

Как и в случае с домашними системами солнечной энергии, это зависит от обстоятельств. Цена на домашнюю геотермальную систему отопления / охлаждения варьируется, в основном, в зависимости от размера и типа необходимой петлевой системы.

По большому счету, домашняя или небольшая коммерческая геотермальная система может стоить от 10 000 до 25 000 долларов. Причина такого широкого диапазона затрат: «почвенные условия, размер участка, конфигурация системы, доступность участка, а также объем необходимых рытье и бурение» — все это играет роль в определении того, сколько ваша система обойдется вам. Многие из этих условий могут сильно отличаться от одного места к другому.

Хотя эти ценники могут выглядеть пугающе, многим не нужно платить фиксированную цену за геотермальные тепловые насосы.Ряд стимулов на федеральном уровне, уровне штата и на местном уровне могут помочь компенсировать первоначальные первоначальные затраты на использование геотермальной энергии, что принесет вам все преимущества чистой энергии с гораздо более коротким периодом окупаемости.

Кроме того, в США и во многих других странах мира стоит отметить, что на уровне более крупных электростанций электроэнергия, произведенная из геотермальных источников, уже является конкурентоспособной по стоимости по сравнению с электричеством, произведенным на ископаемом топливе.

Могу ли я действительно сэкономить деньги с геотермальной системой?

Вы будете.

«Домовладельцы экономят 30-70 процентов на отоплении и 20-50 процентов на охлаждении, используя геотермальные тепловые насосы по сравнению с другими традиционными системами», — сообщает Energy Informative. «Это означает экономию примерно от 400 до 1500 долларов в год».

Если вы будете следовать этим цифрам, вы сможете окупить затраты на установку геотермальной системы за счет экономии энергии всего за пять лет (или целых 15 или 16), в зависимости от ряда факторов, от стоимости вашей установки и местных затрат. тарифы на коммунальные услуги в соответствии с вашим климатом и потребностями в отоплении и охлаждении дома.

Большинство людей, вероятно, находятся где-то посередине: «Хотя затраты на установку могут быть в несколько раз дороже, [геотермальные тепловые насосы] до 65 процентов более эффективны, чем традиционные агрегаты HVAC, и окупаются со временем за счет экономии энергии — обычно в пределах 10 лет », — сообщает Министерство энергетики США.

Как долго служат геотермальные системы?

Именно здесь вы действительно начнете понимать, что ценность домашней геотермальной системы окупается.Геотермальные системы рассчитаны на очень долгое время .

«Внутренние компоненты обычно служат около 25 лет (по сравнению с 15 годами или меньше для печи или обычного блока переменного тока) и более 50 лет для контура заземления», — сообщает журнал The Family Handyman . «Система имеет меньше движущихся частей и защищена от внешних воздействий, поэтому требует минимального обслуживания».

Министерство энергетики США подтверждает эти цифры, добавляя, что геотермальные системы также приносят пользу всей электросети, снижая спрос на электроэнергию в пиковые сезоны, такие как лето.

Дело в том, что ваша система в конечном итоге не только окупится, но и прослужит достаточно долго, чтобы вы могли годами и годами (возможно, десятилетиями!) Экономить энергию на после .

Что дальше?

С повышением уровня моря, снижением мировых рекордов жары и становлением все более разрушительных штормов реальность изменения климата как никогда ясна. Но с учетом того, что экологически чистые энергетические решения, такие как энергия ветра и солнца, становятся все более доступными, батареи становятся лучше, а здания и другие технологии становятся более эффективными с каждым годом, ни то, ни другое не имеет пути вперед.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *