Геотермальное отопление: виды, плюсы и минусы

Современное геотермальное отопление вызывает немало споров среди специалистов и потребителей. Конструкции, которые используют энергию Земли для отопления зданий, функционируют на особых принципах. Они имеют и достоинства, и недостатки. Правильное решение в вопросе эксплуатации такого оборудования возможно лишь при объективной оценке всех особенностей.

Отопление под названием «геотермальное» представляет собой систему, работающую на энергии недр Земли. Первые установки такого типа появились в первой половине 20 столетия, когда возникла острая потребность в альтернативных источниках тепла. Сегодня геотермальный способ обогрева широко применяется в США, Канаде, многих странах Европы.

Устройство и виды систем

Отопительная схема состоит из насоса и двух контуров (внешнего и внутреннего). Отдача тепловой энергии может протекать через радиаторы или теплый пол, который является элементом внутреннего контура. Внешняя часть отопительной системы располагается в грунте или воде. Ее габариты значительно превосходят размеры внутреннего трубопровода. Но данный факт имеет значение лишь во время прокладки оборудования. При использовании системы внешний контур не виден.

Трубы заполнены теплоносителем. Это может быть вода или антифриз. Производители рекомендуют делать выбор в пользу этиленгликолевого антифриза. Главной частью конструкции является электрический тепловой насос. При этом затраты на электроэнергию у системы невелики.

На заметку

При потреблении 1 кВТ геотермальная установка дает 4-5 кВт тепловой энергии, которая расходуется на обогрев здания.

Зависимый от низкотемпературного источника теплообменник, может располагаться в разных местах. Непосредственно сам насос и внутренний контур всегда остаются без изменений. Отличия возможны лишь при монтаже внешнего трубопровода. Он может быть проложен в двух направлениях:

1. вертикальном
2. горизонтальном

В первом случае теплообменник занимает место в вертикальной шахте, которая или пересекает водоносный горизонт, или располагаться выше. Чтобы не портить ландшафт местности из одной точки под наклоном бурят несколько скважин. В них встраивают наружный контур.

Глубина бурения определяется геологическими условиями. Чаще всего показатель колеблется около 50-100 метров. Вертикальный тип теплообменника более практичен и эффективен по сравнению с горизонтальным, но его монтаж обходится дороже и требует специальной буровой техники.

Горизонтальная локализация включает трубопровод, расположенный в котловане или открытом водоеме. Чтобы проложить и запустить такую систему, необходимо знать глубину промерзания грунта в данной местности. Котлован копают ниже данного уровня. Габариты углубления должны позволять проложить змеевик большой длины.

На заметку

Устройством горизонтального теплообменника стоит заниматься в том случае, если дом еще не построен и есть возможность проводить масштабные земляные работы.

Используемые источники энергии

Для геотермального отопления подходят высоко- и низкотемпературные источники энергии планеты. К первым причисляют гейзеры, горячие подземные воды. Эффективность их работы достаточно высокая, но возможность применения географически ограничена.

Низкотемпературные источники более популярны. В зависимости от климатических условий температура подземных слоев на глубине 50-100 м держится на уровне от +10 до +15 градусов. Этот показатель не меняется в разное время года. Именно поэтому грунт является надежным источником тепла.

В прибрежных районах используют также водные ресурсы. Например, температура воды в Балтийском море держится на уровне +4 градуса. Это явление выгодно используют в Швеции для обогрева помещений.

На заметку

Геотермальные технологии помогают не только обогревать дома, но и охлаждать их.

Принцип работы

Функционирование системы основано на принципе преобразования тепловой энергии в прохладу или, наоборот, холода в тепло. Именно таким образом функционирует кондиционер или холодильник. Теплоноситель, движущийся по внешнему змеевику, постепенно приобретает температуру окружающей среды. В таком виде антифриз доходит до насосной установки, в которой происходит еще большее его нагревание или охлаждение.

Понижение давления в дросселе влечет за собой падение температуры жидкости. Поднятие давления в компрессоре вызывает сжатие теплоносителя и рост его температуры. В итоге тепло грунта или подземной воды через отопительные «артерии» поступает в здание. Полное преобразование тепловой энергии происходит в результате работы насоса геотермальной установки.

Плюсы и минусы

Обогрев помещений посредством тепла, накопленного глубоко в земле, востребовано за счет эффективности, бюджетности, безопасности. При детальном рассмотрении всех достоинств геотермальных систем на первый план выходят следующие позиции:

1. Несложный монтаж оборудования, который можно провести в сжатые сроки.
2. Длительный период эксплуатации при качественно выполненной работе.
3. Высокая пожаробезопасность. Работа системы не требует сжигания топлива, что снижает риск возгорания.
4. Низкие финансовые расходы при длительной эксплуатации геотермальной системы после мрнтажа.
5. Экологичность. Оборудование не выделяет вредных веществ, поэтому нагрузка на окружающую среду минимальна.
6. Функциональность. Установки способны как согревать помещения, так и охлаждать их.
7. Компактность. Используемый насос имеет небольшие габариты и не занимает много места в здании.

Из минусов отопительной геотермальной конструкции выделяются высокие финансовые затраты на ее монтаж и запуск в работу. Этот минус часто относят к условным, так как при эксплуатации все вложенные деньги покрываются экономией текущих расходов. Но этот период нельзя назвать маленьким, так как он растянут от 5 до 15 лет. Газовый котел, работающий в частном доме, окупает себя быстрее – в среднем за 3-5 лет.

На заметку

Выбирая геотермальный способ обогрева дома следует также помнить о зависимости работы системы от электропитания. В случае перебоев с электричеством, насос отключается.

При всех плюсах геотермальное отопление подходит не для всех регионов и территорий. Если район уже плотно застроен, получить все необходимые разрешения и согласования на земляные работы проблематично. Кроме того, для большого здания необходима закладка масштабного подземного трубопровода. Это объясняется низким уровнем теплоотдачи.

Несмотря на имеющиеся спорные моменты и минусы геотермальное отопление востребовано в мире и давно доказало свое право на существование. При грамотном расчете и монтаже система обогрева исправно работает долгие годы, не создавая проблем.