Что такое геотермальное отопление загородного дома: что это такое, принцип работы системы и варианты для частного дома за счет тепла земли, отзывы владельцев

Содержание

лучшие системы для загородного дома

Мы знаем, что геотермия – это тепло Земли, а понятие «геотермальный» зачастую ассоциируется у нас с вулканами и гейзерами. В России геотермальная энергетика используется преимущественно в промышленных масштабах, например, существуют дальневосточные электростанции, работающие на основе тепла нашей планеты.

Многие уверены, что сделать геотермальное отопление дома своими руками – это что-то из области фантастики. Не так ли? Но это совершенно не так! С развитием современных технологий бытовое использование “зеленой энергии” стало вполне реально.

Мы расскажем о принципах работы альтернативного отопления, его преимуществах и недостатках, сравним с традиционными системами обогрева. Также вы узнаете о способах расположения теплообменника и о том, как смонтировать геотермальное отопление своими руками.

Содержание статьи:

Несколько исторических фактов

Когда в 70-е годы прошедшего столетия разразился нефтяной кризис, на Западе возникла жгучая потребность в . Именно в тут пору и стали создаваться первые геотермальные отопительные системы.

Сегодня они получили широкое распространение в Соединенных Штатах, в Канаде и в западноевропейских государствах.

Галерея изображений

Фото из

Использование энергии земных недр обладает веским преимуществом: применяемые ресурсы достаются бесплатно и самопроизовольно восстанавливаются

Внутренний блок геотермальной системы занимает немного места, внешне напоминает привычную бытовую технику

Первоначальные вложения в устройство системы, использующей геотермальную энергию, выше, чем установка котла, но минимальные средства на содержание и эксплуатацию оправдывают и быстро окупают проект

Оборудование, перерабатывающее энергию земли в тепло, не выделяет продуктов горения, не сжигает безвозвратно дрова, уголь, торф, газ

Перспективы геотермального отопления

Габариты внутреннего блока геотермальной системы

Стоимость установки и эксплуатации теплового насоса

Экологические приоритеты теплонасосов

Например, в Швеции активно используют воду Балтийского моря, температура которой составляет +4°С. В Германии внедрение геотермальных отопительных систем даже спонсируется на государственном уровне.

При упоминании геотермальных источников энергии мы всегда представляем себе долину гейзеров или вулканы, но нужные нам источники гораздо ближе. И они помогут нам согреться зимой и охладиться летом

В России действуют Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и другие геотермальные электростанции. Но фактов использования энергии Земли в нашем частном секторе очень мало.

Реальные преимущества и недостатки

Если в России геотермальное отопление частного сектора получило сравнительно малое распространение, значит ли это, что идея не стоит затрат на её воплощение? Может быть, и заниматься этим вопросом не стоит? Оказалось, что это не так.

Использование системы геотермального отопления жилища – решение выгодное. И тому есть несколько причин. В их числе и быстрая установка оборудования, которое способно длительное время работать без каких-либо перебоев.

Если использовать в отопительной системе не воду, а качественный антифриз, она не будет промерзать и её износ будет минимальным.

Перечислим и прочие преимущества этого вида отопления.

  • Исключена процедура сжигания топлива. Мы создаём абсолютно пожаробезопасную систему, которая, в процессе своей эксплуатации, не сможет нанести жилью никакого ущерба. Кроме того, исключается ряд других моментов, связанных с присутствием топлива: теперь не нужно искать место для его хранения, заниматься его заготовкой или доставкой.
  • Существенная экономическая выгода. В процессе эксплуатации системы не потребуется никаких дополнительных вложений. Ежегодный обогрев обеспечивают силы природы, которые мы не покупаем. Конечно, при функционировании теплового насоса затрачивается электрическая энергия, но при этом объём производимой энергии существенно превышает размеры потребления.
  • Экологический фактор. Геотермальное отопление частного загородного дома – это экологически безопасное решение. Отсутствие процесса горения исключает поступление в атмосферу продуктов сгорания. Если это осознают многие, и такая система теплоснабжения получит должное повсеместное распространение, негативное влияние людей на природу многократно уменьшится.
  • Компактность системы. Вам не придется организовывать в своём доме обособленное помещение котельной. Всё, что будет необходимо – это тепловой насос, который можно разместить, например, в подвале. Наиболее объёмный контур системы будет располагаться под землей или под водой, на поверхности вашего участка вы его не увидите.
  • Многофункциональность. Система может работать как на отопление в холодное время года, так и на охлаждение в период летней жары. То есть, по сути, она заменит вам не только обогреватель, но и кондиционер.
  • Акустический комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.

Выбор геотермальной системы отопления экономически выгоден, несмотря на то, что придется потратиться на покупку и установку оборудования.

Кстати, в качестве недостатка системы упоминают именно затраты, на которые придется пойти, чтобы установить систему и подготовить её к работе. Нужно будет купить сам насос и некоторые материалы, выполнить работы по монтажу наружного коллектора и внутреннего контура.

Не секрет, что ресурсы дорожают год от года, поэтому автономная система отопления, которая способна окупиться в течение нескольких лет, всегда будет экономически выгодна для её владельца

Впрочем, эти расходы окупаются всего за несколько первых лет эксплуатации. Последующее использование уложенного в грунт или погруженного в воду коллектора позволяет сэкономить значительные средства.

К тому же, сам процесс монтажа не настолько сложен, чтобы приглашать для его выполнения сторонних специалистов. Если не заниматься бурением, то всё остальное можно сделать самостоятельно.

Галерея изображений

Фото из

Внутренний блок системы, использующей тепло недр земли, включает непосредственно сам тепловой насос, отдельно установленный или встроенный в насос водонагреватель и буферную емкость

Тепловой энергии горных пород и грунтовой воды вполне достаточно для организации отопления и горячего водоснабжения загородного дома

Несмотря на реальную выгоду эксплуатации тепловых насосов, обогрев дома с применением газового котла пока обходится дешевле, но геотермальную энергию все равно применяют, к примеру, для подогрева воды в бассейне

Однако в негазифицированных районах, местечках, в которые не проведено электричество, тепловой насос с забором энергии грунтов и воды способен стать агрегатом, обеспечивающим системы ГВС и отопления

Бесплатную энергию подземной воды и горных пород разумно использовать в обеспечении теплом бытовых построек, теплиц, спортивных комплексов

Теплонасосы с забором энергии из недр земли могут служить дополнительными источниками энергии, необходимыми на случай перебоев с подачей электроэнергии

В случае перехода дома полностью на геотермальное отопление чаще всего приходится сооружать несколько контуров, для обслуживания определенных колец, например, для радиаторного отопления и теплого пола лучше задействовать два теплонасоса, а для ГВС третий

Геотермальные схемы устройства отопления превосходно сочетаются как с традиционными вариантами, так и с другими видами альтернативных источников: солнечными батареями, ветрогенераторами и прочим

Внутренний блок геотермальной системы отопления

Геотермальные источники в отоплении частного дома

Теплонасос земля-вода для подогрева воды в бассейне

Геотермальные системы в обустройстве загородных построек

Устройство геотермального отопления в теплице

Теплонасос как дополнение к основной отопительной схеме

Многоконтурная геотермальная система в частном доме

Геотермальное отопление в паре с солнечными батареями

Надо отметить, что некоторые умельцы, в стремлении сэкономить научились собирать геотермальный .

Об источниках геотермального отопления

Для геотермального отопления можно использовать следующие источники земной тепловой энергии:

  • высокотемпературные;
  • низкотемпературные.

К высокотемпературным относятся, например, термальные источники. Использовать-то их можно, но область их применения ограничивается фактическим местом нахождения таких источников.

Если в Исландии этот вид энергии активно применяется, то в России термальные воды находятся далеко от населенных пунктов. Максимально они сконцентрированы на Камчатке, где подземную воду применяют в качестве теплоносителя и поставляют в системы ГВС.

Для эффективного использования тепловой энергии земли не нужен вулкан. Достаточно использовать те ресурсы, которые находятся всего в 200 метрах от земной поверхности

Зато для применения низкотемпературных источников у нас имеются все необходимые предпосылки. Для этой цели подойдут окружающие воздушные массы, земля или вода.

Для извлечения нужной энергии используют тепловой насос. С его помощью происходит процедура преобразования температуры окружающей среды в тепловую энергию не только отопления, но и горячего водоснабжения частного домовладения.

Галерея изображений

Фото из

Забор бесплатного тепла грунтовой воды и горных пород

Наружный теплообменник системы земля-вода

Наружный теплообменник в естественном водоеме

Геотермальная скважина теплового насоса

Принцип работы такого отопления

Если вы знакомы с тем, как работает или , то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний.

Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены .

Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

В состав геотермальной системы отопления входят два контура – внутренний и внешний, а так же сердце отопительной системы – тепловой насос, который, сжимая теплоноситель, повышает его температуру (+)

во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается.

Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь.

Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Два вида расположения теплообменника

Имеются два варианта отопления частного дома с использованием низкотемпературной энергии элементов окружающей среды. Основу системы во всех трех случаях составляет геотермальный насос.

Внутренний контур остаётся без изменений для любого способа отопления, а основное различие заключается в расположении внешнего контура.

Геотермальное отопление бывает с теплообменником, расположенным:

  • вертикально – располагаются в скважинах, вскрывающих или не вскрывающих водоносный пласт;
  • горизонтально – теплообменники систем укладывают в котлован или открытый водоем в виде своеобразного змеевика.

Каждый из приведенных здесь видов отопления характеризуется своими особенностями, недостатками и преимуществами.

Если вы намерены создать такую систему отопления собственными руками, вам будет интересно узнать о каждом из видов подробнее.

Галерея изображений

Фото из

Вертикальный способ размещения коллектора

Группа вертикальных петель коллектора теплонасоса

Внешний коллектор теплового насоса для большого дома

Горизонтальный теплозаборник насоса земля-вода

Укладка коллектора наружного блока в траншею

Установка теплообменника в виде группы корзин

Укладка трубопровода по стенкам и дну котлована

Соркращение площади зачет дополнения скважинами

Вариант #1. Вертикальное размещение внешнего коллектора

Этот вид отопления основан на интересном природном явлении: на глубине 50-100 м и более от своей поверхности земля круглогодично имеет одинаковую и постоянную температуру 10-12°С.

Чтобы иметь возможность использовать эту энергию земли, необходимо . Технология практически аналогична с подготовкой водозаборного источника.

С целью максимального сохранения ландшафта можно пробурить несколько труб с одной исходной точки, но под разными углами.

Внешний контур системы будет смонтирован непосредственно в этих скважинах. Это позволит эффективно отобрать у земли её тепло. Разумеется, этот способ трудно назвать простым и малобюджетным.

Для создания вертикальной системы геотермального отопления нужно использовать оборудование для бурения скважин, без применения буровой установки решение задач по устройству системы будет довольно трудоемким (+)

Актуален он в том случае, когда прилегающая к дому территория уже обустроена, и нарушение её ландшафта нецелесообразно. Глубина бурения скважины может достигать от 50 до 200 метров.

Конкретные параметры скважины зависят от геологической обстановки на участке и параметров будущего сооружения. Срок службы такой конструкции составляет примерно 100 лет.

Для устройства вертикального варианта системы с теплообменником, извлекающим энергию подземной воды, потребуется пробурить две водоносные скважины.

Из одной из них, именуемой дебетовой, с помощью насоса производится забор воды, которая после передачи тепла сливается во вторую, приемную выработку.

Минус геотермальной системы с двумя скважинами в недостаточной эффективности для обогрева загородного дома. Слишком много энергии тратит циркуляционный насос. Зато для поставки теплоносителя контуру теплого пола получаемой тепловой энергии вполне достаточно

Вариант #2. Горизонтальное расположение грунтового коллектора

Чтобы уложить внешний контур при горизонтальном виде отопления, нужно знать, на какую глубину промерзает земля в вашей местности.

Трубы укладывают ниже уровня промерзания в заранее подготовленные траншеи, захватывая при этом довольно большое пространство: чтобы отопить дом, площадь которого составляет 200-250 кв. м, нужно использовать примерно 600 кв. м теплообменника. То есть шесть соток.

Недостатком этой конструкции является большая площадь, которую она занимает. Если вам нужна на участке лужайка, покрытая травой и цветами – это ваш вариант. А от плодоносящих деревьев трубы коллектора лучше держать подальше (+)

Понятно, что при таких условиях, объём земляных работ будет значительным. Кроме того, нужно учесть в плане расположение деревьев и прочей растительности на участке, чтобы не заморозить их. Например, нельзя располагать трубы коллектора ближе, чем в полутора метрах от деревьев.

Этот способ монтажа используют, как правило, в тех случаях, когда участок только осваивается под строительство. Все расчеты и планы по постройке коттеджа, организации его отопления и планировке земельного участка лучше всего выполнять одновременно.

Галерея изображений

Фото из

Укладка теплозаборного коллектора в котлован

Подсоединение коллектора к трубам выхода и входа в дом

Подключение к накопительному водонагревателю

Обустройство площадки с внешним коллектором

Погружение горизонтального теплообменника в водоём

Этот способ требует особого расположения домовладения – на расстоянии примерно в 100 м от водоёма, имеющего достаточную глубину. Кроме того, указанный водоём не должен промерзать до самого дна, где и будет расположен внешний контур системы. А для этого площадь водоёма не может быть меньше 200 кв. м.

Этот вариант размещения теплообменника считается наименее затратным, но подобное расположение домовладения все-таки встречается не часто. Кроме того, могут возникать сложности, если водоём относится к объектам общего пользования

Очевидным преимуществом этого метода является отсутствие обязательных трудоёмких земляных работ, хотя с подводным расположением коллектора все-таки придется повозиться. И специальное разрешение на проведение таких работ тоже понадобится.

Впрочем, геотермальная установка, использующая энергию воды, все-таки является наиболее экономичной.

Своими руками: что и как

Если уж и монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой.

Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача несложная.

Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации и с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Такое расположение дома относительно пруда встречается чаще. Главное, чтобы водоём был не дальше, чем в 100 метрах от коттеджа

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 м. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 кв. м, а глубина – 3 м (средний параметр промерзания). Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении.

Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа.

Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 кв. м коллектора на 100 кв. м отапливаемой площади дома.

Если вам достался участок без строений и растительности, которую бы хотелось сохранить, грунт при сооружении внешнего горизонтального почвенного контура можно просто снять: это легче, чем выкапывать траншеи

Траншеи, в которые предстоит укладывать трубы контура, нужно выкапывать ниже уровня промерзания почвы.

А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его промерзания, уложить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа трудоёмкая, сложная, но, имея большое желание и целеустремленность, вы сможете её выполнить.

Затраты и перспективы окупаемости

Расходы на оборудование и его монтаж в процессе сооружения геотермального отопления зависят от мощности агрегата и от производителя.

Производителя каждый выбирает, руководствуясь собственными соображениями и сведениями о репутации и надежности того или иного бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит обслуживать.

В этом рисунке кратко отражена вся суть выгоды, получаемой от применения геотермальной отопительной системы. Именно такое соотношение входящей и исходящей энергии позволяет система сначала быстро окупиться, а потом и экономить средства своего владельца (+)

Если брать в расчет именно мощность, то стоимость тепловых насосов колеблется в следующих диапазонах:

  • на 4-5 кВт – 3000-7000 условных единиц;
  • на 5-10 кВт – 4000-8000 условных единиц;
  • на 10-15 кВт – 5000-10000 условных единиц.

Если к этой сумме мы прибавим затраты, которые нужны на выполнение монтажных работ (20-40%), то мы получим сумму, которая для многих покажется абсолютно нереальной.

Но все эти затраты окупятся за вполне приемлемые сроки. В дальнейшем же вам придется оплачивать лишь незначительные расходы на электричество, необходимое для работы насоса. И это всё!

Из-за недостаточной для обогрева жилых строений эффективности геотермальных систем их используют в качестве дополнения к основным отопительным сетям или сооружают комплексно с двумя и более теплообменниками

Как показывает практика, геотермальное отопление особенно выгодно для домов, общая отапливаемая площадь которых составляет 150 кв. м. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.

Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология  достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.

Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в .

Выводы и полезное видео по теме

Если вам проще воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик позволит вам своими глазами увидеть, как именно функционирует геотермальная система, а также больше узнать о том, кому и почему этот вид отопления выгоден.

Предлагаем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором владелец горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о своих впечатлениях от его эксплуатации. Кроме того, посмотрев это видео, вы узнаете о текущих расходах, связанных с эксплуатацией системы геотермального отопления.

Каждый владелец частного дома выбирает сам, покупать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или надеяться только на себя самого. При этом он руководствуется целым списком соображений.

Цель, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, чтобы подтолкнуть вас к готовому выводу, а в том, чтобы поделиться информацией о вариантах решения стоящей перед вами задачи.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме геотермального отопления частного дома? Можете оставлять комментарии к публикации. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Геотермальное отопление, принцип работы, монтаж своими руками

В последние десятилетия активная жизнедеятельность людей, удовлетворяющих свои потребности, начала очень негативно воздействовать на природу, окружающую среду. И теплоэлектростанции сыграли не последнюю роль в этом процессе. В то же время, общество стало понимать, что ресурсы природы являются небезграничными, именно поэтому в последние годы начали внедрять аналоги источников теплоснабжения. Одним из таких альтернативных способов отопить дом является геотермальное отопление. Система – проста и эффективна, а сделать ее можно собственноручно.

Геотермальное отопление

Заметим, что геотермальное отопление в США и европейских странах стало основным источником тепла, однако в России на сегодняшний день оно рассматривается только в качестве альтернативы газовому, электрическому, твердотопливному и другим видам отопления. Очень скоро геотермальное отопление станет основным, ведь отзывы говорят о том, что это рентабельный способ отопить свой дом без вреда для экологии и с выгодой для себя.

Принцип функционирования

Такое явление, как геотермальное отопление, принцип работы которого напоминает обычный холодильник, только наоборот, — становится все популярнее. Земля сохраняет тепло постоянно, можно нагревать объекты, находящиеся на ее поверхности. Суть в том, что изнутри землю нагревает горячая магма, а сверху благодаря грунту она не промерзает.

Тепловую энергию, которая получается в процессе отопления, использует геотермальная система, основанная на специальном тепловом насосе.

И принцип функционирования здесь следующий: сверху ставится тепловой насос, в специальную земляную шахту опускается теплообменник. Грунтовая вода идет через насос и нагревается. Таким образом, тепло, которое получается при этом, используется для промышленных или бытовых целей. Так и работает отопление подземным теплом.

Принципиальная схема работы теплового насоса

Заметим, что главным преимуществом такой системы является то, что при затратах электроэнергии в 1 кВт получаем полезную тепловую энергию в диапазоне от 4 до 6 кВт. Для сравнения, обычный кондиционер не способен преобразовать 1 кВт электроэнергии в 1 кВт тепловой энергии (закон сохранения энергии, т.к. потери при преобразовании одного вида энергии в другую, увы пока никто не отменял). Отопление за счет тепла земли окупится достаточно быстро при правильном подходе к реализации геотермального отопления.

Рекомендуем к прочтению:

Особенности системы

Конечно, не так-то и просто сделать геотермальное отопление своими руками, однако это вполне возможно. И для начала делается шахта. Параметры шахты рассчитываются для каждого случая отдельно. Ее габариты будут зависеть от климата в вашей местности, типа грунта, особенностей строения коры земли региона, домашней площади, где будет ставиться такая система. Как правило, глубина шахты составляет от 25 до 100 м.

Бурение скважин под тепловой насос

Далее монтаж геотермального отопления подразумевает такой шаг, как опускание в земную шахту труб, поглощающих тепло. Функции этих труб заключаются в следующем: они будут подавать тепло в насос, который будет повышать температуру жидкости и выводить ее в отопление. Заметим, что если вы решили сделать геотермальные системы отопления своими руками, то вам потребуется помощник, ведь трубы бывают очень тяжелыми.

Заметим, что в летний период отопление от земли,  работает в качестве кондиционера. Для этого нужно активировать обратный механизм. В процессе работы теплообменник будет брать охлаждающую энергию.

Способы работы системы

Это эффективная и экологичная система – термальное отопление, принцип работы ее может протекать в трех основных способах:

  1. Используется тепловая энергия глубоких грунтовых вод. Такая вода – высокой температуры, тепловой насос ее поднимает и нагревает. Далее вода идет через теплообменник, отдавая основную часть своей энергии.
  2. Данный способ требует от владельцев дополнительных расходов. В глубину грунта от 75 м и ниже спускают резервуар, в котором находится антифриз. Он нагревается и при помощи теплового насоса поднимается к теплообменнику. После того, как тепло отдается теплообменнику, антифриз идет обратно в резервуар.
  3. А для третьего способа работы системы вообще не требуется оборудовать грунтовую шахту. Такое отопление из земли подойдет для обогрева зданий, имеющих выход на водоем. Так, по дну водоема от теплообменника ставятся зонды горизонтального типа и преобразовывают тепло воды на дне.

Виды тепловых насосов

Преимущества геотермальной системы отопления

Геотермальные системы отопления обладают несколькими преимуществами:

  • Выделение тепловой энергии в несколько раз больше, нежели расход на электричество, которое требует насос.
  • Экологическая безопасность больше, чем у других отопительных систем, так как геотермальные отопительные системы не производят никаких вредных выбросов.
  • Для того чтобы геотермальная система функционировала, не требуется топлива или дополнительных химических средств. Поэтому она безопасна для владельцев и для окружения.
  • В функционировании такого отопления нет риска взрыва или возгорания.
  • При условии правильного монтажа отопительной системы она прослужит без техподдержки как минимум – 30 лет.

Устанавливаем геотермальное отопление самостоятельно

Сразу отметим такую особенность: тем, кто решится оборудовать отопление теплом земли, понадобится единожды вложить в это огромную сумму. Конечно, со временем эта стоимость окупится, так как жилье мы строим для себя не на год или два. Кроме того, каждый год стоимость на газ и электроэнергию повышается, а с геотермальной системой вы не узнаете, что такое эти ценовые скачки.

Рекомендуем к прочтению:

Заметим, что внутри помещения, которое вы хотите отопить, ставятся отопительные элементы, ничем не отличающиеся от водяного отопления. Ваше жилье будут обогревать радиаторы, а тепло в них будет идти по трубам.

Однако в данной системе основная ее часть будет скрыта под землей. Отопление энергией земли – это наличие скважины и теплообменника. В жилище потребуется только поставить прибор, который будет генерировать тепло – обычно он не занимает много места.

Принцип работы теплового насоса

На таком устройстве пользователь сможет производить регулирование температуры и подачу тепловой энергии. Установка самой системы отопления в жилье делается, как обычно, — с разветвлением трубопровода и радиаторов. Если у вас частный дом, или же само здание небольшое, то в таком случае генератор системы выводится в отдельное помещение или в подвал.

Распространение геотермальной системы отопления

Отопление с помощью тепла земли стало распространяться еще в конце 80-х годов в городах США, которые особенно тяжело переживали кризис. Сначала такую систему применяли состоятельные люди, которые таким вот образом экономили на отоплении дома, однако скоро система стала дешеветь, и более бедные американцы заинтересовались ею. И вскоре использование тепла земли для отопления стало прерогативой большинства американцев, которые владели частными домами. В европейских странах 20 лет назад статистические данные отмечали, что геотермальные системы отопления использовали примерно 12 миллионов граждан. И в течение всего этого времени до сегодняшних дней эта цифра только возросла.

Тенденции распространения геотермального отопления являются понятными. Ведь отопление за счет энергии земли – это удобно, экономично и безопасно.

Газовая система отопления хоть и является самой популярной, но по этой же причине каждый год запасы природного газа уменьшаются, стоимость на него растет и растет. А применение для обогрева дома твердого топлива – это трудозатратно. Кроме этого, вследствие сжигания дров и угля выделяется вредный углекислый газ, образовывается сажа и смолы. Поэтому геотермальное отопление становится все более распространенным и в России.

🔰 система обогрева дома, что такое

Эффективное геотермальное отопление вызывает немало дискуссий. Его достоинства и недостатки давно оценены на практике. Конструкция, использующая тепло Земли для обогрева домов, работает на особых принципах.

Расчет фундамента

Попробуйте новый продукт

Чтобы смонтировать для частного коттеджа геотермальную систему отопления, необходимо правильно провести расчеты и придерживаться технологии. Коэффициент полезного действия зависит от грамотного учета условий и площади жилья.

Что такое геотермальное отопление

Разновидность отопления, называемая геотермальной, представляет собой систему, использующую тепло недр. История ее внедрения в практику началась в первой половине XX века. В этот период была острая необходимость в альтернативных источниках тепла. В настоящее время геотермальное отопление не является редкостью в США, Канаде, европейских странах.

Устройство и виды расположения системы

Конструкция геотермальной системы отопления включает насос и два контура: внешний и внутренний. Отдача тепла может происходить через радиаторы или смонтированный теплый пол, который является частью внутреннего контура. Внешняя часть геотермальной системы отопления расположена в земле или в воде. Ее масштабы более значительны по сравнению с внутренним трубопроводом. Но этот факт имеет значение лишь во время монтажа. При эксплуатации внешний контур скрыт от глаз.

Внутри труб циркулирует теплоноситель, роль которого выполняет обычная вода или антифриз. Специалисты рекомендуют использовать этиленгликолевый антифриз. «Сердцем» геотермального отопления является тепловой насос. Он работает от электричества, но его потребности невелики. При затратах в 1 кВт насос выдает 4-5 кВт тепловой энергии. Это тепло идет на обогрев дома.

Теплообменник геотермальной системы отопления, работающий от низкотемпературного источника, может иметь разное расположение. Два компонента (насос и внутренний контур) остаются без изменения в любом случае. Отличия заключаются в локализации внешнего трубопровода. Она может быть:

  1. Вертикальной

  2. Горизонтальной

При вертикальном расположении теплообменник находится в вытянутой сверху вниз шахте, пересекающей или не пересекающей водоносный горизонт. Для сохранения ландшафтных условий в районе бурения из одного места делают несколько скважин, идущих под наклоном. В них монтируют внешний контур. Точная глубина скважин зависит от геологических условий, но в среднем составляет 50-100 метров. Вертикальное расположение считается более эффективным по сравнению с горизонтальным.

Горизонтальное расположение предполагает наличие змеевика трубопровода в котловане или открытом водоеме. Чтобы смонтировать такую систему, требуется знать глубину промерзания грунта в регионе. Котлован расположен ниже этой отметки. Его размеры должны позволять уложить трубы значительной длины.

Закладкой горизонтального теплообменника целесообразно заниматься в том случае, если участок под дом только разрабатывается, и место позволяет вести масштабные земляные работы.

Внешний контур при горизонтальном геотермальном отоплении частного дома площадью 250 кв. метров занимает шесть соток

Какие источники используются

Для геотермального отопления используют высокотемпературные и низкотемпературные источники энергии земли. К первой разновидности относятся, например, гейзеры. Эффективность в этом случае высокая, но применение ограничено географическим расположением геотермических источников.

Низкотемпературные источники имеют более широкое применение, особенно в тех регионах, где отсутствуют горячие подземные воды. Температура внутренних слоев грунта на глубине 50-100 метров составляет от +10 до +15 градусов в зависимости от климата. Этот уровень стабилен вне зависимости от времени года. Именно поэтому земля может быть источником тепла. Водный ресурс востребован в районах, расположенных у моря. Так, в Швеции в отоплении многих частных домов используют воды Балтийского моря, температура в котором поддерживается на уровне +4 градуса.

Принцип работы геотермального обогрева

В основу геотермальной системы заложен принцип преобразования тепла в холод или, наоборот, холода в тепловую энергию. Именно так работает кондиционер или холодильная установка. Теплоноситель, находящийся во внешних трубах системы, приобретает температуру окружающей среды. В таком слегка «подогретом» состоянии он достигает насоса, в котором происходит окончательный разогрев или охлаждение.

Снижение давления в дросселе вызывает соответствующее понижение температуры воды или антифриза. Повышение давления в компрессоре влечет за собой сжатие теплоносителя и увеличение его температуры. Таким образом, тепло земли через трубы отопления поступает в дом.

Плюсы и минусы отопительной системы

Отопление дома посредством тепла, сконцентрированного глубоко в грунте земли, считается эффективным, малозатратным, безопасным. Если детально разложить все плюсы, то получится весомый список:

  1. Простая установка оборудования. Доступный монтаж подкрепляется длительным сроком эксплуатации.

  2. Абсолютная пожаробезопасность. При работе оборудования исключено сжигание топлива, поэтому нет причин для пожара.

  3. Бюджетность после запуска. Финансовые расходы при длительной эксплуатации теплового насоса минимальны.

  4. Экологичность. Система не выделяет токсичных веществ, поэтому нагрузка на природу исключена.

  5. Функциональность. Геотермальное отопление способно не только продуцировать тепло, но и создавать эффект охлаждения в жару.

К недостаткам отопительной системы относят высокие первоначальные затраты на установку оборудования и его запуск в работу. Этот минус можно было бы отнести к условным, так как в будущем вложения окупаются экономией текущих расходов. Но этот период составляет в среднем 5-15 лет.

Выбирая геотермальное отопление, следует также учитывать его зависимость от электропитания. В случае проблем с электричеством, насос прекращает выполнять свои функции.

К отрицательным моментам относят также ограниченность применения геотермального отопления. В районах плотной застройки получить разрешение на необходимые земляные работы проблематично. Кроме того, из-за низкого уровня теплоотдачи для создания тепла в большом домовладении потребуется значительное количество подземного трубопровода.

Геотермальное отопление дома своими руками

Смонтировать и запустить в эксплуатацию геотермальное отопление вполне реально самостоятельно. Однако в процессе работы могут возникать сложности. В первую очередь это касается установки внешнего контура в земле. Поэтому при отсутствии необходимых навыков наладку системы рекомендуется доверить профессионалам, которые сделают грамотный расчет и смонтируют всю геотермальную систему отопления.

Предварительные расчёты

Чтобы геотермальное отопление приносило запланированный эффект, необходимо произвести расчеты. Они помогут выбрать мощность насосного оборудования. Примерные цифры для построек с разным уровнем теплоизоляции отличаются. Так, для обогрева одного квадратного метра понадобится:

  • без теплоизоляции – 120 Вт;

  • с обычной теплоизоляцией – 80 Вт;

  • с энергосберегающим утеплителем – 40 Вт.

Для расчетов понадобятся также цифры, определяющие потери тепла в доме. Например, если для жилого здания площадью 180 кв. метров с качественной теплоизоляцией теплопотери составляют 9 кВт/сутки, то оборудование должно обеспечивать мощность 216 кВт-ч (9 кВт х 24 часа). С учетом того, что потери тепла могут в разное время отличаться, делают надбавку в 10-20%. Таким образом, окончательная мощность насоса геотермальной отопительной системы должна быть 10,8 кВт.

При расчетах важно учитывать некоторые моменты. К ним относится температура грунта на уровне скважины. В средней полосе России она держится в пределах +8…+10 градусов (на глубине 15-20 метров). При горизонтальном расположении внешнего контура системы отопления берут в расчет мощность 50 кВт на метр. Точные цифры зависят от геологических условий (влажности, присутствия подземных вод). Разные грунты дают разные показатели:

  • Сухой грунт – 25 Вт/м;

  • Влажный субстрат – 45-55 Вт/м;

  • Твердые породы – 85 Вт/м;

  • Присутствие грунтовых вод – 110 Вт/м.

Как происходит монтаж системы отопления

Водяные системы являются редкостью, больше всего востребовано геотермальное отопление посредством грунта. Поэтому первый этап работ связан с бурением скважин или рытьем котлована. Углубления делают на глубину от 20 до 100 метров, применяя специальную технику. Дно котлована засыпают песком. Далее в готовые углубления или траншеи закладывают пластиковые трубы, которые способны выдерживать давление около 6 бар. Эти трубы будут выполнять роль зондов.

При монтаже используют обвязки труб из трех или четырех линий, при этом краевые участки связывают в виде буквы «U». Внешний контур можно приобрести уж в готовом виде или собрать самостоятельно.

При монтаже внешнего контура необходимо принимать во внимание, что скважина не должна располагаться ближе 2-3 метров к дому.

Когда самая сложная часть работы по устройству геотермальной системы отопления закончена, приступают к подключению насоса. Разводка при таком способе аналогична разводке традиционной отопительной системы.

Окупаемость геотермального отопления дома

Все финансовые траты при монтаже оборудования и всей геотермальной системы отопления зависят от типа используемого хладагента, уровня КПД, мощности агрегата и его производителя. Выбор бренда – это индивидуальное решение владельца жилья. Мощность теплонасоса в свою очередь определяется не желанием, а общей квадратурой помещений. От этого зависит цена устанавливаемого оборудования. В среднем она на несколько порядков выше, чем у отопительных котлов. К этой сумме прибавляют расходы на сам монтаж.

В результате получается достаточно высокая цифра, которая многих пользователей пугает. Однако она окупается минимум через 5-7 лет и максимум через 15. Практика применения геотермального отопления показывает, что такой способ обогрева имеет смысл для коттеджей площадью около 150 кв. метров. Они получают достаточно тепла и окупаются гораздо раньше.

Эффективность и экономическая рентабельность геотермической конструкции значительно выше, если внешний контур проходит не через сухой грунт, а через термальный источник. Но в этом случае необходимо разделение отопительного контура и водоснабжения, если для него также используется горячая вода источника.

Эксплуатация и содержание оборудования

Геотермальное отопление, смонтированное своими руками или с помощью специалистов, рекомендуется в качестве вспомогательного к основной системе обогрева. При исключении других источников подогрева воздуха данная установка может не справиться с поставленной задачей, так как не нагревает внутренние трубы до горячего состояния. Монтаж целесообразен, если в помещениях будет поддерживаться температура выше 15 градусов тепла.

Техническое обслуживание оборудования довольно простое и не составляет труда для пользователей. Так как работа теплового насоса автоматизирована, он не нуждается в ежесуточном контроле. Чтобы компрессор проработал установленный по инструкции период, который составляет от 15 до 25 лет, необходима правильная установка и эксплуатация.

Основные правила заключаются в осмотре агрегата перед началом отопительного сезона и после его завершения. Периодически во время эксплуатации насос и кабели проверяют на предмет целостности. Специалисты рекомендуют периодически (один раз в полгода или в квартал) брать пробу теплоносителя на определение кислотности, плотности, химического состава. Раз в полгода досмотру подлежат также водяные фильтры, теплообменники. При необходимости производят их чистку.

Мировой опыт показывает, что использование тепловой энергии, заключенной в недрах земли, для поддержания тепла в доме является перспективным и эффективным способом. Но перед тем как выбрать геотермическую систему, необходимо взвесить все плюсы и минусы, экономическую выгоду и возможности практического применения в конкретных условиях.


Геотермальное отопление дома своими руками

Обогрев коттеджа или дачи – дело непростое, требующее внимательного отношения, грамотного и рационального подхода. С учетом интенсивного роста цен энергоносителей, даже экономичные газовые устройства порой оказываются не самым лучшим выбором. В плане отсутствия эксплуатационных расходов, наиболее выигрышно смотрится геотермальное отопление дома своими руками. Данная схема предполагает использование подземного тепла, вырабатываемого естественным образом. Этот вариант, наверняка, придется по нраву и людям, неравнодушным к вопросам сохранения окружающей среды, какой-либо вред для экологии попросту отсутствует.

Впервые подобные методы были протестированы в 70-х годах минувшего столетия в США, когда разразились первые экономические кризисы. Конечно, эти системы сложно было назвать совершенными, что отражалось и на эффективности, и на стоимости обустройства. В современном мире, к счастью, дело обстоит совершенно иначе.

Распространенное заблуждение

Бытует мнение, что геотермическое отопление частного дома удастся создать исключительно в достаточно теплых регионах, где кругом бьют горячие ключи и источники. Это совершенно не так. Наглядный тому пример – Гренландия, остров с суровыми климатическими условиями, основная часть территории которого скрыта снегами. Тем не менее, подавляющее большинство здешних домов, фермерских хозяйств и сельскохозяйственных угодий обогревается именно подземным теплом.

Рабочий принцип

Сравнить работу такой отопительной системы можно с холодильником, только наоборот. Внутренние слои земли сохраняют достаточно высокую температуру постоянно, нагреваясь от ядра, не завися от внешних условий. Осталось только понять, как “извлечь” эту тепловую энергию.

С этой целью наверху монтируется тепловой насос, вырывается шахта, в которую погружается теплообменник. Грунтовые воды проходят через насосы, нагреваются, путем попадания в трубы и радиаторы нагревают воздух в помещениях. В состав системы входит два контура:

  • Внутренний контур – классическая система отопления здания, состоящая из радиаторов, труб, батарей и прочего;
  • Внешний контур – непосредственно теплообменник, расположенный глубоко в грунте.

Стоит обратить внимание, что в качестве теплоносителя допускается использование и обыкновенной воды, и антифриза.

Варианты формирования


[adinserter block=»9″][adinserter block=»20″]
Обогреть свой дом удастся по одной из следующих схем:

  • Насос и теплообменник вертикального типа. Глубина скважины в таком случае варьируется от 50 до 200 метров, так что бурение связано с существенными финансовыми вложениями. Тепловая энергия забирается от глубоких грунтовых вод, температура которых очень высока. Тепловой насос обеспечивает движение жидкости, теплообменник забирает энергию, дальше происходит обратный сброс воды. Не стоит бояться первоначальных капиталовложений, расчеты наглядно показывают, что результат оправдывает средства, продолжительность эксплуатации доходит до века.
  • Немало общего с описанной схемой имеет и методика, основанная на монтаже в шахте глубиной около сотни метров укрепленного бака с антифризом, нагреваемым грунтом. Для непрерывного движения антифриза также задействуется тепловой насос.
  • Горизонтальный теплообменник – менее затратная и более конструктивно простая схема. Основное требование заключается в том, чтобы трубы находились ниже отметки, на которую в холодное время года промерзает грунт. Эффективность нагрева в такой ситуации меньше, а потому приходится компенсировать ее общей площадью коллектора, которая должна примерно в 2 раза превосходить площадь отапливаемого помещения. Конечно, данное значение приблизительно, точный коэффициент зависит от множества факторов.
  • Наконец, последняя схема подходит в том случае, если между обогреваемым зданием и ближайшим водоемом не более сотни метров. Достоинство этой технологии – небольшие финансовые вложения, отсутствие значительных объемов земляных работ. Теплообменный контур располагается так, чтобы на глубине не наблюдалось промерзания, подо льдом должен быть, по меньшей мере, метр воды. В идеале, в водоеме не должно быть течения, способного повредить расположенные на дне зонды. Именно эти зонды и являются поглотителями тепловой энергии.

Для формирования внешнего контура отлично подходят трубы на основе полиэтилена. При расчетах следует исходить из того, что на метр коллектора должно приходиться от 40 до 50 Вт тепловой энергии. Получается, что в ситуации, когда производительность насоса равняется 10 кВт, глубина бурения составит до 200 метров.

Стоит помнить, что в некоторых ситуациях более рационально пробурить не одну глубокую скважину, а несколько более мелких. Чтобы в такой ситуации не был испорчен внешний облик участка, используется кластерный метод – от одной начальной точки расходится несколько столбов вглубь.

Преимущества решения

Итак, геотермический способ характеризуется следующим набором положительных особенностей:

  • Используется неисчерпаемая бесплатная тепловая энергия.
  • Отсутствует риск пожара, детонации, короткого замыкания и прочих опасных явлений.
  • Нет необходимости возводить отдельную постройку для организации котельной, сам агрегат занимает мало места, отсутствует нужда в дополнительных площадях для хранения топлива.
  • Схема идеальна с точки зрения экологической безопасности. В процессе использования отсутствуют продукты сгорания и выбросы, провоцирующие загрязнение воздуха, почвы и водоемов.
  • Система не нуждается в регулярном обслуживании и контроле, корректность параметров поддерживается автоматикой. Экономичность обеспечивается также и этой особенностью.
  • Вариативность. Отопительный контур, находящийся непосредственно в здании, по своей конструкции ничем не отличается от традиционных систем водяного обогрева. Хозяева могут воплотить в жизнь и современную идею теплого пола, и более традиционную радиаторную схему.

Подведем итоги

Основной проблемой этой технологии остается высокая цена, объясняющаяся значительными объемами земляных работ. Тем не менее, с учетом дальнейших преимуществ, этот недостаток выглядит несущественным. Практика показывает, что полная окупаемость достигается всего за несколько сезонов!

Первая карта геотермальной энергии США теперь в Google - Что с этим делать?

Via Slashdot, сверло детское, но для тепла, а не для масла.

Финансируемое Google исследование усовершенствованных геотермальных систем в Южном методистском университете позволило составить карту геотермального потенциала США от побережья до побережья. Инвестировав более 10 миллионов долларов в геотермальную энергию, Google, кажется, считает, что это лучший способ избавиться от нефтяной привычки (особенно сейчас, когда ядерная энергетика внезапно стала непропорционально непопулярной).

Подробная информация и как ее просмотреть:

ДАЛЛАС (SMU) - Новое исследование геотермальной лаборатории SMU, финансируемое за счет гранта Google.org, документально подтверждает наличие значительных геотермальных ресурсов в Соединенных Штатах, способных производить более трех миллионов мегаватт зеленой энергии, что в 10 раз превышает установленную мощность угольной энергии. растения сегодня.

Сложная карта, составленная в результате исследования, которую можно просмотреть через Google Earth на www.google.org/egs, демонстрирует, что огромные запасы этого зеленого возобновляемого источника энергии, вырабатываемого за счет тепла Земли, реально доступны с использованием современных технологий.

Результаты нового исследования, проведенного профессором геофизики SMU Hamilton Дэвидом Блэквеллом и координатором геотермальной лаборатории Марией Ричардс, подтверждают и уточняют местоположения для ресурсов, способных поддерживать крупномасштабное коммерческое производство геотермальной энергии в широком диапазоне геологических условий, включая значительные территории в восточных двух третях Соединенных Штатов. Расчетные количества и местоположения тепла, хранящегося в земной коре, включенные в это исследование, основаны на данных почти 35 000 сайтов, что примерно в два раза больше, чем на геотермальной карте Северной Америки, составленной Блэквеллом и Ричардсом в 2004 г. уровень.

Основываясь на дополнительных данных, в основном полученных в результате бурения нефтяных и газовых скважин, можно увидеть более крупные локальные колебания температуры на глубине, что позволяет выделить больше деталей для потенциальных мест расположения электростанций, чем это было ранее очевидно в восточной части США. был идентифицирован как часть более крупной Аппалачской тенденции повышения теплового потока и температуры.

Традиционная геотермальная добыча в США ограничена в основном западной третью страны в географически уникальных и тектонически активных местах.Например, Поле Гейзеров к северу от Сан-Франциско является домом для более чем дюжины крупных электростанций, которые уже более 40 лет используют естественные паровые резервуары для производства электроэнергии.

Тем не менее, новые технологии и методы бурения теперь могут использоваться для разработки ресурсов в более широком диапазоне геологических условий, что позволяет надежно производить экологически чистую энергию при температурах до 100 ° C (212 ° F) - и в регионах, которые ранее не считались подходящими. для производства геотермальной энергии.Предварительные данные, опубликованные в ходе исследования SMU в октябре 2010 года, выявили наличие геотермальных ресурсов в штате Западная Вирджиния, эквивалентных существующим в штате источникам электроэнергии (в основном на основе угля).

«И снова SMU продолжает новаторскую работу по демонстрации огромного потенциала геотермальных ресурсов», - сказал Карл Гавелл, исполнительный директор Ассоциации геотермальной энергии. «И Google, и исследователи SMU в корне меняют наш взгляд на то, как мы можем использовать тепло Земли для удовлетворения наших потребностей в энергии, и тем самым вносят значительный вклад в укрепление нашей национальной безопасности и качества окружающей среды.

«Эта оценка геотермального потенциала со временем только улучшится», - сказал Блэквелл. «Наше исследование предполагает, что мы используем лишь небольшую часть доступного тепла, накопленного в земной коре, и ожидается, что наши возможности улавливать это тепло существенно возрастут по мере того, как мы улучшаем коэффициенты преобразования энергии и использования за счет технологических достижений и усовершенствованных методов. ”

Blackwell публикует документ с подробностями результатов исследования для Совета по геотермальным ресурсам 25 октября 2011 года.

Блэквелл и Ричардс впервые составили Геотермальную карту Северной Америки 2004 года с использованием данных нефтегазовой промышленности из центральной части США. Блэквелл, и карта 2004 года сыграла значительную роль в исследовании будущего геотермальной энергии 2006 года, спонсируемом Министерством энергетики США, которое завершилось Энергия могла обеспечить значительную часть будущих потребностей США в электроэнергии, вероятно, по конкурентоспособным ценам и с минимальным воздействием на окружающую среду. Карта SMU 2004 года была национальным стандартом для оценки теплового потока, температуры и теплопроводности для потенциальных проектов геотермальной энергетики.

В этой новейшей оценке ресурсного потенциала SMU исследователи использовали дополнительные данные о температуре и подробный геологический анализ для полученных карт теплового потока, чтобы создать обновленные карты температуры на глубине от 3,5 км до 9,5 км (от 11500 до 31000 футов). Это обновление показало, что некоторые условия в восточных двух третях США на самом деле более жаркие, чем в некоторых районах западной части страны, области, которая давно известна своей тектонической активностью, производящей тепло.При определении потенциала геотермальной добычи новое исследование SMU учитывает практические аспекты бурения и ограничивает анализ теплотой, доступной в верхних 6,5 км (21 500 футов) земной коры, для прогнозирования мегаватт доступной мощности. Этот подход включает недавно предложенный международный стандарт для оценки потенциала геотермальных ресурсов, который учитывает дополнительные практические ограничения развития, такие как недоступность крупных городских территорий и национальных парков. Это значение, известное как «технический потенциал», предполагает, что производители используют только 14 процентов «теоретического потенциала» хранимого геотермального тепла в США.С., используя доступные в настоящее время технологии.

Три последних технологических достижения уже стимулировали развитие геотермальной энергии в районах с небольшой тектонической активностью или вулканизмом или без них:

  1. Низкотемпературная гидротермальная энергия - энергия вырабатывается в областях с естественным большим объемом жидкости при температурах от менее кипения до 150 ° C (300 ° F). Это приложение в настоящее время производит энергию на Аляске, Орегоне, Айдахо и Юте.
  2. Геоподавление и попутные флюиды Геотермальная энергия - нефть и / или природный газ добываются вместе с электричеством, вырабатываемым из горячих геотермальных флюидов, забираемых из той же скважины.Системы устанавливаются или устанавливаются в Вайоминге, Северной Дакоте, Юте, Луизиане, Миссисипи и Техасе.
  3. Усовершенствованные геотермальные системы (EGS) - Области с низким содержанием жидкости, но высокими температурами более 150 ° C (300 ° F), «улучшаются» с помощью закачки жидкости и других методов разработки пластов. Ресурсы EGS обычно глубже гидротермальных и составляют наибольшую долю от общих геотермальных ресурсов, способных поддерживать электростанции большей мощности.

Ключевой целью оценки ресурсов SMU было оказание помощи в оценке этих нетрадиционных геотермальных ресурсов на региональной или субрегиональной основе.

Области особого геотермального интереса включают Аппалачи (Западная Пенсильвания, Западная Вирджиния, северная Луизиана), нагретый водоносный горизонт район Южной Дакоты и области радиоактивных гранитов фундамента под отложениями, такими как те, что обнаружены в северном Иллинойсе и северной Луизиане. Побережье Мексиканского залива по-прежнему рассматривается как область огромных ресурсов и перспективный осадочный бассейн для освоения. Бассейн Ратон на юго-востоке Колорадо обладает чрезвычайно высокими температурами и оценивается штатом Колорадо вместе с местной энергетической компанией.

Геотермальная лаборатория

SMU при гуманитарно-научном колледже Дедмана провела это исследование при финансовой поддержке Google.org, которая посвящена использованию возможностей информации и инноваций для продвижения революционных технологий в области чистой энергии.


Примечание редактора: Для изучения новых карт расширенных геотермальных систем, созданных на основе исследований SMU с помощью Google Earth, вам необходимо загрузить последнюю версию Google Earth здесь , а затем загрузить и открыть файл по адресу http: // www.google.org/egs/downloads/EGSPotential.kmz .

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

Как геотермальное отопление обогревает дом теплее 55 градусов? | Руководства по дому

Температура воздуха колеблется в зависимости от времени года, но всего в нескольких футах ниже ваших ног температура земли остается постоянной. Независимо от того, что может показывать термометр на поверхности, температура на глубине менее 10 футов под землей круглый год в среднем составляет 55 градусов по Фаренгейту.Это основа неизменного источника энергии, способного обогреть ваш дом. Геотермальное отопление использует скрытую тепловую энергию земли для обеспечения тепла без сжигания природного газа или электрического нагрева. Не волнуйтесь, что при установке геотермального тепла вы застрянете в доме с 55 F в вашем доме, система преобразует геотермальное тепло, чтобы сделать ваш дом жарким даже в самую холодную погоду.

Как работает геотермальная энергия

Типичная геотермальная система с грунтовым источником состоит из длинных петель пластиковых труб в форме шпилек, закопанных в землю на вашем участке.Эта конструкция, известная как грунтовый теплообменник, может быть установлена ​​в горизонтальной конфигурации на средней глубине 5 футов или закопана вертикально в глубоких скважинах. По сети трубопроводов прокачивается теплопоглощающая жидкость, подобная незамерзающей. По мере того, как жидкость циркулирует, она круглый год поглощает скрытую тепловую энергию, присутствующую в земле. Нагретая жидкость передается от области контура к тепловому насосу, расположенному в герметичном отсеке внутри дома.

Повышение температуры

Тепловой насос в режиме обогрева - это, по сути, кондиционер, работающий в обратном направлении.В первичном теплообменнике система принимает тепловую энергию, извлеченную из внешнего источника, в данном случае 55-градусную жидкость, циркулирующую из GHEX, и передает ее холодному пару хладагента, который очень эффективно поглощает тепло. Затем нагретый пар передается в компрессор, который концентрирует молекулы тепловой энергии в цикле сжатия пара, повышая температуру пара примерно до 120 F. Этот горячий пар проходит по трубопроводу во вторичном теплообменнике, установленном в воздуховоде, который функционирует как конденсатор, который отводит тепло, когда пар конденсируется обратно в жидкость.Воздух, проходящий через теплообменник, нагревается этим рассеиваемым теплом, а затем рассеивается по каналам для обогрева дома.

Охлаждение для получения большего количества тепла

После выхода из первичного теплообменника охлажденная теплообменная жидкость циркулирует обратно через скрытый контур, поглощая больше тепловой энергии от земли. Хладагент в тепловом насосе проходит через расширительный клапан, который заставляет его быстро охлаждаться обратно до холодного состояния, а затем возвращается в первичный теплообменник, чтобы принять больше тепловой энергии, доставляемой теплообменной жидкостью.

Плюсы и минусы геотермальной энергии

Поскольку геотермальный тепловой насос потребляет только электроэнергию для работы циркуляционного насоса, компрессора и нагнетательного вентилятора, геотермальное отопление является очень эффективным. На каждую единицу потребляемой электроэнергии система производит четыре единицы тепла без сгорания или его побочных продуктов. Эта 400-процентная энергоэффективность не имеет себе равных среди других традиционных источников. Например, высокоэффективная печь на природном газе обеспечивает КПД не выше 95 процентов. К недостаткам перехода на геотермальную систему отопления можно отнести высокие первоначальные затраты на земляные работы для установки GHEX и тот факт, что определенные типы почв, характерные для вашей собственности, могут передавать тепло от земли менее эффективно, чем другие.

Ссылки

Писатель Биография

Гас Стивенс писал об авиации, автомобилестроении и бытовой технике уже 15 лет. Его статьи публиковались в крупных печатных изданиях, таких как «Популярная механика» и «Изобретения и технологии».«Попутно Гас получил степень бакалавра искусств в области коммуникаций. Если он летает, водит машину или просто сидит на вашем столе и моргает, он, вероятно, починил это.

Дома с приютом на земле и дома-бермы

Защищенные от земли дома - одно из тех творений человека, которые приближает его к природе. В отличие от обычных традиционных домов построенные на земле, эти защищенные от земли дома построенный с использованием укрытия из земли.


Earth Sheltered Home

Цель строительства такого дома - снизить влажность и тепло (плюс охрана) и по этой причине дома строятся "в воздухе". Это заставляет их оторваться от обычного движения солнца и земли.

Это то, что предотвращает избыток тепла и влажности в доме и сохраняет в доме прохладу в жару. В этой концепции земля используется как изоляционный слой и защищает дом от суровые погодные условия, такие как дождь, ветер, жара и влажность.

Окна в душу ...

Строительство этих защищенных от земли домов может быть выполнено в соответствии с к форме области, которая будет использоваться, а затем необходимые изменения могут быть выполнены в соответствии с потребностями и выбором владельца. В дизайн этих домов очень органичен, и здесь много инженерная экспертиза, необходимая для строительства же. Первоначально построенные дома на ранней земле не имели окон. Современные защищенные от земли дома имеют окна, а также любые другие объекты, которые могут понадобиться живущим там людям.


Земляной дом

Основная идея конструкции такого дома в том, что они построены с идеей экологически чистые, и каждый из этих домов построены совершенно непохожими друг на друга, согласно возможные макеты.

Некоторые из основных преимуществ этих защищенных от земли домов: что они естественно изолирующие. Это облегчает жители, чтобы насладиться прохладной атмосферой. Структура дома такова, что сохраняет прохладу в защищенных от земли домах летом но сохраняет в доме уют и тепло зимой.

Другим важным преимуществом является то, что они могут даже охранять дома. от землетрясений и ураганов.Ущерб предотвращен существенный уровень с этими домами. Конструкция такова, что он защищает внутреннюю часть дома, сохраняя кислородно-азотный баланс. Такие дома легко построить в холмистой местности. Там благодаря этому типу строительства доступно больше зеленых насаждений дома.

Эти дома также защищены от огня и хорошо защищены в условия стихийных бедствий.Многие защищенные от земли дома также защищен от злоумышленников, поскольку обычно есть только один или две точки входа и выхода для охраны.


Изображение предоставлено Лайлом Ратцлаффом, который провел 18 лет строит свой подземный дом. Видеть подробнее здесь.

Старые профи и осужденные ...

Поскольку у всего есть свои плюсы и минусы, дома с землей также делать.Внутренняя отделка этих домов может быть небольшой проблемой. из-за конструкции. Есть проблемы, с которыми, возможно, придется столкнуться при размещении мебели, а также огромных картин.

Дома, защищенные землей, обязательно будут иметь темные пространства внутри и по этой причине необходимо много освещения. Некоторые из этого могут можно решить, построив защищенный от земли дом, выходящий на юг Это означает, что окна получают солнечный свет круглый год.

Некоторые строители ставят сверху отражающие зеркала, чтобы свет (и, возможно, красивый вид) в дом. Солнечные батареи, ветер турбины и геотермальная энергия могут обеспечить электричеством защищенный от земли дом для внутреннего освещения и использования электричества.


Earth Berm Home Design


Земляные дома

Заключительное заключение

Защищенные от земли дома - один из самых экологически чистых жилищных проектов который сочетает в себе мать-природу с экологически чистыми строительными материалами и образ жизни.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *