Нужно согласится, что усредненный обыватель мало думал об истощении недр земли, загрязнении атмосферы и внешней среды в общем от сжигания углеводородов. И лишь теперь люди действительно стали смотреть на чистые в экологическом плане и возобновляемые источники энергии, так как стоимость углеводородного топлива стала постоянно расти. Один из вариантов применения таких неиссякаемых источников — теплоснабжение дома теплом земли. Информацию про то, как оно действует и как претворяется в жизнь, вы сможете найти в данной статье.
Как это работает?
Общеизвестный факт, что температура грунта на глубине около 1.5 м и более постоянна на протяжении круглого года. Ее значение находится в диапазоне плюс 5—7 °С, причем температура потихоньку увеличивается с увеличением глубины. Благодаря подобному явлению люди хранят продукты и овощи с огорода в подвалах.
Выходит, что температура там всегда хороша и грех не применять это тепло из земли для обогревания жилья.
Более всего человека привлекает тот момент, что тепловая энергия грунта – бесплатная. Но вот вынуть ее и направить в дом обойдется в немалую сумму, о чем мы побеседуем дальше.
Переместить в помещения такое слабенькое тепло, как +7 °С не имеет смысла. Задача стоит не так: нам необходима именно энергия, а не температура. И в этом может выручить традиционный климатический прибор, только перевернутый наоборот. Ведь что он выполняет? Летом берет энергию внутри строения и перемещает его наружу, а в зимнее время года – в обратном направлении. Происходит это благодаря теплообменным процессам в середине холодильной машины (цикл Карно).
Если кратко и примитивными словами, то в середине кондиционера двигается между 2-мя трубными змеевиками жидкость – хладоноситель. В первом она выветривается, отбирая теплоту от воздуха помещения, а в другом – конденсируется, отдавая ее во внешнюю среду. Переходу хладагента из одного агрегатного состояния в иное помогают 2 основных агрегата – нагнетатель воздуха и терморегулирующий клапан.
Аналогичным образом выделяется тепловая энергия земли. По контуру из труб, помещенному вглубь грунта, двигается тепловой носитель, нагретый до температуры +7 °С. В первом теплообменнике он встречается с рабочим телом – фреоном, вынуждая его испариться. В другом фреон конденсируется, передавая получившуюся энергию тепла системе обогрева.
В результате подобного перемещения земля охлаждается на 2—3 °С, а вот дом нагревается на 20—40 °С. Не нужно смотреть на несоответствие температур, потому что в земляном контуре тоже двигается на порядок больше жидкости, чем в отопительном. Затраты на энергию – мизерные, тратится электричество для работы нагнетателя воздуха, насоса и автоматики. В общем соотношение затрат энергии к добытой из земли – приблизительно 1 : 5—1 : 7.
Установка, обеспечивающая применение энергии земли для отапливания, имеет собственное название – геотермальный теплонасос.
Виды установок для отбора тепла земли
Устройство внутри теплонасоса, коротко описанное выше, не меняется во всяком случае. А вот конструкция наружного контура, что извлекает энергию из грунта, бывает 2 видов:
- горизонтальный: в котлован расчетного размера и глубиной 1.5—2 м ложится полипропиленовая труба с конкретным шагом;
- вертикальный: трубы контура опускаются в глубокие скважины. Их кол-во также устанавливается расчетом.
Рыть котлован комфортно на строительном этапе приватизированного дома, это выполняется именно там, где предполагается строить здание. Также горизонтальный контур возможно организовать к примеру, если есть достаточно приличный участок земли у дома. Когда подобного участка нет и места крайне мало, энергия земли отбирается геотермальными зондами из глубоких скважин. Их понадобится сделать несколько в различных местах.
Кончики труб от нескольких либо одного наружных контуров прокладывают к дому под землей и входят в подвальную часть строения, где и подсоединяются говоря по существу к теплонасосу. Носителем тепла, протекающим в подземных змеевиках, в большинстве случаев служит вода либо незамерзающая жидкость, в зависимости от региона строительства.
По эффективности получения энергии земли вертикальные контуры превосходят горизонтальные, так как проходят часто сквозь водоносные горизонты, а это делает лучше отбор теплоты. Держат они главенство и по цене монтажного процесса, тем более если бурение колодцев происходит в затрудненных условиях.
Преимущества, и недостатки
Добытая из грунта тепловая энергия, как мы уже выяснили, почти что не стоит ничего и это основной плюс. Однако есть и иные:
- тепловой источник – возобновляемый, говоря проще – неиссякаемый;
- безопасность и экологичность тепловой установки не имеют себе равных;
- отличный выход энергии при небольших затратах;
- не требуется никаких разрешений на монтаж или подключение;
- большая степень автоматизации, а это означает, и комфорта;
- нечастое обслуживание;
- невысокая степень пожарной опасности.
Есть еще одно основное преимущество геотермальной системы. Так как температура грунта на глубине остается неизменной круглый год, то летом насос перестает быть тепловым, а становится охлаждающим. Установка переключается в летний режим, хладагент двигается в оборотную сторону, а теплообменные аппараты практично меняются местами. Если личный дом оснащен агрегатами отопления воздушного типа – вентиляторными конвекторами, то система подает к ним холодную воду, от которой охлаждается воздух в помещениях.
Недостаток у гелиосистем лишь один, но настолько значительный, что очень часто перечеркивает все положительные качества. Как несложно додуматься, это цена оборудования и установочных работ. Всякий поймет, что выкапывание котлованов и бурение колодцев влетит в копеечку, подобную работу собственными руками не сделаешь. Трубы длиной около километра, сама установка, автоматика, — все это обойдется в немалую сумму. Вот почему применение тепла земли даже в наше время доступно очень немногим людям.
Заключение
Совсем ясно, что использование энергии тепла грунта для отопления дома имеет долговременные перспективы. Это в странах Европы такие системы стали будничностью, у наших соотечествеников доходы пока что не достигли должного уровня. Однако за теплонасосами – грядущее, это тоже нет сомнений.
