Содержание: 1. Геотермальные насосы, которые используют тепло земли для обогрева дома 2. Вертикальные коллекторы для обогрева дома от земли 3. Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли 4. Воздушные коллекторы, которые используют традиционные источники энергии. Но цены на топливо постоянно растут, а запасы газа, угля и нефти когда-нибудь закончатся даже через много лет. Поэтому необходимо искать альтернативные источники тепла, в частности, тепло земли для обогрева дома.
Отопление дома теплом земли более предпочтительно по сравнению с солнечной и ветровой энергией. В Европе уже широко распространены солнечные системы, позволяющие использовать солнечные лучи для обогрева дома и подогрева воды (также читайте: «Солнечные системы для отопления своими руками»). Однако их применение ограничено: если в странах с жарким климатом их достаточно для полного обогрева дома, то в регионах с умеренным климатом пасмурных дней бывает слишком много. Кроме того, солнечные коллекторы должны иметь большую площадь и большой объем теплоаккумулятора, а в результате создание системы отопления обходится очень дорого (читай: «Солнечный обогреватель своими руками»).
Также не помешает наличие дополнительного источника тепла на случай затянувшейся непогоды. Энергия ветра тоже не лучший вариант – меняется его сила, а складки рельефа способствуют образованию мест с постоянным штилем.
Если использовать тепло земли для обогрева дома, то дополнительный источник энергии не потребуется — в любой день земля на глубине в несколько метров поддерживает постоянную температуру. Чем больше глубина погружения геотермального насоса, тем выше температура грунта и, следовательно, эффективность обогрева (подробнее: «Геотермальное отопление: принцип работы с примерами»). Однако нужно помнить о глубине промерзания – в разных регионах она разная.
Геотермальные насосы, использующие тепло земли для отопления дома
Нагревание энергии земли происходит за счет специального устройства – геотермального насоса. Принцип его работы аналогичен холодильнику:
- газообразный хладагент сжимается компрессором, и при этом сильно нагревается;
- теплоноситель проходит через теплообменник, выделяя лишнее тепло и охлаждаясь до комнатной температуры;
- после охлаждения это вещество попадает в охлаждающий контур морозильной камеры, где затем расширяется. В результате изменения агрегатного состояния с жидкого на газообразное теплоноситель резко охлаждается и охлаждает все вокруг себя;
- затем он возвращается в компрессор, и цикл повторяется снова.
Точно так же отопление дома производится за счет энергии земли. Например, холодильник забирает тепло у холодного предмета и передает его горячему предмету, поэтому тепло от морозильной камеры при минусовой температуре передается в помещение. Количество перекачиваемой энергии в несколько раз превышает электроэнергию, потребляемую компрессором.
Отопление от тепла земли очень эффективно: тепловая мощность в три раза превышает количество потребляемой электроэнергии. Если сравнить тепловой насос с холодильником, то в этом случае пол с постоянной температурой заменяет морозильную камеру.
При создании системы отопления необходимо установить не только радиаторы для теплоотдачи, но и теплообменник на второй стороне контура, который будет отбирать тепло у земли. Коллекторы бывают двух видов:
- вертикальный;
- горизонтальный.
Прежде чем начать использовать тепло земли для обогрева своего дома, необходимо определиться с типом коллектора. Как они выглядят, вы можете увидеть на фото.
Вертикальные коллекторы для отопления дома от земли
В большинстве случаев используются коллекторы такого типа – их погружают в землю на глубину в несколько десятков метров. Для этого на незначительном расстоянии от дома бурят необходимое количество скважин, затем прокладывают трубы (обычно из сшитого полиэтилена). На такой глубине температура грунта остается высокой и стабильной, соответственно отопление частного дома теплом земли высокоэффективно. При таком варианте коллекторам не требуется большая площадь.
Однако необходимо учитывать один существенный недостаток этой схемы: обогрев недр земли обходится дорого. Конечно, первоначальные затраты будут оплачены позже, но все же не все семьи могут позволить себе такие расходы. Стоимость бурения высока, и чтобы пробурить несколько скважин глубиной 50 метров, потребуются большие деньги.
Горизонтальные коллекторы для обогрева дома теплом земли
Их используют в регионах с относительно теплым климатом, где глубина промерзания почвы не превышает 1-1,5 метра. В этом случае гораздо проще организовать отопление дома от земли, так как траншеи можно копать самостоятельно, а стоимость работ значительно снизится.
Но у такой схемы есть и недостатки. Во-первых, отапливать от земли своими руками не так-то просто: например, для дома площадью 275 «квадратов» потребуется уложить в траншеях 1200 метров труб. Помимо того, что придется потратить много времени на рытье траншей, трубы еще и займут большую площадь. Использовать этот участок, например, для сада или огорода нельзя — корни растений вымерзнут из-за особенностей собирателя.
Таким образом, отопление энергией земли — хорошая идея, но очень сложная в реализации. То же самое касается солнечного отопления. Именно по этой причине альтернативные источники энергии сегодня не получили широкого распространения.
Воздушные коллекторы
Подземное отопление частного дома можно реализовать и с помощью воздухосборников. Это более простой способ обогрева воздуха в частном доме по сравнению с двумя предыдущими. Чтобы нагреть воздух в помещении до комфортной температуры, требуется определенное количество тепла. Чем ниже начальная температура, тем выше затраты. С помощью системы вентиляции и тепла, полученного из земли, можно бесплатно повысить температуру воздуха в доме. Отопление теплом земли в этом случае очень простое. Для организации системы отопления необходимо:
- вывести вентиляционный воздухозаборник ниже уровня промерзания грунта;
- проложить криволинейный, прямой или многотрубный коллектор с использованием обычных канализационных труб (форма выбирается в зависимости от участка, на каждый квадратный метр площади дома должно приходиться 1,5 метра коллектора);
- сделать выход воздуха на дальнем от дома конце коллектора, выведя трубу на высоту не менее 1,5 метра от земли и оснастив ее зонтичным дефлектором (разумеется, приток воздуха в дом будет принудительным.
В этом случае грунтовое отопление не сможет полностью обеспечить дом теплом. Однако он дает возможность реализовать две идеи:
- Воздух, поступающий через вентиляцию, может нагреваться любым обогревателем (газовым, солнечным, электротеплогенератором и др.) и затем распределяться по помещениям по вентиляционным каналам. Такой обогрев от земли будет не совсем бесплатным, но затраты все же снизятся: нагреваться будет не холодный воздух снаружи, а тот, который уже прогрелся примерно до +10 градусов. Особенно хорошо можно сэкономить, если зимы в регионе холодные.
- Нагретый воздух с земли можно использовать для обдува наружного блока обычного кондиционера или теплового насоса типа «воздух-воздух». Любое устройство этого класса сможет эффективно работать при температуре около +10 градусов. Сложность реализации заключается только в обеспечении нужного притока воздуха. В результате воздух нагревается теплом земли, поступает в тепловой насос и выбрасывается за пределы дома.
Теплый пол – хорошая альтернатива традиционным методам отопления, но на сегодняшний день он не получил широкого распространения (читайте также: «Альтернативное отопление частного дома: выбор достаточно широк»). В основном это связано со сложностью установки и высокими первоначальными затратами. Оптимальный вариант – пробурить скважины и проложить в них трубы, но такая система отопления слишком дорогая. С другой стороны, он позволяет отапливать дом с помощью бесплатного источника тепла.
Кроме того, нельзя забывать, что этот вариант обогрева является экологически чистым и очень эффективным, так как температура грунта на глубине в несколько десятков метров остается постоянной.
Видео о том, как использовать тепло земли для обогрева дома:
