Инновационная система отопления – колодец отапливает ваш дом!

2017-05-15 Евгений Фоменко

Примерно девять месяцев назад, Кирк Хайнце взял интервью у двух предпринимателей и деловых партнеров, один из которых был удостоен звания «Новатора года» на церемонии вручения премий «Energy Excellence Awards» в Мичиганском губернаторе в 2016 году. Во время этого интервью он узнал об их системе обогрева / охлаждения Well-Connect, и, после внимательного изучения, он купил ее для своего дома.

Система, использующая его колодезную воду, практически ликвидировала зависимость от ископаемого топлива и значительно сократила расходы на отопление и охлаждение. Она полностью окупается за 4-5 лет. Он очень доволен тем, что приобрел ее, благодаря тому, что Деннис и Тим Шульц занимались разработкой этой темы.

«Наша компания, «Terra Caloric», была основана с одной простой верой в разум — сельские домовладельцы не должны платить значительно больше, чем все остальные, чтобы нагреть или охладить свои дома», объясняет Деннис.

В 1990-х годах компания расширила свой строительный бизнес и начала работать над коммерческой геотермальной системой. «Мы поместили его в нескольких домах, но стоимость была от 25 000 до 30 000 долларов», — добавляет Шульц. «И мы знали, что самый большой спрос и потребность в доступной геотермальной энергии были у людей с низким доходом в сельской местности, у которых были колодцы».

Желание помочь этим людям, гораздо более доступным способом, и привело в конечном итоге к «Well-Connect». «Well-Connect» эффективен на 450 процентов, по сравнению с расходами на пропан и мазут, которые сжигают многие сельские жители, имея при этом гораздо менее эффективную печь – всего на 80 процентов.

«Если взять стоимость системы, плюс эксплуатационные расходы на отопление, то это намного меньше, чем обычно тратят ежегодно, например, на приобретение пропана».
«В принципе, это тепловой насос, — говорит Деннис. «Сегодня никого не удивишь тепловыми насосами воздух-воздух, которые эффективно накачивают энергию из воздуха и передают ее в дом. Но температура воздуха меняется в течение года. И фактически, когда мы нуждаемся в высокой температуре, есть наименьшее количество энергии в воздухе, потому что снаружи холодно.

«Well-Connect использует тот же принцип (воздух-воздух), и применяет его к колодезной воде, которая 24 часа в сутки 365 дней в году имеет температуру +10-12 градусов, в зависимости от широты. Итак, мы получаем энергию из воды и направляем ее в ваш дом. А летом, мы просто возвращаемся назад и получаем энергию из дома и возвращаем обратно, в воду. Так что, в течение нескольких минут вода, которая была в колодце, возвращается обратно.
«По сравнению с другими системами», — добавляет Тим, «наша использует всего одну пятую часть воды. Поэтому подойдет любой колодец».

Тим утверждает, что «Well-Connect» — «лучшее из обоих миров». В каждом доме есть система отопления для холодного времени года. Но 80 процентов времени, она используется недостаточно, в то время как «Well-Connect» используется почти на все 100 процентов.

Системный регистратор помогает пользователям отслеживать потребление энергии и экономию, также в режиме «реального времени» и показывает, что именно вы экономили сегодня. И система работает совершенно тихо.

Стоит оно того? Геотермальное отопление дома

Здравствуйте! Я всегда рад постоянным и новым читателям канала «Строю Сам»!

Постоянное увеличение стоимости энергоресурсов вынуждает инженеров искать новые технологии для систем отопления.

Одним из самых перспективных направлений является геотермальное отопление дома, основанное на технологии теплового насоса.

Технология теплового насоса, позволяющая при использовании обратного холодильного цикла переносить тепло от охлаждаемой среды к нагреваемой, известна достаточно давно, но широкое распространение в системах отопления она получила достаточно недавно. Благодаря применению современных эффективных компрессоров, а также электронных управляющих устройств коэффициенты преобразования COP геотермальных тепловых насосов лежат в пределах 4,2-4,3, т.е. на один затраченный киловатт электроэнергии пользователь получает 4,2 – 4,3 киловатта тепловой энергии для системы отопления.

Главные минусы геотермального отопления

1. Для отопления такого типа требуется электроэнергия. Самая простая система требует для получения 4кВт тепловой энергии не менее 1кВт электроэнергии. Так как забор тепла не происходит сам по себе, для этого используется специальный тепловой насос работающий от электричества. При отсутствии электроэнергии контур отопления сразу перестанет обеспечивать Ваш дом теплом.
2. Очень низкий уровень теплоотдачи. Обычная горизонтальная система геотермального отопления уходящая на глубину 15-30 метров под землю, обеспечивает всего лишь 40Вт тепловой энергии с каждого метра погонного магистрали.
3. Узкая сфера применения. Геотермальное отопление возможно установить совсем не на каждом объект. Например отапливать свою квартиру в многоквартирном доме не получится :). Аналогично с густонаселенными районами.
4. Основной недостаток — это конечно высокая стоимость монтажа и установки. Только само оборудование для организации такого отопления стоит в 10 раз дороже аналогичной по мощности газового котла. Покупка оборудования это еще не всё, включаем сюда расходы на обустройство подземных коммуникаций и дальнейшее обслуживание всей системы.
5. Очень длинный срок окупаемости. Средняя геотермальная система окупится примерно через 10-15 лет. Такой большой срок складывается из высокой стоимости оборудования и монтажа, а также обслуживания геотермального отопления. Для сравнения классический газовый котёл, мощностью 12кВТ, окупится примерно через 5 лет.

Мне интересно насколько эффективна данная система отопления?

Недостатки такого типа отопления хорошо компенсируются двумя основными преимуществами

1. Системы геотермального отопления не наносят вреда экологии.
2. Неприхотливость к обслуживанию. Так же как и к качественному холодильнику, к геотермальному насосу можно практически не подходить для обслуживания примерно на протяжении первых 20 лет эксплуатации.

На этом все преимущества заканчиваются, пошел покупать газовый котёл :)!

Геотермальное отопление своими руками – рекомендации по выбору типа наружного контура и инструкция по изготовлению

Значительные первоначальные затраты пока не дают геотермальному отоплению превратиться у нас в «товар широкого потребления».

Но идея получать тепло бесплатно оказалась настолько заманчивой, что многие наши соотечественники стараются осваивать ее всеми силами, минимизируя расходы где только возможно.

Наиболее эффективный способ снизить стоимость системы – изготовить все ее компоненты самостоятельно.

Далее мы посмотрим, как можно организовать геотермальное отопление своими руками, и с какой суммой придется при этом расстаться.

Как работает геотермальное отопление?

Это просто новый способ применения старого доброго теплового насоса, который имеется в каждом холодильнике.

Родным братом системы геотермального отопления можно считать кондиционер, работающий в режиме «зима». Ведь это устройство греет воздух вовсе не с помощью ТЭНов, как думают некоторые.

Кондиционер, так сказать, перекачивает тепло, добываемое им из промозглого осеннего воздуха снаружи помещения. Ту же задачу выполняет тепловой насос в геотермальной установке, только в качестве источника тепла используется грунт или вода с температурой +5 – +7 градусов.

Как же получается, что ледяная на ощупь среда выступает в роли источника тепла? Это становится возможным благодаря замечательной способности газов нагреваться при сжатии и остывать при расширении.

Если порции газа дать нагреться от одной среды, а затем перенести в другую и там сжать, он станет еще более горячим и будет отдавать тепловую энергию этой второй среде, даже если она имеет более высокую температуру, чем первая. Теперь снова вернем газ к первоначальному давлению, одновременно перенеся его в первую среду.

Геотермальное отопления – принцип работы

Его температура упадет ниже первоначальной, ведь часть внутренней энергии была отдана в виде тепла на этапе сжатия. Следовательно, газ снова начнет нагреваться от первой среды.

Повторяя операцию снова и снова, мы будем «перекачивать» тепло из одной среды в другую в противоположном естественному теплообмену направлении. Этот процесс называется «циклом Карно» и именно на нем основан принцип работы теплового насоса в системе геотермального отопления.

Классификация по конструкционному типу

Если в случае с кондиционером газ-хладагент сам проходит через среду-источник, то в системе геотермального отопления он получает тепло от посредника – воды или антифриза.

Последний циркулирует по так называемому наружному контуру, представляющему собой длинную трубу.

Именно эта труба и помещается в среду источник.

По виду наружного контура различают три исполнения систем геотермального отопления:

1. С горизонтальным контуром: труба укладывается «змейкой» (в грунте) или в виде спирали (на дне водоема) ниже глубины промерзания, то есть примерно в паре метров от поверхности земли. Такой контур занимает большую площадь, но зато его может соорудить сам владелец.
2. С вертикальным контуром: трубы опускаются в глубокие скважины. Более удобный вариант, так как не требует значительного пространства, но для строительства скважины придется нанимать специалистов с особым оборудованием.
3. Комбинированный вариант: еще один тип контура, который можно построить самостоятельно, при этом он занимает меньше места, чем горизонтальный. Используется полимерная труба, которая укладывается в грунт в виде цилиндрической пружины. Получается нечто среднее между вертикальным и горизонтальным контурами с уклоном в сторону последнего.

Не всегда есть возможность проложить трубы ниже глубины промерзания почвы. Утеплитель для труб в земле поможет защитить отопительную систему от мороза.

Об альтернативных источниках энергии расскажем в этой теме. Энергия ветра и солнца, а также тепло земли в качестве источников тепла.

Что такое биогаз и как получить такое альтернативное топливо своими руками, читайте здесь: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/biogaz-svoimi-rukami.html. Виды сырья, конструкция биогазовой установки и много другой полезной информации, читайте внимательно.

Особенности отопительной системы

В отличие от газового котла, тепловому насосу не требуется нагревать теплоноситель системы отопления до высокой температуры, так как образование конденсата при холодной «обратке» ему не грозит. К тому же работа в низкотемпературном режиме потребует меньших энергозатрат.

Чтобы компенсировать низкую температуру теплоносителя, поверхность радиаторов пришлось бы сильно увеличивать, поэтому вместо них лучше использовать систему «теплый пол». Этот вид отопления является и наиболее рациональным, так как нагреваемый воздух в первую очередь поступает, так сказать, в зону обитания, а не под потолок.

Еще один аргумент в пользу «теплого пола» – минимальные теплопотери. Ведь их величина зависит, в первую очередь, от перепада температур, а он при низкотемпературном режиме является наименьшим. Второй фактор – площадь контакта нагретого воздуха с наружными стенами. Поднимающийся от «теплого пола» воздух наружных стен не касается (при использовании обычных радиаторов он буквально омывает остекление окна и прилегающие участки наружной стены).

Основной недостаток «теплого пола» – энергозависимость – в данном случае неактуален, так как тепловой насос тоже не сможет работать без электричества.

Достоинства и недостатки системы

Внедряя геотермальное отопление, мы выигрываем в следующем:

1. Получаем дармовое тепло: 1 кВт затраченной электроэнергии приносит в среднем 3, а иногда и 5 кВт тепла.
2. Обходимся без строительства дымохода и утомительных работ по его обслуживанию.
3. Не загрязняем атмосферу и экономим невозобновляемые ресурсы.

Теперь о недостатках:

1. Система без электропитания неработоспособна.
2. Наружный контур имеет очень большие размеры.

Безопасная геотермальная система

Производительность системы по теплу ограничена. Во-первых, наружный контур не может иметь сколь угодно большую длину, так как с увеличением продолжительности значительно возрастает его гидравлическое сопротивление. Во-вторых, при интенсивной выкачке тепла грунт будет перемерзать, что при вертикальном расположении наружного контура (в скважинах) может привести к негативным последствиям для местной экологии.

Геотермальная система отопления своими руками – пошаговая инструкция

Рассмотрим сооружение геотермального отопления дома своими руками с горизонтальным наружным контуром (укладка в грунте). Работы разобьем на два этапа.

Изготовление теплового насоса

На стене следует закрепить компрессор от кондиционера или холодильника.

При наличии слабой проводки используйте два компрессора с меньшей мощностью – это позволит уменьшить пусковой ток (компрессоры будут включаться последовательно).

Конденсатор, в котором будет сжиматься хладагент, изготавливаем из сантехнической медной трубы наружным диаметром около 12 мм и толщиной стенки 1 – 1,2 мм. Она наматывается на цилиндрическую болванку, так чтобы получился змеевик.

Испаритель делается из того же материала.

Самодельный тепловой насос

В качестве теплообменников следует использовать две емкости: для системы отопления – нержавеющую (здесь устанавливается конденсатор), для наружного контура – пластиковую (в ней установим испаритель).

Конденсатор устанавливаем так, чтобы фреон в нем двигался сверху вниз. Благодаря этому при его конденсации не будут образовываться пузырьки. В испарителе газ должен двигаться в противоположном направлении.

Один конец конденсатора присоединяется к выходу компрессора, на другом – устанавливается редукционный клапан. К выходному отверстию этого клапана присоединяется испаритель, второй конец которого следует подключить ко входу компрессора.

Каждую емкость при помощи штуцеров следует врезать в соответствующий контур.

Строительство наружного контура

Контур представляет собой пластиковую трубу, уложенную в траншею ниже глубины промерзания грунта в виде «змейки». Расстояние между соседними участками должно составлять около 70 см.

Длина контура будет зависеть от влажности грунта. При сухом грунте с каждого метра трубы удается снять 10 Вт тепла, во влажных глинистых почвах этот показатель возрастает до 35 Вт. Таким образом, на каждый кВт тепловой мощности понадобится контур площадью от 25 до 50 кв. м.

Затраты

• на изделия и материалы для конденсатора: 163 доллара;
• для испарителя: 206 долларов;
• на б/у компрессор и фреон: около 50 долларов.

При наличии автоматики общая стоимость самодельного теплового насоса составит примерно 500 долларов.

Полипропиленовая труба марки PN10 диаметром 50 мм для наружного контура будет стоить по 193 руб. за погонный метр.

Знаете ли вы, что отопить дом совершенно бесплатно можно, используя тепло земли? Геотермальное отопление: принцип работы, достоинства и недостатки технологии.

Принцип действия теплового насоса для отопления дома разберем в этой статье.

Видео на тему