Геотермальное отопление односемейного жилого дома | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №21 (125) ноябрь-1 2016 г.

Дата публикации: 01.11.2016

Статья просмотрена: 116 раз

Библиографическое описание:

Ниязов А. Р., Чиркин Д. О., Савельев О. В. Геотермальное отопление односемейного жилого дома // Молодой ученый. — 2016. — №21. — С. 184-186. — URL https://moluch.ru/archive/125/34836/ (дата обращения: 23.10.2018).



В данной статье рассмотрена система геотермального отопления, используемая в односемейном жилом доме: её содержание, установка, преимущества и недостатки.

Ключевые слова: геотермальное отопление, инженерные системы, почвенный теплообменник, тепловой насос, энергопассивный дом

На сегодняшний день существует огромное множество способов отопления жилых помещений. Безусловно, самым выгодным из них является отопление с использованием природного газа. Но ввиду сложностей установки, небезопасности оборудования, а также быстрое уменьшение объёмов оставшегося в природе газа (месторождений осталось на 40–60 лет интенсивного использования [1]) эта система отопления прекращает быть идеальной и комфортной.

Также наибольшая часть систем создания микроклимата в помещениях использует не возобновляемые источники энергии, что не соответствует текущему вектору их развития. Данные источники мало того, что конечны в объёмах, но и к тому же вредоносны для экологии. Эта проблема заставляет искать и выдумывать альтернативные источники и способы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях. В этой статье будет рассмотрена система геотермального отопления односемейного жилого дома, которая на данный момент является самой эффективной и экономичной из альтернативных систем создания микроклимата.

Несмотря на данные достоинства и ввиду статуса «новинки» данная система пока только получает развитие в нашей стране. Но данный способ сам по себе новым не является, это принцип теплового насоса, имеющегося в каждом холодильнике. Принцип работы данного теплового насоса основан на «цикле Карно» [2]. В качестве источника тепла выступает грунт или вода, а в качестве посредника — вода или антифриз. Посредник циркулирует по жидкостному контуру, который взаимодействует с источником тепла. Система геотермального отопления может быть использована в трёх вариациях: с вертикальным или горизонтальным контуром.

Первый вариант не требует большой площади, но является самым сложным в исполнении, так как трубы должны быть опущены в скважины от 40 до 150 метров в глубину.

https://pp.vk.me/c637823/v637823976/18678/9VbRZ75vWNc.jpg

Рис. 1. Пример вертикального залегания труб в системе геотермального отопления

Горизонтальный контур имеет два варианта исполнения. Трубы можно уложить «змейкой» в грунт. Важно, чтобы глубина укладки была ниже глубины промерзания грунта. Данный способ требует большего пространства, чем вертикальный, но при этом не сложен в установке.

https://pp.vk.me/c637823/v637823976/186be/YNRQ6xh0ScY.jpg

Рис. 2. Пример горизонтального залегания труб в системе геотермального отопления

Также трубы можно уложить спиралью на дне водоема, при его наличии ближе 100 метров от дома. Данный способ укладки труб является самым экономичным из перечисленных и, пожалуй, самым простым в установке.

https://pp.vk.me/c637823/v637823976/186a4/XpT-zo-lIzY.jpg

Рис. 3. Пример водоразмещённого залегания труб в системе геотермального отопления

Кроме того, существует четвёртый тип контура, который получил название «комбинированный». Он является средним между первыми двумя вариантами. В данном случае труба укладывается в грунт не «змейкой», а в виде цилиндрической пружины, что позволяет сэкономить на площади почвенного теплообменника [3].

Если сравнить с газовым котлом, то теплоноситель не нуждается в нагреве насосом до большой температуры, потому что отсутствует возникновение конденсата при обратном проходе [4]. Тем самым при низких температурах экономится энергия. Из этого следует, что наилучшим вариантом распределения полученного тепла в помещении является тёплый пол, потому что теплопотери сводятся к минимуму (зависимость от перепада температур не страшна, так как в данном случае перепад будет малым) и воздух, поднимающийся от тёплого пола, не соприкасается со стенами.

Преимущества:

  1. Экологически чистый способ отопления для человека и окружающей среды.
  2. Грунт «хранит» около 90 % солнечной энергии. Зимой также сохраняется довольно большой запас тепла, необходимо лишь передать его в дом с помощью конкретного оборудования (тепловой насос и теплообменник).
  3. Возможность установки данного вида энергии повсеместно и малые расходы на её эксплуатацию.
  4. Возможно получение дармового тепла, то есть при затратах 1 кВт электроэнергии можно получить в среднем 3, а иногда и 5 кВт тепла.

Недостатки:

  1. Довольно высокая стоимость оборудования и его установка (окупаемость около 5 лет).
  2. Не возможна работа без электроэнергии.
  3. Громоздкость наружного контура.

Несмотря на звание альтернативной системы, геотермальное отопление уже может по праву соперничать страдиционными системами создания микроклимата впомещении. Она работает по довольно простому принципу, не сложна вобслуживании. Появление такой системы— огромный вклад вбудущее энергопассивных домов, ведь она эффективна, использует возобновляемый источник энергии ивыгодна, даже учитывая её долгую окупаемость.

Литература:

1. Что такое геотермальное отопление // Геотерм-Комфорт. URL: http://geotherm-comfort.ru/geoterm/geotermalnoe-otoplenie.html (дата обращения: 28.10.2016).

2. Васильев Г. П. Теплохладоснабжение зданий и сооружений с использованием низкопотенциальной энергии поверхностных слоев Земли //. —: М.: Издательский дом «Граница», 2003. — С. 176.

3. А. Е. Денисова, А. С. Мазуренко, Ю. К. Тодорцев, В. А. Дубковский. Использование энергии грунта в теплонасосных гелиосистемах энергоснабжения // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2000. — С. 27–30.

4. Геотермальное отопление дома: принцип работы и устройство. // Строй Советы. URL:http://stroisovety.org/geotermalnoe-otoplenie-doma/ (дата обращения: 29.10.2016).

Основные термины (генерируются автоматически): геотермальное отопление, тепловой насос, система, возобновляемый источник энергии, горизонтальный контур, почвенный теплообменник.


Ключевые слова

инженерные системы, тепловой насос, геотермальное отопление, почвенный теплообменник, энергопассивный дом

Похожие статьи

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла...

Ключевые слова: воздушный тепловой насос, возобновляемые источники энергии, эффективные источники тепла, отопление и горячее водоснабжение жилого дома.

Перспективы развития геотермальной энергетики в Узбекистане

6- водогрейный котель,7 — трубопровод горячей воды,8 — для лечения банной и душевой, 9 — отопление, 10-тепловой насос,11 — инвертор,12 — контроллер. Рис.1. Система тепло и электроснабжения санаторий«Алтыарык»на основе возобновляемых источников энергии...

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Ключевые слова: тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые источники энергии.

Анализ энергоэффективности тепловых насосов в системах...

Ключевые слова: энергоэффективность, тепловой насос, источник низкопотенциальной тепловой энергии.

В качестве источника отопления здания выбрал тепловой насос с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Скрытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым присоединением отопления имеют две модификации [1]

В соответствии со схемой геотермальный теплоноситель по однотрубной транзитной тепловой сети подается в теплообменник ЦТПГ (центральный...

Экологические аспекты применения возобновляемых...

Ключевые слова: солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, гидроэнергия, геотермальная энергия, штрафной

Использование возобновляемых источников энергии для повышения надежности работы систем управления и защиты насосных станций.

Термодинамика геотермального теплоснабжения

Использование альтернативных источников энергии в народном хозяйстве – одно из

К таким агрегатам относятся, например, котельные, теплообменники, артезианские и сетевые насосы

Рис 1. Графики Сенки и Грассмана для геотермального отопления приборов.

Геотермальное теплоснабжение индивидуального домостроения...

Система теплового насоса представляет собой энергетическую систему, в состав которой входит источник теплоты, тепловой насос и система потребления теплоты.

В конденсаторе тепловая энергия передается в отопительный контур.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

3. Проект «Программы эффективного и рационального использования возобновляемых источников энергии» — Поручение Президента Республики Казахстан

Исследование работы теплового насоса с регенеративным теплообменником на основе эксергетического анализа.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Воздушный тепловой насос как эффективный источник тепла...

Ключевые слова: воздушный тепловой насос, возобновляемые источники энергии, эффективные источники тепла, отопление и горячее водоснабжение жилого дома.

Перспективы развития геотермальной энергетики в Узбекистане

6- водогрейный котель,7 — трубопровод горячей воды,8 — для лечения банной и душевой, 9 — отопление, 10-тепловой насос,11 — инвертор,12 — контроллер. Рис.1. Система тепло и электроснабжения санаторий«Алтыарык»на основе возобновляемых источников энергии...

Применение теплового насоса в Ленинградской области

Ключевые слова: тепловой насос, энергоэффективность, геотермальная энергия, низкопотенциальная энергия, теплоснабжение, возобновляемые источники энергии.

Анализ энергоэффективности тепловых насосов в системах...

Ключевые слова: энергоэффективность, тепловой насос, источник низкопотенциальной тепловой энергии.

В качестве источника отопления здания выбрал тепловой насос с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

Некоторые принципиальные тепловые схемы геотермального...

Скрытые геотермальные системы теплоснабжения с зависимым присоединением отопления имеют две модификации [1]

В соответствии со схемой геотермальный теплоноситель по однотрубной транзитной тепловой сети подается в теплообменник ЦТПГ (центральный...

Экологические аспекты применения возобновляемых...

Ключевые слова: солнечная энергия, энергия ветра, энергия биомассы, гидроэнергия, геотермальная энергия, штрафной

Использование возобновляемых источников энергии для повышения надежности работы систем управления и защиты насосных станций.

Термодинамика геотермального теплоснабжения

Использование альтернативных источников энергии в народном хозяйстве – одно из

К таким агрегатам относятся, например, котельные, теплообменники, артезианские и сетевые насосы

Рис 1. Графики Сенки и Грассмана для геотермального отопления приборов.

Геотермальное теплоснабжение индивидуального домостроения...

Система теплового насоса представляет собой энергетическую систему, в состав которой входит источник теплоты, тепловой насос и система потребления теплоты.

В конденсаторе тепловая энергия передается в отопительный контур.

Эффективность работы теплового насоса при различных режимах

3. Проект «Программы эффективного и рационального использования возобновляемых источников энергии» — Поручение Президента Республики Казахстан

Исследование работы теплового насоса с регенеративным теплообменником на основе эксергетического анализа.

Задать вопрос