Термальне опалення - тепло під нашими ногами

Термальна енергетика - один з альтернативних джерел енергії. Вона широко використовується там, де є доступні джерела земного тепла. Яскравим прикладом використання таких джерел, щоб здійснити обігрів приміщень різного призначення, є система теплопостачання в Ісландії. Більше 90% приватних будівель обігріваються гарячою водою, яка надходить безпосередньо з гео-свердловин, глибина яких варіюється від 200 метрів до 2-х кілометрів. Так, опалення будівель Рейк'явіка забезпечує централізована теплова станція, розташована в 7 кілометрах від столиці і гаряча вода надходить для потреб міста, в тому числі і на обігрів, по великій теплотрасі. Цікавий факт використання геотермальних вод в Рейк'явіку - це обігрів доріг і тротуарів, в результаті чого вони вільні від криги і снігу в зимовий час і не вимагають використання снігоочисної техніки та виснажливої ​​роботи двірників.

У нашій країні, в сейсмічних зонах Далекого сходу широко використовуються геотермальні води, як для отримання електроенергії, так і для господарських потреб. Крім того, завдяки дослідженням, відкрито безліч нових джерел, що вимагають фінансових вкладень для їх розробки. Однак використання тепла землі для опалення будинку можливо і в регіонах, які не мають термальних джерел. Для цієї мети використовуються теплові насоси. У нашій країні вони ще не набули широкого поширення, як наприклад в США або країнах Євросоюзу, але рано чи пізно вони займуть свою нішу, особливо в районах, де відсутнє газопостачання.

Технічні особливості теплових насосів

При створенні теплового насоса був використаний принцип циклу Карно, а практичне застосування даної системи, яку називають «умножитель тепла», запропонував в 1852 році лорд Кельвін. Зі схеми видно, як насос забирає теплову енергію і, перекачуючи, переміщує в інше місце.

Кондиціонери реверсивного типу, що працюють на опалення або охолодження, мають блок, встановлений на зовнішній стороні будинку, який забираючи тепло / холод з вулиці, передає його у внутрішній блок кондиціонера. Однак з технічних причин при плюсовій температурі близько 5 градусів, під час роботи відбувається обмерзання зовнішнього блоку, що різко знижує ефективність теплової передачі, а при подальшому зниженні температури вона взагалі припиняється.

Тепловий насос - опалення без газу, рідкого палива і дров:

Щоб здійснити обігрів тепловими насосами, використовується схема, при якій зовнішній блок системи розміщується в землі або у водоймі неподалік від будинку. При такій схемі він не піддається обмерзання, за рахунок чого і досягається високоефективна теплопередача, і відповідно і якісне опалення. Збір тепла здійснюється з землі або води і передається до опалювальної системи будівлі. Існує кілька схем розташування зовнішніх блоків.

Насос з відкритим циклом теплообміну

Опалення здійснюється за рахунок отримання теплової енергії за наступною схемою - вода з підземних джерел подається в тепловий насос, встановлений в закритому приміщенні, вода забирає теплову енергію у насоса, а потім відводиться в інше місце. В даному випадку одночасно відбувається опалення і забезпечення водопостачання будинку.

Такі системи опалення будинку вигідно відрізняються своєю ефективністю за рахунок високої і стабільної температури грунтової води. Крім того використання даної схеми, що забезпечує обігрів будівель, не впливає на забруднення навколишнього середовища і рівень підземних вод, так як вона працює за принципом сполучених посудин.

Насоси закритого циклу

Розміщення теплообмінника в воді

Принцип роботи полягає в прокачуванні спеціальної рідини по трубах, розміщеним у водоймі. Цей спосіб найбільш економічний у разі розташування водойми з достатньою кількістю води на близькій відстані від будинку.

Горизонтальне розміщення теплообмінника

Щоб забезпечити обігрів будинку, тепло-обмінник розташовують в землі, на глибині близько 1 метра в горизонтальному положенні. Однак існує загроза їх пошкодження при землерийних роботах. Крім того для здійснення даного проекту потрібно земельну ділянку, достатній для отримання теплової енергії в потрібних обсягах.

Вертикальне розміщення теплообмінника

Принцип укладання передбачає розміщення теплообмінників в землі в вертикальному положенні. Цей проект найефективніший, але дорогий, так як вимагає буріння землі до 200 метрів. Чим глибше встановлений колектор, тим вище тепловіддача і більш економічно опалення будинку, так, наприклад, для отримання 5 кВт теплової енергії потрібно всього лише 1 кВт електроенергії.

Звичайно, використання теплових насосів більш витратний спосіб, ніж тепло-постачання від геотермальних джерел, проте має великі перспективи розвитку, як інноваційна і безпечна для екології розробка.

Геотермальне опалення на прикладі житлового будинку:

Схожі статті

• Тримайте ноги в теплі