Подземное геотермальное отопление дома теплом земли

Как это работает

Общеизвестный факт, что температура грунта на глубине около 1.5 м и более постоянна в течение всего года. Ее значение лежит в диапазоне плюс 5—7 °С, причем температура постепенно повышается с ростом глубины. Благодаря такому явлению люди хранят продукты и овощи с огорода в подвалах.

Получается, что температура там всегда положительна и грех не использовать это тепло из земли для обогрева жилья.

Перемещать в помещения такое слабенькое тепло, как +7 °С абсолютно бессмысленно. Задача стоит не так: нам нужна именно энергия, а не температура. И в этом может помочь обычный кондиционер, только перевернутый наоборот. Ведь что он делает? Летом берет энергию изнутри здания и перемещает его наружу, а зимой – в обратном направлении. Это происходит благодаря теплообменным процессам внутри холодильной машины (цикл Карно).

Если вкратце и простыми словами, то внутри кондиционера циркулирует между двумя теплообменниками жидкость – хладоноситель. В первом она испаряется, отбирая теплоту от воздуха помещения, а во втором – конденсируется, отдавая ее в окружающую среду. Переходу хладагента из одного агрегатного состояния в другое способствуют 2 главных агрегата – компрессор и расширительный клапан.

Таким же образом выделяется тепловая энергия земли. По контуру из труб, помещенному вглубь грунта, движется теплоноситель, нагретый до температуры +7 °С. В первом теплообменнике он встречается с рабочим телом – фреоном, заставляя его испариться. Во втором фреон конденсируется, передавая полученную тепловую энергию системе отопления.

В результате такого перемещения земля охлаждается на 2—3 °С, а вот дом прогревается на 20—40 °С

Не стоит обращать внимание на несоответствие температур, ведь в земляном контуре тоже циркулирует в 10 раз больше жидкости, чем в отопительном. Энергозатраты – мизерные, расходуется электричество для работы компрессора, насоса и автоматики

В целом соотношение затрат энергии к добытой из земли – примерно 1 : 5—1 : 7.

Монтаж системы

Геотермальное отопление загородного дома на этапе обустройства требует солидных денежных вложений. Высокая итоговая стоимость системы во многом обусловлена большим объемом земельных работ, связанных с монтажом контура нагревания.

С течением времени финансовые затраты окупаются, поскольку используемая в отопительный сезон тепловая энергия извлекается из земных глубин с минимальными затратами электроэнергии.

Монтаж горизонтального теплообменника геотермальной системы отопления

• основная часть должна располагаться под землей или на дне водоема;
• в самом доме устанавливается только достаточно компактное оборудование и прокладывается контур радиаторного или напольного отопления. Оборудование, расположенное внутри дома, позволяет регулировать уровень нагрева теплоносителя.

Как выглядит геотермальное оборудование в доме

При проектировании отопления за счет тепла земли, необходимо определиться с вариантом монтажа рабочего контура и типом коллектора.

Различают два типа коллекторов

:

1. Вертикальный — погружается в грунт на несколько десятков метров. Для этого на небольшом расстоянии от дома требуется пробурить некоторое количество скважин. В скважины погружается контур (самый надежный вариант — трубы из сшитого полиэтилена).
2. Недостатки: Большие финансовые затраты на бурение в грунте нескольких скважин глубиной от 50 метров.

   Преимущества: Подземное расположение труб на глубине, где температура грунта отличается стабильностью, обеспечивает высокую эффективность работы системы. Кроме того, вертикальный коллектор занимает небольшую площадь земельного участка.

   Читайте также:  Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — виды, монтаж, цена
3. Горизонтальный. Использование такого коллектора допускается в регионах с теплым и умеренным климатом, так как глубина промерзания грунта не должна превышать 1,5 метров.
4. Недостатки: Необходимость использования большой площади участка (основной недостаток). Этот участок земли после укладки контура невозможно использовать под сад или огород, так как система работает с выделением холода при транспортировке хладагента, из-за чего корни растений будут перемерзать.

   Преимущества: Более дешевые земельные работы, которые можно даже выполнить своими силами.

Горизонтальный и вертикальный тип коллектора

Геотермальную энергию можно добывать, если уложить на дне непромерзающего водоема горизонтальный геотермический контур. Однако, это сложно осуществить на практике: водоем может быть расположен за пределами частной территории и тогда установку теплообменника нужно будет согласовывать. Расстояние от отапливаемого объекта до водоема должно составлять не более 100 метров.

Зачем нужно утеплять трубы

Если посмотреть на карту глубин промерзания, по можно увидеть, что в северных районах она достигает 2,4 метра – естественно, что копать ямы такой глубины на своем участке слишком затратно. К тому же это нерационально с точки зрения подвода воды от скважины или колодца в дом, проблемы возникнут со скважиной – напорная труба должна выходить из оголовка и для установки насосного оборудования придется выкапывать и обустраивать кессон или кессонную яму очень большой глубины. Используя утеплитель для водопроводных труб в земле, можно проложить водопроводную магистраль на небольшой глубине, сэкономив при этом средства и повысив удобство пользования и обслуживания насосного оборудования.

Еще одно преимущество утепления водопроводных труб в земле – экономия ресурсов. Поступающая в дом вода нагревается для бытовых нужд и отопления – понятно, что на подогрев более холодной воды потребуется больше электроэнергии. Если трубы изолированы от холодного грунта, то затраты на утеплитель и проведение работ с течением времени не только полностью окупятся, но и принесут существенную экономию.

Эффективным способом борьбы с замерзанием водных трубопроводов является использование электрического кабеля, который приклеивается к линии по всей длине и опускается в скважину. Помещение кабеля и трубопровода в качестве дополнительного утепления в теплую оболочку позволит значительно сэкономить электроэнергию при обогреве водопроводной магистрали.

Рис. 2 Таблица тепловых потерь в зависимости от толщины теплоизолятора

Принцип работы системы отопления

Люди всегда старались получить тепло, исходящее из недр земли. Благодаря появлению геотермального отопления это стало возможным.

В центре земли располагается магма, прогревающая землю. Из-за наличия верхнего слоя грунта она не охлаждается. Достаточно было научиться применять такое тепло, чтобы открыть альтернативный источник тепла. При его грамотном использовании удастся решить проблему теплообеспечения любых загородных домов.

Многие люди считают принцип работы геотермального теплового насоса довольно сложным. На самом деле достаточно разобраться с особенностями отопления из земли. Работа системы возможна благодаря наличию внешнего контура. выполняющего функции теплообменника. Он располагается в воде либо под землей. Внутри этого элемента располагается вода или любая другая жидкость, вбирающая в себя тепло. Теплоноситель попадает в геотермальный насос, аккумулирующий тепло. Это оборудование распределяет полученную энергию по всему внутреннему контуру.

Стоит отметить, что подобные тепловые насосы соответствуют стандартным размерам, однако их производительность оказывается действительно высокой.

Как проложить трубы под землей: варианты и средства

Прокладка трубопровода – работа, с которой сталкивается практически любой обладатель дачи или загородного дома. Дело в том, что наземный монтаж водопровода или отопления допускается только в неблагоустроенных районах, где конструкция никому не мешает или где нет возможности разместить систему под землей. Во всех остальных случаях предполагается подземный монтаж.

Виды установок для отбора тепла земли

Внутреннее устройство теплового насоса, кратко описанное выше, остается неизменным в любом случае. А вот конструкция наружного контура, что извлекает энергию из грунта, бывает 2 типов:

• горизонтальный: в котлован расчетного размера и глубиной 1.5—2 м укладывается полимерная труба с определенным шагом;
• вертикальный: трубы контура опускаются в глубокие скважины. Их количество также определяется расчетом.

Рыть котлован удобно на этапе строительства частного дома, это делается как раз в том месте, где планируется возводить здание. Также горизонтальный контур можно устроить в том случае, если имеется достаточно большой участок земли у дома. Когда такого участка нет и места совсем мало, энергия земли отбирается геотермальными зондами из глубоких скважин. Их придется сделать несколько в разных местах.

Концы труб от одного или нескольких наружных контуров прокладываются к дому под землей и входят в подвальную часть здания, где и присоединяются собственно к тепловому насосу. Теплоносителем, протекающим в подземных змеевиках, обычно служит вода либо незамерзающая жидкость, в зависимости от региона строительства.

По эффективности получения энергии земли вертикальные контуры превосходят горизонтальные, так как часто проходят сквозь водоносные горизонты, а это улучшает отбор теплоты. Держат они первенство и по стоимости монтажа, особенно если бурение скважин происходит в затрудненных условиях.

Правила укладки трубопровода теплоснабжения в канаву

Уложенный в почву трубопровод теплоснабжения соприкасается с 2-мя средами – носителем тепла и грунтом. Параметры носителя тепла (температура, давление) и его химсостав (вода, антифриз) потребителю известны заблаговременно – из параметров обогревательного котла или от организации, эксплуатирующей тепловую магистраль, в которую предполагается врезаться.

Остаётся правильно устроить канаву, если подобран траншейный вариант монтажа трубопровода. Новые технологии разрешают сделать прокладывание труб в грунте и бестраншейным способом, имеющим несколько вариантов.

Рытьё канавы под трубопровод теплоснабжения

Важно! в начале устройства канавы следует оформить в администрации населённого пункта разрешение на производство работ с землей, к которому будет приложен план расположения всех магистралей чтобы не было их повреждения и несчастных случаев.

Работы связанные с землей по устройству канавы начинают с планирования площади, по которой она будет проходить. Если на холмистой местности не сделать планировку, то рельефы канавы и площадки совпадут, трубопровод будет уложен волнообразно и ещё до засыпки окажется под влиянием предварительных стрессов.

После завершения планировки приступают к осевой разметке канавы, которая исполняется по шнуру, натянутому на вбитые в почву колья.

Ширина канавы по низу для трубоукладки диаметром до 700 мм, по СНиПу 2.05.06-85 «Подземная прокладка трубо-проводов», определяется по формуле D (размер трубы) + 300 мм. Если работы проводятся ручным способом, то отклонение от данной величины не страшно – приоритет отдаётся удобству проведения работ.

Второй, более основной параметр – величина заглубления. Трубопровод теплоснабжения ложится в почву ниже метки обмерзания, которая зависит от региона и определяется табличным способом. Фрагмент таблицы из СНиП приведён для наглядности.

Для расчёта глубины залегания трубы к нужному значению глубины обмерзания добавляют размер трубы плюс ещё 50 см. Расчёт глубины канавы исполняют также с учитыванием особенностей грунта нижней её части – если основание глинистое, то его равняют и уплотняют, после этого кладут трубопровод. Если же днище канавы – песчаное или с включением больших обломков камня, то под трубопровод нужно сделать подушку толщиной 5-7 см из щебня фракции 20-40 мм, сверху которой насыпается слой глины аналогичный толщины и уплотняют. Выполняется это для того, чтобы вода не размыла основание под трубой, просадка которого приведёт к деформированию трубопровода.

Параллельно данным работам даётся оценка вынутому при выкапывании канавы грунту – из него убирают большие скальные включения, которые способны после засыпки повредить стены трубы. Более того, стоит запастись необходимым количеством рыхлого укладочного материала его на трубопровод первым демпфирующим слоем.

Важно! Если устройство канавы производится во время зимы, то перед укладыванием трубопровода из неё убирается снег и лёд.

Процесс установки отопительного трубопровода

Для устройства трубопровода теплоснабжения применяют стальной трубы или полимерных материалов, их диаметр рассчитывается в зависимости от обогреваемой площади, параметров оборудования для отопления и показателей носителя тепла.

Соединение компонентов отопительного трубопровода делают в зависимости от материала который для него выбран – сваркой или с помощью соединителей. Процесс установки начинают по направлению от строения и делают одним из 2-ух способов:

• исполняют сборку трубопровода на поверхности и потом опускают его в канаву;
• ведут процесс установки в траншее, приподымая крайний конец трубы до отметки поверхности для соединений со следующим фрагментом с укладыванием стыка на основу по готовности.

Важно! Отметка по высоте начала подводящего отопительного трубопровода должна быть меньше конечной точки выпускного (сливного) отрезка трубы отопительной системы.

Тепловая изоляция трубопровода

Оборудование трубопровода теплоизолятором исполняется вне зависимости от материала трубы. Тепловая изоляция дает возможность сделать меньше потери тепла и появление влаги в середине трубы, а еще замедлит процесс обмерзания системы во время непредсказуемых морозов если есть наличие в контуре воды.

Важно! Утепление трубопровода теплоснабжения не увеличивает температуру носителя тепла, а только лишь останавливает на некоторый срок замерзание системы. Более того, утеплительного материала с нулевым показателем теплопроводимости, обеспечивающим полную тепловую изоляцию, не существует – вода в контуре без поступления тепла все равно замёрзнет.

Потребности к теплоизолятору труб при монтажных работах системы в грунте:

• малая теплопроводимость;
• достаточная термическую устойчивость – способность хранить собственные характеристики в контакте с горячей поверхностью трубы;
• гидрофобность – влагостойкость и гидрозащитные свойства;
• проходимость пара – способность к быстрому просыханию при внештатном промокании;
• биологическая инертность – устойчивость к бактериям;
• химическая стойкость – инертность в отношении к содержащимся в земля химическим соединениям.

Видов материала для утепления существует очень много, и степень соответствия их необходимым требованиям различная, благодаря этому решение вопроса, чем утеплять теплопровод, должен решаться с привязкой к конкретным эксплуатационным условиям.

Утепление ватой на минеральной основе

Из трёх видов материала для утепления из минваты для утепления труб в грунте годятся два:

• вата на основе стекловолокна;
• каменная (базальтовая) вата.

При этом каменная вата лучше в силу малой степени гигроскопичности (способности собирать влагу из внешней среды) и небольшой усадки.

Лучше применять материал с применением фольги, армированный firmware по всей территории (стёганый), который крепче и легче в работе. Теплоизолятор ложится слоем фольги наружу.

Если отопительные трубы стальные, то перед утеплением выполняется их противокорозийная обработка – нанесение защитного лакокрасочного покрытия, высококачественным и экономным вариантом которого считается раствор свинцового или железного сурика на основе настоящей олифы.

Для теплоизоляции трубопровода теплоснабжения диаметром до 150 мм хорошо применять линейный способ укладки мин. ваты, когда нарезанные по размерам куски кладутся на трубу сверху и по спирали обвязываются проволокой для вязания, не допуская существенного уплотнения материала. Продольное соединение краёв материала для утепления устраивается снизу с напуском один на один в 10 см, поперечное – также внахлёст.

Для защиты материала для утепления от проявления влаги на него устраивается рубероидная гидрозащита в 1 слой, устраиваемая по аналогичный технологии.

Чтобы тепловая изоляция исполняла собственные функции, следует защить её от повреждений, уплотнения под весом грунта и дополнительно изолировать от проявления влаги. Для этого сверху рулонного кровельного материала фиксируются кожухи для защиты из оцинкованного железа или стеклокомпозита. Продольный стык кожуха исполняется с нахлёстом в 2-3 см и крепежом шурупами по металлу. Поперечные стыки кожухов между собой организовываются также с напуском и обтяжкой хомутами.

Обработка контактных поверхностей продольных и поперечных стыков мастикой на битумной основе перед соединением делает дополнительный барьер для влаги осадков и верховодок.

Схематично завершальный результат выполнения тепловой изоляции трубопровода теплоснабжения выглядит так:

Утепление скорлупой из минваты или искусственного латекса

Сегодняшний рынок предлагает намного практичные материалы для теплоизоляции, процесс установки которых прост, а технические свойства выше. Это готовые оболочки под определённый трубный диаметр, именуемые скорлупой.

Скорлупа из минваты собой представляет муфту с продольной прорезью или две продолговатые полумуфты для установки на трубопровод с дальнейшей фиксацией обжимными хомутами. Для арматуры запорной и фигурных компонентов трубопровода (расширители, тройники, переходники) также учтены изолирующие оболочки подобающей комбинации.

Оболочки из искусственного латекса (ППУ), в зависимости от диаметра, состоят из 2-ух или трёх частей, накладываемых на трубу в обхват и соединяющихся замковой системой выполнения стыков.

Оба материала для утепления производятся также в виде готовых многослойных оболочек, защищённых с наружной стороны стальным или стеклопластиковым кожухом с поперечными канавками на краях для установки обжимных хомутов при соединении.

Важно! Внешняя защитная оболочка должна быть не только герметичной, но и достаточно жёсткой, чтобы обезопасить слой утеплителя от уплотнения, которое в несколько раз понижает его результативность.

Процесс установки трубопроводных участков под проезжей частью

Если отопительную трубу личного дома нужно провести под дорожкой, где ездит легковой автомобильный транспорт, то ей нужна добавочная защита от вертикальной нагрузки.

В подобной ситуации поперёк дорожки роется канава необходимой глубины и в неё на подготовленное основание (планировка, устройство подушки, уплотнение) ложится гильза – труба профильная с толщиной стены от 5 мм. Труба для обогрева на данном участке устанавливается в земля через эту гильзу и с внутренним устройством только тепловой изоляции — в кожухах из оцинкованные стали нет потребности. При входе в гильзу и на выходе из неё исполняют пробки из пены для монтажа, чтобы устранить проникновение в гильзу влаги.

Труба в гильзе не обязана иметь стыков, так как в случае разгерметизации доступ к ним для изготовления ремонта будет сложным и трудоёмким.

Важно! Если защитную гильзу не применять, а материал трубопровода – полимерный материал, то величина заглубления трубы должна равняться сумме из глубины грунтового промерзания, одного трубного диаметра и ещё 1 м.

Устройство геотермальной отопительной системы

Геотермия (наука о тепловом состоянии Земли) сделала возможным практическое применение тепловой энергии, которую земная кора получает от раскаленной магмы в центре планеты.

Специально разработанный тепловой насос для отопления дома устанавливается на поверхности, а в грунте или на дне водоема монтируется теплообменник. Тепловая энергия «выкачивается» на поверхность и позволяет нагреть теплоноситель в контуре отопления дома или объекта нежилого назначения.

Как происходит процесс обогрева

Геотермальное отопление частного дома — экономически эффективный вариант. Если использовать энергию земли для отопления дома, то на каждый киловатт электроэнергии, необходимой для работы оборудования, приходится от 4 до 6 кВт полезной тепловой энергии, полученной из недр планеты.

В сравнении с функционированием кондиционера увидим, что при его эксплуатации на получение 1 кВт тепловой энергии требуется затратить более 1кВт электроэнергии. Это связано с неизбежными потерями на преобразование одной энергии в другую и т.д.

Отапливать жилой дом за счёт тепловой энергии земных недр очень выгодно, но период окупаемости оборудования и затрат на монтаж займет определенное время.

Использование тепла земли для отопления дома не требует установки традиционного котла для нагрева теплоносителя.

В данном случае система состоит из трех составляющих

:

• контур нагревания — геотермальный источник тепловой энергии;
• отопительный контур внутри дома — низкотемпературный радиаторный либо напольный;
• насосная станция — тепловой насос для перекачивания в отопительный контур тепловой энергии из контура нагревания в толще грунта или под водой.

Геотермальная система отопления может применяться также для обогрева теплиц, вспомогательных построек, воды в бассейне, садовых дорожек и т.д.

Скрытая прокладка отопительных труб

Плюсы и минусы скрытой прокладки

Несомненное достоинство такого способа то, что не нужно опасаться, что при дизайнерском оформлении помещения отопительные трубы не смогут гармонично вписаться в интерьер.

Недостатки скрытого монтажа:

• Трудоемкость.
• Наличие теплопотерь, так как даже при качественной изоляции труб, часть тепла затрачивается на прогрев конструкции, выполняющей одновременно защитные и декоративные функции.
• Сложность обслуживания, связанная с необходимостью демонтажа защитно-декоративных конструкций для доступа к аварийным участкам;
• Высокая цена, обусловленная потребностью в большем количестве материала.

Скрытая прокладка отопительных труб в полу проводится до заливки стяжки

Технология скрытой прокладки труб отопления

Монтаж разводки отопительных труб выполняют после установки всех радиаторов на стены. На период отделочных работ с радиаторов заводскую упаковку не снимают.

Этапы производства работ:

1. Подготовка, включающая выбор вида отопления. Для устройства системы с принудительной циркуляцией лучше всего подходит прокладка отопительных труб под полом или в стеновой конструкции. При естественной циркуляции нагнетающую трубу размещают за подвесным потолком, а спуски стояков и нижний трудопровод прокладывают в стене.
2. Разметка трубопровода, производящаяся на стенах.
3. Выполнение штробы. Сначала при помощи болгарки задаются ее границы, затем перфоратором выбивается сама штроба.

Прокладка отопительных труб в штробе

1. Прокладка разводки. Крепление труб отопления в штробе осуществляется клипсами.

1. Подключение трубопровода к отопительным приборам.
2. Опрессовка производится, согласно действующим нормам, под давлением.

1. Декорирование или замуровывание. Перед началом работ обязательно выполняется теплоизоляция труб. Декорирование может осуществляться такими способами:

• Штукатурка – заделка штробы раствором малой крепости из песка и цемента или штукатуркой на гипсовой основе.
• Трубы отопления в стене могут быть задекорированы гипсокартоном. Полоски гипсокартона вклеивают за счет гипсовой штукатурки. Полностью маскирует штробу последующая шпаклевка.
• Короба из гипсокартона, при выполнении которых не требуется повреждать стены. Их применяют достаточно часто, поскольку их использование избавляет от необходимости разрушения отделки при возникновении неполадок.

Декорирование трубопровода отопления коробом

Заделка трубопровода должна выполняться только когда вся система отопления находится под давлением, что эмулирует ее «поведение». Произведение необходимых корректировок позволяет добиться минимального воздействия деформационных сил на декоративную отделку.

В предыдущей статье мы рассказывали о монтаже отопления в стене и методах крепления контура. Сегодня речь пойдет о прокладке труб отопления в полу. Чтобы разобраться в вопросе потребуется выяснить, какие материалы лучше, важно ли армирование и на что оно влияет. Помимо характеристик материалов также необходимо разобраться в особенностях скрытой прокладки. Это касается монтажа контура в стяжку, под полом и даже прокладки труб отопления в земле.

Принцип работы геотермального отопления частного дома

Для прокладывания геотермального отопления, потребуется наличия таких составляющих, как контур, водоемы, оборудование в виде насоса, теплообменник. Стоит заметить, что электростанция в данном случае не нужна. Обогрев за счет недр земли может по принципу действия напомнить работу самого обычного холодильника, а сама система продолжает набирать популярность с каждым днем.

Земля нагревается за счет магмы, за счет чего она не промерзает снаружи. Тепловая энергия, получаемая при работе отопительной системы, используется для геотермального отопления, для чего и устанавливается специальный тепловой насос.

Принцип действия здесь особенный, так как:

• Ставится насос;
• Внутри земляной шахты прокладываются теплообменники;
• Проводится подключение грунтовых вод к насосу за счет водозаборника;
• Вода нагревается;
• Отправляется по пространству теплообменника.

Эта система отопления обладает важным преимуществом и заключается в том, что по электроэнергии нужны затраты только 1 кВт, а получить взамен можно энергии в пределах 4-6 кВт. К примеру, обычные кондиционеры не способны на преобразование даже 1 кВт электричества в 1 кВт холода. Устанавливая отопление за счет земли, можно окупить вложенные средства буквально за пару лет, однако, при условии грамотного подхода к монтажу и выбору оборудования.

Утеплительные материалы для труб

Современная промышленность освоила выпуск готовых водопроводных труб в утеплительный оболочке, которая сверху закрывается слоем гидроизоляции. При бытовом использовании трубного водоснабжения утепление в большинстве случаев придется делать самостоятельно, решая, как лучше утеплить водопроводную трубу под землей, выбором одного из приведенных ниже способов.

Напыляемые утеплители (ППУ)

Редко используемый в быту способ состоит в теплоизоляции трубопровода методом напыления на его поверхность полиуретана. Достоинства метода состоит в том, что он обеспечивает стопроцентную герметичность и позволяет регулировать толщину заливки, к недостаткам можно отнести очень высокую стоимость материала и проводимых работ.

Помимо полиуретана утепляющую оболочку делают из жидкого пенопласта, стоимость которого ниже полиуретанового напыления.

Рис. 5 Теплоизоляция напылением полиуретана и пенопласта

Теплоизоляционная краска

Один из продуктов высоких технологий, представляет собой густую массу на акриловой основе, содержащую мельчайшие частицы перлита, стекловолокна, пеностекла и стеклокерамические микрогранулы с вакуумом и теплопроводностью 0,00083 Вт./(м.*К), обеспечивающие основную теплоизоляцию.

Рис. 6 Теплоизоляция труб водоснабжения краской

Обычно краска наносится на поверхность слоем до 4 мм., заменяя при этом утеплитель толщиной несколько десятков миллиметров. Теплоизоляционная краска поставляется в специальных емкостях, имеет вид пасты белого или серого цвета, которая может колероваться, для термоизоляции участков или всего трубопровода она наносится кистью или методом распыления. Преимуществами использования теплоизоляционной краски являются:

• Высокая степень агдезии, позволяющая наносить краску на стальные и пластиковые поверхности с хорошим сцеплением.
• Возможность эффективной работы в широком температурном диапазоне от -70 до +260 С.
• Утепление краской водопроводной трубы в земле надежно защищает ее от коррозии – это является большим преимуществом при использовании на участке водопровода из стали.
• Материал имеет высокий срок эксплуатации, доходящей до 15 лет, возможность его окрашивания в различные цвета позволяет использовать краску на открытых трубах внутри помещений, подбирая цвет, не нарушающий интерьер.
• По утверждению производителя, теплоизоляционная краска имеет самый низкий коэффициент теплопроводности из всех утеплителей, равный 0,0012 Вт./(м.*К.)., у воздуха теплопроводность 0,023 – 0,026 Вт./(м.*К.). Некоторые эксперты обвиняют производителя в обмане потребителя и указывают другие цифры в своих расчетах – 0,0698 Вт./(м.*К.).

Достоинства и недостатки

Объективными плюсами геотермального обогрева можно считать:

• превосходный КПД;
• солидный период службы (тепловой насос работает 2-3 десятилетия, а геологические зонды и вовсе до 100 лет);
• стабильность работы практически при любых условиях;
• отсутствие привязки к энергоносителям;
• полная автономность.

Есть одна серьезная проблема, мешающая сделать геотермальное отопление действительно распространенным решением. Это, как показывают отзывы владельцев, высокая цена создаваемой конструкции. Чтобы обогреть обычный дом площадью 200 кв. м (не так уж и редко встречающийся), надо будет строить систему под ключ за 1 млн рублей, до 1/3 этой суммы стоит тепловой насос. Автоматизированные установки очень комфортны, и если все настроено правильно, могут работать годами без вмешательства людей. Все упирается только в наличие свободных средств. Еще одним минусом является зависимость от электропитания насосного узла.

Последовательность работ

Теплоснабжение за счет подземных источников должно создаваться по строго проработанному алгоритму. Поскольку водяные и воздушные системы применяются ограниченно, большинство практически используемых вариантов подразумевает бурение скважин. И это еще одна причина, по которой не получится все сделать своими руками. Только специальная техника позволяет проникнуть на глубину 20-100 м, где и создаются необходимые условия для отопления. В качестве зондов допускается применение пластмассовых труб, рассчитанных на давление около 6 бар.

Чтобы повысить результативность системы, используют обвязки из 3 или 4 линий, конечные участки которых связываются в виде буквы U. Подогрев по контуру очень важен, благодаря ему исключается растрескивание труб при суровом морозе. Этот подогрев производится через протянутый в центр канала провод, по которому подается ток. Если не удается применить энергетические сваи, приходится использовать горизонтальные приемники. Для них готовится площадка с габаритами от 15х15 м, с нее убирают почву на глубину до 0,5 м.

Вся эта площадь нужна для укладки подобия зондов. Используют часто электротехнические маты либо трубы, обменивающие тепло. Чтобы повысить эффективность работы отопительной системы, применяют раскладку труб по спирали либо в виде «змейки». Нельзя точно сказать, что лучше – готовые комплексы, выпущенные серийно, либо самостоятельная сборка. В первом случае автоматически решается проблема совместимости, зато во втором возрастает гибкость, повышается потенциал модернизации (правда, внимания проектированию надо уделить больше).

Самодеятельные строители могут уйти от типового аккумулятора тепла с заменой его на стяжку из бетона. Геотермальный обогрев в подобной системе позволяет обойтись без значительных рывков температуры. Можно проводить эксперименты с различными теплоносителями, а также монтировать компрессоры с меняющейся производительностью. Рассчитав нагрузки как следует и правильно распределив тепло по потребляющим контурам, можно сделать систему эффективнее на 15-20%. Параллельно расходы на электропитание заметно сокращаются.

Горизонтально размещенные трубы закладываются на глубину 50-300 см. Чтобы площадь магистралей была наименьшей, их делают в виде витков. Но между отдельными двумя магистралями должно быть минимум 200 мм. Любым строительным работам должно предшествовать определение тепловой отдачи грунта. Если она менее 20 Вт на 1 кв. м, никакого смысла в геотермальном контуре нет. Чтобы обеспечить отвод грунтовых вод, дно котлованов покрывают слоем песка. Отлично проявляют себя трубы на основе сшитого полиэтилена.

ИНФРАКРАСНЫЕ ИЗЛУЧАТЕЛИ СВОИМИ РУКАМИ

Источники тепла — инфракрасные излучатели, именуемые как эко обогреватели, — еще один вариант обогрева помещений в частном доме, в офисе или на производстве. Принцип действия инфракрасного излучателя основан на передаче тепловой энергии в виде инфракрасного излучения предметам, которые, нагреваясь, отдают направленное тепло в воздух помещения, в окружающее пространство на открытых площадках и т.д.

Наиболее эффективно ИК излучатели, как альтернативные системы отопления, способны обогревать конкретные предметы или части помещений. Таким образом, ИК излучателемможно обогреть людей, работающих на открытом воздухе или в конкретной части помещения. Использование ИК обогревателей создает экономию на отоплении, позволяя обогревать только полезную часть пространства. По способу установки и крепления различаются обогреватели настенные, потолочные, напольные, с направленным действием инфракрасного излучения.

Утепление труб

Дополнительная изоляция повысит производительность системы, а также добавочно станет служить внешней защитой для трубы. Это может значительно повысить сроки эксплуатации. А для этого выбранный материал должен обладать необходимыми характеристиками.

Пенополистирольная скорлупа для утепления трубы Источник baurum.ru

Основные требования к изоляции:

• Достаточно небольшая теплопроводность.
• Устойчивость к колебаниям температур.
• Хорошая влаговпитываемость.

Проще всего применить либо тепловолокно, либо базальтовую вату. В первом случае главное достоинство материала в небольшой плотности несколько снижается необходимостью в дополнительной изоляции. С ватой очень легко работать и у нее отличные технические характеристики. Но ее стоимость высока.

Из современных материалов наибольшую популярность имеет пенополистирол. Выпускают изолятор в виде специальной скорлупы, с монтажом которой легко справится даже новичок. Также можно залить магистраль пенобетоном. Или труба для водопровода в земле снабжается особым нагревательным кабелем.

Самостоятельная организация геотермального отопления

Как уже упоминалось ранее, подобная система является наиболее доступной, а значит, каждый владелец дома может воспользоваться энергоресурсами земли. При этом организация геотермального отопления не потребует значительных вложений или человеческих ресурсов. Монтаж системы своими руками довольно прост. В данном случае главное – выполнить правильные расчеты.

Естественно, установка оборудования и самих тепловых насосов зависит от выбранного типа теплообменника.

• Проще всего выполнить монтаж при условии. что дом расположен возле водоема. В таком случае достаточно нанять нескольких помощников и спецтехнику, чтобы проложить трубу на дне. После этого останется лишь подключить тепловой насос, после чего в доме станет тепло.
• Если вы отдали предпочтение горизонтальному теплообменнику. то придется перекопать участок. Впоследствии здесь не удастся организовать сад или огород.
• Наиболее сложной считается установка вертикального теплообменника. Выполнение такой работы стоит доверить специалистам, имеющим соответствующий опыт и профессиональное бурильное оборудование.

Помимо укладки труб, необходимо обратить внимание на монтаж самого теплового насоса. Подобный прибор должен быть правильно установлен, иначе система окажется неэффективной

Геотермальное отопление стало использоваться совсем недавно. Благодаря ему удается получить дешевую энергию с минимумом расходов. Чтобы такой альтернативный вариант оказался эффективным, необходимо учесть все требования, а также правильно установить тепловой насос.

Утепление на улице

Чтобы утеплить трубы отопления на улице надо учитывать возможность контакта с влагой. Это может быть дождь или снег. Поэтому в обязательном порядке должна быть предусмотрена гидроизоляция. Стандартный способ утепление отопительных труб на улице:

• слой минеральной ваты;
• обмотка шелковыми нитями;
• слой рубероида;
• обмотка из металлической проволоки, устойчивой к коррозии (оцинковка или алюминий).

Нужно ли утеплять трубы отопления? Вы наверняка не раз видели плачевное состояние утеплительного слоя тепломагистралей в своем городе. Это напрямую сказывается на температуре в квартирах. Например, есть определенный государственными актами уровень температуры подаваемого теплоносителя. Исходя из этой величины, рассчитывается средняя температура в жилых помещениях и стоимость коммунальных услуг.

Вычисления производятся с учетом исправности всех элементов отопительной системы, в том числе утеплительного слоя труб отопления, проходящих от котельных до домов. При недостаточной теплоизоляции в квартирах температура будет ниже. Выходит, что по документам все чин чином, а по факту, стандарт не выполняется и как всегда, виноватых нет. А люди при этом должны платят в полном объёме, хотя дома далеко не Ташкент.

Принцип работы геотермальных систем

Принцип действия теплового насоса. Нажмите для увеличения.

Отопление за счет тепла земли — это уже давно не миф, а распространенная практика.

Геотермальные системы отопления могут работать по принципу физической передачи тепловой энергии от окружающей среды к хладагенту.

Подобный процесс наблюдается и в работе обычного холодильника.

Больше чем 75% всего объема тепла, которое может выделяться при работе системы, исполняющей отопление дома теплом земли, являет собой энергия окружающей среды.

В дальнейшем она накапливается, и далее поступает в жилые комнаты и другие помещения коттеджа или загородного дома.

Эксперты обращают внимание на то, что именно такой вид энергии имеет удивительную способность к самовосстановлению, поэтому геотермальная система отопления не наносит абсолютно никакого вреда или ущерба энергетическому или же экологическому балансу окружающей среды и нашей планете

Система отопления имеет одно важное достоинство — она является абсолютно безопасной для использования

Система отопления имеет одно важное достоинство — она является абсолютно безопасной для использования

Оборудование, которое не займет много пространства.

Отопление частного дома теплом земли стало активно внедряться совсем недавно. Основной причиной возникновения таких систем отопления для частных домов специалисты называют энергетические кризисы, которые нередко появлялись в 70-х годах 20-го столетия.

Поначалу отопление энергией земли считалось роскошью, поэтому только самые богатые и элитные семьи могли позволить себе абсолютно инновационную систему отопления дома.

Далее, в связи с активным развитием науки, техники и появлением совершенно новых технологий, геотермальные системы обогрева приобретали все большее распространение, а стоимость их монтажа и обслуживания — снижалась.

Тепловой насос занимает достаточно мало места в Вашем доме. Нажмите для увеличения.

Сегодня небольшая семья даже со средним достатком может позволить себе установить систему для обогрева дома без серьезного нарушения своего семейного бюджета. Современное геотермальное оборудование качественно улучшено и модернизировано.

Усовершенствование систем происходит и по сей день, так как создание новых агрегатов приводит к уменьшению расхода энергии и большей экономии.

На качественно новом уровне осуществляется функционирование подобных отопительных систем, ведь новое и необычное топливо, такое как энергия земли, используется для кондиционирования, и обогрева частного дома.

Ведь именно такая энергия может создавать уютные, комфортабельные и оптимальные условия для жизни каждого человека, не загрязняет окружающую среду вредными и негативными веществами, как это происходит во время сгорания торфа, угля или газа.

Геотермальное отопление может легко работать и обходиться без любых процессов сгорания, поэтому владельцам не стоит беспокоиться о таком вопросе, как возгорание и взрыв системы, она полностью безопасная в эксплуатации.

Монтаж отопления под землей

В некоторых случаях требуется укладка труб отопления в землю, например, при некоторой отдаленности котельной от отапливаемого помещения. Перед тем как проложить трубы отопления под землей придется решить сразу две проблемы:

На трубу, уложенную пол землей, давит слой грунта и все, что находится на поверхности. Поэтому для того чтобы защитить систему, используются гильзы. В этом качестве прекрасно подходит канализационная пвх труба диаметром 110 мм.

Перед тем как провести трубы отопления под землей в гильзе, их нужно утеплить, несмотря на то, что система прокладывается ниже уровня промерзания грунта. Теплопотери при этом все равно существенные. Для утепления используется минеральная вата или пенопластовые чехлы. Помимо этого выпускаются трубы, которые имеют слой утепления из пенопласта и защитную пластиковую оболочку. Они специально предназначены для прокладки под землей.

Принцип работы альтернативного отопления

Если вы знакомы с тем, как работает кондиционер или холодильник, то схожесть этих процессов с принципом функционирования геотермального отопления очевидна. Основу системы составляет тепловой насос, который включается в два контура – внешний и внутренний.

Чтобы организовать традиционную систему отопления в любом доме, необходимо смонтировать в нем трубы для транспортировки теплоносителя, и радиаторы, при нагревании которых тепло будет поступать в помещения. В нашем случае трубы и радиаторы тоже нужны. Они и образуют внутренний контур системы. В схему могут быть добавлены теплые полы.

Внешний контур выглядит гораздо масштабнее внутреннего, хотя его размеры можно оценить только в период планировки и монтажа. В процессе эксплуатации он невиден, поскольку находится под землей или под водой. Внутри этого контура циркулирует обычная вода или антифриз на основе этиленгликоля, что гораздо предпочтительнее.

В состав геотермальной системы отопления входят два контура – внутренний и внешний, а так же сердце отопительной системы – тепловой насос, который, сжимая теплоноситель, повышает его температуру

Теплоноситель во внешнем контуре прогревается до состояния среды, в которую он погружен, и отправляется в «подогретом» виде в тепловой насос. Через него сконцентрированное тепло сообщается внутреннему контуру, в результате чего вода в трубах, радиаторах и теплых полах нагревается.

Таким образом, ключевым элементом, оживляющим всю систему, является тепловой насос. Если в вашем доме есть обыкновенная стиральная машинка, то знайте: этот насос займет приблизительно аналогичную площадь. Для работы ему нужна электроэнергия, но, потребляя всего 1 кВт, он обеспечивает выработку 4-5 кВт тепла. И это не чудо, поскольку источник «добавочной» энергии известен – это окружающая среда.

Виды по типу конструкции

Геотермальное отопление в коттедже работает по принципу, немного схожему с холодильником. Основным элементом здесь выступает тепловой насос, который включается в два контура одновременно. Внутренний контур представляет собой традиционную систему отопления, состоящую из трубопровода и радиаторов. А внешний – представляет собой большой теплообменник, который размещают или под толщей воды, или под землей.

Обычно внутри теплообменника циркулирует жидкость, в составе которой есть антифриз. Такого рода теплоноситель принимает на себя температурный режим среды, который впоследствии, уже подогретый, идет в тепловой насос. Аккумулированное ранее тепло идет во внутренний контур, после чего и нагревается вода в трубах и радиаторах.

Составные части системы геотермального отопления

Таким образом, геотермальное отопление дома под ключ включает в системе один важнейший элемент – тепловой насос. Это компактное устройство, которое занимает немного места.

Что и говорить, а монтаж такой системы будет также стоить дорого. Поэтому многие владельцы частных и загородных домов решают сделать отопление частного дома теплом земли самостоятельно.

Прежде всего, необходимо учитывать, что теплообменники бывают трех типов – горизонтальные, вертикальные и водоразмещенные.

Горизонтальный теплообменник. Такой вид достаточно часто используется. При его применении трубы кладутся в специально сделанные траншеи на такую глубину, которая немного превышает уровень промерзания почвенного покрова в местности. Однако данная система имеет один недостаток – это то, что нужна большая площадь для того чтобы расположить коллектор, а не каждый может позволить себе такую конструкцию. А если на вашей территории произрастают деревья, то оборудование нужно ставить от них примерно на расстоянии 1,5 метра.

Геотермальная система отопления с горизонтальным теплообменником

Вертикальный теплообменник. Такое устройство является более компактным, но при этом – и более дорогим. Для того чтобы оборудовать геотермальное отопление дома своими руками с таким устройством, не потребуется большая площадь, однако вам понадобится бурильная аппаратура. Ведь в данном случае глубина скважины обязательно должна быть от 50 до 200 метров. Заметим, что это самый дорогой способ, но прослужить он может целых 100 лет! Если вы хотите сделать гео отопление дома, который размещен за городом, то система подойдет. И ландшафт при этом остается в нетронутом состоянии.

Геотермальная система отопления с вертикальным теплообменником

Водоразмещенный теплообменник. Такой вид является самым экономичным, так как здесь применяется тепло воды. Рекомендуют устанавливать систему на расстоянии до водоема не более чем 100 метров. Контур трубопровода кладется на дно в виде спирали, а глубина залегания должна быть не более 3 метров. Что касается водоема, то рекомендуется, чтобы его площадь была не меньше 200 квадратных метров. При такой системе не требуется трудоемких работ и разрешения.

Тепловой насос типа земля-вода

Таким образом, можно отметить, что сделать геотермальное отопление загородного дома самостоятельно – это довольно сложно. Однако, можно осуществить задуманное, имея хотя бы одного помощника. Оптимальным вариантом является третий способ, однако есть несколько необходимых моментов, без которых он не будет работать, а в частности, – водоем.

Разновидности теплоизоляторов

Ниже представлены основные материалы для теплоизоляции коммуникаций:

Основательное утепление труб отопления

Для утепления труб отопления на улице применяется специальная минеральная вата. Минвата для труб отопления бывает нескольких видов:

1. Базальтовая – изготавливается из горной породы с высоким содержанием базальта. Особенностью этого утеплителя является его высокая устойчивость к нагреванию, рабочая температура достигает 650 градусов по Цельсию. Базальтовая вата не вступает в реакции с химическими составами и не выделяет токсичных веществ при нагревании.
2. Стекловолокно – основным компонентом является кварцевый песок. Он используется не только в чистом виде. Из песка изготовляется стекло, которое также входит в состав этого утеплителя. Этот материал может применяться только для утепления наружных труб, так как температура их эксплуатации составляет меньше двухсот градусов, около 180.

Минусом такого утепления труб отопления является склонность материала напитывать влагу, что сводит на нет все ее теплоизоляционные характеристики. Как же утеплить трубы отопления на улице, чтобы избежать намокания минеральной ваты? Именно с этой целью в тандеме с базальтовой- или стекловатой применяется гидроизоляция.

Она должна исключить контакт утеплителя с влагой, так как утепление труб отопления на улице возможно благодаря пористой структуре ваты. А когда воздушные полости заполняет вода, то температура теплоносителя через самый лучший проводник, воду, передается воздуху. Поэтому, архиважно защитить слой утеплителя от воздействия влаги.

Самый простой способ – это обернуть утепленную магистраль рубероидом, который можно закрепить проволокой. Дёшево и сердито, зато метод проверенный многолетней практикой. При этом в качестве гидроизоляции можно использовать любой водонепроницаемый материал, обладающий достаточной устойчивостью к механическим воздействиям;

• пенопласт.

Для коммуникаций изготавливаются специальные формы, повторяющие их геометрию. Обычно, это кольцо, состоящее из двух частей. В каждой части есть пазовое соединение, что создает дополнительный барьер на пути влаги.

Пенопласт почти не впитывает влагу и с этим «почти» могут возникнуть проблемы, так как утеплять трубы отопления в земле нужно абсолютно влагонепроницаемыми материалами.

Хотя есть особый вид пенополистирола, который называется «экструзионный». Он плотнее, чем обычный пенопласт, и полностью водонепроницаемый.

К этой группе утеплителей можно также отнести пенополиуретан. Они близки по своему составу. Такие материалы могут быть как отдельными элементы утепления, так и частями единой конструкции многослойной трубы для отопления. Также возможно нанесения вышеупомянутых составов в жидком виде. Для этого задействуются специальные компрессоры, при помощи которых утеплитель напыляется на рабочую поверхность. В этом случае преимуществом является полная герметичность утеплительного слоя;

• вспененный утеплитель для отопительных труб.

Это изделия в виде чехла. В качестве материала применяют: каучук, пенополистирол или полиуретан. Их внутренний диаметр совпадает со стандартными размерами отопительных контуров. Для того чтобы одеть такой чехол, предусмотрен продольный разрез, который в дальнейшем склеивается. Для этого на торец разреза наносится специальный клеящий состав;

• отражающая обмотка труб отопления.

Пенофол — отражающая изоляция

Название говорит само за себя. Суть заключается в отражении теплых потоков благодаря зеркальной поверхности утеплителя. Для этого используют алюминиевую фольгу. Ее наматывают поверх основного утеплителя и закрепляют при помощи металлической проволоки, или хомутов. Утеплители для труб отопления с фольгой выполняют одновременно несколько функций:

1. отражает теплые потоки обратно к контуру;
2. не пропускает холод снаружи;
3. защищает от ветра и влаги.

Также фольга используется в тандеме со вспененным полиэтиленом или полиуретаном. Например, пенофол, который состоит из синтетического слоя вспененного утеплителя и приклеенного к нему слоя фольги. Он выпускается в рулонах разной ширины и применяется не только для изоляции коммуникаций, а и для создания эффекта «термоса» при утеплении помещений;

Достаточно новый вид утеплителя. Впервые он был применен для космических модулей. Перед конструкторами стояла задача создать эффективный теплоизолятор с минимальным весом, так как при запуске космических кораблей и спутников каждый грамм имеет значение. Нескольких миллиметров такой краски достаточно, чтобы заменить более толстый слой из других утеплителей. Она широко применяется для утепления тепломагистралей.

Своими руками: что и как

Если уж монтировать геотермальное отопление своими руками, то внешний контур лучше все-таки купить в готовом виде. Конечно, мы рассматриваем лишь способы горизонтального расположения внешнего теплообменника: под поверхностью почвы или под водой. Скважинный вертикальный коллектор смонтировать самостоятельно гораздо сложнее, если вы не обладаете оборудованием и навыками бурения.

Тепловой насос – не слишком габаритное оборудование. В вашем доме он не займет много места. Ведь по размеру он сопоставим, например, с обычным твердотопливным котлом. Подключить к нему внутренний контур вашего дома – задача не сложная. Вообще-то делается всё точно так же, как и при организации отопления с использованием традиционных источников тепла. Главная трудность – устройство внешнего контура.

Такое расположение дома относительно пруда встречается чаще. Главное, чтобы водоём был не дальше, чем в 100 метрах от коттеджа

Лучшим вариантом будет использование водоёма, если такой найдется на расстоянии не более 100 метров. Необходимо, чтобы его площадь превышала 200 квадратных метров, а глубина – 3 метра, составляющие средний параметр промерзания. Если этот водоём вам не принадлежит, то проблемой может стать получение разрешения на его использование.

Если же водоём – это пруд, который находится у вас в собственности, то дело упрощается. Воду из пруда можно временно откачать. Тогда работы на его дне можно будет выполнять легко: нужно будет уложить трубы по спирали, закрепив их в этом положении. Земляные работы понадобятся только для рытья траншеи, которая нужна будет для присоединения внешнего контура к тепловому насосу.

После выполнения всех работ, пруд может быть снова заполнен водой. В ближайшие лет сто внешний теплообменник должен работать исправно и не доставлять хлопот его владельцу.

Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа. Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 квадратных метров коллектора на 100 кв. метров отапливаемой площади дома.

Как утеплить водопроводную трубу в земле своими руками

Выбирая, чем утеплить водопроводную трубу на участке, учитывают материал ее изготовления, наружный диаметр, стоимость утеплителя и сложность монтажных работ.

Рис. 11 Расчет толщины трубного теплоизолятора

Монтаж утеплителя

Обычно для подвода воды при индивидуальном водоснабжении используют полиэтиленовые трубы низкого давления (ПНД) диаметром 1 дюйм, монтаж оболочки из утеплителя выполняется следующим способом:

• Устанавливают оболочку из стекловаты, минеральной ваты или пенопласта, вспененного полиэтилена, фиксируя ее при помощи липкой ленты. При монтаже минеральной или стеклянной ваты необходимо следить за герметичностью соединений – в противном случае в стык попадет вода и ее напитает вата, при этом теплоизолирующие свойства утеплителя существенно снизятся.
• После монтажа мягкий теплоизолятор можно защитить от сдавливания грунтом более прочным материалом, обычно используют рубероид, оборачивая им оболочку несколько раз и закрепляя его скотчем. Преимуществом его использования является гидрофобность, защищающая утеплитель от напитывания влагой.
• Утепленный трубопровод опускают в канал и засыпают легким сыпучим составом для уменьшения давления, обычно используется керамзит.

Понятно, что монтаж утеплителя из пенопласта, в отличие от видов с низкой плотностью, производить намного проще, и он не предъявляет высоких требований к герметичности стыков.

Следует учитывать, что монтаж пластиковых сегментов должен быть проведен скреплением друг с другом с небольшими сдвигом в 20 см., как соединение внахлест.

Рис 12 Утепление пластиковой водопроводной трубы в земле пенопластовой скорлупой

Укладка кабеля

Монтаж электрического кабеля обойдется дороже, однако глубина залегания трубопровода при этом минимальна. Греющий провод может быть расположен внутри или снаружи трубопровода, в продаже имеются водопроводные трубы с установленным электрокабелем или с кабельным каналом для его монтажа. Чаще всего используется монтаж кабеля на поверхности, при этом глубина залегания трубопровода не превышает 50 см. Работы по монтажу кабельного обогревателя состоят из следующих этапов:

• Трубопровод в месте расположения кабеля (по спирали или прямой линии) оклеивается фольгированный липкой лентой.
• На приклеенную ленту укладывается электрический кабель и фиксируется такой же клейкой лентой.
• Сверху на полученную конструкцию устанавливается оболочка из базальтового утеплителя, которая соединяется скотчем. При монтаже нагревательного кабеля по линии практично использовать пенопластовый утеплитель со специальными канавками.
• Для контроля работы системы желательно установить по линии водопровода термодатчики.

Рис. 13 Как утеплить водопроводную трубу под землей электрокабелем

Решая, как лучше утеплить водопроводную трубу в земле своими руками, многие отдают предпочтение пенопластовой скорлупе – она удобна в монтаже, имеет лучшие физические параметры и обладает невысокой стоимостью. Электрический кабель практичнее использовать при неглубоком залегании водопроводных труб и скважинного оголовка – с его помощью можно одновременно подогревать воду в магистрали и скважине.

Виды геотермального теплоснабжения дома

Схема геотермального отопления

Перед тем как делать геотермальное отопление загородного дома своими руками следует провести ряд предварительных мероприятий. Прежде всего – найти оптимальный способ расположения труб первичного контура.

Главным условием при этом является температура среды, где будут расположены магистрали. Она не должна быть ниже +7°С. На практике для этого выполняют монтаж трубопроводов в грунт. В некоторых случаях в качестве основной среды может выступать водоем или река. Однако отзывы о геотермальном отоплении дома такого типа зачастую говорят о низкой эффективности в зимний период.

Для правильной организации альтернативного теплоснабжения необходимо выполнить следующие действия:

Рассчитать оптимальную мощность. Если геотермальное отопление частного дома будет в качестве основного – его номинальная мощность должна обеспечить нагрев воздуха во всем здании.

Провести анализ состава грунта и глубину его промерзания. От этого зависит выбор схемы расположения труб первичного контура.

Определить месторасположение теплового насоса. Для минимизации тепловых потерь геотермальные системы отопления своими руками обустраиваются в отдельном помещении – подвале или хозяйственной постройке

Важно, чтобы температура в нем была не ниже +14°С.

Несоблюдение этих простых правил может привести к неправильной работе системы

Нередко отзывы владельцев геотермального отопления указывают на важность первичного анализа и подбор правильного оборудования

С горизонтальным размещением

Горизонтальный контур

Наименее трудоемкий способ установки труб первичного контура является горизонтальным. Они располагаются на глубине от 0,5 до 3 м. Для уменьшения площади магистрали располагаются витками. Но при этом расстояние до каждой должно быть не менее 20 см.

До того как сделать геотермальное отопление – проводится первичный анализ состояния грунта. Сначала определяется его теплоотдача. Она может составлять от 20 до Вт/м². Исходя из этого рассчитывается общая протяженность первичного контура.

Кроме этого следует выполнить такие действия:

• Проверка уровня промерзания почвы. Глубина залегания труб должна быть ниже этого показателя;
• Грунтовые воды. Для их естественного удаления в период больших паводков на дно котлована засыпается песчаный слой;
• Выбор материала изготовления трубопроводов. Он должен быть достаточного гибок и механически надежен. Для геотермального отопления в Европе чаще всего используют трубы из сшитого полиэтилена.

С вертикальными трубопроводами

Вертикальная схема работы

Учитывая основные принципы работы геотермального отопления дома во время проектирования необходимо добиться максимального нагрева теплоносителя от земли. Это можно сделать только при установке вертикальных магистралей.

Для организации геотермального отопления загородного дома своими руками вертикального типа необходимо сделать скважины, глубиной от 30 до 100 м. В них помещаются трубопроводы первичного контура.

Такая схема более трудоемка, чем вертикальная, но имеет ряд преимуществ:

• Большая глубина залегания магистралей. В этом случае теплоотдача окружающей среды повышается на 25-30% – до 70 Вт/м²;
• Небольшая площадь для монтажа;
• Практически отсутствует зависимость от промерзания грунта.

Кроме этого способа нередко применяют основные принципы работы геотермального отопления для горячего водоснабжения в летний период. Для этого первичный контур помещают в воду – озеро или реку.

Перед бурением скважин необходимо сделать анализ почвы и определить оптимальную глубину. Состав почвы напрямую скажется на трудоемкости процесса.

Секреты правильного утепления водопровода

Тёплая труба может стать притягательным местом обитания для грызунов.

Чтобы они не прогрызли слои материалов, можно:

• обернуть трубы металлической сеткой;
• оштукатурить бетонным составом с битым стеклом;
• одеть в металлический рукав.

Будет полезно составить схему подземной части трубопровода и сохранить её на случай ремонтных работ. Заниматься утеплением труб лучше всего летом, когда снижается уровень грунтовых вод, земля сухая и тёплая.

Организация геотермального отопления

Установка горизонтального контура геотермального отопления

У потребителей до сих пор остается главный вопрос – можно ли использовать отопление загородного дома энергией земли в качестве основного? Это возможно, но только при профессиональном подходе на всех этапах – начиная от расчета и заканчивая монтажом и проверкой системы.

Прежде всего необходимо правильно подобрать тепловой насос. Учитывая их высокую стоимость – следует сначала выполнить все предварительные расчеты его характеристик. Только в этом случае отопление за счет тепловой энергии земли будет иметь максимальный показатель КПД. Среди надежных производителей можно выделить компании Buderus, Vaillant и Veissman. Средняя стоимость теплового насоса для отопления из земляных недр составляет около 360 тыс. рублей при номинальной мощности 6 кВт. Более продуктивные модели могут обойтись свыше 1 млн. рублей.

Помимо стоимости нужно обратить внимание на материал изготовления труб. Для минимизации тепловых потерь в отоплении от тепловой энергии земли рекомендовано использовать следующие:

• Сшитый полиэтилен. Отличается невысокой стоимостью – оптимален для горизонтальных схем;
• Стальная нержавеющая труба. Используется в отоплении с помощью тепловой энергии земли с вертикальным расположением наружного контура. Выгодно отличается от сшитого полиэтилена высоким показателем теплопроводности и механической прочностью. Недостаток – большая стоимость.

Для оптимизации рекомендуется установка наружных и внутренних температурных датчиков, а также теплового аккумулятора. Это позволит минимизировать расходы для отопления частного дома энергии земли.

С примером установки геотермального отопления в частном доме можно ознакомиться, посмотрев видеоматериал: