Что такое геотермальное отопление?

Из курса школьной программы мы помним, что геотермия – это тепло Земли. Поэтому прилагательное «геотермальный» ассоциируется, как правило, с гейзерами и вулканами.

Часть природного тепла планеты используется в виде геотермальной энергии. К примеру, в России действует несколько геотермальных электростанций (Верхне-Мутновская, Паужетская, Океанская и другие). Все они располагаются на Дальнем Востоке.

Но геотермальная энергетика в нашей стране считается нетрадиционной, а тепло земного шара – альтернативным источником. Именно поэтому мало кто знает, что низкопотенциальным теплом Земли можно отапливать жилые дома.

Геотермальные отопительные системы начали использовать более тридцати лет назад, в начале 70-х годов ХХ века, когда разразился первый «нефтяной кризис». В настоящее время оно весьма распространено в США, Канаде и странах Западной Европы. Так, в Швеции для отопления многоквартирных жилых домов используется тепло Балтийского моря, а в Германии установка геотермальных отопительных систем осуществляется при финансовой поддержке государства.

У нас же, несмотря на постоянный рост цен на уголь, газ и другие ресурсы, геотермальное отопление – это нонсенс. Из этой статьи вы узнаете, как оно работает, какие виды геотермальных отопительных систем существуют, а также каковы плюсы и минусы их использования.

Как работает геотермальное отопление

Система геотермального отопления состоит из теплового насоса и магистралей. Последние прокладываются под землей (в грунте или скважинах) либо по дну водоемов. Об этом мы поговорим чуть позже, пока рассмотрим подробнее тепловой насос.

Принцип его работа схож с холодильником. Насос, располагающийся в доме, «отбирает» энергию земли и преобразует ее в тепло. Для этого незамерзающий фреон течет по магистралям, набирая тепло земли (воды), затем поступает в испаритель теплообменника, где происходит отбор тепла. Это тепло идет на нагрев воды в батареях. Далее фреон  охлаждается. Чтобы цикл повторился, его нужно вновь нагреть до 5-7 градусов. Для этого и нужна тепловая энергия Земли. Даже в самые суровые зимы температура под землей не опускается ниже +4 градусов, а на глубине в 30 метров она составляет +8-10 градусов.

Примечательно, что летом тепловой насос работает наоборот: из под земли в дом поступает прохлада, а тепло идет в ее недра. Именно поэтому работу геотермального насоса часто так же сравнивают с кондиционерами реверсионного типа.

Виды геотермальных отопительных систем

Как уже было сказано, трубы геотермальной отопительной системы могут быть проложены под грунтом, по дну водоема и внутри скважины. В связи с этим выделяют геотермальное отопление с горизонтальным, водоемным и вертикальным контурами.

В первом случае магистрали укладываются в землю на глубину ниже промерзания почвы (она зависит от климатических особенностей региона). При этом требуется достаточно большая площадь. Так, для обогрева помещения в 200 квадратных метров, нужен участок размером 500 квадратных метров.

Второй вариант – магистрали, прокладываемые по дну водоема. Считается, что это самый экономически выгодный способ прокладки геотермального отопления, так как меньше первоначальные вложения и больше эффективность. Но озера и реки глубиной более 2 метров есть далеко не везде.

Третий вид геотермальных отопительных систем, напротив, очень дорогостоящий. Бурение скважин, для которого необходима специальная техника, стоит недешево. А скважину нужно пробурить минимум на 30 метров (в зависимости от рельефа). Зато не требуется много места, а значит, возможно использование геотермального отепления как для уже построенных домов, так и для зданий, расположенных на небольших участках.

Преимущества и недостатки геотермального отопления

Геотермальное отопление – экологически чистое. Использование тепловой энергии земли не загрязняет окружающую среду. Оно абсолютно безопасно для человека. Не выделяется вредных веществ, неприятных запахов. Нет риска пожара, так как не происходит сжигания никакого топлива. Кроме того, тепловые насосы работают почти бесшумно и не требуют практически никакого ухода.

Но главное – геотермальная энергия бесплатна. Средняя стоимость геотермальной системы отопления (с монтажом и всеми наладочными работами) составляет 500-600 тысяч рублей. Специалисты утверждают, что вложения окупаются примерно за 5 лет. Ведь платить за централизованное отопление не нужно. Траты происходят лишь при оплате электроэнергии, от которой работает тепловой насос. И вот здесь таится принципиальный недостаток геотермального отопления, делающий его в нашей стране непозволительной роскошью.

Произведем небольшой расчет (при этом будем использовать средние значения и думать, что отопление происходит в «идеальных условиях», без теплопотерь). Допустим, для обогрева помещения с площадью 10 кв.м нужен 1 кВт отопительной мощности. Тогда, чтобы обогреть дом, площадью в 100 кв.м. потребуется 10 кВт отопительной мощности. Из одного киловатта электроэнергии, потребляемого тепловым насосом, получают до пяти киловатт тепла. Следовательно, для выработки 10 кВт тепла нужно 2 кВт электроэнергии в час. В сутки – 48. В месяц – 1440 кВт. При стоимости одного киловатта электроэнергии 2 рубля 50 копеек, геотермальное отопление будет обходиться в 3600 рублей в месяц. Вот и получается, что бесплатное тепло земли стоит дороже, чем любой традиционный источник энергии.

Тем не менее, геотермальное отопление приобретает все большую популярность. На него перешли многие коттеджные поселки в центральных регионах России. А готовы ли вы отказаться от газа и угля в пользу альтернативной энергетики?