Написать статью меня подтолкнула активность в Осло и его окрестностях по установке "геотермального отопления". Меня этот вопрос заинтересовал, я начал выяснять, как это работает и вот что получилось:
Геотермальное отопление - система центрального отопления и охлаждения, использующая низкопотенциальное тепло земли, которое перекачивает тепловой насос. 
Геотермальный тепловой насос - это компактная отопительная установка, предназначенная для автономного отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. Работает Тепловой насос по принципу холодильника, только наоборот: забирает тепло из окружающей среды и отдает его в дом.
При этом тепловой насос очень экономичен, т.к. при потреблении в 1 кВт электроэнергии, может производить до 4 - 6 кВт тепловой энергии. Тепловые насосы не требуют обслуживания до 30лет.
Как это работает:
Поскольку температура грунта на глубине ниже 3 метров примерно равна среднегодовой температуре воздуха 7-12 градусов и слабо изменяется в течение года, то существует возможность использования тепла из скважины, для отопления и горячего водоснабжения дома.
Геотермальные скважины, в зависимости от геологического и гидрогеологического разреза, бурятся диаметром 120-190 мм и глубиной 60-200 метров. Глубина и количество скважин зависит от отапливаемой площади помещения (дома) и мощности теплового насоса. Имеющий U-образную форму зонд, закладывается в скважину, которая потом заполняется специальной тампонажной смесью для обеспечения лучшей теплопередачи. Внутри зонда циркулирует специальная жидкость с антифризом. Теплоноситель принимает на себя температуру среды и «подогретый» поступает в тепловой насос.
Вертикальная установка теплообменника, использующая геотермальную энергию скважины в качестве источника тепла, позволяет сохранить ландшафт практически в первозданном виде. Для его установки не потребуется большая площадь, что предпочтительнее при дефиците свободного пространства.
Скважины бурятся в течение нескольких дней, а срок их службы достигает 100 лет.
Расходы на установке отопления взяты из источника № 2 и вполне коррелируют с тем, что потратили мои знакомые.
- 4─5 кВт – от 3 до 7 тысяч $;
- 5─10 кВт – от 4 до 8 $;
- 10─15 кВт – от 5 до 10 $.
По отзывам знакомых система работает на ура, сумма к оплате за отопление упала в 5 раз, с 1500 крон в мес до 300. Что дает нам окупаемость системы за 25 лет.
Комментарии
Как единичное решение - норма. Если внедрять везде - может иметь катастрофические последствия (ИМХО конечно).
Ну почему? Раньше были придомовые котельные, сейчас можно пробурить скважину у дома, и поставить один на всех мощный тепловой насос.
Реальная экономия, с моей точки зрения, а уж если сбрасываться всем домом, то и первоначальные затраты будут не обременительные.
Потому, что с течением времени, грунт возле этих труб ,зарытых в грунт будет промораживаться и эффективность такого насоса будет падать. В первое время вполне себе рабочий вариант, но потом, при массовом бурении таких скважин и закачки в них холода, можно получить вечную мерзлоту под домами. Как вариант, трубы можно кидать в море, там течения и заморозки труб можно избежать, но есть минусы 1. температура воды зимой может быть ниже 5 градусов (что снижает эффективность) и 2. это доступно только тем кто живет на побережье.
Этот нюанс учитывается при проектировании. делается так, чтобы тепло Земли гарантированно справлялось с проблемой.
Не будет промораживаться. Глубина большая. В Норильске проблема наоборот, протаивание вокруг свай до несущего слоя вечной мерзлоты и дом трещит.
Может для Норвегии это и имеет смысл, но для РФ это смысла не имеет.
Скважина 100 м. это минимум 600 тыс.руб., плюс оборудование и спец. помещение, плюсом "антифриз), итого около 1 200 000руб, начальных инвестиций в размере сразу все 100%, иначе это работать не будет.
Напомню, что и теплоноситель надо качать с глубины 100 м!!!, т.е. это не простой насос , а очень мощный и не один, да и теплоноситель тоже дорогой и агрессивный, причем его надо менять каждые 5-7 лет, иначе деградирует.
Например , вот примитивный эконом. расчет :
У меня отопление газом, стоит в среднем 65 000 руб. в год(на 2018г), площадь дома около 980 кв.м. и еще два уличных открытых бассейна, один на 100 куб.м.(греем их 4 мес.), Т.е. я очень расточителен, как потребитель тепла и для меня любая халява во благо. Но при затратах в 1.2 млн. руб, даже для меня окупаемость этой системы будет минимум в 20 лет.
А если при этом использовать "инвестиционную схему рентабельности", с доходом на капитал в хотя бы в 10% годовых, то инвестиционный доход с этой суммы, будет перекрывать все мои расходы на отопление газом почти в 2 раза, т.е. доход от этой суммы в год будет не только гасить расходы на отопление, но и приносить прибыл в размере 55 тыс. каждый год. КАРЛ.!!
Причем я эту прибыль могу капитализировать и запускать сложный процент в накопление. При таком экономическом раскладе, этот "тепловой насос", для меня и для всех в РФ, охеренно убыточное мероприятие, даже если цена газа ,у нас, вырастет в 2 раза.
А если у вас дом поменьше, а например мои родители тратят на отопление (дом 200 кв.м) около 20 тыс. в год, то там с экономикой всё еще хреновее!
У меня знакомые в Чехии на систему "тепловой насос" (труба в озеро) получили компенсацию из бюджета аж около 70%. Иначе это не имеет смысла и у них.
ну, не трёпа ради, а справедливости для, 600 тыс. - это стоимость не самой дешевой "питьевой" скважины. Для ТН скважины существенно дешевле, но их не одна может быть... С теплоносителем проблема преувеличена. Но по любому, считать, считать и еще раз считать.
Главное, у Вас шикарная вишенка на торте, как же я ее упустил! Последний абзац: "....получили компенсацию из бюджета аж около 70%. Иначе это не имеет смысла и у них.". Это относится ко всей альтернативной энерг-ке. Субсидии уже начали резать и без этой мелочи альтернативка накрывается медным сосудом для варки варенья. А с каких этавотсамых газоносная страна должна субсидировать конкурентную технологию?
Отличная у Вас вишенка, так что считать уже, как бы... и не надобно.
Не согласен.Позвонил буровикам и спросил сколько будет стоить скважина на 100 м., для обсадной трубы, так 600 тыс. руб, это самая-самая дешевая цена. и разницы для них нет !!
Причем труба какая будет у вас, не просто обсадная же ? Она же должна вместить в себя петельку и потом быть плотно залита термопроводящим спец.составом , да и сама не должна иметь теплоизолирующих свойств, что тоже не дешево.
Например сейчас цена за 1 метр скважины, с асбестовой трубой, в Воронежской обл., до 4-10 тыс. за п.м. и чем глубже скважина тем п.м. дороже!
Если бурить для ТН "питьевые скваины" то да, Вы правы. Но, я так понял, для ТН возможен вариант проще:
http://www.biiks.ru/burenie/geotermalnoe-burenie/
http://www.biiks.ru/burenie/ceny/#topzagol - на воду.
Не буду вступать в полемику, я не буровик, за что купил - за то и продаю.
Да, всё так. Поэтому:
а) для ТН обычно разбуривают (если разбуривают) несколько неглубоких (30м обычно);
б) само бурение редкость. Обычно, куда чаще - поверхностный контур. Канава на 2-2.5м глубиной, туда пластиковую трубу спиралью.
последняя идея фикс правительства установить нормы энергопотребления, они похоже будут жесткими, всё что сверх нормы будет по европейским тарифам. и налог на жильё тоже по нормам. поэтому сейчас, да, нет смысла. завтра может и солнечные панели будут за месяц окупаться.
"Последствий" никаких нет, тем более, "катастрофических".
Есть просто места, где технология неприменима (скажем, 9 этажей тепловым насосом в Москве не протопишь). Но это уже из серии "дурак и стеклянный член", дураку что ни дай, у любой технологии "последствия катастрофические". :)
Почему в Москве 9 этажей не протопить? В Москве земля особая или 9 этажей много слишком? Если что, 4х частный дом на 600 квадратов отапливается геотермалкой на ура.
Если обычный дом меняет тепловой баланс скважины за 50 лет, 4-квартирный управится за 20-30.
Запускать его летом в режиме кондиционера и все нормально будет
В РФ, в режиме кондиционера он будет работать максимум месяц, а вот в режиме отопления полгода.....
Там другое имелось ввиду - он Должен тупо качать тепло из атмосферы в грунт при превышении средней температуры воздуха выше исходной средней температуры грунта - те там реально можно закачать тепла Больше чем поднял за холодный интервал
Для начала, отопительных градусосуток в Москве больше, грунт холоднее, а осадков меньше, чем в Эстонии. Да, земля там отличается.
Во-вторых, из земли (на квадратный метр) НЕЛЬЗЯ выкачивать больше определённой величины кВт*ч за год, потому что грунт зимой не должен промерзать в ноль. При плотно расположеных многоэтажных зданиях, да ещё и в московском климате - это нереально.
По меньшей мере, сейчас, с нынешним типичным потреблением на отопление.
Слышен голос разума. Для домика в деревне - ещё куда ни шло, правда непонятно, как это чудо ремонтировать, случись чего, и как быть, если электрические провода порваны в течение недели. А уж в среднерусском городе с многоэтажками - бред.
Это справедливо для при поверхностных Гридов
Для скважин все чуток по другому, а при глубине 200 метров и больше там закачка тепла уже мало существенна.
Если скважины с мощными насосами стоЯт плотненько (как в городе), то всё то же самое... с поправкой на бОльшую тепловую инерцию системы - не 2-3 года на установку режима, а допустим, 30-50 лет (числа с потолка), бОльший объём грунта задействован. Но конец будет ровно тем же.
Смотрите сами: "плотность упаковки" в российских спальниках сейчас где-то 1..3 квадрата жилья на квадрат застраиваемой площади. А в московском климате для номального восстановления полигона за лето (чтобы среднегодовая отличалась бы не более, чем на 1-2С) нужно отношение 0.2..0.3 квадрата жилья на квадрат площади полигона.
Собссно, я знаю только один способ избежать этого - втыкать скважины ТН вдоль линий метро, выкачивая оттуда лишнее, заносимое летом с воздухом тепло и на халяву кондиционируя/вымораживая тоннели. Но это от силы 2-3 застройки... Хотя, может, оно того и стОит... Всё-таки, халявное кондиционирование метро - само по себе гут, метро могло бы доплатить ТСЖ за системы.
Наверно потому, что жильцы будут зимой открывать окна на проветривание. При таком раскладе, как верно заметили выше, выйдет история с дураком и стеклянным юхом.
Но это я пошутил. На самом деле задача теплоснабжения комплексная. Тут и собственно подача тепла, и изоляция и грамотная вентиляция. Если решать ее без учета всех составляющих, то будет только имитация решения задач.
Зависит от глубины скважины - Геотермический градиент
В Ижевске недавно запустили производство таких установок.
имхо: тепловой насос + ветрогенератор ( ижевский например) = автономность. Окупится лет за 10, проработает (принормальной обслуге) всю жизнь
однозначно нужно многоквартирные дома переводить на такие технологии: строить по 3-4 этажа, на крыше ветрогенераторы, топиться тепловыми насосами. Красота
Приятно думать, что схватил Бога за бороду и одолел законы термодинамики. Но увы... земля мощный источник "дармовой" энергии, но не вечный. То-то приятно будет жильцам давно обжитого квартала узнать, что их жилье скоро останется без отопления и нужно оплачивать хорошо если новую скважину, а то и переводить котельную на новое топливо со всеми вытекающими.
Почему их жилье должно остаться без отопления?
хотя вы правы, газ и нефть не вечны, и рано или поздно ВСЕ вводимое сегодня жилье в РФ останется без коммуналки
потому что поток тепла определяется теплопроводностью грунта. Как следствие, при избыточной откачке тепла будет вымораживание массива земли. Процесс займёт несколько лет, на протяжении которых дОбыча тепла будет постепенно снижаться, пока не достигнет возможностей системы по его извлечению.
Говорят, что оценка работы теплового насоса должна проводиться через 3-5 лет работы, предполагается что к тому времени может быть достигнут баланс между извлечением тепла и его передаче из окружающей среды в вымораживаемый насосом массив.
Сказал кто?
Что это за такая тепловая энергия в земле, что этой скважиной откачивается за пару лет? Вы точно говорите о той земле, которая окружена другой землей с боков и идет вниз до центра Земли, а не о сферической земле в вакууме?
люди пишут.
там же.
Если вы учились в школе, то вам на уроке физики должны были рассказать о законе сохранения энергии. Если, конечно, обучение не являюсь для вас услугой, как нынче модно полагать.
Если вы в школе учили математику, там должны были рассказать задачу про бассейн и две трубы. Так вот, тепловой насос работает именно в этой схеме - есть поток тепла сверху, от солнца, есть поток тепла снизу, есть поток тепла вверх, зимой. В итоге есть некий вековой баланс температуры. Когда вы начинаете откачивать тепло, вы смещаете этот баланс, и грунт плавно остывает. Поскольку его много, остывает он несколько сезонов, пока не выйдет на новый стабильный уровень. Остывает он на значительной территории, как пишут, радиус не менее 5м от скважины. Не менее, но может и более
Если в грунте есть текучая вода, ситуация лучше. Если воды мало, и она не течёт, ситуация хуже. Если в трубе антифриз и его при подаче остужают ниже нуля, вода вокруг скважины начнёт замерзать, перенос тепла течением воды снизится. Обычно рекомендуют смотреть новый баланс лет через несколько, например, пять.
при глубине скважины 150Метров? и теплосъеме с отметки 100 метров? Вымораживание? Вы попутали с технологией Гридов
Вечный-вечный. Пока Солнце светит.
Грунтовые зонды - это ерунда. Вот тепловой насос вода-вода - это вещь!
Шесть лет назад поставил тепловой насос вода - вода на 35 кВт тепловой мощности.
Дом 350 м2 двухэтажный с мансардной крышей. Дом в 100 метрах от реки. Скважина для забора воды глубиной всего 15 метров, но столб воды в ней 10 метров (как и фильтр скважины 10 метров). Дебит скважины более 6 м3 в час. Температура воды около 7 градусов постоянно, круглый год (Башкирия). Насос качает 5 м3 в час через первичный теплообменник теплового насоса.
Выходит из теплообменника вода температурой 2 градуса.
То есть, снимается с куба воды примерно 5 градусов (если сильно округлить, то 1 градус на куб воды это 1 кВт).
Значит, с пяти кубов снимаем по пять кВт получается 25 кВт бесплатной тепловой энергии. Ну еще уходит примерно 6-7 кВт электроэнергии для питания спиральных компрессоров теплового насоса, и скважинного насоса.
Дом 350 м2 за декабрь примерно 3500 рублей за электроэнергию. Температура в доме 25 градусов. На обоих этажах теплые полы.
Всегда хотел узнать - куда сливается охлаждённая вода? В другую скважину? Как далеко она от заборной скважины?
В моем случае - сливаем прямо в реку. Но есть вариант, сделать еще одну скважину, желательно подальше, хотя-бы в 50 метрах, и сливать в нее.
А зимой река не замерзает? Или под лёд сливаете?
Вот по поводу скважины мне всегда было интересно - как она будет заглатывать по 5 кубов ежечасно. А вдруг вода во что-то "упрётся" и скважина переполнится?
Зимой в этом месте незамерзающая даже в самый сильный мороз полынья. А скважина для слива конечно же не переполнится (при условии что все сделано правильно). Вода же чистая - поэтому не засорится, по крайней мере, засорится позже первой, заборной скважины.
Спасибо за информацию.
Здесь, как и везде - вопрос масштаба
Хорошо, когда вы один. Предположим, данным образом начнёт греться вся деревня. И несколько деревень на одной реке.
Река там Уфимка (в среднем течении) средний поток воды более миллиона кубов в час.
Скважина берет воду из мощного пласта галечника с трещинноватым известняком. Уровень воды в скважине такой же, как и в реке. Это говорит о том, что там все деревни ниже по течению можно отапливать таким способом, низкопотенциального тепла на всех хватит...
Вы сказали, что отработанная вода +2 градуса. Труба для этой воды в какой-то теплоизоляции или просто в земле лежит? И что, даже при -30 не замерзает?
Труба после теплообменника теплового насоса выходит через пол котельной дома, далее через фундамент, и на глубине 2 метра доходит прямо до реки. Труба ПНД диаметром 40 мм. Даже в самые сильные морозы не замерзает. Говорю же вам: на реке незамерзающая полынья три на три метра. Вода течет не останавливаясь, и не снижая напора. Скорость потока воды почти полтора литра в секунду. Площадь контактирующей с окружающим воздухом струи очень небольшая. Вам кажется, что при таких параметрах возможно замерзание? Вам кажется. А у меня 7 летний опыт наблюдений, да и понимание процессов достаточно глубокое...
Ну и где здесь экономия.
В вашем регионе, на отопление 300 кв.м., на газ и электричество люди тратят 2700 руб. в январе. При чем технологически система у них проще и ремонтнопригоднее, т.к. им подходит только труба с газом и даже при откл. эл.энергии, можно греться газом от плиты и всегда согреть и приготовить пищу!
Да, это справедливо, если подведен газ. В том населенном пункте газа никогда не было - да и скорее всего не будет никогда. Кстати, сколько стоит провести газ, если он не проходит по вашей улице вам известно? (легко, до нескольких миллионов) А греть дом чисто электричеством, это даже с двухтарифным счетчиком 10-15 тыс. в месяц. И да, очень любопытно, как это в январе, при отключенном электричестве, отапливать 300 квадратов газовой плитой:)
Локальный газгольдер, нет?
Нет!
Имелось ввиду , аварийная ситуация, когда пропал свет. А значит нет и отопления и нет кухни. В этом случае , при газовой плите у вас есть и горячее питание ,и можно продержаться 1-2 дня (больше и не надо) просто использую тепло от газовой плиты-духовки.
Что это за термин такой технический "проработает всю жизнь"?? Чью жизнь? Изделия? Сколько лет составит наработка на отказ? Сколько в деньгах составит цена эксплуатации? Включая запчасти и ТО конечно
Теплонасос у меня работает вот уже без малого двадцать лет. Фрион менял в нём ДВА раза. Были небольшие поломки по электрике (проводка и датчики) делал все сам. Обошлось в копейки.
Сосед недавно поставил себе ветрогенератор. До банальности простое устройство. Единственный узел который со временем может выйти из строя - это подшипники (от влаги и морозов). Благо, сегодня можно приобрести хорошую нефтехимию и должным образом ухаживать. (Регулярно смазывать вообще никогда не помешает)
чтоб ветрогенераторным электричеством можно было более-менее нормально пользоваться нужен аккумулятор. для дома-неслабых размеров ( и цены)
срок использования аккумулятора 3-5 лет.
Но ведь ветрогенераторы шумят на инфразвуковых частотах. Хорошо, если они где-то в поле стоят (хотя может статься, что даже на сельхозкультуры оказывают негативное влияние. Но это уже другой вопрос.), но когда эта байда под боком и над головой телепается - это уже не айс.
если он имеет диаметр метров от 10 - то да Шумит на инфразвуке, а если всего 2 метра?
Страницы