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
Это да. Желательно проточная.
а если летом загонять туда тепло. жарко же бывает.
Так и делают.
Правда, в России тепла летом загоняется меньше, чем закачивается зимой. Но бонус хороший - не надо другого кондея, околонулевые расходы на такой кондей.
я бы солнечных коллекторов подключил к этому делу, если возможно. Горячая вода тоже нужна. Тогда, по крайней мере мерзлоту не устрою. А лето, по крайней мере на юге сибири, бывает и жарким.
Да нет никакой проблемы промерзания грунта в течение первых лет, как тут некоторые пытаются рисовать.
Вся ваша тепловая энергия, которую вы так старательно будете закачивать всё лето, просто напросто уйдет как в песок.
Грубо говоря, это как кинуть в море кипятильник и ждать, когда море нагреется с 10 до 35 градусов.
Вот в песок как раз-таки тепло не уйдёт. :) В смысле, далеко не уйдёт. Очень плохо проводит тепло, если сухой.
я ж не ставлю целью прогреть всю землю, а только компенсировать то тепло, которое вытянул.
Для приповерхностных систем - Да есть проблема
Существует ТРИ основных варианта:
Комбинированные системы - не выделены в отдельный тип тк по сути это Две раздельные системы но с общим тепловым насосом - задача комбинированных систем с компенсировать недостатки и удешевить строительство - например при температуре воздуха более +5 градусов на Урале(5-6 месяцев в году) дешевле всего атмосферный Съем - но там Другая проблема ШУМ и Площади.
Это отличное решение с хорошим EROI, но с "маленьким" но.
Количество локаций, где такое решение доступно и экономически осмысленно, очень ограничено. И, к сожалению, способно решать задачи лишь очень малой доли населения планеты.
В наступающую темную эру, это вполне может стать основой для сохранения небольших очагов цивилизации в Европе - при условии, что соседи не набегут погреться, хехе.
Применимо практически везде, где требуется отопление, кроме районов вечной мерзлоты и близких к ним - и то, с оговоркой, что только потому никто эту технологию для вечной мерзлоты не адаптировал. Она массово только в России есть, а ТН массово разрабатываются и применяются на Западе.
Более того, на наших широтах геоконтур это ещё и способ пассивного кондиционирования с почти-бесконечным запасом холода. Скажем, в Таллине активные сваи (с теплоносителем в них и под фундаментом) - почти норма для новых строек, везде, где есть центральный кондиционер. Летом в жару тепло просто закачивается из конструкций зданий под землю. По стоимости - дешевле, чем индивидуальные кондиционеры, энергии насос жрёт в 3-10 раз меньше, чем компрессор.
Примени, посчитай, посмеемся.
Я и применяю. Я их ставил, куча знакомых с такой системой. Тут это массово - одна из самых распространённых систем ТО у частников в новых домах (если не самая).
Можешь начинать смеяться... Если вообще когда-нить прекращал. :) Смех без причины - признак. А тут, наверное, - наоборот, следствие. :)
Так дай конкретные расчеты для отопления таежного зимовья зимой скажем на 100 квадратов площади - затраты на скважины и т.д., вместе со сроком службы.
И сравним с нормальными дровами. Подумаем потом, почему именно дрова там и используют.
Зачем? Это практическая надобность такая?
Дрова там используют потому что печка исторически у каждого есть, дрова дешёвые (или бесплатные), их много и они всегда есть. А теплового насоса нет, электричество дорое, и оно не всегда есть.
Что тут думать-то? Не, ну можешь и подумать, конечно. Мало ли.
...
Тут интереснее то, что ты, как обычно, спрыгнул с темы и передёрнул, взяв условия, в которых живёт как раз абсолютное меньшинство населения планеты. А у абсолютного большинства с доступностью дров и электричества ситуация обратная. Более того, по применению дров в нормальных крупных городах нынешние экотребования довольно жёсткие, простая буржуйка им не удовлетворяет (людям не только тепло нравится, но и дышать).
Железки (и тепловые насосы тоже) дешевеют, а лесов больше не становится. Это вот как раз про любимый твой фетиш - про плотность энергопотока история.
Ты пиаришь шнягу, тебе задают вопросы, просят конкретизировать свой пиар.
Ты отказываешься.
Нет так нет, но тогда твой пиар не стоит и медного гроша.
Во-первых, я ничего не "пиарю", а рассказываю, как есть. Ставил. Ставят. Есть опыт, и не только личный.
Во-вторых, вот этот загибон про установку ТН в таёжной лёжке - это у тебя "конкретизация" была? Ну, в смысле, у тебя есть таёжная лёжка, и тебе реально упёрлось там ТН поставить? Или ты просто разводишь клоунаду по поводу абстрактно придуманной ситуации, в которой традиционное решение гораздо лучше уже хотя бы тем, что оно традиционное и есть?
Ну мы оба же знаем, что тут второй случай. Нет у тебя нужды ставить ТН в таёжный дом, зато есть нужда вставить пару слов на тему "а вот чукче-оленеводу с дровами попроще". Да, проще - сразу признаю. Просто их мало, там, чукчей и таёжников.
Остальной мир - гораздо больше.
...
Если есть реальный интерес для какой-то местности, расклады написать несложно. Просто плясать перед клоуном - как-то унизительно.
Да, от грунта в общем не зависит, скальный он там или суглинок.
Принцип, насколько я понял, в том, что на глубине в несколько десятков метров температура грунта постоянная и она выше нуля (+7 - +10 градусов Цельсия).
От типа грунта (от его теплопроводности в первую очередь) зависит только количество и глубина скважин, что надо пробурить.
Нифига-се. Ещё как зависит!
От грунта зависит количество среднегодовых ватт, которые можно снять со скважины. В сухом песке без водоносного слоя - 20Вт/погонный метр. В скале - до 300(!!) Разница в 10+ раз! 1 скважину делать или 10 - есть разница? :)
Ну и скважины бурить дорого (и в Прибалтике - менее эффективно), чем просто копать канавы по поверхности. Поэтому тут (да и почти везде) просто копают канаву на глубину 2-3 метра, туда спиралью кидают пластиковую трубу, засыпают. Скважины имеют смысл, если участок обустроен и очень не хочется его перерывать... или в каких-то местных условиях особых (участок маленький или, например, неглубоко - мощный водоносный слой, из которого можно таскать тепло бесконечно, вода за год сменится).
Температура постоянная пока оттуда не начал тепло тягать. :) Вот многие этого не понимают, что если из года в год вымораживать грунт, то он-таки станет холоднее, и дальше всё зависит от того, с какой скоростью он прогревается от окружающих слоёв, с поверхности или притекающей водой. Отсюда много недовольных пользователей, которым долбоящеры-продаваны поставили по немецкой методичке геоконтур в три раза меньше нужного, первый год - ОК, а потом почва проморозилась, и опаньки, приплыли... И теплопоток через лёд в разы меньше, грунт вплотную вокруг трубы вымораживается окончательно... и всё. КПЭ близкий к 1, лишь чуть лучше, чем просто электричеством топить. А по уму должно быть около 3-4. Это для России норма, если нормально ставить.
Да, я так и думал, и, собственно, так и написал - "от теплопроводности грунта зависит количество скважин".
Тут, в Осло, скальное основание близко, но бурят скважины глубоко, по моим оценкам, не менее 30-50 метров.
Ну да... но это не "только"... Это дофига как определяет экономику системы. Бурить - дорого.
Ну и если бурить скважины, то 30 метров - это минимум. Экономика бурения такая, что много неглубоких будут дороже, чем одна на 30м... ну и первые 2 метра просто не работают. Так что 30-50 - это не глубоко. В Швеции есть системы, где до 300м.
Ну и джекпот тут - водоносный слой с тёплой (а на глубине она тёплая) водой. Вода собирает тепло с огромной площади бесплатно, так что если дело дошло до скважин, консультироваться с геологами имеет большой смысл.
Я приношу извинения, но насколько я помню, трубы укладываются на глубине несколько метров и длиною несколько сотен метров.
Реально можно выморозить чтоб за год не восстановилось ?
Да, так и есть - 1.5-3м глубина и длина контура - несколько сот метров.
Да запросто. :) Смотрите сами: потребление дома за сезон - 30-150кВт*ч/м2 (это кто как строит, а в России энергосбережение не очень популярно, особенно у пальцатых заказчиков, кто и ставит себе дорогие системы; там запросто и даже часто скорее панорамные стёкла во всю стену и потребление 15-20кВт на дом в мороз).
1куб грунта - около 0.5-1кВт*ч/К. Если брать грунт в метр с небольшим от трубы, то с погонного метра трубы можно отобрать несколько кВт*ч на градус разницы. Ниже нуля опускать температуру нельзя (очень нежелательно) - грунт вокруг промёрзнет, теплопроводность резко упадёт, КПЭ при уже -5С теплоносителя - тоже говно, около 2.5, а ниже - даже антифриз может замёрзнуть, бывало у дураков и такое (антифриз - он тоже дорогой, до -40 в трубы не заливают). В общем, примите на веру: ниже нуля с покупными системами вымораживать грунт смысла нет.
Теперь смотрите за руками фокусника-продавана: в Германии среднегодовая температура грунта - 10-15С (смотря где именно в Германии) и потребление отопления за сезон - 5-30кВт*ч (и теплее, и тупо холодов по дням меньше). Сколько нужно погонных метров контура на квадратный метр дома, чтобы пройти сезон? Делим 30 на ((допустим) 5кВт*ч/С*м, делим на 7-10С реально располагаемой разницы, получаем, что с площади контура равной или даже меньше, чем площадь дома, отопительный сезон проходится с большим запасом. При этом глубина промерзания (естественного) - 40см, трубы закапываем на 1.5-2м. А уже с апреля почва начнёт прогреваться осадками и всё станет хорошо. Что в немецких рекомендациях и написано.
Ага. Теперь приходит эта инструкция *удаку-продавану в Томске (среднегодовая в грунте - +5С, глубина промерзания до 1.5м), потребление дома за сезон - 100кВт*ч/м2. И продаван ставит контур по немецким инструкциям.
Как Вы думаете, что произойдёт в грунте уже к середине уже ПЕРВОЙ холодной зимы? Ессно, выход ниже нуля. А сколько будет восстанавливаться промороженный до льда грунт, где вода с поверхности "скользит" по ледяной линзе и не может пройти сквозь? А вот всё лето... но не успеет, и что будет в следующую зиму? А вот и оно.
И к 3-5 зиме "осчатливленный" хозяин теплового насоса проклянёт всё на свете, с новых технологий и рекламы начиная, и поставит себе газ (дрова, электричество или что там ещё), потому что ТН будет выдавать тепло почти на чистом электричестве, и ещё хорошо - если на номинал.
Автор "недообъяснил".
Температура грунта ниже определённой глубины (там, куда не проникают изменения температуры приземного воздуха) равна среднегодовой температуре местности (разумеется, если почву не греет ничего больше, как, например, в Исландии) . (есть знаменитый термометр Лавуазье, который более двухсот лет в глубоком подвале показывает стабильно +11,3°С).
В некоторых местностях эта среднегодовая температура либо очень низкая плюсовая, либо вообще ниже нуля. То есть, "теплосодержание" такого грунта настолько низко, что чтобы выкачать достаточное количество тепла, нужно сжечь немало электрической энергии. Там "овчинка выделки не стоит". В тех же местностях, где эта температура высока, отопления почти не требуется. Таким образом, способ экономически применим в узкой зоне умеренного климата, где температура глубокого грунта не настолько низка, чтобы кпд процесса был ниже некого неприемлемого значения.
Не совсем так. Главная проблема с температурой грунта около или ниже нуля не в том, что он холодный. От 0С до 30С (пригодных для отопления) можно поднимать температуру с экономически годным КПЭ порядка 3, да даже и от -20С до +30С КПЭ порядка 2 реален. А -20С среднегодовой нигде в мире нет.
Главная проблема в промерзем грунте - вода. То есть, лёд, которым она становится. Теплопроводность льда очень маленькая, очень сложно (но в принципе - реально) снимать тепло, требуется большой и дорогой контур-коллектор.
Проблема пока не решена экономически, но технически она решаема.
Да и экономически она не решена в первыю очередь, КМК, потому, что в зоне вечной мерзлоты и близких к ним живёт мало народу, не очень богатого народу, да ещё и часто без доступа к дешёвому электричеству. Там уж действительно биотопливо проще, дешевле, лучше и надёжнее.
Я сетовал не сколько на низкую температуру грунта, сколько на следствие этого -низкое количество тепла в грунте.
Для аналогии можно представить колодец с водой. Если воды в колодце много, то исчерпать его трудно: приток из водоносных горизонтов будет компенсировать выкачивание воды. Если же воды в колодце -на донышке, то она будет вычерпана раньше, чем притечёт нужное количество воды из грунта. Можно поставить мощный насос (это про "технически решаемо"), и он быстро вычерпает всю воду раньше, чем произойдёт компенсация расхода. Так и с теплотой. Низкая теплопроводность грунта (именно по этой причине глубокий грунт и является термостатом) не позволит теплоте соседних с коллектором слоёв быстро притечь взамен выкачанной.
То есть, для одиноко стоящих строений, хозяева которых по каким-то причинам решили, что это будет им милее, чем традиционные способы отопления -вариант приемлемый. Для плотной застройки может оказаться, что дарового тепла на всех не хватит. Хорошо бы увидеть такие расчёты для типовых застроек северных городов.
Кстати, как там поживает идея Обручева ("Тепловая шахта")?
С 10С до 0С тепла почти столько же, сколько с 0С до -10С, и КПЭ во втором случае ниже, но ещё больше 2, смысл имелся бы. Собирать его ниже нуля гораздо сложнее - то да.
Сейчас нет экономически годной технологии коллекторов для вечной мерзлоты. То есть, считать нечего.
Для Москвы расчёты есть, но там другая история... там людям часто даже утепляться нормально влом.
...
Не знаю такого. :\
Я не пойму о чем дискуссия. Да, техническое решение ТН имеет место быть. Вопросы промораживания, в принципе решены, да и преувеличены они. Вопрос в конкретном технико-экономическом обосновании в конкретном месте. Требуемая мощность, геология, водоносные слои, стоимость бурения, стоимость инсталляции и обслуживания оборудования, стоимость природного газа на месте, температуры воздуха зимой, сроки окупаемости и т.д. А то при европейских зимах и Зубаданы прекрасно справляются. И бурить не надо.
О чем дискуссия? Доказать теорему о существовании альтернативной энергетики. Так она доказана - альтернативная энергетика на круг НЕ КАНАЕТ. Выгодно в Эстонии массово - флаг вам в руки и барабан на шею.
> О чем дискуссия?
Лично мой вопрос был очень простой - о конкретной экономике типового проекта, скажем, в нашей тайге.
Ответа не получил.
Вот и я о том же. Посмотрел я его характеристики... Скушно, аднака....
Наш шведский друг неправильно написал заголовок. Речь идет не о геотермальном отоплении - действительно подарке богов, выданном далеко не всем. А о тепловых насосах, которые суть неплохая техномаркетинговая разработка с характерными ограничениями по срокам эксплуатации. Что-то типа здоровенного газового баллона, закопанного хитрыми газовщиками вместо оплаченной незаконной врезки в газопровод.
А, по-вашему, откуда берется тепло в грунте, если не от теплового потока из глубин земли?
Да, это может слегка ввести в заблуждение, но (коммерческое) название системы именно такое, посмотрите ссылки на русском.
Это уже
разводкамаркетинг.Берется, верно. Но вне зон вулканической активности это тепло поступает в грунт слишком медленно, чтобы обогревать дома в холодных регионах с помощью коммерчески оправданных тепловых насосов. Поэтому продают коммерчески успешные насосы, а про срок службы просто не распространяются.
Кроме того, есть случаи, когда такие насосы полностью оправданы - например, если срок службы постройки менее срока службы насоса или если строитель не собирается здесь долго жить, а хочет перепродать строение.
Ок, уговорили.
Выше была приведена оценка, что лучше работать со скальным основанием или водоносным слоем.
Именно по-этому лучше бурить скважины серьезной глубины (до 200 метров), с чего, я, собственно и начал.
Срок службы ограничивается теплом в грунте только у идиотов. :)
Вообще, если контур посчитан/сделан неправильно, то выморозится он уже за первые 3-5 лет, это вообще никак не разумный срок службы, это тупо разводка, кидалово и иллюстрация "дурак платит трижды". Контур должен достаточно большим, чтобы полигон восстанавливался за лето.
Simurg, мы с вами сейчас рассуждаем о разных системах. В тех, что я знаю - глубокие скважины, 30-50-200 метров.
Никакого там "тепла с поверхности земли" вовнутрь, разумеется, не поступает. И ничего за 3-5 лет не вымораживается, у знакомых скважина плюс тепловой насос работают 23 года без проблем.
Для неглубоких (до 100м) - именно с поверхности, в основном с водой, но и с теплопроводностью поступает много.
Для более глубоких полный объём доступного полигона очень большой, там, действительно, очень долго (десятки, до сотен лет) система будет работать за счёт тепловой инерции. Но глубоких, НЯЗ, очень мало.
Тепловой поток из глубин земли - около 100мВт/м. :)
Всё тепло в грунте для ТН берётся (если его охладить ниже среднегодовой для данной местности) с поверхности. Летом. В этом суть. Которую многие почему-то не понимают.
Абсолютно точно!
Тепловые насосы - отличный способ отопления электричеством. А если их совместить с тепловым аккумулятором и с ночным электро-тарифом, то цена кВтчаса будет меньше, чем магистрального газа в России.
А термин "геотермальное" все-таки больше про магму вулканов.
Здесь лучше назвать "грунтовой теплообменник".
А если немного пройтись по теории теплового насоса, то увидим, что КПД насоса тем выше, чем меньше разница температур между грунтом и квартирой. И когда у тебя грунт +12°С, а на улице +4°С как в Эстонии, то можно обойтись (наверное) одним теплообменником, а если это Мск с температурой +3°С грунт и -15°С на улице зимой, то тут уже нужен каскад из нескольких последовательных теплообменников, что сильно удорожает систему. А скорее всего в Мск еще предложит строитель поставить 2-3-контурный котёл, чтобы можно было еще чем-нибудь нагреть воду в батареях.
А обращаясь к практике, применять это можно, если заложили технологию на этапе проектирования, а соорудить такое в жилом доме в центре города уже очень проблематично. По реализованным проектам в Московской области глубина закладки теплообменника - до 60 метров, сроки окупаемости для коттеджа - 12-15 лет, что является очень серьезным капвложением. Да и кто гарантирует, что через 15 лет не потребуется вкинуть в ремонт еще на 5-10 лет окупаемости.
И не стоит забывать, что насосам нужна электроэнергия, в отличие от газового или дровяного котла, чья электроника нормально питается от бесперебойника.
Уличная температура тут имеет влияние только на мощность. Тепловой насос догревает воздух всегда до 25-35С, чтобы в тёплый пол запустить, где бы ни находится, люди-то одни и те же. Им всем примерно одна температура в +20..+25С нужна.
Если прокетировщик в систему с ТН закладывает батареи - гнать ссаными тряпками, он идиот. ТН имеет смысл только с тёплым полом. Исключения очень редки, и это исключения. Чем ниже температура в СО - тем больше выгода от ТН. И наоборот. С батареями ставить ТН - глупость и бессмыслица.
Грунт в Эстонии +6..+8С, как и в Питере. Но разница с Москвой есть, да. И в основном из-за осадков (больше дождей - летом лучше прогревается грунт).
...
Советую смотреть не только скважины, но и горизонтальные коллекторы. В Москве - вполне имеет смысл. А гарантии - ну, тут как с любой вещью длительного пользования... Дом тоже окупается не за год, и тоже при косяках развалиться может. Что делать? Как обычно - выбирать правильного строителя, проверять самому, не жадничать на мелочах... всё, как обычно.
С надёжностью электричества - всё верно. Должна быть 100% уверенность, что с электричеством зимой всё будет ОК. Или ставить резерв... хотя б буржуйки.
Батареи - это для многоэтажных домов, т.к. лепить теплые полы выше второго этажа не вижу смысла.
Почему? какая связь?
Сложная система трубопроводов, коллекторы, насосы. Или прямые стояки и батареи.
Так ровно та же фигня - обычный стояк на впуск и выпуск, на нём коллектор с подключениями.
Насосы - что в лоб, что по лбу: на естественную циркуляцию надеяться можно только в очень маленькой системе. Батареи - да, проще и чуть дешевле, но так это и на одном этаже и на трёх.
Ну и качество другое - место занимают, выше температура воды, больше температурные неравномерности, градиент температур "пол-потолок" выше и т.п.
Может в вашем климате и можно одними теплыми полами обогреться. В основной части России приходится делать комбинированное отопление ТП+батареи, иначе ноги обожгёшь.
В прошлой зимой в Осло при -27 грелись теплым полом, который стоял на 21 градусе и не замерзали ни разу. Батарей нет вообще.
Если тепература теплонсителя 21 градус, то в помещении будет от силы 15 градусов. Или у вас стоял терморегулятор на 21 градус в помещении? Тогда теплоноситель был около 30 градусов.
Вполне возможно. Я, разумеется, говорил про терморегулятор.
Нет. Это популярный миф, у которого корни растут из советских норм на отопление (по старым СНиП максимальная мощность отопления рассчитывается как 150Вт/м2).
Но смотрите сами: при целевой Т=20С в комнате и температуре пола 35С теплоотвод 120-135Вт/м2.
Но такого расхода тепла у нормального, по нынешним СНиПам утеплённого дома быть не может. Скажем, для климата Москвы, минимальный R стен новостроек задан как 3.2К*м2/Вт, доже при -40С за бортом это 20Вт потерь на квадратный метр стены. Ну и 80-100Вт на квадратный метр остекления. Что же это за дом, где на каждый метр площади приходится по 7.5 квадратов стены? Собачья будка? Люди в таких точно не живут.
Можно сказать, что пол 35С - это жёстко. Да, лучше без этого. Лучше иметь приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией, ставить подогрев там и включать его в самые морозы (которых и бывает-то пара недель на три года).
А ещё лучше - делать утепление не по СНиП (там - минимум миниморум), а по уму.
лучше только в теории на практике перед рекуператором приходится ставить фильтра чтоб в рекуператор не попадала грязь и пыль, а фильтра обслуживать. При температуре ниже -20 рекуператор обмерзает и перестает работать.
Страницы