Использование в системах отопления жидкого и твердого топлива приводит к образованию продуктов сгорания, которые выбрасываются в атмосферу и оказывают негативное влияние на экологию. Нефть и уголь не являются бесконечными ресурсами, поэтому с 90-х гг. прошлого столетия началось внедрение альтернативных источников энергии. Помимо солнечных батарей и ветряных электростанций, были созданы системы отопления с использованием тепла грунта и воды, расположенных ниже линии промерзания почвы.
Принцип работы и источники энергии
Система термального отопления работает по принципу кондиционера, только вместо охлаждения происходит нагрев воздуха в помещениях. В конструкцию входит тепловой насос, подключенный к внешнему и внутреннему контурам. Внутренние магистрали расположены внутри дома и включают в себя радиаторы, змеевики теплых полов и соединительные трубопроводы. Внешний контур расположен в грунте или в толще воды и заполнен теплоносителем на основе этиленгликоля, позволяющего расширить температурный диапазон эксплуатации.
Источником тепла является грунт или подземные воды, имеющие температуру +7°...+8°С. В толще грунта расположен теплообменник с циркуляционной помпой, прокачивающей рабочую жидкость через испаритель теплового насоса.
В конструкции предусмотрены компрессор и дроссельный клапан, нагрев теплоносителя для внутреннего контура системы обеспечивает конденсатор.
Геотермальный цикл позволяет вырабатывать до 4-5 кВт тепловой энергии при затратах электричества на уровне 1 кВт, разница в мощности компенсируется за счет нагретой окружающей среды (грунта или воды).
Для получения тепловой энергии используют природные ресурсы:
- имеющие высокую температуру (например, термальные источники) и не требующие применения теплового насоса;
- отличающиеся небольшой степенью нагрева, но позволяющие обогревать помещения за счет теплового насоса.
Преимущества и недостатки
Положительные стороны термального отопления:
- высокий КПД из-за использования тепловой энергии из природных возобновляемых источников;
- длительный срок эксплуатации (производители заявляют срок службы тепловых насосов до капитального ремонта на уровне 25-30 лет);
- стабильность работы вне зависимости от погодных условий (температура грунта ниже точки промерзания является стабильной);
- отсутствие зависимости от энергоносителей (при условии установки солнечных батарей или ветряной электростанции с блоком аккумуляторов);
- возможность построения автономной системы отопления;
- высокая пожарная безопасность оборудования.
Недостатки термального отопления:
- необходимость электрического питания (от автономного источника или от внешней сети);
- наличие теплового насоса, в случае отказа узла отопление отключается;
- необходимость закладки на участке подземного трубопровода, длина магистралей зависит от тепловой мощности;
- пригодность конструкции только для частного сектора из-за разработки грунта;
- высокие затраты на приобретение и монтаж основного оборудования и вспомогательных узлов;
- увеличенный срок окупаемости из-за больших инвестиций.
Рентабельность использования
Основным недостатком, ограничивающим распространение термальных систем отопления, является высокая цена оборудования. Тепловой насос обойдется владельцу дома в сумму от 200 до 900 тыс. руб. (в зависимости от мощности). Монтажные работы также потребуют дополнительных инвестиций, не следует забывать о необходимости приобретения и установки солнечной батареи и блока АКБ. В процессе эксплуатации аккумуляторы деградируют и теряют емкость, поэтому требуется периодическая замена источников питания.
Термальное отопление подходит для домов площадью до 150 м², расположенных не севернее Средней полосы Российской Федерации. Для снижения затрат можно отказаться от солнечных батарей и автономности, подключив оборудование к бытовой сети переменного тока. Но в этом случае возникает риск остановки системы отопления в случае аварии на электросетях. Качественная теплоизоляция позволяет снизить скорость охлаждения воздуха в доме до 1-2°С в сутки, но утепление здания потребует дополнительных расходов.
Поставщики заявляют срок окупаемости оборудования для термального отопления на уровне 10-15 лет. Но при расчетах не учитываются дополнительные затраты (например, приобретение и монтаж солнечных батарей или ветряного генератора). Оборудование для выработки электроэнергии отличается ограниченным ресурсом, что негативно скажется на периоде окупаемости. Владелец дома должен самостоятельно проанализировать преимущества и недостатки термального отопления и принять решение о выборе способа обогрева помещений.
Подписывайтесь на наш Telegram - канал