Энергетические корзины и геотермальная энергия

В Европе, более бедной природными ресурсами, чем наша страна, использование альтернативных источников энергии давно стало явлением обыденным. Для России этот процесс только начинается, но уже сейчас можно говорить о том, что его популярность растет год от года. В первую очередь, это связано с повышением цен на энергоносители. Во-вторую - с пониманием, что традиционные источники энергии не возобновляются. Между тем, альтернативные источники можно также разделить на две категории: решения, доступные для использования на собственном участке, и более глобальные и, соответственно, затратные варианты, среди которых морские электростанции, геостационарные орбиты и пр. Для частного пользователя один из самых удобных и перспективных вариантов - использование энергии земли, добываемой при помощи геотермальных систем.

Какая бы погода ни стояла на улице и о какой бы территории ни шла речь, в поверхностном слое земли температура на определенной глубине будет примерно одинаковой, увеличиваясь на 3°С каждые 100 метров. Вот этой особенностью и научились пользоваться люди, обеспечив постоянный приток тепловой энергии. Что особенно приятно, за нее не нужно платить, и при этом экологическая чистота не вызывает никаких сомнений.

Разумеется, первоначально потратиться все же придется, так как для извлечения "бесплатного тепла" необходимо соответствующее оборудование. В то же время, крупнейшие инженерные компании, осознавая важность и перспективность направления, день ото дня совершенствуют оборудование и, главное, делают его доступнее, так что сейчас "погреться от земли" могут и хозяева частных домов, и владельцы небольших предприятий: магазинов, офисов, АЗС, складов и пр. Кстати, при помощи подобных систем можно также подогревать воду и, при необходимости, охлаждать помещения.

Как это работает

Прежде, чем углубляться в конкретику и выяснять, какие виды систем созданы на сегодняшний день, давайте все-таки разберемся, "как это работает".

Геотермальные системы действуют как теплообменник. Дело в том, что, в поверхностном слое земли (вглубь до 400 м) находятся воды, нагревающие грунт. В состав современной геотермальной системы входят грунтовой теплообменник, представляющий контур труб, которые распложены под землей, и тепловой насос. Теплоемкий раствор подземные области проходит по грунтовому коллектору, собирая тепло или отдавая его.

Проходя через теплообменник, солевой раствор забирает тепло окружающего грунта. Нагревшись, в испарителе жидкий хладагент переходит в газообразное состояние, грунт при этом охлаждается на несколько градусов. Газообразную среду всасывает компрессор, сжимает ее, из-за чего увеличивается давление. Следствием этого процесса является повышение температуры. Хладагент поступает в конденсатор, где отдает тепло в циркуляционный контур системы водяного отопления, возвращаясь при этом в жидкое состояние.

Пока для функционирования системы без дополнительного источника энергии не обойтись - обычно используется электричество. Но результат получается ощутимый: затратив на работу 1 кВт, можно получить на выходе 3-4,5 кВт. Особенно выгодно становится пользоваться тепловым насосом, когда нет возможности провести магистральный газ или ограничено использование электрических мощностей: благодаря тепловому насосу мощности достаточно и для отопления, и для горячего водоснабжения, и для охлаждения, а затраты на электричество не увеличиваются.

Выбираем нужный вариант

Пришло время разобраться, какие виды геотермальных установок разработали на сегодняшний день и чем они отличаются друг от друга.

Для начала рассмотрим вертикальные грунтовые коллекторы. Они представляют теплообменники, которые состоят из одной или двух параллельных труб U-образной формы, и, как становится ясно из названия, в грунте устанавливаются вертикально. Большой площади для таких систем не требуется, зато глубина, на которой они располагаются, очень приличная - 100-200 м., а значит и работы по их монтажу затратные и небыстрые. Приходится привлекать тяжелую буровую технику, а для нее, в свою очередь, нужно немало свободного пространства.

Горизонтальные грунтовые коллекторы устанавливать так глубоко не требуется, хватит и двух метров, зато появляется необходимость в большой открытой площади, причем на 50, а то и 100 % больше площади, на которой планируется производить отопление или охлаждение. Наглядный пример: чтобы отопить 150 м2, для размещения коллектора потребуется от 225 до 300 м2.

Укладка горизонтальных коллекторов проводится с помощью экскаватора. Для этого необходимо либо рыть траншеи, либо полностью снимать слой грунта на большой площади. Вынутый грунт нужно где-то временно хранить, что, опять же, требует больших свободных площадей.

Есть и еще один вариант геотермальных установок, более простой и в монтаже, и при эксплуатации, - энергетические корзины.

Места энергетическая корзина требует немного. Для того чтобы ее установить, роют котлован диаметром 3 м, глубиной от 4 до 5 м, так что этот вид геотермальных установок подойдет для небольших индивидуальных жилых домов, располагающихся на скромном участке земли. Еще одно преимущество - не придется привлекать буровую технику, а значит, не нужно тратить время на получение разрешения на бурение.

Энергетические корзины могут работать не только "на обогрев", но и "на охлаждение", заменяя работу кондиционеров. Жарким летом, особенно в душном мегаполисе, такое решение очень часто становится востребованным. У него есть большое преимущество перед привычными кондиционерами: во-первых, оно потребляет на порядок меньше электроэнергии, во-вторых, не портит внешний вид фасадов.

Обеспечить приятный микроклимат в коттедже или малоэтажном доме даже в сильную жару можно с помощью насосно-смесительной группы Uponor EPG6, идеально сочетающейся с энергетической корзиной. В такой системе не требуется тепловой насос, удается обходиться без самого дорогостоящего компонента. Система очень экономична. Так, чтобы насосно-смесительная группа нормально работала, нужно всего лишь 3% от электроэнергии сплит-системы кондиционирования сопоставимой мощности.

"Познакомимся" с Uponor EPG6 поближе. В ее состав входят энергосберегающий циркуляционный насос, компактный теплообменник, трехходовой смесительный клапан и контроллер С46. Система поддерживает шесть беспроводных датчиков влажности, которые устанавливаются в разных комнатах.

Рассмотрим принцип действия Uponor EPG6. Геотермальный контур энергетической корзины закапывают в грунт не глубже, чем на 4,5 метра. Хотя глубина невелика, даже в самую жару температура грунта не поднимется выше +15 С. В теплообменнике насосно-смесительной группы - "соляной раствор", который циркулирует в контуре энергетической корзины и снижает температуру теплоносителя в системе поверхностного охлаждения, которая вмонтирована в пол, потолок, стены, до нужного уровня. При этом строго выполняются требования стандарта ГОСТ Р ИСО 7730-2009, в соответствии с которыми рекомендуемая температура поверхности пола должна составлять не менее 20°C. Насосно-смесительная группа Uponor EPG6 совместима с уже установленным оборудованием: например, газовыми, твердотопливными котлами и пр.

Система поверхностного охлаждения с Uponor EPG6 позволяет обеспечить высокий уровень комфорта, так как работает бесшумно. Низкий уровень циркуляции воздуха защищает помещение от сквозняков и пыли. Разместив датчики в различных помещениях, вы обеспечиваете возможность зонального управления охлаждением. Что немаловажно, новая система совсем не портит внешний облик здания, так как на фасаде не нужно устанавливать дополнительное оборудование. Систему можно вмонтировать как при строительстве нового здания, так и при реконструкции.

Вместо послесловия

Решить многие проблемы с отоплением и охлаждением здания, будь то частный дом, офис или магазин, помогут геотермальные системы, среди которых удачным решением являются энергетические корзины. Эти системы прекрасно сочетаются с различным оборудованием, обеспечивая оптимальное решение поставленных перед ними задач. Если вам необходимо обеспечить комфортный климат в жарком помещении, прекрасным вариантом решения всех проблем является использование насосно-смесительной группы Uponor EPG6, которая позволит в будущем значительно экономить на постоянно дорожающей электроэнергии.

Нет сомнений, что у энергетических корзин большой потенциал, а их распространение в нашей стране будет идти быстрыми темпами. Испытать все преимущества системы можно уже сейчас. Бонусом к экономии энергии и денежных средств будет Ваш вклад в сохранение будущего нашей планеты.