Трехходовой клапан — особенности выбора

Особенности устройства и виды трехходовых клапанов, применение в системах отопления

Сложные многоконтурные системы отопления требуют специального инженерного оборудования, помогающего эффективно распределять теплоноситель по всем участкам системы. Если источником теплоносителя выступает один водонагревательный котел, а разные контуры системы отопления настроены на разный температурный режим, то для равномерного разделения потоков горячей воды нужно использовать специальные приборы. К современным видам запорно-регулирующей арматуры для систем отопления относится трехходовой клапан, который позволяет оптимизировать технический процесс обустройства отопления и упрощает его функционирование.

Назначение и устройство трехходового клапана

Это устройство служит для смешения и разделения потоков теплоносителя, циркулирующего в одной замкнутой системе. Разделение или смешение потока воды необходимо в случае, если в доме или квартире есть несколько контуров, которые должны работать в строго определенном диапазоне температур.

Классический пример такой системы — отопление дома или квартиры, в которой основной обогрев воздуха осуществляется за счет наружных радиаторов, а дополнительный подогрев выполняет система т.н. “теплого пола”. Если в жилище есть разные по площади комнаты, то логично, что для равномерного нагрева воздуха в помещениях необходимо разное количество теплоносителя. В большей комнате могут быть два и более радиатора или один большего размера, тогда как в остальных — стандартные батареи.

Трехходовой клапан служит для распределения теплоносителя с одновременной регуляцией его температуры. Для этого устройство клапана предусматривает три отвода, за счет чего механизм внешне напоминает обычный тройник. Функция трехходового клапана, в зависимости от назначения и устройства, ограничивается тремя задачами:

  • смешивание нескольких потоков горячей воды в один;
  • разделение одного общего потока теплоносителя по нескольким контурам;
  • переключение потока рабочей среды в определенных направлениях.

Внимание! Использование трехходового клапана позволяет упростить управление функцией отопления, состоящего из нескольких контуров, применение устройства заменяет большое количество запорной и регулирующей арматуры — переключатели, вентили, задвижки.

Устройство трехходового клапана представляет собой цельнометаллический корпус из нержавеющей стали, латуни или чугуна, защищенного гальванизацией. Форма корпуса — Т-образная, состоящая из двух боковых и одного нижнего патрубка. Внутри устройства находится камера смешивания и термоголовка, выполняющая функцию контроля температуры теплоносителя.

К термоголовке внутри клапана присоединен шток, имеющий одну или две плоские либо сферические (шаровые) задвижки. Перемещение задвижки внутри клапана открывает верхний проток для запуска горячей воды и перекрывает два другие протока.

Клапан подключается к системе отопления таким образом, чтобы теплоноситель проходил через устройство из подающего и отводящего контура. Регулирование температуры осуществляется за счет смешивания остывшего теплоносителя из т.н. обратки системы отопления с нагретой водой из котла или бойлера. Дозирование остывшей воды происходит автоматически за счет работы термодатчиков и электрического привода.

При заданном температурном диапазоне часть клапана, направляющего поток воды в один контур, остается открытой, чтобы остывшая вода беспрепятственно поступала в систему теплого пола. Как только теплоноситель достигнет нужной температуры, для предотвращения дальнейшего охлаждения клапан перекрывает приток холодной воды и открывает патрубок с горячей водой из подающего контура.

Разновидности трехходовых клапанов и их особенности

Существует общепринятая классификация трехходовых клапанов, в соответствии с которой они делятся на разделяющие и смешивающие. Внешне обе разновидности устройств идентичны, но внутри они имеют существенные отличия:

  • Смешивающие устройства имеют внутри одну сферическую задвижку, расположенную по центру камеры. Она перекрывает поток рабочей среды из подающего прохода.
  • У разделяющих клапанов внутри имеется два клапана, подсоединенных к штоку. При регулировании положения штока один из клапанов прижимается к седлу и перекрывает поток рабочей среды в один контур, открывая параллельно ход горячей воде в другой контур.

По способу управления трехходовые клапаны делятся на устройства с ручным и механическим приводом:

  • Ручные клапаны имеют достаточно простую конструкцию, напоминающую обычный шаровой кран. Ручное запорное устройство можно устанавливать там, где нет необходимости строго регулировать температуру рабочей среды, например, при распределении теплоносителя между радиаторами отопления различной мощности.
  • Устройство с электроприводом работает с участием терморегулятора, оснащенного чувствительным датчиком температуры, что обеспечивает ему практически полную автономность. Для его функционирования достаточно установить температурный диапазон, и клапан будет сам дозировать остывшую и горячую воду для поддержания нужного гидрорежима.

Обратите внимание! Автоматические клапаны с электроприводом обычно устанавливают в системах, где вместе с обычной системой отопления к котлу подсоединен “теплый пол”.

Как выбрать устройство

При выборе трехходового клапана обращают внимание на несколько ключевых параметров:

  • диаметр присоединительного отверстия, который может варьироваться от 2 до 4 см (если нестандартный трубопровод, необходимо искать специальные предложения от продавца или делать заказ непосредственно производителю);
  • наличие или отсутствие сервопривода (автоматического устройства) для автономной работы устройства;
  • пропускная способность трубопровода, т.е. объем жидкости, которую способна пропустить система и, естественно, сам клапан.

К производителю трехходового клапана также следует относиться внимательно. Доверия заслуживают импортные бренды, занимающиеся выпуском инженерного оборудования. На отечественном рынке они представлены компаниями Esbe (Швеция), Danfoss (Дания), Honeywell (США) и Valtec (Италия).

Как установить клапан своими руками

Все виды трехходовых клапанов устанавливаются в систему с помощью резьбовых соединений (приобретаются специальные устройства с внутренней или наружной резьбой), а также обжимных (компрессионных) переходных элементов.

Установка трехходового клапана в зависимости от типа устройства имеет свои нюансы. Любое устройство требует строго соблюдения схемы установки в трубопроводе с учетом гидравлических параметров системы.

Монтаж клапана разделяющего

Разделяющий клапан устанавливается на обратном контуре системы отопления перед циркуляционным насосом, и его выходной патрубок должен находиться в открытом положении.

Внимание! Очень важно установить клапан в правильном положении, ориентируясь на стрелки, проставленные производителем на корпусе устройства. Стрелки указывают на направление движения рабочей среды. Если будет допущена ошибка в установке, то это может привести к неправильной работе системе или даже серьезной аварии.

Монтаж смешивающего клапана

Смешивающий трехходовой клапан может подключаться к системе через безнапорный коллектор, гидравлический разделитель или непосредственно к источнику тепла (котлу или бойлеру). При избыточном напоре теплоносителя вместе с клапаном устанавливают специальное дросселирующее устройство, чтобы предотвратить перерасход рабочей среды.

Читайте также:
Как сделать индукционный нагреватель воды своими руками

Выбор и монтаж трехходового клапана для систем отопления

Трехходовой клапан – это устройство, предназначающееся для систем отопления, в том числе и теплого пола. Устанавливается клапан для разветвления основной магистрали, по которой в сеть поступает теплоноситель. Устройство также может выполнять и иные функции. Какова конструкция клапана? На основании каких критериев осуществляется подбор устройства? Как произвести монтаж арматуры самостоятельно?

Арматура для системы отопления

Конструкция и назначение клапана

Стандартный трехходовой клапан состоит из следующих элементов:

  • трех патрубков, подключенных к контурам системы отопления;
  • смесительной камеры, внутри которой производится регулировка температурного режима;
  • штока, перекрывающего ход воды из какого-либо патрубка;
  • терморегулятора, приводящего шток в движение в зависимости от заданных пользователем параметров.

Трехходовой клапан в разрезе

Устройства данного вида могут быть использованы:

  • в отопительных системах жилых и производственных помещений для смешивания или разделения потока теплоносителя;
  • в системах теплый пол (по аналогии с предыдущим пунктом);
  • в системе горячего водоснабжения для исключения возможности повышения температуры воды.

Критерии выбора клапана

Как выбрать трехходовой клапан? При выборе рекомендуется учитывать:

  • назначение устройства;
  • конструктивное исполнение;
  • тип привода;
  • дополнительные параметры.

Разновидности клапанов по назначению

Клапан трехходовой для котла или иного устройства может быть:

  • смесительным, то есть основное назначение арматуры заключается в смешении разных потоков жидкости до заданной пользователем температуры. Используется смесительный клапан в системах теплого пола для предотвращения перегрева и выхода коммуникаций из строя и в системах горячего водоснабжения;
  • разделительным. В отличие от предыдущего вида основное назначение устройства заключается в распределении подающего потока теплоносителя по разным веткам магистрали, например при монтаже дополнительного радиатора;

Различие в работе смесительного и разделительного клапана

  • переключающимся, то есть перераспределяющим поток жидкости в системе.

Отличия в конструкции

Регулирующий клапан в зависимости от конструкции может быть:

  • седельным – движение штока происходит по вертикали до седла. Как правило, функции такого типа оборудования – смешивание потоков с разной температурой;

Клапан со штоком, движущимся по вертикали

  • поворотным – при движении штока производится вращение заслонки, регулирующей направление и мощность потоков.

Устройство с запорной заслонкой

Разные типы приводов и их особенности

Шток трехходового клапана может быть приведен в действие:

  • термочувствительным элементом, установленным на терморегуляторе. Преимуществами такого типа управления является простота, высокая точность и отсутствие необходимости электропитания;

Трехходовой клапан с терморегулятором

  • электроприводом. Клапаны с электроприводом получают параметры, заданные пользователем с датчиков температуры, установленных в разных местах, или общего управляющего контролера. Стоимость такого оборудования высока, но основным плюсом является максимальная точность работы прибора.

Оборудование, приводимое в действие электроприводом

Дополнительно

При приобретении клапана для теплого пола или иной коммуникационной системы также рекомендуется учитывать:

  • диаметр патрубков, который должен соответствовать диаметрам подходящих к устройству труб. Если подобрать параметр не получается, то потребуется установка переходника;
  • показатель пропускной способности клапана (указывается в технической документации к оборудованию);
  • назначение. Клапан для холодной или горячей воды, отопления, теплого водяного пола, газовый и так далее (указывается в документации);
  • возможность подключения дополнительного оборудования, например, термоголовки, электропривода и так далее, если первоначальное устройство не оснащено какими-либо способами управления;
  • производителя. Наиболее качественные клапаны выпускаются шведской компанией Esbe, американской компанией Honeywell и совместным предприятием России и Италии – Valtec.

Технология установки клапана

Как правило, установка трехходового клапана осуществляется методом резьбового соединения. Герметичность резьбы достигается применением уплотнителя, в качестве которого может выступать ФУМ-лента, нить Тангит Унилок или обычная льняная нить совместно с изоляционными составами.

При монтаже следует соблюдать следующие правила:

  1. клапан должен быть установлен только в полном соответствии с направлением движения теплоносителя, указанного стрелками на корпусе оборудования или буквами (А и В – вход, АВ – выход);

Правильный способ монтажа клапана

  1. до и после оборудования рекомендуется установить манометры для контроля за давлением в системе;
  2. для защиты клапана от воздействия примесей, содержащихся в центральных магистралях, устанавливается фильтр;
  3. до и после клапана должны находиться прямые участки трубопровода, размер которых устанавливается производителем устройства и указывается в технической документации;
  4. перед клапаном необходимо установить любое устройство, дросселирующее избыточное давление в системе;
  5. оборудование не должно находиться под нагрузкой.

Схема установка клапана и дополнительного оборудования

Где и как правильно установить клапан, смотрите на видео.

Выполнить подбор и монтаж трехходового клапана можно самостоятельно. Однако при несоблюдении правил установки, рекомендуемых производителем оборудования, гарантия с клапана снимается.

Схема трехходового клапана для отопления с терморегулятором: классификация и особенности выбора

автор Сергей Соболев 2.1k Просмотров Мнений

Современное отопление состоит не только из котельного оборудования, трубной магистрали и батарей. В его состав входят элементы, которые можно назвать общим определением – запорно-регулирующая арматура. Это неотъемлемая часть системы. Каждый из них важен для изменения температурного режима теплоносителя. Особую роль играет трехходовой клапан для отопления с терморегулятором. Схема подключения может быть выполнена разными способами, но принцип функционирования один: регулирование или смешивание теплоносителя.

Читайте в статье:

Для чего необходимо регулировать тепловой поток в системе отопления?

Во время составления проекта отопления дома необходимо выполнить расчет тепла, благодаря которому подбирается оптимальная производительность оборудования, мощность магистрали и тепловое равновесие во всем доме. В процессе функционирования режим может меняться вследствие многих причин:

  • изменение температуры на улице;
  • солнечная активность;
  • порывы ветра;
  • тепловые излучения от бытовых приборов.
Читайте также:
Трубогиб своими руками для профильной трубы и круглой: как сделать самому из домкрата и пользоваться или загнуть без него +видео

В результате происходит нарушение расчетного температурного баланса. Но нельзя же снять или заглушить отдельные секции отопительных батарей. Чтобы исключить такую ситуацию требуется установка дополнительных элементов, с помощью которых регулируется температура теплоносителя.

К достоинствам трехходового смесительного клапана можно отнести:

  • простой монтаж;
  • долгий срок эксплуатации;
  • функциональные особенности;
  • практичность;
  • возможность самостоятельного изменения температуры жидкости.

Из отрицательных моментов нужно выделить: высокую стоимость и невозможность функционирования с загрязненными потоками

Назначение трехходового клапана для отопления с терморегулятором: сферы применения

Трехходовой клапан с термоголовкой – основной элемент запорной арматуры для отопительной магистрали. По принципу действия он предназначен для смешивания или разделения потоков теплоносителя:

  • разделительная арматура – применяется для распределения жидкости одновременно в нескольких направлениях. Кран включают в системы водозабора индивидуального дома или промышленных предприятий;
  • смесительная арматура направлена для перемешивания жидкости с целью организации эффективной терморегуляции. Кран имеет 2 отверстия для входящих потоков и 1 – для выходящего.

Основная цель изделия – обеспечение непрерывной циркуляции жидкости во всей отопительной магистрали для поддержания одинаковой комфортной температуры теплоносителя и обеспечения равномерного обогрева помещения.

Трехходовой смесительный клапан рекомендуется устанавливать при монтаже теплого пола. С иго помощью контролируется температурный режим, перегрев покрытия невозможен.

Предел регулировки теплового потока

Важно знать, что принцип функционирования узла позволяет регулировать работу батареи в определенных границах. Предельные нормы зависят от технических параметров изделий. Каждый радиатор имеет свою максимальную теплоотдачу. Уточнить ее можно в паспорте производителя на установку.

Устройство и принцип работы трехходового клапана в системе отопления

Внешне узел напоминает тройник. В его составе:

  • 2 входных отрезка трубы (патрубка);
  • 1 выпускной патрубок.

Принцип работы трехходового крана состоит в распределении, переключении, смешивании теплоносителя. С его помощью можно регулировать,какой из двух потоков поступит на выход, и в какой пропорции они будут перемешиваться.

Конструкция крана состоит из следующих деталей:

  • латунный (или нержавейки, или полимеров) корпус;
  • шаровой запорный узел со сквозной перфорацией на стенках;
  • 2 кольца (седла) из тефлона служат для фиксации затвора, в некоторых моделях они отсутствуют;
  • ручка-бабочка;
  • шпиндель необходим для соединения запорного крана и привода. Он передает крутящий момент на затвор;
  • уплотнительные детали для обеспечения герметичности узла.

Затвор можно устанавливать в следующих режимах:

  • полное перекрытие подачи теплоносителя;
  • смешивание жидкости;
  • разделение потока теплоносителя между двумя выходами;
  • перенаправление движения потока.

Трехходовой клапан для отопления с терморегулятором: схема и основные функции

Несмотря на внешнюю схожесть с тройником, клапан выполняет совершенно другие функции. Узел, дополненный термоголовкой, является основным элементом запорной арматуры.

Поддержание комфортной температуры

Для поддержания комфортной температуры воздуха нужно управлять отоплением. Это можно выполнить двумя способами. В любом случае необходимы манипуляции с потоками теплоносителя. Термосмесительные клапаны рекомендовано устанавливать в домах с теплыми полами

Качественное изменение свойств радиаторов

Для регулирования качества теплоносителя нужно теплогенератор перевести в облегченный режим функционирования (к батареям подается холодный поток).

Количественная регулировка теплового потока

Если никак нельзя изменить температуру теплоносителя, следует упорядочить количество жидкости при помощи регулирующего трехходового клапана. Через трубопровод будет проходить меньшее количество потоков, следовательно, уменьшится температура воздуха в помещении.

Таким устройством является трехходовой клапан с терморегулятором. С его помощью можно ограничить (увеличить) количество жидкости, которая проходит через отопительную систему. Иными словами, через батареи будет проходить меньшее (большее) количество теплоносителя, соответственно будет изменяться температурный баланс помещение.

Можно установить по отдельности регулятор на батарее и трехходовой узел, но для увеличения эффективности рекомендуют устанавливать смеситель с терморегулятором.

Схема разделения потоков

Типы исполнительного механизма трехходовых клапанов

Тип исполнительного механизма Принцип функционирования Как устроено
Седельные Дополнены стержнем, который совершает поступательные движения вверх / вниз. Седло внутри узла перекрывается конусом, закрепленным на конце стержня.
Поворотные Дополнены вращающимся шаром (сектором) Провод прокручивает штоковый элемент, побуждая шар с проемом открывать или перекрывать движение теплоносителя между патрубками.

Поворотный смеситель

Типы приводов трехходовых клапанов

Узел внешне схож с обычным тройником, сверху которого установлен клапан. Принцип функционирования основан наповоротном режиме вентиля,который изменяет или перекрывает два потока.

По типу управления привод может быть:

  • регулируемым вручную;
  • электрическим;
  • термостатическим.

Принцип функционирования каждого из них имеет отличия. Ручное управление осуществляется при помощи барашков (поворотных ручек). Для того, чтобы изменить температурный режим, необходимо повернуть кран в нужное положение. Большой минус – неравномерность теплоносителя и долгое по времени прогревание отопительной системы. Принцип функционирования не позволяет постоянно регулировать кран вручную для достижения комфортного температурного баланса.

Трехходовой смеситель с сервоприводом

Трехходовой термостатический клапан

Данное изделие дополнено терморегулятором – газом или специальной жидкостью. Термостат находится в определенной полости внутри узла. Он реагирует даже на самые малые колебания теплоносителя.

При повышении температуры термостат расширяется и приводит в движение поршневую систему, которая прекращает доступ к горячим потокам.

Основное достоинство изделия – абсолютная автономная работа.

Трехходовой термостатический клапан

Трехходовой клапан с электроприводом

Данный клапан оборудован сервоприводами электронным блоком управления, благодаря которым происходит контроль и регулирование температурного режима теплоносителя в магистрали отопления. Основной плюс такого управления – поддержание заданных параметров в автономном режиме.

Принцип работы следующий: электронный блок измеряет температуру теплоносителя на выходе, анализирует и дает команду на привод через контроллер, который, изменяя свое положение, регулирует количество холодного и горячего потока в системе.

Трехходовой термостатический клапан с электроприводом

Разновидности терморегуляторов для радиатора

Статья по теме:

Терморегулятор для радиатора отопления поможет в поддержании комфортного микроклимата в каждой комнате. В данной статье описаны варианты исполнения данных приборов, способы их монтажа, а так же несколько популярных моделей терморегуляторов с ценами и характеристиками для облегчения вашего выбора.

Установка терморегуляторов возможна на проходных пробках батареи. С их помощью частично или полностью перекрывается подача жидкости к изделию. По такому же принципу работает и кран, оснащенный терморегулятором. Достаточно выставить параметры один раз, функционирование всей системы в последующем будет идти в заданном режиме. Особой точностью и функциональностью обладают электронные узлы.

Принцип работы терморегулятора

Классификация по способу управления температурой потоков

Данные выводятся на панель.

Управление над движением стержня осуществляется микропроцессором.

Преимущества и недостатки трехходовых клапанов с терморегулятором и электроприводом

Трехходовой кран рекомендуется устанавливать в домах с твердотопливными котлами. Это связано с выпадением в начале топки конденсата. Клапан отсекает холодные потоки. В то же время подогретый теплоноситель запускается по короткому контуру.

В качестве привода в таких узлах может использоваться электрический магнит или электромотор. К достоинствам арматуры, дополненной электроприводом можно отнести точную регулировку температуры потока. Однако вследствие того, что при любом положении штока движение жидкости не прекращается, увеличиваются затраты на электроэнергию и расход теплоносителя.

Схема подключения трехходового клапана в систему с твердотопливным котлом

Как правильно выбрать трехходовой клапан

Перед выбором трехходового крана важно ознакомиться с принципом его функционирования и определиться с типом изделия. Кроме этого, следует обратить внимание на производителя. На рынке сантехнической продукции много низкокачественных аналогов неизвестных изготовителей. Ремонт отопительной системы и последствий будут дорого стоить. Поэтому в данном случае экономия неуместна.

Ключевые моменты, на которые следует обратить внимание при покупке:

  • медная и латунная арматура имеет больший срок эксплуатации;
  • кран с ручным управлением более надежен, чем электронный. Однако и функциональность его значительно ниже;
  • электронный трехходовой клапан с приводом стоит значительно дороже, чаще выходят из строя. Основной плюс – большой набор функций.

Трехходовой клапан из меди с приводом

Обзор моделей и производителей трехходовых кранов

Чтобы сделать правильный выбор, нужно сопоставить параметры различных моделей, уточнить сведения о производителе и сравнить цены.

Предлагаем небольшой обзор ведущих производителей.

Трехходовой клапан с электроприводом «Esbe»

Запорная арматура производителя «Esbe» отличается высоким качеством, точностью и доступной стоимостью. При изготовлении запорной арматуры используется специальный латунный сплав. Трехходовые клапаны оснащены сервоприводом.

Можно выделить образец VGR131 DN25 с электроприводом и – это показатель наивысшего качества производителя. Не все изделия дополнены серво- или электроприводом.

Трехходовой клапан «Esbe»

Трехходовые клапаны «Navien»

Изготовитель «Navien» известен в производстве котельного оборудования. Трехходовые краны производятся для регулирования потоков твердотопливного оборудования. Выпуск одним производителем «Navien» и трехходовых клапанов, и котлов- существенный плюс. Это гарантия эффективной работы всей системы отопления.

Трехходовой клапан «Navien»

Трехходовые клапаны «Danfoss»

Довольно популярный немецкий производитель «Danfoss» выпускает трехходовые краны с электроприводом, которые отличаются простотой в управлении, долговечностью и надежностью. Краны достаточно компактны. Самое главное, подобрать правильную модель, тогда и результат будет достигнут.

Кроме вышеперечисленных достоинств, можно отметить:

  • точность регулирования температурного режима;
  • устойчивость;
  • простое обслуживание;
  • работа полностью автоматизирована.

Обзор цен

Перед тем, как отправиться в торговую точку за приобретением трехходового крана, нужно уточнить все технические моменты в отношении смесителя и отопительной магистрали. Кроме того, можно воспользоваться нашими советами, посмотреть отзывы о производителях.

Предлагаем обзор проверенных изготовителей и ориентировочную стоимость арматуры:

  • Шведский производитель «Esbe» предлагает краны от 3 900 руб;
  • «Honeywell» предлагает удобные и простые трехходовые клапаны для отопления с терморегулятором по цене от 5 500 руб;
  • «Valtec» вышел на рынок не так давно, но продукция зарекомендовала себя только с положительной стороны. Краны можно купить по цене от 3 500 руб;
  • смесители производителя «Danfoss» предлагает по цене от 3 550 руб;
  • изделия «Heimer» можно назвать лидерами в бюджетной линейке. Их можно купить от 2 000 руб.

Трехходовой клапан «Heimer»

Нюансы установки трехходового клапана в системе отопления

Для того, чтобы правильно установить трехходовой смеситель, важно знать некоторые нюансы, от которых будет зависеть бесперебойная и эффективная работа системы отопления.

К каждому изделию прилагается инструкция, необходимо четкое ее соблюдение во избежание неприятностей:

  • Согласно подсказкам на корпусе установить вентиль в правильное положение.

Символы на корпусе означают:

  1. А – прямой ход.
  2. В – перпендикулярный или байпасный ход.
  3. АВ – вход и выход объединены.

Маркировка на корпусе смесителя

  • Важно определить модель крана. От этого зависит, откуда теплоноситель в кран будет поступать;
  • В симметричной (Т-образной) схеме жидкость поступает в отверстия с торца и выходит после смешивания через центр;
  • в ассиметричной (L-образной) схеме теплый поток поступает через торцевое отверстие, охлажденный – снизу. После перемешивания теплоноситель выходит через второе торцевое отверстие.

После этого необходимо подготовить систему отопления. Сначала перекрыть воду, затем проверить наличие в магистрали осадка, который может привести к порче смесителя. Для монтажа нужно выбрать удобное место с открытым доступом.

Заключение

Польза, которую трехходовые клапаны с терморегулятором приносят отопительной магистрали, очень важна. Можно самостоятельно управлять температурой потока. Действие крана легко сравнить с бытовым смесителем, в котором воду делают горячее или прохладнее в зависимости от потребности. Перед приобретением нужно учитывать размер сечения, пропускную способность труб, дополнительную установку привода, с помощью которого управление осуществляется в автоматическом режиме.

Надеемся, что обзор был вам полезен. Присоединяйтесь к обсуждению данной темы в комментариях. Мы рады ответить на все ваши вопросы.

Для того, чтобы правильно установить трехходовой клапан, можно посмотреть видео:

Геотермальное отопление своими руками — рекомендации по выбору типа наружного контура и инструкция по изготовлению

Значительные первоначальные затраты пока не дают геотермальному отоплению превратиться у нас в «товар широкого потребления».

Но идея получать тепло бесплатно оказалась настолько заманчивой, что многие наши соотечественники стараются осваивать ее всеми силами, минимизируя расходы где только возможно.

Наиболее эффективный способ снизить стоимость системы – изготовить все ее компоненты самостоятельно.

Далее мы посмотрим, как можно организовать геотермальное отопление своими руками, и с какой суммой придется при этом расстаться.

Как работает геотермальное отопление?

Это просто новый способ применения старого доброго теплового насоса, который имеется в каждом холодильнике.

Родным братом системы геотермального отопления можно считать кондиционер, работающий в режиме «зима». Ведь это устройство греет воздух вовсе не с помощью ТЭНов, как думают некоторые.

Кондиционер, так сказать, перекачивает тепло, добываемое им из промозглого осеннего воздуха снаружи помещения. Ту же задачу выполняет тепловой насос в геотермальной установке, только в качестве источника тепла используется грунт или вода с температурой +5 — +7 градусов.

Как же получается, что ледяная на ощупь среда выступает в роли источника тепла? Это становится возможным благодаря замечательной способности газов нагреваться при сжатии и остывать при расширении.

Если порции газа дать нагреться от одной среды, а затем перенести в другую и там сжать, он станет еще более горячим и будет отдавать тепловую энергию этой второй среде, даже если она имеет более высокую температуру, чем первая. Теперь снова вернем газ к первоначальному давлению, одновременно перенеся его в первую среду.

Геотермальное отопления — принцип работы

Его температура упадет ниже первоначальной, ведь часть внутренней энергии была отдана в виде тепла на этапе сжатия. Следовательно, газ снова начнет нагреваться от первой среды.

Повторяя операцию снова и снова, мы будем «перекачивать» тепло из одной среды в другую в противоположном естественному теплообмену направлении. Этот процесс называется «циклом Карно» и именно на нем основан принцип работы теплового насоса в системе геотермального отопления.

Классификация по конструкционному типу

Если в случае с кондиционером газ-хладагент сам проходит через среду-источник, то в системе геотермального отопления он получает тепло от посредника – воды или антифриза.

Последний циркулирует по так называемому наружному контуру, представляющему собой длинную трубу.

Именно эта труба и помещается в среду источник.

По виду наружного контура различают три исполнения систем геотермального отопления:

  1. С горизонтальным контуром: труба укладывается «змейкой» (в грунте) или в виде спирали (на дне водоема) ниже глубины промерзания, то есть примерно в паре метров от поверхности земли. Такой контур занимает большую площадь, но зато его может соорудить сам владелец.
  2. С вертикальным контуром: трубы опускаются в глубокие скважины. Более удобный вариант, так как не требует значительного пространства, но для строительства скважины придется нанимать специалистов с особым оборудованием.
  3. Комбинированный вариант: еще один тип контура, который можно построить самостоятельно, при этом он занимает меньше места, чем горизонтальный. Используется полимерная труба, которая укладывается в грунт в виде цилиндрической пружины. Получается нечто среднее между вертикальным и горизонтальным контурами с уклоном в сторону последнего.

Не всегда есть возможность проложить трубы ниже глубины промерзания почвы. Утеплитель для труб в земле поможет защитить отопительную систему от мороза.

Об альтернативных источниках энергии расскажем в этой теме. Энергия ветра и солнца, а также тепло земли в качестве источников тепла.

Что такое биогаз и как получить такое альтернативное топливо своими руками, читайте здесь: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/biogaz-svoimi-rukami.html. Виды сырья, конструкция биогазовой установки и много другой полезной информации, читайте внимательно.

Особенности отопительной системы

В отличие от газового котла, тепловому насосу не требуется нагревать теплоноситель системы отопления до высокой температуры, так как образование конденсата при холодной «обратке» ему не грозит. К тому же работа в низкотемпературном режиме потребует меньших энергозатрат.

Чтобы компенсировать низкую температуру теплоносителя, поверхность радиаторов пришлось бы сильно увеличивать, поэтому вместо них лучше использовать систему «теплый пол». Этот вид отопления является и наиболее рациональным, так как нагреваемый воздух в первую очередь поступает, так сказать, в зону обитания, а не под потолок.

Еще один аргумент в пользу «теплого пола» — минимальные теплопотери. Ведь их величина зависит, в первую очередь, от перепада температур, а он при низкотемпературном режиме является наименьшим. Второй фактор – площадь контакта нагретого воздуха с наружными стенами. Поднимающийся от «теплого пола» воздух наружных стен не касается (при использовании обычных радиаторов он буквально омывает остекление окна и прилегающие участки наружной стены).

Основной недостаток «теплого пола» — энергозависимость – в данном случае неактуален, так как тепловой насос тоже не сможет работать без электричества.

Достоинства и недостатки системы

Внедряя геотермальное отопление, мы выигрываем в следующем:

  1. Получаем дармовое тепло: 1 кВт затраченной электроэнергии приносит в среднем 3, а иногда и 5 кВт тепла.
  2. Обходимся без строительства дымохода и утомительных работ по его обслуживанию.
  3. Не загрязняем атмосферу и экономим невозобновляемые ресурсы.

Теперь о недостатках:

  1. Система без электропитания неработоспособна.
  2. Наружный контур имеет очень большие размеры.

Безопасная геотермальная система

Производительность системы по теплу ограничена. Во-первых, наружный контур не может иметь сколь угодно большую длину, так как с увеличением продолжительности значительно возрастает его гидравлическое сопротивление. Во-вторых, при интенсивной выкачке тепла грунт будет перемерзать, что при вертикальном расположении наружного контура (в скважинах) может привести к негативным последствиям для местной экологии.

Геотермальная система отопления своими руками — пошаговая инструкция

Рассмотрим сооружение геотермального отопления дома своими руками с горизонтальным наружным контуром (укладка в грунте). Работы разобьем на два этапа.

Изготовление теплового насоса

На стене следует закрепить компрессор от кондиционера или холодильника.

При наличии слабой проводки используйте два компрессора с меньшей мощностью – это позволит уменьшить пусковой ток (компрессоры будут включаться последовательно).

Конденсатор, в котором будет сжиматься хладагент, изготавливаем из сантехнической медной трубы наружным диаметром около 12 мм и толщиной стенки 1 – 1,2 мм. Она наматывается на цилиндрическую болванку, так чтобы получился змеевик.

Испаритель делается из того же материала.

Самодельный тепловой насос

В качестве теплообменников следует использовать две емкости: для системы отопления – нержавеющую (здесь устанавливается конденсатор), для наружного контура – пластиковую (в ней установим испаритель).

Конденсатор устанавливаем так, чтобы фреон в нем двигался сверху вниз. Благодаря этому при его конденсации не будут образовываться пузырьки. В испарителе газ должен двигаться в противоположном направлении.

Один конец конденсатора присоединяется к выходу компрессора, на другом – устанавливается редукционный клапан. К выходному отверстию этого клапана присоединяется испаритель, второй конец которого следует подключить ко входу компрессора.

Каждую емкость при помощи штуцеров следует врезать в соответствующий контур.

Строительство наружного контура

Контур представляет собой пластиковую трубу, уложенную в траншею ниже глубины промерзания грунта в виде «змейки». Расстояние между соседними участками должно составлять около 70 см.

Длина контура будет зависеть от влажности грунта. При сухом грунте с каждого метра трубы удается снять 10 Вт тепла, во влажных глинистых почвах этот показатель возрастает до 35 Вт. Таким образом, на каждый кВт тепловой мощности понадобится контур площадью от 25 до 50 кв. м.

Затраты

  • на изделия и материалы для конденсатора: 163 доллара;
  • для испарителя: 206 долларов;
  • на б/у компрессор и фреон: около 50 долларов.

При наличии автоматики общая стоимость самодельного теплового насоса составит примерно 500 долларов.

Полипропиленовая труба марки PN10 диаметром 50 мм для наружного контура будет стоить по 193 руб. за погонный метр.

Знаете ли вы, что отопить дом совершенно бесплатно можно, используя тепло земли? Геотермальное отопление: принцип работы, достоинства и недостатки технологии.

Принцип действия теплового насоса для отопления дома разберем в этой статье.

Видео на тему

Разбираемся насколько выгодно геотермальное отопление частного дома

Выбирая вариант обогрева индивидуального жилья или производственных построек, обращают внимание в первую очередь на доступность и стоимость топлива в месте строительства. Важно представлять размеры финансовых и трудовых вложений в период монтажа оборудования, эксплуатационные расходы, а также эффективность будущей системы в конкретных условиях эксплуатации.

Геотермальное отопление частного дома преподносится маркетологами в качестве универсального решения для любых случаев, что не совсем верно. В статье собран материал, помогающий понять, что и по какой цене предлагают застройщику, а также сравнить этот вид отопления с другими способами.

Читайте в статье

Преимущества и недостатки геотермальных тепловых насосов

Опыта массовой и, главное, продолжительной эксплуатации тепловых насосов в России немного. Пользователи разделились на два противоположных лагеря: на тех, кто хвалит систему отопления (сюда же стоит отнести продавцов и монтажников) и противников, столкнувшихся с трудностями эксплуатации или недобросовестными компаниями-установщиками.

На основании отзывов можно сделать выводы о достоинствах и недостатках тепловых насосов.

Преимущества Недостатки
Низкий расход электроэнергии, на 1 кВт потраченной электроэнергии получают 2,5-3,5 кВт (в реальности) и до 7 кВт (в идеале) тепловой мощности Большие финансовые вложения на этапе проектирования и монтажа
Возможность установки в любой местности – в зависимости от региона применяют грунтовые, водяные или воздушные контуры забора внешнего тепла Необходимость дополнительных источников тепла при температуре воздуха ниже 25°С
Реверсивность – система работает на обогрев зимой и охлаждение летом Опасность для почвенных микроорганизмов – грунт охлаждается, гибнут бактерии, снижается плодородие почвы
Универсальность – можно использовать для отопления дома, нагрева воды для повседневных нужд или воды в бассейне Системы эффективны только при оборудовании «тёплого пола» – теплоноситель греется до 50°С, этого недостаточно для эффективной работы радиаторов
Долговечность – зарубежный опыт говорит о 30-50 годах эксплуатации до замены оборудования Низкая эффективность при небольшом разбросе температур теплоносителя во внешнем контуре и среде прокладки (грунт, вода)
Минимальные затраты на техническое обслуживание
Полная автоматизация процесса
Экологическая безопасность – нет вредных выбросов
Для работы потребуется только наличие электричества

Достоинства проявляются при качественном проектировании, верном выборе оборудования, соблюдении правил монтажа.

Устройство и принцип работы геотермального отопления

Наглядно увидеть как работает тепловой насос можно на примере бытового холодильника или сплит-системы. Если дотронуться до радиатора на тыльной стороне холодильника, он окажется горячим, в то же время стенки морозильной камеры будут охлаждены.

В похожем режиме работают разнесённые в пространстве кондиционеры – внутренний блок охлаждён и служит источником прохлады, наружный блок сбрасывает на улицу тепло. В реверсном режиме сплит-система греет воздух в помещении.

Схематический принцип работы теплового насоса.

В тепловом насосе, предназначенном для отопления, внешний блок забирает тепло из воздуха, грунта или воды, для чего прокладывают внешние контуры из труб. В водяных контурах возможна перекачка воды, вход и выход в этом случае располагают на расстоянии около 20 метров. После преобразований в центральном блоке тепло поступает в дом.

Альтернативный способ организации посредством перекачки грунтовых вод.

В состав геотермальной системы отопления входят:

  1. Непосредственно тепловой насос с компрессором, испарителем, конденсатором и дроссельным клапаном.
  2. Контур низкотемпературного тепла.
  3. Контуры обогрева помещений (водяной или жидкостный) и подогрева воды.

В основе работы заложены работы Николя Леонара Сади Карно, одного из видных учёных, изучавших термодинамику на стадии становления этой науки. Подробно алгоритм работы заключается в следующем:

  1. Теплоноситель внешнего контура перекачивается по трубам. За время движения жидкость нагревается на несколько градусов от тепла земли, воды или воздуха.
  2. Внешний контур проходит через теплообменник-испаритель, где нагревает хладагент, например, фреон, который испаряется. Кроме того, хладагент поступает в испаритель через капиллярное отверстие и резко расширяется, что также способствует нагреванию.
  3. Компрессор сжимает нагретый хладагент, ещё больше повышая температуру фреона.
  4. Горячий сжатый хладагент поступает в конденсатор, где, охлаждаясь и превращаясь из пара в жидкость, отдаёт тепло теплоносителю системы отопления, циркулирующему уже по трубам отопления. Другой вариант — нагревает воздух, который распределяется по помещениям.
  5. Далее хладагент вновь поступает в испаритель, где нагревается новой порцией теплоносителя, циркулирующего во внешнем контуре.

Часто задают вопрос: откуда получается КПД тепловых насосов 300-700%. Это происходит благодаря тому, что теплоноситель внешнего контура выходит из насоса имея температуру от -15°C до +7 о С и нагревается грунтом (водой, воздухом) до на 2-8°С, т.е. «забирает» часть энергии из внешних источников. Хладагент в насосе испаряется не только за счёт работы компрессора, но и из-за поступившего извне тепла.

Важно! Точные цифры температуры теплоносителя внешнего контура могут меняться у разного оборудования, но, чтобы тепловой насос выполнял свои функции, теплоноситель должен нагреваться хотя бы на 2-4 градуса. В противном случае экономический эффект отсутствует или даже получается отрицательным.

Способы организации геотермального отопления

Геотермальные системы отопления классифицируют по нескольким признакам:

  1. Комбинации среды прокладки внешнего контура и виду теплоносителя внутреннего контура.
  2. Способу прокладки тепловых зондов (контуров) в грунте или воде – вертикальный или горизонтальный.

Первый параметр указан производителем оборудования. Например, обычная сплит-система будет относиться к классу «воздух-воздух», забирать тепло из воздуха улицы и отдавать в помещения.

Насос «грунт-вода» забирает тепло земли и греет жидкий теплоноситель системы отопления. Параметр «вода-воздух» подразумевает конструкторское решение, при котором внешний контур расположен в воде (внешнем водоёме или в скважине), а тепло по дому распределяется потоками нагретого воздуха.

Выбор того или иного способа зависит от условий эксплуатации.

Обоснование выбора класса оборудования

Один из главных параметров на который обращают внимание при покупке тепловых насосов – это коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Он может быть равен от 1 до 7, иными словами: 1 кВт электроэнергии преобразуется в 1-7 кВт тепловой мощности. Важно понимать, что реальный коэффициент геотермальных тепловых насосов будет меньше заявленного в паспорте, так как для работы потребуются затраты электроэнергии на перекачку теплоносителя по внешнему контуру, и чем он длиннее, тем больше будут эти затраты.

На практике и по отзывам пользователей следует рассчитывать на СОР равный 2,5-3,2 если вести учёт в течение всего периода эксплуатации – температура грунта и воды постепенно меняется в зависимости от климатических условий.

В большей степени выбор среды, откуда будет забираться тепло, зависит от климатических условий региона и геологических особенностей места строительства.

Еще один альтернативный способ организации геотермального отопления с использованием водоема.

Оборудование с внешним контуром, расположенным в воде, выбирают, если:

  • водоём является частным прудом;
  • глубина скважины до подземных вод не превышает 20 метров (в некоторых регионах до 45 метров).

Если эти условия не соблюдаются, то необходима лицензия на право пользования недрами. Если при проверке контролирующими органами лицензии не окажется, то оборудование придётся остановить и заплатить штраф до нескольких миллионов рублей.

Кроме того, важным является расстояние от водоёма до дома, если оно свыше 25-30 метров, то эффективность резко снижается – потребуется дополнительные расходы на перекачку теплоносителя и утепление трубопровода.

Размещение внешнего контура в грунте на своём участке не запрещается, но следует правильно выбрать способ расположения труб – горизонтальный или вертикальный.

Горизонтальный и вертикальный внешние контуры.

В зависимости от состава грунта, с одного метра горизонтальной трубы можно снимать до 50 Вт тепловой мощности. Однако это справедливо для глинистых грунтов. Песчаники и суглинки могут отдать от 12 до 25 Вт/м, а для теплового насоса мощностью 10 кВт может понадобиться внешний горизонтальный контур длиной от 200 до 700 м. Для его размещения понадобится участок 450 м 2 . Размещение труб кольцами не эффективно, так как теплоноситель охлаждает грунт вокруг себя и соседние кольца просто не будут эффективно прогреваться.

Важно! В течение зимы грунт постепенно вымораживается, становится холоднее и СОР падает к февралю-марту, так как теплоноситель уже меньше нагревается.

По отзывам владельцев участков в месте, где размещён горизонтальный контур теплового насоса через несколько лет эксплуатации меняется структура грунта, хуже растут овощные растения и землю используют только под газон. Не сажают в таких местах и деревья с мощной корневой системой, которая может разрушить трубы.

Оптимальной считают вертикальную систему проколов или скважин, в которых размещают несколько контуров, расходящихся в разные стороны. На большой глубине температура земли стабильнее и мало зависит от климата. Для выводов труб оборудуют колодец, в котором размещают коллекторы. Скважины бурят под углом к горизонту и располагают по окружности – так снижается влияние каждого контура друг на друга.

Можно ли сделать все своими руками

Собрать геотермальную систему отопления своими руками в теории можно, но на практике сделать это трудно, если не невозможно.

Понадобится большой объём земляных работ при горизонтальной укладке контура. Трубы размещают минимум на 0,5 метра ниже уровня промерзания грунта, т.е. всего придётся копать землю на глубину 2-2,5 м. Грунт необходимо где-то складировать и размещать на время прокладки труб.

Бурение скважин общей глубиной до 200 м потребует специального дорогостоящего оборудования, сделать такой объём работы своими руками невозможно. Самостоятельно приступать к укладке контура целесообразно только при наличии в пользовании технических средств: экскаватора, самосвала, бульдозера или буровой установки.

Экономическое обоснование использования геотермальных тепловых насосов

Выбор того или иного способа отопления дома зависит от многих параметров:

  • технической возможности и стоимости подключения к сетям поставки энергоресурсов (газ, электричество);
  • стоимости оборудования и монтажных работ;
  • сроков эксплуатации установленного оборудования;
  • эксплуатационных расходов на энергоресурсы и техническое обслуживание системы в течение срока эксплуатации.

В статье сравним затраты на отопление дома площадью в 200 м 2 на протяжении 10 лет эксплуатации разными способами: магистральным газом, электричеством, газом из индивидуального газгольдера, тепловым насосом, питаемым электроэнергией.

Изначальные и эксплуатационные расходы

В смету на изготовление полной системы отопления, организованной с помощью теплового насоса входит цена:

  • насоса необходимой мощности;
  • труб внешнего контура;
  • дополнительного оборудования – циркуляционного насоса, расширительного и накопительного баков;
  • труб для обустройства «тёплого пола» или воздуховодов для распределения тепла по помещениям;
  • запорной и регулирующей аппаратуры;
  • монтажных и пусконаладочных работ.

Мощность насоса должна на 10–15% превышать тепловые потери дома через стены, пол потолок, двери и окна. В среднем считают, что для Средней Полосы дом 200 м 2 потребует установки насоса мощностью 13 кВт для отопления и ещё около 700 Вт уйдёт на подготовку горячей воды для санитарных нужд. Таким образом, необходимо приобрести тепловой насос мощностью 14 кВт.

Так выглядит типичная «котельная» с тепловым насосом.

Цена такого оборудования у разных производителей колеблется от 210 000 рублей в базовой до 500 000 рублей в премиум комплектации.

Длина труб коллектора будет зависеть от структуры почвы:

  • сухой песок отдаёт 10 Вт/м длины трубы диаметром 25 мм;
  • сухая глина – 20 Вт/м;
  • влажная глина – 25 Вт/м;
  • глина с большим содержанием грунтовых вод – до 35 Вт/м.

Таким образом, длина контура составит от 400 до 1 200 м.

Вертикальные контуры выгоднее по теплоотдаче:

  • осадочные породы отдают 20 Вт/м;
  • каменистая почва и влажные осадочные породы с грунтовыми водами – 50 Вт/м;
  • подземные воды – до 70 Вт/м.

Исходя из показателей, общая глубина скважин составит от 200 до 700 м, что в 2 раза меньше, чем при горизонтальном расположении. В грунте с хорошей теплоотдачей для дома 200 м 2 бурят 3 скважины длиной по 75 метров.

Для обеспечения необходимой мощности циркуляционный насос должен обеспечивать прокачку теплоносителя через контур в объёме 5 м 3 /час.

В первичном контуре теплонасосной станции устанавливают расширительный бак, ёмкость которого должна составлять 10% от объёма теплоносителя. Его можно узнать, рассчитав внутренний объём труб. Например, 1 м трубы с внутренним диаметром 32 мм содержит 0,8 литра жидкости.

В обратной ветке контура устанавливают накопительный бак объёмом 10-20 литров на 1 кВт мощности насоса, т.е. в нашем случае для насоса 14 кВт потребуется ёмкость объёмом 140-280 литров. Необходимость бака обусловлена тем, что насос без накопительного бака будет работать непрерывно – это снижает срок эксплуатации.

Как на самом деле выбрать самые дешевые на рынке радиаторы отопления

Узнать стоимость оснащения дома тепловым насосом без учёта внутренней разводки можно с помощью калькуляторов, представленных на сайтах производителей оборудования и монтажных организаций. Цены колеблются для разных регионов. Готовые системы под ключ (со стоимостью работ и оборудования) специализированные организации готовы изготовить по цене от 670 тысяч в регионах до 1,5 млн. рублей в Московской области.

Точных данных о сроках эксплуатации систем в России пока нет, но зарубежный опыт показывает, что в среднем тепловые насосы «грунт-вода» служат до замены около 50 лет.

Сравнение стоимости отопления для разных энергоносителей

Средние данные по стоимости оборудования дома и расходам на отопление дома площадью 200 м 2 системами с разными энергоносителями приведены в таблице ниже.

Тепловой насос «грунт-вода» Магистральный газ Электричество Газгольдер
Стоимость оборудования и монтажа, тыс. руб. 570-1 500 200-300 (с подключением) 20-60 180-250
Срок эксплуатации До 50 До 50 с заменой котла через 10 лет 7-10 30
Амортизационные расходы, тыс. руб. в год 15-30 5-8 4-6 8-10
Эксплуатационные расходы за год, тыс. руб. 20-40* 30-40 100-200* 50
Общие расходы в отопительный период с учётом амортизации, тыс. руб. 40-70 45-55 110–210* 60-70

* — взят тариф на электроэнергию в среднем 2,52 кВт/ч в сельской местности и 4,8 в городских условиях.

В таблице приведены максимальный расход денежных средств на отопление. В реальной практике затраты несколько ниже, так как в течение отопительного периода случаются продолжительные оттепели, когда оборудование работает в режиме 40-50% мощности.

Геотермальные тепловые насосы набирают всё большую популярность в нашей стране. Принимая решение оборудовать дом именно этой системой, нельзя слепо верить обещанием продавцов. У этого типа оборудования есть недостатки, а расчёт и монтаж следует поручить известным компаниям, изучив максимальное количество отзывов об их работе.

Геотермальное отопление дома своими руками

При строительстве дома каждый владелец старается обдумать вес нюансы оформления. Отопление не менее важный момент, который требует консультации с специалистами. Для многих геотермальное отопление кажется недостижимым, ведь ассоциируется только с местами, где бурлят горячие источники. Однако, на практике генерировать энергию может специальный насос, поэтому данный вариант подходит для любых климатических условий и рельефа. Однако стоит ли делать геотермальное отопление дома своими руками, ведь само оборудование итак обходиться дорого. Чтобы найти ответ на данный вопрос стоит изучить существующие варианты и особенности монтажных работ.

Принцип работы геотермального отопления

Геотермальное отопление работает по такому же принципу, что и кондиционер. Составляющими компонентами являются два контура и тепловой насос.

Внутренний контур включает трубу и радиаторы, располагающиеся по всему дому. Внешний контур – теплообменник, который размещают либо под землей, либо под толщей воды. Внутри циркулирует жидкость с антифризом или обычная вода. Подогретая жидкость поступает в насос, который разгоняет ее по элементам внутреннего контура, за счет чего в радиаторах вода всегда теплая.

Насос занимает не так много места, а выполняет одну из ключевых функций в системе. На каждый кВт используемой электроэнергии, он выдает в 4 раза тепловой. Кондиционер не настолько продуктивный, ведь забрав 1 кВт электроэнергии, отдает столько же.

Классификация в зависимости от типа конструкции

Данная разновидность обустройства отопления в доме считается одной из самых дорогих и связано это с ценой оборудования и земельных работ. В такие моменты многие потребители задумываются, на чем же им сэкономить и единственное, что приходит в голову – монтаж. Однако, чтобы понять так ли это, стоит оценить особенности устройства и возможные варианты конструкции.

  • Горизонтальный теплообменник. При выборе данной конструкции трубы укладываются под землей, при этом глубина должна быть больше уровня промерзания почвы. Однако, такой вариант требует выделения территории под контур. Представьте только, если необходимо обогреть дом площадью 250 м 2 , то потребуется 600 м 2 на обустройство контура. Кроме того необходимо учитывать некоторые технические моменты. Например, все элементы должна располагаться на минимальном расстоянии от дерева – 1,5 метра. Если участок облагорожен, то это уже создает определённые неудобства.
  • Вертикальный вариант не требует выделения большой площади, однако значительные расходы потянет применение бурильного оборудования. Создание скважины – трудоёмкий процесс, однако, данная конструкция простоит не меньше ста лет. Такой вариант подходит для территорий, которые уже обустроены.
  • Водоразмещённый вариант задействует энергию воды и позволяет значительно сэкономить на обустройстве. Единственное требование наличие водоема в пределах 100 метров, его площадь должна быть не меньше 200 м 2 , а располагаться конструкция должна не глубже, чем три метра.

Как показывает практика осуществить монтаж своими руками сложно. С учетом того, что будет много средств вложено в оборудование, не стоит экономить на процессе установки, и следует обратиться к профессионалам.

Преимущества геотермального отопления

Ранее такие установки можно было встретить в роскошных и богатых домах, сейчас же они стали более доступными. Впервые они использовались жителями США в 80-х годах, сейчас же и жители европейских стран взяли себе на заметку. Такое решение позволило в целом экономить на отоплении. Еще двадцать лет тому назад 12 миллионов граждан Европы воспользовались подобной конструкции, сегодня же их число кардинально возросло.

В Швеции уже большая часть тепла производиться при помощи тепловых насосов. Соответственно возросла их популярность за счет ряд преимуществ перед всеми альтернативными системами:

  • Применяется неисчерпаемая и возобновляемая энергия земли для отопления собственного дома;
  • Отсутствует риск возгорания;
  • Не придется выискивать дешевое топливо и продумывать места его хранения;
  • Экологически чистая система, без образования вредоносных выбросов, за счет чего активно поддерживается защитниками окружающей среды;
  • Отсутствие регулярного контроля и вмешательства, на всех уровнях система функционирует автономно;
  • Неограниченное количество энергии, доступное в любое время и в любом количестве;
  • Не придется тратиться на обслуживание системы;
  • Высокий показатель производительности в сравнении с существующими альтернативами.

Мастера рекомендуют сочетать установку геотермальной системы и теплых полов, чтобы достичь максимального эффекта выгоды. Во-первых, гарантировано равномерное распределение температуры, а во-вторых, удастся избежать образования зон перегрева.

Чтобы затраты окупились сполна через 3-4 года, стоит учитывать, что такая разновидность отопления выгодна владельцам коттеджей до 150 м 2 . C учетом того, что привычные теплосети регулярно дорожают и выходят из строя, решение в сторону геотермальной системы позволит забыть о теплоснабжении минимум на 100 лет. Выбранный вариант довольно быстро оправдает себя. В постсоветском пространстве такой вариант менее популярен за счет большого капиталовложения. Все еще сложно убедить наших сограждан, что лучше один раз потратиться и забыть о проблеме.

Особенности монтажа

Если газ и электроэнергия постоянно дорожают, а с ними и отопление частного дома, то при выборе геотермальной системы об этой особенности удастся позабыть. Кроме этого не придется учитывать, что запасы газа со временем исчерпают себя. Применение твердого топлива еще более затратное решение. При сжигании дров и угля выделяются вредоносные вещества. Среди всех альтернатив данный вариант самый безопасный, однако, в отличие от газового отопления и твёрдотопливного, монтаж системы более трудоемкий и дорогостоящий. Поэтому его стоит доверить мастерам с большим опытом в данной сфере. Только они знают все нюансы установки. При правильно проведённых работах, вопрос отопления будет решен на долгие годы.

При этом внутри помещения будут все те же трубы и батареи, по которым будет поступать тепло. Главные элементы будут скрыты под землей – скважина и теплообменник. В доме должно размещаться устройство, которое будет преобразовывать тепло. Именно под него необходимо выделить как можно больше места. С его помощью владелец помещения может регулировать температуру и подачу тепловой энергии. Как правило, в частных домах генератор располагается в подвале или отдельном помещении.

Геотермальный обогрев дома подземным теплом

Проблемой обустройства качественной системы обогрева частного дома с каждым разом требует нестандартных решений. Всем известные типы обогрева, выделяющие тепло во время сгорания топлива уже давно признаны экономически невыгодными. Новинкой, которая активно начинает становиться, популярной является геотермальное отопление дома своими руками. При учете роста цен на электроэнергию и газ, большинство все больше присматривается к данному варианту, хотя он достаточно сложен в проектировании и монтаже.

Геотермальную энергетику используют, как правило, в промышленных масштабах, к примеру, на Дальнем Востоке некоторые электростанции работают на основе тепла земных недр. У многих представление о геотермальном отоплении жилища своими руками граничит с фантастическими романами о будущем. Но это далеко не так! Благодаря развитию нынешних технологий это стало возможным.

  1. Принцип работы геотермальной системы
  2. Преимущества и недостатки подземного отопления
  3. Необходимое геотермальное оборудование
  4. Основные схемы развязки
  5. Как сделать своими руками?

Принцип работы геотермальной системы

Земля даже в зимнее время не промерзает насквозь. Данная особенность используется монтажными бригадами, которые прокладывают трубопровод ниже точки замерзания. На удивление температура в данных слоях земли редко падает ниже +5 +7оС. Есть ли возможность накопления землей тепла, после чего извлечь его и применять для нагрева теплоносителя? Естественно!

Но прежде чем воплотить альтернативное отопление частного дома при помощи тепла земли, необходимо разобраться со следующими проблемами:

  1. Получение тепла – необходимо будет собирать теплоэнергию для последующего ее направления в специальный накопитель.
  2. Нагрев теплоносителя. Нагретый антифриз должен передавать теплоэнергию жидкости циркулирующей в отопительной системе и ГВС.
  3. Остывший антифриз должен отводиться к обратно к теплообменнику для последующего нагрева.

Для разрешения данных проблем разработали геотермальный насос, который использует тепло земли. Данное устройство дает возможность извлечь необходимый объем тепловой энергии, которого хватить для того чтобы произвести большое количество тепла и использовать в качестве основного либо дополнительного оборудования для отопления.

Геотермальное отопление дома использует принцип работы схожий с кондиционера в режиме обогрева. Основным элементом является тепловой насос, габариты которого приблизительно схожи с габаритами стиральной машины, в данный элемент включено два контура.

Первый контур (внутренний) выглядит, как уже привычная для нас отопительная система частного дома в конструкцию, которой входят обычные трубы и батареи отопления. Второй (внешний) – теплообменник, который находится под землей либо водой. По данному контуру может циркулировать как обычная вода, так и специальная жидкость с добавлением антифриза.

Внешний контур, в котором циркулирует теплоноситель (вода), который принимает температуру среды, после чего поступает в тепловой насос, который можно настроить, как на обогрев, так и на кондиционирование. Тепло, которое аккумулируется в насосе во время обогрева, передается внутреннему контуру, а при охлаждении – внешнему.

В нижние слои грунта, на дне реки либо озера монтируют водяные коллекторы, по которым циркулирует антифриз. Коллекторы высвобождают холод и поглощают тепло. При помощи насоса антифриз поднимается вверх. В буферном баке производится теплообмен. Нагретый антифриз передает теплоэнергию теплоносителю либо греет воду. Остывший антифриз идет обратно к коллекторам.

Есть установки способные самостоятельно обогревать большие помещения, остальные применяются как вспомогательное оборудование, которое может обеспечить от 50% до 75% потребности в тепле для помещения.

Преимущества и недостатки подземного отопления

Открытие новых технологий дает возможность использование энергетического потенциала земли практически всем домовладельцам, открыв возможности применения геотермальной системы обогрева жилища в частном секторе. Грунт может аккумулировать в себе 98% энергии солнца, которая рассеивается по поверхности.

Благодаря данному явлению даже в зимнее время в толще земли сохраняется довольно много тепла, которое способно обогревать дома, необходимо только направить его в нужное русло при помощи специального оборудования.

Положительные стороны данного вида отопления:

  1. Нет процесса сжигания топлива. Данная система отличается абсолютной пожаробезопасностью, благодаря чему дом защищен от возникновения пожаров, которые могут возникнуть из-за системы отопления с методом сжигания топлива. Отпадает необходимость поиска места хранения топлива, его заготовки либо доставки.
  2. Звуковой комфорт. Тепловой насос работает практически бесшумно.
  3. Значительная выгода в экономическом плане. Во время эксплуатации системы нет необходимости каких-либо дополнительных денежных дотаций. Ежегодный обогрев осуществляется благодаря природным процессам, которые нет необходимости покупать. Естественно для работы теплового насоса необходимо электричество, но в тоже время объем производимой энергии гораздо выше нежели затраты на потребление электричества.
  4. Экологический фактор. Геотермальный обогрев загородного частного жилища является самым экологически безопасным решением. Из-за того что исключен процесс горения исключен выброс в атмосферу разнообразных продуктов сгорания.
  5. Компактность системы. Нет необходимости сооружать или отводить под котельную отдельное помещение. Все что требуется – это тепловой насос, который можно установить, к примеру, в подвале. Самый большой по объему контур будет находиться под водой или землей, так что не возникнет необходимости его маскировать.
  6. Многофункциональность. Подобная система можно использовать как для отопления, так и для охлаждения. В сущности, она будет играть роль не только обогревателя, но и кондиционер.
  7. Доступность данного ресурса практически в любой точке земного шара, кроме этого малые расходы для работы и содержания данной системы.

Такой ресурс как геотермальная энергия фактически бесплатен, основные траты приходятся на оплату электричества, которое необходимо для работы теплового насоса. При трате 1кВт электричества можно получить 3-5 кВт тепловой энергии.

Стоит отметить, что цена геотермального отопления достаточно высокая. Данное оборудование окупается примерно через 5-8 лет. Многих это отталкивает, кто собирается установить недорогое, но достаточно эффективное оборудование для обогрева жилища, но не готов тратить достаточно большие средства на приобретение оборудования.

Необходимое геотермальное оборудование

Отопление от земли работает за счет поглощения и выделения ее энергии, и основано на использовании специального оборудования. Данные устройства накапливают тепло из окружения и передают его теплоносителю отопительной системы частного дома. Для этого применяются следующие отопительные приборы:

  1. Испаритель — помещается глубоко под грунт, чтобы аккумулировать тепловую энергию, которая находится в окружающей среде.
  2. Конденсатор — доводит незамерзающую жидкость до нужных температурных показателей.
  3. Геотермальная насосная станция — отвечает за циркуляцию теплоносителя в контуре и контролирует функционирование всей отопительной установки.
  4. Буферный бак — сосредоточивает нагретую незамерзающую жидкость в одном месте для последующей передачи теплового состояния. Внутри содержится бак, в котором содержится вода из контура и змеевик, внутри которого циркулирует прогретый антифриз.

Теперь стало еще понятнее, как работает геотермия, благодаря которой осуществляется обогрев частного дома теплом из земли или водной среды.

Отметим, что производительность теплового насоса зависит от температуры среды, в которую помещен теплообменник. В этом случае жителям Камчатки крупно повезло, так как здесь очень много гейзеров.

Перед тем, как установить оборудование для термального отопления, нужно обязательно провести геологическую разведку. Если источник тепла находится на участке возле дома, то лучше сделать водоем в этом месте и расположить теплообменник на его дне. Тогда геотермальное отопление частного дома окупится намного раньше.

Основные схемы развязки

Существует три схемы, как можно организовать термальное альтернативное отопление, то есть обустроить контур для аккумуляции энергии тепла:

  1. Самой эффективной обвязкой считается вертикальная система со скважинным насосом. Однако обустройство такого контура требует использования специальной техники и бурения скважин глубиной от 50 до 200 метров. При этом данный способ оправдывает траты, так как срок эксплуатации скважины составляет около 100 лет.
  2. Менее затратной и более простой является горизонтальная обвязка, при которой трубы находятся под слоем земли ниже уровня промерзания грунта. Основной минус этого варианта является то, что контур занимает очень большой периметр. К примеру, для сооружения площадью 180 кв.м. потребуется 450 кв.м. свободной площади на участке так, чтобы ближайшее дерево находилось в двух метрах от труб.
  3. Самый дешевый и удобный способ – разместить теплообменник на достаточной глубине водоема так, чтобы грунт там не промерзал. Обустройство такой системы не потребует работы дорогостоящей спецтехники. Этот вариант самый оптимальный для создания геотермального обогрева дома, при условии, что водоем находится не дальше 100-120 метров от здания.

Внешний контур собирается из труб, сделанных из полиэтилена, с расчетом из соотношения 40-50 Вт теплоэнергии на один метр коллектора. Так, при мощности насосного оборудования 10 кВт, необходимо будет обустроить скважину глубиной около 165-195 метров. Чтобы получить нужную расчетную длину, вместо одной скважины можно пробурить 2-3 менее глубоких из одной точки, однако в разных направлениях, то есть кластерным методом.

Как сделать своими руками?

Самостоятельно сделать геотермальное отопление, некоторое подобие электростанций (геоэс), довольно трудно, но вполне возможно. Рядок с домом нужно соорудить конструкцию из замкнутой обвязки труб и поместить ее на значительную глубину. Размер коллектора и конструкция змеевика зависит от степени теплопроводности и глубины залегания грунта. Если браться за монтаж геотермального обогрева дома своими руками, то внешний контур лучше приобрести уже готовым.

Для создания минимальных условий функционирования геотермальной системы, нужно соблюсти следующие условия:

  1. Температура слоя почвы, где будет находиться контур труб, не должна опускаться ниже +5°C.
  2. На протяжении всей обвязки с антифризом должна быть сделана изоляция, которая защитит контур от промерзания.
  3. Термальный обогрев здания выполняется после тщательных расчетов и создания проекта.

С учетом данных требований становится понятно, что геотермальное отопление может быть эффективным. Однако для северных регионов применение подобной установки оправдано для обогрева зданий небольшой площади – до 200 кв.м.

Рассмотрим только способы, как создать горизонтальное геотермальное отопление дома своими руками под грунтом или водой. Монтировать коллектор вертикально намного сложнее и очень затратно.

Тепловой насос – не займет много пространства, ведь это оборудование по размеру сопоставимо с обычным котлом. Подсоединить нанос к внутреннему контуру здания – тоже не трудно. Основная задача – обустроить внешний контур.

Лучше всего установить коллектор в водоеме на расстоянии не больше 100 метров. Нужно, чтобы площадь пруда была больше 200 кв.м., а глубина – не менее 3-3,5 метров. Если у вас нет прав на пользование данным водоемом, то вам придется сначала получить разрешение на установку необходимого оборудования.

Если же пруд находится в вашей собственности, то вам не составит труда на время осушить его, чтобы без проблем по спирали уложить и закрепить трубы на его дне. Земляные работы заключаются только в рытье траншеи, необходимой для подключения к геотермальному насосу внешнего контура. Завершив все монтажные работы, водоем снова можно заполнить.

Если на вашем участке еще нет зеленых насаждений и множества сооружений, то можно спроектировать горизонтальный способ размещения теплообменника под землей. Для этого нужно рассчитать, какую площадь займет будущий коллектор, учитывая параметры, указанные выше: 250-300 кв.м. контура на 100 кв.м. площади здания.

Если же на вашем участке есть деревья и временные постройки, но вы очень хотите сделать горизонтальное геотермальное отопление, то все сооружения и зеленые насаждения придется вырубить и снести. Процесс сложный, трудоемкий, но необходимый.

Технология отопления зданий подземным теплом очень распространена на Западе, так как жители западных стран умеют делать долгосрочные инвестиции, окупающиеся через 5-10 лет. В нашей стране не так много желающих заплатить за обустройство такой системы около 20 000 $. Однако альтернативное геотермальное отопление частного дома становится все более популярным.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: