Как сделать геотермальный тепловой насос

Под землей температура остается стабильной на протяжении всего года и составляет около +8 градусов. Благодаря грунтовому теплообменнику можно сэкономить на отоплении порядка 25-30%. Кроме этого, теплообменник позволяет создать бесплатную систему кондиционирования. То есть зимой в доме будет тепло, а в жару – прохладно.

Изготовление теплообменника

Алгоритм работ выглядит следующим образом:

  • Готовим котлован размером 4,5х4,5 м и глубиной 2 м. Если яма быстро заполнилась водой (например, пошел дождь), то откачать излишки жидкости можно при помощи дренажных насосов.
Подготовка котлована
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw
  • Укладываем специальную двухслойную электрическую гофру, диметром 200 мм, которая предназначена для укладки в грунт. Обычно такие трубы можно укладывать на глубину до 5 м (этот параметр нудно обязательно уточнить у продавца). Укладка выполняется витками, чтобы каждый последующий был выше предыдущего. Это необходимо для того, чтобы конденсат стекал в начальную точку.
Укладка труб
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw
  • Для нижней точки, куда будет попадать весь излишек влаги (обычно это происходит только в межсезонье), устанавливаем дренажный колодец. Для него потребуется приобрести канализационный тройник, муфту и заглушку на 200 мм.
Бетонирование соединения
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw
  • Стыкуем канализационную трубу с электрической гофрой и формируем вокруг железобетонный блок (вокруг стыковочного узла делаем опалубку из старых досок и заливаем цементом). Это необходимо для того, чтобы гарантировать целостность конструкции в случае сильного давления почвы.
Бетонный замес
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

Заземление и теплоизоляция труб

Делаем заземление при помощи металлических уголков. Оно выполняется на этапе укладки первого витка трубы. Уголки высотой порядка 3 м необходимо на всю длину забить по периметру котлована.

Заземление при помощи уголков
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

В верхней части оставшихся 10-15 см уголков создаем контур заземления. Для этого металлические элементы привариваются к хвостикам уголков горизонтально, а после этого привариваются к самому дому. Получаем отличный молниеотвод и заземление.

Соединение уголков
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

Защищаем места сварки контура заземления от коррозии. Для этого обмазываем их пушечным салом и обматываем хлопковой тканью, чтобы состав со временем не стерся с металла.

Защита от коррозии
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

На следующем этапе необходимо обмотать сливную трубу, идущую из дома, теплоизолирующим материалом для канализационных труб. Также необходимо укрыть (толщина укрывного слоя должна быть не менее 20 мм) вентиляционную трубу, которая подает в дом воздух.

Утепление труб
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

После этого остается закопать сооружение, но оставить место для дополнительного слоя утепления, который мы выполним из пенопласта.

Укладка пенопласта
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

Сверху пенопласт закапываем оставшимся грунтом. Подключение теплообменника лучше выполнять перед наступлением морозов. Сразу после монтажа системы можно установить все вентиляционные выводы.

Вентиляционные выводы
Скриншот с канала Загородная Жизнь https://www.youtube.com/watch?v=yZci5VfkmDw

Есть и другие варианты укладки грунтового теплообменника. Например, некоторые фиксируют трубы на предварительно подготовленной металлической раме, опускают их на нужную глубину и закапывают. Так работа протекает быстрее.

Также можно выкопать две меньшие траншеи глубиной по 1,5 м и уложить трубы таким методом.

Другой вариант укладки
Скриншот с канала Admin Domanet https://www.youtube.com/watch?v=USKDs5rZgnI

На подобную конструкцию ушло приблизительно 20 м труб, но и помещение значительно меньше. Поэтому такой метод подойдет только для гаража или другого небольшого объекта.

Стоимость

Попробуем посчитать, во сколько обойдется подобное удовольствие:

  • Создания котлована. Для такой относительно небольшой ямы подойдет мини-экскаватор. Аренда такой техники по Москве стоит около 7 500 рублей за смену. Можно найти и более дешевый вариант или произвести земляные работы собственноручно и сэкономить.
  • Труба гофрированная двухслойная. По расчетам калькулятора получилось, что нам потребуется 55 м труб. Опять же, если смотреть по московским расценкам, то трубопровод будет стоить около 20 000 -25 000 рублей.
  • Канализационный тройник. Будет стоить около 700 – 800 рублей. Муфта и заглушка не дорогие, порядка 200 – 300 рублей.
  • Пушечное сало, утеплитель и уголки. В среднем эти элементы будут стоить порядка 2 000 рублей (возможно и меньше).
  • Цемент, скотч и прочие мелкие элементы. Еще примерно 400 – 700 рублей.

Получаем около 29 000 – 30 000 рублей.

Другой способ изготовления

Можно пойти другим путем:

  • Приобретаем 100 м трубы ПНД25 и пропускам через нее воду, чтобы удалить весь воздух. С одного края трубы устанавливаем заглушку.
Трубы для зонда
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY
  • Разрезаем трубу на отрезки по 25 м. Получим 2 полноценных зонда. С такого количества труб можно получить чуть больше 3 кВт. Для небольшого одноэтажного дома этого более чем достаточно.
Нарезка труб
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY
  • Чтобы сделать 1 зонд на 4 трубы, необходимо подготовить 2 отвода (переход с 25 на переход с 25 на 3/4) с наружной резьбой и 2 – с внутренней. Предпочтение стоит отдавать более толстым отводам. Дополнительно нужно приобрести специальную пасту для резьбовых соединений.
Отводы для труб
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY
  • Соединяем отводы (с внешней и внутренней резьбой) и получаем 2 полноценных переходника.
Соединение отводов
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY
  • Соединяем трубы парным методом. Части, где сделаны соединения, нужно объединить при помощи скотча, так как их нам предстоит залить бетоном.
Подготовка к установке
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY
  • Далее, берем пластиковую бутылку, укладываем части труб с отводами и заливаем цементом.
Бетонирование труб
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=_uCOsXBUAgY

Схема подключения

Схема укладки и подключения конструкции к тепловому насосу и наружному блоку кондиционера выглядит следующим образом.

Схема подключения
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=3SH5jUDErHo

С 1 погонного метра трубы получается порядка 40 Вт. То есть при расчете витков контура нужно учитывать этот нюанс и менять количество витков и скважин в зависимости от того, какое помещение нужно будет обогревать или охлаждать.

В данной системе используется тепловой насос, по бокам которого установлено 2 ремонтных вентиля. В случае аварии насос можно будет без проблем поменять. Также ремонтные вентили устанавливаем у теплообменника, чтобы в случае поломки заменить блок кондиционера без необходимости сливать воду.

Также потребуется накопительный бак. Его объем в данном примере составляет 10 л. Он необходим для того, чтобы снизить уровень шума от работающего насосного оборудования. Если вместо накопительного бака создать систему открытого типа, то шума будет намного больше.

Для заправки системы предусмотрено 2 выхода, каждый из которых также оснащен вентилем.

Заправка

К одному из выходов необходимо подключить обычный погружной насос (можно использовать самый простой и дешевый).  В свою очередь насос помещаем в ведро, заполненное заправочной жидкостью, и подключаем насос к сети. Насос начинает работать и закачивает жидкость. Второй вентиль на другом выходе около накопительного бака должен быть открыт.

Заправка системы
Скриншот с канала Пропа Карло https://www.youtube.com/watch?v=3SH5jUDErHo

Когда воздух из второго выхода выйдет, необходимо присоединить к нему шланг, второй конец которого нужно поместить в ведро с погружным насосом. Жидкость в ведро нужно периодически доливать, пока вся система не наполнится (об этом будет свидетельствовать жидкость, которая начнет течь из опущенного в ведро шланга).

Остается перекрыть вентиль рядом с накопительным баком и снизать давление до 1,5 атм. Для этого желательно перед накопительным баком установить простейший манометр. Дожидаемся пока наберется примерно половина бака жидкости и отключаем вентиль выхода, к которому подсоединен насос. Теперь можно отключить насос и убрать шланг.

Подводя итоги

Разумеется, оборудование и вызов экскаватора не бесплатны. Однако даже если посчитать расходы на разовую установку такой подземной конструкции и стандартные расходы на отопление частного дома, то такой проект довольно быстро окупается.

Top