Геотермальное отопление и вентиляция дома площадью 240 м²
На объекте расположен двухэтажный частный дом общей площадью 240 м² и отдельно стоящий гараж. Отопление требовалось только для жилого здания.
Доступной электрической мощности было недостаточно для прямого отопления электрокотлом. Сжиженный газ обходился бы дорого, а устанавливать твердотопливный котёл заказчик не хотел: такая система требует хранения топлива и регулярного обслуживания.
Поэтому основным источником тепла стал геотермальный тепловой насос Vaillant мощностью 15 кВт.
Помимо отопления, на объекте реализовали приготовление горячей воды, приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией и летнее охлаждение приточного воздуха с помощью геотермального контура.
Девять скважин для геотермального теплового насоса
На участке пробурили девять геотермальных скважин общей длиной около 350 метров.
Внутри скважин размещены зонды из ПНД-трубы, по которым циркулирует незамерзающий теплоноситель. Он получает тепло от грунта и по магистральным трубам передаёт его тепловому насосу, установленному в цокольном помещении дома.
Контуры от всех скважин собраны в двух коллекторных шкафах на фасаде гаража.
На каждой линии предусмотрен расходомер. Он позволяет отрегулировать циркуляцию теплоносителя по отдельным зондам, сбалансировать геотермальный контур и равномерно получать тепло от всех скважин.
Как тепловой насос отапливает дом
Принцип работы теплового насоса можно сравнить с холодильником, только процесс направлен в обратную сторону.
Холодильник забирает тепло из внутренней камеры и отдаёт его в помещение. Геотермальный тепловой насос получает энергию из грунта, повышает её температурный уровень и передаёт в систему отопления дома.
Полученное тепло сначала поступает в буферную ёмкость. Затем насосные группы распределяют его по отдельным контурам:
- тёплый пол первого этажа
- тёплый пол второго этажа
- отдельный контур для будущей бани.
Такой принцип позволяет разделить систему на зоны и настроить расход теплоносителя для каждой части здания.
Буферная ёмкость для отопления и горячей воды
В котельной установлена буферная ёмкость Vaillant с внутренним температурным разделением.
Верхняя часть поддерживается при более высокой температуре и используется для приготовления горячей воды. Нижняя часть работает с более низкой температурой, необходимой для водяных тёплых полов.
К верхней зоне подключена проточная станция горячего водоснабжения. Холодная вода проходит через теплообменник, нагревается примерно до 45 °C и поступает потребителям.
После передачи тепла охлаждённый теплоноситель возвращается в нижнюю часть буферной ёмкости.
Такое разделение позволяет не нагревать весь объём воды до высокой температуры. Тепловой насос готовит для отопления и горячего водоснабжения ровно тот температурный режим, который требуется каждой системе.
Тёплые полы на двух этажах
Основным способом отопления дома стали водяные тёплые полы.
Они работают при сравнительно невысокой температуре теплоносителя, поэтому хорошо сочетаются с геотермальным тепловым насосом. Чем ниже требуемая температура подачи, тем эффективнее работает оборудование.
Для первого и второго этажей предусмотрены отдельные насосные группы. Это позволяет независимо регулировать подачу тепла в разные части дома.
Также в котельной подготовлен отдельный контур для системы тёплого пола в будущей бане.
Приточная вентиляция через пол
На объекте смонтирована приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.
Приточные воздуховоды проложены не по потолку, а в конструкции пола — внутри слоя утеплителя под системой тёплого пола. Воздух поступает в помещения через внутрипольные решётки.
Такое решение позволило сохранить высоту комнат. При стандартной прокладке воздуховодов по потолку его пришлось бы опустить примерно на 10 сантиметров.
Вытяжные воздуховоды расположены под потолком. Воздух из помещений собирается через компактные каналы в общий воздушный коллектор, а затем по магистральному воздуховоду поступает в вентиляционную установку.
Вентиляционная установка с рекуперацией
Производительность приточно-вытяжной установки составляет 450 м³/ч.
Зимой рекуператор забирает тепло у удаляемого воздуха и передаёт его холодному воздуху, который поступает с улицы. За счёт этого системе отопления требуется меньше энергии для его нагрева.
Летом процесс работает в обратном направлении. Более прохладный воздух из дома помогает снизить температуру горячего приточного воздуха.
Для защиты вентиляционной установки от замерзания перед ней установлен электрический предварительный нагреватель. Он включается в сильные морозы и поддерживает безопасную температуру входящего воздуха.
В установке предусмотрено несколько ступеней фильтрации:
- фильтр предварительной грубой очистки
- угольный фильтр для дополнительной очистки воздуха и уменьшения запахов
- фильтр на вытяжной линии, защищающий рекуператор от загрязнения.
Доступ к фильтрам и теплообменнику предусмотрен через сервисные люки, поэтому оборудование можно обслуживать без демонтажа воздуховодов.
Охлаждение приточного воздуха летом
В приточном канале установлен дополнительный теплообменник, подключённый к геотермальному контуру.
Летом в него поступает охлаждённый теплоноситель из скважин. Он снижает температуру свежего воздуха до того, как тот попадёт в комнаты.
Такая система не заменяет полноценное кондиционирование с большой холодильной мощностью, но уменьшает перегрев дома и помогает поддерживать комфортную температуру в жаркую погоду.
Главное преимущество — для охлаждения используется естественная прохлада грунта. Не требуется устанавливать отдельные внутренние блоки кондиционеров в каждом помещении.
Зимой этот же теплообменник может использоваться для дополнительного нагрева приточного воздуха.
Результат
Для двухэтажного дома площадью 240 м² спроектировали и смонтировали единый комплекс инженерных систем:
- геотермальный тепловой насос Vaillant мощностью 15 кВт
- геоконтур из девяти скважин
- коллекторы с регулировкой расхода по каждому зонду
- тёплые полы на двух этажах
- отдельный отопительный контур для бани
- буферную ёмкость с температурным разделением
- проточную станцию приготовления горячей воды
- приточно-вытяжную вентиляцию производительностью 450 м³/ч
- рекуперацию тепла
- фильтрацию приточного и вытяжного воздуха
- летнее охлаждение воздуха от геотермального контура.
Зимой тепловой насос получает энергию из грунта и передаёт её в тёплые полы и систему горячего водоснабжения.
Летом геотермальный контур используется для охлаждения приточного воздуха. Воздуховоды спрятаны в конструкции пола, поэтому вентиляция не уменьшает высоту потолков и не вмешивается в интерьер.
В результате одна инженерная система обеспечивает дом отоплением, горячей водой, постоянным воздухообменом и дополнительным охлаждением в летний период.