Контур заземления для частного дома своими руками: Заземление 220 В в частном доме своими руками легко и просто

Заземление в частном доме своими руками для сети 220 в: правила и требования установки

Применение конструктивных элементов защиты от поражения током (так называемых заземлителей) – гарантия безопасной эксплуатации современных бытовых электроприборов и оборудования. Устройство заземления в частном доме имеет ряд особенностей, связанных с тем, что в сельской местности при организации электросетей до сих пор используются схемы старого типа. В кабельной подводке линий электропитания в частном секторе специальная заземляющая жила, как правило, не предусмотрена, что требует принятия особых мер защиты.

Дополнительные меры защиты

В основе этих мер лежит организация на стороне потребителя (в его частном доме) так называемого «повторного заземления», с помощью которого удаётся существенно снизить риск поражения током.

Реальная угроза такого поражения возможна при случайном обрыве шины PEN, заземлённой лишь на питающей подстанции.

Использование повторного заземления совместно с УЗО повышает эффективность работы всей системы в целом и гарантирует моментальное снятие напряжения с питающей линии.

Такое заземление обеспечивает защиту частного дома от удара молнии вместе со смонтированным на крыше громоотводом (при условии, что тот с помощью медной шины подключается непосредственно к контору заземления).

Сделать контур можно своими руками.

Общие принципы

Надёжное заземление дома в сельской местности предполагает обустройство специального защитного контура, основу которого составляет заземлитель.

Последний представляет собой сборное сооружение, изготавливаемое из прутков арматуры, стальных труб небольшого диаметра или типовых металлических профилей.

После закапывания или забивания на глубину сварная конструкция обеспечивает надёжный контакт металлических частей с грунтом, достаточный для стекания тока в землю.

При наличии связки «контур заземления + УЗО» в случае прикосновения голыми руками к открытым токоведущим частям электропроводки или приборного кабеля автомат мгновенно обесточит цепь и снимет напряжение.

Правильное заземление в загородном частном доме с питающей сетью 220 В предполагает выполнение следующих операций:

• на планке ГЗШ (главная заземляющая шина) во вводном щитке следует создать отдельную клемму PE, которая и будет использована для организации повторного заземления;
• затем от этой клеммы медным проводом необходимо будет сделать отвод в сторону намеченного места расположения заземлителя;
• после этого возле частного дома изготавливается сама заземляющая конструкция, требования к которой будут подробно рассмотрены далее.

Иллюстрацией всех перечисленных операций может служить рисунок контура.

Обратите внимание, что на рисунке указываются уже разделённые PE и N проводники.

Заземляющее устройство устанавливают неподалёку от частного дома, что позволяет сократить длину соединительных шин заземления и минимизировать токовые потери в них.

Варианты самостоятельного изготовления

Для частного дома металлическую сварную конструкцию заземления (заземлитель) удобнее всего изготовить из обрезков стальных труб или металлических профилей. При их отсутствии могут применяться металлические штыри диметром порядка 16-ти миллиметров.

Использование для заземления специальных арматурных прутьев с калёной поверхностью не допускается действующими нормативами, поскольку имеющееся на них покрытие влияет на распределение стекающих в землю токов.

К тому же калёный слой арматуры в условиях повышенной влажности способствует быстрому разрушению металла в почве и нарушению режима стекания.

Еще один вариант устройства в частном доме заземления предполагает использование металлического уголка с полочками или схожего с ним профиля. Для их погружения в мягкий грунт достаточно воспользоваться обычной кувалдой, предварительно срезав под углом один из концов заготовки.

Нередко, делая заземления своими руками, в качестве размещаемых в земле элементов используют металлические трубы, один конец которых сплющен или заварен «под конус».

В нижней части трубных заготовок для заземления рекомендуется просверлить несколько отверстий, через которые можно будет насыщать грунт соляным раствором.

Необходимость в этом возникает в случае пересыхания грунта и заметного ухудшения распределения тока стекания в почву. При увлажнении почвы посредством соляного раствора требуемый режим распределения обычно восстанавливается.

Недостаток такого заземлителя в деревянном доме – большие трудовые издержки на его изготовление, связанные с необходимостью подготовки отдельного приямка для каждого элемента.

Забить их кувалдой на требуемую глубину не всегда представляется возможным.

Особенности конструкции

Штыри или отрезки труб, из которых будет собираться заземлитель, должны углубляться в грунт ниже уровня промерзания почвы для данного региона как минимум на 0,6-0,8 метра.

В местностях с засушливым летом заземляющее устройство должно собираться из металлических заготовок, достигающих своим нижним концом влажных слоёв почвы. По этой причине для его сборки предпочтительнее использовать уголки или металлические прутки длиной 2-3 метра и значительной площадью соприкосновения с грунтом.

Указанные параметры обеспечивают необходимую проводимость получившегося контакта заземления и создают оптимальные условия для стекания тока.

Правила устройства электротехнических установок (ПУЭ) в разделах, посвящённых изготовлению зазаемлителя, особо отмечают то, что составляющие его элементы не должны иметь какого-либо покрытия.

Именно по этой причине контур заземления в частном доме (точнее – погружаемая в землю часть) никогда не покрывается защитной краской, которая снижает проводимость перехода металл-земля. Для защиты зон сварки от разрушения в этом случае используются специальные антикоррозионные составы.

Также обратите внимание на то, что заземлитель должен иметь минимально возможное сопротивление, что обеспечивается идеальным контактом между всеми его составляющими.

Его надёжная установка в грунте возможна лишь при условии использования сварки, как основного метода сочленения. Причём все швы должны выполняться профессионально, а их качество не должно вызывать каких-либо сомнений.

Заземление в частном доме не допускается делать с использованием резьбовых соединений. Со временем металл в местах таких сочленений постепенно окисляется (разрушается), а переходное сопротивление контактов резко возрастает.

По этой же причине крайне неразумно использовать в качестве заземлителя отводы трубопроводов, проложенных в земле. С течением времени стыки таких труб сильно окисляются и начинают разрушаться, что делает эти элементы совершенно непригодными для растекания тока. Да и сам трубопровод, использованный для заземления, портится.

Как сделать простейшее устройство

Самая простая конструкция заземления частного дома может быть представлена в виде равностороннего треугольника, образуемого тремя забитыми в землю металлическими штырями и горизонтальными перемычками. Штыри или трубы забиваются в землю рядом с домом таким образом, чтобы их верхний срез располагался примерно на 0,5 метра ниже уровня земли.

На этом же уровне они свариваются между собой нарезанными по длине металлическими полосами (металлосвязью).

Порядок сборки такой конструкции заземления для частного дома следующий:

1. сначала на удалении не менее чем 1,5 метра от края отмостки дома намечают место для обустройства конструкции заземления. На выбранном участке выкапывают траншеи по контуру треугольника со сторонами порядка 1,2 метра. Глубина траншей для заземления выбирается равной 70-ти, а ширина 60-ти сантиметрам, что обеспечивает необходимый простор для проведения сварочных работ;
2. вслед за тем от одной из вершин треугольника, обращённой к дому, по направлению к нему прорывается ещё одна траншея глубиной не менее 50 сантиметров;
3. после этого по углам забиваются трубные заготовки, круглые прутки или уголки длиной три метра;
4. затем к вбитым заготовкам для заземления привариваются элементы металлосвязи, выполненные в виде полос 40х4 миллиметра, после чего от получившейся конструкции нужно провести такую же полосу по направлению к частному дому.

По завершении этих операций все образовавшиеся в места сварки наплывы тщательно очищаются от шлака, а затем покрываются специальным антикоррозионным составом.

На вводе в здание к металлической полосе приваривается подходящий по размеру болт, на котором впоследствии фиксируется медный проводник сечением не менее 4 квадратных миллиметров, идущий от ГЗШ.

После засыпки получившейся конструкции выбранным ранее грунтом и его тщательной утрамбовки, работы по обустройству заземлителя можно считать завершёнными.

Заземление в частном доме. Монтаж контура заземления своими руками

Для того чтобы создать все условия электробезопасности в частном доме необходимо при монтаже новой электропроводки или реконструкции старой в общий план работ включить такие работы как монтаж заземления.

Монтаж заземления в частном доме не составляет особых трудностей по сравнению с монтажом заземления в многоэтажных домах.

Контур заземления в частном доме состоит из вбитых в почву вертикальных заземлителей, которые соединяются между собой горизонтальными заземлителями и заземляющего проводника который соединяет контур заземления с электрощитом.

В качестве вертикальных заземлителей обычно используют стальной уголок размерами 50×50х5 мм. Для горизонтальных заземлителей подойдет полосовая сталь 40×4 мм. Материалом для заземляющего проводника служит круглая сталь сечением 8-10 мм2. Более точные размеры и материал для заземлителей и заземляющих проводников можно найти в ПУЭ-7, раздел 1.7.

Запрещено в качестве заземлителей и заземляющих проводников использовать арматуру. Объясняется это тем что наружный слой арматуры каленый, из за этого распределение тока по сечению нарушается, а также по другому проходят процессы окисления (быстрее ржавеет).

Конструктивно контур заземления делают в виде равностороннего треугольника. Для этого, во дворе дома делаем разметку в виде равностороннего треугольника. Рекомендуется прокладывать контур заземления на расстоянии не более 1 м от фундамента дома.

После разметки, выкапываем траншею по периметру размеченного нами треугольника глубиной приметно 0.8-1 м. и шириной достаточной для удобного обваривания, примерно 0.5-0.7 м. В этой траншее будет прокладываться горизонтальные заземлители.

Теперь по вершинам треугольника будут вбиваться вертикальные заземлители на глубину 2-3 м. Забивать в землю уголки длиной 2-3 м можно обычной кувалдой, это абсолютно не трудно. Для облегчения этой работы уголок на конце заостряют, чтобы он лучше входил в землю.

Также можно выкопать или пробурить небольшие колодцы по вершинам треугольника глубиной до 1.5 м, это даст возможность забить уголок в меньший слой земли.

После того как подготовительные работы выполнены, выбрано место, произведена разметка и выкопаны траншеи необходимых размеров, приступаем к непосредственному монтажу контура заземления. В траншее по вершинам треугольника забиваем уголки в землю, при этом забиваем их не полностью, а так чтобы край уголка длиной 20-25 см торчал в траншее.

Когда все вертикальные заземлители будут вбиты в землю, их необходимо соединить между собой горизонтальными заземлителями, создав таким образом замкнутый контур.

Делается это с помощью обычной сварки, привариваем к торчащим уголкам стальную полосу. Причем соединять уголок и полосу необходимо именно сваркой, ни в коем случае не применять болтовые соединения, так как со временем эти места окисляются что приводит к потере контакта и неэффективности функционирования заземляющего контура в процессе эксплуатации.

После того как контур заземления собран, необходимо соединить этот контур с электрощитом. Для этого также пользуясь сваркой, привариваем заземляющий проводник, стальную проволоку сечением 8-10 мм, к контуру заземления и прокладываем ее в траншее к электрощиту. На конце подведенной к электрощиту проволоки привариваем болтом М6 или М8 для крепления провода заземления.

Если нет стальной проволоки можно в качестве заземляющего проводника использовать такую же стальную полосу, как и для горизонтального заземлителя.

Полоса с точки зрения эффективности подойдет лучше, чем проволока, так как площадь прикосновения ее с землей будет больше, однако стальную полосу сложнее прокладывать в местах перегиба траншеи, потому что согнуть ее труднее чем стальную проволоку.

После проведения сварочных работ места сварки необходимо обработать от коррозии антикоррозийными составами. После таких несложных манипуляций заземление в частном доме прослужит Вам не один десяток лет.

Некоторые новички-электрики думают, что для того чтобы заземления служило как можно дольше, его необходимо защитить от коррозии путем преднамеренного окрашивания. Этого нельзя делать категорически!

Монтаж такого контура заземления делать абсолютно бессмысленно. Металл должен иметь хорошую связь с землей, а краска препятствует этому, создавая большое сопротивления.

На этом этапе монтаж контура заземления для дома закончен. Убедившись в том что места соединения сваркой надежно обварены, можно засыпать землей выкопанные траншеи. Такая специфика монтажа заземляющего контура также применяется при монтаже молниезащиты.

Подключение в электрощите при наличии контура заземления в частном доме.

Как правило, электропитание в частных домах осуществляется воздушными линиями с системой заземления TN-C. В такой системе нейтраль источника питания заземлена, а к дому подходят фазный провод L и совмещенный нулевой защитный и рабочий провод PEN.

После того как в доме произведен монтаж собственного контура заземления необходимо произвести его подключение к электроустановкам дома. Сделать это можно двумя способами:

• — переделать систему TN-C на систему заземления TN-C-S;
• — произвести подключение дома к контуру заземления по системе ТТ.

Подключение дома к контуру заземления по системе TN-C-S.

Как известно в системе заземления TN-C не предусмотрено отдельного защитного проводника, поэтому в доме переделываем систему TN-C на TN-C-S. Осуществляется это разделением в электрощите совмещенного нулевого рабочего и защитного PEN проводника, на два отдельных, рабочий N и защитный PE.

И так, к вашему дому подходят два питающих провода, фазный L и совмещенный PEN. Чтобы получить в доме трехжильную электропроводку с отдельным фазным, нулевым и защитным проводом необходимо в вводном электрощите дома произвести правильное разделение системы TN-C на TN-C-S.

Для этого установите в щите шину которая металлически связана с щитом, это будет шина заземления РЕ к ней будет подключаться PEN проводник со стороны источника питания.

Далее от шины РЕ идет перемычка на шину нулевого рабочего проводника N, шина нулевого рабочего проводника должна быть изолирована от щита. Ну и фазный провод подключаете на отдельную шину, которая тоже изолирована от щита.

После всего этого необходимо соединить электрощит с контуром заземления дома. Это делается с помощью медного многожильного провода, один конец провода соединяете с электрощитом, другой конец крепите к заземляющему проводнику с помощь болта на конце, который для этой цели и был специально приварен.

Подключение дома к контуру заземления по системе TТ.

Для такого подключения не нужно проводить ни каких разделений PEN проводника. Фазный провод подключаете к изолированной от щита шине. Совмещенный PEN проводник источника питания подключаете к шине, которая изолирована от щита и в дальнейшем считаете PEN просто нулевым проводом. Затем подключаете корпус щита к контуру заземления дома.

Как видно из схемы, контур заземления дома не имеет ни какой электрической связи с PEN проводником. Подключение заземления таким способом имеет несколько преимуществ по сравнению с подключением по системе TN-C-S.

В случае отгорания PEN проводника со стороны источника питания, все потребители будут подключены к вашему заземлению. А это чревато многими негативными последствиями. А так ваше заземление не будет иметь связи с PEN проводником, это гарантирует нулевой потенциал на корпусе ваших электроприборов.

Часто встречается и такое, когда на нулевом проводнике из за неравномерной нагрузки по фазам (перекос фаз) появляется напряжение, которое может достигать значений от 5 до 40 В. И когда есть связь между нулем сети и защитным проводником, на корпусах вашей техники также может возникать небольшой потенциал.

Конечно, при возникновении такой ситуации должно сработать УЗО, но зачем надеяться на УЗО. Лучше и правильнее будет не испытывать судьбу и не доводить до такой ситуации.

Из рассмотренных способов подключения контура заземления дома можно сделать вывод, что система ТТ в частном доме более безопасна по сравнению с системой TN-C-S. Недостатком использования системы заземления ТТ является ее дороговизна. То есть, при применении системы ТТ обязательно должны устанавливаться такие защитные устройства как УЗО, реле напряжения.

Также хотелось отметить, что необязательно делать контур в виде треугольника. Все зависит от внешних условий. Можно располагать горизонтальные заземлители в любом порядке, по окружности или по одной линии. Главное чтобы их количество было достаточным для обеспечения минимального сопротивления заземления.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Заземление в частном доме своими руками 220в

В многоэтажных домах современной застройки предусмотрено наличие защитного заземления, а электроприборы в большинстве случаев оснащаются специальной розеткой с заземляющим контактом.

Самостоятельно организовать заземление многоэтажного дома, в котором изначально не предусматривалось наличие заземления (постройки советского периода), практически невозможно. В случае необходимости,, лучше обратиться в соответствующие организации.

Однако, владельцы частных домов, коттеджей и прочих аналогичных объектов могут решить эту проблему и самостоятельно. Организация защитного заземления отдельно стоящего дома не требует специальных знаний и больших финансовых затрат.

Для людей, проживающих в частном секторе, защита от поражения электрическим током особенно актуальна. Это связано с тем, что электричество подается в такой дом чаще всего по воздушной линии.

Эксплуатация воздушных линий электропередач (ЛЭП) характеризуется достаточно большим количеством аварий, связанных с повреждением проводов при сильном ветре.

Кроме того, воздушные линии могут быть повреждены ветками близко расположенных деревьев и т. д. При таких повреждениях ЛЭП, защита от поражения электрическим током, которой оснащены электроприборы или домашняя электросеть, не срабатывает.

Поэтому, единственным вариантом, позволяющим обезопасить жильцов от поражения электрическим током, является устройство индивидуального заземления своего дома.

Заземление дома своими руками

Необходимые материалы:

1. Стальной уголок 50*50*5 мм – для вертикальных заземлителей.
2. Полоса стальная 40*4 мм – для шин металлосвязи.
3. Стальной пруток сечением не менее 8 кв. мм – для заземляющих проводников.

ВАЖНО: использовать каленую арматуру для изготовления деталей заземления категорически запрещается.

Инструкция:

1. Выполнить разметку контура заземления. Она выполняется в виде равностороннего треугольника на расстоянии не более 1 м от фундамента дома.
2. Выполнив разметку, выкапывают траншею по периметру размеченного треугольника. В траншею будут укладывать шины металлосвязи. Глубина траншеи должна быть не меньше 1 м и шириной 0,5 – 0,7 м.

Выполнив эти работы, начинают монтаж.

Для этого:

1. В вершинах треугольника, с помощью кувалды забивают вертикальные заземлители. Глубина забивания – не менее 2 м. Если грунт плотный, то можно выкопать (пробурить) ямки глубиной не больше 1,5 м, а затем уже вбивать уголки. Совет: уголок на конце рекомендуется заострить. Так он легче будет входить в землю.
2. Уложить горизонтальные металлосвязи в траншею и с помощью сварки соединить между собой все составляющие контура. ВАЖНО: использовать для соединения всех деталей контура болтовые соединения запрещается.
3. Далее, соединяем контур с вводным электрощитом (ВЩ). Осуществляется это также с помощью сварки. Стальной проводник привариваем к заземлителю и прокладываем его по траншее к ВЩ. На его противоположном конце привариваем болт с резьбой М8 и присоединяем его к щиту. Места сварки необходимо обработать каким-либо антикоррозионным составом.  ВАЖНО: защита от коррозии с помощью полного окрашивания деталей запрещается.
4. Убедившись в надлежащем качестве сварки, засыпают траншею землей.

Проверка работоспособности осуществляется с помощью измерения:

1. Сопротивления растекания тока в почве.
2. Сопротивления металлосвязи.

Приборы для таких измерений (электронный измеритель заземлений или электроиндукционный ручной мегомметр) достаточно дорогие и приобретать их для одноразовых измерений нет необходимости. Лучше пригласить специалистов, которые имеют такие приборы и умеют ими пользоваться.

Заземление работоспособно в том случае, если измеренные параметры соответствуют следующим значениям:

1. Сопротивление металлосвязи – не более 0,1 Ом.
2. Сопротивление растекания тока – не более 4,0 Ом.

Требования техники безопасности

При выполнении работ, необходимо обеспечить выполнение следующих требований:

1. Все работы должны выполняться только в светлое время суток.
2. Персонал должен быть обеспечен спецодеждой и всеми защитными средствами, которые необходимы при выполнении земляных, сварочных, электромонтажных и измерительных работ.

Типы

Существует несколько вариантов заземления, каждый из которых выполняет строго определенные функции:

Рабочее

Обеспечивает функционирование электроприборов и выполняется путем соединения отдельных точек его электрической схемы с заземлителем напрямую.

Этот вид чаще всего используется в промышленности, однако и в быту рекомендуется отдельно заземлять:

1. Стиральную и посудомоечную машины.
2. Варочную поверхность и электродуховку.
3. Микроволновую печь.

Для этого, приборы оснащаются специальной винтовой клеммой, расположенной на их задней стенке.

Защитное

Служит для устранения возможности поражения электрическим током при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям, оказавшимся по каким-либо причинам под напряжением.

Молниезащиты

Служит для отвода токов молнии в землю. Обеспечивается путем преднамеренного соединения молниеприемников и разрядников с землей.

Контур заземления и его части

В общем случае, контур состоит из нескольких составляющих:

1. Заземлитель – представляет собой металлический уголок (труба) длиной не менее 2,5 м.
2. Металлосвязь – конструкция из металла, соединяющая сваркой выступающие части заземлителей и введенная в дом как заземляющая шина.

Заземлители, связанные между собой с помощью металлосвязи и создают контур заземления. Он должен быть выполнен с учетом определенных требований.

Требования к элементам контура:

1. Электроприборы соединяются с шиной заземления при помощи специальных проводников. Они изготавливаются из металлического прутка, имеющего сечение не менее 8 кв. мм. (допускается использование многожильного гибкого изолированного провода).
2. Заземляющие проводники соединяются с шиной заземления. Для этого, на каждой шине имеются контактные площадки с резьбовыми отверстиями М4. Контактные площадки должны быть очищены от ржавчины. Окрашивание шины не допускается.
3. Заземляющий проводник является элементом металлосвязи, поэтому, электрическое сопротивление контура измеряют от клеммы заземления электроприбора до самого удаленного от нее элемента контура. Измеренная величина не должна превышать 0,1 Ом.
4. Количество заземлителей определяется расчетным путем и определяется величиной периметра здания. Оптимальное расстояние между ними составляет 1,2 м.

Молниезащита

Согласно требованиям нормативных документов, здание, оборудованное контуром заземления обязано иметь молниеотвод.

Самый простой молниеотвод представляет собой два заостренных металлических штыря, которые выступают над гребнем крыши на 1,2-1,5 м. С заземляющим контуром их соединяют стальной проволокой диаметром не менее 6 мм или шиной сечением 45 кв. мм (ширина не должна превышать 60 мм).

Соединение составных частей молниеотвода между собой осуществляется исключительно сваркой.

Схемы

Особенности конструкции дома и характеристики грунта определяют схему контура заземления.

Наиболее распространены:

1. Линейный контур с двумя группами заземлителей, используется, когда:
   • Ввод электрокабеля осуществляется через вводный щит.
   • Наличие хотя бы одного вида коммуникаций (вода и пр.).
   • Долговременная мощность электроприборов составляет от 1 до 3 кВт.
2. Полный контур – применяется, когда:
   • Площадь помещений превышает 100 кв. м.
   • Долговременная мощность электроприборов превышает 3 кВт.
   • Имеется дизель-генератор резервного питания или стационарная электроустановка с клеммой заземления.

Полный контур представляет собой равносторонний треугольник, в вершинах которого устанавливают вертикальные заземлители.

Возможные ошибки и советы

Выполняя работы своими руками, чаще всего допускают следующие ошибки:

1. Выполнение монтажных работ без измерения сопротивления заземляющего устройства.
2. Несоответствие требованиям нормативной документации.
3. Эксплуатация заземляющего устройства без устройства защитного отключения (УЗО).
4. Неправильное подключение заземлительных проводников к щиту ВЩ или вводно-распределительного устройства (ВРУ).

Рекомендации:

1. Если заземлители изготавливаются из трубы, то рекомендуется внизу насверлить 10-15 отверстий диаметром 5 – 8 мм. В сухую, жаркую погоду, в трубу можно залить раствор соли, что обеспечит стабильные параметры заземляющего устройства.
2. Не рекомендуется заземлять электроустановки последовательно, друг через друга.
3. На одну контактную площадку необходимо подключать только один заземлительный проводник.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Заземление дома своими руками | Строительный портал

Еще совсем недавно защитное заземление оборудовалось только на промышленных предприятиях и других объектах, где используют мощные электроустановки. Чтобы защитить своих работников от случайного пробоя на корпус, в обязательном порядке каждая установка и прибор заземлялись. Но время не стоит на месте. Сегодня наши дома напичканы мощной бытовой техникой: холодильники, морозильные камеры, микроволновые печи, индукционные плиты, системы «теплый пол» и многое другое. А ведь все это является источником повышенной опасности. В случае нарушения их изоляции «тесное общение» с мощными приборами может стать фатальным. Именно поэтому, чтобы обезопасить всех обитателей жилища, в загородных домах обязательно необходимо оборудовать электрическое заземление. Его обустройство можно доверить профессионалам, а можно выполнить самостоятельно.

1. Для чего необходимо защитное заземление
2. Что собой представляет контур заземления
3. Как произвести расчет заземления
4. Как сделать заземление в частном доме своими руками

 

Для чего необходимо защитное заземление

 

В профессиональной литературе указано, что защитное заземление – это соединение нетоковедущих частей электроустановок с землей (грунтом), которое выполняют преднамеренно. При этом в нормальном состоянии данные части электроприборов и установок не находятся под напряжением. Но если вдруг произойдет частичное разрушение изоляционного слоя, металлический корпус прибора может оказаться под напряжением.

Если объяснять более доступным языком, то придется вспомнить школьный курс физики. Как нам известно из оного, ток имеет свойство течь в ту сторону, где наименьшее сопротивление. Когда на токоведущих частях электроприборов нарушается изоляция, ток начинает искать место, где сопротивление самое низкое. Так он доходит до корпуса прибора, в результате чего корпус оказывается под напряжением. Эту ситуацию называют «пробоем на корпус». Помимо того, что ток на корпусе может нанести вред самому прибору или нарушить его функциональность, если в такой момент человек или животное дотронутся до корпуса прибора, они получат удар током. Это может повлечь печальные последствия.

Защитное заземление выполняется для того, чтобы отвести ток в землю (грунт). При этом крайне важно сделать контур заземления с таким низким сопротивлением, чтобы ток, который распределяется в обратно пропорциональной зависимости между человеком и заземляющим устройством, прошел через человека в предельно допустимых нормах, а большая часть была перенаправлена в землю.

 

Что собой представляет контур заземления

Самый распространенный вариант контура заземления – заглубленные в грунт электроды, соединенные между собой в какой-либо контур, который может представлять собой любую геометрическую фигуру – треугольник, квадрат или другую, но также соединение может производиться в один ряд. Вариант обустройства зависит от того, насколько он удобен для монтажа, и от размеров территории, которую можно использовать под контур. Иногда контур заземления выполняют по периметру здания. Полученная конструкция присоединяется к щитку, для чего используется кабель заземления.

Расстояние от заземляющего контура до дома не должно быть слишком большим, оптимальным считается 4 – 6 м. Нельзя располагать контур ближе 1 м к дому, нежелательно дальше 10 м.

Важно! Контур заземления в обязательном порядке обустраивается ниже уровня промерзания грунта, т.е. на глубине не менее 0,8 м.

Глубина, на которую необходимо заглублять электроды, зависит от структуры грунта и насыщенности его водой и может составлять от 1,5 м до 3 м и более. Если грунтовые воды находятся близко к поверхности почвы, грунт насыщен водой, то глубина будет небольшой. В противном случае придется забивать стержни глубоко в грунт либо обустраивать другой вариант системы заземления.

 

Контур заземления из черного металлопроката

В качестве заземляющих электродов можно использовать любые стержни из черного металла. Это может быть стальной уголок (чаще всего используется), труба, двутавр, арматура с гладкой структурой. Принцип выбора прост – удобство забивания в грунт. Т.е. можно выбрать любую форму, главное, чтобы сечение металла было не менее 1,5 см2.

Количество стержней – электродов можно определить опытным путем или произвести расчеты, но самым распространенным является треугольный контур заземления с электродами в вершинах треугольника. Между собой стержни соединены металлическими полосами, такая же полоса ведет и к распределительному щитку.

Расстояние между стержнями может быть от 1,2 м до 3 м и более. Это зависит от сопротивления грунта.

Важно! Перед тем как делать заземление в своем доме, посоветуйтесь с обычными электриками в вашем районе. Спросите у них, какие чаще всего конструкции, и с какими характеристиками обустраивают в вашем регионе. На какую глубину ставить электроды, как далеко выносить от дома, какое расстояние между стержнями делать. Это значительно облегчит вашу задачу.

 

Модульные системы заземления

Помимо того, что можно оборудовать контур заземления из подручного материала, на рынке появились готовые модульные системы заземления.

В комплект входят стержни из высококачественной стали, сверху они покрыты медью. Диаметр стержней около 14 мм, длина до 1,5 м. С обеих сторон на стержне есть нарезка омедненной резьбы. Элементы соединяются между собой с помощью латунных муфт. Для заглубления стержней в грунт есть наконечники, которые навинчиваются на резьбовое соединение. Таких наконечников несколько видов для разных грунтов. Еще в комплекте есть зажимы для соединения вертикальных (стержней) и горизонтальных (полос) элементов. Для защиты конструкции от коррозии используется специальная паста, которой обрабатываются все элементы системы.

У готовых модульных систем заземления есть несколько существенных преимуществ:

• Путем соединения вертикальных элементов можно осуществить заглубление на 50 м;
• Стержни не сильно поддаются коррозии благодаря медному напылению и нержавеющей стали;
• Не требуются сварочные работы;
• Обустройство может сэкономить площадь, т.к. всю систему можно оборудовать на 1 м2;
• Для монтажа не требуется специальное оборудование;
• Долговечные.

Выбор системы заземления, самодельная или готовая модульная, зависит только от финансового бюджета и личных предпочтений. Но в любом случае перед обустройством необходимо произвести расчеты заземления.

 

Как произвести расчет заземления

 

Для тех, кто не любит лишних сложностей, существует вариант выполнения заземления опытным путем. Можно обустроить треугольный контур на оптимальном расстоянии от дома, использовать металлические стержни длиной 3 м, расстояние между стержнями сделать от 1,5 до 2 м, соединить их между собой и произвести замер сопротивления контура. Требования к заземлению таковы: сопротивление заземляющего контура должно быть в диапазоне от 4 до 10 Ом. А общее правило – чем меньше значение сопротивления, тем лучше. Если результат замеров нашего контура не удовлетворяет требованиям, то добавляем еще электроды и соединяем с уже установленными. Снова производим замеры. И так повторяем до тех пор, пока наш контур не будет иметь сопротивление 4 Ом.

Более правильным решением будет все же произвести все необходимые расчеты до начала монтажа контура. Самое главное – определить количество требуемых электродов и длину горизонтального заземлителя (полосы). Все это напрямую зависит от свойств грунта, а точнее его сопротивления.

Первым делом определяем сопротивление одного стержня.

Значение удельного сопротивления грунта для расчетов можно брать из таблицы.

Если же грунт неоднородный, тогда его сопротивление рассчитывается по формуле:

Значение сезонного климатического коэффициента можно брать из таблицы:

Если не брать в расчет сопротивление горизонтального заземлителя (полосы), то количество электродов можно найти по формуле:

Находим сопротивление растекания горизонт. заземлителя:

Длину заземлителя находим по таким формулам:

Теперь можно рассчитать сопротивление электродов:

Окончательное количество электродов:

Коэффициент спроса можно узнать из таблицы:

Показатель коэффициента использования обозначает влияние токов друг на друга, которое зависит от расположения вертикальных заземлителей. При параллельном соединении электродов токи, проходящие по ним, влияют друг на друга. Чем меньше делается расстояние между вертикальными электродами, тем больше сопротивление всего контура. Именно поэтому иногда советуют разносить стержни друг от друга на расстояние, равное их длине, например, 3м.

Полученное в ходе расчетов значение количества электродов округляется до целого числа в большую сторону. Расчеты готовы, можно приступать к монтажу.

 

Как сделать заземление в частном доме своими руками

 

Монтаж заземления рекомендуется начинать в теплое время года. Во-первых, так легче производить земляные работы. Во-вторых, более точным и максимальным будет значение сопротивления грунта. Для качественного заземления это очень важно. А то можно сделать заземление, когда грунт временно насыщен водой, и его сопротивление будет 4 Ом, а потом наступит засуха и его сопротивление увеличится до 20 Ом. Лучше сразу учесть максимальное значение.

Мы будем рассматривать обустройство контура заземления из металлопроката в виде треугольника:

• Первым делом выбираем удобное место. Копаем траншею в виде треугольника. Оптимальная глубина от 0,7 до 1 м, ширина 0,5 – 0,7 м. Длина каждой линии такая, как мы определили в ходе расчетов (длина горизонтального заземлителя).
• От одного из углов (любого) копаем траншею, ведущую к силовому щитку возле дома.
• Вертикальные заземлители – электроды вбиваем в вершины треугольника. Можно использовать стальной уголок 50*50 или любой другой стержневой металлопрокат. Для удобства забивания в грунт  конец стержня заостряем болгаркой. Если грунт слишком твердый, чтобы забивать в него электроды, тогда бурим скважины.
• Стержни заглубляем так, чтобы их верхушка торчала из земли. Если нам пришлось бурить скважины, то вставляя в них электроды, засыпаем их грунтом вперемешку с солью.
• Стальную полосу (минимум 40*5 мм) привариваем к стержням таким образом, чтобы образовался треугольник. Одну полосу ведем по траншее к силовому шкафу.
• В частный дом заземление заводим через щиток. Для этого полосу присоединяем к проводу заземления или непосредственно силовому щитку  болтом 10 мм. Болт в обязательном порядке привариваем к полосе.

• Следующий этап – проверка заземления. Для этого потребуется прибор «Омметр», стоит он немало. Ради того, чтобы раз – два за всю жизнь проверить сопротивление, покупать его накладно. Поэтому приглашаем для проверки сопротивления контура специалистов из энергоуправления. Помимо того, что они произведут замеры, также заполнят паспорт контура заземления. Если показатели сопротивления соответствуют норме, тогда можно закапывать контур. Если же нет – тогда вбиваем дополнительные электроды.
• Засыпаем траншею. Используем для этого однородный грунт без примесей щебня или строительного мусора.

Важно! В засушливую погоду контур заземления рекомендуют поливать водой со шланга, так его сопротивление уменьшается.

Для более качественного срабатывания автомата отключения выполняют еще и заземление нейтрали. На входе в здание нейтраль соединяют с повторным заземлением. Дело в том, что в частные дома электричество приходит по воздуху. Для опор ЛЭП 6 – 10 кВт выполняется повторное заземление нейтрали, а вот для ЛЭП 0,4 кВт – практически никогда энергокомпании этого не делают. Чтобы нагрузка распределилась правильно, необходимо повторно заземлить опору возле дома (желательно, чтобы все соседские тоже были заземлены). И это заземление не объединять с контуром.

Если Вы не уверены, что все сделаете правильно, можете обратиться в специализированные организации, которые выполнят и все необходимые расчеты, и монтаж со знанием дела. Если же Вы ярый хозяйственник, который привык все делать собственноручно, что ж, дерзайте. Только помните – Ваше творение призвано защищать всю семью.

Как рассчитать и подключить контур заземления частного дома своими руками

Безопасная работа электропроводки частного дома во многом зависит от наличия контура заземления – он способствует отведению блуждающих токов и защищает все домашние электроприборы от статического напряжения. Кроме того, отвечает за безопасность человека и защищает его от поражения электрическим током. Контур заземления частного дома, хотя и является сложной системой, требующей проведения специальных расчетов, все же в исполнении он представляет собой довольно простую конструкцию, изготовить которую самостоятельно не представляет никакого труда. Предлагаем вместе с сайтом stroisovety.org подробно изучить устройство и принципы самостоятельного монтажа контура заземления.

Контур заземления частного дома фото

Как рассчитать контур заземления

Расчет заземляющего контура необходим для того, чтобы правильно определить его сопротивление и форму, на которые влияют несколько факторов – это размеры и количество заземляющих электродов, расстояние между ними и электропроводность грунта. Именно эти факторы необходимо взять в учет при расчете контура заземления.

Начнем по порядку, и для начала определимся, для какого материала необходимо производить расчет. Монтаж контура заземления может выполняться из разного материала, но в основном это:

• металлический уголок;
• труба;
• арматура.

Монтаж контура заземления своими руками фото

Чтобы эти изделия служили на благо вашей безопасности как можно дольше, к их сечению выдвигают некоторые требования.

• Труба – вне зависимости от диаметра, она должна иметь толщину стенок не менее 3,5мм.
• Уголок – опять же, не зависимо от ширины полок, толщина металла не должна быть меньше 4мм.
• Арматура или круглый прокат должен быть диаметром не менее 16мм.
• Размеры полосы, служащей для связки заземляющих электродов, должны составлять 4х12мм.

При всем этом используемом материале длина заземляющих электродов составляет 1,5-2м.

Расчет контура заземления

Сопротивление контура заземления рассчитывается отдельно для каждого элемента системы, после чего суммируется. Как правило, расчетные данные значительно отличаются от фактических. Это связанно с тем, что в зависимости от глубины, удельное сопротивление уменьшается.

Рассчитать сопротивление заземляющего контура можно по формуле R= R1/ Kи*N,

в данном случае R1 – это сопротивление одного электрода, Ки – коэффициент использования, характеризующий нагрузку электрической цепи, и N – количество заземляющих электродов.

Расчет контура заземления нужен для того, чтобы определить количество необходимых электродов. Ленивым людям все расчеты можно осуществить с помощью компьютерной программы «Электрик v.6.6».

Как сделать контур заземления своими руками

Как монтировать контур заземления своими руками

Определив количество необходимых электродов, можно приступать к монтажу заземления. Следует понимать, что установить эти электроды можно разными способами – линейным или в виде какой-либо фигуры. Наиболее распространенная схема контура заземления – это треугольник, но здесь необходимо учитывать возможности пространства приусадебного участка. Если места хватает, то лучше расположить электроды квадратом или треугольником, если нет, то придется разместить их в линию. По большому счету это не очень важно.

Траншея для контура заземления частного дома фото

Итак, копаем траншею в виде необходимой формы на глубину 0,7м и забиваем вертикальные электроды. Расстояние между электродами примерно должно равняться их длине – если монтировать замеляющий контур в виде треугольника или квадрата, то эта величина должна характеризовать длину их граней. Забивать электроды необходимо так, чтобы в канаве они выступали на высоту 0,2м.

Ну а дальше все просто – вооружаемся сварочным аппаратом и стальной полосой. Задача заключается в том, чтобы соединить между собой все имеющиеся электроды. Здесь выдвигаются повышенные требования к сварке. Полосы и электрод необходимо сварить сплошным швом во всех возможных местах, а чтобы свести на нет процесс коррозии металла, выступающие электроды и полосу нужно покрыть слоем грунтовки.

Прежде чем закапывать получившуюся конструкцию, устройство контура заземления необходимо подключить к домашней электропроводке. Для этого также понадобится прокопать траншею и провести металлическую полосу вплоть до распределительного щитка, где и выполняется его непосредственное подключение.

Контур заземления своими руками

Проверка контура заземления частного дома

Но и это еще не все – чтобы избежать лишней земельной работы, нужно выполнить проверку контура заземления. По большому счету, проверку контура и замеры его сопротивления должны проводить соответствующие организации, на что выдавать определенный сертификат соответствия. Но в случае самостоятельного контроля воспользуйтесь прибором под названием «клещи» – с его помощью можно провести вычисления, не прибегая к разрывам цепи и использованию сложной устаревшей техники с множеством электродов.

Проверка контура заземления частного дома

Пользоваться таким прибором не сложно – устанавливаете переключатель в режим измерения сопротивления, замыкаете клещи вокруг стальной полосы заземления, после чего прибор выдает показания, которое согласно всем нормам не должно превышать 4Ом.

Только после такой проверки на соответствие нормам сделанный своими руками контур заземления можно закапывать. Не забудьте качественно уплотнить грунт. Проливать водой его не стоит – просто по мере подсыпания земли ее нужно хорошенько утрамбовывать. Со временем почва даст усадку и при необходимости можно будет выполнить дополнительную подсыпку.

Когда можно закапывать контур заземления частного дома

Подключение контура заземления к распределительному щитку своими руками

Задаваясь вопросом, как сделать контур заземления, нельзя упускать из виду процесс его подключения к внутренней цепи электропитания. Это соединение должно быть надежным и долговечным. Как правило, стальную полосу, идущую от контура, связывают со щитком медной жилой сечением не менее 6 квадратов. К полосе кабель подключается с помощью болта, оснащенного гайкой и двумя шайбами, а к щитку – специальной шиной с клеммами, к которой и подключаются отдельные ветви заземляющих проводов внутренней электропроводки дома.

Подключение контура заземления к распределительному щитку

Теперь вы знаете, как делается контур заземления частного дома и, вооруженные теорией, можете приступать к практике. Главное помните, что все должно делаться как можно качественнее, а соединения выполняться самым надежным способом.

Автор статьи Юрий Пановский

Заземление дома своими руками.

Как сделать? Что нужно знать?

Заземление – обязательный элемент организации электропроводки частного дома. Ведь при непредвиденном пробое электричества именно заземление защищает от удара током. Да и те, кто пробовал взяться за включенную в сеть стиральную машинку сзади, знают, как ощутимо «щипаются» её открытые металлические части.

Кроме стиральной машинки напрямую, а не через евророзетку, желательно заземлять:

• микроволновые печи – при плохом контакте с розеткой она способна довольно ощутимо биться током, поэтому практически у всех моделей сзади есть винтовая клемма отдельного заземления;
• электроплиты (духовки и варочные поверхности) – из-за высокой мощности очень велика вероятность пробоя, поэтому заземления через розетку недостаточно;
• персональные компьютеры – заземляются за любой крепежный винт сзади на корпусе, что позволяет убрать плавающие потенциалы и улучшить скорость работы беспроводного интернета.

Кроме того, на один заземляющий контур можно подсоединять электроприборы и молниезащиту (при наличии УЗИП), что сэкономит время и силы при строительстве.

Что нужно знать о заземлении

Перед тем, как начать собирать своими руками контур заземления, необходимо разобраться в терминологии. Сам контур состоит из заземлителей и металлосвязи. Заземлители – металлические штыри длиной 2-3 м, полностью, погружаемые в землю. А металлосвязь соединяет между собой эти штыри и распределительный щит в доме.

В качестве заземлителей, согласно «Правилам устройства электроустановок», могут быть металлические трубы, уголки, пруты или многопроволочные канаты.

Категорически запрещается использовать арматуру для заземляющего контура – недостаточный диаметр сечения и ребристая поверхность быстро приводят к проржавению конструкции и потере заземляющих свойств.

Между собой заземлители можно соединять любыми из указанных проводников, но стоит учесть, что уголки и металлические ленты довольно сложно сгибать на поворотах.

Поэтому при выборе металлосвязи нужно заранее определиться со схемой контура и способом ввода заземляющего проводника в дом.

Схемы заземляющего контура – их преимущества и недостатки

От выбранной схемы будет зависеть надежность и долговечность всей конструкции. Так, условно контуры делятся на:

• линейные – когда заземлители уложены в ряд и соединяются друг с другом последовательно;
• с замкнутым контуром (треугольные, квадратные, овальные) – когда все заземлители соединены в замкнутый круг.

Линейная схема немного проще в исполнении – нужно на одно соединение меньше и не требуется много места. Монтаж уложенных в ряд заземлителей можно производить даже вдоль отмостки фундамента (но не ближе 1,2 м от края). Зато замкнутый контур надежнее – даже при выходе из строя одного соединения контур будет работать, ведь цепь не разомкнется.

Типы подключения заземления к распределительному щитку

Подключение к линии электропередач, в основной своей массе, происходит воздушными линиями. Заземление линий в этом случае выполнено по системе TN-C, когда в дом подводятся два провода – фаза (L) и ноль (совмещенный защитный и рабочий провод PEN), а нейтраль самого источник питания заземлена.

Чтобы в этом случае подключить контур заземления дома или дачи к электрическому щиту, необходимо самостоятельно переделать систему заземления:

• с TN-C на TN-C-S – в этом случае провод PEN подключается к рабочему нулю N и защитному проводу PE;
• с TN-C на ТТ – провод PEN подключается напрямую к нулю N, а PE выводится на шину заземления.

В первом варианте провод PEN разделяется и подключается на две отдельные шины N и PE, которые обязательно маркируются. Ноль – синей изолентой, заземление – желтым знаком заземления. Шина N должна крепиться в щитке специальными изоляторами, чтобы не контактировать с коррусом. А шина заземления PE крепится прямо на корпус. Обе шины соединяются с собой токопроводящей перемычкой.

При разделении PEN проводника ни в коем случае в дальнейшем нельзя соединять провода N и PE – это приведет к короткому замыканию!

Во втором варианте провод PEN не разделяется, а крепится к шине N и в дальнейшем считается нулем. К шине PE будут крепиться только провода заземления электроприборов. Этот способ предпочтительнее, так как при отгорании PEN-проводника все пользователи линии электропередач будут подключены на шины заземления в домах. И если заземление есть не у всех жителей, то это может привести к поломке техники у тех пользователей, кто всё же озаботился его устройством.

Единственный недостаток системы ТТ – необходимость установки УЗО или реле напряжения, что ведет за собой увеличение затрат на организацию электропроводки.

Как сделать заземление – детальная инструкция с фото

Устройство заземления делится на два этапа – монтаж заземлителей и подключение контура к щитку. Учитывая трудоемкость процесса, всю работу можно разделить на два дня. Главное, дождаться сухой погоды.

Устройство заземляющего контура

Соблюдая последовательность работ, сделать контур заземления сможет даже непрофессионал.

Единственное требование к работнику – физическая сила, так как придется хорошенько помахать кувалдой.

1. Очень важно выбрать место для контура – в случае пробоя электричества над ним не должны находиться люди и животные. Идеальный вариант – спрятать заземление под огражденной клумбой или заасфальтированной дорожкой.
2. Размечается место под контур. Самой популярной схемой является треугольник, так как для улучшения токопроводящих свойств минимальное количество заземлителей в контуре – три. Оптимальное расстояние между ними – 1,2 м, но может варьироваться от 1 м до 1,5 м. Важно соблюдать одинаковый шаг между заземлителями.
3. Хотя размещать контур нужно не ближе 1 м от дома, максимальное расстояние не должно превышать 10 м.
4. По разметке равнобедренного треугольника и по направлению к дому выкапывается траншея глубиной 50-70 см. В вершинах мощными ударами кувалды вбиваются металлические уголки или трубы на глубину ниже промерзания грунта (в среднем 2-3 м). Чем тяжелее кувалда – тем быстрее идет работа. А заземлители из медных труб очень удобно забивать обычным перфоратором.
5. Верхние концы заземлителей не забивают до конца, но с таким расчетом, чтобы после засыпания траншеи над ними было еще 50 см земли.
6. Соединяются вершины треугольника металлическими полосами или прутами. Очень важно места соединения сваривать – это позволит избежать регулярного подкручивания болтов при использовании крепежей. Если же контакта заземлителя с металлосвязью не будет, то вся работа по устройству контура бессмысленна. (13)
7. Заземляющий проводник, идущий к дому, также приваривается к контуру. На конце, расположенном на стене дома, приваривается болт, к которому и будет идти заземляющий провод от шины в щитке.
8. Все сварочные стыки после остывания замазываются битумной мастикой в несколько слоев. Это предотвратит коррозию и, как результат, потерю контакта.
9. Траншея засыпается землей, а часть заземляющего проводника, находящегося на поверхности («земляная» шина), красится – для защиты металла от влаги. Традиционная краска для проводника заземления – красного цвета. Но ни в коем случае нельзя красить весь проводник – он должен контактировать с землей для рассеивания напряжения.

Работы по подключению заземления к щитку можно отложить на любой другой день – если всё сделано правильно, контур прослужит без ремонта 50-70 лет, поэтому спешить с подключением нужно только при наличии уже подключенных к сети электроприборов.

Правильное подключение заземления – залог безопасности и долгой службы техники

Очень важно правильно подключить «земляную» шину к щитку. Для этого используются медные, алюминиевые или стальные проводники. Для медных изделий сечение не должно быть меньше 10 кв.мм, для алюминиевых – 16 кв.мм, а для стальных – 75 кв.мм. Использоваться могут как металлические полосы, так и витые провода.

Для крепления металлических полос делается отверстие по диаметру болта и фиксируется гайкой с шайбой. Провода к болтам должны крепиться специальными клеммами, а ни в коем случае не накручиваться на них.

Место соединения должно быть зачищено до блеска и покрыто консистентной смазкой – она защищает металл от окисления и электрокоррозии.
К щиту заземляющий проводник крепится на корпус также винтовым соединением. Если дверца щита не заземлена, необходимо заземлить и её – еще одним проводником. Важно заранее подобрать шины заземления в щитке с достаточным количеством отверстий для разных приборов – крепить два провода в одну точку категорически запрещается.

Существует распространенное заблуждение, что электроприборы лучше заземлять «чисто», а не через общий контур заземления. Но в этом случае большое количество «индивидуальных» заземлителей создают свой контур, при этом при пробое электричества на одном приборе вполне вероятно появление напряжения на другом.

Проверка заземления

Очень важно не пренебрегать проверкой заземления. В идеале, проводить её нужно раз в несколько лет, чтобы удостовериться, что контакты в месте сварки не отошли. Проверка проводится специальными измерительными приборами, которые для одноразового пользования покупать нецелесообразно. Без специального же омметра проверять сопротивление контура бесполезно и даже опасно.

Так, при подключении обыкновенной лампочки к фазе и контуру она будет гореть, даже если вместо контура воткнуть в землю лом – из-за маленького электропотребления. Если же использовать мощный прибор, например, обогреватель, это может быть опасно для здоровья. К тому же нужно точно измерить сопротивление контура – оно не должно превышать 4 Ом.

Можно использовать трехэлектродный метод с амперметром и вольтметром, а в качестве источника тока взять понижающий трансформатор на 12-16 вольт, но ведь и эти приборы есть не у каждого. Поэтому лучше пригласить один раз электрика и быть уверенным в качественно выполненной работе!

Вам понравится

устройство контура, схема монтажа, материалы и порядок работ

На чтение 12 мин. Просмотров 22 Опубликовано 01.08.2019 Обновлено 09. 07.2019

При обустройстве домашней электросети УЗО и автоматические выключатели не могут в должной мере обеспечить защиту системы и жильцов. Оптимальный вариант предотвращения аварийной ситуации – заземление в частном доме. Данная линия организуется по нескольким схемам, четко регламентированным нормативами.

Что дает заземление

Заземление в частном доме своими руками

Частицы электрического тока (электроны) направляются к положительным зарядам или контакту заземленных устройств при их наличии. Если не заземлить электрическую сеть, электроны начинают накапливаться в кабелях, повреждая чувствительные части электроприборов. При касании контура питания человек становится точкой отвода электронов. Это приводит к травмам или летальному исходу.

В частном или загородном доме сделать линию заземления необходимо с целью:

• устранения рисков поражения электротоками;
• автоматического выключения питания в помещении;
• изоляции оборудования 2 класса;
• уравнивания потенциалов заряда;
• защиты электролинии, системы малого напряжения;
• изоляции помещений, площадок, рекреационных зон.

Правила устройства электроустановок называют заземление обязательной частью электросети.

Нужно ли заземление на даче и в деревянном доме

Если в доме заземления нет, в аварийной ситуации последствия могут быть печальными и даже трагическими

Обилие бытовых приборов и законодательное регулирование электробезопасности объясняют необходимость защиты проводки от электротока. Особенно это актуально для дач и зданий из дерева.

В дачном поселке чаще всего строят деревянный или каркасный дом. Основными коммуникациями участка являются трубопроводы на поверхности или минимальной глубине, скважины, колодцы. Во время гроз эти коммуникации могут притягивать молнию.

Если загородный коттедж не оборудован громоотводом либо заземлением, риски возгораний увеличиваются в разы. При отсутствии пожарной службы поблизости огонь распространяется быстро. Владельцы могут лишиться имущества или получить серьезные травмы.

Заземляющего контура на даче недостаточно – нужен молниеотвод.

Системы заземления частного дома

На объектах частного строительства можно сделать заземление на основании систем TN-C-S и TT.

Применение TN-C-S

Основной прибор защиты – автоматы с глухозаземленными нейтралями. Они соединяются с землей общим PEN-кабелем, разделяясь на входе в здание. Опасность системы – возникновение фазного напряжения при обгорании провода PEN и одновременное касание земли и фазы. По этой причине ПУЭ регламентируют строительство линии:

• использование PEN-проводника с механической защитой;
• резервные заземленные столбики через каждые 100-200 м.

Реализовать TN-C-S в сельской местности проблематично.

Особенности системы ТТ

Провод земли подается на распредщиток от индивидуального заземляющего контура. Система отличается устойчивостью к разрывам кабеля, но не функционирует без УЗО. Последний элемент устраняет риски поражения электротокам.

Схема заземления TT

ТТ – резервный вариант, который используется в случаях невозможности организации TN-C-S.

Устройство заземления

Схемы контура заземления

Домашний контур заземления является устройством с внутренней и наружной подсистемами. Две из его трасс соединяются в распредщитке, остальная часть находится на улице. Она представляет собой электроды, скрепленные пластинами из металла и вкопанные в грунт. На главный щиток от конструкции протягивается металлическая шина. Устройство работает по принципу отвода электротока в локальный грунт при касании человека к технике.

Из чего делать заземление

Металлический уголок для заземления

Своими руками можно выполнить заземление из металлических прутов 16 мм в диаметре. Один конец элемента затачивают до острого состояния, а на второй прикрепляют сваркой плоскую площадку.

Также используют металлический уголок с выступами в виде полочек длиной 50 мм, которые быстро забиваются кувалдой в мягкую почву.

Трубы со сплющенным или заваренным в конус краем также подойдут для обустройства защиты. Понадобится проделать отверстия с отступом 50 см от края, чтобы система функционировала в условиях пересохшего грунта. Для восстановления работы в элементы заливают раствор соли с водой. Недостаток технологии – необходимость выкапывания или бурения скважины.

Из арматуры заземление делать нельзя – каленый слой изменяет направление тока и быстро расщепляется в почве.

Модульно-штыревое заземление

Конструкция представляет собой стальные штыри длиной 1,5 м с медным покрытием. Готовый комплект модульно-штыревого заземления для дома и дачи соединяется муфтами. Вертикальные и горизонтальные элементы скрепляются латунным зажимом.

Сборка и монтаж осуществляются последовательно:

1. Штырь обрабатывается антикоррозийным средством.
2. На верхнюю часть устанавливается насадка-наконечник для удобства работы с вибромолотком.
3. На второй конец прута надевается заостренный наконечник и покрывается антикоррозийным средством.
4. Наверх штыря надевается плоская площадка.
5. Выкапывается углубление в грунте.
6. Набор для заземления в сборке помещается в яму и ввинчивается на максимальную глубину.
7. Вибромолотом конструкцию погружают в почву, оставляя 20 см для присоединения другого стержня.

Готовый модульный прибор занимает небольшую территорию, не требует проведения сварочных работ. Все части конструкции изготавливаются заводским способом, поэтому собираются без усилий.

Контур из черного металла

Заземляющим электродом являются любые стержни из черного металлопроката – стальные уголки, трубы, гладкая арматура, двутавры. Оптимальное сечение металла для эксплуатации на протяжении 20-30 лет – не меньше 1,5 см2.

Популярный вариант, по которому может делаться защитный контур – в виде треугольника, где электроды являются вершинами. Штыри соединяются полосами из металла, аналогичный элемент протягивается на распределительный щит. В зависимости от сопротивления почвы стержни устанавливаются на расстоянии 1,2 – 3 м.

МЭК 60364.5.54 отмечает, что в условиях песчаников, щелочных грунтов с низким УГВ можно использовать чернометаллические штыри с оцинковкой.

Глубина забивания штырей

Схема контура заземления

Допускается забивание металлических стержней на глубину:

• от 80 до 100 см, но не менее 60 см ниже уровня промерзания почвы;
• от 100 до 200 см при наличии пластичных, подвижных грунтов на участке;
• с выступом на 1/3 во влажных почвах.

Замерзший или пересохший верхний слой увеличивает сопротивление почвы в 10 раз.

Чего делать нельзя

Неправильное соединение заземляющего провода

Чтобы безопасно заземлять участок и дом, стоит обращать внимание на запреты ПУЭ. Согласно документу нельзя:

• применять металл с корродированием – существуют риски коротких замыканий;
• использовать арматуру в качестве заземлителя и проводника – ток разрушает каленый слой и прут быстро ржавеет;
• прокладывать контур на расстоянии от жилого здания не более 1 м – система будет неэффективной;
• использовать в качестве контура трубы отопления или подачи воды – система не будет целостной;
• объединять РЕ-проводник с рабочим нулем за участком разделения – защитный автомат начнет срабатывать постоянно;
• ставить перемычку на ноль и РЕ-проводник розетки – при разрыве нуля на корпус бытовой техники будет подаваться фаза.

Подробные рекомендации указаны в Правилах устройства электроустановок.

Как правильно сделать

Подготовка к заземлению в частном доме

Для правильного выполнения монтажа на участке защитного заземления и ввода его в дом стоит подобрать материал и форму заземлителей.

Конструкция изготавливается из стальных или медных металлических элементов:

• вертикальных прутьев от 16 мм;
• горизонтальных стержней от 10 мм;
• стальных изделий толщиной от 4 мм;
• стальных труб диаметром от 32 мм.

По форме заземлитель может иметь вид равностороннего треугольника со штырями-вершинами. Второй вариант – линия с 3-мя элементами, расположенными ровно. Третий способ – контур, при котором стержни забиваются с шагом 1 м и соединяются металлосвязями.

Шаг в 1 м подходит для строений с квадратурой от 100 м2.

Порядок действий

Земельная подготовка к прокладке контура заземления

Монтаж заземления стоит рассмотреть на примере треугольника. Работают по следующей схеме:

1. Делают разметку в виде треугольников с отступом от начала отмостки до участка монтажа не меньше 150 см.
2. Выкапывают траншеи в виде треугольника. Размер сторон – 300 см, глубина канавок – 70 см, ширина – от 50 до 60 см.
3. Вершину ближе к строению соединяют траншеей 50 см в глубину.
4. На кончиках вершин забивают элементы (круглый штырь или угол) длиной 3 м.
5. Заземлитель опускают ниже уровня почвы на 50-60 см. Над поверхностью дна он возвышается на 10 см.
6. К видимым участям элементов приваривают металлосвязи – полосы 40х4 мм.
7. Треугольник подводят к дому при помощи металлических полос или круглых проводников с сечением от 10 до 16 мм2 и сваривают.
8. Убирают шлак с точек соединения, покрывают конструкцию антикоррозийным средством.
9. Проверяют сопротивление (должно быть до 4 Ом) и делают засыпку канавок почвой без крупных примесей. Каждый слой утрамбовывают.
10. На ввод в дом к полосе приваривают болт с изолированным медным проводником сечением 4 мм2.
11. Подкидывают заземление в щиток. Подключение осуществляется на специальный узел, покрытый консистентным составом.
12. Землю подсоединяют на каждую линию, разведенную по дому.

Согласно ПУЭ, нельзя развести «землю» одним проводником – только в общем кабеле.

Ввод контура заземления в дом

Ввод контура заземления в дом

Для ввода контура в дом стоит использовать стальную полосу 24х4 мм, медную проволоку сечением 10 мм2, алюминиевый провод сечением 16 мм2:

• Проводники с изоляцией. На контур следует приварить болт, а на конец проводника – надеть гильзу с круглой бесконтактной площадкой. Далее собрать устройство, накрутив на болт гайку, на нее – шайбу, потом – кабель, шайбу и затянуть все гайкой.
• Стальная полоса. В помещение заводится шина или проводник. Чтобы обеспечить аккуратность выполнения, проводят медную шину с небольшими размерами.
• Переход с металлической шины к медному проводу. На шину приваривают два болта с удалением на 5-10 см. Вокруг элементов обкручивают проводник, прижимают болты шайбами.

Последний метод удобнее для разводки сквозь стену.

Почему нельзя делать отдельные заземления

Установка отдельных заземлений не обеспечит эффективности эксплуатации бытовой техники. Электрический ток может стать причиной поражения человека. Если в доме 2 и больше розетки с отдельными заземлениями, оборудование может выйти из строя. Причина заключается в зависимости сопротивления контуров от состояния грунта на отдельном участке. Между конструкциями может появится разница потенциалов, что выведет технику из строя или причинит электротравму.

Какую систему выбрать

В частном секторе на сегодня применяются только две схемы — TN-C-S и TT. Чаще всего к строению подводится двухжильный проводник на 220 В или четырехжильный – на 380 В.

Устройство системы заземления TN-C-S

Схема подключения заземления

Схема заземления TN-C-S  обеспечит качественную защиту только при наличии дифавтомата и УЗО. Подключать все системы на основе проводников тока (водоподачу, армирование фундамента, канализацию, отопление) на земляную шину нужно отдельными проводами:

1. Выбор шин для разводки PEN-кабеля. Понадобится «земля» (PE) с металлическим основанием, нейтраль (N) с диэлектрическим основанием и расщепитель на 4 точки.
2. Подключение металлической шины к металлическому корпусу щитка для образования контактов. Краску на точках крепления удаляют полностью.
3. Монтаж нулевой шины на дин-рейке.
4. Проверка расположения шин – они не пересекаются.
5. Заведение PEN-проводника на расцепитель.
6. Подключение к расцепителю контура заземления.
7. Установка перемычки на земляную шину от одного гнезда при помощи медного провода с сечением 10 мм2.
8. Монтаж перемычки со свободного гнезда на шину нуля или нейтрали – применяется аналогичный провод из меди.

Потребители подсоединяются по принципу протягивания фазы от вводного провода, нуля – от шины нейтрали, земли – от шины РЕ.

Заземление по системе TT

Систему TN-C в старых домах можно преобразовать в ТТ. Фазный кабель от столба используется в качестве фазы, а защитный – фиксируется на нулевую шину и остается нейтралью. Проводник от готового контура сразу выводится на шину заземления.

Минус системы ТТ заключается в защите исключительно оборудования, подкинутого на провод земли. Оставшиеся приборы, подключенные по двухпроводному способу будут под напряжением. В случае заземления корпусов дополнительными проводниками напряжение при скачках остается нулевым, и автомат может разорвать фазу.

Зачем при наличии заземления нужно УЗО

Принцип действия УЗО

Устройство защитного отключения необходимо для выравнивания фазного и нулевого тока. При вероятности утечки УЗО обесточит линию и даже при касании к корпусу прибора электричество уйдет в грунт.

Схема без заземления и УЗО

Если в доме нет заземления, монтаж защитного устройства осуществляется двумя способами.

На входе. Прибор является единственным средством защиты для всей домашней проводки. Напряжение будет подаваться через кабель ввода на распределительный щит, потом – на двухполюсный автомат, а после – на УЗО. После этого можно подключать автоматы к отходящим линиям.

Схема практически не требует финансовых затрат, обеспечивает компактное расположение всех приборов. Ее минус – срабатывание устройства в режиме токовой утечки и обесточивание всего здания.

На входе и линиях отвода. Вводное приспособление монтируется на входе, а вспомогательные – около автоматов линий отвода. Количество УЗО определяется разветвлением электросети. К защите допускается подсоединять бойлеры, стиралки, электрические плиты и посудомоечные машинки. По такому принципу удобно подключать гараж, погреб или подсобные постройки.

В момент утечки тока срабатывает конкретный прибор, останавливается один вид техники, остальные работают в стандартном режиме. Недостаток системы – заземление долго устанавливается в габаритном щитке, который стоит недешево.

УЗО в системе без защитного проводника TN-C

Подключение УЗО и дифавтомата в однофазной системе TN-C

Система включает трехфазный (4 шт.) или однофазный (2 шт.) провод. Первые состоят из 3-х фаз и одного нуля, вторые – из 2-х фаз и одного нуля. В случаях повреждения изоляционного слоя аппарат не сразу реагирует, поскольку ток утечки не появляется.

При касании к поврежденной технике часть напряжения поступит в тело человека. Только тогда УЗО начнет срабатывать. За 1/10 секунду может произойти многое – от неприятных покалываний до электроожогов.

Схема с защитным проводником (TN-S и TN-C-S) и УЗО

При контакте оборудования, подключенного через УЗО с заземляющим контуром, сразу возникает утечка тока. Она происходит при замыкании фазы на корпусе техники. Автомат активируется, разрывает соединение, ток отводится в грунт.

Газовый котел и УЗО

Заземлять газовый котел следует обязательно, одновременно с установкой УЗО. Необходимость работ обусловлена образованием поверхностного напряжения на корпусе котла при работе. Заземление в данном случае предотвратит выход оборудования из строя, устранит риски воспламенения от статического электричества. Обустройство линии также обеспечит дополнительную пожарозащиту, поскольку газ взрывоопасен.

Заземление электросети – универсальный способ защиты человеческой жизни, предотвращения пробоев изоляции, поломок бытовой техники. Электролинии без заземления являются пожароопасными, но устанавливать защитную систему стоит в соответствии со схемой подключения нейтрали, фазы, земли.

Стоит ли геотермальное отопление для дома? Что идет не так?

Геотермальные системы отопления для домов

Бытовые геотермальные системы отопления могут быть отличным способом обогреть дом , заменить печь и помечены как средства экономии денег. Вопрос в том, стоят ли они шумихи? Вот краткий обзор того, как они работают.

Начиная с глубины от 6 до 10 метров, температура земли больше не зависит от колебаний температуры поверхности и остается относительно постоянной на уровне от 8 до 10 C.Таким образом, основной принцип геотермального отопления и охлаждения заключается в использовании постоянной внутренней температуры земли для уравновешивания сильно меняющихся температур поверхности в Северной Америке и Канаде.

При использовании тепловых насосов геотермальные системы отопления и охлаждения извлекают тепловую энергию и передают ее в здания, экономя примерно от 50 до 60% затрат на отопление и охлаждение, в зависимости от сравниваемого топлива.

В летние месяцы геотермальное охлаждение работает аналогично стандартному кондиционированию воздуха, только тепло не просто выбрасывается в наружный воздух, а откладывается глубоко в земле для использования в будущем.Результатом является безупречное кондиционирование воздуха, потому что тепло, отбираемое в летние месяцы, фактически используется для обогрева земли глубоко под землей, тепла, которое повысит эффективность теплового насоса из источника тепла в зимние месяцы.

Геотермальные системы отопления дома:

Вертикальные геотермальные системы с замкнутым контуром имеют герметичную U-образную трубу из полиэтилена высокой плотности, по которой переносится теплоноситель (обычно смесь воды и метанола) в непрерывно циркулирующем контуре, обеспечивающем теплопроводный обмен.Когда жидкость возвращается на поверхность, нагревается или охлаждается в зависимости от сезона, дополнительное или уменьшенное количество тепла в воде используется для кондиционирования дома. Требуемая глубина для этой системы обычно составляет 300 футов или более, а стоимость рассчитывается в футах. Через нос, но ногой.

Геотермальная вертикальная петельная система © Alexandre Gilbert

Горизонтальная замкнутая геотермальная система работает так же, как и вертикальные системы, за исключением того, что трубы проходят вперед и назад на глубине от 6 до 10 футов под землей.Установка подразумевает рытье траншей (по крайней мере, 300 футов из них), а не рытье колодца.

Горизонтальные системы тепловых насосов с грунтовым источником могут быть дешевле в установке, но требуют значительного пространства и наносят довольно серьезный ущерб любым экосистемам, которые лежат на предполагаемом пути. Для данной длины трубы системы с горизонтальным контуром немного менее эффективны, чем системы с вертикальным контуром, поскольку на них легче воздействовать температурой поверхности. Другой недостаток заключается в том, что при возникновении утечки в контуре при использовании горизонтального коврика или решетчатой ​​системы весь сад придется снова выкопать в поисках крошечной утечки, которая теряет давление в системе.

Геотермальная система с горизонтальным контуром © Alexandre Gilbert

Геотермальные системы с открытым контуром используют грунтовые воды, перекачиваемые непосредственно из подающей скважины (глубиной от 75 до 100 футов) для забора и нагнетания тепла. Вода откачивается из первой скважины, а после теплообмена закачивается во вторую скважину.

Геотермальная система с открытым контуром © Alexandre Gilbert

Системы с открытым контуром имеют очень высокий термический КПД, и их установка может быть на 50% дешевле, чем вертикальные системы с обратной связью.Однако условия, необходимые для правильного функционирования этих систем, редко встречаются в городских районах, поскольку они требуют обильного источника грунтовых вод и высокого уровня грунтовых вод.

Сэкономит ли геотермальное отопление мне деньги?

Это действительно зависит от размера объекта отопления. Ни одна геотермальная система не обходится дешево в установке , и поскольку она предлагает только сокращение потребления, окупаемость инвестиций действительно возможна только для больших зданий. По этой причине геотермальная энергия больше подходит для коммерческих или многоквартирных жилых проектов значительного размера.

Дом должен быть довольно большим и иметь несколько плохую изоляцию, чтобы фактически окупить себя в разумные сроки. Во многих случаях, особенно при строительстве новых домов среднего размера, такие крупные финансовые вложения в энергоэффективность могут принести гораздо большую отдачу, если вместо этого они будут направлены на удержание тепла — более качественные окна, дополнительную изоляцию дома в новостройке, изоляцию существующих стен от снаружи во время ремонта дома, а лучше ленты и мембраны для герметизации воздуха и т. д.

Цены Ball park на геотермальную систему : Для дома среднего размера (2000 кв. Футов) установка GSHP легко будет стоить 30 000 долларов, и это в обмен на ежемесячную экономию около 50% на счетах за отопление. . Таким образом, окупаемость среднего дома на одну семью просто слишком далека, чтобы сделать его финансово конкурентоспособным вариантом для всех домов, кроме самых потребляющих — и даже тогда только тогда, когда котел или печь вышли из строя и нуждаются в замене.

Те же самые инвестиции в размере 25000 долларов (или, возможно, меньше) в лучшую тепловую оболочку, вероятно, легко сократят счета за отопление на 70 или 80%, а может, и больше. Геотермальная энергия — отличная глобальная технология, но дома с плохой изоляцией для одной семьи получат гораздо большую отдачу, если вместо этого деньги будут вкладываться в изоляцию или баланс между энергосберегающими ремонтами и высокоэффективными тепловыми насосами.

DIY Геотермальные системы отопления и насос

Сторонники геотермальных систем отопления и охлаждения стучат в дверь общественного признания в течение почти двух десятилетий. И теперь, благодаря улучшенному оборудованию и изменению отношения, двери начинают открываться.Хотя количество проданных сегодня геотермальных систем по-прежнему составляет менее 1 процента внутреннего рынка отопления, продажи с осени 1997 года по весну 1998 года выросли почти на 22 процента по сравнению с предыдущим годом. Когда подведены итоги сезона 97-98, отрасль ожидает аналогичных успехов. Медленно, но верно домовладельцы начинают обращать на это внимание.

Что такого привлекательного в геотермальных технологиях? Энергоэффективность. В технологии, определяемой числами, есть факт, который поймет каждый: с геотермальной системой — их также называют системами геообмена — достаточно плотные 2000 кв.-фт. дом можно отапливать и охлаждать примерно за 1 доллар в день. Соразмерная экономия обычна для больших домов. Вы заплатите на несколько тысяч больше вперед, но во многих случаях окупаемость может занять всего два или три года. И как только система окупится, годовая рентабельность инвестиций может приблизиться к 20 процентам. Добавьте к этому впечатляющую долговечность и менее сложные методы рытья траншей, и чаша весов начнет падать, по крайней мере, на рынке новых домов.

Основы геотермальной энергетики

Сердце типичной геотермальной системы — это грунтовый тепловой насос, который перекачивает воду по подземному трубопроводу.Вода, проходящая по этому контуру, использует температуру почвы для нагрева или охлаждения хладагента теплового насоса. Примечательно, что тепловой насос расположен в помещении, как печь, что дает преимущества, о которых мы скоро узнаем.

Хотя это оборудование может показаться экзотическим, его работа довольно проста для понимания по сравнению с обычными тепловыми насосами типа «воздух-воздух». Обычный тепловой насос — это просто центральный кондиционер, который может реверсировать поток своего хладагента. Компрессор расположен за пределами дома и в режиме обогрева может извлекать часть тепла, присутствующего в холодном наружном воздухе, и передавать его в конденсаторный змеевик.В отличие от обычных печей, тепловые насосы не должны вырабатывать тепло, они просто собирают имеющееся тепло — и в этом заключается экономия.

Однако ниже 10 градусов по Фаренгейту в воздухе присутствует слишком мало тепла, и требуется резервный источник тепла, чтобы компенсировать разницу или, во многих случаях, полностью заменить ее. Даже в пределах эффективного рабочего диапазона теплового насоса эффективность напрямую зависит от температуры окружающей среды. Чем холоднее становится, тем меньше тепла доступно и тем менее эффективна система.

В отличие от этого, геотермальный тепловой насос с его подземным трубопроводным контуром может использовать более теплый и стабильный источник тепла. Почва ниже уровня мороза — от 4 футов до 6 футов в глубину — хранит солнечную энергию на более или менее постоянном уровне с температурой, привязанной к широте. Температура грунта колеблется от низких 40-х на севере до низких 70-х на юге.

Для сравнения мы будем использовать температуру почвы 55 градусов по Фаренгейту, обычную для большей части Среднего Запада и Центральной равнины.Этот район страны страдает некоторыми экстремальными температурами, но также имеет изрядное количество мягких дней, так что это разумный выбор.

При температуре грунта 55 градусов по Фаренгейту системе необходимо повысить температуру всего на 15-20 градусов, чтобы достичь комфортной температуры в помещении. Сравните это с максимальной разницей в 40–60 градусов, с которой может справиться тепловой насос «воздух-воздух», и с еще большей разницей, ожидаемой от стандартных печей, и логика довольно быстро становится понятной. Единственное влияние температуры наружного воздуха на уравнение — это способность дома сохранять тепло. Дома быстрее теряют тепло в холодные дни, поэтому все системы работают тяжелее в холодную погоду. Но хотя в наши дни может потребоваться более частая работа геотермального теплового насоса, он не работает менее эффективно.

Геотермальный принцип работает примерно так же и для кондиционирования воздуха. Вместо внешнего компрессора, работающего против дневной жары и использующего горячий воздух в качестве теплоотдачи, в помещении работает геотермальный тепловой насос, используя температуру земли в качестве отправной точки.В результате достигается экономия от 20 до 40 процентов по сравнению с обычными тепловыми насосами и кондиционерами.

Конечно, более низкая температура почвы снизит эффективность обогрева, а более теплая почва приведет к экономии на кондиционировании воздуха. Однако в среднем геотермальные тепловые насосы производят в три-четыре раза больше энергии, чем они потребляют.

Обзор оборудования

Хотя основные принципы геотермального отопления не сильно изменились за 20 лет, изменилась технология, и в этом вся разница.Безусловно, самый большой шаг вперед был сделан в компрессорной технологии. Примерно до 1990 года все компрессоры тепловых насосов и кондиционеров имели только одну скорость, и поскольку каждая установка должна была рассчитывать на работу лишь в несколько экстремальных дней, каждая система была в некотором смысле негабаритной. Таким образом, он был неэффективен большую часть дней в году.

Эта ситуация была исправлена ​​двумя совершенно разными усовершенствованиями в конструкции компрессора, оба из которых на 25-30 процентов более эффективны, чем предыдущие технологии.Первый — это двухскоростной компрессор, который может работать на холостом ходу в мягкие дни и увеличивать обороты в экстремальные дни. Поскольку эти компрессоры работают чаще, вы также сможете лучше контролировать влажность во время сезона кондиционирования воздуха.

Практически одновременно со спиральными компрессорами появились на рынке. Спиральные компрессоры радикально отличаются по конструкции — в них используется орбитальный змеевик вместо поршня, а эффективность их работы повышена на 30%. Поскольку в них очень мало движущихся частей и еще меньше соприкасающихся частей, они рассчитаны на длительный срок службы.

Еще одно большое различие между стандартным тепловым насосом и грунтовым насосом заключается в том, что модель с грунтовым источником устанавливается в помещении. На первый взгляд это может показаться неработающим хотя бы из-за шума. Но эти системы тихие, почти такие же тихие, как и ваш холодильник, который, в конце концов, на самом деле всего лишь еще один вид теплового насоса. Шум, который мы ассоциируем с блоком воздух-воздух, исходит от большого вентилятора, необходимого для протягивания воздуха через змеевики компрессора. Но в наземных компрессорах используется вода, а не воздух, поэтому вентиляторы им не нужны.Вместо этого у них есть бесшумный циркуляционный насос и компрессор, работающий при более низком давлении, оба запечатаны в изолированном шкафу размером со стиральную машину.

Эта закрытая среда приносит дивиденды и другими способами. Ребра компрессора на наружных блоках более подвержены случайному повреждению, а вентилятор компрессора втягивает огромное количество грязи и мусора, что снижает поток воздуха и повреждает подшипники. Дальнейшее снижение эффективности может быть вызвано коррозией или выходом за пределы установленного уровня, возникающим в результате оседания компрессора, установленного на земле.Все эти факторы заставляют компрессор работать интенсивнее и нагреваться выше, до 450 градусов по Фаренгейту в действительно жаркий день, что достаточно жарко, чтобы нанести ущерб. Холодный старт в холодные дни тоже берет свое.

Но у внутреннего блока в его герметичной камере нет ни одной из этих проблем. В результате самые старые модели существуют уже 20 лет и, кажется, остаются эффективными с возрастом. Этим можно объяснить часто отмечаемое несоответствие между показателями эффективности, сертифицированными в лаборатории, и эксплуатационными характеристиками.В параллельных тестах, сравнивающих наземные тепловые насосы с обычными тепловыми насосами и кондиционерами, последние постепенно теряют свои позиции. Скорее всего, разница заключается в среде, в которой они установлены.

Дополнительно к системе

Большинство компрессорных отсеков также содержат две надстройки — тепловую решетку сопротивления и пароохладитель. В условиях северного климата наземным насосам может потребоваться небольшая помощь в очень холодные дни, и небольшой резистивный нагреватель сделает эту работу.Дополнительные операционные расходы составляют от 30 до 40 долларов в год. Хотя это может показаться чистым убытком, на самом деле это не так. Встроенное тепловое сопротивление позволяет немного уменьшить размер насоса и трубного контура, что экономит деньги.

Пароохладитель — это дополнительная система рекуперации тепла, которая обеспечивает до 60 процентов горячей воды в доме. На самом деле это просто второй конденсатор, расположенный в шкафу и подключенный к стандартному электрическому водонагревателю через коаксиальный фитинг. Летом он дает больше тепла, но помогает и зимой.Цена покупки составляет внушительные 500 долларов, но, опять же, стоимость вводит в заблуждение. Без пароохладителя вам потребовалось бы установить дополнительные подземные трубопроводы для отвода лишнего тепла. Как и следовало ожидать, большинство агрегатов поставляется с пароохладителями.

Блоки управления

И термостаты, и панели управления этих систем являются электронными. Термостат способен определять изменение температуры до 0,1 градуса по Фаренгейту и активировать систему, когда он обнаруживает падение температуры всего на 1 градус.Поскольку человеческое тело может ощущать разницу в температуре только на 2-3 градуса, система всегда на шаг впереди в комфорте.

Микропроцессор в шкафу выполняет двойную функцию. Он упорядочивает запуск, чтобы снизить нагрузку на оборудование, а также имеет встроенный датчик неисправности, который может определить причину неисправности. Неисправности системы появляются на термостате, поэтому незначительные проблемы могут быть немедленно устранены, а более серьезные проблемы диагностируются до прибытия специалиста по обслуживанию.

Конфигурации контура

Почти во всех случаях контурный трубопровод изготавливается из гибкого полиэтилена высокой плотности, на который распространяется гарантия 50 лет и ожидаемый срок службы 200 лет. Его гибкость и отсутствие «памяти катушки» также упрощают установку, чем полибутилен, который использовался всего несколько лет назад. В жилых помещениях он обычно составляет 3/4 дюйма в диаметре и соединяется с термосваркой (термоплавлением).

Что касается контуров заземления, существует два основных типа систем — разомкнутый контур и замкнутый контур.Системы с замкнутым контуром более распространены и могут быть выкопаны или пробурены под землей горизонтально или установлены вертикально, как водяные скважины. Если вы живете рядом с частным озером, трубопроводы можно даже проложить под водой на дне озера. Вам понадобится не менее 8 футов воды над трубой круглый год, но, если эта опция доступна, она намного дешевле, чем подземная петля.

Второй вариант, установка с открытым контуром, не так популярен, как раньше. В этом случае источником воды для теплового насоса служит специальный колодец с погружным насосом.Как только вода проходит через систему, она возвращается в водоносный горизонт — обычно через вторую скважину, пробуренную специально для этой цели, или в ближайший ручей или озеро. Хотя эти системы достаточно эффективны, они, как правило, дороже. Колодцы дороги, а качество воды может быть проблемой. У вас также будут дополнительные расходы на эксплуатацию погружного насоса, обычно от 100 до 160 долларов в год.

Самая распространенная установка — это горизонтальная петля. В этой ситуации рядом с домом вырывается яма для доступа, поэтому петлю трубопровода можно провести через фундаментную стену и подсоединить к внутреннему компрессорному агрегату.Из этой ямы просверливают или вырывают несколько петель трубопровода глубиной не менее 5 футов.

В среднем для горизонтальной системы требуется 220 футов трубопроводов на каждую тонну нагрузки компрессора (12 000 БТЕ тепла). Более новый от 2000 до 2400 кв. Футов. для дома потребуется 3 тонны емкости и примерно 660 футов трубопроводной петли. В каждую узкую траншею или ствол можно установить две трубы — одну наружу и одну обратную — так что это 330 футов траншеи. Если используется экскаватор с обратной лопатой и вырыта траншея шириной 3 фута, шесть труб можно уложить в одну траншею, что позволит получить траншею короче.Цены различаются, но ожидайте, что вы будете платить около 600 долларов за каждую тонну мощности или около 1800 долларов за 3-тонную систему.

Горизонтальным системам всегда требовалось много свободного пространства, но две недавние разработки немного снизили требования к размеру партии. Во-первых, новая технология бурения позволяет оператору точно управлять 5-дюймовым станком. растачивание машины под общими препятствиями и вокруг них. Начиная с коллекторной ямы рядом с домом, машина может нырять под хозяйственные постройки, деревья и септические системы и подниматься на высоту 100 футов.прочь. По завершении две трубы, соединенные U-образным фитингом на дальнем конце, протягиваются через большую часть отверстия. Затем конец ствола скважины засыпается или набивается плотным цементирующим материалом, например бентонитовой глиной.

Другая новинка больше связана с изобретательностью, чем с оборудованием. Вместо того, чтобы прокладывать трубу вдоль дна длинной траншеи, ее наматывают в бухты диаметром от 2 до 3 футов. петли, как у большой обтягивающей игрушки. Затем катушки укладываются и засыпаются землей.Этот «обтягивающий» метод значительно увеличивает обнажение поверхности и существенно сокращает количество необходимых траншей. Благодаря этим двум нововведениям горизонтальную систему часто можно установить на участке размером до 1/4 акра.

Когда объект не может вместить даже такое большое количество траншей или бурения, вертикальная замкнутая система является следующим лучшим вариантом. В этом случае бурильщик обычно пробуривает несколько скважин без обсадных труб глубиной от 150 до 200 футов. Затем подрядчик опускает две трубы, соединенные U-образным фитингом на дне, в каждое отверстие и соединяет все трубы из всех отверстий в общей яме длиной 5 футов.до 6 футов глубиной. Затем подрядчик проводит подводящую и обратную магистрали через фундаментную стену и соединяет их с компрессорной установкой. Перед заполнением ямы каждая скважина заливается цементным раствором в соответствии с государственными и местными нормативами.

Вертикальные замкнутые системы на самом деле более эффективны, но требуется больше трубопроводов — обычно 300 футов на тонну. Затраты на бурение также выше. Ожидается, что вертикальный замкнутый контур будет стоить от 750 до 950 долларов за тонну компрессорной мощности или от 2300 до 3000 долларов за 3-тонную систему.

Особенности площадки

Каждая система будет немного отличаться хотя бы потому, что установщики по-разному подходят к делу. Каждый дом тоже индивидуален, и его нужно рассматривать индивидуально. При оценке нагрузки на отопление и охлаждение вашего дома подрядчик должен будет учесть такие факторы, как параметры изоляции, количество, размещение и тип окон, уплотнитель, основные строительные материалы и так далее.Многие закажут инфракрасный тест на тепловую потерю в коммунальной компании. Поскольку здесь очень важна конструкция, и поскольку контур заземления является постоянным, важно, чтобы подрядчик сделал все правильно с первого раза.

Имейте в виду, что для протекающего дома потребуется либо система большего размера, либо меньшее количество утечек. Поскольку утепление дома почти всегда дешевле, чем увеличение размера системы, вам нужно сначала заняться мелочами, будь то уплотнение швов или добавление изоляции. Любая мелочь помогает.

Интересно, что тип почвы также может влиять на производительность. Лучше всего подходят влажные почвы, такие как глина и суглинок. Сухие песчаные почвы, напротив, содержат миллионы крошечных воздушных карманов, которые изолируют от процесса теплопередачи. В этих случаях подрядчику потребуется либо удлинить трубопроводную петлю — до 30 процентов — либо засыпать дно траншей цементным раствором или более качественным грунтом.

Вариант модернизации

Как и следовало ожидать, большинство геотермальных систем устанавливается в новостройках и на больших участках.Это не означает, что модернизация — плохая идея или что она неработоспособна. Во многих случаях они работают хорошо. Даже на скромных городских участках часто можно разместить вертикальные петли. Проблема в том, что большинство печей и кондиционеров заменяют, когда они выходят из строя или когда этого требует сделка с недвижимостью. Ни одна из ситуаций не способствует неспешному выбору или экспериментальному мышлению.

Конечно, в некоторых существующих домах эти системы не поддерживаются. Тепловому насосу, как и печи, нужны воздуховоды, поэтому вам нужно либо установить их, либо найти разумный способ их достать.И если ваша печь теперь находится в туалете, эти более крупные внутренние тепловые насосы могут не подойти. Интересно, что компания ClimateMaster Co. представила геотермальную систему с наружным компрессором, разработанную специально для модернизации с плотной посадкой. Поскольку он находится в герметичном отсеке, он должен хорошо держаться. В этом случае к воздуховоду подключается только змеевик испарителя. Дело в том, что если вы платите за неэффективную систему, не думайте автоматически, что о геотермальной системе не может быть и речи.

Стоимость и окупаемость

Цены варьируются в зависимости от региона, отчасти потому, что в некоторых регионах есть опытные, хорошо оборудованные монтажники, которые конкурируют друг с другом, а в других — нет. На зрелом рынке геотермальную систему часто можно купить примерно на 2000 долларов дороже, чем новый тепловой насос воздух-воздух. В других областях вы легко можете заплатить на 4000 долларов больше.

В новом строительстве, где обычная печь и кондиционер с воздуховодом будет стоить от 5000 до 6000 долларов, геотермальная система, вероятно, будет стоить от 7000 до 8000 долларов.Тем не менее, единственный способ узнать наверняка — это спросить несколько подрядчиков. Получайте жесткие ставки, которые включают оценку окупаемости.

Окупаемость трудно определить на национальном уровне, но ее относительно легко оценить на индивидуальной основе. Если ваш подрядчик кажется неуверенным, позвоните в свою коммунальную компанию. Сейчас таких систем достаточно, чтобы вы могли сделать точную оценку.

Другой важный фактор в вопросе окупаемости — это тип энергии, который вы сейчас используете.На национальном уровне окупаемость составляет от двух до шести лет. Если вы в настоящее время используете печь с электрическим сопротивлением-нагревом, вам потребуется короткий срок ремонта. Следующими по стоимости энергии идут мазутные печи, за ними следуют электрические тепловые насосы. Самая долгая окупаемость будет связана с природным газом, который по-прежнему стоит относительно недорого.

Наконец, хотя дерегулирование в последнее время действительно расстроило ситуацию, электроэнергетические компании обычно были готовы покрыть часть стоимости геотермальных установок скидками или гарантиями тарифов.Скидки могут исчисляться сотнями долларов, поэтому обязательно спрашивайте.

Список источников
ClimateMaster Co.
P.O. Box 25788
Oklahoma City, OK 73125

Florida Heat Pump Corp.
601 N.W. 65 Кт.
Форт-Лодердейл, Флорида 33309

Geothermal Heat Pump Consortium Inc.
701 Pennsylvania Ave., N.W.
Вашингтон, округ Колумбия 20004

Международная ассоциация наземных тепловых насосов
482 Cordell South
Stillwater, OK 74078

Компания Trane Co.и Command Aire Corp.
P.O. Box 7916
Waco, TX 76714

Water Furnace International
9000 Conservation Way
Fort Wayne, IN 46809

Министерство энергетики США
Геотермальный дивизион.
проспект Независимости 1000, S.W.
Вашингтон, округ Колумбия 20585

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

Отопление — Почему геотермальные тепловые насосы не более распространены?

Что касается второй части ответа, я считаю, что общая проблема заключается в природе «петли» — чем дальше она идет, тем больше вероятность сдвига или какой-либо проблемы, и когда это произойдет, она будет вынести несколько домов и потребовать обширной работы, чтобы выяснить, где проблема / утечка / что-то еще.

Другой вопрос — это простой вопрос о том, каковы обязанности муниципалитетов.Теперь я могу сказать это, поскольку я городской комиссар и, следовательно, выборный муниципальный чиновник — я думаю, что это полностью выходит за рамки нашего муниципального устава. Самое близкое, что я могу придумать, это то, что они хотели построить сухой пруд для хранения воды, чтобы справиться с возможными проблемами наводнения, и наш город (до того, как я был избран) согласился покрыть часть стоимости их подключение к системе ливневой канализации (которая находится в ведении более крупного предприятия в масштабе округа, а не города).Причина заключалась в том, что мы не хотели неприятностей из-за неправильно обслуживаемого сухого пруда.

В этом случае долгосрочным обслуживанием будет заниматься местная водопроводная компания, а не муниципалитет … и у меня нет представления, каковы будут все проблемы, связанные с поддержанием контура заземления в долгосрочной перспективе. но я знаю, что в ближайшее время я не захочу вовлекать наш город в это дело. (Лично да, я был бы готов сделать это со своим домом, даже с комментарием о взрыве дома; но я не думаю, что это в интересах города вмешиваться… если новая застройка хотела что-то сделать, и она управлялась ассоциацией домовладельцев, это нормально)

обновление : Хорошо, хорошо … вам наплевать на политические причины … так что вот мои мысли с инженерной точки зрения:

Электроэнергия, канализация и водоснабжение получают выгоду от центрального места обработки, а не от меньшего по размеру решения индивидуального размера, при условии достаточной плотности мест, куда осуществляется передача (с использованием новейших технологий; возможно, это может измениться в будущем для производства электроэнергии).В некоторых случаях (септический) он ограничивает плотность застройки, если вы должны обеспечить его на месте, поэтому есть выгода от его полного переноса за пределы площадки. В случае геотермальных тепловых насосов вам на самом деле понадобится контакт с землей для теплообмена, и если вы не транспортируете воду на достаточную глубину, у вас будут значительные потери при передаче.

Если город / округ / штат, что бы там ни было, было бы вовлечено, им было бы лучше , а не , пытаясь построить большой контур заземления и поддерживать его, а вместо этого либо заключить контракт на бурение для своих жителей и предприятий, либо включить такие знания и оборудование, необходимые в их бюджете, и делают это собственными силами.(но затем мы сталкиваемся с вопросами о том, будет ли это делать правительство или проводить конкурентные торги, но это не должно быть политическим ответом)

Геотермальная энергия 101 | Small Farm Sustainability

Статья перепечатана с разрешения некоммерческой торговой ассоциации The Geothermal Exchange Organization (GEO), https://www.geoexchange.org/geothermal-101.

Геотермальные отопительные и охлаждающие работы в гармонии с Землей

Геотермальные тепловые насосы

— это автономные устройства, которые эффективно обогревают и охлаждают дома и коммерческие здания, обеспечивая при этом горячую воду.В них используются стандартные электронные термостаты и системы воздуховодов, что делает их подходящими для модернизации стандартных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC). Геотермальные тепловые насосы могут быть рассчитаны на обогрев и охлаждение любого здания в любом климате.

Геотермальные тепловые насосы

бесшумно и надежно используют возобновляемую энергию, генерируемую солнцем, которая хранится в земле у поверхности Земли. Они вносят значительный вклад в более чистую окружающую среду, экономя энергию, сокращая использование ископаемого топлива и сокращая выбросы углерода.

Земля — ​​источник тепла в зимние месяцы. . .

… и эффективное место для защиты от жары в летние месяцы.

Контуры заземления соединяют здания с теплом Земли

В отличие от обычных систем отопления и кондиционирования воздуха, которые используют наружный воздух для поглощения и отвода тепла, геотермальные тепловые насосы передают тепло от земли и к земле. Они делают это через замкнутые петли пластиковых труб, закапанных в землю горизонтально или вертикально под линией замерзания, где температура постоянно составляет от 40 ° до 80 ° F в зависимости от того, где вы живете.Эти трубы, называемые контурами заземления, герметично закрыты и подключены к геотермальной системе отопления и охлаждения внутри здания. Вода циркулирует по подземным трубам контура заземления.

В летние месяцы в режиме охлаждения нежелательное тепло в помещении передается наружу через воду в трубах для охлаждения землей. Затем холодная вода циркулирует в геотермальной системе внутри помещения для обеспечения эффективного кондиционирования воздуха. В зимние месяцы в режиме отопления происходит обратный процесс.Земля нагревает воду, циркулирующую по трубам, которая передается в геотермальную систему для обогрева помещений. Горячая вода также может быть предоставлена ​​за небольшую дополнительную ежемесячную плату за электроэнергию или без нее.

Геотермальные тепловые насосы могут сократить потребление энергии в зданиях

Геотермальные тепловые насосы

эффективно обслуживают одного из крупнейших потребителей энергии в США — здания. Действительно, здания доминируют в энергопотреблении нашей страны, потребляя более половины нашей электроэнергии и природного газа.Более 70 процентов средней потребности в энергии для типичного дома на одну семью приходится на отопление и охлаждение (тепло). С геотермальным тепловым насосом это потребление энергии может быть сокращено на 40–70 процентов, что дает значительную экономию на счетах за электроэнергию и природный газ.

Обычное отопление и кондиционирование воздуха

Более 70 процентов энергии, потребляемой типичным частным домом на одну семью, используется для удовлетворения тепловых нагрузок.

Геотермальная система с тепловым насосом

Общее энергопотребление жилых домов сократилось вдвое.

Геотермальные тепловые насосы

могут сократить выбросы углерода от энергопотребления зданий на 50 процентов.

Использование энергии в зданиях является источником 43% выбросов углерода в США.

Геотермальные тепловые насосы сокращают выбросы углерода от зданий

Энергосбережение обеспечивает быструю окупаемость затрат на установку

Хотя существуют более высокие «первоначальные затраты» для систем с геотермальными тепловыми насосами, связанные с земляными работами или бурением для установки контуров заземления, экономия энергии может быстро компенсировать разницу в стоимости системы по сравнению с установкой традиционных систем.«Окупаемость» энергосбережения для типичных жилых установок с геотермальными тепловыми насосами по сравнению со стандартным оборудованием для отопления и кондиционирования воздуха обычно составляет от 4 до 7 лет, и даже меньше времени, чем со скидками на федеральном уровне, уровне штата и коммунальных услуг.

Геотермальные тепловые насосы

используют возобновляемую энергию Земли и представляют собой легкодоступную технологию, которую можно использовать везде. Геотермальные тепловые насосы — это действительно возобновляемая технология «50 состояний», которая обеспечивает значительную экономию энергии и дополнительные экологические преимущества как при строительстве новых зданий, так и при модернизации старых сооружений.

Геотермальные тепловые насосы | Министерство энергетики

Геотермальные тепловые насосы (GHP), иногда называемые GeoExchange, земные, наземные или водные тепловые насосы, используются с конца 1940-х годов. В качестве обменной среды они используют постоянную температуру земли, а не температуру наружного воздуха.

Хотя во многих частях страны наблюдаются сезонные экстремальные температуры — от палящей жары летом до минусовых морозов зимой — в нескольких футах ниже поверхности земли температура земли остается относительно постоянной.В зависимости от широты температура земли колеблется от 45 ° F (7 ° C) до 75 ° F (21 ° C). Как и в пещере, эта температура земли теплее воздуха над ней зимой и прохладнее воздуха летом. GHP использует это преимущество, обмениваясь теплом с землей через наземный теплообменник.

Как и любой тепловой насос, геотермальные тепловые насосы и тепловые насосы на основе воды могут нагревать, охлаждать и, если таковые имеются, снабжать дом горячей водой. Некоторые модели геотермальных систем доступны с двухскоростными компрессорами и регулируемыми вентиляторами для большего комфорта и экономии энергии.По сравнению с воздушными тепловыми насосами они тише, служат дольше, не требуют особого обслуживания и не зависят от температуры наружного воздуха.

Тепловой насос с двумя источниками энергии объединяет тепловой насос с воздушным источником и геотермальный тепловой насос. Эти устройства сочетают в себе лучшее из обеих систем. Тепловые насосы с двойным источником имеют более высокие показатели эффективности, чем агрегаты с воздушным источником, но не так эффективны, как геотермальные агрегаты. Основное преимущество систем с двумя источниками энергии состоит в том, что они стоят намного дешевле в установке, чем одиночный геотермальный блок, и работают почти так же хорошо.

Несмотря на то, что стоимость установки геотермальной системы может в несколько раз превышать стоимость установки системы с воздушным источником тепла и холода, дополнительные затраты окупаются за счет экономии энергии через 5–10 лет. Срок службы системы оценивается до 24 лет для внутренних компонентов и 50+ лет для контура заземления. Ежегодно в США устанавливается около 50 000 геотермальных тепловых насосов. Для получения дополнительной информации посетите Международную ассоциацию наземных тепловых насосов.

Геотермальные тепловые насосы: стоимость и установка

Перед установкой любой новой системы отопления или охлаждения в доме необходимо провести переоценку и снизить энергетическую нагрузку дома. Более энергоэффективный дом не только снизит стоимость новой системы и счетов за коммунальные услуги, но и значительно повысит комфорт вашего дома. Перед тем, как спроектировать и установить какие-либо системы, мы планируем домашний энергоаудит, в ходе которого энергоаудитор порекомендует улучшения и сделает оценку затрат и экономии энергии за счет этих улучшений.Основные улучшения обычно включают добавление изоляции и мер по герметизации воздуха. Energy Environmental Corporation работает с несколькими квалифицированными домашними аудиторами Energy Star и специалистами по установке и может порекомендовать их. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения ссылок.

Геотермальные тепловые насосы

могут быть легко интегрированы с существующими системами, такими как традиционные системы обогрева воздуха или лучистого теплого пола, или могут быть установлены в новом здании. Для систем с принудительной подачей воздуха потребуется тепловой насос «вода-воздух», в то время как для водяных систем лучистого отопления потребуются тепловые насосы «вода-вода».Размер геотермального теплового насоса и размер необходимого контура заземления зависят от требований к отоплению и охлаждению вашего дома и имеют решающее значение для обеспечения эффективности и производительности системы. Емкость геотермальных систем измеряется в тоннах. Как правило, 3-тонная установка должна быть достаточной для среднего дома, но размер дома, потребности в отоплении и охлаждении, местная геология и почва, а также наличие земли — все это факторы, которые будут влиять на правильный размер для вашего конкретного дома. Energy Environmental Corporation имеет опыт установки геотермальных тепловых насосов и может помочь вам правильно определить размер системы.

Закон о восстановлении экономического стимула от 2009 года снял ограничения с бытовых геотермальных тепловых насосных систем. Теперь домовладельцы могут получить федеральную налоговую льготу в размере 30% от стоимости квалифицированной геотермальной системы теплового насоса. См. Наши расценки на систему для получения дополнительной информации.

Проектирование и установка геотермальных систем не являются проектами, выполняемыми своими руками, и поэтому требуют услуг профессионала. Кроме того, интеграция систем геотермального обмена с другими системами в доме требует специальных знаний.Цена геотермальной системы отопления варьируется в зависимости от типа петлевой системы, обычно вертикальной или горизонтальной. В среднем, установка типичного дома площадью 2500 квадратных футов с тепловой нагрузкой 60 000 БТЕ и охлаждающей нагрузкой 60 000 БТЕ будет стоить от 20 000 до 25 000 долларов. Это примерно вдвое больше, чем у обычных систем отопления, охлаждения и горячего водоснабжения, но геотермальные системы отопления / охлаждения могут снизить счета за коммунальные услуги на 40–60%.

Срок окупаемости системы может составлять 2-10 лет, а срок службы системы может составлять 18-23 года, что почти вдвое больше, чем у обычной системы.Кроме того, системы возобновляемых источников энергии увеличивают стоимость вашего дома. В США предусмотрены налоговые льготы за повышение энергоэффективности, включая 30% федеральный налоговый кредит, и многие государственные и коммунальные компании предлагают льготы. Посетите базу данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности по адресу www.dsireusa.org , чтобы найти стимулы в вашем районе.

Из-за авансовых затрат на установку геотермальных тепловых насосов, эти системы очень распространено финансировать. Ежемесячные платежи для финансирования геотермальной системы очень разумны и могут фактически сэкономить деньги домовладельца, как только система будет установлена.Ниже приведены два примера финансирования. Для получения дополнительной информации, включая информацию о льготах и ​​стоимости интегрированных систем, посетите нашу веб-страницу, посвященную ценам на системы.

Пример 1
Стоимость проекта: $ 25 000
Скидка / первоначальный взнос: 5000 долларов США
Финансируемая сумма: 20 000 долл. США
Процентная ставка: 7,99%
Срок: 240 месяцев
Оплата: $ 166.00

Пример 2
Стоимость проекта: 15 000 долларов США
Скидка / авансовый платеж: $ 0
Сумма финансирования: 15 000 долл. США
Процентная ставка: 8.99%
Срок: 180 месяцев
Оплата: $ 142,50

Вернуться на:

Как работают геотермальные тепловые насосы
Типы контуров заземления
Преимущества и эффективность геотермальных тепловых насосов

Цены на геотермальные тепловые насосы (2021 г.)

Сколько стоят грунтовые тепловые насосы в Великобритании?

Стоимость геотермального теплового насоса будет отличаться от проекта к проекту. Средние цены на наземные тепловые насосы и затраты на установку составляют около 13 000–35 000 фунтов стерлингов .Цена, естественно, будет варьироваться в зависимости от выбранной вами системы. Вообще говоря, горизонтальная система дешевле скважин, так как не требуется специального оборудования.

Земляные тепловые насосы (GSHP), также известные как геотермальные насосы, широко известны как экологически безопасные инвестиции, которые могут помочь вам сэкономить 790–1425 фунтов стерлингов в год на счетах за отопление при замене старой электрической системы.

Несмотря на высокую стоимость по сравнению с обычными системами отопления, поощрительные выплаты за возобновляемое тепло в Великобритании помогут преуменьшить влияние высокой начальной цены.Платежи RHI зарабатываются в течение первых 20 лет установки тепловых насосов с грунтовым источником для коммерческого использования и в течение первых 7 лет в случае использования в домашних условиях.

Тарифные ставки установлены на уровне 10,18 за кВтч для тепловых насосов воздух-вода и 19,86 за кВтч для GSHP с оплатой ежеквартально в течение 7 лет.

Если вы хотите оценить затраты на наземный тепловой насос, мы рекомендуем вам заполнить форму вверху этой страницы.Вы получите до четыре предложений от четырех разных поставщиков тепловых насосов, которые соответствуют вашему описанию. Эта услуга бесплатна , без обязательств и занимает всего несколько минут.

Грант на строительство зеленых домов продлен до 2022 года

Грант на экологические дома, который предоставляет домовладельцам и арендодателям ваучеров на 5–10 000 фунтов стерлингов на энергосберегающие ремонтные работы, был продлен на на год до 31 марта 2022 года.

Земельные тепловые насосы включены в основные мероприятия схемы грантов.

Прочтите наше руководство о гранте Green Homes Grant, чтобы получить полную информацию о том, как подать заявку.

Примечание. Грант Green Homes Grant доступен только в Англии, и работы могут продолжаться на всех уровнях в соответствии с текущими ограничениями .

Как определяется общая цена?

Цены на геотермальные тепловые насосы варьируются в зависимости от ряда факторов, от конструкции системы, жилища и использования энергии. Следующие ключевые факторы влияют на то, как определяется общая цена:

• Размер жилища и его утеплитель уровень
• Размер теплового насоса система
• существующих радиаторов или система теплых полов
• Если это вертикальная или горизонтальная система
• RHI платежей

Установщик теплового насоса спроектирует систему теплового насоса в зависимости от уровня теплопотерь в жилище, уровня потребления энергии, типа почвы в собственности и потребностей в горячей воде для бытовых нужд.Это поможет выбрать точный размер теплового насоса и конструкцию системы трубопроводов.

Для дома с хорошей изоляцией потребуется тепловой насос меньшего размера и меньшая система контура заземления, поэтому он будет менее дорогим.

Кроме того, состояние существующих радиаторов или систем теплого пола может повлиять на общую стоимость установки. Если они не оптимальны, их может потребоваться полностью заменить новым оборудованием, что может значительно увеличить расходы.По этой причине GSHP, как правило, больше подходят для новой сборки , чем для модернизации.

Во время установки грунтового теплового насоса трубопровод для грунтового теплообменника может быть проложен в горизонтальных траншеях , если есть место, или в вертикальных скважинах , если пространство ограничено.

Затраты на наземный тепловой насос и стоимость установки обычно на выше, чем на воздушный тепловой насос . Например, цена установки воздушного теплового насоса колеблется от 8000 фунтов стерлингов до 18000 фунтов стерлингов , в то время как общая цена GSHP , включая установку, должна колебаться в пределах от фунтов стерлингов 20000 до 40000 фунтов стерлингов .

Даже если стоимость геотермального теплового насоса может сказаться на вашем бюджете, вы все равно можете сэкономить много денег , обеспечив надлежащую изоляцию вашего дома. Это сократит эксплуатационные расходы системы отопления, а также снизит капитальные затраты, учитывая, что мощность теплового насоса или размер наземных коллекторов могут быть уменьшены в соответствии с уменьшенной тепловой нагрузкой.

Однако важно оценить долгосрочную стоимость этих инвестиций .Эксплуатационные расходы теплового насоса, такого как геотермальный тепловой насос, ниже по сравнению с другими возобновляемыми системами отопления. После установки система трубопроводов геотермального теплового насоса имеет расчетный срок службы 50–100 лет, в то время как сам тепловой насос может проработать 20–25 лет. Наконец, геотермальные тепловые насосы требуют минимального обслуживания после установки.

В таблице ниже приведены приблизительные оценки стоимости вертикальных и горизонтальных систем GSHP.

Вертикальный и горизонтальный GSHP Цена и установка

Кол-во спален	Мощность ГШП (кВт)	Стоимость теплового насоса и установки	Стоимость горизонтальных оснований	Цена вертикального заземления
3	11 кВт	15 750 фунтов стерлингов	3750 фунтов стерлингов	£ 9 750

Разбивка цен: оборудование vs.Затраты, не связанные с оборудованием

В отчете Департамента энергетики и изменения климата была разработана структура цен на геотермальные тепловые насосы.

На иллюстрации рассматривается геотермальный тепловой насос 90 кВт в качестве базового варианта для анализа разбивки цен на оборудование и не оборудование. Этот пример также используется для сравнения затрат на более мелкие и крупномасштабные проекты.

Цена , не относящаяся к оборудованию. для модернизированного наземного теплового насоса мощностью 90 кВт на немного выше, чем цена на оборудования, в основном из-за бурения, бурения скважин и земляных работ (~ 60% этой стоимости), а также дополнительных сложность процесса проектирования и спецификации.

Как вы можете видеть на рисунке выше, 51% от общей стоимости установки наземного теплового насоса составляет не связанных с оборудованием затрат , из которых 60% — это стоимость бурения и земляных работ. Стоимость самого теплового насоса и дополнительного оборудования составляет 49% от общей стоимости наземного теплового насоса.

Ниже приводится подробная разбивка из стоимости установки наземного теплового насоса в Великобритании.

Источник разбивки затрат: Министерство энергетики и изменения климата, 2016 г.

С учетом небольших установок с тепловым насосом на основе грунта , скажем, системы на 12 кВт, общая цена будет примерно на на 10-20% выше , чем система на 90 кВт.

Цена земного теплового насоса за кВт в этом случае будет выше, чем для 90 кВт, потому что многие из тех же частей , таких как датчики и преобразователи, используются в меньшей системе, как и в большой, — но тогда пропорционально большая часть от общей цены .

Кроме того, в случае стоимости установки скважины с геотермальным тепловым насосом цена за метр фундамента для системы 12 кВт также будет выше, чем для системы 90 кВт.Это связано с тем, что затраты на начало бурения в размере равны как для небольших, так и для крупных наземных тепловых насосов. Однако затраты на фундамент для устройства горизонтальных траншей ниже, чем для бурения скважин.

В случае более крупных установок геотермального теплового насоса, скажем, системы 600 кВт , общая цена будет примерно на на 15% выше, чем у системы мощностью 90 кВт. В этом случае соотношение между стоимостью оборудования и не оборудования составляет 45:55.

В более крупных установках с тепловым насосом с грунтовым источником (т. Е. Мощностью выше ~ 250 кВт) цена, не связанная с оборудованием, будет включать земляные работы (включая бурение), проектирование, управление проектом, ввод в эксплуатацию и оплату труда.

Какие расходы включены в платежи RHI?

Чтобы проиллюстрировать реальную стоимость и цены на установку, мы используем пример дома с 3 спальнями с пристройкой . Предположим, что дому требуется 32 000 кВт / ч тепловой нагрузки в год для отопления помещений и горячего водоснабжения.Этому дому потребуется GSHP мощностью 12 кВт и сочетание радиаторов с вентилятором и полов с подогревом. Эта система будет стоить около 33 000–37 500 фунтов стерлингов .

Тем не менее, владелец будет зарабатывать 19,64 фунта стерлингов за каждые кВтч электроэнергии (за вычетом первоначальной потребляемой электроэнергии) в соответствии со схемой стимулирования возобновляемого тепла (RHI) OFGEM.

По оценкам RHI ежегодные выплаты составляют 2630–4070 фунтов стерлингов в год. Эта схема является мерой Зеленой сделки правительства Великобритании, которая представляет собой механизм финансирования, который побуждает людей использовать энергоэффективные способы производства энергии — а также экономить на своих счетах!

Возврат возобновляемой тепловой энергии (RHI) на установках GSHP

Замена традиционного топлива	Срок окупаемости с RHI	Срок окупаемости без RHI	Расчетные годовые выплаты
Электрический нагреватель прямого действия	6-8 лет	12-18 лет	2610–3940 фунтов стерлингов
Новые масляные котлы	12 лет	29 лет	2610–3940 фунтов стерлингов
Новые газовые котлы	14 лет	47 лет	2610–3940 фунтов стерлингов

Источник: Ассоциация местного самоуправления (2016)

Каковы затраты на земляные работы и бурение скважин?

Стоимость установки геотермального теплового насоса высока из-за дорогостоящих земляных работ, требующихся .Для установки контуров теплового насоса необходимо выкопать глубоких траншей или скважин.

Тепловой насос петель закопан либо горизонтально в неглубокой траншее (на глубине 1,0 м — 2,0 м ), либо вертикально в скважине , глубина которой может составлять 50–150 м .

Стоимость подземного теплового насоса для бурения и облицовки скважины может варьироваться от 60 до 100 фунтов стерлингов за метр , в зависимости от местной геологии.

Если конструкция системы геотермального теплового насоса требует установки системы вертикального контура, необходимо установить одну или несколько скважин. Общие затраты на земляные работы и установку скважины зависят от следующих факторов :

1. Глубина скважины.
2. Основная геология и гидрогеология участка.
3. Устройство и способ строительства скважины.
4. Предлагаемое расположение скважины на участке.
5. Диаметр скважинных труб.
6. Материалы арматуры скважин.
7. Тип, марка и модель выбранного теплового насоса.

Сколько можно сэкономить на счетах с GSHP?

Согласно данным Energy Saving Trust Великобритании, степень экономии на ваших счетах за отопление будет зависеть от , на какую систему отопления вы переходите с . Следовательно, на вашу экономию повлияет:

• Используемая вами система распределения тепла
• Стоимость заменяемого топлива
• Замена устаревшей системы отопления на новую, более эффективную
• Принцип работы теплового насоса

Ниже мы представляем экономию, которую вы можете ожидать при замене старой системы отопления новой системой теплового насоса с грунтовым источником в среднем отдельно стоящего дома с 4 спальнями .

Англия, Шотландия и Уэльс

Существующая система	Экономия на счетах за топливо (£ / год)	Экономия углекислого газа (кгCO2 / год)
Старший газовый (без конденсации)	£ 440-660	2100-3300 кг
Электро (старые накопительные нагреватели)	790–1425 фунтов стерлингов	6,700-11,700 кг
Старое масло (без конденсации)	130–220 фунтов стерлингов	3,000-4,700 кг
Старший сжиженный газ (без конденсации)	£ 960–1500	2,800-4,500 кг
Уголь	£ 590-990	7,600-12,100 кг

* Источник: UK Energy Saving Trust

Северная Ирландия

Существующая система	Экономия на счетах за топливо (£ / год)	Экономия углекислого газа (кгCO2 / год)
Старший газовый (без конденсации)	210–355 фунтов стерлингов	2100-3300 кг
Электро (старые накопительные нагреватели)	765–1440 фунтов стерлингов	6,700-11,700 кг
Старое масло (без конденсации)	£ 25-35 (убыток)	3,000-4,700 кг
Старший сжиженный газ (без конденсации)	1,115–1735 фунтов стерлингов	2,800-4,500 кг
Уголь	500–860 фунтов стерлингов	7,600-12,100 кг

* Источник: UK Energy Saving Trust

Новые правила защиты клиентов

Ofgem представила новые правила защиты клиентов 15 декабря 2020 года, которые будут поддерживать клиентов, которые изо всех сил пытаются оплачивать свои счета за электроэнергию.

Регламент защитит тех, кто уязвим и временно не может оплачивать счета за электроэнергию, в виде более подходящей политики кредитного менеджмента и устойчивых планов погашения.

Готовы ли вы инвестировать в GSHP?

Если вы решили приобрести геотермальный тепловой насос, но не уверены, какой тип вам нужен, мы готовы вам помочь. Заполните форму на этой странице, указав свои личные предпочтения и информацию, и мы предоставим вам до четырех различных предложений по наземным тепловым насосам от ведущих поставщиков.Это бесплатно и без обязательств!

Написано Аттила Тамас Векони Менеджер UX Аттила — UX-менеджер в GreenMatch. Он имеет степень в области международного бизнеса с четырехлетним опытом координации в области маркетинга, взаимодействия с пользователем и создания контента. Аттила любит писать о солнечной энергии, технологиях отопления, защите окружающей среды и устойчивости.