materiálov / 07.06.2020

Výpočet geotermálneho vykurovania v domácnosti. Ako využiť voľné teplo zeme a vody? Geotermálne vykurovanie doma: ako to funguje. Zdroje geotermálneho vykurovania

V súčasnosti mnohí majitelia súkromných a vidieckych domov veria, že geotermálne vykurovanie domov je niečo z ríše zámorskej fantázie a takýto zázrak je možné inštalovať len tam, kde je nejaká sopečná činnosť alebo horúce pramene. A keďže takéto javy nie sú pre Rusko typické, o geotermálnom vykurovaní doma sa vie len málo a tieto poznatky sú len povrchné.
Tento názor je však chybný, pretože v skutočnosti čerpadlo generuje teplo celkom úspešne, aj keď teplota nie je vysoká. Preto je možné tento stále alternatívny zdroj vykurovania využiť v miernom podnebí. Môžete si nainštalovať geotermálne vykurovanie sami? Odpoveď na túto otázku je áno, ale predtým sa oplatí preštudovať si ďalší materiál o vlastnostiach systému, jeho výhodách a tiež o „úskaliach“, ktoré sa v tomto prípade týkajú iba finančných zdrojov.

Geotermálne vykurovanie domu

Typy podľa typu konštrukcie

Geotermálne vykurovanie na chate funguje na princípe trochu podobnom chladničke. Hlavným prvkom je tu tepelné čerpadlo, ktoré je zaradené do dvoch okruhov súčasne. Vnútorný okruh je tradičný vykurovací systém pozostávajúci z potrubia a radiátorov. A vonkajší je veľký výmenník tepla, ktorý je umiestnený buď pod vodným stĺpcom alebo pod zemou.

Vo vnútri výmenníka tepla zvyčajne cirkuluje kvapalina, ktorá obsahuje nemrznúcu zmes. Tento druh chladiacej kvapaliny zaberá teplotný režim médium, ktoré následne už ohriate ide do tepelného čerpadla. Predtým naakumulované teplo ide do vnútorného okruhu, po ktorom sa voda ohrieva v potrubiach a radiátoroch.

Geotermálne vykurovanie domu na kľúč teda zahŕňa jeden podstatný prvok- Tepelné čerpadlo. Ide o kompaktné zariadenie, ktoré zaberá málo miesta.

Upozorňujeme, že inštalácia systému je pomerne drahá a časovo náročná. Na nákup špeciálneho vybavenia a vykonávanie rozsiahlych zemných prác bude potrebných veľa finančných prostriedkov.

Netreba dodávať, že inštalácia takéhoto systému bude tiež drahá. Preto sa mnohí majitelia súkromných a vidieckych domov rozhodnú samostatne vykurovať súkromný dom teplom zeme.

V prvom rade treba brať do úvahy, že existujú tri typy výmenníkov tepla – horizontálne, vertikálne a vodné.

Horizontálny výmenník tepla. Tento typ sa používa pomerne často. Pri jeho použití sú potrubia umiestnené v špeciálne vyrobených zákopoch do hĺbky, ktorá mierne presahuje úroveň zamrznutia pôdneho krytu v oblasti. Avšak tento systém má jednu nevýhodu - je to, že na umiestnenie kolektora je potrebná veľká plocha a nie každý si môže dovoliť takýto dizajn. A ak na vašom území rastú stromy, zariadenie by malo byť umiestnené od nich vo vzdialenosti asi 1,5 metra.

Vertikálny výmenník tepla. Takéto zariadenie je kompaktnejšie, ale zároveň - a drahšie. Aby ste mohli geotermálne vykurovanie vybaviť doma vlastnými rukami s takýmto zariadením, nepotrebujete veľkú plochu, ale budete potrebovať vŕtacie zariadenie. V tomto prípade musí byť hĺbka studne nevyhnutne od 50 do 200 metrov. Všimnite si, že je to najdrahší spôsob, ale môže trvať až 100 rokov! Ak chcete urobiť geo-kúrenie pre dom nachádzajúci sa mimo mesta, potom je systém vhodný. A krajina zostáva nedotknutá.

Výmenník tepla na vodnej báze. Tento typ je najhospodárnejší, keďže využíva teplo vody. Odporúča sa inštalovať systém vo vzdialenosti nie viac ako 100 metrov od nádrže. Obrys potrubia je položený na dne vo forme špirály a hĺbka by nemala byť väčšia ako 3 metre. Pokiaľ ide o nádrž, odporúča sa, aby jej plocha bola najmenej 200 metrov štvorcových. S takýmto systémom nie je potrebná práca náročná na prácu a povolenie.

Možno teda poznamenať, že na geotermálne vykurovanie vidiecky dom na vlastnú päsť je dosť ťažké. Je však možné vykonať plán s aspoň jedným asistentom. Najlepšia možnosť je tretí spôsob, ale existuje niekoľko potrebných bodov, bez ktorých to nebude fungovať, a najmä nádrž.

Všimnite si, že napriek tomu, že usporiadanie systému, ktorý prijíma teplo zo zeme na vykurovanie domu, je dosť drahé, nešetrite na inštalácii. Koniec koncov, účinnosť vykurovania bude závisieť od kvality inštalácie.

Prečo je geotermálne vykurovanie také dobré?

Výhody geotermálneho vykurovania zahŕňajú niekoľko bodov, ktoré vedú k šíreniu takéhoto systému:

Energia zeme na vykurovanie domu sa nedá vyčerpať.
Požiar tu nehrozí.
Nákup paliva a jeho skladovanie nie je potrebné.
Systém je úplne ekologický a bezpečný.
Funguje autonómne.
Nemusíte míňať peniaze na údržbu kúrenia.
Produktivita je vysoká.

Vykurovanie domu energiou zeme je dokonale kombinované s teplou podlahou. Ak použijete túto kombináciu dvoch vykurovacích systémov, potom budete mať rovnomerne rozloženú teplotu vo všetkých miestnostiach, nevzniknú zóny prehrievania. Ak si preštudujete recenzie, možno poznamenať, že náklady na inštaláciu systému sa vyplácajú v priemere po troch rokoch.

Nuansy počas inštalácie

Napriek tomu, že tepelné vykurovanie domácností v Rusku je stále iba doplnkovým alebo alternatívnym zdrojom tepelnej energie, takýto systém si získava na popularite. Spôsob vykurovania domu je pre nás síce dosť nezvyčajný, no prvky systému vám to veľmi pripomenú ohrev vody. Veď miestnosť bude vykurovaná aj radiátormi, kde teplo pôjde potrubím.

Geotermálne vykurovanie súkromného domu bez problémov predpokladá, že hlavná časť systému bude umiestnená pod zemou, keď použijete vertikálne alebo horizontálne výmenníky tepla. A v priestoroch je umiestnené samotné zariadenie, ktoré generuje tepelnú energiu.

Zhrnutie

Vykurovanie domu zo zeme môže byť inštalované nezávisle, takmer každý majiteľ súkromného alebo vidieckeho domu, ktorý si môže kúpiť zariadenie, je schopný. Vykurovanie vidieckeho domu zo zeme je v súčasnosti čoraz bežnejšie. A dnes sa dokonca môžete stretnúť so špeciálne vytvorenými univerzitami, ktoré študujú takýto systém pre jeho následnú modernizáciu.

Geotermálne vykurovanie domu je akýmsi inovatívnym spôsobom vykurovania vášho domova, ktorý však existuje už pomerne dlho.

Dnes sa zlepšuje podzemné vykurovanie súkromného domu, najjednoduchšia, ale zároveň sa vyvíja funkčná inštalačná metóda. V tomto prípade sa predpokladá, že všetky parametre je možné vypočítať nezávisle atď. Zemné vykurovanie vidieckeho domu sa veľmi skoro zmení na hlavný spôsob vykurovania vášho domova a nižšie nájdete video o inštalácii takéhoto systému.

Väčšina z nás chápe, že používanie uhlia, plynu a dreva ako paliva sa nezaobíde bez stopy pre životné prostredie. Zavedeniu alternatívnych zdrojov energie však bránia ich vysoké náklady a účinnosť, ktoré sú stále nižšie ako tradičné zdroje. V poslednej dobe však výrobcovia venujú čoraz väčšiu pozornosť takýmto produktom, takže dúfame, že čoskoro budú jednoduchšie na inštaláciu a nebudú také drahé.

Dnes zvážime geotermálne vykurovanie, ktoré je možné nainštalovať pre súkromný dom vlastnými rukami. Dozviete sa o princípe jeho fungovania, typoch, vlastnostiach a vlastnej montáži.

Stojí za to povedať, že v európskych krajinách a USA sa postupne hlavným zdrojom vykurovania v domácnostiach stáva vykurovanie zo zeme, no zatiaľ sú takéto systémy len alternatívou k tradičnejším.

Vzhľad a distribúcia

Energia zeme na vykurovanie sa začala v Spojených štátoch šíriť koncom 80. rokov minulého storočia v mestách, ktoré prechádzali ťažkou krízou. O systém sa okamžite začali zaujímať majetní ľudia, ktorým dal možnosť ušetriť na vykurovaní domov. Potom začal zlacňovať a začala ho využívať aj chudobnejšia vrstva obyvateľstva.

Po určitom čase sa teplo zeme na vykurovanie stalo výsadou väčšiny majiteľov súkromných domov. V Európe sa každým rokom počet domácností, ktoré doma využívajú zemné kúrenie, len zvyšuje.

Tento trend v šírení geotermálneho vykurovania je celkom pochopiteľný. Využitie tepla zeme na vykurovanie môže výrazne ušetriť rodinný rozpočet, je to bezpečné a ekonomické.

Prevádzka geotermálneho vykurovania

Jeho princíp fungovania sa dá porovnať s bežnou chladničkou, ale naopak. Zem neustále zadržiava teplo, takže môže zohrievať predmety nachádzajúce sa na jej povrchu.

Význam metódy spočíva v tom, že zvnútra je planéta ohrievaná horúcou magmou a pôda zhora neumožňuje jej zamrznutie. Prijaté termálna energia využívaný geotermálnym vykurovacím systémom na báze špeciálneho tepelného čerpadla.

Prebieha nasledujúci proces:

Tepelné čerpadlo na povrch.
V zemi je vyvŕtaný otvor, do ktorého je spustený výmenník tepla..
Podzemná voda prechádzajúca čerpadlom sa ohrieva a následne využíva na domáce a priemyselné účely..

Hlavnou výhodou systému je pomer elektrickej energie a prijatého výkonu - 1 až 4-6 kW. Napríklad pri použití bežnej klimatizácie to dopadne 1 ku 1. Preto sa inštalácia bude môcť zaplatiť v krátkom čase.

Zvláštnosti

Vlastné vykurovanie domu zo zeme má určité ťažkosti, o ktorých budeme diskutovať nižšie:

Začínajú sa výrobou banskej šachty.
Jeho výpočet sa vykonáva samostatne pre každý konkrétny prípad, berúc do úvahy:

klíma v oblasti;
typ pôdy;
charakterizácia štruktúry zemskej kôry v danom regióne;
vykurovacia plocha.

Zvyčajne sa hĺbka pohybuje medzi 25-100 m.

Na ďalši krok do šachty sú spustené potrubia, ktoré musia absorbovať teplo z útrob a dodávať ho čerpadlu, ktoré zvyšuje teplotu chladiacej kvapaliny vo vykurovacom systéme.

Tip: Najlepšie je pracovať s asistentom, pretože potrubia sú často dosť veľké.

V lete môže byť vykurovanie zemnou energiou prevádzkované ako klimatizácia. Prečo je aktivovaný spätný mechanizmus? Počas prevádzky začne výmenník tepla odoberať chladiacu energiu.

Druhy

Pre ekologickú a efektívnu prevádzku systému existujú tri hlavné možnosti:

podzemná voda	V tomto prípade sa tepelná energia podzemnej vody nachádzajúcej sa vo veľkých hĺbkach využíva na vykurovanie budovy. Má dosť vysokú teplotu, tak ju zvyšuje a ohrieva. Potom voda cez výmenník tepla dáva hlavnú časť dostupnej energie.
Nemrznúca zmes	Metóda si vyžaduje dodatočné náklady. Nádrž s nemrznúcou zmesou je spustená do hĺbky 75 m a nižšie, ktorej cena je dosť vysoká. Keď sa zahreje, je pomocou tepelného čerpadla zdvihnutá do výmenníka tepla. Po uvoľnení tepla sa nemrznúca zmes opäť dostane do nádoby.
Voda	Táto metóda nevyžaduje vybavenie zemnej bane. Takéto vykurovanie domu zo zeme je vhodné, ak je prístup k nádrži. Z výmenníka tepla sú pozdĺž dna zásobníka umiestnené horizontálne sondy, ktoré pomáhajú premieňať teplo vody.

Výhody geotermálneho vykurovania

Teraz poďme zistiť, aké výhody majú takéto systémy a či dokážu uspokojiť naše požiadavky:

Tepelnej energie sa uvoľňuje niekoľkonásobne viac ako je spotreba elektrickej energie na prevádzku čerpadla.
Neexistujú žiadne škodlivé emisie, takže vykurovanie vidieckeho domu zo zeme je ekologickým spôsobom.
Systém potrebuje na svoje fungovanie iba elektrinu. Nevyžaduje sa žiadne použitie chemikálie a palivo.
Počas prevádzky nehrozí nebezpečenstvo výbuchu alebo požiaru.
Správna inštalácia vykurovací systém zaručuje prevádzku bez technickej podpory cca 30 rokov.

Samoinštalácia geotermálneho vykurovania

Hneď je potrebné povedať, že vykurovanie domu energiou zeme si bude vyžadovať veľkú jednorazovú investíciu. Leví podiel z toho pôjde na rozvoj banskej šachty.

Tip: Najdrahšou súčasťou tepelného čerpadla je kompresor. Ak nechcete problémy, nekupujte to z čínskej továrne.
Je lepšie použiť Danfoss alebo Copeland (pokiaľ možno nie z Číny).

Odporúčame tiež použiť systém teplej podlahy namiesto vykurovacích radiátorov. Takže môžete občas znížiť návratnosť zariadení. Do úvahy treba brať aj každoročné zvyšovanie taríf pre tradičných nosičov energie, zároveň to pomôže vyhnúť sa cenovým skokom.

Vo vnútri domu vám nič nebude pripomínať, že používate zemné kúrenie. Hlavná časť schémy - studňa a výmenník tepla - budú skryté pod zemou. Pre zariadenie je potrebné prideliť iba malé miesto, napríklad v suteréne, ktorý vytvára teplo.

Zariadenie umožňuje nastaviť teplotu a dodávať teplo. Návod na inštaláciu vykurovacieho systému v dome sa nelíši od tradičnej metódy, takže v ňom nie sú žiadne funkcie.

Záver

Použitie tepelných čerpadiel umožňuje zbaviť sa tradičných druhov palív, ktoré sú z roka na rok drahšie, hoci počiatočné náklady budú dosť veľké. Inštaláciu geotermálneho vykurovania je celkom možné vykonať svojpomocne, iba pri inštalácii potrubí do banskej šachty je vhodné vypnúť asistenta.

Návratnosť projektu závisí od zateplenia bývania, ako aj od spôsobu vykurovania – radiátorové alebo podlahové. Video v článku poskytne príležitosť nájsť ďalšie informácie o vyššie uvedenej téme.

Hľadanie alternatívnych zdrojov energie viedlo k vynájdeniu zariadení, ktoré sú schopné akumulovať teplo, ktoré je vo veľkom množstve v ľudskom prostredí. Slnečné lúče, gejzírové pramene, pôda - to všetko môže v tej či onej miere uspokojiť potrebu ohrevu chladiva pre vykurovací systém a zásobovanie teplou vodou. Hoci geotermálne vykurovanie vplyvom tepla zeme je relatívne novým smerom , vyhliadky na takéto riešenie sú zrejmé. Vďaka inštalácii špeciálneho zariadenia je možné získať lacný, takmer nekonečný druh tepelnej energie.

Ako dostať teplo do domu zo zeme

Zem aj v zimné obdobiečas úplne nezamrzne. Túto funkciu využívajú inštalačné tímy, ktoré kladú potrubia pod bodom mrazu. Prekvapivo teplota týchto vrstiev málokedy klesne pod +5 +7°C stupňov. Je možné využiť schopnosť zeme akumulovať teplo, odoberať ho a použiť na ohrev chladiacej kvapaliny? Samozrejme! Ale umožniť alternatívne vykurovanie súkromného domu pomocou tepla zeme? je potrebné riešiť tieto problémy:

Príjem tepla - potrebujete akumulovať tepelnú energiu a posielať ju do zásobníka.
Ohrev nosiča tepla. Zahriata nemrznúca zmes musí odovzdať tepelnú energiu kvapaliny, ktorá cirkuluje vo vykurovacom systéme a systéme teplej vody.
Ochladená nemrznúca zmes sa musí odviesť späť do výmenníka tepla na ďalšie ohrievanie.

Na vyriešenie týchto problémov bolo vyvinuté geotermálne čerpadlo využívajúce teplo zeme. Geotermálne tepelné čerpadlo umožňuje odobrať množstvo tepla, ktoré je viac než dostatočné na výrobu veľkého množstva tepla a v závislosti od konštrukcie a umiestnenia domu ho použiť ako hlavné alebo doplnkové vykurovacie zariadenie.

Ako funguje geotermálne vykurovanie domov, ako to funguje

Podzemné hĺbkové vykurovanie zo zeme už nie je fantázia. Takéto zariadenia je možné bezpečne kúpiť v Rusku. Okrem toho sú geotermálne zariadenia schopné fungovať v podmienkach severných aj južných zemepisných šírok. Ale aký princíp používajú pri svojej práci?Už v minulom storočí sa zistilo, že niektoré druhy kvapalín sú schopné pri vyparovaní ochladzovať povrch. To je presne to, čo sa stane, keď sa pred injekciou natrie alkoholom na pokožku alebo keď sa polia asfaltová plocha vyhriata pod slnkom. Tento princíp bol vzatý ako základ pre vývoj chladiacich zariadení.

Potom vznikol nápad, prečo nespustiť proces chladenia v opačnom smere a namiesto studeného získať horúci vzduch. Väčšina moderných klimatizácií dokáže vzduch v miestnosti nielen ochladiť, ale aj pracovať na jeho ohreve. Nevýhodou takýchto zariadení je však to, že sú teplotne obmedzené. životné prostredie. Takže keď značka dosiahne -5 stupňov, prestanú fungovať. Geotermálne čerpadlá na vykurovanie súkromných domov zo zeme sú úplne zbavené takejto nevýhody, hoci používajú princíp, ktorý v mnohých ohľadoch pripomína prevádzku klimatizácie na vykurovanie miestnosti.

Ako funguje geotermálne vykurovanie

Ako už bolo uvedené, geotermálny vykurovací systém z útrob zeme v mnohých ohľadoch pripomína prevádzku klimatizácie v režime vykurovania. Čo sa deje v tejto chvíli?

V spodných vrstvách pôdy, na dne rieky alebo jazera, sú inštalované vodné kolektory, cez ktoré cirkuluje nemrznúca zmes. Kolektory absorbujú teplo a uvoľňujú chlad.
Zahriata nemrznúca zmes sa čerpá.
Výmena tepla prebieha vo vyrovnávacej nádrži. Vyhrievaná nemrznúca zmes odovzdáva tepelnú energiu chladiacej kvapaline alebo ohrieva vodu.
Ochladená nemrznúca zmes prúdi späť do kolektorov.

Existujú inštalácie, ktoré sú schopné samostatne vykurovať veľké miestnosti, iné sa používajú výlučne ako pomocné vybavenie schopné zabezpečiť od 50-75% potreby tepla v miestnosti.

Geotermálne zariadenia na využitie tepla zeme

Princíp fungovania systému hlbokého vykurovania domu v dôsledku energie zeme je založený na použití špeciálneho zariadenia. Vykonáva nasledujúce funkcie: akumuluje teplo prostredia, prenáša ho na nosič tepla vykurovacieho systému. Na tento účel sa používajú nasledujúce uzly:

Výparník - umiestnený hlboko pod zemou. Funkciou výparníka je absorbovať tepelnú energiu v okolitej pôde.
Kondenzátor - prináša nemrznúcu zmes na požadovanú teplotu.
Tepelné čerpadlo - v systéme cirkuluje nemrznúca zmes. Riadi prevádzku celej inštalácie.
Vyrovnávacia nádrž - zhromažďuje ohriatu nemrznúcu zmes na jednom mieste na prenos energie do chladiacej kvapaliny. Skladá sa z vnútornej nádrže, obsahuje vodu z vykurovacieho systému a vnútornú špirálu, cez ktorú sa pohybuje ohriata nemrznúca zmes.

Hoci prirodzené nízkoteplotné geotermálne vykurovanie domu teplom zeme poskytuje dostatok tepelnej energie, najpraktickejšou možnosťou vykurovania pre toto riešenie je napojenie na systém „teplej podlahy“.

Montáž a montáž geotermálneho vykurovania

Hlavná ťažkosť týkajúca sa inštalácie geotermálneho zariadenia je spojená s inštaláciou okruhu výmenníka tepla v pôde-zem. Aj keď internet sa dá nájsť veľké množstvo tipy, ako tieto práce vykonávať svojpomocne, prax ukazuje, že väčšinu tipov nemožno použiť bez špeciálneho špecializovaného vzdelania, preto všetky práce musia vykonávať profesionálni inštalatéri, ktorí sú zástupcami výrobcu. Po kontaktovaní špecialistov sa geotermálne vykurovacie systémy pre súkromné domy využívajúce teplo zeme inštalujú v nasledujúcich niekoľkých etapách:

Odchod inžiniera na dom. Počas prvej návštevy sa odoberú vzorky pôdy, zistia sa vlastnosti územia a rozhodne sa o najefektívnejšej inštalácii geotermálneho systému. Efektívnosť inštalácie môže ovplyvniť aj zdroj zamýšľaného tepla. Produktívnejšia je inštalácia výmenníkov tepla na dne zásobníka alebo pri zdroji tepelných zdrojov.
Uzavretie zmluvy a akvizícia potrebné vybavenie. Ceny sa môžu výrazne líšiť v závislosti od zložitosti akcie. inštalačné práce a ďalšie nuansy. Ale v priemere, ak sa vyberie kvalitný nemecký výrobca, náklady na inštaláciu sa približne rovnajú jeho cene. Kúpa inštalácie Vaillant na kľúč na 350 m2. m bude stáť približne 21 tisíc dolárov
Inštalačné práce. Vykurovanie súkromného domu podzemnými geotermálnymi zdrojmi tepla, alebo skôr jeho účinnosť do značnej miery závisí od správne správanie práce vo fáze inštalácie. Po osadení vodných výmenníkov do zeme sa vykoná pripojenie ku geotermálnej inštalácii a vykurovaciemu systému domu.
Kolaudačné práce. Technik spustí systém a vykoná jemné úpravy zariadenia. Po nastavení je podpísaný zákon o odovzdaní diela.

Podľa platnej legislatívy môže spoločnosť, ktorá zariadenie inštaluje, poskytnúť dodatočné záručné povinnosti za úhradu týchto služieb. Takéto záruky budú stáť ďalších 1 000 USD.

Je geotermálne vykurovanie efektívne na severe

Na vytvorenie minimálnych podmienok potrebných na prevádzku geotermálneho zariadenia stačí dodržať tieto podmienky:

Teplota vrstvy pôdy, v ktorej sú umiestnené výmenníky tepla, by nemala klesnúť pod +5, +7°C stupňov.
V celom systéme, cez ktorý preteká nemrznúca zmes, boli vytvorené podmienky, aby sa zabránilo zamrznutiu.
Geotermálne vykurovanie vidieckeho domu bolo dokončené po všetkých potrebných výpočtoch a projektovej dokumentácii.

Vzhľadom na všetky opísané požiadavky je zrejmé, že takéto inštalácie môžu byť účinné, ak sú splnené vyššie uvedené podmienky. Pre severné regióny je však vhodnejšie použiť takéto zariadenia na vykurovanie malých plôch do 150 - 200 metrov štvorcových. m.

Gejzírové vykurovanie súkromného domu

Výkon geotermálneho čerpadla do značnej miery závisí od teploty pôdy alebo vody, v ktorej je výmenník tepla umiestnený. V tomto smere sú na tom lepšie obyvatelia Kamčatky. Na polostrove Kamčatka je obrovské množstvo termálnych prameňov – gejzírov, ktoré nevychladnú ani v r. zimný čas roku. Pred inštaláciou zariadenia je povinný geologický prieskum. Ak teplá jar nachádza sa na území domu, má zmysel umiestniť výmenníky tepla na dno tejto nádrže. Geotermálna energia sa v tomto prípade vyplatí oveľa rýchlejšie.

Ako vykurovať dom pomocou geotermálneho čerpadla

Technológia vykurovania domu podzemným teplom je najžiadanejšia na Západe. Je to dané predovšetkým mentalitou obyvateľov západné krajiny. Sú zvyknutí robiť dlhodobé investície, ktoré sa v plnej miere vrátia až po niekoľkých rokoch. A existuje len málo ľudí, ktorí sú schopní zaplatiť za inštaláciu zariadenia asi 20 tisíc dolárov naraz. Ale počet ľudí, ktorí sa chcú osamostatniť od iných zdrojov vykurovania, neustále rastie. Alternatívne spôsoby geotermálneho vykurovania domov sú čoraz populárnejšie, najmä vzhľadom na neustále rastúce ceny plynu.

Tepelná energia vám doslova leží pod nohami. Ide len o to, zohnúť sa a „pozbierať“. S tým môže pomôcť geotermálna inštalácia. Inštalácia čerpadla umožňuje v závislosti od miesta buď úplne kompenzovať potrebu tepelnej energie alebo ich čiastočne uspokojiť, čím sa výrazne zníži zaťaženie hlavného zdroja vykurovania a systému zásobovania teplou vodou v súkromnom dome.

autonomnoeteplo.ru

Je vykurovanie domu efektívne s teplom a energiou zeme: analýza a tipy na usporiadanie

Geotermálne vykurovanie je jedným z najsľubnejších zo všetkých alternatívnych zdrojov energie. Na rozdiel od solárnych systémov prakticky nezávisí od ročného obdobia. Je však výhodné vykurovať dom na úkor tepla a energie zeme?

Geotermálne vykurovanie domu

Schéma geotermálneho vykurovania

Najprv musíte pochopiť princípy získavania tepelnej energie. Sú založené na náraste teploty, keď idete hlbšie do zeme. Na prvý pohľad je zvýšenie stupňa vykurovania nevýznamné. No vďaka nástupu nových technológií sa vykurovanie domu teplom zeme stalo realitou.

Hlavnou podmienkou organizácie geotermálneho vykurovania je teplota najmenej 6 ° C. To je typické pre stredné a hlboké vrstvy pôdy a nádrže. Posledne menované sú veľmi závislé od vonkajšej teploty, preto sa používajú len zriedka. Ako sa dá prakticky zorganizovať vykurovanie domu energiou zeme?

Aby ste to urobili, musíte urobiť 3 okruhy naplnené kvapalinami s rôznymi Technické špecifikácie:

Vonkajšie. Častejšie cirkuluje nemrznúca zmes. Jeho zahrievanie na teplotu nie nižšiu ako 6 ° C nastáva v dôsledku energie zeme;
Tepelné čerpadlo. Bez nej je vykurovanie z energie zeme nemožné. Nosič tepla z vonkajšieho okruhu odovzdáva svoju energiu chladivu pomocou výmenníka tepla. Jeho teplota vyparovania je nižšia ako 6°C. Potom vstupuje do kompresora, kde po stlačení teplota stúpne na 70 ° C;
Vnútorný obrys. Podľa podobnej schémy sa teplo prenáša zo stlačeného chladiva do vody v prekonávacom systéme. K zahrievaniu teda dochádza z útrob zeme s minimálne náklady.

Napriek zjavným výhodám je zriedkavé nájsť takéto systémy. Je to spôsobené vysokými nákladmi na nákup zariadenia a organizáciu externého okruhu na príjem tepla.

Výpočet vykurovania z tepla zeme je najlepšie zveriť odborníkom. Účinnosť celého systému bude závisieť od správnosti výpočtov.

Dizajn tepelného čerpadla

„Srdcom“ geotermálneho vykurovania je tepelné čerpadlo. Skladá sa z niekoľkých komponentov, ktorých činnosť priamo ovplyvňuje efektivitu celého systému. Preto pred plánovaním vykurovania súkromného domu zo zeme musíte zistiť hlavné charakteristiky tohto uzla.

Keďže toto zariadenie patrí do kategórie komplexných zariadení, odporúča sa zakúpiť iba továrenské modely. Konštrukcia tepelného čerpadla obsahuje nasledujúce komponenty:

Výparník. V tomto bloku sa energia prenáša z vonkajšieho okruhu;
Kompresor. Potrebné na vytvorenie vysoký tlak v chladiarenskom prostredí;
Kapilárne. Slúži na zníženie vnútorného tlaku v okruhu chladiva;
Riadiaci systém. S jeho pomocou je regulované vykurovanie súkromného domu zo zeme - teplotný režim prevádzky, rýchlosť prechodu nosičov tepla atď.

Hlavný problém s vlastná výroba tepelného čerpadla je znížiť tepelné straty a normalizovať prevádzku vnútorného chladiaceho okruhu. Továrenské modely sú nastavené vo fáze výroby a dizajn poskytuje možnosť nastavenia jeho parametrov.

Ako správne vypočítať parametre čerpadla tak, aby teplo zeme na vykurovanie domu poskytovalo normálnu teplotu? Na to potrebujete vedieť tepelná energiačerpadlo. Na približný výpočet môžete použiť nasledujúci vzorec:

Kde t1-t2 je teplotný rozdiel medzi prívodným a vratným potrubím, °C, V je vypočítaný prietok nosiča tepla, m³/h, Q je menovitý výkon tepelného čerpadla, W.

Táto technika nie je použiteľná pre zložité systémy, pretože obsahujú mnoho ďalších faktorov. Najmä tepelné straty na diaľnici. To platí najmä pre tie oblasti, kde ide čo najbližšie k povrchu pôdy. Aby sa minimalizovali tepelné straty, vykurovacie potrubia by mali byť izolované v zemi.

Keďže prevádzka tepelného čerpadla závisí od elektrickej energie, odporúča sa nainštalovať núdzový zdroj napájania.

Možnosti usporiadania geotermálneho vykurovania

Metódy usporiadania vonkajšieho obrysu

Aby sa energia zeme využila na vykurovanie domu čo najviac, musíte zvoliť správny okruh pre vonkajší okruh. Zdrojom tepelnej energie môže byť v skutočnosti akékoľvek médium – podzemné, vodné alebo vzduchové. Je však dôležité vziať do úvahy sezónne zmeny poveternostných podmienok, ako je uvedené vyššie.

V súčasnosti existujú dva typy systémov, ktoré sa efektívne využívajú na vykurovanie domu vďaka teplu zeme – horizontálne a vertikálne. Oblasť je kľúčovým faktorom výberu. pozemok. Od toho závisí rozloženie potrubí na vykurovanie domu energiou zeme.

Okrem toho sa berú do úvahy tieto faktory:

Zloženie pôdy. V skalnatých a hlinitých oblastiach je ťažké vytvoriť vertikálne šachty na kladenie diaľnic;
úroveň zamrznutia pôdy. Určí optimálnu hĺbku potrubí;
Umiestnenie podzemnej vody. Čím sú vyššie, tým lepšie pre geotermálne vykurovanie. V tomto prípade sa teplota zvýši s hĺbkou, čo je optimálnom stave na vykurovanie z energie zeme.

V lete musíte vedieť aj o možnosti spätného prenosu energie. Potom nebude vykurovanie súkromného domu zo zeme fungovať a prebytočné teplo prejde z domu do pôdy. Všetky chladiace systémy fungujú na rovnakom princípe. Ale na to musíte nainštalovať ďalšie vybavenie.

Nie je možné naplánovať inštaláciu externého okruhu mimo domova. Tým sa zvýšia tepelné straty pri vykurovaní z útrob zeme.

Schéma horizontálneho geotermálneho vykurovania

Horizontálne usporiadanie vonkajšie potrubia

Najbežnejší spôsob inštalácie vonkajších diaľnic. Je to výhodné pre ľahkú inštaláciu a schopnosť relatívne rýchlo nahradiť chybné časti potrubia.

Na inštaláciu podľa tejto schémy sa používa kolektorový systém. Na tento účel sa vytvorí niekoľko obrysov umiestnených v minimálnej vzdialenosti 0,3 m od seba. Sú prepojené pomocou kolektora, ktorý dodáva chladivo ďalej do tepelného čerpadla. Tým sa zabezpečí maximálny prísun energie na vykurovanie z tepla zeme.

Je však potrebné vziať do úvahy množstvo dôležité nuansy:

Veľké námestie osobná zápletka. Pre dom s rozlohou približne 150 m² to musí byť aspoň 300 m²;
Rúry musia byť pripevnené do hĺbky pod úrovňou mrazu pôdy;
S možným pohybom pôdy počas jarných povodní sa zvyšuje pravdepodobnosť posunu diaľnic.

Rozhodujúcou výhodou vykurovania teplom zeme horizontálneho typu je možnosť vlastného usporiadania. Vo väčšine prípadov to nebude vyžadovať zapojenie špeciálneho vybavenia.

Pre maximálny prenos tepla je potrebné použiť rúry s vysokou tepelnou vodivosťou - tenkostenné polymérové rúry. Zároveň by ste však mali zvážiť spôsoby izolácie vykurovacích potrubí v zemi.

Vertikálny diagram geotermálneho vykurovania

Vertikálny geotermálny systém

Ide o časovo náročnejší spôsob organizácie vykurovania súkromného domu zo zeme. Potrubia sú umiestnené vertikálne, v špeciálnych studniach. Je dôležité vedieť, že takáto schéma je oveľa efektívnejšia ako vertikálna.

Jeho hlavnou výhodou je zvýšenie stupňa ohrevu vody vo vonkajšom okruhu. Tie. čím hlbšie sú potrubia umiestnené, tým viac sa do systému dostane množstvo zemského tepla na vykurovanie domu. Ďalším faktorom je malá rozloha pozemku. V niektorých prípadoch sa usporiadanie vonkajšieho geotermálneho vykurovacieho okruhu vykonáva ešte pred výstavbou domu v bezprostrednej blízkosti základu.

Aké ťažkosti sa môžu vyskytnúť pri získavaní zemskej energie na vykurovanie domu podľa tejto schémy?

Kvantitatívne ku kvalite. Pre vertikálne usporiadanie je dĺžka diaľnic oveľa vyššia. Kompenzuje to vyššia teplota pôdy. Aby ste to dosiahli, musíte urobiť studne do hĺbky 50 m, čo je namáhavá práca;
Zloženie pôdy. Pre skalnatú pôdu je potrebné použiť špeciálne vŕtacie stroje. V hline, aby sa zabránilo vypadnutiu studne, je namontovaný ochranný plášť vyrobený zo železobetónu alebo hrubostenného plastu;
V prípade poruchy alebo straty tesnosti sa proces opravy skomplikuje. V tomto prípade sú možné dlhodobé poruchy v prevádzke vykurovania domu na tepelnú energiu zeme.

Ale napriek vysokým počiatočným nákladom a zložitosti inštalácie je vertikálne usporiadanie diaľnic optimálne. Odborníci odporúčajú použiť práve takúto schému inštalácie.

Pre cirkuláciu chladiacej kvapaliny vo vonkajšom okruhu vo vertikálnom systéme, výkonný obehové čerpadlá.

Organizácia geotermálneho vykurovania

Inštalácia horizontálneho geotermálneho vykurovacieho okruhu

Spotrebitelia majú stále hlavnú otázku - je možné použiť vykurovanie vidieckeho domu s energiou zeme ako hlavnou? Je to možné, ale len s profesionálnym prístupom vo všetkých fázach - od výpočtu až po inštaláciu a testovanie systému.

V prvom rade si treba vybrať správne tepelné čerpadlo. Vzhľadom na ich vysoké náklady by ste mali najskôr vykonať všetky predbežné výpočty jeho charakteristík. Iba v tomto prípade bude mať vykurovanie v dôsledku tepelnej energie zeme maximálnu účinnosť. Medzi spoľahlivých výrobcov patria Buderus, Vaillant a Veissman. Priemerné náklady na tepelné čerpadlo na vykurovanie zo zeme sú asi 360 tisíc rubľov s menovitým výkonom 6 kW. Produktívnejšie modely môžu stáť viac ako 1 milión rubľov.

Okrem nákladov musíte venovať pozornosť materiálu výroby rúr. Na minimalizáciu tepelných strát pri vykurovaní z tepelnej energie zeme sa odporúča použiť:

Zosieťovaný polyetylén. Nízke náklady - ideálne pre horizontálne schémy;
Oceľové nerezové potrubie. Používa sa pri vykurovaní pomocou tepelnej energie zeme s vertikálnym usporiadaním vonkajšieho okruhu. Priaznivo sa líši od zosieťovaného polyetylénu vysokou tepelnou vodivosťou a mechanickou pevnosťou. Nevýhodou sú vysoké náklady.

Vzhľadom na všetky tieto faktory sa vo väčšine prípadov geotermálne vykurovanie z energie zeme inštaluje ako doplnkové. Časom sa zvýšia náklady na komponenty a účinnosť tepelných čerpadiel – a až potom možno takéto systémy považovať za hlavné.

Príklad inštalácie geotermálneho vykurovania v súkromnom dome nájdete pri sledovaní videa:

strojdvor.ru

Podzemné geotermálne vykurovanie domov

Na zabezpečenie tepla pre súkromný dom sa tradične používajú jednotky pracujúce na elektrine, pevných, plynných alebo kvapalných palivách. V posledných desaťročiach sa ako alternatívny zdroj tepelnej energie využívajú slnečné kolektory a teplo zemského vnútra. Vykurovanie domu pomocou tepla zeme sa nazýva geotermálne vykurovanie domu.

Geotermálne vykurovanie domu vďaka energii zeme

Po vykurovaní zo zeme rastie dopyt, pretože náklady na konvenčné nosiče energie neustále rastú, zatiaľ čo zásoby fosílnych palív klesajú. Investícia do zemného vykurovania vidiecka chata celkom výnosné, berúc do úvahy ekonomické vyhliadky a značné úspory na autonómnom zásobovaní teplom počas vykurovacieho obdobia.

Spôsoby získavania prírodnej tepelnej energie

Geotermálne tepelné čerpadlá sa líšia spôsobom získavania tepla:

Zariadenia využívajúce teplo hlbokej podzemnej vody, horúcich gejzírov atď.
Systémy, ktoré zahŕňajú nemrznúcu nádrž inštalovanú v zemi v hĺbke 75 metrov. Ohrev z útrob zeme je zabezpečený prirodzeným ohrevom nádoby s nemrznúcou zmesou; v dôsledku toho chladivo prechádzajúce cez výmenník tepla vydáva prijaté teplo a vracia sa do nádrže.
Geotermálny okruh je vedený pozdĺž dna nádrže, ktorá je prírodným akumulátorom tepla. V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy, že nádrž môže v zime úplne zamrznúť.

Druhy geotermálnych tepelných čerpadiel

Vykurovanie domu zemnou energiou si vyžaduje rozsiahle inštalačné práce, ale je to ekologický spôsob, ako získať tepelnú energiu prakticky zadarmo. Na vykurovanie domu budete potrebovať zanedbateľné výdavky na elektrinu potrebnú na fungovanie systému.

Princípy fungovania geotermálneho vykurovania

Vykurovanie z energie zeme sa úspešne používa v rôznych klimatických zónach: systémy sú schopné pracovať v južných aj severných oblastiach.

Geotermálne zariadenie v priebehu svojej prevádzky využíva napr fyzické vlastníctvo niektoré kvapaliny majú radi schopnosť odparovať sa, čo vedie k ochladzovaniu povrchu. Práve tento jav je základom prevádzky chladiacich zariadení.

Princípom fungovania geotermálneho vykurovania je proces chladenia spustený v opačnom smere. Takto fungujú klimatizácie schopné nielen chladiť, ale aj ohrievať vzduch v miestnosti.

Ako funguje tepelné čerpadlo

Klimatizačné jednotky však majú obmedzenú kapacitu – nedokážu fungovať pri teplotách pod -5°C. A geotermálny systém je schopný zabezpečiť vykurovanie domu bez ohľadu na teplotu vzduchu na povrchu. Je to spôsobené tým, že v prostredí, z ktorého odoberá tepelnú energiu, sa prirodzene udržiavajú stabilné teplotné podmienky.

Zariadenie geotermálneho vykurovacieho systému

Geotermia (náuka o tepelnom stave Zeme) to umožnila praktické využitie tepelná energia, ktorú zemská kôra prijíma z horúcej magmy v strede planéty.

Špeciálne navrhnuté tepelné čerpadlo na vykurovanie domu je inštalované na povrchu a výmenník tepla je namontovaný v zemi alebo na dne zásobníka. Tepelná energia sa „odčerpáva“ na povrch a umožňuje ohrievať chladivo vo vykurovacom okruhu domu alebo nebytového zariadenia.

Ako prebieha proces zahrievania

Geotermálne vykurovanie súkromného domu je cenovo výhodná možnosť. Ak použijete energiu zeme na vykurovanie domu, potom na každý kilowatt elektriny potrebnej na prevádzku zariadenia pripadá 4 až 6 kW užitočnej tepelnej energie získanej z útrob planéty.

V porovnaní s prevádzkou klimatizácie uvidíme, že pri jej prevádzke je na získanie 1 kW tepelnej energie potrebných viac ako 1 kW elektrickej energie. Je to spôsobené nevyhnutnými stratami pri premene jednej energie na druhú atď.

Je veľmi výhodné vykurovať obytnú budovu tepelnou energiou zemského interiéru, ale doba návratnosti nákladov na vybavenie a inštaláciu bude nejaký čas trvať.

Využitie tepla zeme na vykurovanie domu nevyžaduje inštaláciu tradičného kotla na ohrev chladiacej kvapaliny.

V tomto prípade sa systém skladá z troch komponentov:

vykurovací okruh - geotermálny zdroj tepelnej energie;
vykurovací okruh vo vnútri domu - nízkoteplotný radiátor alebo podlaha;
čerpacia stanica - tepelné čerpadlo na prečerpávanie tepelnej energie do vykurovacieho okruhu z vykurovacieho okruhu v zemi alebo pod vodou.

Geotermálny vykurovací systém je možné použiť aj na vykurovanie skleníkov, vedľajších budov, bazénovej vody, záhradných chodníkov a pod.

Geotermálne vykurovacie zariadenia

Geotermálne zariadenie pre hĺbkový vykurovací systém umožňuje akumulovať tepelnú energiu extrahovanú z prostredia a preniesť ju do chladiacej kvapaliny vo vykurovacom okruhu.

Zoznam zariadení na pozemné vykurovanie obsahuje:

Výparník. Zariadenie je umiestnené v hĺbke a slúži na absorbovanie tepelnej energie nachádzajúcej sa v geotermálnych vodách alebo pôde.
Kondenzátor. Umožňuje nastaviť teplotu nemrznúcej zmesi na hodnotu potrebnú pre fungovanie systému.
Tepelné čerpadlo. Zabezpečuje cirkuláciu nemrznúcej zmesi vo vykurovacom okruhu, riadi prevádzku geotermálnej inštalácie.
Vyrovnávacia nádrž - nádoba na zachytávanie ohriatej nemrznúcej zmesi. Umožňuje preniesť tepelnú energiu zemského vnútra do chladiacej kvapaliny. Nádrž, cez ktorú prechádza chladiaca kvapalina, je vybavená výmenníkom tepla vo forme cievky. Zahriata nemrznúca zmes sa pohybuje pozdĺž nej a vydáva teplo.

Schéma zariadenia tepelného čerpadla

Inštalácia systému

Geotermálne vykurovanie vidieckeho domu v štádiu usporiadania si vyžaduje solídne finančné investície. Vysoké celkové náklady na systém sú do značnej miery spôsobené veľkým množstvom pozemkových prác spojených s inštaláciou vykurovacieho okruhu.

Časom sa finančné náklady vyplatia, pretože použité v vykurovacej sezóny tepelná energia sa získava z hlbín zeme s minimálnou spotrebou elektrickej energie.

Inštalácia horizontálneho výmenníka tepla pre geotermálny vykurovací systém

Na zabezpečenie vykurovania domu teplom zeme je potrebné nainštalovať systém:

hlavná časť by mala byť umiestnená pod zemou alebo na dne nádrže;
v samotnom dome je inštalované len dosť kompaktné zariadenie a radiátor resp podlahové kúrenie. Zariadenie umiestnené vo vnútri domu vám umožňuje nastaviť úroveň ohrevu chladiacej kvapaliny.

Ako vyzerá geotermálne zariadenie v dome?

Pri návrhu vykurovania vplyvom tepla zeme je potrebné určiť možnosť inštalácie pre pracovný okruh a typ kolektora.

Existujú dva typy kolektorov:

Vertikálne - ponorí sa do zeme na niekoľko desiatok metrov. Aby ste to dosiahli, v krátkej vzdialenosti od domu je potrebné vyvŕtať niekoľko studní. Do jamiek je ponorený obrys (najspoľahlivejšou možnosťou sú rúry zo zosieťovaného polyetylénu).

Nevýhody: Veľké finančné náklady na vŕtanie niekoľkých studní do zeme s hĺbkou 50 metrov a viac.

Výhody: Podzemné umiestnenie rúr v hĺbke, kde je stabilná teplota zeme, poskytuje vysoká účinnosť prevádzka systému. Okrem toho vertikálny kolektor zaberá malú plochu pôdy.

Horizontálne. Použitie takéhoto kolektora je povolené v regiónoch s teplým a miernym podnebím, pretože hĺbka zamrznutia pôdy by nemala presiahnuť 1,5 metra.

Nevýhody: Potreba využiť veľkú plochu lokality (hlavná nevýhoda). Tento pozemok po položení obrysu nemožno použiť na záhradu alebo zeleninovú záhradu, pretože systém pracuje s uvoľňovaním chladu počas prepravy chladiva, čo spôsobí zamrznutie koreňov rastlín.

Výhody: Lacnejšie pozemné práce, ktoré môžete urobiť aj sami.

horizontálne a vertikálny typ zberateľ

Geotermálnu energiu je možné vyrábať položením horizontálneho geotermálneho okruhu na dno nezamŕzajúcej nádrže. V praxi je to však ťažko realizovateľné: nádrž môže byť umiestnená mimo súkromnej oblasti a potom bude potrebné koordinovať inštaláciu výmenníka tepla. Vzdialenosť od vykurovaného objektu k nádrži by nemala byť väčšia ako 100 metrov.

Dôležité! Teplota okolia kolektora nesmie klesnúť pod +5°C. Horná časť kolektora v kontakte s mrazivou zemou musí byť chránená tepelnou izoláciou, aby nedochádzalo k tepelným stratám.

Výhody a nevýhody

Vykurovanie zemnou energiou má niekoľko výhod:

Efektívnosť. V porovnaní s nákladmi na elektrickú energiu na prevádzku tepelného čerpadla systém umožňuje získať niekoľkonásobne viac tepelnej energie.
Šetrnosť k životnému prostrediu. Tento typ vykurovania je ekologicky úplne nezávadný, nevznikajú žiadne emisie do atmosféry.
Bezpečnosť. Nie je potrebné používať žiadne palivo, chemikálie a pod., nehrozí nebezpečenstvo výbuchu alebo požiaru zariadenia.
Minimálna potreba technickej podpory. Správne nainštalovaný systém je schopný fungovať bez akéhokoľvek zásahu minimálne 30 rokov.
Ziskovosť. Počas prevádzky nevznikajú žiadne náklady na opravu, čo umožňuje splatiť inštaláciu vykurovania do 5-8 rokov.
Nie je potrebné kontrolovať prevádzku systému.
Nízka hladina hluku počas prevádzky zariadenia.
Nevyčerpateľný zdroj tepelnej energie, nie je potrebné kupovať a skladovať nosič energie.

Ekologická šetrnosť využívania tepelnej energie podložia

Medzi nevýhody patrí:

spočiatku vysoké náklady na vybavenie;
potreba vykonávať zložité vŕtacie práce v oblasti pre inštaláciu vertikálneho okruhu alebo kaziť krajinu prípravou zákopov pre horizontálny výmenník tepla.

V miernom podnebí preukázali geotermálne zariadenia svoju účinnosť. V severných regiónoch je tento typ vykurovania vhodný pre malé domy (do 200 m2).

Po zistení, ako systém funguje a z akých častí je vyrobený, môžete určiť možnosť jeho inštalácie na vlastnú stránku. Vykurovanie zo zeme je väčšinou vybavené vo fáze výstavby domu - v tomto prípade je jednoduchšie vykonávať zemné práce, pretože rozloženie miesta a vytvorenie dizajn krajiny stále vpredu.

Súvisiace video:

profiteplo.com

Ako urobiť vykurovanie zo zeme v súkromnom dome

Dnes zvážime geotermálne vykurovanie, ktoré je možné nainštalovať pre súkromný dom vlastnými rukami. Dozviete sa o princípe jeho fungovania, typoch, vlastnostiach a vlastnej montáži.

Ako je vykurovanie vidieckeho domu teplom zeme

Vzhľad a distribúcia

Tento trend v šírení geotermálneho vykurovania je celkom pochopiteľný. Využitie tepla zeme na vykurovanie môže výrazne ušetriť rodinný rozpočet, je to bezpečné a ekonomické.