materialov / 07.06.2020

Izračun geotermalnega ogrevanja doma. Kako izkoristiti brezplačno toploto zemlje in vode? Geotermalno ogrevanje doma: kako deluje. Geotermalni viri ogrevanja

Trenutno je veliko lastnikov zasebnih in podeželske hiše Menijo, da je geotermalno ogrevanje doma nekaj iz področja čezmorske fantazije in da je tak čudež mogoče namestiti le tam, kjer je nekaj vulkanske aktivnosti ali vročih vrelcev. In ker takšni pojavi niso značilni za Rusijo, je o geotermalnem ogrevanju doma malo znanega in to znanje je le površno.
Vendar je to mnenje napačno, saj črpalka dejansko precej uspešno proizvaja toploto, tudi če temperatura ni visoka. Zato se ta še vedno alternativni vir ogrevanja lahko uporablja v zmernem podnebju. Ali lahko sami namestite geotermalno ogrevanje? Odgovor na to vprašanje je pritrdilen, a pred tem ga je vredno preučiti dodatni material o značilnostih sistema, njegovih prednostih, pa tudi o »pastih«, ki se v tem primeru nanašajo zgolj na finančna sredstva.

Geotermalno ogrevanje doma

Vrste po vrsti konstrukcije

Geotermalno ogrevanje v koči deluje po principu, ki je nekoliko podoben hladilniku. Glavni element pri tem je toplotna črpalka, ki je vključena v dva kroga hkrati. Notranji krog je tradicionalni ogrevalni sistem, sestavljen iz cevi in radiatorjev. In zunanji je velik izmenjevalnik toplote, ki je nameščen pod vodnim stolpcem ali pod zemljo.

Običajno znotraj izmenjevalnika toplote kroži tekočina, ki vsebuje antifriz. Ta vrsta hladilne tekočine prevzame temperaturni režim medij, ki gre naknadno že segret v toplotno črpalko. Prej akumulirana toplota gre v notranji tokokrog, po katerem se voda segreva v ceveh in radiatorjih.

Tako geotermalno ogrevanje hiše na ključ vključuje eno bistveni element- Toplotna črpalka. To je kompaktna naprava, ki zavzame malo prostora.

Upoštevajte, da je sistem precej drag in dolgotrajen za namestitev. Za nakup posebne opreme in izvedbo obsežnih zemeljskih del bo potrebnih veliko finančnih sredstev.

Ni treba posebej poudarjati, da bo namestitev takšnega sistema tudi draga. Zato se mnogi lastniki zasebnih in podeželskih hiš odločijo za ogrevanje zasebne hiše s toploto zemlje sami.

Najprej je treba upoštevati, da obstajajo tri vrste izmenjevalnikov toplote - horizontalni, vertikalni in vodni.

Horizontalni izmenjevalnik toplote. Ta vrsta se uporablja precej pogosto. Pri uporabi so cevi nameščene v posebej izdelane jarke do globine, ki nekoliko presega stopnjo zmrzovanja pokrova tal na tem območju. Vendar ta sistem ima eno pomanjkljivost - to je, da je za postavitev zbiralnika potrebno veliko območje in si takšne zasnove ne more privoščiti vsak. In če na vašem ozemlju rastejo drevesa, je treba opremo postaviti od njih na razdalji približno 1,5 metra.

Vertikalni izmenjevalnik toplote. Takšna naprava je bolj kompaktna, a hkrati - in dražja. Da bi geotermalno ogrevanje doma opremili z lastnimi rokami s takšno napravo, ne potrebujete velikega območja, vendar boste potrebovali opremo za vrtanje. Dejansko mora biti v tem primeru globina vodnjaka nujno od 50 do 200 metrov. Upoštevajte, da je to najdražji način, vendar lahko traja tudi 100 let! Če želite narediti geo-ogrevanje za hišo, ki se nahaja zunaj mesta, potem je sistem primeren. In pokrajina ostaja nedotaknjena.

Izmenjevalec toplote na vodni osnovi. Ta vrsta je najbolj ekonomična, saj izkorišča toploto vode. Priporočljivo je, da sistem namestite na razdalji največ 100 metrov od rezervoarja. Kontura cevovoda je položena na dno v obliki spirale, globina pa ne sme biti večja od 3 metrov. Kar zadeva rezervoar, je priporočljivo, da je njegova površina najmanj 200 kvadratnih metrov. Pri takem sistemu ni potrebno delovno intenzivno delo in dovoljenje.

Tako je mogoče ugotoviti, da je za geotermalno ogrevanje Podeželska hiša sam je precej težko. Vendar pa je načrt mogoče izvesti z vsaj enim pomočnikom. Najboljša možnost je tretji način, vendar obstaja več potrebnih točk, brez katerih ne bo delovalo, in zlasti rezervoar.

Upoštevajte, da kljub dejstvu, da je ureditev sistema, ki za ogrevanje hiše prejema toploto iz zemlje, precej draga, kljub temu ne prihranite pri namestitvi. Navsezadnje bo učinkovitost ogrevanja odvisna od kakovosti namestitve.

Zakaj je geotermalno ogrevanje tako dobro?

Prednosti geotermalnega ogrevanja vključujejo več točk, ki vodijo do širjenja takšnega sistema:

Energije zemlje za ogrevanje hiše ni mogoče izčrpati.
Tukaj ni nevarnosti požara.
Kupovanje goriva in njegovo skladiščenje ni potrebno.
Sistem je popolnoma okolju prijazen in varen.
Deluje avtonomno.
Ni vam treba porabiti denarja za vzdrževanje ogrevanja.
Produktivnost je visoka.

Ogrevanje hiše z energijo zemlje je popolnoma združeno s toplim podom. Če uporabljate to kombinacijo dveh ogrevalnih sistemov, potem boste imeli enakomerno porazdeljeno temperaturo v vseh prostorih, ne bo pregrevalnih con. Če preučite preglede, lahko ugotovite, da se stroški namestitve sistema v povprečju izplačajo po treh letih.

Nianse med namestitvijo

Kljub dejstvu, da je toplotno ogrevanje doma v Rusiji še vedno le dodaten ali alternativni vir toplotne energije, tak sistem postaja vse bolj priljubljen. Čeprav je način ogrevanja hiše za nas precej nenavaden, pa vas bodo elementi sistema zelo spominjali ogrevanje vode. Navsezadnje bo prostor ogrevan tudi z radiatorji, kjer bo šla toplota po cevovodu.

Geotermalno ogrevanje zasebne hiše brez izjeme predvideva, da bo glavni del sistema nameščen pod zemljo, ko uporabljate navpične ali vodoravne izmenjevalnike toplote. In v prostorih je nameščena sama naprava, ki proizvaja toplotno energijo.

Če povzamem

Ogrevanje hiše iz tal je mogoče namestiti neodvisno, tega je sposoben skoraj vsak lastnik zasebne ali podeželske hiše, ki lahko kupi opremo. Ogrevanje podeželske hiše iz tal je trenutno vse pogostejše. In danes lahko celo srečate posebej ustvarjene univerze, ki preučujejo tak sistem za njegovo kasnejšo posodobitev.

Geotermalno ogrevanje doma je nekakšen inovativen način ogrevanja doma, ki pa je prisoten že razmeroma dolgo.

Danes se izboljšuje podzemno ogrevanje zasebne hiše, najpreprostejši, a hkrati funkcionalen način namestitve. V tem primeru se predpostavlja, da je vse parametre mogoče neodvisno izračunati itd. Zemeljsko ogrevanje podeželske hiše bo zelo kmalu postalo glavni način ogrevanja vašega doma, video o namestitvi takšnega sistema pa najdete spodaj.

Večina od nas razume, da uporaba premoga, plina in lesa kot goriva ne ostane brez sledi za okolje. Vendar pa uvajanje alternativnih virov energije ovirata njihova visoka cena in učinkovitost, ki sta še vedno slabša od tradicionalnih. Toda v zadnjem času proizvajalci namenjajo vse več pozornosti takšnim izdelkom, zato upamo, da bodo kmalu enostavnejši za namestitev in ne tako dragi.

Danes bomo obravnavali geotermalno ogrevanje, ki ga lahko namestite za zasebno hišo z lastnimi rokami. Spoznali boste načelo njegovega delovanja, vrste, značilnosti in samosestavljanje.

Omeniti velja, da v evropskih državah in ZDA ogrevanje iz zemlje postopoma postaja glavni vir ogrevanja doma, vendar so za zdaj takšni sistemi le alternativa bolj tradicionalnim.

Videz in porazdelitev

Energija zemlje za ogrevanje se je v ZDA začela širiti proti koncu 80. let prejšnjega stoletja v mestih, ki so preživljala težko krizo. Za sistem so se takoj začeli zanimati premožni ljudje, ki jim je dal možnost prihranka pri ogrevanju domov. Nato se je začelo ceniti, posegati pa ga je začel tudi revnejši sloj prebivalstva.

Čez nekaj časa je toplota zemlje za ogrevanje postala prednost večine lastnikov zasebnih hiš. V Evropi se vsako leto število gospodinjstev, ki doma ogrevajo zemljo, samo povečuje.

Ta trend širjenja geotermalnega ogrevanja je povsem razumljiv. Uporaba toplote zemlje za ogrevanje lahko znatno prihrani družinski proračun, je varna in ekonomična.

Delovanje geotermalnega ogrevanja

Njegov princip delovanja lahko primerjamo z običajnim hladilnikom, vendar obratno. Zemlja stalno zadržuje toploto, zato lahko ogreva predmete, ki se nahajajo na njeni površini.

Pomen metode je, da se planet od znotraj segreva z vročo magmo, od zgoraj pa tla ne dovolijo, da bi zmrznila. Prejeto termalna energija uporablja geotermalni ogrevalni sistem, ki temelji na posebni toplotni črpalki.

Poteka naslednji postopek:

Nadometna toplotna črpalka.
V tleh se izvrta luknja, v katero se spusti toplotni izmenjevalec..
Podtalnica, ki gre skozi črpalko, se segreva in nato uporablja za gospodinjske in industrijske namene..

Glavna prednost sistema je razmerje med električno energijo in prejeto močjo - 1 do 4-6 kW. Na primer, pri uporabi klasične klimatske naprave se izkaže 1 proti 1. Zato se bo namestitev lahko povrnila v kratkem času.

Posebnosti

Samoogrevanje hiše iz tal ima določene težave, o katerih bomo razpravljali spodaj:

Začnejo z izdelavo rudniškega jaška.
Njegov izračun se izvede ločeno za vsak posamezen primer ob upoštevanju:

podnebje na območju;
vrsta tal;
karakterizacija zgradbe zemeljske skorje v določenem območju;
območje ogrevanja.

Običajno se globina giblje med 25-100 m.

Na naslednji korak v jašek se spustijo cevi, ki morajo absorbirati toploto iz črevesja in jo dovajati črpalki, ki dvigne temperaturo hladilne tekočine v ogrevalnem sistemu.

Namig: delo je najbolje opraviti s pomočnikom, saj so cevi pogosto precej velike mase.

Poleti lahko ogrevanje z zemeljsko energijo izvajamo kot klimatsko napravo. Zakaj se aktivira obratni mehanizem? Med delovanjem bo toplotni izmenjevalnik začel jemati hladilno energijo.

Vrste

Za okolju prijazno in učinkovito delovanje sistema so na voljo tri glavne možnosti:

podtalnica	V tem primeru se toplotna energija uporablja za ogrevanje objekta. podtalnica ki se nahajajo v velikih globinah. Ima kar visoko temperaturo, zato jo dviguje in greje. Nato voda skozi toplotni izmenjevalnik daje glavnino razpoložljive energije.
Antifriz	Metoda zahteva dodatne stroške. Rezervoar z antifrizom se spusti do globine 75 m in nižje, katerega cena je precej visoka. Ko se segreje, ga toplotna črpalka dvigne v izmenjevalnik toplote. Po sprostitvi toplote antifriz ponovno vstopi v posodo.
voda	Ta metoda ne zahteva opreme talnega rudnika. Takšno ogrevanje hiše iz tal je primerno, če obstaja dostop do rezervoarja. Horizontalne sonde so nameščene iz izmenjevalnika toplote po dnu rezervoarja, ki pomagajo pretvarjati toploto vode.

Prednosti geotermalnega ogrevanja

Zdaj pa ugotovimo, kakšne prednosti imajo takšni sistemi in ali lahko zadovoljijo naše zahteve:

Toplotne energije se sprosti nekajkrat več, kot je poraba električne energije za delovanje črpalke.
Škodljivih emisij ni, zato je ogrevanje podeželske hiše iz tal okolju prijazen način.
Sistem za delovanje potrebuje le elektriko. Uporaba ni potrebna kemikalije in goriva.
Med delovanjem ni nevarnosti eksplozije ali požara.
Pravilna namestitev ogrevalni sistem zagotavlja delovanje brez tehnične podpore približno 30 let.

Samostojna montaža geotermalnega ogrevanja

Takoj je treba povedati, da bo ogrevanje hiše z energijo zemlje zahtevalo velike enkratne naložbe. Od tega bo levji delež namenjen razvoju rudniškega jaška.

Nasvet: Najdražji del toplotne črpalke je kompresor. Če ne želite težav, ga ne kupujte v kitajski tovarni.
Bolje je uporabiti Danfoss ali Copeland (po možnosti ne iz Kitajske).

Priporočamo tudi uporabo sistema toplih tal namesto radiatorjev. Tako lahko včasih zmanjšate vračilo opreme. Upoštevati je treba tudi letno zvišanje tarif za tradicionalne nosilce energije, hkrati pa bo pomagalo preprečiti skoke cen.

V hiši vas nič ne bo spomnilo, da uporabljate zemeljsko ogrevanje. Glavni del sheme - vodnjak in izmenjevalnik toplote - bo skrit pod zemljo. Za napravo je potrebno dodeliti le majhen prostor, na primer v kleti, ki proizvaja toploto.

Naprava vam omogoča prilagajanje temperature in dovod toplote. Navodila za namestitev ogrevalnega sistema v hiši se ne razlikujejo od tradicionalne metode, zato v njej ni nobenih značilnosti.

Zaključek

Uporaba toplotnih črpalk omogoča, da se znebimo tradicionalnih vrst goriva, ki so vsako leto dražja, čeprav bodo začetni stroški precej visoki. Namestitev geotermalnega ogrevanja je povsem mogoče izvesti samostojno, le pri nameščanju cevi v rudniški jašek je priporočljivo izklopiti pomočnika.

Povračilo projekta je odvisno od izolacije stanovanja, pa tudi od načina ogrevanja - radiatorsko ali talno ogrevanje. Videoposnetek v članku bo ponudil priložnost za iskanje dodatnih informacij o zgornji temi.

Iskanje alternativnih virov energije je privedlo do izuma naprav, ki so sposobne akumulirati toploto, ki je v človekovem okolju v velikih količinah. Sončni žarki, gejzirski izviri, tla - vse to v eni ali drugi meri lahko zadovolji potrebo po ogrevanju hladilne tekočine za ogrevalni sistem in oskrbo s toplo vodo.Čeprav je geotermalno ogrevanje zaradi toplote zemlje relativno nova smer , so možnosti za takšno rešitev očitne. Zahvaljujoč namestitvi posebne opreme postane mogoče pridobiti poceni, skoraj neskončno vrsto toplotne energije.

Kako spraviti toploto v hišo iz zemlje

Zemljo tudi v zimsko obdobječas ne zamrzne popolnoma. To funkcijo uporabljajo inštalaterske ekipe, ki polagajo cevovode pod lediščem. Presenetljivo je, da temperatura teh plasti redko pade pod +5 +7°C stopinj. Ali je mogoče uporabiti sposobnost zemlje, da akumulira toploto, jo odvzame in uporabi za ogrevanje hladilne tekočine? Seveda! Toda kako omogočiti alternativno ogrevanje zasebne hiše s pomočjo toplote zemlje? obravnavati je treba naslednja vprašanja:

Prejemanje toplote - morate akumulirati toplotno energijo in jo poslati v hranilnik.
Ogrevanje nosilca toplote. Ogreto sredstvo proti zmrzovanju mora prenašati toplotno energijo tekočine, ki kroži v sistemu ogrevanja in tople vode.
Ohlajen antifriz je treba vrniti v izmenjevalnik toplote za nadaljnje segrevanje.

Za rešitev teh težav je bila razvita geotermalna črpalka, ki uporablja toploto zemlje. Geotermalna toplotna črpalka omogoča pridobivanje količine toplote, ki je več kot dovolj za proizvodnjo velike količine toplote in se glede na zasnovo in lokacijo hiše uporablja kot glavna ali dodatna ogrevalna oprema.

Kako deluje geotermalno ogrevanje doma, kako deluje

Podzemno globinsko ogrevanje iz zemlje ni več fantazija. Takšne naprave je mogoče varno kupiti v Rusiji. Poleg tega lahko geotermalne naprave delujejo tako v severnih kot v južnih zemljepisnih širinah. Toda kakšen princip uporabljajo pri svojem delu?Še v prejšnjem stoletju je bilo ugotovljeno dejstvo, da lahko nekatere vrste tekočin pri izhlapevanju ohladijo površino. Prav to se zgodi, če kožo pred injiciranjem vtremo z alkoholom ali pa polijemo pod soncem segreto asfaltno površino. To načelo je bilo vzeto kot osnova za razvoj hladilne opreme.

Nato se je porodila ideja, zakaj ne bi zagnali procesa hlajenja v obratni smeri in dobili namesto mraza vroč zrak. Večina sodobnih klimatskih naprav je sposobna ne samo ohladiti zrak v prostoru, ampak tudi delovati za ogrevanje. Toda pomanjkljivost takšnih naprav je, da so temperaturno omejene. okolju. Torej, ko oznaka doseže -5 stopinj, prenehajo delovati. Geotermalne črpalke za ogrevanje zasebnih hiš iz zemlje so popolnoma brez takšne pomanjkljivosti, čeprav uporabljajo princip, ki v marsičem spominja na delovanje klimatske naprave za ogrevanje prostora.

Kako deluje geotermalno ogrevanje

Kot smo že omenili, geotermalni ogrevalni sistem iz črevesja zemlje v mnogih pogledih spominja na delovanje klimatske naprave v načinu ogrevanja. Kaj se dogaja v tem trenutku?

V spodnjih plasteh tal, na dnu reke ali jezera, so nameščeni zbiralniki vode, skozi katere kroži antifriz. Zbiralniki absorbirajo toploto in oddajajo mraz.
Ogrevan antifriz se črpa.
Izmenjava toplote poteka v hranilniku. Ogrevan antifriz oddaja toplotno energijo hladilni tekočini ali segreva vodo.
Ohlajen antifriz teče nazaj v zbiralnike.

Obstajajo naprave, ki lahko samostojno ogrevajo velike prostore, druge pa se uporabljajo izključno kot pomožna oprema lahko zagotovi od 50-75% potreb prostora po toploti.

Geotermalna oprema za izrabo toplote zemlje

Načelo delovanja sistema globokega ogrevanja hiše zaradi energije zemlje temelji na uporabi posebne opreme. Izvaja naslednje funkcije: akumulira toploto okolja, jo prenaša na toplotni nosilec ogrevalnega sistema. Za to se uporabljajo naslednja vozlišča:

Uparjalnik - nahaja se globoko pod zemljo. Funkcija uparjalnika je, da absorbira toplotno energijo v okoliški zemlji.
Kondenzator - prinaša antifriz na želeno temperaturo.
Toplotna črpalka - antifriz kroži po sistemu. Nadzoruje delovanje celotne instalacije.
Vmesni rezervoar - zbira ogrevan antifriz na enem mestu za prenos energije v hladilno tekočino. Sestavljen je iz notranjega rezervoarja, vsebuje vodo iz ogrevalnega sistema in notranjo tuljavo, skozi katero se premika ogrevan antifriz.

Čeprav naravno nizkotemperaturno geotermalno ogrevanje hiše s toploto zemlje zagotavlja dovolj toplotne energije, je najbolj praktična možnost ogrevanja pri tej rešitvi priključitev na sistem "topla tla".

Montaža in montaža geotermalnega ogrevanja

Glavna težava pri vgradnji geotermalne opreme je povezana z vgradnjo vezja izmenjevalnika toplote v zemljo-zemlja. Čeprav je internet mogoče najti veliko število nasveti o tem, kako ta dela opraviti sami, praksa kaže, da večine nasvetov ni mogoče uporabiti brez posebnega specializiranega izobraževanja, zato morajo vsa dela opraviti profesionalni monterji, ki so predstavniki proizvajalca. Po stiku s strokovnjaki so geotermalni ogrevalni sistemi za zasebne hiše zaradi toplote zemlje nameščeni v naslednjih več fazah:

Odhod inženirja na hišo. Ob prvem obisku se odvzamejo vzorci tal, ugotovijo značilnosti območja in sprejme odločitev o najučinkovitejši postavitvi geotermalnega sistema. Na učinkovitost napeljave lahko vpliva tudi predvideni vir toplote. Bolj produktivna je namestitev izmenjevalnikov toplote na dnu rezervoarja ali na viru toplotnih virov.
Sklenitev pogodbe in prevzem potrebna oprema. Cene se lahko zelo razlikujejo glede na zahtevnost dogodka. inštalacijska dela in druge nianse. Toda v povprečju, če je izbran visokokakovosten nemški proizvajalec, bo strošek namestitve približno enak njegovi ceni. Nakup Vaillant instalacije na ključ za 350 m2. m bo stalo približno 21 tisoč dolarjev
Montažna dela. Ogrevanje zasebne hiše s podzemnimi geotermalnimi viri toplote, oziroma njegova učinkovitost je v veliki meri odvisna od pravilno ravnanje delo v fazi namestitve. Ko so vodni toplotni izmenjevalniki vgrajeni v zemljo, jih priključimo na geotermalno instalacijo in ogrevalni sistem hiše.
Zagonska dela. Inženir zažene sistem in opravi natančne prilagoditve naprave. Po postavitvi se podpiše akt o oddaji del.

V skladu z veljavno zakonodajo lahko podjetje, ki namesti opremo, zagotovi dodatne garancijske obveznosti ob plačilu teh storitev. Takšna jamstva bodo stala dodatnih 1000 USD.

Ali je geotermalno ogrevanje učinkovito na severu

Za ustvarjanje minimalnih pogojev, potrebnih za delovanje geotermalne naprave, zadostuje izpolnjevanje naslednjih pogojev:

Temperatura plasti zemlje, v kateri se nahajajo toplotni izmenjevalniki, ne sme pasti pod +5, +7°C stopinj.
V celotnem sistemu, skozi katerega teče antifriz, so ustvarjeni pogoji za preprečevanje zmrzovanja.
Geotermalno ogrevanje podeželske hiše je bilo dokončano po vseh potrebnih izračunih in projektni dokumentaciji.

Glede na vse opisane zahteve postane jasno, da so takšne instalacije lahko učinkovite ob upoštevanju zgornjih pogojev. Kljub temu je za severne regije bolj primerno uporabiti takšne naprave za ogrevanje majhnih površin do 150-200 kvadratnih metrov. m.

Gejzirsko ogrevanje zasebne hiše

Učinkovitost geotermalne črpalke je v veliki meri odvisna od temperature tal ali vode, v kateri se nahaja izmenjevalnik toplote. V tem pogledu so prebivalci Kamčatke v boljšem položaju. Na polotoku Kamčatka je ogromno termalnih vrelcev - gejzirjev, ki se ne ohladijo niti v zimski čas leta. Pred namestitvijo opreme so obvezne geološke raziskave. Če topla pomlad ki se nahaja na ozemlju hiše, je smiselno postaviti toplotne izmenjevalnike na dno tega rezervoarja. Geotermalna energija se bo v tem primeru izplačala veliko hitreje.

Kako ogrevati hišo z geotermalno črpalko

Tehnologija ogrevanja hiše s podzemno toploto je najbolj iskana na Zahodu. To je predvsem posledica mentalitete prebivalcev zahodne države. Navajeni so dolgoročnih naložb, ki se v celoti povrnejo šele po nekaj letih. In malo je ljudi, ki so sposobni plačati za namestitev opreme približno 20 tisoč dolarjev naenkrat. Toda število ljudi, ki se želijo osamosvojiti od drugih virov ogrevanja, nenehno narašča. Alternativni načini geotermalnega ogrevanja domov postajajo vse bolj priljubljeni, zlasti glede na vedno višje stroške plina.

Toplotna energija vam leži dobesedno pod nogami. Treba se je samo skloniti in ga »pobrati«. Pri tem lahko pomaga geotermalna naprava. Namestitev črpalke omogoča, odvisno od lokacije, bodisi popolno kompenzacijo potrebe po toplotni energiji bodisi delno zadovoljevanje, kar znatno zmanjša obremenitev glavnega vira ogrevanja in sistema oskrbe s toplo vodo zasebne hiše.

avtonomnoeteplo.ru

Ali je ogrevanje doma učinkovito s toploto in energijo zemlje: analiza in nasveti za ureditev

Geotermalno ogrevanje je eden izmed najbolj obetavnih alternativnih virov energije. Za razliko od solarnih sistemov praktično ni odvisen od letnega časa. Toda ali je donosno ogrevati hišo na račun toplote in energije zemlje?

Geotermalno ogrevanje doma

Shema geotermalnega ogrevanja

Najprej morate razumeti načela pridobivanja toplotne energije. Temeljijo na dvigu temperature, ko greste globlje v zemljo. Na prvi pogled je povečanje stopnje segrevanja nepomembno. Toda zahvaljujoč pojavu novih tehnologij je ogrevanje hiše s toploto zemlje postalo resničnost.

Glavni pogoj za organizacijo geotermalnega ogrevanja je temperatura najmanj 6 ° C. To je značilno za srednje in globoke plasti tal in rezervoarjev. Slednji so zelo odvisni od zunanje temperature, zato se redko uporabljajo. Kako lahko praktično organizirate ogrevanje hiše z energijo zemlje?

Če želite to narediti, morate narediti 3 kroge, napolnjene s tekočinami z različnimi Tehnične specifikacije:

Zunanji. Pogosteje kroži antifriz. Njegovo segrevanje na temperaturo, ki ni nižja od 6 ° C, se pojavi zaradi energije zemlje;
Toplotna črpalka. Brez tega je ogrevanje z energijo zemlje nemogoče. Nosilec toplote iz zunanjega tokokroga prenaša svojo energijo na hladilno sredstvo s pomočjo izmenjevalnika toplote. Njegova temperatura izhlapevanja je nižja od 6°С. Po tem vstopi v kompresor, kjer se po stiskanju temperatura dvigne na 70 ° C;
Notranja kontura. Po podobni shemi se toplota prenaša iz stisnjenega hladilnega sredstva v vodo v sistemu premagovanja. Tako pride do segrevanja iz črevesja zemlje minimalni stroški.

Kljub očitnim prednostim so takšni sistemi redki. To je posledica visokih stroškov nakupa opreme in organizacije zunanjega dovoda toplote.

Izračun ogrevanja iz toplote zemlje je najbolje zaupati strokovnjakom. Učinkovitost celotnega sistema bo odvisna od pravilnosti izračunov.

Zasnova toplotne črpalke

»Srce« geotermalnega ogrevanja je toplotna črpalka. Sestavljen je iz več komponent, katerih delovanje neposredno vpliva na učinkovitost celotnega sistema. Zato morate pred načrtovanjem ogrevanja zasebne hiše iz tal ugotoviti glavne značilnosti tega vozlišča.

Ker ta naprava spada v kategorijo kompleksne opreme, je priporočljivo kupiti samo tovarniške modele. Zasnova toplotne črpalke vključuje naslednje komponente:

Uparjalnik. V tem bloku se energija prenaša iz zunanjega tokokroga;
Kompresor. Potrebno za ustvarjanje visok pritisk v okolju hladilnega sredstva;
Kapilarna. Služi za zmanjšanje notranjega tlaka v krogu hladilnega sredstva;
Nadzorni sistem. Z njegovo pomočjo se regulira ogrevanje zasebne hiše s tal - temperaturni režim delovanja, hitrost prehoda toplotnih nosilcev itd.

Glavna težava pri samoizdelava toplotne črpalke je zmanjšati toplotne izgube in normalizirati delovanje notranjega hladilnega kroga. Tovarniški modeli so nastavljeni v fazi izdelave, zasnova pa predvideva možnost prilagajanja njegovih parametrov.

Kako pravilno izračunati parametre črpalke, tako da toplota zemlje za ogrevanje hiše zagotavlja normalno temperaturo? Za to morate vedeti toplotna moččrpalka. Za približen izračun lahko uporabite naslednjo formulo:

Pri čemer je t1-t2 temperaturna razlika med vstopno in povratno cevjo, °C, V je izračunani pretok toplotnega nosilca, m³/h, Q je nazivna moč toplotne črpalke, W.

Ta tehnika ni uporabna za kompleksne sisteme, saj vsebujejo veliko dodatnih faktorjev. Predvsem toplotne izgube na avtocesti. To še posebej velja za tista območja, kjer gre čim bližje površini tal. Da bi zmanjšali toplotne izgube, je treba toplovode izolirati v zemlji.

Ker je delovanje toplotne črpalke odvisno od električne energije, je priporočljiva vgradnja zasilnega napajalnika.

Možnosti ureditve geotermalnega ogrevanja

Metode urejanja zunanje konture

Da bi se energija zemlje čim bolj porabila za ogrevanje hiše, morate izbrati pravo vezje za zunanji tokokrog. Pravzaprav je lahko vsak medij vir toplotne energije – podzemni, vodni ali zračni. Vendar je pomembno upoštevati sezonske spremembe vremenskih razmer, kot je bilo omenjeno zgoraj.

Trenutno obstajata dve vrsti sistemov, ki se učinkovito uporabljajo za ogrevanje hiše zaradi toplote zemlje - vodoravno in navpično. Področje je ključni dejavnik izbire. zemljišče. Od tega je odvisna postavitev cevi za ogrevanje hiše z energijo zemlje.

Poleg tega se upoštevajo naslednji dejavniki:

Sestava tal. Na skalnatih in ilovnatih območjih je težko izdelati navpične jaške za polaganje avtocest;
stopnja zmrzovanja tal. Določil bo optimalno globino cevi;
Lokacija podzemne vode. Višje kot so, boljše je za geotermalno ogrevanje. V tem primeru bo temperatura naraščala z globino, kar je optimalno stanje za ogrevanje z energijo zemlje.

Prav tako morate vedeti o možnosti obratnega prenosa energije poleti. Potem ogrevanje zasebne hiše iz tal ne bo delovalo, odvečna toplota pa bo prešla iz hiše v tla. Vsi hladilni sistemi delujejo po enakem principu. Toda za to morate namestiti dodatno opremo.

Nemogoče je načrtovati namestitev zunanjega tokokroga zunaj doma. To bo povečalo toplotne izgube pri ogrevanju iz zemeljskega drobovja.

Horizontalna shema geotermalnega ogrevanja

Horizontalna razporeditev zunanje cevi

Najpogostejši način namestitve zunanjih avtocest. Primeren je zaradi enostavne namestitve in zmožnosti relativno hitre zamenjave okvarjenih delov cevovoda.

Za namestitev po tej shemi se uporablja kolektorski sistem. Za to je izdelanih več kontur, ki se nahajajo na najmanjši razdalji 0,3 m drug od drugega. Povezani so s kolektorjem, ki hladilno tekočino dovaja naprej v toplotno črpalko. Tako bo zagotovljena maksimalna oskrba z energijo za ogrevanje iz toplote zemlje.

Vendar pa je treba upoštevati številne pomembne nianse:

Velik kvadrat osebna parcela. Za približno 150 m² veliko hišo mora biti ta najmanj 300 m²;
Cevi morajo biti pritrjene na globino pod nivojem zmrzovanja tal;
Z morebitnim premikanjem tal med spomladanskimi poplavami se poveča verjetnost premika avtocest.

Odločilna prednost ogrevanja iz toplote zemlje vodoravnega tipa je možnost samorazporeditve. V večini primerov to ne zahteva posebne opreme.

Za največji prenos toplote je treba uporabiti cevi z visoko toplotno prevodnostjo - tankostenske polimerne cevi. Toda hkrati bi morali razmisliti o načinih izolacije ogrevalnih cevi v tleh.

Navpični diagram geotermalnega ogrevanja

Vertikalni geotermalni sistem

To je bolj zamuden način organiziranja ogrevanja zasebne hiše s tal. Cevovodi so nameščeni navpično, v posebnih vrtinah. Pomembno je vedeti, da je takšna shema veliko učinkovitejša od navpične.

Njegova glavna prednost je povečanje stopnje segrevanja vode v zunanjem krogu. Tisti. globlje ko so cevi nameščene, večja količina zemeljske toplote za ogrevanje hiše bo vstopila v sistem. Drug dejavnik je majhna površina zemlje. V nekaterih primerih se ureditev zunanjega geotermalnega ogrevalnega kroga izvede še pred gradnjo hiše v neposredni bližini temeljev.

Kakšne težave se lahko pojavijo pri pridobivanju zemeljske energije za ogrevanje hiše po tej shemi?

Kvantitativno do kakovosti. Za vertikalno razporeditev je dolžina avtocest veliko večja. Kompenzira se z višjo temperaturo tal. Če želite to narediti, morate narediti vodnjake do globine 50 m, kar je naporno delo;
Sestava tal. Za kamnita tla je treba uporabiti posebne vrtalne stroje. V ilovici je za preprečitev izlitja vodnjaka nameščena zaščitna lupina iz armiranega betona ali plastike z debelimi stenami;
V primeru okvar ali izgube tesnosti postane postopek popravila bolj zapleten. V tem primeru so možne dolgotrajne okvare pri delovanju ogrevanja hiše za toplotno energijo zemlje.

Toda kljub visokim začetnim stroškom in zapletenosti namestitve je vertikalna razporeditev avtocest optimalna. Strokovnjaki svetujejo uporabo takšne namestitvene sheme.

Za kroženje hladilne tekočine v zunanjem krogu v navpičnem sistemu, močan obtočne črpalke.

Organizacija geotermalnega ogrevanja

Montaža horizontalnega geotermalnega ogrevalnega kroga

Potrošniki še vedno imajo glavno vprašanje - ali je mogoče uporabiti ogrevanje podeželske hiše z energijo zemlje kot glavno? To je mogoče, vendar le s strokovnim pristopom v vseh fazah - od izračuna do namestitve in testiranja sistema.

Najprej morate izbrati pravo toplotno črpalko. Glede na njihove visoke stroške morate najprej opraviti vse predhodne izračune njegovih značilnosti. Samo v tem primeru bo ogrevanje zaradi toplotne energije zemlje imelo največjo učinkovitost. Med zanesljivimi proizvajalci so Buderus, Vaillant in Veissman. Povprečni strošek toplotne črpalke za ogrevanje iz zemlje je približno 360 tisoč rubljev z nazivno močjo 6 kW. Bolj produktivni modeli lahko stanejo več kot 1 milijon rubljev.

Poleg stroškov morate biti pozorni na material izdelave cevi. Za zmanjšanje toplotnih izgub pri ogrevanju iz toplotne energije zemlje je priporočljivo uporabiti naslednje:

Zamreženi polietilen. Nizka cena - idealna za horizontalne sheme;
Cev iz nerjavečega jekla. Uporablja se pri ogrevanju z uporabo toplotne energije zemlje z navpično razporeditvijo zunanjega kroga. Ugodno se razlikuje od zamreženega polietilena z visoko toplotno prevodnostjo in mehansko trdnostjo. Pomanjkljivost je visok strošek.

Glede na vse te dejavnike se največkrat kot dodatno vgradi geotermalno ogrevanje iz energije zemlje. Sčasoma se bodo stroški sestavnih delov in učinkovitost toplotnih črpalk povečali - in šele takrat lahko takšne sisteme štejemo za glavne.

Primer namestitve geotermalnega ogrevanja v zasebni hiši najdete z ogledom videoposnetka:

strojdvor.ru

Podzemno geotermalno ogrevanje doma

Za oskrbo zasebne hiše s toploto se tradicionalno uporabljajo enote, ki delujejo na elektriko, trdna, plinska ali tekoča goriva. V zadnjih desetletjih se kot alternativni vir toplotne energije uporabljajo sončni kolektorji in toplota zemeljske notranjosti. Ogrevanje hiše s toploto zemlje imenujemo geotermalno ogrevanje doma.

Geotermalno ogrevanje hiše zaradi energije zemlje

Povpraševanje po ogrevanju iz zemlje narašča, saj stroški konvencionalnih nosilcev energije vztrajno naraščajo, zaloge fosilnih goriv pa upadajo. Investicija v ogrevanje zemlje podeželska koča precej donosno, ob upoštevanju gospodarskih možnosti in znatnih prihrankov pri avtonomni oskrbi s toploto v ogrevalnem obdobju.

Metode pridobivanja naravne toplotne energije

Geotermalne toplotne črpalke se razlikujejo po načinu pridobivanja toplote:

Naprave, ki uporabljajo toploto globoke podzemne vode, vročih gejzirjev itd.
Sistemi, ki vključujejo posodo proti zmrzovanju, nameščeno v zemlji na globini 75 metrov. Ogrevanje iz črevesja zemlje zagotavlja naravno segrevanje posode z antifrizom; posledično hladilno sredstvo, ki gre skozi toplotni izmenjevalnik, odda prejeto toploto in se vrne v rezervoar.
Geotermalni krog je položen po dnu rezervoarja, ki je naravni hranilnik toplote. V tem primeru je treba upoštevati, da lahko rezervoar pozimi popolnoma zamrzne.

Vrste geotermalnih toplotnih črpalk

Ogrevanje hiše z zemeljsko energijo zahteva obsežna inštalacijska dela, vendar je okolju prijazen način pridobivanja praktično brezplačne toplotne energije. Za ogrevanje hiše boste potrebovali nepomembne stroške električne energije, potrebne za delovanje sistema.

Načela delovanja geotermalnega ogrevanja

Ogrevanje z zemeljsko energijo se uspešno uporablja v različnih podnebnih območjih: sistemi lahko delujejo tako v južnih kot severnih regijah.

Geotermalna naprava pri svojem delovanju uporablja tako fizična lastnina nekatere tekočine imajo sposobnost izhlapevanja, kar vodi do ohlajanja površine. Ta pojav je osnova za delovanje hladilne opreme.

Princip delovanja geotermalnega ogrevanja je hladilni proces, ki poteka v nasprotni smeri. Tako delujejo klimatske naprave, ki so sposobne ne samo hladiti, temveč tudi ogrevati zrak v prostoru.

Kako deluje toplotna črpalka

Vendar imajo klimatske naprave omejeno zmogljivost – ne morejo delovati pri temperaturah pod -5°C. In geotermalni sistem je sposoben zagotoviti ogrevanje hiše, ne glede na temperaturo zraka na površini. To je posledica dejstva, da se v okolju, iz katerega jemlje toplotno energijo, naravno vzdržujejo stabilne temperaturne razmere.

Naprava geotermalnega ogrevalnega sistema

Geotermija (znanost o toplotnem stanju Zemlje) je to omogočila praktično uporabo toplotna energija, ki jo zemeljska skorja prejema od vroče magme v središču planeta.

Na površini je nameščena posebej zasnovana toplotna črpalka za ogrevanje doma, toplotni izmenjevalnik pa je vgrajen v zemljo ali na dno rezervoarja. Toplotna energija se "izčrpa" na površino in omogoča ogrevanje hladilne tekočine v ogrevalnem krogu hiše ali nestanovanjskega objekta.

Kako poteka postopek ogrevanja

Geotermalno ogrevanje zasebne hiše je stroškovno učinkovita možnost. Če za ogrevanje hiše uporabljate energijo zemlje, potem za vsak kilovat električne energije, potrebne za delovanje opreme, pride od 4 do 6 kW koristne toplotne energije, pridobljene iz črevesja planeta.

V primerjavi z delovanjem klimatske naprave bomo videli, da je pri njenem delovanju za pridobitev 1 kW toplotne energije potrebnih več kot 1 kW električne energije. To je posledica neizogibnih izgub pri pretvorbi ene energije v drugo itd.

Zelo donosno je ogrevanje stanovanjske stavbe s toplotno energijo zemeljske notranjosti, vendar bo doba vračila opreme in stroškov namestitve trajala nekaj časa.

Uporaba toplote zemlje za ogrevanje hiše ne zahteva vgradnje tradicionalnega kotla za ogrevanje hladilne tekočine.

V tem primeru je sistem sestavljen iz treh komponent:

ogrevalni krog - geotermalni vir toplotne energije;
ogrevalni krog znotraj hiše - nizkotemperaturni radiator ali tla;
črpališče - toplotna črpalka za črpanje toplotne energije v ogrevalni krog iz ogrevalnega kroga v zemlji ali pod vodo.

Geotermalni ogrevalni sistem se lahko uporablja tudi za ogrevanje rastlinjakov, pomožnih objektov, bazenske vode, vrtne poti itd.

Oprema za geotermalno ogrevanje

Geotermalna oprema za sistem globokega ogrevanja vam omogoča, da kopičite toplotno energijo, pridobljeno iz okolja, in jo prenesete na hladilno tekočino v ogrevalnem krogu.

Seznam opreme za ogrevanje tal vključuje:

Uparjalnik. Naprava se nahaja v globini in služi za absorbiranje toplotne energije, ki se nahaja v geotermalnih vodah ali zemlji.
Kondenzator. Omogoča vam, da temperaturo antifriza dosežete na vrednost, ki je potrebna za delovanje sistema.
Toplotna črpalka. Zagotavlja kroženje antifriza v ogrevalnem krogu, nadzoruje delovanje geotermalne naprave.
Puffer tank - posoda za zbiranje segretega antifriza. Omogoča prenos toplotne energije zemeljske notranjosti na hladilno tekočino. Rezervoar, skozi katerega prehaja hladilna tekočina, je opremljen s toplotnim izmenjevalnikom v obliki tuljave. Ogrevan antifriz se premika vzdolž njega in oddaja toploto.

Shema naprave toplotne črpalke

Namestitev sistema

Geotermalno ogrevanje podeželske hiše v fazi ureditve zahteva trdno finančno naložbo. Visok skupni strošek sistema je v veliki meri posledica velike količine zemeljskega dela, povezanega z namestitvijo ogrevalnega kroga.

Sčasoma se finančni stroški poplačajo, saj se uporabljajo v ogrevalna sezona toplotna energija se črpa iz zemeljskih globin z minimalno porabo električne energije.

Montaža horizontalnega toplotnega izmenjevalnika za geotermalni ogrevalni sistem

Da bi zagotovili ogrevanje hiše s toploto zemlje, je potrebno namestiti sistem:

glavni del mora biti pod zemljo ali na dnu rezervoarja;
v sami hiši je vgrajena le dokaj kompaktna oprema in radiator oz talno ogrevanje. Oprema, ki se nahaja v hiši, vam omogoča nastavitev stopnje ogrevanja hladilne tekočine.

Kako izgleda geotermalna oprema v hiši?

Pri načrtovanju ogrevanja zaradi toplote zemlje je treba določiti možnost vgradnje delovnega tokokroga in vrsto kolektorja.

Obstajata dve vrsti zbiralnikov:

Navpično - potopi se v tla za več deset metrov. Da bi to naredili, je na kratki razdalji od hiše potrebno izvrtati več vrtin. V vrtine je potopljena kontura (najbolj zanesljiva možnost so cevi iz zamreženega polietilena).

Slabosti: veliki finančni stroški za vrtanje več vrtin v zemlji z globino 50 metrov ali več.

Prednosti: Zagotavlja podzemna lokacija cevi na globini, kjer je temperatura tal stabilna visoka učinkovitost delovanje sistema. Poleg tega navpični zbiralnik zavzema majhno površino zemlje.

Vodoravno. Uporaba takega kolektorja je dovoljena v regijah s toplim in zmernim podnebjem, saj globina zmrzovanja tal ne sme presegati 1,5 metra.

Slabosti: Potreba po uporabi velikega območja spletnega mesta (glavna pomanjkljivost). Ta kos zemlje po polaganju konture ni mogoče uporabiti za vrt ali zelenjavni vrt, saj sistem deluje s sproščanjem mraza med transportom hladilnega sredstva, kar bo povzročilo zamrznitev korenin rastlin.

Prednosti: Cenejša zemljiška dela, ki jih lahko opravite tudi sami.

vodoravno in navpični tip zbiralec

Geotermalno energijo lahko proizvedemo s polaganjem vodoravnega geotermalnega kroga na dno rezervoarja, ki ne zmrzuje. Vendar je to v praksi težko izvajati: rezervoar se lahko nahaja zunaj zasebnega območja, nato pa bo treba uskladiti namestitev izmenjevalnika toplote. Razdalja od ogrevanega predmeta do rezervoarja ne sme biti večja od 100 metrov.

Pomembno! Temperatura okolice kolektorja ne sme pasti pod +5°C. Zgornji del kolektorja, ki je v stiku z zmrzaljo, mora biti zaščiten s toplotno izolacijo, da preprečimo toplotne izgube.

Prednosti in slabosti

Ogrevanje z zemeljsko energijo ima številne prednosti:

Učinkovitost. V primerjavi s stroški električne energije za delovanje toplotne črpalke vam sistem omogoča nekajkrat več toplotne energije.
Prijaznost do okolja. Tovrstno ogrevanje je okolju popolnoma neškodljivo, brez emisij v ozračje.
Varnost. Ni potrebe po uporabi goriva, kemikalij itd., ni nevarnosti eksplozije ali požara opreme.
Minimalna potreba po tehnični podpori. Pravilno vgrajen sistem lahko deluje brez kakršnih koli posegov najmanj 30 let.
Dobičkonosnost. Med delovanjem ni stroškov popravila, kar vam omogoča povračilo vgradnje ogrevanja v 5-8 letih.
Ni potrebe po nadzoru delovanja sistema.
Nizka raven hrupa med delovanjem opreme.
Neusahljiv vir toplotne energije, ni potreben nakup in shranjevanje nosilca energije.

Okolju prijaznost uporabe toplotne energije podzemlja

Slabosti vključujejo:

na začetku visoki stroški opreme;
potreba po izvajanju zapletenih vrtalnih del na območju za namestitev navpičnega tokokroga ali pokvariti pokrajino s pripravo jarkov za vodoravni izmenjevalnik toplote.

V zmernem podnebju so geotermalne naprave dokazale svojo učinkovitost. V severnih regijah je ta vrsta ogrevanja primerna za majhne hiše (do 200 m2).

Ko ugotovite, kako sistem deluje in iz katerih delov je sestavljen, lahko določite možnost namestitve na svoje spletno mesto. Večinoma je ogrevanje iz zemlje opremljeno v fazi gradnje hiše - v tem primeru je lažje izvesti zemeljska dela, saj je postavitev mesta in ustvarjanje krajinsko oblikovanješe naprej.

Sorodni video:

profiteplo.com

Kako narediti ogrevanje iz zemlje v zasebni hiši

Danes bomo obravnavali geotermalno ogrevanje, ki ga lahko namestite za zasebno hišo z lastnimi rokami. Spoznali boste načelo njegovega delovanja, vrste, značilnosti in samosestavljanje.

Kako je ogrevanje podeželske hiše s toploto zemlje

Omeniti velja, da v evropskih državah in ZDA ogrevanje iz zemlje postopoma postaja glavni vir ogrevanja doma, vendar so za zdaj takšni sistemi le alternativa bolj tradicionalnim.

Videz in porazdelitev

Čez nekaj časa je toplota zemlje za ogrevanje postala prednost večine lastnikov zasebnih hiš. V Evropi se vsako leto število gospodinjstev, ki doma ogrevajo zemljo, samo povečuje.

Ta trend širjenja geotermalnega ogrevanja je povsem razumljiv. Uporaba toplote zemlje za ogrevanje lahko znatno prihrani družinski proračun, je varna in ekonomična.