Geotermalni sustavi grijanja za seosku kuću: karakteristike aranžmana uradi sam. Da li je efikasno grijati kuću toplinom i energijom zemlje: analiza i savjeti za uređenje podzemnog geotermalnog grijanja kuće toplinom zemlje

Projektiranje produktivnog sustava grijanja u seoskoj kući mora biti izvedeno na takav način da bude ekonomski isplativo, ali istovremeno jednostavno u izvedbi i tehnološki moderno. Konvencionalna rješenja, u kojima se toplina stvara izgaranjem goriva, skupa su za vlasnika kuće, a razlog tome je stalno povećanje cijene električne energije i plina. Osim toga, tradicionalne metode grijanja prostora imaju negativan utjecaj na okoliš, na primjer, oko 40% emisija ugljičnog dioksida u atmosferu nastaje zbog proizvodnje topline, takav nivo negativnog utjecaja na okoliš u digitalnom indikatoru je u korelaciji sa negativan uticaj uzrokovan izduvnim gasom vozila. U okviru ovog pitanja relevantan je novi sistem geotermalnog grijanja prostora.

Potraga za nestandardnim rješenjima u području grijanja prostora počela je 70-ih godina. prošlog veka, tokom energetskih kriza. U početku je ova tehnologija testirana u Sjedinjenim Državama, uglavnom u elitnim prostorijama. Ali zahvaljujući razvoju tehnologije, cijena proizvodnje se postupno smanjivala, pa je ova vrsta grijanja stambenih prostora sada postala dostupna masovnom potrošaču. Osim toga, kako pokazuje dugogodišnje iskustvo u korištenju geotermalnih sustava grijanja, ovaj dizajn je izdržljiv i isplativ, tako da potražnja potrošača za ugradnjom ovog tipa sistema stalno raste.

Pozitivni i negativni aspekti ugradnje geotermalnog sistema grijanja u seoskoj kući

Razvoj novih tehnologija doprinio je da gotovo svaki vlasnik kuće sada ima priliku da akumulira energiju zemlje ugradnjom geotermalnog sistema grijanja u privatnom sektoru. Do 98% sunčeve energije koja padne na njegovu površinu akumulira se u tlu, zbog čega se čak i zimi u sloju zemlje pohranjuje dovoljna količina topline za zagrijavanje stambene zgrade, samo je ugradnja posebne opreme potrebna za korištenje akumulirane sunčeve energije. Nakon ugradnje geotermalnog sistema grijanja, sredstva utrošena na instalaciju isplatit će se u prosjeku za 5-8 godina - to je negativna strana ove tehnologije. Trošak projekta može izazvati sumnje među onima koji su planirali instalirati jeftin sistem, ali kapitalni troškovi nisu bili uključeni u planove vlasnika seoske kuće.

Pozitivna strana sistema je njegova pristupačnost, jer postoji široka mogućnost korišćenja energije ove vrste, kao i apsolutna ekološka prihvatljivost i bezopasnost za ljude. Količina energije je neograničena, a troškovi rada i održavanja sistema su veoma niski. Geotermalna energija nije vrijedna novca, ali energija koja je uključena u rad toplinske pumpe zahtijeva finansijska ulaganja. Da biste dobili od tri do pet kilovata toplote, potrebno je potrošiti jedan kilovat ove energije. S obzirom da tokom rada pumpe ne dolazi do procesa sagorevanja, sistem je apsolutno bezbedan, nema opasnosti od požara ili eksplozije, kao što je slučaj sa sistemima za grejanje na gas. Opremanje stana raznim izduvnim sistemima i dimnjacima, sistem zauzima vrlo malo prostora u prostoriji. Osim toga, nema potrebe za posebnom prostorijom ili dodatnim prostorom za skladištenje goriva. A zahvaljujući svestranosti sistema, ne samo da možete grijati svoj dom zimi, već ga i hladiti u ljetnim mjesecima. Ako je sistem pravilno instaliran, može raditi oko 30 godina bez potrebe za održavanjem, dok ostalim sistemima mnogo češće treba servisirati.

Karakteristike geotermalnog sistema grijanja

Princip rada geotermalne opreme može se uporediti ili sa radom klima uređaja ili zamrzivača, ali „obrnuto“. Dizajn se temelji na toplinskoj pumpi, čija je veličina približno jednaka dimenzijama mašine za pranje rublja, pumpa je uključena u 2 kruga.

Prvi krug je vidljivi sistem radijatora i cijevi, drugi krug je izmjenjivač topline, koji se postavlja ispod zemlje ili u vodu. Unutar kruga može cirkulirati posebna tekućina ili obična voda. U drugom krugu, tečnost poprima temperaturu okolnog prostora, nakon čega rashladna tečnost ulazi u toplotnu pumpu, koja se može konfigurisati da hladi i zagreva prostoriju. Toplina koju stvara pumpa, kada se zagrije, ulazi u prvi krug, a kada se ohladi, u drugi.

Na primjeru rada hladnjaka „naprotiv“, može se povući analogija upoređivanjem isparivača ukopanog u zemlju sa zamrzivačem, a zavojnica hladnjaka je kondenzator koji se koristi za zagrijavanje zraka ili vode. Temperatura konstrukcije je niža od okoline, zbog činjenice da su podzemne temperature konstantno niske.

Proizvodnja toplotnih pumpi (glavnih elemenata geotermalnih sistema) u industrijskim razmerama postala je moguća zahvaljujući razvoju tehnologija rashladnih postrojenja, što je omogućilo razvoj jedinstvene tehnike za pretvaranje zemaljske energije u toplotu za zagrevanje prostora.

Principi sklopova uređaja

Sistem je teško instalirati sam od strane vlasnika gradilišta, jer je u blizini zgrade potrebno projektovati konstrukciju koja se sastoji od zatvorenog cevnog sistema koji se nalazi na znatnoj dubini ispod zemlje, koja ponekad doseže i više od nekoliko stotina metara. Vrsta dizajna izmjenjivača topline, kao i dimenzije kolektora, ovise o nizu parametara, među kojima su glavni toplinska provodljivost tla i dubina pojave.

Postoje tri šeme za opremu geotermalnog sistema grijanja, odnosno vanjskog kola uređaja za skladištenje energije.

1. Najoptimalniji je uređaj vertikalnog izmjenjivača topline s pumpom. Za implementaciju takve šeme potrebna je posebna oprema i značajna finansijska ulaganja za bušenje bunara koji se nalazi pod zemljom na dubini od 50 do 200 metara. U ovom slučaju koristi se toplina duboko ležeće podzemne vode visoke temperature. Voda prolazi kroz toplotnu pumpu kroz izmjenjivač topline, gdje odaje svoju toplinu, nakon čega se ispušta nazad u podzemnu vodu nizvodno. Troškovi ove metode ugradnje opravdani su rezultatom, jer vijek trajanja bunara doseže 100 godina.
2. Slična prethodnoj i prilično skupa je shema za uređenje posebnog rezervoara sa antifrizom u rudniku dubine 75-100 m, koji se zagrijava od temperature tla, nakon čega toplinska pumpa pokreće antifriz u krug. Nakon što se toplina oslobodi, antifriz se baca u podzemni rezervoar.
3. Jednostavnija shema dizajna za horizontalni izmjenjivač topline, u kojem se cijevi na ovaj način nalaze ispod zemlje. Tako da su zimi ispod nivoa smrzavanja tla. Negativna strana ove sheme je potreba za korištenjem velike površine za kolektor. Na primjer, ispod male kuće površine 200 m2. potrebno je da zauzimate površinu od 500 m2. Položaj cijevi mora biti izveden tako da je najbliže drvo udaljeno najmanje 1,5 metara.
4. Sljedeća shema je primjenjiva ako se seoska kuća nalazi ne dalje od 100 metara od rezervoara. Prilično je jeftin, projekat ne zahtijeva iskopavanje, izmjenjivač topline treba postaviti na način da je dubina dovoljna da spriječi smrzavanje, ispod leda zimi treba biti najmanje 1-1,5 metara vode do vrha sonde. Poželjno je da u rezervoaru nema struje, duž njegovog dna su položene horizontalne sonde koje apsorbiraju toplinu. Takvu šemu može samostalno provesti vlasnik seoske kuće.

Vanjski krug je sastavljen od polietilenskih cijevi, prema preliminarnim proračunima, omjer od 40-50 W toplinske energije trebao bi pasti na 1 metar kolektora. Shodno tome, ako je kapacitet pumpe 10 kW, onda bi bunar trebao biti dugačak oko 160-200 metara. U nekim slučajevima je isplativije izbušiti nekoliko plitkih bunara umjesto jedne velike kako bi se na kraju dobila željena procijenjena dubina. Kako bi očuvali krajolik lokaliteta, projektanti koriste klaster tehnologiju, u kojoj se bušotine iz jedne tačke buše u različitim smjerovima.

Na kraju članka priložen je video s konkretnim primjerom.

Video - geotermalne pumpe

Svrha ovog članka bila je razmotriti pozitivne i negativne aspekte geotermalnog sustava grijanja, koji je uspješna alternativa već tradicionalnim metodama grijanja seoske kuće.

Danas mnogi ljudi traže alternativna rješenja za uštedu na grijanju kuće. Već su izmišljeni uređaji koji se napajaju energijom sunca i vjetra. Ali prvi se može koristiti samo u južnim regijama, gdje prevladava vedro vrijeme, a drugi se ne može koristiti na mjestima gdje mirnoća traje dugo vremena. Međutim, nedavno je izmišljeno novo rješenje - korištenje topline zemlje za grijanje.

Prednosti i nedostaci

Grijanje kuće toplinom zemlje, koja se naziva i geotermalna (od "geothermy" - toplina zemlje), ne zahtijeva upotrebu bilo kakvog goriva. Osim toga, za rad sistema će se trošiti mnogo manje električne energije nego za termičke električne uređaje. Sve ovo govori o efikasnosti novog sistema grijanja. Geotermalno grijanje ima niz dodatnih prednosti:

Nedostatak takvog grijanja je relativno visoka početna cijena opreme i njene ugradnje.

Osim toga, za instalaciju će biti potrebno bušenje, što je pogodnije za vrijeme izgradnje, kada na gradilištu još nisu izvedeni pejzažni radovi.

Također treba imati na umu da je grijanje zbog topline zemlje najefikasnije u južnim i umjerenim geografskim širinama, ali u sjevernim regijama može se koristiti samo za grijanje kuća s površinom od ne više od 200 m².

Toplota iz podzemlja. Program "Čudo tehnologije" kanala NTV

Princip rada

Temperatura srednjih i dubokih slojeva zemlje, u pravilu, ne pada ispod +6 ° C (zbog čega je dozvoljeno polaganje cjevovoda ispod nivoa smrzavanja bez straha da će se voda u njemu smrznuti). Ova činjenica dovela je do ideje da se energija zemlje koristi za grijanje kuće. Naravno, za to je bilo potrebno stvoriti posebnu opremu sposobnu ne samo da dobije toplinu iz crijeva, već je i prenese na rashladno sredstvo.

Kako bi se nosili s takvim problemima, izumljen je geotermalni sistem, čiji je princip sličan radu klima uređaja u načinu grijanja. Sistem se sastoji od tri kruga:

• outdoor;
• topla pumpa;
• interni.

Svaki krug ima svoje zadatke i tehničke karakteristike. Vanjski krug je ispunjen antifrizom, koji se pod utjecajem topline koja dolazi iz tla zagrijava do +6 ° C i više. Pumpa ga podiže u tampon rezervoar, gde svoju energiju prenosi na rashladno sredstvo čija je temperatura isparavanja manja od 6 stepeni. Zatim rashladno sredstvo odlazi u kompresor, gdje njegova temperatura nakon kompresije raste na +70 °C. U unutrašnjem krugu energija se prenosi sa rashladnog sredstva na vodu, koja se kreće u sistemu grijanja unutar kuće. U međuvremenu, ohlađeni antifriz se vraća u vanjski krug.

Geotermalno grijanje doma. Cijena po sistemu ključ u ruke.

Srce sistema grijanja je toplotna pumpa. Sastoji se od nekoliko odjeljaka - isparivača, kompresora, kapilarnog i upravljačkog sistema. Svaki od njih utiče ne samo na rad pumpe u cjelini, već i na efikasnost cijelog sistema.

Vrste sistema

Sistemi grijanja koji koriste toplinu zemlje razlikuju se u shemama vanjskog kruga. Trenutno se široko koriste vertikalne i horizontalne sheme. Birajući jedno ili drugo zavisiće od nekoliko faktora:

• dubina smrzavanja tla;
• sastav tla;
• površina zemljišta;
• prisustvo podzemnih voda.

Za ugradnju geotermalnog sistema najčešće se koristi horizontalni raspored vanjskog kruga.

Njegova prednost je lakša instalacija uz mogućnost ugradnje grijanja vlastitim rukama. Osim toga, horizontalni raspored vam omogućava da brzo i jednostavno zamijenite neispravne dijelove, zbog čega će grijanje raditi gotovo neprekidno.

Vanjski krug u ovom slučaju je kolektorski sistem. Nekoliko krugova koji se nalaze na udaljenosti od najmanje 30 cm jedan od drugog spojeno je kolektorom kroz koji antifriz ulazi u toplinsku pumpu. Takav sistem osigurava maksimalnu proizvodnju zemljine toplotne energije u horizontalnoj shemi.

Horizontalni položaj sugerira nekoliko važnih tačaka:

• ova šema zahtijeva veliku parcelu (na primjer, kuća od 150 m² zahtijeva parcelu od 300 m²);
• dubina cijevi treba biti veća od dubine smrzavanja;
• za krugove treba koristiti cijevi visoke toplinske provodljivosti;
• nepoželjno je postaviti shemu u područja gdje su moguće velike proljetne poplave, jer kretanje tla može pomjeriti vodove grijanja.

Izmjenjivač topline za zemlju uradi sam

Vertikalna shema je efikasnija od horizontalne, ali je njena instalacija napornija. Cijevi se nalaze u bunarima čija dubina dostiže 50-200 m.

Veća efikasnost vertikalnog grijanja sa zemlje objašnjava se povećanjem stepena grijanja - što su cijevi dublje, to se više energije može dobiti iz crijeva. Još jedna prednost sheme je da njena instalacija ne zahtijeva veliku površinu zemljišta.

Prilikom instaliranja vertikalnog kruga mogu se pojaviti određene poteškoće. Dakle, za ugradnju u kamenita tla bit će potrebne posebne mašine za bušenje, a u ilovastim tlima ugradnja zaštitne školjke od armiranog betona ili plastike debelih zidova. Osim toga, za rad takvog sistema bit će potrebne snažne cirkulacijske pumpe.

Također, prilikom ugradnje sistema s okomitim krugom, popravci će postati znatno složeniji, što, ako dođe do bilo kakvih kvarova, može dovesti do dugotrajnog kvara cijele konstrukcije.

Postoji još jedna opcija za geotermalno grijanje - s podvodnom lokacijom vanjskog kruga. U ovom slučaju, cijevi se polažu duž dna najbližeg rezervoara, što eliminira potrebu za zemljanim radovima. Ali to treba uzeti u obzir ribnjak mora:

• biti udaljeni ne dalje od 100 m od kuće;
• imaju dovoljnu zapreminu (za kuću od 100 m² potreban je rezervoar od 200 m³);
• zimi se ne smrzavaju u potpunosti.

Dobro je poznata činjenica da je grijanje privatne kuće toplotnom pumpom najefikasniji način od svih postojećih. Tema je od interesa za mnoge vlasnike kuća zbog stalnog porasta troškova energetskih nosača ili njihovog odsustva u određenom području. Razmotrimo detaljnije što je geotermalno grijanje privatne kuće, kako funkcionira i što je potrebno za njegovu instalaciju.

Princip rada geotermalnih sistema

Ako nikada niste dotakli stražnji dio vašeg kućnog frižidera gdje se nalazi rešetka izmjenjivača topline, pokušajte. Videćete da je rešetka vruća. Zagrijava se jer prenosi toplinu na van iz unutrašnjeg prostora u kojem se čuva hrana. Kao rezultat, temperatura iznutra se smanjuje i toplina izvana se raspršuje u kuhinjskom prostoru. To jest, rashladna mašina prenosi toplotnu energiju sa jednog mesta na drugo.

Toplotna pumpa je poput frižidera, samo što radi obrnuto. Ovo je princip rada geotermalnog grijanja, tako da se toplina dostupna izvan kuće prenosi unutra kako bi se zagrijala. Teoretski, svaka tvar ili tijelo čija je temperatura iznad apsolutne nule (minus 273 ºS) sadrži toplinu u obliku energije molekularnog kretanja. Šta možemo reći o temperaturi tla ispod dubine smrzavanja, koja je uvijek konstantna i drži se unutar plus 5-7 ºS.

Za referenciju. To možete provjeriti tako što ćete sići u duboki podrum. Ima istu temperaturu tokom cijele godine. Zbog toga, ljeti geotermalni sistemi grijanja mogu raditi u obrnutom smjeru, donoseći hladnoću u kuću umjesto topline.

Sama po sebi, temperatura od +7 ºS nije pogodna za grijanje zgrade, to je razumljivo. Zadatak koji geotermalni sistem grijanja rješava je upravo da uzme dio te topline, pretvori je i prenese u kuću. U tu svrhu, u tlu je postavljen krug za odvođenje topline iz više cijevi položenih ispod dubine smrzavanja. Tečnost koja se ne smrzava neprestano se kreće duž strujnog kruga, pokretana cirkulacijskom pumpom.

Zagrijavši se do temperature zemlje, tečnost ulazi u izmjenjivač topline - isparivač. Tamo izmjenjuje toplinu s drugim krugom, gdje rashladno sredstvo (freon) cirkulira pod pritiskom koji stvara kompresor. Zbog toga rashladno sredstvo isparava na niskoj temperaturi, uklanjajući veliku količinu topline iz primarnog kruga.

Dalje, prolazeći kroz ekspanzioni ventil, freon ulazi u drugi izmjenjivač topline - kondenzator. Istovremeno, njegov pritisak pada i rashladno sredstvo se kondenzuje, prenoseći toplotu u treći krug - naš sistem grejanja. Ovo je princip geotermalnog grijanja, kada sistem prenosi energiju izvana u kuću uz minimalne troškove. Uostalom, ispada da je za njegov rad potrebna električna energija za rotiranje rotora motora kompresora i pumpe. Za grijanje privatne kuće površine 300 m2 u prosjeku će se potrošiti 3 kWh električne energije. Više detalja o principu rada opisano je u videu:

Vrste geotermalnih sistema

Zapravo, sistemi se mogu razlikovati samo po strukturi vanjskog kola, inače je oprema ista. Trenutno postoje 3 vrste vanjskih kontura:

• položen vodoravno u zemlju;
• vertikalne geotermalne sonde;
• potopljen na dno najbliže vodene površine.

U prvom slučaju, mnoge cijevi se polažu duž dna horizontalnog iskopa izračunate površine. Nedostatak ove metode je što će instalacija geotermalnog grijanja zahtijevati puno prostora na zemljištu i preporučuje se za korištenje u fazi izgradnje kuće, kada možete iskopati temeljnu jamu i zakopati cijevi odmah ispod buduće kuće.

Vertikalne sonde u obliku snopova cijevi s rashladnom tekućinom spuštaju se u duboke bunare. Ova metoda je najčešća, jer je dostupna na malim površinama koje je već izgradio vlasnik. Uranjanje konture na dno rezervoara se koristi koliko god je to moguće, odnosno ako je takav rezervoar dostupan. Što se tiče efikasnosti sistema, ove 3 metode se praktično ne razlikuju, razlika je samo u cijeni izgradnje.

Zaključak. Glavna prednost koju geotermalne toplotne pumpe imaju za grejanje je izuzetno visoka efikasnost. Ali ova prednost je nadoknađena takvim nedostatkom kao što je složenost i previsoka cijena rada i opreme. Osim toga, sistem ovisi o struji, pa ćete morati dodatno uložiti u dizel agregat kako se ne biste smrzli u slučaju gašenja.

Odmah rezervirajte da je geotermalno grijanje vlastitim rukama mit. Radove vezane za proračun dužine krugova i snage izmjenjivača topline, te izradu projekta u cjelini, može izvoditi samo stručnjak iz ove oblasti koji ima inženjersko obrazovanje i iskustvo. Što se tiče implementacije projekta, tada se ne može izostaviti oprema za zemljane radove ili bušenje, nećete ručno kopati jamu. Isto se odnosi i na ugradnju cijevi, njihovo polaganje u kući i ugradnju opreme.

Jedina stvar koju možete učiniti vlastitim rukama je sastaviti sistem grijanja kuće. O ovoj temi možete pronaći dovoljno informacija u drugim člancima. Daćemo neke opšte preporuke:

• sa kompanijom izvođačem treba zaključiti formalni ugovor i u njemu navesti sve tačke;
• zbog posebnosti rada solarnih sistema za grijanje privatne kuće, niskotemperaturna shema grijanja je najprikladnija. To uključuje podno grijanje i vodene konvektore na podnožju. Mogu se isporučiti i tradicionalni radijatori, ali ova namjera se mora unaprijed saopštiti stručnjacima uključenim u proračune toplotne pumpe;
• radi sigurnosti, ne bi škodilo da u kući imate rezervni bojler, po mogućnosti neisparljivi bojler koji radi na drva ili dizel gorivo. Time ćete izbjeći situacije u kojima možete ostati bez grijanja usred zime kao rezultat nekog kvara ili nezgode u sistemu;
• za istu namjenu potrebno je kupiti dizel ili benzinski generator električne energije. Obični izvori neprekidnog napajanja neće raditi, neće imati dovoljno snage ili punjenja;

najbolje je kada se izmjenjivač topline geotermalnog grijanja nalazi u podrumu ili podrumu kuće, zajedno sa ostalom opremom za grijanje. Tako je zgodnije i jeftinije dovesti komunikacije.

Zaključak

Toplotna pumpa, kao zamisao najnaprednijih tehnologija, prilično je uobičajena u zapadnoj Evropi. Kod nas se smatra nepristupačnim luksuzom zbog velike cijene. Čak ni imućni građani ne žure da ulažu u takvo grijanje, jer posjeduju velike vikendice u kojima će se geotermalno grijanje predugo isplatiti. Sa ove tačke gledišta, kuća od 150 m2 se smatra najboljom opcijom.

Većina nas razumije da korištenje uglja, plina i drva kao goriva nije bez traga za okoliš. Međutim, uvođenje alternativnih izvora energije otežava njihova visoka cijena i efikasnost, koji su još uvijek inferiorni u odnosu na tradicionalne. No, u posljednje vrijeme proizvođači posvećuju sve više pažnje ovakvim proizvodima, pa se nadamo da će uskoro biti lakši za ugradnju i ne tako skupi.

Danas ćemo razmotriti geotermalno grijanje, koje se može instalirati za privatnu kuću vlastitim rukama. Naučit ćete o principu njegovog rada, vrstama, karakteristikama i samomontaži.

Vrijedi reći da u europskim zemljama i Sjedinjenim Državama grijanje iz zemlje postepeno postaje glavni izvor grijanja kod kuće, ali za sada su takvi sistemi samo alternativa tradicionalnijim.

Izgled i distribucija

Energija zemlje za grijanje počela se širiti u Sjedinjenim Državama krajem 80-ih godina prošlog stoljeća u gradovima koji su prolazili kroz tešku krizu. Za sistem su se odmah zainteresovali imućni ljudi, kojima je dao priliku da uštede na grijanju svojih domova. Tada je počeo da pojeftinjuje, a počeo je da ga koristi i siromašniji sloj stanovništva.

Nakon nekog vremena, toplina zemlje za grijanje postala je prerogativ većine vlasnika privatnih kuća. U Evropi se svake godine samo povećava broj domaćinstava koja koriste grejanje na zemlji.

Ovaj trend u širenju geotermalnog grijanja je sasvim razumljiv. Korištenje topline zemlje za grijanje može značajno uštedjeti porodični budžet, sigurno je i ekonomično.

Rad geotermalnog grijanja

Njegov princip rada može se usporediti s konvencionalnim hladnjakom, ali obrnuto. Zemlja konstantno zadržava toplotu, tako da može zagrejati predmete koji se nalaze na njenoj površini.

Značenje metode je da se iznutra planeta zagrijava vrućom magmom, a odozgo tlo ne dozvoljava da se smrzne. Dobivenu toplotnu energiju koristi geotermalni sistem grijanja baziran na specijalnoj toplotnoj pumpi.

Sledeći proces se odvija:

1. Nadgradna toplotna pumpa.
2. U tlu se izbuši rupa u koju se spušta izmjenjivač topline..
3. Podzemna voda koja prolazi kroz pumpu se zagrijava i zatim koristi za kućne i industrijske potrebe..

Glavna prednost sistema je omjer električne energije i primljene snage - 1 do 4-6 kW. Na primjer, kada koristite konvencionalni klima uređaj, ispada 1 prema 1. Dakle, instalacija će se moći isplatiti za kratko vrijeme.

Posebnosti

Samogrijavanje kuće iz zemlje ima određenih poteškoća, o kojima ćemo govoriti u nastavku:

1. Počinju izradom rudničkog okna.
   Njegov izračun se vrši zasebno za svaki konkretan slučaj, uzimajući u obzir:

• klima u tom području;
• tip tla;
• karakterizacija strukture zemljine kore u datom regionu;
• prostor za grijanje.

Obično dubina varira između 25-100 m.

1. U sljedećoj fazi, cijevi se spuštaju u šaht, koji mora apsorbirati toplinu iz crijeva i dostaviti je pumpi koja podiže temperaturu rashladnog sredstva u sistemu grijanja.

Savjet: posao je najbolje obaviti s pomoćnikom, jer su cijevi često prilično velike mase.

Ljeti se grijanje na zemaljsku energiju može koristiti kao klima uređaj. Zašto se aktivira obrnuti mehanizam? Tokom rada, izmjenjivač topline će početi uzimati energiju hlađenja.

Vrste

Za ekološki prihvatljiv i efikasan rad sistema postoje tri glavne opcije:

Prednosti geotermalnog grijanja

Sada ćemo saznati koje prednosti imaju takvi sistemi i mogu li zadovoljiti naše zahtjeve:

1. Toplinska energija se oslobađa nekoliko puta više od potrošnje električne energije za rad pumpe.
2. Nema štetnih emisija, tako da je grijanje seoske kuće iz zemlje ekološki prihvatljiv način.
3. Sistemu je potrebna samo struja da bi funkcionisao. Nisu potrebne hemikalije ili goriva.
4. Ne postoji opasnost od eksplozije ili požara tokom rada.
5. Pravilna ugradnja sistema grijanja garantuje rad bez tehničke podrške oko 30 godina.

Samostalna instalacija geotermalnog grijanja

Odmah se mora reći da će grijanje kuće energijom zemlje zahtijevati veliko jednokratno ulaganje. Od čega će lavovski dio otići na razvoj rudarskog okna.

Savjet: Najskuplji dio toplinske pumpe je kompresor. Ako ne želite probleme, nemojte ga kupovati iz kineske fabrike.
Bolje je koristiti Danfoss ili Copeland (po mogućnosti ne iz Kine).

Također preporučujemo korištenje sistema toplih podova umjesto radijatora za grijanje. Tako možete s vremena na vrijeme smanjiti povrat opreme. Treba uzeti u obzir i godišnje povećanje tarifa za tradicionalne energente, što će ujedno pomoći da se izbjegnu skokovi cijena.

Unutar kuće vas ništa neće podsjećati da koristite zemljano grijanje. Glavni dio sheme - bunar i izmjenjivač topline - biće skriven pod zemljom. Potrebno je samo dodijeliti malo mjesto za uređaj, na primjer, u podrumu koji stvara toplinu.

Uređaj vam omogućava podešavanje temperature i dovod topline. Upute za ugradnju sustava grijanja u kući ne razlikuju se od tradicionalne metode, tako da u njemu nema značajki.

Zaključak

Upotreba toplotnih pumpi omogućava da se riješimo tradicionalnih vrsta goriva koje su svake godine sve skuplje, iako će početni troškovi biti prilično veliki. Sasvim je moguće samostalno izvesti instalaciju geotermalnog grijanja, samo kada se ugrađuju cijevi u okno rudnika, preporučljivo je isključiti pomoćnika.

Povrat projekta zavisi od izolacije kućišta, kao i od načina grijanja - radijatorsko ili podno grijanje. Videozapis u članku pružit će vam priliku da pronađete dodatne informacije o gornjoj temi.

Ekologija potrošnje Manor: Znamo da je geotermija toplina Zemlje, a koncept "geotermalnog" se često povezuje sa vulkanima i gejzirima. Mnogi ljudi vjeruju da je "uradi sam" geotermalno grijanje kod kuće fantastično. Ali nije!

Znamo da je geotermija toplina Zemlje, a koncept "geotermalnog" često se povezuje sa vulkanima i gejzirima. U Rusiji se geotermalna energija koristi uglavnom u industrijskim razmjerima, na primjer, postoje dalekoistočne elektrane koje rade na bazi Zemljine topline. Mnogi ljudi vjeruju da je "uradi sam" geotermalno grijanje kod kuće fantastično. Ali nije!

Nekoliko istorijskih činjenica

Kada je 1970-ih pogodila naftna kriza, na Zapadu je postojala goruća potreba za alternativnim izvorima energije. U to vrijeme počinju se stvarati prvi sistemi geotermalnog grijanja. Danas se široko koriste u Sjedinjenim Državama, Kanadi i zapadnoevropskim zemljama.

Kada govorimo o geotermalnim izvorima energije, uvijek zamišljamo dolinu gejzira ili vulkana, ali izvori koji su nam potrebni su mnogo bliži. Pomažu nam da nam bude toplo zimi, a hladi leti.

Na primjer, u Švedskoj aktivno koriste vodu Baltičkog mora, čija je temperatura + 4 stepena. U Njemačkoj se uvođenje geotermalnih sistema grijanja čak sponzorira na državnom nivou. Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i druge geotermalne elektrane rade u Rusiji. Ali postoji vrlo malo činjenica o korištenju Zemljine energije u našem privatnom sektoru.

Stvarne prednosti i mane

Ako je u Rusiji geotermalno grijanje privatnog sektora dobilo relativno malu distribuciju, znači li to da ideja nije vrijedna troškova njene implementacije? Možda se ne isplati baviti se ovim pitanjem? Ispostavilo se da to nije slučaj.

Korištenje geotermalnog sistema grijanja kuće je isplativo rješenje. A za to postoji nekoliko razloga. Među njima je i brza montaža opreme koja može raditi dugo bez ikakvih prekida. Ako u sustavu grijanja ne koristite vodu, već visokokvalitetan antifriz, neće se smrznuti i njegovo će trošenje biti minimalno.

Navodimo i druge prednosti ove vrste grijanja.

• Procedura sagorevanja goriva je isključena. Stvaramo apsolutno vatrootporan sistem, koji tokom svog rada neće moći da ošteti kućište. Osim toga, isključuje se niz drugih pitanja vezanih za prisustvo goriva: sada nema potrebe tražiti mjesto za skladištenje, nabavku ili isporuku.
• akustični komfor. Toplotna pumpa radi gotovo nečujno.
• Značajna ekonomska korist. Tokom rada sistema nisu potrebna dodatna ulaganja. Godišnje grijanje obezbjeđuju sile prirode koje mi ne kupujemo. Naravno, tokom rada toplotne pumpe troši se električna energija, ali u isto vrijeme količina proizvedene energije znatno premašuje potrošnju.
• faktor životne sredine. Geotermalno grijanje privatne seoske kuće je ekološki prihvatljivo rješenje. Odsustvo procesa sagorevanja isključuje ulazak produkata sagorevanja u atmosferu. Ako to mnogi shvate, a takav sistem opskrbe toplinom bude pravilno raširen, negativni utjecaj ljudi na prirodu će se višestruko smanjiti.
• Kompaktnost sistema. Ne morate organizirati posebnu kotlarnicu u svojoj kući. Sve što će biti potrebno je toplotna pumpa, koja se može postaviti, na primjer, u podrum. Najobimnija kontura sistema će se nalaziti pod zemljom ili pod vodom, nećete je videti na površini vašeg sajta.
• Multifunkcionalnost. Sistem može raditi kako za grijanje tokom hladne sezone, tako i za hlađenje tokom ljetnih vrućina. To jest, zapravo će vas zamijeniti ne samo grijačem, već i klima uređajem.

Odabir geotermalnog sustava grijanja je isplativ, unatoč činjenici da morate potrošiti novac na kupovinu i ugradnju opreme. Inače, kao nedostatak sistema su upravo troškovi koji morate ići da instalirate sistem i pripremite ga za rad. Bit će potrebno kupiti samu pumpu i neke materijale, za izvođenje instalacijskih radova na vanjskim i unutrašnjim krugovima kolektora.

Nije tajna da su resursi iz godine u godinu sve skuplji, pa će autonomni sistem grijanja koji se može isplatiti za nekoliko godina uvijek biti ekonomski isplativ za svog vlasnika.

Međutim, ovi troškovi se isplate u samo prvih nekoliko godina rada. Naknadna upotreba kolektora omogućava vam da uštedite značajna sredstva. Osim toga, sam proces instalacije nije toliko kompliciran da se pozovu stručnjaci treće strane da ga izvrše. Ako se ne bavite bušenjem, onda se sve ostalo može učiniti samostalno.

Izvori geotermalnog grijanja

Za geotermalno grijanje mogu se koristiti sljedeći izvori kopnene toplinske energije:

• visoke temperature;
• niske temperature.

Termalni izvori, na primjer, spadaju u visokotemperaturne. Možete ih koristiti, ali njihov opseg je ograničen stvarnom lokacijom takvih izvora. Ako se na Islandu ova vrsta energije aktivno koristi, onda su u Rusiji termalne vode daleko od naselja. Najviše su koncentrisani na Kamčatki, gdje se podzemna voda koristi kao nosač topline i dovodi u sisteme tople vode.

Vulkan nije potreban za efikasno korišćenje toplotne energije Zemlje. Dovoljno je koristiti one resurse koji su samo 200 metara od površine zemlje

Ali za korištenje niskotemperaturnih izvora imamo sve potrebne preduslove. U tu svrhu su pogodne okolne vazdušne mase, zemlja ili voda. Toplotna pumpa se koristi za ekstrakciju potrebne energije. Uz njegovu pomoć, postupak pretvaranja temperature okoline u toplinsku energiju provodi se ne samo za grijanje, već i za opskrbu toplom vodom privatnog domaćinstva.

Princip rada alternativnog grijanja

Ako vam je poznato kako radi klima uređaj ili hladnjak, onda je sličnost ovih procesa s principom rada geotermalnog grijanja očigledna. Osnova sistema je toplotna pumpa, koja je uključena u dva kruga - eksterni i unutrašnji.

Da biste organizirali tradicionalni sistem grijanja u bilo kojoj kući, potrebno je u njega ugraditi cijevi za transport rashladne tekućine, a radijatori, kada se zagriju, toplina će teći u prostorije. U našem slučaju su potrebne i cijevi i radijatori. Oni čine unutrašnju konturu sistema. U shemu se može dodati podno grijanje.

Vanjska kontura izgleda mnogo veća od unutrašnje, iako se njene dimenzije mogu procijeniti samo u periodu planiranja i montaže. Tokom rada je nevidljiv, jer je pod zemljom ili pod vodom. Unutar ovog kruga cirkulira obična voda ili antifriz na bazi etilen glikola, što je mnogo poželjnije.

Sastav geotermalnog sistema grijanja uključuje dva kruga - unutrašnji i vanjski, kao i srce sistema grijanja - toplotnu pumpu, koja kompresijom rashladnog sredstva povećava njegovu temperaturu.

Rashladno sredstvo u vanjskom krugu se zagrijava do stanja okoline u koje je uronjeno, te se u „zagrijanom“ obliku šalje u toplotnu pumpu. Preko njega se koncentrirana toplina prenosi u unutrašnji krug, zbog čega se zagrijava voda u cijevima, radijatorima i podnom grijanju.

Dakle, ključni element koji revitalizira cijeli sistem je toplotna pumpa. Ako vaša kuća ima običnu mašinu za pranje veša, onda treba da znate da će ova pumpa zauzeti približno istu površinu. Za rad mu je potrebna električna energija, ali, trošeći samo 1 kW, proizvodi 4-5 kW topline. I to nije čudo, jer je izvor "dodatne" energije poznat - to je okoliš.

Dva tipa rasporeda izmenjivača toplote

Postoje dvije mogućnosti grijanja privatne kuće korištenjem energije niske temperature elemenata okoliša. Osnova sistema u sva tri slučaja je geotermalna pumpa. Unutrašnji krug ostaje nepromijenjen za bilo koju metodu grijanja, a glavna razlika leži u lokaciji vanjskog kruga.

Geotermalno grijanje dolazi sa izmjenjivačem topline koji se nalazi:

• vertikalno;
• horizontalno.

Horizontalni izmjenjivači topline sistema postavljaju se u jamu ili otvoreni rezervoar u obliku neke vrste zavojnice, vertikalni se nalaze u bunarima koji otvaraju ili ne otvaraju vodonosnik.

Svaki od ovdje navedenih tipova grijanja karakteriziraju svoje karakteristike, nedostatke i prednosti. Ako namjeravate stvoriti takav sustav grijanja vlastitim rukama, bit ćete zainteresirani da saznate više o svakoj vrsti.

Vertikalno postavljanje vanjskog kolektora

Ova vrsta grijanja zasniva se na zanimljivom prirodnom fenomenu: na dubini od 50-100 metara ili više od svoje površine, zemlja ima istu i konstantnu temperaturu od 10-12 stepeni tokom cijele godine.

Da biste mogli iskoristiti ovu energiju zemlje, potrebno je izbušiti vertikalne bunare. Kako bi se što bolje očuvao krajolik, može se izbušiti nekoliko cijevi sa iste početne točke, ali pod različitim uglovima. Vanjska kontura sistema će se montirati direktno u ove bunare. Ovo će efikasno ukloniti njenu toplotu iz zemlje. Naravno, ova metoda se teško može nazvati jednostavnom i niskobudžetnom.

Da biste stvorili vertikalni geotermalni sistem grijanja, morate koristiti opremu za bušenje bunara, bez upotrebe opreme za bušenje, rješavanje problema postavljanja sistema bit će prilično naporno

To je relevantno u slučaju kada je teritorij uz kuću već opremljen, a kršenje njenog krajolika je neprikladno. Dubina bušenja bušotine može doseći od 50 do 200 metara. Specifični parametri bušotine zavise od geološke situacije na lokaciji i parametara buduće strukture. Vijek trajanja takve strukture je oko 100 godina.

Za ugradnju vertikalne verzije sistema sa izmjenjivačem topline koji izvlači energiju podzemne vode, potrebno je izbušiti dva vodonosnika. Iz jednog od njih, koji se zove debit, voda se uzima pomoću pumpe, koja se nakon prijenosa topline spaja u drugu, primajući rad.

Minus geotermalnog sistema sa dva bunara je nedovoljna efikasnost za grijanje seoske kuće. Cirkulaciona pumpa troši previše energije. Ali za dovod rashladne tekućine u krug toplog poda, primljena toplinska energija je sasvim dovoljna

Horizontalna lokacija zemljanog kolektora

Da biste postavili vanjski krug s horizontalnim tipom grijanja, morate znati koliko duboko se zemlja smrzava u vašem području. Cevi se polažu ispod nivoa smrzavanja u unapred pripremljenim rovovima, dok zauzimaju prilično veliki prostor: za zagrevanje kuće površine 200-250 kvadratnih metara. metara, potrebno je oko 600 kvadratnih metara. metara izmjenjivača topline. To je šest jutara.

Nedostatak ovog dizajna je velika površina koju zauzima. Ako vam je potreban travnjak prekriven travom i cvijećem na lokaciji, ovo je vaša opcija. I bolje je držati cijevi kolektora dalje od voćaka

Jasno je da će u takvim uslovima obim zemljanih radova biti značajan. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir lokaciju drveća i druge vegetacije na lokaciji kako se ne bi smrzli. Na primjer, ne možete postaviti kolektorske cijevi bliže od jednog i pol metra od drveća.

Ova metoda instalacije se u pravilu koristi u slučajevima kada se gradilište tek razvija za izgradnju. Svi proračuni i planovi za izgradnju vikendice, organizaciju njenog grijanja i planiranje zemljišne parcele najbolje je raditi istovremeno.

Uranjanje horizontalnog izmjenjivača topline u rezervoar

Ova metoda zahtijeva posebnu lokaciju domaćinstva - na udaljenosti od oko 100 metara od rezervoara, koji ima dovoljnu dubinu. Osim toga, naznačeni rezervoar ne bi trebao zamrznuti do samog dna, gdje će se nalaziti vanjska kontura sistema. I za to, površina rezervoara ne može biti manja od 200 kvadratnih metara. metara.

Očigledna prednost ove metode je nepostojanje obaveznih, radno intenzivnih zemljanih radova, iako se još uvijek morate pozabaviti podvodnom lokacijom kolektora. A za obavljanje takvog posla trebat će vam i posebna dozvola. Međutim, geotermalna elektrana koja koristi energiju vode je i dalje najekonomičnija.

Svojim rukama: šta i kako

Ako već instalirate geotermalno grijanje vlastitim rukama, onda je bolje kupiti vanjski krug u gotovom obliku. Naravno, razmatramo samo načine horizontalne lokacije vanjskog izmjenjivača topline: ispod površine tla ili pod vodom. Puno je teže samostalno montirati vertikalni kolektor u bušotini ako nemate opremu i vještine bušenja.

Toplotna pumpa nije baš veliki komad opreme. Neće zauzeti puno prostora u vašem domu. Zaista, po veličini je uporediv, na primjer, s konvencionalnim kotlom na čvrsto gorivo. Povezivanje unutrašnjeg kola vaše kuće s njim nije težak zadatak. Zapravo, sve se radi na potpuno isti način kao i kod organiziranja grijanja pomoću tradicionalnih izvora topline. Glavna poteškoća je uređaj vanjskog kola.

Ovakav raspored kuće u odnosu na ribnjak je češći. Glavna stvar je da rezervoar ne smije biti dalje od 100 metara od vikendice

Najbolja opcija bila bi korištenje rezervoara ako postoji na udaljenosti ne većoj od 100 metara. Potrebno je da njegova površina prelazi 200 kvadratnih metara, a dubina 3 metra, što čini prosječni parametar smrzavanja. Ako ovo vodno tijelo ne pripada vama, onda dobivanje dozvole za korištenje može postati problem.

Ako je rezervoar ribnjak koji posjedujete, onda je stvar pojednostavljena. Voda iz ribnjaka može se privremeno ispumpati. Tada se rad na njegovom dnu može lako obaviti: cijevi će biti potrebno položiti u spiralu, učvršćujući ih u ovom položaju. Zemljani radovi će biti potrebni samo za kopanje rova, koji će biti potreban za spajanje vanjskog kruga na toplinsku pumpu.

Nakon završetka svih radova, ribnjak se može ponovo napuniti vodom. U sljedećih stotinu godina vanjski izmjenjivač topline trebao bi ispravno raditi i ne stvarati probleme svom vlasniku.

Ako imate na raspolaganju zemljište na kojem morate samo izgraditi stambeni prostor i uzgajati vrt, ima smisla planirati horizontalni izmjenjivač topline prizemnog tipa. Da biste to učinili, trebali biste napraviti preliminarni proračun površine budućeg kolektora, na osnovu već navedenih parametara: 250-300 kvadratnih metara kolektora na 100 kvadratnih metara. metara grijane površine kuće.

Ako imate lokaciju bez zgrada i vegetacije koju biste željeli zadržati, tlo se jednostavno može ukloniti prilikom izrade vanjske horizontalne konture tla: to je lakše nego kopati rovove

Rovovi u koje se polažu cijevi kruga moraju se iskopati ispod nivoa smrzavanja tla. I još bolje - samo uklonite tlo do dubine zamrzavanja, postavite cijevi, a zatim vratite tlo na svoje mjesto. Posao je dugotrajan, težak, ali uz veliku želju i odlučnost, možete ga obaviti.

Troškovi i izgledi povrata

Troškovi opreme i njene ugradnje pri izgradnji geotermalnog grijanja zavise od kapaciteta jedinice i od proizvođača. Svatko bira proizvođača, vodeći se vlastitim razmatranjima i informacijama o reputaciji i pouzdanosti određene marke. Ali snaga ovisi o površini prostorije koja se servisira.

Ova brojka ukratko odražava suštinu prednosti koje proizilaze iz upotrebe geotermalnog sistema grijanja. Upravo ovaj omjer ulazne i odlazeće energije omogućava sistemu da se prvo brzo isplati, a zatim uštedi novac svog vlasnika.

Ako uzmemo u obzir upravo snagu, onda cijena toplinskih pumpi varira u sljedećim rasponima:

• za 4-5 kW - 3000-7000 konvencionalnih jedinica;
• za 5-10 kW - 4000-8000 konvencionalnih jedinica;
• za 10-15 kW - 5000-10000 konvencionalnih jedinica.

Ako ovom iznosu dodamo troškove koji su potrebni za izvođenje instalacijskih radova (20-40%), onda ćemo dobiti iznos koji će mnogima izgledati apsolutno nerealno. Ali svi ovi troškovi će se isplatiti u sasvim prihvatljivim uslovima. U budućnosti ćete morati plaćati samo male troškove za električnu energiju potrebnu za rad pumpe. I to je sve!

Zbog nedovoljne efikasnosti geotermalnih sistema za grijanje stambenih zgrada, koriste se kao dopuna glavnim mrežama grijanja ili se grade u kombinaciji sa dva ili više izmjenjivača topline.

Kao što pokazuje praksa, geotermalno grijanje je posebno korisno za kuće ukupne grijane površine od 150 kvadratnih metara. metara. Za pet do osam godina u potpunosti se isplate svi troškovi uređenja sistema grijanja u ovim kućama.

Video o principima i rezultatima rada

Ako vam je lakše da percipirate vizuelne informacije, onda će vam ovaj video omogućiti da svojim očima vidite kako radi geotermalni sistem, kao i da saznate više o tome kome i zašto je ova vrsta grijanja korisna.

Pozivamo vas da pogledate kratki video u kojem će vlasnik horizontalnog kolektora govoriti o svojim utiscima o njegovom radu. Osim toga, nakon gledanja ovog videa, naučit ćete o tekućim troškovima povezanim s radom geotermalnog sustava grijanja.