Geotermalni sistemi. Geotermalni sistemi grijanja seoske kuće: značajke DIY

Svaki vlasnik seoske kuće suočava se s tako važnim pitanjem kao što je osiguranje opskrbe toplinom svih stambenih prostora. Danas različiti proizvođači nude vlastite mogućnosti za individualno grijanje privatnih vikendica izvan grada. Novost u ovoj oblasti je geotermalno grijanje. Naravno, većina vlasnika kuća vjeruje da se tako zgodan i ekonomičan sistem opskrbe toplinom može instalirati samo u područjima gdje postoje gejziri, vulkanske formacije i izvori tople vode. Moderne instalacije ovog tipa mogu uspješno raditi u umjerenim geografskim širinama, sa toplim izvorima na niskim temperaturnim indikatorima.

Karakteristike geotermalnog grijanja

Geotermalno grijanje se odnosi na alternativni oblik opskrbe toplinom u domu. Ova opcija toplinske instalacije može se nazvati gotovo idealnom za uređenje privatne kuće ili seoske vikendice. Za rad u sistemu se koristi geotermalna energija, koji se ekstrahuje iz raznih prirodnih izvora toplote. Osnovni princip rada u takvoj instalaciji sličan je radu sistema za hodanje. Glavna razlika je sljedeća: ako u hladnjaku hladnjak proizvodi hlađenje zraka iz rezultirajućeg sistema, onda se ovdje proizvodi toplotnu energiju. Usklađen rad je moguć čak i sa karakteristike niske temperature.

Glavna karakteristika geotermalnog grijanja u kući je da se zrak u kući hladi tokom tople ljetne sezone, ali se zagrijava zimi. Istovremeno, cijena takvog grijanja je vrlo niska u usporedbi s ostalima. termičke instalacije. Na neki način, rad takvog sistema je sličan klimatizaciji. Pomaže u stvaranju potrebne topline i udobnosti u kući, pružajući vlasnicima ugodne uslove za život u kući.

Princip geotermalnog grijanja

Geotermalna instalacija radi u autonomnom režimu, dok jasno reguliše potrebnu temperaturu u prostoriji. Princip njegovog rada je isti za sve instalacije, stoga je nezavisan od različitih proizvođača komponenti. Glavni posao je povjeren specijalne pumpe, koji mogu imati neke razlike među sobom u pogledu dizajna, varijanti, ali u isto vrijeme podaci o koeficijentu u pogledu toplotnih performansi, svi su slični. S obzirom na utrošenu energiju, geotermalni sistem uspješno radi sa različitim tipovima energije zemlje.

Sistem se sastoji od dva kola i to:

• interni;
• vanjski.

Prvi od spomenutih predstavlja instalacija grijanja koja je mnogima poznata po spajanju cijevi i elemenata radijatora. Vanjska kontura je dimenzionalni izmjenjivač topline, koji je montiran pod zemljom ili u vodnom tijelu. Unutra kroz njega cirkulira posebna tekućina s dodatkom antifriza, ponekad se napuni i običnom vodom. Rashladna tečnost se pojačava temperatura okoline, a već zagrijani ide dalje do geotermalne pumpe. Ovako akumulirana toplota se dalje prenosi u unutrašnje kolo. To vam omogućava zagrijavanje vode u elementima radijatora i cijevima oko kuće.

Načini implementacije geotermalne instalacije

Takvo grijanje se razlikuje jedno od drugog po načinu ugradnje izmjenjivača topline. Danas se koriste tri varijante:

1. Vertical izmjenjivač topline: kompaktan je i ima veću cijenu ugradnje u odnosu na druge tipove. Da biste instalirali vertikalni izmjenjivač topline, ne morate koristiti veliku površinu, ali ćete morati koristiti specijalizovane opreme za bušenje. Ovisno o odabranoj tehnologiji, dubina gotovog bunara može doseći i do 200 metara, minimalni indikator je 50 metara. Vek trajanja sistema je do sto godina. Pogodno je ugraditi ovu vrstu geotermalnog grijanja u slučaju ugradnje u već opremljen prostor. Pejzaž područja će ostati praktično netaknut.
2. Horizontalno izmjenjivač topline: ovaj tip se koristi prilično često. Prilikom ugradnje horizontalnog izmjenjivača topline, cijevi se polažu na dovoljno velikoj dubini, koja nužno prelazi stepena smrzavanja tla. Glavni nedostatak korištenja upravo takvog ožičenja je da se za ugradnju kolektora mora koristiti velika površina. Teško je postaviti takav sistem u već razvijeno područje.
3. Displaced water-displaced izmjenjivač topline: ovakva instalacija je najekonomičnija u smislu troškova od čitavog niza geotermalnog grijanja, jer radi energije vodnih tijela. Takav sistem je relevantan za one vlasnike kuća koji imaju bilo koje vodeno tijelo na udaljenosti od stotina metara. Takav izmjenjivač topline najprofitabilniji,što čini njegovu ugradnju najsvrsishodnijim među svim vrstama takvog grijanja.

Prednosti i mane geotermalnog grijanja

Geotermalno grijanje postalo je aktuelno u Americi tokom krize 80-ih godina. U početku je postavljanje instalacija koštalo dosta novca i takvo grijanje su koristili isključivo imućni ljudi, da bi kasnije geotermalno grijanje postalo pristupačnije za masovnu upotrebu stanovništva.

Prednosti korištenja geotermalnog grijanja u privatnoj kući:

• geotermalna energija se može dobiti i koristiti u budućnosti skoro svuda;
• isporuka ove vrste toplote je neograničena;
• upotreba takve energije se smatra najodrživijom;
• geotermalna energija ne sadrži sve vrste štetnih emisija iz sagorevanja ugljen-dioksida;
• grijanje na bazi geotermalne instalacije ne zahtijeva stalno održavanje kuće;
• grijanje se smatra besplatnim za vlasnika kuće;
• pumpe instalacije zauzimaju mnogo manje prostora od sličnih toplotnih instalacija, geotermalna pumpa za instalaciju treba otprilike isti prostor kao, na primer, frižider;
• geotermalna energija pomaže u zagrijavanju prostorije i, ako je potrebno, hlađenju, princip rada je sličan algoritmu klima uređaja;
• po želji, takvo grijanje se može instalirati u kombinaciji s drugim sustavima za opskrbu toplinom, na primjer, s plinskim sustavom, dizelom ili solarnom energijom.

Unatoč nizu pozitivnih aspekata korištenja ove vrste grijanja, geotermalne instalacije imaju svoje ograničenja, glavni su:

• visoke cijene za instalaciju cijelog sistema;
• dug period otplate.

Ovakvi nedostaci sistema grijanja blijede u poređenju sa trenutnim trendovima globalnog rasta cijena raznih vrsta goriva. Naravno, period povrata je dug, ali za sto godina geotermalna instalacija će pokazati sve svoje prednosti i dokazati njegovu profitabilnost na praksi. Ova vrsta grijanja već je cijenjena u brojnim evropskim zemljama i Americi. Na primjer, u Švedskoj je oko 70% vlasnika privatnih kuća odabralo ovaj sistem za grijanje.

Video

Sergej Jelgazin saznao je sve o geotermalnom grijanju u jednoj od finskih kuća:

Prema najnovijim statističkim istraživanjima, upravo zbog aktivnog života onih koji nastoje da zadovolje isključivo svoje potrebe značajno je povećan negativan uticaj na prirodu i životnu sredinu. Termoelektrana je daleko od posljednje na ovoj listi u procesu zagađenja. Srećom, društvo je počelo osluškivati ​​činjenicu da prirodni resursi nisu neograničeni i da će biti nemoguće beskrajno koristiti sirovine koje isporučuje planeta Zemlja. Zbog toga su mnogi počeli tražiti alternativne i bezopasnije izvore za grijanje privatnih kuća. Jedno od najpopularnijih je geotermalno grijanje kod kuće, koje možete sami instalirati. Uređaj je jednostavan, efikasan i ne zahtijeva previše ulaganja u održavanje.

Sasvim je moguće napraviti grijanje kuće na ovaj način vlastitim rukama, ali prvo se mora pripremiti rudnik, čiji se parametri moraju izračunati pojedinačno. Dimenzije zavise isključivo od klimatskih uslova regije u kojoj je oprema instalirana, kao i od tla, od toga koje karakteristike zemljine kore imaju.

Dubina mina u prosjeku može biti 25-100 m.

Instalacija sistema počinje činjenicom da se cijevi spuštaju u prostor rudnika, zbog čega se kuća opskrbljuje toplinom. Njihova funkcija je da dovode toplotu od tla do pumpe. Vrijedi napomenuti da kada se odlučite za postavljanje upravo takvog sustava grijanja, morat ćete zatražiti pomoć barem još jedne osobe, jer je masa cijevi daleko od male.

Toplinsko grijanje za privatnu kuću način je opremanja toplinom sa sljedećim karakteristikama:

• Dostupnost;
• Jednostavnost instalacije;
• Praktičnost;
• Dug radni vek.

Polaganje takve instalacije osigurava kući toplinu zimi i hladnoću ljeti. Međutim, da bi hladan zrak ušao, bit će potrebno aktivirati obrnuti mehanizam, a sam proces će se sastojati u opskrbi rashladnom energijom.

Zahtjevi za geotermalno grijanje doma "uradi sam".

Na prvi pogled može se činiti da su troškovi uređenja previsoki, međutim, koristeći instalaciju duže vrijeme, svi će se moći uvjeriti da se ovo grijanje brzo isplati i da ne zahtijeva nikakva ulaganja.

Geo-grijanje će zahtijevati:

• Jednokratno ulaganje većeg iznosa sredstava;
• Značajni napori za aranžman;
• Ispravna i kompetentna priprema.

Osim toga, može se primijetiti redovno povećanje cijena resursa kao što su plin i električna energija, koje se dešava gotovo svakog mjeseca, ali geotermalni sistem ne zavisi od ovih cijena.

Da biste koristili zemaljsko grijanje, ne morate instalirati preko modernih cijevi ili radijatora, a dovoljni su i najčešći radijatori, kako za dovod vode.

Dio sistema se nalazi pod zemljom, zbog čega se zemlja koristi kao izvor topline. Za grijanje ovog tipa trebat će vam bunar, sonda i izmjenjivač topline. Na teritoriji kuće instaliran je samo uređaj, zbog čega se stvara toplina i, u pravilu, ne zahtijeva previše prostora. Zahvaljujući ovom uređaju se reguliše temperatura i dovode toplota. Prilikom ugradnje sistema potrebno je malo grananje cijevi i radijatora, a ako je zgrada mala, onda se generator ugrađuje u podrum.

Suptilnosti geotermalne pumpe

Geotermalno grijanje seoske kuće funkcionira pod uvjetom da je sistem pravilno montiran i ako je specijalna toplotna pumpa pravilno instalirana. Nije svaka kuća pogodna za ugradnju ove vrste grijanja.

nijanse:

• Mogu se primijeniti ograničenja terena;
• Sve zavisi od dubine tekuće vode;
• Postoji ovisnost o površini lokacije u blizini kuće;
• U blizini bi trebao biti izvor u obliku rezervoara ili bunara.

Alternativno geo grijanje (ne brkati sa grijanjem gelom) može se osigurati samo s pumpom, a za izvođenje takvog sistema bit će potrebno napraviti kompetentan dizajn, to treba povjeriti isključivo stručnjaku. Da biste napravili izbor najoptimalnije opcije pumpe, morat ćete obratiti pažnju na brojne karakteristike.

Možete izgraditi ekološku kuću vlastitim rukama. Glavna stvar je napraviti pravi proračun. Naši savjeti će vam pomoći:

COP je važan kriterijum koji ukazuje na performanse proizvoda. Na primjer, COP 3 proizvodi 3 kW toplotne energije za svaki 1 kW potrošene električne energije.

Način na koji će geotermalna petlja biti postavljena ima direktan utjecaj na performanse i ovisi o površini tla u koju će cjevovod biti položen. Da biste izvršili preliminarne proračune, dovoljno je pomnožiti grijanu površinu sa 3. Rezultat će pokazati koliko će površine na lokaciji trebati zauzeti. Funkcionalnost je podjednako važna, jer kuće opremljene takvim sistemom grijanja moraju se grijati zimi, a hladiti ljeti. Ako se nakon ugradnje instalacije ne postigne željeni rezultat, tada morate provjeriti samu kuću na propuhe i rupe (ventilaciju). Efikasnost geotermalnih pumpi je mnogo veća od efikasnosti drugih uređaja za grijanje. Među modernim modelima često možete pronaći one sa COP jednakim 5.

Kako izvršiti grijanje iz zemlje

Prilikom grijanja kuće podzemnom vodom treba obratiti pažnju na činjenicu da sistem ima tako važne prednosti kao što su efikasnost i ekološka prihvatljivost, a princip rada hidrotermalne opreme može biti 3 vrste.

1 pogled:

• Duboka podzemna voda može se koristiti za opskrbu toplinom kuće;
• Voda je vruća;
• Zbog pumpe se podiže i grije;
• Zatim prolazi kroz šupljinu izmjenjivača topline, zagrijavajući kuću.

Druga metoda će zahtijevati ronjenje do dubine od 75 m u posebnom spremniku koji sadrži antifriz. Kada se zagreje, tečnost se pomoću toplotne pumpe podiže do izmenjivača toplote, a čim se toplota oslobodi, tečnost se vraća u rezervoar.

Naš sljedeći materijal će vam reći o principu rada solarnih panela:

Treći način ugradnje geotermalnog grijanja je rad uređaja bez uzemljenja.

Toplina se isporučuje iz rezervoara, ako postoji takav objekat u blizini. Tačnije, na dnu rezervoara je ugrađena horizontalna sonda, zbog koje voda ulazi u pumpu za grijanje i slanje kroz izmjenjivač topline.

Princip rada geotermalnog grijanja privatne kuće

Za postavljanje geotermalnog grijanja trebat će vam komponente kao što su krug, rezervoari, oprema u obliku pumpe, izmjenjivač topline. Vrijedi napomenuti da elektrana u ovom slučaju nije potrebna. Grijanje iz utrobe zemlje može, po principu rada, nalikovati radu najobičnijeg frižidera, a sam sistem i dalje postaje sve popularniji.

Svaka osoba zna da zemlja stalno zadržava toplinu, te je stoga moguće koristiti za zagrijavanje elemenata koji se nalaze na površini zemlje.

Zemlja se grije magmom, zbog čega se ne smrzava napolju. Toplotna energija dobijena tokom rada sistema grejanja koristi se za geotermalno grejanje, za šta je ugrađena posebna toplotna pumpa.

Princip rada je ovdje poseban, jer:

• Pumpa je instalirana;
• Izmjenjivači topline su ugrađeni unutar rudnika;
• Podzemne vode su priključene na pumpu na račun vodozahvata;
• Voda se zagrijava;
• Šalje se kroz prostor izmjenjivača topline.

Ovaj sistem grijanja ima važnu prednost i leži u činjenici da je potrebno samo 1 kW električne energije, a u zamjenu možete dobiti energiju u rasponu od 4-6 kW. Na primjer, konvencionalni klima uređaji ne mogu pretvoriti čak 1 kW električne energije u 1 kW hladne. Ugradnjom grijanja na račun zemljišta možete vratiti uloženo za samo nekoliko godina, ali uz kompetentan pristup ugradnji i odabiru opreme.

Prednosti grijanja kuće toplinom iz zemlje

Toplotna energija iz zemlje je alternativni sistem grijanja u koji se ugrađuje bojler, ali ima mnogo prednosti u odnosu na druge sisteme. Moguće je dobiti mnogo više topline i smanjiti troškove električne energije, koje konvencionalni kotlovi zahtijevaju mnogo. Sistem je potpuno bezbedan, kako sa stanovišta životne sredine tako i sa gledišta rada. Opasne emisije ili momenti poput požara i slično su kategorički isključeni.

Za funkcionisanje sistema nije potrebna upotreba goriva ili hemikalija, jer geotermalno grijanje radi samo na prirodni resurs. Eksplozije ili požari su strogo isključeni. Ako izvršite ispravnu instalaciju sistema, on će služiti 30 godina i neće zahtijevati dodatno održavanje.

Grijanje iz zemlje uradi sam (video)

Takve sheme grijanja se već dugo koriste u Sjedinjenim Državama i Švedskoj, a također su tražene i zauzimaju vodeću poziciju među sistemima koji mogu grijati kuće uz minimalne troškove. Sasvim je moguće instalirati ovu vrstu grijanja vlastitim rukama, ali uz dodatnu fizičku pomoć.

Problem uređenja visokokvalitetnog sustava grijanja za privatnu kuću svaki put zahtijeva nestandardna rješenja. Poznate vrste grijanja koje stvaraju toplinu tokom sagorijevanja goriva odavno su prepoznate kao ekonomski neisplative. Novost koja aktivno počinje postati popularna je geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama. Uzimajući u obzir rast cijena struje i plina, većina se pažljivije bavi ovom opcijom, iako je prilično komplicirana u dizajnu i ugradnji.

Geotermalna energija se po pravilu koristi u industrijskim razmjerima, na primjer, na Dalekom istoku, neke elektrane rade na bazi topline zemljine unutrašnjosti. Za mnoge, ideja geotermalnog grijanja kuće vlastitim rukama graniči s fantazijskim romanima o budućnosti. Ali ovo je daleko od slučaja! Zahvaljujući razvoju savremenih tehnologija, to je postalo moguće.

Kako funkcioniše geotermalni sistem

Zemlja se ne smrzava ni zimi. Ovu funkciju koriste instalaterski timovi koji postavljaju cjevovod ispod tačke smrzavanja. Iznenađujuće, temperatura u ovim slojevima zemlje retko pada ispod +5 + 7oS. Da li je moguće da zemlja akumulira toplinu, a zatim je izvlači i koristi za zagrijavanje rashladne tekućine? Naravno!

Ali prije implementacije alternativnog grijanja privatne kuće korištenjem topline zemlje, potrebno je riješiti sljedeće probleme:

1. Primanje topline - bit će potrebno prikupiti toplinsku energiju za njeno naknadno usmjeravanje u poseban uređaj za skladištenje.
2. Zagrevanje rashladne tečnosti. Zagrijani antifriz mora prenositi toplinsku energiju na tekućinu koja cirkulira u sistemu grijanja i dovod tople vode.
3. Ohlađeni antifriz se mora vratiti u izmjenjivač topline radi naknadnog zagrijavanja.

Za rješavanje ovih problema razvijena je geotermalna pumpa koja koristi toplinu zemlje. Ovaj uređaj omogućava izdvajanje potrebne količine toplinske energije, koja je dovoljna za stvaranje velike količine topline i korištenje kao glavna ili dodatna oprema za grijanje.

Geotermalno grijanje kod kuće koristi princip rada sličan klima uređaju u načinu grijanja. Glavni element je, čije su dimenzije približno slične dimenzijama mašine za pranje rublja, ovaj element uključuje dva kruga.

Prvi krug (unutrašnji) izgleda kao sistem grijanja privatne kuće, koji nam je već poznat, u strukturi koja uključuje obične cijevi i radijatore. Drugi (vanjski) je izmjenjivač topline smješten pod zemljom ili vodom. I obična voda i posebna tekućina s dodatkom antifriza mogu cirkulirati duž ovog kruga.

Eksterni krug u kojem cirkuliše nosač toplote (voda), koji uzima temperaturu medijuma, a zatim ulazi u toplotnu pumpu, koja se može konfigurisati i za grejanje i za klimatizaciju. Toplina koja se akumulira u pumpi tokom grijanja prenosi se na unutrašnji krug, a tokom hlađenja - na vanjski.

U donjim slojevima tla, na dnu rijeke ili jezera, montiraju se kolektori vode kroz koje cirkulira antifriz. Kolektori oslobađaju hladnoću i apsorbuju toplotu. Uz pomoć pumpe antifriz se podiže. Izmjena topline se odvija u pufer spremniku. Zagrijani antifriz prenosi toplinu na rashladno sredstvo ili zagrijava vodu. Ohlađeni antifriz se vraća nazad u kolektore.

Postoje instalacije sposobne za samostalno grijanje velikih prostorija, ostalo se koristi kao pomoćna oprema koja može osigurati od 50% do 75% toplinske potrebe prostorije.

Prednosti i nedostaci podzemnog grijanja

Otkriće novih tehnologija omogućava korištenje energetskog potencijala zemljišta gotovo svim vlasnicima kuća, otvarajući mogućnosti korištenja geotermalnog sustava grijanja za dom u privatnom sektoru. Tlo može pohraniti 98% sunčeve energije, koja je raspršena po površini.

Zahvaljujući ovom fenomenu, čak i zimi, dosta topline se pohranjuje u debljini zemlje, koja je sposobna zagrijati kuće, samo je potrebno je usmjeriti u pravom smjeru uz pomoć posebne opreme.

Pozitivni aspekti ove vrste grijanja:

1. Ne postoji proces sagorevanja goriva. Ovaj sistem odlikuje apsolutna sigurnost od požara, zahvaljujući kojoj je kuća zaštićena od pojave požara koji mogu nastati iz sistema grijanja na način sagorijevanja. Nema potrebe za traženjem mjesta za skladištenje goriva, njegovu nabavku ili isporuku.
2. Zvučna udobnost. Toplotna pumpa radi gotovo nečujno.
3. Značajna ekonomska korist. Tokom rada sistema nema potrebe za dodatnim novčanim subvencijama. Godišnje grijanje se vrši prirodnim procesom koji nije potrebno kupovati. Naravno, toplotnoj pumpi je potrebna električna energija za rad, ali je u isto vrijeme količina proizvedene energije mnogo veća od cijene potrošnje električne energije.
4. Faktor životne sredine. Geotermalno grijanje prigradske privatne kuće je ekološki najprihvatljivije rješenje. Zbog činjenice da je proces sagorevanja isključen, isključena je emisija različitih produkata sagorevanja u atmosferu.
5. Kompaktnost sistema. Nema potrebe graditi ili izdvajati posebnu prostoriju za kotlarnicu. Sve što je potrebno je toplotna pumpa, koja se može ugraditi, na primjer, u podrum. Najveća kontura po zapremini bit će pod vodom ili kopnom, tako da neće biti potrebe za maskiranjem.
6. Multifunkcionalnost. Sličan sistem se može koristiti i za grijanje i za hlađenje. U stvari, on će igrati ulogu ne samo grijača, već i klima uređaja.
7. Dostupnost ovog resursa gotovo svuda u svijetu, osim toga, niski su troškovi za rad i održavanje ovog sistema.

Takav resurs kao što je geotermalna energija je gotovo besplatan, glavni troškovi se plaćaju za električnu energiju, koja je neophodna za rad toplinske pumpe. Kada potrošite 1 kW električne energije, možete dobiti 3-5 kW toplotne energije.

Treba napomenuti da je cijena geotermalnog grijanja prilično visoka. Ova oprema se isplati za otprilike 5-8 godina. Mnogi su od toga odbijeni, koji će instalirati jeftinu, ali dovoljno efikasnu opremu za grijanje kuće, ali nisu spremni potrošiti dovoljno velika sredstva za kupovinu opreme.

Potrebna geotermalna oprema

Zagrijavanje iz zemlje djeluje tako što apsorbira i oslobađa njegovu energiju, a zasniva se na korištenju posebne opreme. Ovi uređaji akumuliraju toplinu iz okoline i prenose je na nosač topline sistema grijanja privatne kuće. Za to se koriste sljedeći uređaji za grijanje:

1. Isparivač - Postavljen duboko ispod zemlje kako bi se akumulirala toplotna energija koja se nalazi u okolini.
2. Kondenzator - dovodi tekućinu koja se ne smrzava do potrebnih temperaturnih indikatora.
3. Geotermalna crpna stanica - odgovorna je za cirkulaciju rashladne tekućine u krugu i kontrolira funkcioniranje cijelog sustava grijanja.
4. Pufer rezervoar - koncentrira zagrejanu tečnost koja se ne smrzava na jednom mestu za naknadni prenos termičkog stanja. Unutra se nalazi rezervoar koji sadrži vodu iz strujnog kruga i zavojnicu unutar koje cirkuliše zagrijani antifriz.

Sada je postalo još jasnije kako funkcionira geotermija, zahvaljujući kojoj se privatna kuća grije toplinom iz zemlje ili vodenog okruženja.

Imajte na umu da performanse toplotne pumpe zavise od temperature okoline u kojoj je izmenjivač toplote smešten. U ovom slučaju, stanovnici Kamčatke imaju veliku sreću, jer ovdje ima puno gejzira.

Prije ugradnje opreme za toplinsko grijanje, neophodno je izvršiti geološka istraživanja. Ako se izvor topline nalazi u blizini kuće, onda je bolje napraviti rezervoar na ovom mjestu i postaviti izmjenjivač topline na njegovo dno. Tada će se geotermalno grijanje privatne kuće isplatiti mnogo ranije.

Osnovne šeme razdvajanja

Postoje tri sheme za organiziranje termičkog alternativnog grijanja, odnosno opremanje kruga za akumulaciju toplinske energije:

1. Najefikasnijim se smatra vertikalni sistem sa pumpom za bušotine. Međutim, uređenje takve konture zahtijeva korištenje posebne opreme i bušenje bunara dubine od 50 do 200 metara. Istovremeno, ova metoda opravdava troškove, jer je period rada bušotine oko 100 godina.
2. Jeftiniji i jednostavniji je horizontalni cjevovod, u kojem su cijevi ispod sloja zemlje ispod nivoa smrzavanja tla. Glavni nedostatak ove opcije je što kontura zauzima vrlo veliki perimetar. Na primjer, za zgradu površine 180 kvadratnih metara. potrebno je 450 m2. slobodan prostor na gradilištu tako da je najbliže drvo dva metra od cijevi.
3. Najjeftiniji i najprikladniji način je postavljanje izmjenjivača topline na dovoljnu dubinu rezervoara tako da se tlo tamo ne smrzne. Uređenje takvog sistema ne zahtijeva rad skupe posebne opreme. Ova opcija je najoptimalnija za stvaranje geotermalnog grijanja kuće, pod uslovom da rezervoar nije dalje od 100-120 metara od zgrade.

Vanjski krug je sastavljen od cijevi od polietilena, izračunatog iz omjera 40-50 W toplotne energije po metru kolektora. Dakle, s kapacitetom pumpne opreme od 10 kW, bit će potrebno opremiti bunar dubine oko 165-195 metara. Da biste dobili željenu izračunatu dužinu, umjesto jedne bušotine možete iz jedne tačke izbušiti 2-3 pliće, ali u različitim smjerovima, odnosno klaster metodom.

Kako to učiniti sami?

Prilično je teško samostalno napraviti geotermalno grijanje, neku vrstu elektrane (geoelektrane), ali je sasvim moguće. U redu sa kućom, potrebno je izgraditi konstrukciju od zatvorenog cjevovoda i postaviti je na znatnu dubinu. Veličina kolektora i dizajn zavojnice zavise od stepena toplotne provodljivosti i dubine tla. Ako se vlastitim rukama bavite instalacijom geotermalnog grijanja kod kuće, onda je bolje kupiti gotov vanjski krug.

Da bi se stvorili minimalni uslovi za funkcionisanje geotermalnog sistema, moraju biti ispunjeni sledeći uslovi:

1. Temperatura sloja tla na kojem će se nalaziti cijevni krug ne bi trebala pasti ispod + 5 ° C.
2. Po cijelom cjevovodu sa antifrizom mora se napraviti izolacija kako bi se krug zaštitio od smrzavanja.
3. Toplinsko grijanje zgrade izvodi se nakon pažljivih proračuna i projektiranja.

S obzirom na ove zahtjeve, postaje jasno da geotermalno grijanje može biti efikasno. Međutim, za sjeverne regije, upotreba takve instalacije opravdana je za grijanje zgrada male površine - do 200 m².

Razmotrimo samo načine kako napraviti horizontalno geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama pod zemljom ili vodom. Mnogo je teže i skupo montirati kolektor okomito.

Toplotna pumpa - ne zauzima puno prostora, jer je ova oprema po veličini usporediva s konvencionalnim bojlerom. Također nije teško povezati sediment sa unutrašnjom konturom zgrade. Glavni zadatak je opremiti vanjsku konturu.

Najbolje je ugraditi kolektor u rezervoar na udaljenosti ne većoj od 100 metara. Potrebno je da površina ribnjaka bude veća od 200 kvadratnih metara, a dubina najmanje 3-3,5 metara. Ako nemate pravo na korištenje ovog rezervoara, prvo ćete morati dobiti dozvolu za ugradnju potrebne opreme.

Ako je ribnjak u vašem posjedu, onda vam neće biti teško da ga neko vrijeme isušite kako biste bez ikakvih problema spiralno položili i učvrstili cijevi na njegovom dnu. Radovi na iskopu se sastoje samo od kopanja rova, koji je neophodan za spajanje vanjskog kruga na geotermalnu pumpu. Nakon završetka svih instalacijskih radova, rezervoar se može ponovo napuniti.

Ako vaša lokacija još nema zelene površine i mnoge strukture, tada možete dizajnirati horizontalnu metodu postavljanja izmjenjivača topline ispod zemlje. Da biste to učinili, morate izračunati koju će površinu zauzeti budući kolektor, uzimajući u obzir gore navedene parametre: 250-300 m². kontura za 100 m2. građevinsko područje.

Ako na vašoj lokaciji ima drveća i privremenih objekata, ali zaista želite napraviti horizontalno geotermalno grijanje, tada će se sve strukture i zelene površine morati posjeći i srušiti. Proces je složen, dugotrajan, ali neophodan.

Tehnologija grijanja zgrada podzemnom toplinom vrlo je uobičajena na Zapadu, jer su stanovnici zapadnih zemalja u mogućnosti napraviti dugoročna ulaganja koja se isplate za 5-10 godina. U našoj zemlji nema mnogo onih koji su spremni da plate oko 20.000 dolara za uređenje ovakvog sistema. Međutim, alternativno geotermalno grijanje za privatnu kuću postaje sve popularnije.

Potraga za alternativnim izvorima energije dovela je do pronalaska uređaja koji su u stanju da skladište toplotu u velikim količinama u ljudskom okruženju. Sunčeve zrake, izvori gejzira, tlo - sve to, u jednom ili drugom stepenu, može zadovoljiti potrebe za grijanjem rashladnog sredstva za sistem grijanja i tople vode.

Iako je geotermalno grijanje iz zemaljske topline relativno nov trend, izgledi za takvo rješenje su jasni. Zahvaljujući ugradnji posebne opreme, postaje moguće dobiti jeftinu, gotovo beskrajnu vrstu toplinske energije.

Kako uvesti toplinu u kuću iz zemlje

Zemlja se ne smrzava u potpunosti čak ni zimi. Ovu funkciju koriste montažni timovi koji postavljaju cjevovod ispod tačke smrzavanja. Iznenađujuće, temperatura ovih slojeva rijetko pada ispod +5 + 7 °C stepeni.

Da li je moguće iskoristiti sposobnost zemlje da akumulira toplinu, izvuče je i koristi za zagrijavanje rashladne tekućine? Svakako! Ali da bi se omogućilo alternativno grijanje privatne kuće korištenjem topline zemlje, morat će se riješiti sljedeći problemi:

• Primanje topline - morat ćete akumulirati toplinsku energiju i poslati je u spremnik.
• Zagrevanje rashladne tečnosti. Zagrijani antifriz mora prenositi toplinsku energiju tekućine koja cirkulira u sistemu grijanja i tople vode.
• Ohlađeni antifriz se mora vratiti u izmjenjivač topline radi daljeg zagrijavanja.

Za rješavanje ovih problema razvijena je geotermalna pumpa koja koristi toplinu zemlje. Toplotna pumpa sa zemljom omogućava izdvajanje količine topline koja je više nego dovoljna za stvaranje velike količine topline i korištenje, ovisno o dizajnu i lokaciji kuće, kao glavna ili dodatna oprema za grijanje.

Kako funkcionira geotermalno grijanje kod kuće, kako funkcionira

Podzemno duboko grijanje iz zemlje više nije fantazija. Takve instalacije se lako mogu kupiti u Rusiji. Štaviše, geotermalne instalacije mogu raditi i na sjevernim i na južnim geografskim širinama. Ali koji princip koriste u svom radu?

Još u prošlom veku primećeno je da su određene vrste tečnosti sposobne da ohlade površinu tokom isparavanja. Upravo to se dešava kada se koža pre ubrizgavanja obriše alkoholom ili zalije pod suncem zagrijani asfalt. Ovaj princip je uzet kao osnova za razvoj rashladne opreme.

Tada se pojavila ideja zašto ne pokrenuti proces hlađenja u suprotnom smjeru i dobiti topli zrak umjesto hladnog. Većina modernih klima uređaja može ne samo da hladi zrak u prostoriji, već i radi na njegovom zagrijavanju. Ali nedostatak takvih uređaja je što su ograničeni temperaturom okoline. Dakle, nakon što oznaka dostigne -5 stepeni, oni prestaju da rade.

Geotermalne pumpe za grijanje privatnih kuća iz zemlje potpuno su lišene takvog nedostatka, iako koriste princip koji u velikoj mjeri podsjeća na rad klima uređaja za grijanje prostorije.

Kako funkcionira geotermalno grijanje

Kao što je već napomenuto, geotermalni sistem grijanja iz utrobe zemlje, na mnogo načina, podsjeća na rad klima uređaja u načinu grijanja. Šta se dešava u ovom trenutku?

• U donjim slojevima tla, na dnu rijeke ili jezera, postavljaju se kolektori vode kroz koje cirkulira antifriz. Kolektori upijaju toplotu i oslobađaju hladnoću.
• Zagrijani antifriz se pumpa prema gore.
• Izmjena topline se odvija u pufer spremniku. Zagrijani antifriz odaje toplotnu energiju rashladnoj tečnosti ili zagrijava vodu.
• Ohlađeni antifriz teče natrag u kolektore.

Postoje instalacije koje mogu samostalno grijati velike prostorije, druge se koriste isključivo kao pomoćna oprema koja može osigurati od 50-75% toplinske potrebe prostorije.

Geotermalna oprema za korištenje topline zemlje

Princip rada duboko usađenog sistema grijanja kod kuće, koji pokreće energija zemlje, zasniva se na upotrebi posebne opreme. Obavlja sljedeće funkcije: akumulira toplinu okoline, prenosi je na nosač topline sustava grijanja. Da biste to učinili, koristite sljedeće čvorove:

• Isparivač se nalazi duboko ispod zemlje. Funkcija isparivača je da apsorbuje toplotnu energiju u okolnom tlu.
• Kondenzator - dovodi antifriz do potrebne temperature.
• Toplotna pumpa - cirkuliše antifriz u sistemu. Prati rad cijele instalacije.
• Pufer rezervoar - sakuplja zagrejani antifriz na jednom mestu za prenos energije na rashladnu tečnost. Sastoji se od unutrašnjeg rezervoara koji sadrži vodu iz sistema grejanja i unutrašnjeg namotaja kroz koji se kreće zagrejani antifriz.

Iako prirodno niskotemperaturno geotermalno grijanje kuće toplinom zemlje daje dovoljno toplotne energije, najpraktičnija opcija grijanja kod ovog rješenja je povezivanje na sistem "toplog poda".

Montaža i ugradnja geotermalnog grijanja

Glavna poteškoća u vezi sa ugradnjom geotermalne opreme povezana je sa ugradnjom kruga izmjenjivača topline u tlo-zemlju. Iako na internetu možete pronaći veliki broj savjeta kako sami izvoditi ove radove, praksa pokazuje da se većina savjeta ne može primijeniti bez posebne stručne edukacije, pa bi sve radove trebali izvoditi profesionalni instalateri koji su zastupnici. proizvođača.

Nakon kontaktiranja stručnjaka, geotermalni sistemi grijanja za privatne kuće koji koriste toplinu zemlje instaliraju se u sljedećih nekoliko faza:

1. Odlazak inženjera kući... Prilikom prve posjete uzimaju se uzorci tla, utvrđuju karakteristike područja i donosi se odluka o najefikasnijem postavljanju geotermalnog sistema. Izvor očekivane toplote takođe može uticati na efikasnost instalacije. Ugradnja izmjenjivača topline na dnu rezervoara ili na izvorima toplinskih izvora smatra se produktivnijom.
2. Zaključivanje ugovora i nabavka potrebne opreme... Cijene mogu značajno varirati ovisno o složenosti instalacijskih radova i drugim nijansama. Ali u prosjeku, ako se odabere kvalitetan njemački proizvođač, trošak instalacije bit će približno jednak njegovoj cijeni. Kupovina Vaillant instalacije po sistemu ključ u ruke za kuću od 350 m2. m koštat će oko 21 hiljada dolara
3. Instalacioni radovi... Grijanje privatne kuće podzemnim geotermalnim izvorima topline, odnosno njegova efikasnost u velikoj mjeri ovisi o ispravnom radu u fazi instalacije. Nakon ugradnje vodenih izmjenjivača topline u zemlju, spajaju se na geotermalnu instalaciju i sistem grijanja doma.
4. Puštanje u rad... Inženjer pokreće sistem i fino podešava uređaj. Nakon postavljanja, potpisuje se Potvrda o isporuci.

Prema važećem zakonodavstvu, kompanija koja ugrađuje opremu može obezbijediti dodatne garancijske obaveze uz plaćanje ovih usluga. Takve garancije će koštati dodatnih 1000 dolara.

Da li je geotermalno grijanje efikasno na sjeveru

Za stvaranje minimalnih uslova potrebnih za rad geotermalne instalacije, dovoljno je ispuniti sljedeće uvjete:

• Temperatura sloja tla u kojem se nalaze izmjenjivači topline ne bi trebala pasti ispod + 5, + 7 ° C stepeni.
• U cijelom sistemu kroz koji protiče antifriz stvoreni su uslovi da se izbjegne smrzavanje.
• Geotermalno grijanje seoske kuće izvedeno je nakon svih potrebnih proračuna i projektne dokumentacije.

Uzimajući u obzir sve opisane zahtjeve, postaje jasno da takve instalacije mogu biti efikasne pod uslovom da su ispunjeni gore navedeni uslovi. Ipak, za sjeverne regije je svrsishodnije koristiti takve instalacije za grijanje malih površina do 150-200 kvadratnih metara. m.

Grijanje privatne kuće na gejzir

Performanse tlačne pumpe u velikoj mjeri zavise od temperature tla ili vode u kojoj se izmjenjivač topline nalazi. U tom pogledu, stanovnici Kamčatke su u povoljnijem položaju. Na poluostrvu Kamčatka postoji ogroman broj termalnih izvora - gejzira koji se ne hlade ni u zimskoj sezoni.

Prije ugradnje opreme potrebna su geološka istraživanja. Ako se topli izvor nalazi na teritoriji kuće, ima smisla postaviti izmjenjivače topline na dno ovog rezervoara. U ovom slučaju, geotermalna energija će se mnogo brže isplatiti.

Kako zagrijati kuću pomoću tlačne pumpe

Tehnologija grijanja kuće podzemnom toplinom najtraženija je na Zapadu. To je prvenstveno zbog mentaliteta stanovnika zapadnih zemalja. Navikli su na dugoročna ulaganja koja se isplate tek za nekoliko godina. I nema mnogo ljudi koji su u mogućnosti da plate za ugradnju opreme oko 20 hiljada dolara odjednom. Ali broj onih koji se žele osamostaliti od drugih izvora grijanja stalno raste.

Alternativne metode geotermalnog grijanja kod kuće postaju sve popularnije, posebno s obzirom na sve veće cijene plina.

Toplotna energija bukvalno leži pod nogama. Poenta je samo da se sagnete i "podignete" ga. Geotermalna instalacija može pomoći u tome. Ugradnja pumpe omogućava, ovisno o području, da se u potpunosti nadoknade potrebe za toplinskom energijom, ili da se djelimično zadovolje, značajno smanjujući opterećenje glavnog izvora grijanja i PTV sistema privatne kuće.

Mnogi vlasnici privatnih kuća i dalje smatraju da je geotermalno grijanje pojam gotovo iz oblasti naučne fantastike, a relevantan je samo za one krajeve u kojima bjesne topli izvori i gdje postoji velika vulkanska aktivnost. A kako su takvi prirodni fenomeni rijetki, izgledi za korištenje ove alternativne energije u našim uvjetima mnogima izgledaju nejasni. Zapravo, geotermalna pumpa uspješno stvara toplinu čak i na niskim temperaturama, tako da se može prilično efikasno koristiti čak iu umjerenim klimatskim uvjetima. Ali je li moguće montirati geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama? Pokušajmo to shvatiti.

Klasifikacija strukturnih tipova

Princip rada geotermalnog grijanja sličan je principu rada klima uređaja ili hladnjaka. Glavni element je toplotna pumpa povezana na dva kruga.

Princip rada geotermalne (toplotne) pumpe

Unutrašnji krug je tradicionalni sistem grijanja koji se sastoji od cijevi i radijatora. Vanjski - izmjenjivač topline impresivne veličine smješten pod zemljom ili u vodenom stupcu. Unutar njega može cirkulirati i posebna tekućina sa antifrizom i obična voda. Nosač toplote preuzima temperaturu medijuma, a "zagrejani" ulazi u toplotnu pumpu, akumulirana toplota se prenosi u unutrašnje kolo. Tako se voda zagrijava u cijevima i radijatorima.

Toplotna pumpa je ključni element sistema. Ovo je kompaktna jedinica koja ne zauzima više prostora od mašine za pranje veša koja je poznata našim očima. Ako govorimo o produktivnosti, onda za svaki 1 kW potrošene električne energije pumpa "odaje" do 4-5 kW toplinske energije. Dok će konvencionalni klima uređaj, koji ima sličan princip rada, "odgovoriti" na 1 kW topline za 1 kW potrošene električne energije.

Mora se priznati da je uređaj ove vrste grijanja danas najskuplji i dugotrajniji. Lavovski dio njegovih troškova je kupovina opreme i, naravno, zemljani radovi. Naravno, štedljiv vlasnik razmišlja o tome da li je moguće uštedjeti novac, na primjer, na instalaciji i vlastitim rukama napraviti geotermalno grijanje? Da biste odgovorili na ovo pitanje, potrebno je utvrditi koji se sistemi najčešće koriste i razumjeti karakteristike njihovog uređaja.

Horizontalni izmjenjivač topline

Često se koristi horizontalna kontura, u čijem se uređaju cijevi polažu u rovove do dubine veće od razine smrzavanja tla na određenom području.

Nedostatak geotermalnog sistema grijanja s horizontalnim krugom je velika površina koju zauzima kolektor.

Nedostatak je što površina koju zauzima krug mora biti mnogo veća od same kuće, na primjer, za grijanje zgrade površine 250 m² potrebno je oko 600 m² za cijevi. Ne može svaki programer priuštiti ovaj luksuz.

Osim toga, neugodnosti nastaju ako je lokacija već oplemenjena, na primjer, mora se poštivati ​​udaljenost od drveća (1,5 m) i mnoge druge nijanse.

Vertikalni izmjenjivač topline

Kompaktnija, ali i skuplja opcija je vertikalni izmjenjivač topline. Njegova instalacija ne zahtijeva veliku površinu, ali će zahtijevati posebnu opremu za bušenje.

Ugradnja vertikalnog izmjenjivača topline zahtijeva korištenje posebne opreme za bušenje

Dubina bunara, ovisno o tehnologiji, može doseći 50-200 m, ali njegov vijek trajanja je do 100 godina. Ova metoda je posebno relevantna pri planiranju geotermalne s dobro opremljenom susjednom teritorijom, omogućava vam da održite krajolik gotovo netaknut.

Najekonomičnija geotermalna elektrana koristi toplotnu energiju vode. Preporučuje se ako udaljenost do najbliže vodene površine ne prelazi 100 m.

Izmjenjivač topline smješten u vodi je najpovoljniji i stoga prikladniji za uređaj

Na dno je postavljena cijevna petlja u obliku spirale, dubina bi trebala biti manja od 2,5-3 m, odnosno dublja od zone smrzavanja. Površina rezervoara je od 200 m². Glavni plus je što nema potrebe za izvođenjem radno intenzivnih zemljanih radova, ali je potrebno dobiti dozvolu od posebnih službi. Pošto ste potrošili značajna sredstva na skupu opremu, ne biste trebali štedjeti na visokokvalitetnoj instalaciji. Uostalom, o tome će zavisiti kvalitet i efikasnost čitavog sistema.

Kao što vidite, nije tako lako sastaviti geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama. Od svih navedenih tipova, možda će samo posljednju opciju biti dovoljno lako implementirati sami. Ali čak iu ovom slučaju vrijedi odvagnuti sve prednosti i nedostatke.

Prednosti i nedostaci sistema

Po prvi put, geotermalno grijanje je pomno praćeno u Sjedinjenim Državama, tokom krize 80-ih. U domovima najbogatijih i najnaprednijih registrovane su prilično skupe instalacije, ali su postepeno postale pristupačnije i popularnije. Evropa je primila na znanje novinu i počela je aktivno da implementira na svojim otvorenim prostorima. Sada ova vrsta grijanja više nije kuriozitet, u Švedskoj se, na primjer, oko 70% sve topline sintetizira pomoću toplinskih pumpi.

Proizvođači divne opreme i zelenila jednoglasno ponavljaju o prednostima ove vrste grijanja u odnosu na sve ostale, a glavne prednosti koje se ističu su:

• za grijanje se koristi toplotna energija zemlje, koja je obnovljiva i neiscrpna;
• nema opasnosti od požara;
• nema potrebe za isporukom i skladištenjem goriva;
• tokom rada opreme ne stvaraju se štetne emisije, sistem je apsolutno siguran i ekološki prihvatljiv;
• sistem radi autonomno, ne treba mu stalno praćenje i intervencije;
• ekonomičan je, praktički ne zahtijeva troškove održavanja od vlasnika;
• uz svu raznolikost modela, omjer produktivnosti opreme ostaje konstantno visok.

Geotermalni sistem grijanja dobro funkcionira u kombinaciji s toplim podovima. Takav duo osigurava ravnomjernu raspodjelu temperature i sprječava nastanak zona pregrijavanja.

Bitan! Ova vrsta grijanja je najkorisnija za kuće površine do 150 m², vlasnici tako malih vikendica tvrde da će se troškovi isplatiti za samo 3-4 godine.

Imajte na umu da ovi sistemi još nisu postali popularni na postsovjetskom prostoru. To je uglavnom zbog prilično značajne investicije koja će biti potrebna na samom početku i prilično dugog perioda povrata. Prilično je teško uvjeriti naše sugrađane da je to ipak ekonomski isplativo. Iako, ako uzmemo u obzir godišnji rast cijene uobičajenih nosača topline i činjenicu da je sistem dizajniran u prosjeku za 100 godina efektivnog rada, onda će se izbor činiti sasvim opravdanim.

Povratak