Geotermalni ogrevalni sistemi za podeželsko hišo: značilnosti ureditve naredi sam

Načelo delovanja

Takšen pojav, kot je geotermalno ogrevanje, katerega princip je podoben običajnemu hladilniku, le obratno, postaja vse bolj priljubljen. Zemlja nenehno zadržuje toploto, možno je segrevati predmete, ki se nahajajo na njeni površini. Bistvo je, da vroča magma segreva zemljo od znotraj, zahvaljujoč zemlji pa ne zmrzne od zgoraj.

In načelo delovanja tukaj je naslednje: toplotna črpalka je nameščena na vrhu, toplotni izmenjevalec se spusti v posebno zemeljsko gred. Podzemna voda gre skozi črpalko in se segreje. Tako se toplota, ki se pridobi v tem primeru, uporablja za industrijske ali domače namene. Tako deluje ogrevanje tal.

Shematski diagram toplotne črpalke

Upoštevajte, da je glavna prednost takšnega sistema, da s stroškom električne energije 1 kW pridobimo koristno toplotno energijo v območju od 4 do 6 kW. Za primerjavo, običajna klimatska naprava ne more pretvoriti 1 kW električne energije v 1 kW toplotne energije (zakon ohranjanja energije, saj izgube pri pretvorbi ene vrste energije v drugo, žal, še niso preklicane ). Ogrevanje iz toplote zemlje se bo s pravilnim pristopom k izvedbi geotermalnega ogrevanja dovolj hitro izplačalo.

Približni stroški in povračilo sistema

Pri izbiri toplotnega ogrevanja, katerega načelo delovanja je že znano, se morajo lastniki zavedati, da bodo potrebne določene naložbe. Znamka opreme je izbrana glede na zahteve uporabnika, cena enot je odvisna od številnih dejavnikov, na primer moči.

Naprave za 4-5 kW so ocenjene na 3000-7000 $, za 5-10 kW stanejo 4000-8000 $, za 10-15 kW že 5000-10000 $. Poleg tega bodo 40-50% zneska stroški namestitvenih del in zagona sistema. Rezultat je zelo impresiven znesek stroškov. A vsi se bodo poplačali v kakšnih 3-5 letih, potem pa ostanejo le računi za elektriko, ki jo bo toplotna črpalka porabila.

Načelo pridobivanja geotermalne energije

Delovanje geotermalnih toplotnih postaj pogosto primerjamo s principom delovanja klimatskih sistemov ali običajnega hladilnika. Vsaka od shem je sestavljena iz dveh krogov za izmenjavo toplote. Splošno sprejeto je, da se v tokokrogu, ki se nahaja v tleh, nosilec segreje (najpogosteje ima to vlogo nezmrzovalni freon), ki se nato prenese v "domači krog" v uparjalniku toplotnega izmenjevalnika.

Tekočino, ki se je po kroženju po hiši ohladila, je treba ponovno segreti na približno + 7 °C, da se cikel ponovi. Hkrati poleti sistem deluje na nasprotnem principu, hlajenje zraka v hiši, zato bi bilo bolj pravilno imenovati ne ogrevanje, ampak klimatska naprava.

Uporaba toplotne črpalke

Trajnost sistema je odvisna od lastnosti in pogojev, v katerih deluje toplotna črpalka. V geotermalnih napravah lahko obratuje približno 1800 ur na leto. To je povprečna vrednost za zemljepisne širine brez toplotnih podzemnih virov.

Kako deluje toplotna črpalka

Načelo delovanja toplotnega ogrevalnega sistema je identično in nima nobene zveze z državo izvora ali blagovno znamko. Geotermalne črpalke se lahko razlikujejo po zasnovi, velikosti, videzu, vendar bo koeficient proizvodnje toplote vedno enak za črpalke različnih podjetij in različnih držav. To je posledica prav posebnosti predelave naravne energije v toplotno energijo.

Posledice takšnih napačnih izračunov na koncu vodijo do katastrofalnih posledic - tla se neenakomerno povešajo, ponekod gredo zelo globoko, zaradi česar so poškodovane zaščitne plastične cevi. Če se hiša nahaja v bližini, lahko pride do deformacije temeljev ali sten zaradi geoloških sprememb.

Občasno je treba sprejeti ukrepe za "regeneracijo" tal, za kar se v toplotni izmenjevalnik dovaja dodatna toplotna energija. To je lahko sončna energija ali ogrevanje sonde, ko se toplotna črpalka uporablja v načinu hlajenja prostora.

Za zaključek je treba poudariti, da geotermalna instalacija še ni na voljo vsem.V nekaterih primerih lahko vračilna doba traja več kot 10 let, na koncu pa bodo prav ti načini ogrevanja hiše kmalu postali ne le alternativni, ampak edini možni.

VIDEO: Geotermalne toplotne črpalke

Geotermalno ogrevanje: analiziramo princip delovanja

Načelo delovanja te vrste ogrevanja je precej preprosto in je v lastnosti zemlje, da ne zmrzne tudi pri dokaj nizkih temperaturah. Na primer, pri temperaturi zraka približno minus petnajst, bo zemlja zmrznila le na pet do sedem stopinj. In zdaj odgovorimo na vprašanje, ali je mogoče precej uspešno pridobiti korist iz te lastnine zemljišča in ogrevati hišo s pomočjo takšnega vira? Odgovor je očiten: seveda, da! Zakaj torej tega ne storite? Stvar je v tem, da ni vse tako preprosto. Za vgradnjo takšnega ogrevanja je potrebno rešiti pripadajoče manjše težave, ki so navedene spodaj.

Geotermalna ogrevalna instalacija

• Da bi iz zemlje pridobili maksimalno toploto, morate akumulirati prav to toplotno energijo in jo osredotočiti na ogrevanje hiše, kar je vredno truda.
• Potrebno je vzdrževati temperaturo prevodnika. Ogrevani dvižni vod mora prevajati toploto v tekočinah, ki bodo prešle skozi sistem centralnega ogrevanja.
• Če se je ta vodnik ohladil, je treba njegovo temperaturo takoj obnoviti s segrevanjem. Za rešitev te težave so bile izumljene posebne geotermalne toplotne črpalke, ki pomagajo pri soočanju z nalogo. Ta naprava pomaga črpati količino toplote, potrebno za normalno ogrevanje hiše, ki se lahko uporablja za različne potrebe.Mimogrede, takšne črpalke so sposobne obvladati precej velike količine dela. Možnosti oblikovanja so neposredno odvisne od njegove lokacije v hiši.

Če je bilo prej takšen pojav, kot je ogrevanje hiše s pomočjo toplotne energije zemlje, mogoče najti izključno zunaj naše države, danes takšne naprave niso čudež ali redkost.

Shema delovanja toplotnih konstrukcij

Hkrati upoštevajte, da so nameščeni ne le v južnih, toplih delih, kot bi morda mislili. V severnih regijah je to še bolj pogosto.

Oglejmo si podrobneje, kakšno delovno shemo imajo strukture. Pred davnimi časi so se ljudje zastavljali vprašanje, zakaj, ko določene tekočine izhlapijo s površine, se površina ohladi in zakaj jemlje energija. Takoj ko je bil dan odgovor na to vprašanje, se je porodila misel, zakaj tega mehanizma ne bi zagnali v obratnem vrstnem redu, torej zakaj ne bi namesto ledu dobili topel zrak. Primer je delovanje sodobnih klimatskih sistemov: mnogi od njih ne morejo samo hladiti, ampak tudi ogrevati zrak. Edina pomanjkljivost takšnih naprav je omejeno delovanje pri nizkih temperaturah. Pri določeni temperaturi preprosto ne morejo delovati. Za razliko od njih je geotermalno ogrevanje podeželske hiše popolnoma brez takšne pomanjkljivosti, čeprav je načelo delovanja zanje in za prej omenjeno napravo približno enako.

Geotermalno ogrevanje podeželske hiše

Vgradnja toplotnega izmenjevalnika

Trenutne vrste namestitve so:

• navpično, ko morate izvrtati več vrtin;
• vodoravno, kjer so jarki izkopani pod globino zmrzovanja;
• pod vodo, ko se polaganje izvaja vzdolž dna najbližjega rezervoarja.

To je zanimivo: ugotovimo skupaj - kaj je učinkovitejši enocevni ali dvocevni ogrevalni sistem?

Namestitev sistema

Geotermalno ogrevanje podeželske hiše v fazi ureditve zahteva solidno finančno naložbo. Visoki končni stroški sistema so v veliki meri posledica velike količine zemeljskega dela, povezanega z namestitvijo ogrevalnega kroga.

Sčasoma se finančni stroški izplačajo, saj se toplotna energija, ki se uporablja v ogrevalni sezoni, pridobiva iz globin zemlje z minimalnimi stroški električne energije.

• glavni del mora biti nameščen pod zemljo ali na dnu rezervoarja;
• v sami hiši je nameščena le dokaj kompaktna oprema in položen radiatorski ali talni ogrevalni krog. Oprema, ki se nahaja znotraj hiše, vam omogoča prilagajanje stopnje ogrevanja hladilne tekočine.

Pri načrtovanju ogrevanja zaradi toplote zemlje je treba določiti možnost namestitve delovnega kroga in vrsto kolektorja.

Obstajata dve vrsti zbiralcev:

1. Navpična - potopi se v tla za nekaj deset metrov. Za to je potrebno izvrtati določeno število vrtin na kratki razdalji od hiše. V vodnjake je potopljen vezje (najbolj zanesljiva možnost so cevi iz premreženega polietilena).

2. Slabosti: Veliki finančni stroški za vrtanje več vrtin v tleh z globino 50 metrov ali več.

   Prednosti: Podzemna namestitev cevi na globini, kjer je temperatura tal stabilna, zagotavlja visoko učinkovitost sistema. Poleg tega navpični kolektor zavzema majhno površino.

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

4. Slabosti: Potreba po uporabi velikega območja spletnega mesta (glavna pomanjkljivost). Tega kosa 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 zmrzovanje korenin rastlin.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Prednosti: Cenejše zemljišče, ki ga lahko opravite celo sami.

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

Zahteve za geotermalno ogrevanje doma z lastnimi rokami

Na prvi pogled se morda zdi, da so stroški namestitve previsoki, vendar se bo z dolgotrajno uporabo namestitve lahko vsak prepričal, da se to ogrevanje hitro izplača in ne zahteva nobenih naložb.

Geoogrevanje bo zahtevalo:

• Enkratna naložba velike količine sredstev;
• Precejšnje sile za ureditev;
• Pravilna in kompetentna priprava.

Poleg tega je mogoče opaziti redno zvišanje cen virov, kot sta plin in električna energija, ki se pojavlja skoraj vsak mesec, vendar geotermalni sistem ni odvisen od teh cen.

Del sistema ima podzemno lokacijo, zaradi česar se zemlja uporablja kot vir toplote. Ogrevanje te vrste bo zahtevalo vrtino, sondo in toplotni izmenjevalec.Na ozemlju hiše je nameščena samo naprava, zaradi katere se proizvaja toplota in praviloma ne zahteva preveč prostora. Zaradi te naprave se uravnava temperatura in dovaja toplotna energija. Pri namestitvi sistema je potrebna majhna razvejanost cevi in ​​radiator, in če je stavba majhna, je generator nameščen v kleti.

Geotermalno ogrevanje izvajamo sami

Stroški projekta in dela za namestitev geotermalne strukture so precej pomembni, nakup vse potrebne opreme, sodelovanje ekipe strokovnjakov, pa tudi potreba po dolgotrajnem izkopavanju ne morejo biti poceni.

Vendar pa je zaradi donosnosti namestitve te vrste ogrevanja v hišo vračilna doba precej hitra. Dodatne prihranke je mogoče doseči z namestitvijo drugih virov alternativne proizvodnje energije, kot so sončni paneli, ki lahko napajajo geotermalno omrežje. Tudi ob znatnih povišanjih cen fosilnih virov in plina ne bodo vplivali na stroške ogrevanja.

Glavni del omrežja žic je skrit globoko pod zemljo, rezervoar hladilnega sredstva, ki je nameščen v vodnjaku, oskrbuje hišo z gorivom. Poleg tega boste morali v kleti ali drugem pomožnem prostoru postaviti generator toplote. Večina teh naprav je precej kompaktnih. Za ogrevanje prostorov bo treba namestiti več radiatorjev.

Na vgrajenem generatorju je možno regulirati temperaturo v hiši in porabo energije. Namestitev spremlja namestitev opreme za ogrevanje prostorov, razvejanje cevovoda. V večini prostorov je generator toplote odpeljan v ločen prostor, tako da hrup pri delu ne moti stanovalcev pri opravljanju lastnega posla.

Kako narediti geotermalno ogrevanje z lastnimi rokami doma

Shema namestitve geotermalne črpalke.

To je ena najdražjih in dolgotrajnih vrst ogrevanja. Izvesti morate obsežna zemeljska dela, stroški opreme bodo predstavljali večino stroškov. Preden začnete ustvarjati takšno ogrevanje z lastnimi rokami, morate ugotoviti, kateri sistemi se uporabljajo in kakšne so značilnosti njihove naprave.

Materiali, potrebni za vgradnjo geotermalnega ogrevanja:

• polietilenske cevi;
• Toplotna črpalka;
• radiatorji za ogrevanje.

Razvrstitev po vrsti:

• najpogosteje se uporablja horizontalni toplotni izmenjevalec, medtem ko so cevi položene v tla do globine, ki presega stopnjo zmrzovanja tal na vašem območju. Ta vrsta ogrevanja ima pomembno pomanjkljivost - vezje zavzema veliko območje. Če je površina vaše hiše 250 m², boste morali za ogrevanje položiti cevi na površini približno 600 m², tega pa ni mogoče storiti na vsakem območju. Še posebej neprijetno je takšno ogrevanje doma v primeru, ko je ozemlje že oplemeniteno, na primer kolektor ne sme biti bližje 1,5 m od drevesa;
• navpični toplotni izmenjevalec ima veliko manjše dimenzije, vendar je njegov strošek višji. Za namestitev potrebujete malo prostora, vendar boste morali uporabiti opremo za vrtanje.

Vodnjak je lahko od 50 do 200 m, vendar bo služil do 100 let. Ta metoda je priročna, če je ozemlje podeželske hiše že opremljeno, obstoječe pokrajine ne bo treba spreminjati.Popolnoma namestitev te vrste geotermalnega ogrevanja z lastnimi rokami ne bo delovala, saj boste potrebovali posebno opremo za vrtanje vrtine - vodni izmenjevalnik je najbolj ekonomičen način, ki uporablja toplotno energijo vode. Njegova uporaba je možna, če razdalja do rezervoarja ni večja od 100 m. Spiralna kontura je izdelana iz cevi in ​​položena do globine, ki presega območje zmrzovanja, površina rezervoarja mora biti večja od 200 m² . Pri izvajanju te metode ni treba izvajati obsežnih zemeljskih del, zato je vse mogoče narediti ročno.

Če govorimo o zapletenosti izvedbe tega projekta, potem je precej velik, in če se odločite, da boste vse naredili sami, bo tretja metoda najbolj dostopna. Če kupite drago opremo, mora biti namestitev izvedena kakovostno, sicer sistem ne bo deloval normalno.

Viri geotermalnega ogrevanja

Za geotermalno ogrevanje se lahko uporabljajo naslednji viri zemeljske toplotne energije:

• visoka temperatura;
• nizka temperatura.

Termalni vrelci na primer spadajo med visokotemperaturne. Lahko jih uporabite, vendar je njihov obseg omejen z dejansko lokacijo takšnih virov. Če se na Islandiji ta vrsta energije aktivno uporablja, potem so v Rusiji termalne vode daleč od naselij. Najbolj so skoncentrirani na Kamčatki, kjer se podtalnica uporablja kot toplotni nosilec in se dovaja v sisteme za toplo vodo.

Vulkan ni potreben za učinkovito uporabo toplotne energije zemlje. Dovolj je, da uporabite tiste vire, ki so le 200 metrov od zemeljske površine

Toda za uporabo nizkotemperaturnih virov imamo vse potrebne predpogoje.V ta namen so primerne okoliške zračne mase, zemlja ali voda. Za pridobivanje potrebne energije se uporablja toplotna črpalka. Z njegovo pomočjo se postopek za pretvorbo temperature okolja v toplotno energijo izvaja ne samo za ogrevanje, ampak tudi za oskrbo s toplo vodo zasebnega gospodinjstva.

prednosti

Delovanje takšnih ogrevalnih sistemov se izvaja na kvalitativno novem in nenavadnem gorivu - energija črevesja zemlje se uporablja za klimatsko napravo, pa tudi za ogrevanje zasebne hiše. Ta energija ustvarja optimalne in udobne življenjske pogoje ter ne onesnažuje okolja s škodljivimi snovmi in odpadki. Ogrevanje hiše se izvaja z brezplačno energijo, za 1 kW električne energije sistem vrne 4-5 kW toplote

Enako pomembna prednost je, da ni potrebe po nakupu dodatnih nap in dimnikov, ki so morda potrebni za zagotovitev nemotenega delovanja drugih vrst ogrevalnih sistemov. Med delovanjem ogrevanja se iz tal ne oddajajo škodljivi hlapi in vonjave, tak sistem ne povzroča nepotrebnega hrupa, poleg tega pa ne zavzame veliko prostora. Geotermalne enote so za razliko od sistemov na trda goriva in tekoča goriva ljudem praktično nevidne, ne uničijo celovitosti fasade in notranjosti hiše.

Ni vam treba izgubljati časa z razmišljanjem o vprašanjih, kot so skladiščenje, dostava in nakup goriva, saj je energija planeta neizčrpna

Geotermalne enote so za razliko od sistemov na trda goriva in tekoča goriva ljudem praktično nevidne, ne uničujejo celovitosti fasade in notranjosti hiše. Ni vam treba izgubljati časa z razmišljanjem o vprašanjih, kot so skladiščenje, dostava in nakup goriva, saj je energija planeta neizčrpna.

Če morate svoj dom ogreti s toploto zemlje, potem morate upoštevati tudi njegovo finančno plat. Takoj ugotavljamo, da bo postopek namestitve takšnega sistema zahteval visoke stroške v primerjavi z dizelsko in plinsko opremo.

V nasprotju s tem je mogoče opaziti, da je raven porabe električne energije precej nižja, tako da je dolgoročno ekonomsko izvedljivost pridobitve geotermalne opreme vidna s prostim očesom. Po navedbah razvijalcev se bo iz vsakega porabljenega kilovata električne energije vrnilo do pet kilovatov toplotne energije.