Geotermalno ogrevanje doma naredite sami: primerjalni pregled metod naprave

Geotermalno ogrevanje izvajamo sami

Takoj opazimo takšno lastnost: tisti, ki se bodo odločili opremiti ogrevanje s toploto zemlje, bodo morali enkrat v to vložiti ogromno. Seveda se bo sčasoma ta strošek izplačal, saj si stanovanja ne gradimo leto ali dve. Poleg tega se cene plina in elektrike vsako leto dvignejo, pri geotermalnem sistemu pa ne veš, kakšna so ta povišanja cen.

Vendar bo v tem sistemu večina skritega pod zemljo. Ogrevanje z zemeljsko energijo je prisotnost vodnjaka in toplotnega izmenjevalnika. V dom morate postaviti le napravo, ki bo proizvajala toploto - običajno ne zavzame veliko prostora.

Kako deluje toplotna črpalka

Na takšni napravi bo uporabnik lahko nadzoroval temperaturo in dovajal toplotno energijo. Sama namestitev ogrevalnega sistema v ohišje poteka kot običajno - z razvejanjem cevovoda in radiatorjev. Če imate zasebno hišo ali je sama zgradba majhna, je v tem primeru generator sistema prikazan v ločenem prostoru ali v kleti.

Značilnosti sistema

Seveda geotermalno ogrevanje ni tako enostavno narediti z lastnimi rokami, vendar je povsem mogoče. In za začetek se izdeluje rudnik. Parametri rudnika se izračunajo za vsak primer posebej. Njegove dimenzije bodo odvisne od podnebja na vašem območju, vrste tal, strukturnih značilnosti zemeljske skorje regije in domačega območja, kjer bo tak sistem nameščen. Praviloma je globina rudnika od 25 do 100 m.

Vrtanje vrtine za toplotno črpalko

Poleg tega namestitev geotermalnega ogrevanja vključuje tak korak, kot je spuščanje cevi, ki absorbirajo toploto, v zemeljski rudnik. Funkcije teh cevi so naslednje: dovajale bodo toploto črpalki, ki bo dvignila temperaturo tekočine in jo pripeljala do ogrevanja. Upoštevajte, da če se odločite za izdelavo geotermalnih ogrevalnih sistemov z lastnimi rokami, boste potrebovali pomočnika, saj so cevi lahko zelo težke.

Razvrstitev po vrsti konstrukcije

Načelo delovanja geotermalnega ogrevanja je podobno načelo delovanja klimatske naprave ali hladilnika. Glavni element je toplotna črpalka v dveh krogih.

Načelo delovanja geotermalne (toplotne) črpalke

Notranji krog je tradicionalen ogrevalni sistem, sestavljen iz cevi in ​​radiatorjev. Zunanji - toplotni izmenjevalec impresivne velikosti, ki se nahaja pod zemljo ali v vodnem stolpcu. V njem lahko kroži tako posebna tekočina z antifrizom kot navadna voda. Toplotni nosilec prevzame temperaturo medija in "ogret" vstopi v toplotno črpalko, akumulirana toplota se prenese v notranji krog. Tako se voda segreva v ceveh in radiatorjih.

Geotermalna (toplotna) črpalka je ključni element sistema. To je kompaktna enota, ne zavzame več prostora kot pralni stroj, ki ga poznamo našim očem. Če govorimo o zmogljivosti, potem za vsak 1 kW porabljene električne energije črpalka "odda" do 4-5 kW toplotne energije. Medtem ko se bo običajna klimatska naprava, ki ima podoben princip delovanja, na 1 kW porabljene električne energije "odzvala" 1 kW toplote.

Shema geotermalne ogrevalne naprave v zasebni hiši

Treba je priznati, da je naprava te vrste ogrevanja danes najdražja in dolgotrajna. Levji delež njegovih stroškov predstavlja nakup opreme in seveda zemeljska dela. Seveda, razmišlja varčen lastnik, ali je mogoče prihraniti denar, na primer pri namestitvi in ​​narediti geotermalno ogrevanje z lastnimi rokami? Da bi odgovorili na to vprašanje, je treba razumeti, kateri sistemi se najpogosteje uporabljajo in razumeti značilnosti njihove naprave.

Horizontalni toplotni izmenjevalec

Precej pogosto se uporablja vodoravna kontura, med katero se cevi položijo v jarke do globine, ki je večja od stopnje zmrzovanja tal na določenem območju.

Napaka geotermalni ogrevalni sistemi z vodoravno kontura - veliko območje, ki ga zaseda zbiralnik

Pomanjkljivost je, da bi morala biti površina, ki jo zavzema vezje, veliko večja od same hiše, zato bo za ogrevanje stavbe s površino ​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​ na m² bo pod cevmi "odšlo" približno 600 m². Vsak razvijalec si ne more privoščiti takšnega razkošja.

Poleg tega obstajajo nevšečnosti, če je mesto že oplemeniteno, opazovati morate na primer oddaljenost od dreves (1,5 m) in številne druge nianse.

Vertikalni toplotni izmenjevalec

Bolj kompaktna, a tudi dražja možnost je navpični toplotni izmenjevalec. Njegova namestitev ne zahteva velike površine, vendar bo zahtevala posebno opremo za vrtanje.

Namestitev navpičnega toplotnega izmenjevalnika zahteva uporabo posebne opreme za vrtanje

Globina vodnjaka, odvisno od tehnologije, lahko doseže 50-200 m, njegova življenjska doba pa je do 100 let. Ta metoda je še posebej pomembna pri načrtovanju geotermalne energije ogrevanje podeželske hiše z opremljenim sosednjim ozemljem vam omogoča, da shranite pokrajino skoraj v izvirni obliki.

Vodno nameščen toplotni izmenjevalec

Najbolj ekonomična geotermalna instalacija uporablja toplotno energijo vode. Priporočljivo je, če razdalja do najbližjega vodnega telesa ne presega 100 m.

Vodno nameščen toplotni izmenjevalec je najbolj ugoden in zato primernejši za napravo.

Na dno je položena kontura cevi v obliki spirale, globina pojavljanja mora biti manjša od 2,5-3 m, torej globlje od območja zmrzovanja. Površina rezervoarja je od 200 m². Glavni plus je, da ni treba izvajati napornih zemeljskih del, vendar je treba pridobiti dovoljenje posebnih služb.Ko ste porabili znatna sredstva za drago opremo, ne bi smeli varčevati pri visokokakovostni namestitvi. Navsezadnje bo od tega odvisna kakovost in učinkovitost celotnega sistema.

Kot lahko vidite, namestitev geotermalnega ogrevanja doma z lastnimi rokami ni tako preprosta. Od vseh naštetih vrst bo morda le zadnjo možnost precej enostavno izvesti sami. Toda tudi v tem primeru je vredno pretehtati vse prednosti in slabosti.

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.

Kaj je geotermalno ogrevanje?

Je toplota, pridobljena iz zemlje ali vode. V določenih globinah tal se vzdržuje pozitivna konstantna temperatura, padcev pa tudi v hudih zmrzalih ni, enako pri vodi. Naloga osebe je odvzeti toploto iz zemlje ali vode in jo poslati, da zagotovi udobje v dnevnih sobah.

Geotermalno ogrevanje je običajen hladilnik, vendar obratno - sistem ne proizvaja mraza, ampak toploto.Algoritem črpalke temelji na prenosu toplote iz vira z nizkim potencialom toplotne energije na toplotni nosilec, tla ali voda pa delujeta kot aktivni vir toplote.

Prednosti in slabosti sistema

Geotermalno ogrevanje ima več prednosti:

1. Sprostitev toplotne energije je večkrat višja od stroškov električne energije, ki jo porabi črpalka.
2. Ekološka čistoča in varnost. Sistem ne oddaja škodljivih snovi, ni emisij, žlindre po zgorevanju goriva.
3. Ni potrebe po nakupu goriva, plina, vse delo konstrukcije je zgrajeno brez uporabe kemikalij in drugih snovi, zato se ogrevanje s toploto zemlje ali vode šteje za najvarnejše.
4. Glede na vgradnjo, tehnologijo delovanja bo oprema in celoten ogrevalni sistem brez tehnične podpore zdržal najmanj 50 let.
5. Toplotna črpalka deluje tiho, akustičnih učinkov ni.

Največja gospodarska korist je dosežena z odsotnostjo dodatnih naložb. Uporabnik mora enkrat kupiti vso opremo, nastaviti zasnovo in mu ni treba več posegati v sistem. Dodatna prednost je lega vseh elementov zunaj objekta – ogrevanje iz tal ali vode ne zahteva umestitve celotnih inštalacij v hišo, zato je način odvzema in dovajanja toplote primeren za hiše vseh velikosti.

Pomanjkljivost je velik znesek enkratnih stroškov za nakup opreme, namestitev in zagon sistema. Za oblikovanje strukture je potrebna črpalka, določena količina materialov, namestitev zunanjega razdelilnika in notranjega tokokroga.

Možnosti za ureditev geotermalnega ogrevanja

Metode za ureditev zunanje konture

Da bi energija zemlje ogrevala hišo maksimalno uporabljen - izbrati morate pravo zunanji diagram vezja.Pravzaprav je lahko vsak medij vir toplotne energije – podzemlja, vode ali zraka.

Vendar je pomembno upoštevati sezonske spremembe vremenskih razmer, kot je bilo razloženo zgoraj.

Trenutno sta pogosti dve vrsti sistemov, ki se zaradi toplote zemlje učinkovito uporabljata za ogrevanje hiše - vodoravni in navpični. Ključni dejavnik pri izbiri je površina zemljišča. Od tega je odvisna postavitev cevi za ogrevanje hiše z energijo zemlje.

Poleg tega se upoštevajo naslednji dejavniki:

• Sestava tal. Na kamnitih in ilovnatih območjih je težko narediti navpične jaške za polaganje avtocest;
• stopnja zmrzovanja tal. Določil bo optimalno globino cevi;
• Lokacija podzemne vode. Višji kot so, boljši so za geotermalno ogrevanje. V tem primeru bo temperatura naraščala z globino, kar je optimalen pogoj za ogrevanje iz energije zemlje.

Vedeti morate tudi za možnost povratnega prenosa energije poleti. Potem ogrevanje zasebne hiše iz tal ne bo delovalo, presežna toplota pa bo prešla iz hiše v tla. Vsi hladilni sistemi delujejo po istem principu. Toda za to morate namestiti dodatno opremo.

Horizontalna shema geotermalne ogrevanja

Horizontalna razporeditev zunanjih cevi

Najpogostejši način namestitve zunanjih avtocest. Primeren je za enostavno namestitev in možnost razmeroma hitre zamenjave okvarjenih delov cevovoda.

Za namestitev po tej shemi se uporablja kolektorski sistem. Za to je narejenih več kontur, ki se nahajajo na razdalji najmanj 0,3 m drug od drugega. Povezani so s pomočjo kolektorja, ki dovaja hladilno tekočino naprej do toplotne črpalke.To bo zagotovilo največjo oskrbo z energijo za ogrevanje iz toplote zemlje.

Vendar pa je treba upoštevati nekaj pomembnih stvari:

• Veliko dvorišče. Za hišo velikosti približno 150 m² mora biti najmanj 300 m²;
• Cevi morajo biti pritrjene na globino pod lediščem tal;
• Z morebitnim premikanjem tal med spomladanskimi poplavami se poveča verjetnost premika avtocest.

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

Vertikalni diagram geotermalnega ogrevanja

Vertikalni geotermalni sistem

To je bolj zamuden način organizacije ogrevanja zasebne hiše s tal. Cevovodi so nameščeni navpično, v posebnih vrtinah

Pomembno je vedeti, da je takšna shema veliko bolj učinkovita kot navpična.

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

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

• Od količine do kakovosti. Za navpično razporeditev je dolžina avtocest veliko večja. To se kompenzira z višjo temperaturo tal. Če želite to narediti, morate narediti vodnjake do 50 m globoko, kar je naporno delo;
• Sestava tal.Za kamnita tla je potrebno uporabiti posebne vrtalne stroje. V ilovicah je za preprečevanje razpadanja vodnjaka nameščen zaščitni plašč iz armiranega betona ali debelostenske plastike;
• V primeru okvare ali izgube tesnosti postane postopek popravila bolj zapleten. V tem primeru so možne dolgotrajne okvare pri ogrevanju hiše za toplotno energijo zemlje.

Toda kljub visokim začetnim stroškom in zahtevnosti namestitve je navpična razporeditev avtocest optimalna. Strokovnjaki svetujejo uporabo ravno takšne namestitvene sheme.

Značilnosti ogrevalnega sistema

Za razliko od plinskega kotla toplotni črpalki ni treba ogrevati toplotnega nosilca ogrevalnega sistema na visoko temperaturo, saj tvorba kondenzata med hladnim "povratkom" ne ogroža. Poleg tega bo pri nizkotemperaturnem delovanju potrebna manjša poraba energije.

Za kompenzacijo nizke temperature hladilne tekočine bi bilo treba močno povečati površino radiatorjev, zato je namesto njih bolje uporabiti sistem "topla tla". Ta vrsta ogrevanja je tudi najbolj racionalna, saj ogret zrak najprej vstopi tako rekoč v bivalni prostor in ne pod strop.

Toplota iz tal

Drug argument v prid "toplim podom" je minimalna toplotna izguba. Konec koncev je njihova vrednost odvisna predvsem od temperaturne razlike in je najmanjša pri nizkih temperaturah. Drugi dejavnik je območje stika ogrevanega zraka z zunanjimi stenami. Zrak, ki se dviga iz "toplih tal", se ne dotika zunanjih sten (pri uporabi običajnih radiatorjev dobesedno spere okensko zasteklitev in sosednje dele zunanje stene).

Glavna pomanjkljivost "toplega poda" - energetska odvisnost - je v tem primeru nepomembna, saj toplotna črpalka tudi ne bo mogla delovati brez električne energije.

Nevarnost latentnega puščanja je mogoče zanemariti tudi, če je vezje sestavljeno iz fleksibilnih polimernih cevi.

Resnične prednosti in slabosti

Če je v Rusiji geotermalno ogrevanje zasebnega sektorja prejelo relativno majhno distribucijo, ali to pomeni, da ideja ni vredna stroškov njene izvedbe? Mogoče se ni vredno ukvarjati s tem vprašanjem? Izkazalo se je, da temu ni tako.

Uporaba geotermalnega sistema za ogrevanje doma je donosna rešitev. In za to obstaja več razlogov. Med njimi je hitra namestitev opreme, ki lahko deluje dolgo časa brez prekinitve.

Če v ogrevalnem sistemu ne uporabljate vode, temveč visokokakovosten antifriz, ne bo zmrznil in njegova obraba bo minimalna.

Naštejemo še druge prednosti tovrstnega ogrevanja.

• Postopek sežiganja goriva je izključen. Ustvarimo popolnoma ognjevaren sistem, ki med delovanjem ne bo mogel poškodovati ohišja. Poleg tega so izključena številna druga vprašanja, povezana s prisotnostjo goriva: zdaj ni treba iskati prostora za shranjevanje, nabavo ali dostavo.
• Znatna gospodarska korist. Med delovanjem sistema niso potrebna dodatna vlaganja. Za letno ogrevanje poskrbijo sile narave, ki jih ne kupujemo. Seveda se med delovanjem toplotne črpalke porablja električna energija, a hkrati količina proizvedene energije bistveno presega porabo.
• okoljski dejavnik. Geotermalno ogrevanje zasebne podeželske hiše je okolju prijazna rešitev.Odsotnost procesa zgorevanja izključuje vstop produktov zgorevanja v ozračje. Če bodo to spoznali mnogi in bo tak sistem oskrbe s toploto ustrezno razširjen, se bo negativni vpliv ljudi na naravo večkrat zmanjšal.
• Kompaktnost sistema. V svoji hiši vam ni treba organizirati ločene kotlovnice. Vse, kar bo potrebno, je toplotna črpalka, ki jo lahko namestimo na primer v klet. Najbolj obsežna kontura sistema se bo nahajala pod zemljo ali pod vodo, na površini vašega spletnega mesta je ne boste videli.
• Večnamenskost. Sistem lahko deluje tako za ogrevanje v hladni sezoni kot za hlajenje v poletni vročini. To pomeni, da vas bo dejansko nadomestil ne le z grelcem, ampak tudi s klimatsko napravo.
• akustično udobje. Toplotna črpalka deluje skoraj tiho.

Izbira geotermalnega ogrevalnega sistema je stroškovno učinkovita, kljub dejstvu, da morate porabiti denar za nakup in namestitev opreme.

Mimogrede, kot pomanjkljivost sistema so ravno stroški, ki jih morate iti, da namestite sistem in ga pripravite na delo. Za montažo zunanjega razdelilnika in notranjega tokokroga bo treba kupiti samo črpalko in nekaj materialov.

Ni skrivnost, da so viri iz leta v leto dražji, zato bo avtonomni ogrevalni sistem, ki se lahko odplača v nekaj letih, za lastnika vedno ekonomsko koristen.

Vendar se ti stroški povrnejo že v prvih nekaj letih delovanja. Naknadna uporaba kolektorja, položenega v zemljo ali potopljenega v vodo, prihrani veliko denarja.

Poleg tega sam postopek namestitve ni tako zapleten, da bi k izvedbi povabil strokovnjake tretjih oseb. Če se ne ukvarjate z vrtanjem, lahko vse ostalo naredite samostojno.

Treba je opozoriti, da so se nekateri obrtniki, da bi prihranili denar, naučili zbirati geotermalna toplotna črpalka osebno.

Zbiralci zraka

Podzemno ogrevanje zasebne hiše se lahko izvede tudi s pomočjo zračnih kolektorjev. To je zelo preprost način zračnega ogrevanja v zasebni hiši v primerjavi s prejšnjima 2.

Za segrevanje zraka v prostoru na optimalno temperaturo je potrebna določena količina toplote. Nižja kot je začetna temperatura, višji so stroški. S pomočjo prezračevalni in ogrevalni sistemipridobljenih iz zemlje, lahko brezplačno zvišate temperaturo zraka v hiši. Ogrevanje s toploto zemlje je v tem primeru zelo preprosto.

Za organizacijo ogrevalnih sistemov je potrebno:

• odstranite dovod zraka za prezračevanje pod lediščem tal;
• za izvedbo ukrivljenega, ravnega ali večcevnega kolektorja z navadnimi kanalizacijskimi cevmi (oblika je izbrana glede na lokacijo, na vsak kvadratni meter površine hiše mora biti 1,5 metra kolektorja);
• na najbolj oddaljenem koncu kolektorja od hiše izvedemo prezračevalno odprtino, tako da cev postavimo na višino najmanj 1,5 metra od tal in jo opremimo z dežnikom-usmernikom (seveda bo pretok zraka v hišo prisiljen .

V tem primeru ogrevanje tal ne bo moglo v celoti zagotoviti hiše s toploto.

Vseeno vam omogoča izvajanje dveh idej:

1. Zrak, ki vstopa skozi prezračevanje, se lahko segreje s katero koli ogrevalno napravo (plinsko, solarno, električno itd.) in nato razredči skozi prostore s pomočjo prezračevalnih kanalov.Takšno ogrevanje s tal ne bo popolnoma brezplačno, a vseeno se bodo stroški zmanjšali: segrel se ne bo hladen zrak z ulice, ampak tisti, ki se je že segrel na približno +10 stopinj. Če so zime v regiji mrzle, lahko dobro prihranite.
2. Zrak, segret s toploto zemlje, se lahko uporabi za pihanje zunanje enote običajne klimatske naprave ali toplotne črpalke zrak-zrak. Vsaka naprava tega razreda bo lahko dobro delovala pri temperaturi približno +10 stopinj. Kompleksnost izvedbe je le v zagotavljanju potrebnega pretoka zraka. Posledično se zrak segreje s toploto tal, vstopi v toplotno črpalko in se odvaja zunaj hiše.

Ogrevanje tal je dober nadomestek za običajne načine ogrevanja, vendar trenutno ne velja za široko priljubljeno (glej tudi: "Alternativno ogrevanje za zasebno hišo - izbira je zelo velika"). To je običajno posledica zapletenosti postopka namestitve in visokih začetnih stroškov. Vrtanje vrtin in postavitev cevi v njih velja za odlično možnost, vendar je ta vrsta ogrevalnega sistema zelo draga. Po drugi strani pa to omogoča ogrevanje hiše z brezplačnim virom toplote.

Vedno se morate spomniti tudi, da je takšna možnost oskrbe s toploto okolju prijazna in zelo učinkovita, saj temperatura tal na globini več kot deset metrov ostaja konstantna. Video o tem, kako uporabiti toploto zemlje za ogrevanje hiše:

Značilnosti geotermalnega ogrevalnega sistema

Geotermalno ogrevanje podeželske hiše se nanaša na alternativni, skoraj idealen način oskrbe stanovanjske stavbe s toploto.Za delovanje sistema se uporablja geotermalna energija, ki jo lahko pridobivamo iz različnih naravnih virov.

Načelo delovanja geotermalnega ogrevanja ima veliko skupnega z delovanjem hladilnih sistemov. Hkrati je glavna razlika v tem, da v hladilniku hladilnik proizvaja ohlajen zrak, geotermalne naprave pa proizvajajo toplotno energijo.

S toplotnim ogrevanjem se zrak v poletni vročini ohladi, pozimi pa ogreva. Hkrati so finančni stroški ureditve takšne možnosti oskrbe s toploto veliko nižji v primerjavi s stroški drugih toplotnih sistemov. Geotermalno ogrevanje hiše prispeva k ustvarjanju udobnih življenjskih pogojev v njej.