Geotermalni sustavi grijanja za seosku kuću: značajke aranžmana "uradi sam".

Princip rada

Takav fenomen kao što je geotermalno grijanje, čiji princip nalikuje konvencionalnom hladnjaku, samo obrnuto, postaje sve popularniji. Zemlja stalno zadržava toplinu, moguće je zagrijati predmete koji se nalaze na njenoj površini. Zaključak je da vruća magma zagrijava zemlju iznutra, a zahvaljujući tlu ne smrzava se odozgo.

A princip rada ovdje je sljedeći: toplinska pumpa se postavlja na vrh, izmjenjivač topline se spušta u posebnu zemljanu osovinu. Podzemna voda prolazi kroz pumpu i zagrijava se. Dakle, toplina koja se dobije u ovom slučaju koristi se u industrijske ili kućanske svrhe. Ovako funkcionira grijanje tla.

Shematski dijagram toplinske pumpe

Imajte na umu da je glavna prednost takvog sustava da s troškom električne energije od 1 kW dobivamo korisnu toplinsku energiju u rasponu od 4 do 6 kW. Za usporedbu, konvencionalni klima uređaj ne može pretvoriti 1 kW električne energije u 1 kW toplinske energije (zakon očuvanja energije, budući da gubici tijekom pretvorbe jedne vrste energije u drugu, nažalost, još nisu poništeni ). Grijanje iz topline zemlje isplatit će se dovoljno brzo uz ispravan pristup provedbi geotermalnog grijanja.

Približni troškovi i povrat sustava

Prilikom odabira toplinskog grijanja, čiji je princip već poznat, vlasnici bi trebali biti svjesni da će biti potrebna određena ulaganja. Marka opreme odabire se prema zahtjevima korisnika, cijena jedinica ovisi o mnogim čimbenicima, na primjer, snazi.

Uređaji za 4-5 kW procjenjuju se na 3000-7000 USD, za 5-10 kW koštaju 4000-8000 USD, za 10-15 kW već 5000-10000 USD. Osim toga, 40-50% iznosa bit će trošak instalacijskih radova i pokretanja sustava. Rezultat je vrlo impresivan iznos troškova. No, svi će se oni isplatiti za nekih 3-5 godina, a onda ostaju samo računi za struju koju će toplinska pumpa potrošiti.

Princip dobivanja geotermalne energije

Rad geotermalnih toplinskih stanica često se uspoređuje s principom rada klimatizacijskih sustava ili konvencionalnog hladnjaka. Bilo koja od shema sastoji se od dva kruga za izmjenu topline. Općenito je prihvaćeno da se u krugu koji se nalazi u tlu nosač zagrijava (tu ulogu najčešće igra freon koji se ne smrzava), a zatim se prenosi u "kućni krug" u isparivaču izmjenjivača topline.

Tekućina koja se ohladila nakon što je kružila po kući mora se ponovno zagrijati na oko +7 °C kako bi se ciklus ponovio. Istodobno, ljeti sustav radi na suprotnom principu, hladeći zrak u kući, pa bi bilo ispravnije nazvati ga ne grijanjem, već klimatizacijom.

Korištenje toplinske pumpe

Trajnost sustava ovisi o karakteristikama i uvjetima u kojima toplinska crpka radi. U geotermalnim instalacijama sposoban je raditi oko 1800 sati godišnje. Ovo je prosječna vrijednost za geografske širine bez toplinskih podzemnih izvora.

Kako radi toplinska pumpa

Princip rada sustava toplinskog grijanja je identičan i nema nikakve veze sa zemljom podrijetla ili markom. Geotermalne crpke mogu se razlikovati po dizajnu, veličini, izgledu, ali koeficijent proizvodnje topline uvijek će biti isti za crpke iz različitih tvrtki i različitih zemalja. To je zbog osobitosti prerade prirodne energije u toplinsku energiju.

Posljedice takvih pogrešnih proračuna u konačnici dovode do katastrofalnih posljedica - tlo se neravnomjerno spušta, ponegdje ide vrlo duboko, zbog čega se oštećuju zaštitne plastične cijevi. Ako se kuća nalazi u blizini, tada može doći do deformacije temelja ili zidova zbog geoloških promjena.

Povremeno je potrebno poduzeti mjere za "regeneraciju" tla, za što se u izmjenjivač topline dovodi dodatna toplinska energija. To može biti solarna energija ili grijanje sondom kada se toplinska pumpa koristi u načinu hlađenja prostora.

Zaključno, valja napomenuti da geotermalna instalacija još nije dostupna svima.U nekim slučajevima, razdoblje povrata može trajati više od 10 godina, ali na kraju će upravo ove metode grijanja kuće uskoro postati ne samo alternativne, već i jedine moguće.

VIDEO: Geotermalne toplinske pumpe

Geotermalno grijanje: analiziramo princip rada

Načelo rada ove vrste grijanja je prilično jednostavno i leži u svojstvu zemlje da se ne smrzava čak i na prilično niskim temperaturama. Primjerice, pri temperaturi zraka od oko minus petnaest, zemlja će se smrznuti na samo pet do sedam stupnjeva. A sada odgovorimo na pitanje, je li moguće prilično uspješno izvući korist iz ove imovine zemlje i zagrijati kuću uz pomoć takvog resursa? Odgovor je očigledan: naravno, da! Pa zašto to ne učiniti? Stvar je u tome da nije sve tako jednostavno. Za ugradnju takvog grijanja potrebno je riješiti pridružene male probleme, koji su navedeni u nastavku.

Instalacija geotermalnog grijanja

• Da biste dobili maksimalnu toplinu iz zemlje, morate akumulirati upravo tu toplinsku energiju i koncentrirati je na grijanje kuće, a to je vrijedno truda.
• Potrebno je održavati temperaturu vodiča. Zagrijani uspon mora provoditi toplinu u tekućinama koje će proći kroz sustav centralnog grijanja.
• Ako se ovaj vodič ohladio, njegova temperatura se mora odmah vratiti zagrijavanjem. Kako bi se riješila ova nevolja, izumljene su posebne geotermalne toplinske pumpe koje pomažu u rješavanju zadatka. Ovaj uređaj pomaže u izdvajanju količine topline potrebne za normalno grijanje kuće, koja se može koristiti za razne potrebe.Usput, takve pumpe mogu se nositi s prilično velikim količinama posla. Mogućnosti dizajna izravno ovise o njegovom položaju u kući.

Ako se ranije takav fenomen kao što je grijanje kuće uz pomoć toplinske energije zemlje mogao naći isključivo izvan naše zemlje, danas takvi uređaji nisu čudo i ne rijetkost.

Shema rada toplinskih konstrukcija

Istodobno, imajte na umu da su instalirani ne samo u južnim, toplim dijelovima, kao što mislite. U sjevernim regijama to je još češće.

Pogledajmo pobliže kakvu shemu rada imaju strukture. Ljudi su davno imali pitanje zašto, kada određene tekućine ispare s bilo koje površine, tada se površina hladi i zašto se oduzima energija. Čim je dat odgovor na ovo pitanje, pojavila se misao, zašto ovaj mehanizam ne pokrenuti obrnutim redoslijedom, odnosno zašto ne dobiti topli zrak umjesto leda. Primjer je rad modernih klimatizacijskih sustava: mnogi od njih ne mogu samo hladiti, već i zagrijavati zrak. Jedini nedostatak takvih uređaja je njihov ograničeni rad na niskim temperaturama. Na određenoj temperaturi jednostavno ne mogu raditi. Za razliku od njih, geotermalno grijanje seoske kuće potpuno je lišeno takvog nedostatka, iako je princip rada za njih i za gore spomenuti uređaj približno isti.

Geotermalno grijanje seoske kuće

Ugradnja izmjenjivača topline

Trenutne vrste instalacije su:

• okomito, kada trebate izbušiti nekoliko bušotina;
• horizontalno, gdje se kopaju rovovi ispod dubine smrzavanja;
• pod vodom, kada se polaganje vrši duž dna najbližeg rezervoara.

Ovo je zanimljivo: shvatimo zajedno - što je učinkovitiji jednocijevni ili dvocijevni sustav grijanja?

Instalacija sustava

Geotermalno grijanje seoske kuće u fazi uređenja zahtijeva solidna financijska ulaganja. Visoki konačni trošak sustava uvelike je posljedica velike količine zemljišnih radova povezanih s ugradnjom kruga grijanja.

S vremenom se financijski troškovi isplate, budući da se toplinska energija koja se koristi tijekom sezone grijanja izvlači iz dubine zemlje uz minimalne troškove električne energije.

• glavni dio treba biti smješten pod zemljom ili na dnu rezervoara;
• u samoj kući ugrađena je samo prilično kompaktna oprema i položen je krug radijatora ili podnog grijanja. Oprema koja se nalazi unutar kuće omogućuje vam podešavanje razine zagrijavanja rashladne tekućine.

Prilikom projektiranja grijanja zbog topline zemlje potrebno je odrediti opciju ugradnje radnog kruga i vrstu kolektora.

Postoje dvije vrste kolektora:

1. Vertikalni - uranja u zemlju nekoliko desetaka metara. Da biste to učinili, na maloj udaljenosti od kuće, potrebno je izbušiti brojne bušotine. Krug je uronjen u bušotine (najpouzdanija opcija su cijevi od umreženog polietilena).

2. Nedostaci: Veliki financijski troškovi za bušenje nekoliko bušotina u tlu dubine od 50 metara ili više.

   Prednosti: Podzemno postavljanje cijevi na dubini gdje je temperatura tla stabilna, osigurava visoku učinkovitost sustava. Osim toga, vertikalni kolektor zauzima malu površinu zemlje.

3. Horizontalno. Korištenje takvog kolektora dopušteno je u regijama s toplom i umjerenom klimom, budući da dubina smrzavanja tla ne smije biti veća od 1,5 metara.

4. Nedostaci: Potreba za korištenjem velike površine stranice (glavni nedostatak). Ovaj komad zemlje nakon polaganja konture ne može se koristiti za vrt ili povrtnjak, jer sustav radi s oslobađanjem hladnoće tijekom transporta rashladnog sredstva, što će uzrokovati smrzavanje korijena biljaka.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Prednosti: Jeftiniji zemljišni radovi koje možete obaviti i sami.

Geotermalna energija može se proizvesti postavljanjem horizontalnog geotermalnog kruga na dno rezervoara koji se ne smrzava. Međutim, to je teško provesti u praksi: spremnik se može nalaziti izvan privatnog područja, a tada će se morati koordinirati instalacija izmjenjivača topline. Udaljenost od grijanog predmeta do rezervoara ne smije biti veća od 100 metara.

Zahtjevi za geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama

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

Geogrijanje će zahtijevati:

• Jednokratno ulaganje većeg iznosa sredstava;
• Značajne snage za uređenje;
• Ispravna i kompetentna priprema.

Osim toga, može se primijetiti redovito povećanje cijena resursa poput plina i električne energije, koje se događa gotovo svaki mjesec, ali geotermalni sustav ne ovisi o tim cijenama.

Dio sustava ima podzemni položaj, zbog čega se zemlja koristi kao izvor topline. Grijanje ove vrste zahtijevat će bunar, sondu i izmjenjivač topline.Na teritoriju kuće ugrađen je samo uređaj, zbog čega se stvara toplina i, u pravilu, ne zahtijeva previše prostora. Zahvaljujući ovom uređaju regulira se temperatura i dovodi toplinska energija. Prilikom ugradnje sustava potrebno je malo grananje cijevi i radijatora, a ako je zgrada mala, tada se generator postavlja u podrum.

Geotermalno grijanje ugrađujemo sami

Trošak projekta i rada na ugradnji geotermalne strukture prilično je značajan, kupnja sve potrebne opreme, uključivanje tima stručnjaka, kao i potreba za dugotrajnim iskopom ne mogu biti jeftini.

Međutim, zbog isplativosti ugradnje ove vrste grijanja u kuću, razdoblje povrata je prilično brzo. Dodatne uštede mogu se postići ugradnjom drugih izvora alternativne proizvodnje energije, kao što su solarni paneli koji mogu napajati geotermalnu mrežu. Čak i uz značajno povećanje cijena fosilnih resursa i plina, neće utjecati na troškove grijanja.

Glavni dio mreže žica skriven je duboko pod zemljom, rezervoar rashladnog sredstva, koji se nalazi u bušotini, opskrbljuje gorivom kuću. Štoviše, u podrumu ili drugoj pomoćnoj prostoriji morat ćete postaviti generator topline. Većina ovih uređaja je prilično kompaktna. Za zagrijavanje prostora morat ćete instalirati nekoliko radijatora.

Na ugrađenom generatoru moguće je regulirati temperaturu u kući i potrošnju energije. Instalaciju prati ugradnja opreme za grijanje prostorija, grananje cjevovoda. U većini prostorija generator topline se iznosi u posebnu prostoriju kako buka od rada ne bi smetala stanarima u obavljanju vlastitog posla.

Kako napraviti geotermalno grijanje vlastitim rukama kod kuće

Shema ugradnje geotermalne pumpe.

Ovo je jedna od najskupljih i dugotrajnijih vrsta grijanja. Morate izvesti velike zemljane radove, trošak opreme činit će većinu troškova. Prije nego što počnete stvarati takvo grijanje vlastitim rukama, morate shvatiti koji se sustavi koriste i koje su značajke njihovog uređaja.

Materijali potrebni za ugradnju geotermalnog grijanja:

• polietilenske cijevi;
• Toplinska pumpa;
• radijatori za grijanje.

Klasifikacija po vrsti:

• najčešće se koristi horizontalni izmjenjivač topline, dok se cijevi polažu u zemlju do dubine koja prelazi razinu smrzavanja tla u vašem području. Ova vrsta grijanja ima značajan nedostatak - krug zauzima veliko područje. Ako je površina vaše kuće 250 m², tada ćete za grijanje morati položiti cijevi na površini od oko 600 m², a to se ne može učiniti u svakom području. Posebno je nezgodno raditi takvo grijanje kod kuće u slučaju kada je teritorij već oplemenjen, na primjer, kolektor ne smije biti bliže od 1,5 m od stabla;
• vertikalni izmjenjivač topline ima mnogo manje dimenzije, ali je njegov trošak veći. Da biste ga instalirali, potrebno vam je malo prostora, ali ćete morati koristiti opremu za bušenje.

Bunar može biti od 50 do 200 m, ali će služiti do 100 godina. Ova je metoda prikladna kada je teritorij seoske kuće već opremljen, neće biti potrebe za mijenjanjem postojećeg krajolika.Potpuno instaliranje ove vrste geotermalnog grijanja vlastitim rukama neće raditi, jer će vam trebati posebna oprema za bušenje bušotine - izmjenjivač s vodom je najekonomičniji način, koristi toplinsku energiju vode. Njegova je upotreba moguća ako udaljenost do rezervoara nije veća od 100 m. Spiralna kontura izrađena je od cijevi i položena na dubinu koja prelazi zonu smrzavanja, površina rezervoara treba biti veća od 200 m² . Prilikom primjene ove metode nema potrebe za izvođenjem velikih zemljanih radova i stoga se sve može napraviti ručno.

Ako govorimo o složenosti provedbe ovog projekta, onda je prilično velik, a ako odlučite sve učiniti sami, tada će treća metoda biti najpristupačnija. Ako kupujete skupu opremu, tada se instalacija mora izvesti kvalitetno, inače sustav neće raditi normalno.

Izvori geotermalnog grijanja

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

• visoka temperatura;
• niska temperatura.

Termalni izvori, primjerice, spadaju u visokotemperaturne. Možete ih koristiti, ali njihov je opseg ograničen stvarnim mjestom takvih izvora. Ako se na Islandu ova vrsta energije aktivno koristi, onda su u Rusiji termalne vode daleko od naselja. Najviše su koncentrirani na Kamčatki, gdje se podzemna voda koristi kao nosač topline i isporučuje u sustave tople vode.

Vulkan nije potreban za učinkovito korištenje toplinske energije zemlje. Dovoljno je koristiti one resurse koji su samo 200 metara od površine zemlje

Ali za korištenje niskotemperaturnih izvora imamo sve potrebne preduvjete.U tu svrhu prikladne su okolne zračne mase, zemlja ili voda. Toplinska pumpa koristi se za izvlačenje 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 kućanstva.

pros

Rad takvih sustava grijanja provodi se na kvalitativno novom i neobičnom gorivu - energija utrobe zemlje koristi se za klimatizaciju, kao i za grijanje privatne kuće. Ova energija stvara optimalne i ugodne uvjete života, te ne zagađuje okoliš štetnim tvarima i otpadom. Grijanje kuće provodi se besplatnom energijom, za 1 kW električne energije sustav vraća 4-5 kW topline

Jednako važna prednost je da nema potrebe za kupnjom dodatnih napa i dimnjaka, što može biti potrebno kako bi se osiguralo nesmetano funkcioniranje drugih vrsta sustava grijanja. Tijekom rada grijanja, štetne pare i mirisi se ne emitiraju iz tla, takav sustav ne stvara pretjeranu buku, a osim toga, ne zauzima puno prostora. Geotermalne jedinice, za razliku od sustava na kruto gorivo i tekuće gorivo, ljudima su praktički nevidljive, ne uništavaju integritet fasade i unutrašnjosti kuće

Nema potrebe gubiti vrijeme razmišljajući o pitanjima kao što su skladištenje, isporuka i kupnja goriva, budući da je energija planeta neiscrpna

Geotermalne jedinice, za razliku od sustava na kruto gorivo i tekuće gorivo, praktički su nevidljive ljudima, ne uništavaju integritet fasade i unutrašnjosti kuće. Nema potrebe gubiti vrijeme razmišljajući o pitanjima kao što su skladištenje, isporuka i kupnja goriva, budući da je energija planeta neiscrpna.

Ako trebate zagrijati svoj dom toplinom zemlje, onda biste trebali razmotriti i njegovu financijsku stranu. Odmah napominjemo da će proces instaliranja takvog sustava zahtijevati visoke troškove u usporedbi s dizelskom i plinskom opremom.

Nasuprot tome, može se primijetiti da je razina potrošnje električne energije znatno manja, tako da je dugoročno gledano golim okom vidljiva ekonomska isplativost nabave geotermalne opreme. Prema programerima, do pet kilovata toplinske energije bit će vraćeno iz svakog potrošenog kilovata električne energije.