Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće: usporedni pregled metoda uređaja

Geotermalno grijanje ugrađujemo sami

Odmah bilježimo takvu značajku: oni koji odluče opremiti grijanje toplinom zemlje morat će u ovo jednom uložiti ogroman iznos. Naravno, s vremenom će se ovaj trošak isplatiti, budući da ne gradimo stambene objekte za sebe godinu ili dvije. Također, plin i struja rastu svake godine, a s geotermalnim sustavom ne znate kolika su to poskupljenja.

Međutim, u ovom sustavu većina će biti skrivena pod zemljom. Grijanje zemaljskom energijom je prisutnost bunara i izmjenjivača topline. U stan trebate samo staviti uređaj koji će stvarati toplinu - obično ne zauzima puno prostora.

Kako radi toplinska pumpa

Na takvom uređaju korisnik će moći kontrolirati temperaturu i opskrbljivati ​​toplinskom energijom. Ugradnja samog sustava grijanja u kućište vrši se kao i obično - s grananjem cjevovoda i radijatora. Ako imate privatnu kuću ili je sama zgrada mala, tada se u ovom slučaju generator sustava prikazuje u zasebnoj prostoriji ili u podrumu.

Značajke sustava

Naravno, nije tako lako napraviti geotermalno grijanje vlastitim rukama, ali je sasvim moguće. I za početak, radi se mina. Parametri rudnika se izračunavaju za svaki slučaj posebno. Njegove dimenzije ovisit će o klimi u vašem području, vrsti tla, strukturnim značajkama zemljine kore u regiji i kućnom području gdje će se takav sustav instalirati. Dubina rudnika je u pravilu od 25 do 100 m.

Bušenje bunara za toplinsku pumpu

Nadalje, instalacija geotermalnog grijanja uključuje takav korak kao što je spuštanje cijevi koje apsorbiraju toplinu u zemljani rudnik. Funkcije ovih cijevi su sljedeće: opskrbit će toplinom pumpi, koja će podići temperaturu tekućine i dovesti je do grijanja. Imajte na umu da ako se odlučite za izradu geotermalnih sustava grijanja vlastitim rukama, tada će vam trebati pomoćnik, jer cijevi mogu biti vrlo teške.

Klasifikacija prema vrsti konstrukcije

Princip rada geotermalnog grijanja je sličan princip rada klima uređaja ili hladnjaka. Glavni element je dizalica topline uključena u dva kruga.

Princip rada geotermalne (toplinske) pumpe

Unutarnji krug je tradicionalni sustav grijanja, koji se sastoje od cijevi i radijatora. Vanjski - izmjenjivač topline impresivne veličine koji se nalazi pod zemljom ili u vodenom stupcu. Unutar njega može cirkulirati i posebna tekućina s antifrizom i obična voda. Nosač topline preuzima temperaturu medija i "zagrijani" ulazi u dizalicu topline, akumulirana toplina se prenosi u unutarnji krug. Dakle, voda se zagrijava u cijevima i radijatorima.

Geotermalna (toplinska) crpka je ključni element sustava. Ovo je kompaktna jedinica, ne zauzima više prostora od perilice rublja koja je poznata našim očima. Ako govorimo o performansama, tada za svaki 1 kW potrošene električne energije crpka "odaje" do 4-5 kW toplinske energije. Dok konvencionalni klima uređaj, koji ima sličan princip rada, na 1 kW potrošene električne energije "odgovara" 1 kW topline.

Shema uređaja za geotermalno grijanje u privatnoj kući

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

Horizontalni izmjenjivač topline

Često se koristi vodoravna kontura tijekom koje se cijevi polažu u rovove do dubine veće od razine smrzavanja tla na određenom području.

Mana geotermalni sustavi grijanja s horizontalnim kontura - veliko područje koje zauzima kolektor

Nedostatak je što bi površina koju zauzima krug trebala biti mnogo veća od same kuće, pa će za grijanje zgrade s površinom od ​​​​​​​​​​​​​​​​od 250 m² "ostati" oko 600 m² ispod cijevi. Ne može si svaki programer priuštiti takav luksuz.

Osim toga, postoje neugodnosti ako je mjesto već oplemenjeno, morate promatrati, na primjer, udaljenost od stabala (1,5 m) i mnoge druge nijanse.

Vertikalni izmjenjivač topline

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

Ugradnja vertikalnog izmjenjivača topline zahtijeva korištenje posebne opreme za bušenje

Dubina bušotine, ovisno o tehnologiji, može doseći 50-200 m, ali njezin vijek trajanja je do 100 godina. Ova metoda je posebno relevantna pri planiranju geotermalne grijanje seoske kuće s opremljenim susjednim teritorijom, omogućuje vam da spasite krajolik gotovo u izvornom obliku.

Vodeni izmjenjivač topline

Najekonomičnija geotermalna instalacija koristi toplinsku energiju vode. Preporuča se ako udaljenost do najbližeg vodenog tijela ne prelazi 100 m.

Vodeni izmjenjivač topline je najpovoljniji i stoga prikladniji za uređaj.

Na dno se postavlja kontura cijevi u obliku spirale, dubina pojave treba biti manja od 2,5-3 m, odnosno dublja od zone smrzavanja. Površina akumulacije je od 200 m². Glavni plus je da nema potrebe za izvođenjem napornih zemljanih radova, ali je potrebno dobiti dopuštenje posebnih službi.Nakon što ste potrošili značajna sredstva na skupu opremu, ne biste trebali štedjeti na visokokvalitetnoj instalaciji. Uostalom, o tome će ovisiti kvaliteta i učinkovitost cijelog sustava.

Kao što vidite, postavljanje geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama nije tako jednostavno. Od svih navedenih vrsta, možda će samo posljednju opciju biti prilično lako implementirati sami. Ali čak iu ovom slučaju vrijedi odvagnuti sve prednosti i nedostatke.

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.

Što je geotermalno grijanje?

To je toplina izvučena iz zemlje ili vode. Na određenim dubinama tla održava se pozitivna stalna temperatura, a padova nema ni u velikim mrazevima, kao i kod vode. Zadatak osobe je uzeti toplinu iz zemlje ili vode, šaljući je kako bi osigurao udobnost u dnevnim sobama.

Geotermalno grijanje je konvencionalni hladnjak, ali obrnuto - sustav ne proizvodi hladnoću, već toplinu.Algoritam crpke temelji se na prijenosu topline s izvora s niskim potencijalom toplinske energije na nosač topline, a tlo ili voda djeluju kao aktivni izvori topline.

Prednosti i nedostaci sustava

Geotermalno grijanje ima nekoliko prednosti:

1. Oslobađanje toplinske energije je mnogo puta veće od troška električne energije koju crpka troši.
2. Ekološka čistoća i sigurnost. Sustav ne emitira štetne tvari, nema emisija, troske nakon izgaranja goriva.
3. Nema potrebe za kupnjom goriva, plina, sav rad strukture izgrađen je bez upotrebe kemikalija i drugih tvari, pa se grijanje toplinom zemlje ili vode smatra najsigurnijim.
4. U skladu s tehnologijom ugradnje i rada, oprema i cijeli sustav grijanja će bez tehničke podrške trajati najmanje 50 godina.
5. Toplinska pumpa radi tiho, nema akustičnih efekata.

Maksimalna ekonomska korist postiže se izostankom dodatnih ulaganja. Korisnik treba jednom kupiti svu opremu, postaviti dizajn i više ne mora ometati rad sustava. Dodatna prednost je smještaj svih elemenata izvan zgrade - grijanje iz zemlje ili vode ne zahtijeva postavljanje cjelokupnih instalacija u kući, pa je način odvođenja i opskrbe toplinom pogodan za kuće bilo koje veličine.

Nedostatak je veliki iznos jednokratnih troškova za kupnju opreme, ugradnju i puštanje sustava u rad. Za oblikovanje strukture potrebna je pumpa, određena količina materijala, ugradnja vanjskog razdjelnika i unutarnjeg kruga.

Mogućnosti za uređenje geotermalnog grijanja

Metode uređenja vanjske konture

Da bi energija zemlje zagrijala kuću bila je maksimalno iskorišten - trebate odabrati pravu vanjski dijagram strujnog kruga.Zapravo, svaki medij može biti izvor toplinske energije - podzemni, vodeni ili zračni.

Ali važno je uzeti u obzir sezonske promjene vremenskih uvjeta, kao što je gore navedeno.

Trenutno su uobičajene dvije vrste sustava koji se učinkovito koriste za grijanje kuće zbog topline zemlje - horizontalni i vertikalni. Ključni faktor odabira je površina zemljišta. O tome ovisi raspored cijevi za grijanje kuće energijom zemlje.

Osim toga, uzimaju se u obzir sljedeći čimbenici:

• Sastav tla. U stjenovitim i ilovastim predjelima teško je napraviti okomita okna za polaganje autocesta;
• razina smrzavanja tla. On će odrediti optimalnu dubinu cijevi;
• Položaj podzemnih voda. Što su oni viši, to su bolji za geotermalno grijanje. U tom slučaju temperatura će rasti s dubinom, što je optimalni uvjet za grijanje iz energije zemlje.

Također morate znati o mogućnosti obrnutog prijenosa energije ljeti. Tada grijanje privatne kuće iz zemlje neće funkcionirati, a višak topline će prijeći iz kuće u tlo. Svi rashladni sustavi rade na istom principu. Ali za to morate instalirati dodatnu opremu.

Horizontalna shema geotermalnog grijanja

Horizontalni raspored vanjskih cijevi

Najčešći način ugradnje vanjskih autocesta. Prikladan je za jednostavnost ugradnje i mogućnost relativno brze zamjene neispravnih dijelova cjevovoda.

Za ugradnju prema ovoj shemi koristi se kolektorski sustav. Za to se izrađuje nekoliko kontura, koje se nalaze na minimalnoj udaljenosti od 0,3 m jedna od druge. Povezuju se pomoću kolektora koji rashladnom tekućinom dalje opskrbljuje toplinsku pumpu.To će osigurati maksimalnu opskrbu energijom za grijanje iz topline zemlje.

Međutim, treba imati na umu neke važne stvari:

• Velika okućnica. Za kuću od oko 150 m², mora biti najmanje 300 m²;
• Cijevi moraju biti pričvršćene na dubinu ispod razine smrzavanja tla;
• S mogućim pomicanjem tla tijekom proljetnih poplava povećava se vjerojatnost pomaka autocesta.

Definirajuća prednost grijanja iz topline zemlje horizontalnog tipa je mogućnost samostalnog uređenja. U većini slučajeva to neće zahtijevati uključivanje posebne opreme.

Vertikalni dijagram geotermalnog grijanja

Vertikalni geotermalni sustav

Ovo je dugotrajniji način organiziranja grijanja privatne kuće s tla. Cjevovodi se nalaze okomito, u posebnim bušotinama

Važno je znati da je takva shema mnogo učinkovitija od vertikalne.

Njegova glavna prednost je povećanje stupnja zagrijavanja vode u vanjskom krugu. Oni. što su cijevi dublje smještene, to će veća količina zemljine topline za grijanje kuće ući u sustav. Drugi faktor je mala površina zemljišta. U nekim slučajevima, uređenje vanjskog geotermalnog kruga grijanja provodi se i prije izgradnje kuće u neposrednoj blizini temelja.

Koje se poteškoće mogu susresti u dobivanju zemaljske energije za grijanje kuće prema ovoj shemi?

• Kvantitativno prema kvaliteti. Za vertikalni raspored, duljina autocesta je mnogo veća. Kompenzira se višom temperaturom tla. Da biste to učinili, morate napraviti bunare do 50 m dubine, što je naporan posao;
• Sastav tla.Za kamenito tlo potrebno je koristiti posebne strojeve za bušenje. U ilovači, kako bi se spriječilo prolijevanje bušotine, montira se zaštitna ljuska od armiranog betona ili plastike debelih stijenki;
• U slučaju kvarova ili gubitka nepropusnosti, proces popravka postaje složeniji. U ovom slučaju mogući su dugotrajni kvarovi u radu grijanja kuće za toplinsku energiju zemlje.

No, unatoč visokim početnim troškovima i složenosti instalacije, vertikalni raspored autocesta je optimalan. Stručnjaci savjetuju korištenje upravo takve sheme instalacije.

Značajke sustava grijanja

Za razliku od plinskog kotla, dizalica topline ne treba zagrijavati nosač topline sustava grijanja na visoku temperaturu, jer stvaranje kondenzata tijekom hladnog "povratka" ne prijeti. Osim toga, rad na niskim temperaturama zahtijevat će manju potrošnju energije.

Kako bi se nadoknadila niska temperatura rashladne tekućine, površina radijatora bi se morala znatno povećati, pa je umjesto njih bolje koristiti sustav "toplog poda". Ova vrsta grijanja je i najracionalnija, jer zagrijani zrak prije svega ulazi, da tako kažem, u stambeni prostor, a ne ispod stropa.

Toplina iz zemlje

Još jedan argument u korist "toplog poda" je minimalni gubitak topline. Uostalom, njihova vrijednost ovisi, prije svega, o temperaturnoj razlici, a najmanja je u uvjetima niskih temperatura. Drugi faktor je područje kontakta zagrijanog zraka s vanjskim zidovima. Zrak koji se diže iz "toplog poda" ne dodiruje vanjske zidove (kada koristite konvencionalne radijatore, doslovno pere staklo prozora i susjedne dijelove vanjskog zida).

Glavni nedostatak "toplog poda" - energetska ovisnost - u ovom je slučaju nebitan, budući da toplinska pumpa također neće moći raditi bez struje.

Opasnost od latentnog curenja također se može zanemariti ako je krug izrađen od fleksibilnih polimernih cijevi.

Stvarne prednosti i nedostaci

Ako je u Rusiji geotermalno grijanje privatnog sektora dobilo relativno malu distribuciju, znači li to da ideja nije vrijedna troška njezine implementacije? Možda se ne isplati baviti se ovim pitanjem? Pokazalo se da to nije tako.

Korištenje geotermalnog sustava grijanja kuće je isplativo rješenje. A za to postoji nekoliko razloga. Među njima, brza instalacija opreme, koji može raditi dugo vremena bez ikakvog prekida.

Ako u sustavu grijanja ne koristite vodu, već visokokvalitetni antifriz, neće se smrznuti i njegovo će trošenje biti minimalno.

Navodimo ostale prednosti ove vrste grijanja.

• Postupak sagorijevanja goriva je isključen. Stvaramo apsolutno vatrootporan sustav, koji tijekom svog rada neće moći prouzročiti nikakvu štetu na kućištu. Osim toga, isključuje se niz drugih pitanja vezanih uz prisutnost goriva: sada nema potrebe tražiti mjesto za skladištenje, nabavu ili isporuku.
• Značajna ekonomska korist. Tijekom rada sustava nisu potrebna dodatna ulaganja. Godišnje grijanje osiguravaju sile prirode, koje mi ne kupujemo. Naravno, tijekom rada dizalice topline troši se električna energija, ali u isto vrijeme količina proizvedene energije znatno premašuje potrošnju.
• faktor okoliša. Geotermalno grijanje privatne seoske kuće ekološki je rješenje.Odsutnost procesa izgaranja isključuje ulazak produkata izgaranja u atmosferu. Ako to mnogi shvate, a takav sustav opskrbe toplinom bude pravilno raširen, negativni utjecaj ljudi na prirodu će se višestruko smanjiti.
• Kompaktnost sustava. Ne morate organizirati zasebnu kotlovnicu u svojoj kući. Sve što će biti potrebno je dizalica topline, koja se može postaviti, na primjer, u podrum. Najopsežnija kontura sustava nalazit će se pod zemljom ili pod vodom, nećete je vidjeti na površini vašeg web mjesta.
• Multifunkcionalnost. Sustav može raditi kako za grijanje tijekom hladne sezone, tako i za hlađenje tijekom ljetnih vrućina. To jest, zapravo će vas zamijeniti ne samo grijačem, već i klima uređajem.
• akustična udobnost. Toplinska pumpa radi gotovo nečujno.

Odabir geotermalnog sustava grijanja je isplativ, unatoč činjenici da morate potrošiti novac na kupnju i ugradnju opreme.

Inače, kao nedostatak sustava, to su upravo troškovi koji morate ići da instalirate sustav i pripremite ga za rad. Bit će potrebno kupiti samu crpku i neke materijale, za ugradnju vanjskog razdjelnika i unutarnjeg kruga.

Nije tajna da resursi iz godine u godinu postaju sve skuplji, pa će autonomni sustav grijanja koji se može isplatiti u roku od nekoliko godina uvijek biti ekonomski koristan za svog vlasnika.

Međutim, ti se troškovi isplate u samo prvih nekoliko godina rada. Naknadna uporaba kolektora položenog u zemlju ili potopljenog u vodu štedi mnogo novca.

Osim toga, sam proces instalacije nije toliko kompliciran da bi se mogli pozvati stručnjaci treće strane da ga izvrše. Ako se ne bavite bušenjem, onda se sve ostalo može učiniti samostalno.

Valja napomenuti da su neki obrtnici, u nastojanju da uštede novac, naučili sakupljati geotermalna toplinska pumpa osobno.

Kolektori zraka

Podzemno grijanje privatne kuće također se može izvesti uz pomoć kolektora zraka. Ovo je vrlo jednostavan način grijanja na zrak u privatnoj kući u usporedbi s prethodna 2.

Za zagrijavanje zraka u prostoriji na optimalnu temperaturu potrebna je određena količina topline. Što je početna temperatura niža, to su troškovi veći. Uz pomoć sustavi ventilacije i grijanjadobiveni iz tla, možete besplatno povećati temperaturu zraka u kući. Zagrijavanje toplinom zemlje u ovom slučaju je vrlo jednostavno.

Za organizaciju sustava grijanja potrebno je:

• uklonite dovod zraka za ventilaciju ispod razine smrzavanja tla;
• za izvođenje zakrivljenog, ravnog ili višecijevnog kolektora pomoću običnih kanalizacijskih cijevi (oblik se odabire ovisno o mjestu, za svaki četvorni metar površine kuće treba biti 1,5 metara kolektora);
• izvesti zračni otvor na najudaljenijem kraju kolektora od kuće, dovodeći cijev na visinu od najmanje 1,5 metara od tla i opremivši je kišobranom-deflektorom (naravno, protok zraka u kuću će biti prisiljen .

U tom slučaju, grijanje tla neće moći u potpunosti osigurati kuću toplinom.

Svejedno vam omogućuje implementaciju dvije ideje:

1. Zrak koji ulazi kroz ventilaciju može se zagrijati bilo kojim uređajem za grijanje (plinski, solarni, električni itd.), a zatim razrijediti kroz prostorije pomoću ventilacijskih kanala.Takvo grijanje sa zemlje neće biti potpuno besplatno, ali svejedno, troškovi će se smanjiti: neće se zagrijati hladan zrak s ulice, već onaj koji se već zagrijao na oko +10 stupnjeva. Možete prilično dobro uštedjeti ako su zime u regiji hladne.
2. Zrak koji se zagrijava toplinom zemlje može se koristiti za puhanje vanjske jedinice konvencionalnog klima uređaja ili toplinske pumpe zrak-zrak. Svaki uređaj ove klase moći će dobro raditi na temperaturi od oko +10 stupnjeva. Složenost provedbe leži samo u osiguravanju potrebnog protoka zraka. Kao rezultat, zrak se zagrijava toplinom tla, ulazi u dizalicu topline i ispušta se izvan kuće.

Grijanje tla je dobra zamjena za konvencionalne metode grijanja, ali se trenutno ne smatra široko popularnim (vidi također: "Alternativno grijanje za privatnu kuću - izbor je vrlo velik"). To je obično zbog složenosti procesa instalacije i visokih početnih troškova. Bušenje bunara i postavljanje cijevi u njih smatra se izvrsnom opcijom, ali ova vrsta sustava grijanja je vrlo skupa. S druge strane, to omogućuje grijanje kuće korištenjem besplatnog izvora topline.

Također treba uvijek imati na umu da je takva opcija opskrbe toplinom ekološki prihvatljiva i vrlo učinkovita, jer temperatura tla na dubini većoj od deset metara ostaje konstantna. Video o tome kako koristiti toplinu zemlje za grijanje kuće:

Značajke geotermalnog sustava grijanja

Geotermalno grijanje seoske kuće odnosi se na alternativni, gotovo idealan način opskrbe toplinom stambene zgrade.Za funkcioniranje sustava koristi se geotermalna energija koja se može crpiti iz različitih prirodnih izvora.

Princip rada geotermalnog grijanja ima mnogo zajedničkog s radom rashladnih sustava. Istodobno, glavna razlika je u tome što u hladnjaku hladnjak proizvodi ohlađeni zrak, a geotermalne instalacije generiraju toplinsku energiju.

Termičkim grijanjem zrak se hladi u ljetnim vrućinama, a grije u mraznoj zimi. Istodobno, financijski troškovi uređenja takve opcije opskrbe toplinom znatno su niži u usporedbi s troškovima drugih toplinskih sustava. Geotermalno grijanje kuće doprinosi stvaranju ugodnih životnih uvjeta u njoj.