Știm că geotermia este căldura Pământului, iar conceptul „geotermal” este adesea asociat cu vulcani și gheizere. În Rusia, energia geotermală este utilizată în principal în scara industriala De exemplu, există centrale electrice din Orientul Îndepărtat care funcționează folosind căldura planetei noastre.
Mulți oameni sunt siguri că a face încălzire geotermală acasă cu propriile mâini este ceva din science fiction. Nu-i așa? Dar acest lucru nu este absolut adevărat! Cu dezvoltarea tehnologii moderne uz casnic„energia verde” a devenit destul de reală.
Vă vom spune despre principiile de funcționare încălzire alternativă, avantajele și dezavantajele sale, comparabile cu sistemele tradiționale de încălzire. Veți învăța, de asemenea, cum să poziționați schimbătorul de căldură și cum să instalați încălzirea geotermală cu propriile mâini.
Când criza petrolului a izbucnit în anii 70 ai secolului trecut, în Occident a apărut o nevoie arzătoare. În acest moment au început să fie create primele sisteme de încălzire geotermală.
Astăzi sunt răspândite în Statele Unite, Canada și țările Europei de Vest.
Galerie de imagini
De exemplu, în Suedia folosesc în mod activ apa Marea Baltica, a cărui temperatură este de +4°C. În Germania, introducerea sistemelor de încălzire geotermală este chiar sponsorizată la nivel de stat.
Când amintim sursele de energie geotermală, ne imaginăm întotdeauna o vale de gheizere sau vulcani, dar sursele de care avem nevoie sunt mult mai apropiate. Și ne vor ajuta să rămânem cald iarna și răcori vara.
În Rusia există Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya și alte centrale geotermale. Dar există foarte puține dovezi ale utilizării energiei Pământului în sectorul nostru privat.
Adevărate avantaje și dezavantaje
Dacă încălzirea geotermală din sectorul privat a primit relativ puțină distribuție în Rusia, înseamnă asta că ideea nu merită costul implementării ei? Poate că nu merită să urmăriți această problemă? S-a dovedit că nu a fost cazul.
Folosirea unui sistem de încălzire geotermal pentru casa ta este o soluție profitabilă. Și există mai multe motive pentru aceasta. Printre ei se numără instalare rapida echipament care este capabil perioadă lungă de timp lucrează fără întreruperi.
Dacă utilizați antigel de înaltă calitate, mai degrabă decât apă, în sistemul de încălzire, acesta nu va îngheța și uzura acestuia va fi minimă.
Enumeram si alte avantaje ale acestui tip de incalzire.
- Procedura de ardere a combustibilului este exclusă. Cream un sistem absolut ignifug, care, in timpul functionarii acestuia, nu poate provoca nici o deteriorare carcasei. În plus, o serie de alte probleme legate de prezența combustibilului sunt eliminate: acum nu mai este nevoie să căutați un loc unde să-l depozitați, să vă ocupați de pregătirea sau livrarea acestuia.
- Beneficiu economic semnificativ.În timpul funcționării sistemului, nu vor fi necesare investiții suplimentare. Încălzirea anuală este asigurată de forțele naturii, pe care noi nu le cumpărăm. Desigur, atunci când funcționează o pompă de căldură, se consumă energie electrică, dar cantitatea de energie produsă depășește semnificativ cantitatea de energie consumată.
- Factorul de mediu. Încălzire geotermală privat casa la tara este o soluție prietenoasă cu mediul. Absența unui proces de ardere elimină eliberarea produselor de ardere în atmosferă. Dacă mulți oameni realizează acest lucru și un astfel de sistem de alimentare cu căldură devine larg răspândit, Influență negativă numărul de oameni din natură va scădea de multe ori.
- Compactitatea sistemului. Nu trebuie să organizați o boiler separată în casa dvs. Tot ce este nevoie este o pompă de căldură, care poate fi amplasată, de exemplu, la subsol. Cel mai voluminos contur al sistemului va fi situat sub pământ sau sub apă, nu îl veți vedea pe suprafața site-ului dvs.
- Multifunctionalitate. Sistemul poate funcționa atât pentru încălzire în sezonul rece, cât și pentru răcire în timpul căldurii verii. Adică, de fapt, va înlocui nu numai încălzitorul, ci și aparatul de aer condiționat.
- Confort acustic. Pompa de căldură funcționează aproape silențioasă.
Alegerea unui sistem de încălzire geotermal este rentabilă, în ciuda faptului că va trebui să cheltuiți bani pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor.
Apropo, ca dezavantaj al sistemului, ei menționează tocmai costurile care vor trebui suportate pentru a instala sistemul și a-l pregăti pentru funcționare. Va trebui să cumpărați pompa în sine și unele materiale și să efectuați instalarea galeriei externe și a circuitului intern.
Nu este un secret pentru nimeni că resursele devin mai scumpe de la an la an, așa că sistem autonom sistemul de încălzire, care se poate amortiza singur în câțiva ani, va fi întotdeauna benefic din punct de vedere economic pentru proprietarul său
Cu toate acestea, aceste costuri se plătesc doar în primii câțiva ani de funcționare. Utilizarea ulterioară a unui colector așezat în pământ sau scufundat în apă permite economii semnificative.
În plus, procesul de instalare în sine nu este atât de complicat încât să necesite invitarea unor specialiști terți pentru a-l efectua. Dacă nu faci foraj, atunci poți face totul singur.
Galerie de imagini
De menționat că unii meșteri, în efortul de a economisi bani, au învățat să colecteze geotermal.
Despre sursele de încălzire geotermală
Următoarele surse de energie termică terestră pot fi utilizate pentru încălzirea geotermală:
- temperatura ridicata;
- temperatura scazuta.
Cele cu temperaturi ridicate includ, de exemplu, izvoarele termale. Ele pot fi utilizate, dar domeniul lor este limitat de locația reală a acestor surse.
În timp ce în Islanda acest tip de energie este utilizat în mod activ, în Rusia apele termale sunt departe aşezări. Ele sunt concentrate la maximum în Kamchatka, unde apa subterană este folosită ca lichid de răcire și furnizată sistemelor de apă caldă.
Pentru a utiliza eficient energia termică a pământului, nu aveți nevoie de un vulcan. Este suficient să folosiți acele resurse care sunt situate la doar 200 de metri de suprafața pământului
Dar avem toate condițiile necesare pentru utilizarea surselor de temperatură scăzută. Masele de aer din jur, pământul sau apa sunt potrivite în acest scop.
O pompă de căldură este utilizată pentru a extrage energia necesară. Cu ajutorul acestuia, are loc procedura de conversie a temperaturii mediu inconjuratorîn energie termică nu numai pentru încălzire, ci și pentru alimentarea cu apă caldă a gospodăriilor private.
Galerie de imagini
Principiul de funcționare al unei astfel de încălziri
Dacă sunteți familiarizat cu cum sau funcționează, atunci similitudinea acestor procese cu principiul de funcționare al încălzirii geotermale este evidentă. Baza sistemului este o pompă de căldură, care este conectată la două circuite - extern și intern.
Pentru a organiza un sistem tradițional de încălzire în orice casă, este necesar să instalați țevi pentru transportul lichidului de răcire și radiatoarelor, atunci când sunt încălzite, căldura va curge în incintă. În cazul nostru sunt necesare și conducte și calorifere. Ele formează conturul intern al sistemului. Poate fi adăugat la diagramă.
Conturul exterior pare mult mai mare decât cel intern, deși dimensiunile sale pot fi evaluate doar în timpul planificării și instalării. În timpul funcționării, este invizibil deoarece este subteran sau sub apă. În interiorul acestui circuit circulă apă simplă sau antigel pe bază de etilenglicol, ceea ce este mult de preferat.
Sistemul de încălzire geotermală include două circuite - intern și extern, precum și o inimă sistem de incalzire– o pompă de căldură, care, prin comprimarea lichidului de răcire, îi crește temperatura (+)
În circuitul extern este încălzit până la starea mediului în care este scufundat și trimis sub formă „încălzită” la pompa de căldură. Prin intermediul acestuia, căldura concentrată este transferată în circuitul intern, rezultând apă în conducte, calorifere și podele calde se încălzește.
Astfel, elementul cheie care animă întregul sistem este pompa de căldură. Dacă casa ta are un obișnuit mașină de spălat, atunci știți: această pompă va ocupa aproximativ aceeași zonă.
Pentru a funcționa, are nevoie de energie electrică, dar, consumând doar 1 kW, produce 4-5 kW de căldură. Și acesta nu este un miracol, deoarece sursa de energie „suplimentară” este cunoscută - acesta este mediul.
Două tipuri de locații pentru schimbătoare de căldură
Există două opțiuni pentru încălzirea unei case private folosind energie la temperatură scăzută din elementele de mediu. Baza sistemului în toate cele trei cazuri este o pompă geotermală.
Circuitul intern rămâne neschimbat pentru orice metodă de încălzire, iar principala diferență este locația circuitului extern.
Încălzirea geotermală vine cu un schimbător de căldură amplasat:
- vertical– situate în puțuri care ating sau nu un acvifer;
- orizontal– schimbătoarele de căldură ale sistemelor sunt plasate într-o groapă sau rezervor deschis sub forma unui fel de serpentină.
Fiecare dintre tipurile de încălzire enumerate aici se caracterizează prin propriile caracteristici, dezavantaje și avantaje.
Dacă intenționați să creați un astfel de sistem de încălzire cu propriile mele mâini, veți fi interesat să aflați mai multe despre fiecare tip.
Galerie de imagini
Opțiunea 1. Amplasarea pe verticală a colectorului extern
Acest tip de încălzire se bazează pe un interesant fenomen natural: la o adancime de 50-100 m sau mai mult fata de suprafata sa, pamantul are aceeasi si constanta temperatura de 10-12°C pe tot parcursul anului.
Pentru a putea folosi această energie pământească, este necesar. Tehnologia este aproape similară cu pregătirea unei surse de admisie a apei.
Pentru a păstra cât mai mult peisajul, se pot găuri mai multe conducte din același punct de plecare, dar în unghiuri diferite.
Circuitul extern al sistemului va fi instalat direct în aceste puțuri. Acest lucru vă va permite să eliminați eficient căldura de pe pământ. Desigur, această metodă cu greu poate fi numită simplă și cu buget redus.
Pentru a crea un sistem de încălzire geotermal vertical, trebuie să utilizați echipamente pentru forarea puțurilor fără a utiliza o instalație de foraj, rezolvarea problemelor de construire a sistemului va fi destul de intensivă în muncă (+)
Este relevant în cazul în care teritoriul adiacent casei a fost deja dezvoltat, iar perturbarea peisajului acesteia este nepractică. Adâncimea de forare a unui puț poate ajunge de la 50 la 200 de metri.
Parametrii specifici ai puțului depind de situația geologică din amplasament și de parametrii viitoarei structuri. Durata de viață a acestui design este de aproximativ 100 de ani.
Pentru a instala o versiune verticală a sistemului cu un schimbător de căldură care extrage energia apei subterane, va trebui să forați două puțuri purtătoare de apă.
Din una dintre ele, numită cea de debit, apa este extrasă cu ajutorul unei pompe, care, după transferul de căldură, este scursă în a doua ieșire de primire.
Dezavantajul unui sistem geotermal cu două puțuri este că nu este suficient de eficient pentru a încălzi o casă de țară. Risipește prea multă energie pompă de circulație. Dar pentru a furniza lichid de răcire circuitului de pardoseală încălzită, energia termică rezultată este destul de suficientă
Opțiunea #2. Dispunerea pe orizontală a colectorului de sol
Pentru a așeza conturul exterior cu vedere orizontalăîncălzire, trebuie să știi până la ce adâncime îngheață pământul în zona ta.
Conductele sunt așezate sub nivelul de îngheț în șanțuri pregătite în prealabil, acoperind un spațiu destul de mare: pentru a încălzi o casă a cărei suprafață este de 200-250 de metri pătrați. m, trebuie să utilizați aproximativ 600 mp. m schimbător de căldură. Adică șase sute de metri pătrați.
Dezavantajul acestui design este suprafața mare pe care o ocupă. Dacă aveți nevoie de un gazon acoperit cu iarbă și flori pe proprietatea dvs., aceasta este opțiunea dvs. Este mai bine să țineți țevile colectoare departe de pomii fructiferi (+)
Este clar că în astfel de condiții, volumul lucrărilor de excavare va fi semnificativ. În plus, trebuie să țineți cont de locația copacilor și a altor vegetații de pe site în planul dvs., pentru a nu le îngheța. De exemplu, conductele colectoare nu trebuie amplasate la mai puțin de un metru și jumătate de copaci.
Această metodă de instalare este utilizată, de regulă, în cazurile în care șantierul este doar în curs de dezvoltare pentru construcție. Toate calculele și planurile pentru construirea unei cabane, organizarea încălzirii acesteia și planificarea terenului sunt cel mai bine efectuate simultan.
Galerie de imagini
Imersia unui schimbător de căldură orizontal într-un rezervor
Această metodă necesită o locație specială a gospodăriei - la o distanță de aproximativ 100 m de un rezervor de adâncime suficientă. În plus, rezervorul specificat nu ar trebui să înghețe până în partea de jos, unde va fi amplasat conturul exterior al sistemului. Și pentru aceasta, suprafața rezervorului nu poate fi mai mică de 200 de metri pătrați. m.
Avantajul evident al acestei metode este absența lucrărilor de excavare obligatorii, care necesită o forță de muncă intensivă, deși trebuie totuși să vă schimbați locația subacvatică a colectorului. Și va fi necesară și permisiunea specială pentru a efectua astfel de lucrări.
Cu toate acestea, o instalație geotermală care utilizează energia apei este încă cea mai economică.
Fă-o singur: ce și cum
Dacă aveți de gând să instalați singur încălzirea geotermală, atunci este mai bine să cumpărați circuitul extern gata făcut. Desigur, luăm în considerare doar modalități aranjare orizontală schimbător de căldură extern: sub suprafața solului sau sub apă.
Este mult mai dificil să instalați singur un colector vertical de puțuri dacă nu aveți echipamentul și abilitățile de foraj.
O pompă de căldură nu este un echipament foarte mare. Nu va ocupa mult spațiu în casa ta. La urma urmei, în dimensiune, este comparabil, de exemplu, cu un cazan convențional cu combustibil solid. Conectarea circuitului intern al casei tale la acesta nu este o sarcină dificilă.
De fapt, totul se face exact în același mod ca atunci când se organizează și se utilizează sursele tradiționale de căldură. Principala dificultate este proiectarea circuitului extern.
Această aranjare a casei în raport cu iaz este mai frecventă. Principalul lucru este că rezervorul nu este mai departe de 100 de metri de cabană
Cea mai bună opțiune ar fi utilizarea unui rezervor dacă se găsește unul la o distanță de cel mult 100 m. Este necesar ca suprafața acestuia să depășească 200 mp. m, iar adâncimea este de 3 m (parametru mediu de îngheț). Dacă acest corp de apă nu vă aparține, atunci obținerea permisiunii de utilizare poate deveni o problemă.
Dacă rezervorul este un iaz care se află pe proprietatea dumneavoastră, atunci problema devine mai simplă. Apa din iaz poate fi pompată temporar. Apoi, lucrul pe fundul său se poate face cu ușurință: va trebui să așezați țevile într-o spirală, fixându-le în această poziție.
Excavare va fi necesar doar pentru a săpa un șanț, care va fi necesar pentru a conecta circuitul extern la pompa de căldură.
După ce toate lucrările au fost finalizate, iazul poate fi umplut din nou cu apă. În următoarea sută de ani, schimbătorul de căldură extern ar trebui să funcționeze corect și să nu provoace probleme proprietarului său.
Dacă aveți la dispoziție un teren pe care trebuie doar să construiți locuințe și să creșteți o grădină, este logic să planificați un schimbător de căldură de tip sol orizontal.
Pentru a face acest lucru, ar trebui să faceți un calcul preliminar al suprafeței viitorului colector, pe baza parametrilor deja indicați mai sus: 250-300 mp. m de colector la 100 mp. m suprafata incalzita a casei.
Dacă aveți o parcelă fără clădiri sau vegetație pe care doriți să o păstrați, solul poate fi pur și simplu îndepărtat atunci când construiți un contur exterior orizontal al solului: acest lucru este mai ușor decât săpatul de șanțuri.
Șanțurile în care urmează a fi așezate conductele de circuit trebuie săpate sub nivelul de îngheț al solului.
Mai bine, pur și simplu îndepărtați solul până la adâncimea de îngheț, așezați țevile și apoi readuceți solul la locul său. Munca este laborioasă și complexă, dar cu multă dorință și determinare, o puteți finaliza.
Costuri și perspective de rambursare
Costurile echipamentelor și instalarea acestuia în timpul construcției încălzirii geotermale depind de puterea unității și de producător.
Toată lumea alege un producător pe baza propriilor considerații și informații despre reputația și fiabilitatea unei anumite mărci. Dar puterea depinde de zona camerei care trebuie servită.
Această figură rezumă beneficiile utilizării unui sistem de încălzire geotermal. Tocmai acest raport de energie de intrare și de ieșire permite sistemului să plătească mai întâi rapid pentru el însuși și apoi să economisească banii proprietarului său (+)
Dacă luăm în considerare puterea, costul pompelor de căldură variază în următoarele intervale:
- la 4-5 kW– 3000-7000 unitati conventionale;
- la 5-10 kW– 4000-8000 unitati conventionale;
- la 10-15 kW– 5000-10000 unități convenționale.
Dacă la această sumă adăugăm costurile necesare pentru finalizare munca de instalare(20-40%), atunci vom primi o sumă care pentru mulți va părea absolut nerealistă.
Dar toate aceste costuri vor fi recuperate într-un interval de timp foarte rezonabil. Pe viitor, va trebui să plătiți doar cheltuieli minore pentru energia electrică necesară pentru a funcționa pompa. Și e tot!
Datorită eficienței insuficiente a sistemelor geotermale pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, acestea sunt utilizate ca adaos la rețelele principale de încălzire sau construite în complex cu două sau mai multe schimbătoare de căldură.
După cum arată practica, încălzirea geotermală este deosebit de benefică pentru casele cu o suprafață totală încălzită de 150 de metri pătrați. m. În cinci până la opt ani, toate costurile pentru instalarea sistemelor de încălzire în aceste case sunt recuperate în totalitate.
Dacă încălzirea geotermală nu este deosebit de solicitată în rândul proprietarilor de case private, atunci eficiența sistemelor solare a fost deja apreciată de locuitorii din regiunile sudice. Tehnologia este destul de simplă, iar rentabilitatea și caracterul practic al acesteia sunt confirmate de mulți ani de experiență în utilizare de către țările occidentale și compatrioții noștri.
Pentru mai multe informații despre sursele alternative de energie, vezi.
Concluzii și video util pe această temă
Dacă vă este mai ușor să percepeți informațiile vizuale, atunci acest videoclip vă va permite să vedeți cu ochii tăi exact cum funcționează un sistem geotermal, precum și să aflați mai multe despre cine beneficiază de acest tip de încălzire și de ce.
Vă invităm să urmăriți un scurt videoclip în care proprietarul unui colector orizontal de subsol va vorbi despre impresiile sale despre funcționarea acestuia. În plus, urmărind acest videoclip, veți afla despre costurile curente asociate cu operarea unui sistem de încălzire geotermal.
Fiecare proprietar al unei case private alege singur dacă să cumpere serviciile organizațiilor de furnizare a resurselor sau să se bazeze numai pe el însuși. În acest sens, el este ghidat de o întreagă listă de considerații.
Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări despre încălzirea geotermală a unei case private? Puteți lăsa comentarii la publicație. Formularul de contact este situat în blocul inferior.
Despre bine casă confortabilă Absolut toată lumea visează. Și una dintre componentele principale ale unui vis este atmosfera potrivită în cameră, adică atunci când intră timp de iarna cald, iar vara te simți confortabil răcoros. Pe acest moment Există multe tipuri de sisteme de încălzire, deci există o alegere. Undeva încă își încălzesc casele ardând lemne, undeva preferă turba sau cărbunele, în timp ce alții îl folosesc în aceste scopuri. gaz natural sau electricitate. Pe tipuri diferite incalzirea si preturile sunt diferite. Există probleme asociate cu siguranța sistemului de încălzire, precum și probleme de mediu.
Alternativă la tradiție
Destul de des poți auzi asta cea mai bună opțiuneÎncălzirea unei locuințe este considerată a fi utilizarea gazelor naturale. Este mai ieftin decât alte surse de căldură, dar există și aici anumite probleme. Nu toată lumea are acces la gaze naturale, deoarece conductele de gaz nu au fost încă instalate peste tot. Gheizer necesită monitorizare și întreținere constantă. În plus, este necesar să respecte măsurile de siguranță, precum și să obțină permisiunea prealabilă de la birourile speciale.
Există o astfel de alternativă precum încălzirea geotermală. Această idee se bazează pe principiul transferului fizic al energiei termice din mediu către agentul frigorific. Cel mai important avantaj al energiei geotermale este că este complet independentă de mediu, anotimp și ora zilei și este aproape inepuizabilă. Chiar și energia solară, care este și o resursă regenerabilă, nu are aceste proprietăți. Această tehnologie a fost folosită cu destul de mult succes în anii optzeci ai secolului trecut în Uniunea Sovietică. Cu toate acestea, în acele zile era inaccesibil și foarte scump. În momentul de față situația a devenit complet diferită.
Evoluții rusești în domeniul resurselor regenerabile
În acest moment, Rusia nu se poate lăuda că are dezvoltări unice în acest domeniu. Până la urmă, au nevoie și de inteligență, de anumite studii. Încălzirea geotermală, bazată pe utilizarea energiei cu același nume, are principalul avantaj al independenței complete și al inepuizabilității practice. Acum putem vorbi doar despre posibilitățile incredibil de uriașe de a folosi căldura din adâncurile pământului ca o perspectivă fundamentală. Apa sau un amestec de abur și apă pot fi direcționate către nevoile de încălzire și alimentare cu apă caldă, precum și pentru a genera energie electrică destinată diverselor scopuri. Totul depinde de temperatură.
Căldura la temperatură înaltă trebuie utilizată pentru a genera energie electrică și aprovizionare cu căldură. Stația are o structură specifică în funcție de ce surse de energie geotermală sunt folosite acolo. Dacă în regiune există o sursă de apă termală subterană, aceasta poate fi folosită pentru alimentarea cu căldură.
Sistemele de încălzire geotermală sunt folosite din ce în ce mai mult în fiecare zi, deoarece o astfel de încălzire are multe avantaje, inclusiv siguranță, ecologic și eficiență. Una dintre principalele probleme este necesitatea reinjectării apei în acviferele subterane. De obicei, apele termale conțin o mulțime de săruri, precum și metale toxice și diverse compuși chimici. Din acest motiv, este imposibil să deversați astfel de ape în sistemele de apă de suprafață.
Până acum, nu există multe stații geotermale în Rusia. Cu toate acestea, de la an la an sunt tot mai mulți susținători și utilizatori care preferă încălzirea geotermală.
Cum functioneaza?
Este foarte dificil să prezinți principiul de funcționare a unei astfel de instalații într-o formă accesibilă, deoarece are destul de a design complex. Este mai ușor de explicat recurgând la un exemplu abstract. Merită să vă imaginați sistemul sub formă de frigider, doar invers. Aici, rolul unui congelator este jucat de un evaporator situat în adâncurile pământului. Un condensator format dintr-o bobină de cupru aduce temperatura aerului la nivelul dorit. Și temperatura evaporatorului este mult mai mică decât la suprafață. În astfel de sisteme, energia pământului este folosită nu numai pentru încălzire, ci și pentru aer condiționat.
Încălzirea geotermală presupune utilizarea de compresoare fiabile și durabile pe baza tehnologii inovatoare sisteme frigorifice, care vă permite să creați astfel metode neobișnuite transformarea căldurii din adâncurile pământului în căldură de înaltă calitate, care este apoi folosită pentru a încălzi camera. Pompa de căldură dintr-un astfel de sistem este una dintre cele mai importante componente.
Baza sistemului
Principiul de bază al funcționării unui astfel de sistem este transferul fizic al energiei termice către agentul frigorific din mediu. Acest lucru poate fi văzut în orice frigider. Geoterma presupune că mai mult de 75% din volumul termic total eliberat în timpul funcționării unor astfel de sisteme este energie de mediu, care se acumulează și intră în casă. De aceea, această energie are o proprietate atât de excelentă ca auto-vindecarea. Se dovedește că încălzirea geotermală la domiciliu este sigură de utilizat și nu este capabilă să provoace daune asupra echilibrului energetic sau de mediu al planetei.
Dezvoltarea tehnologiei
Sistemele de încălzire geotermală au început să fie dezvoltate după crizele energetice din anii '70 ai secolului trecut. Când au apărut instalațiile inovatoare, doar familiile foarte bogate le puteau folosi în casele lor. Cu toate acestea, ulterior sistemele au devenit mai răspândite, făcând costul lor mai accesibil. Acum, chiar și o familie cu un venit mediu poate folosi încălzirea geotermală, al cărei preț variază între 35-40 de mii de ruble și a devenit accesibil pentru mulți. Desigur, acum se lucrează la îmbunătățirea echipamentelor concepute în aceste scopuri. În fiecare an apar din ce în ce mai multe unități economice și convenabile.
Prietenia mediului
Încălzirea geotermală a unei locuințe private, al cărei preț devine din ce în ce mai accesibil în fiecare an, se bazează pe un combustibil diferit calitativ, neobișnuit pentru noi. Încălzirea și climatizarea unei locuințe individuale se realizează folosind energia pământului, cu ajutorul căreia se pot crea condiții optime de viață. În plus, o astfel de încălzire este ecologică, deoarece utilizarea sa nu duce la poluarea mediului cu emisii toxice și deșeuri nocive.
Siguranta in exploatare
Instalațiile de încălzire geotermală funcționează fără utilizarea proceselor de ardere. Datorită acestui fapt, orice condiții prealabile pentru explozii sau incendii sunt complet excluse. Absența necesității de a cumpăra și instala hote și coșuri suplimentare, care este necesară pentru sistemele de încălzire care funcționează pe alte principii, este adesea citată ca avantaje importante. În timpul funcționării unui astfel de sistem, în casă nu apar mirosuri sau vapori dăunători. În plus, merită menționată funcționarea silențioasă a unui astfel de sistem de încălzire, precum și compactitatea acestuia.
Dacă comparăm instalațiile geotermale cu sistemele cu combustibil solid sau lichid, este de remarcat faptul că acestea nu numai că nu deranjează interiorul locuinței, dar nici nu necesită timp pentru a rezolva problemele asociate cu achiziționarea, livrarea și depozitarea ulterioară a combustibilului. , deoarece energia pământului poate fi numită inepuizabilă .
Problema de preț
Când vine vorba de alegerea dispozitivelor și a sistemelor de încălzire, problemele financiare sunt întotdeauna pe primul loc. Instalarea unui sistem de încălzire geotermal va necesita costuri semnificativ mai mari decât motorina sau echipamente de gaz. Cu toate acestea, aici ar trebui să vă amintiți despre nivelul semnificativ mai scăzut al consumului de energie. Deci pe termen lung din punct de vedere economic achiziționarea și instalarea unui astfel de sistem se dovedește a fi mai economică.
Economie de spațiu
Există mai multe moduri prin care puteți reduce semnificativ spațiul ocupat de pompele de căldură dacă vă faceți propria încălzire geotermală:
- utilizați sonde speciale subterane, pentru care un circuit umplut cu antigel este coborât în puț;
- folosirea caldă panza freatica, care necesită forarea unui puț adânc, iar apa pompată de pompă va fi condusă printr-un schimbător de căldură;
- Sondele sunt așezate orizontal la un nivel sub nivelul de glaciare al fundului rezervoarelor în timpul iernii.
Ecologia consumului: Știm că geotermia este căldura Pământului, iar conceptul „geotermal” este adesea asociat cu vulcani și gheizere. Mulți sunt siguri că încălzirea geotermală de acasă este fantastică. Dar asta nu este adevărat!
Știm că geotermia este căldura Pământului, iar conceptul „geotermal” este adesea asociat cu vulcani și gheizere. În Rusia, energia geotermală este utilizată în principal la scară industrială, de exemplu, există centrale electrice din Orientul Îndepărtat care funcționează pe baza căldurii Pământului. Mulți sunt siguri că încălzirea geotermală de acasă este fantastică. Dar asta nu este adevărat!
Câteva fapte istorice
Când a izbucnit criza petrolului în anii 70 ai secolului trecut, în Occident a apărut o nevoie arzătoare de surse alternative de energie. În acest moment au început să fie create primele sisteme de încălzire geotermală. Astăzi sunt răspândite în Statele Unite, Canada și țările Europei de Vest.
Când amintim sursele de energie geotermală, ne imaginăm întotdeauna o vale de gheizere sau vulcani, dar sursele de care avem nevoie sunt mult mai apropiate. Și ne vor ajuta să rămânem cald iarna și răcori vara.
De exemplu, în Suedia folosesc în mod activ apa din Marea Baltică, a cărei temperatură este de + 4 grade. În Germania, introducerea sistemelor de încălzire geotermală este chiar sponsorizată la nivel de stat. În Rusia există Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya și alte centrale geotermale. Dar există foarte puține dovezi ale utilizării energiei Pământului în sectorul nostru privat.
Adevărate avantaje și dezavantaje
Dacă încălzirea geotermală din sectorul privat a primit relativ puțină distribuție în Rusia, înseamnă asta că ideea nu merită costul implementării ei? Poate că nu merită să urmăriți această problemă? S-a dovedit că nu a fost cazul.
Folosirea unui sistem de încălzire geotermal pentru casa ta este o soluție profitabilă. Și există mai multe motive pentru aceasta. Acestea includ instalarea rapidă a echipamentelor care pot funcționa o perioadă lungă de timp fără întreruperi. Dacă utilizați antigel de înaltă calitate, mai degrabă decât apă, în sistemul de încălzire, acesta nu va îngheța și uzura acestuia va fi minimă.
Enumeram si alte avantaje ale acestui tip de incalzire.
- Procedura de ardere a combustibilului este eliminată. Cream un sistem absolut ignifug, care, in timpul functionarii acestuia, nu poate provoca nici o deteriorare carcasei. În plus, o serie de alte probleme legate de prezența combustibilului sunt eliminate: acum nu mai este nevoie să căutați un loc unde să-l depozitați, să vă ocupați de pregătirea sau livrarea acestuia.
- Confort acustic. Pompa de căldură funcționează aproape silențioasă.
- Beneficiu economic semnificativ. În timpul funcționării sistemului, nu vor fi necesare investiții suplimentare. Încălzirea anuală este asigurată de forțele naturii, pe care noi nu le cumpărăm. Desigur, atunci când funcționează o pompă de căldură, se consumă energie electrică, dar cantitatea de energie produsă depășește semnificativ cantitatea de energie consumată.
- Factorul de mediu. Încălzirea geotermală a unei case private de țară este o soluție prietenoasă cu mediul. Absența unui proces de ardere elimină eliberarea produselor de ardere în atmosferă. Dacă mulți oameni realizează acest lucru și un astfel de sistem de alimentare cu căldură devine larg răspândit, impactul negativ al oamenilor asupra naturii va scădea de multe ori.
- Compactitatea sistemului. Nu trebuie să organizați o boiler separată în casa dvs. Tot ce este nevoie este o pompă de căldură, care poate fi amplasată, de exemplu, la subsol. Cel mai voluminos contur al sistemului va fi situat sub pământ sau sub apă, nu îl veți vedea pe suprafața site-ului dvs.
- Multifunctionalitate. Sistemul poate funcționa atât pentru încălzire în sezonul rece, cât și pentru răcire în timpul căldurii verii. Adică, de fapt, va înlocui nu numai încălzitorul, ci și aparatul de aer condiționat.
Alegerea unui sistem de încălzire geotermal este rentabilă, în ciuda faptului că va trebui să cheltuiți bani pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor. Apropo, ca dezavantaj al sistemului, ei menționează tocmai costurile care vor trebui suportate pentru a instala sistemul și a-l pregăti pentru funcționare. Va trebui să cumpărați pompa în sine și unele materiale și să efectuați lucrări de instalare pe circuitele externe și interne ale colectorului.
Nu este un secret pentru nimeni faptul că resursele devin din ce în ce mai scumpe de la an la an, așa că un sistem autonom de încălzire care se poate amortiza în câțiva ani va fi întotdeauna benefic din punct de vedere economic pentru proprietarul său.
Cu toate acestea, aceste costuri se plătesc doar în primii câțiva ani de funcționare. Utilizarea ulterioară a colectorului vă permite să economisiți bani semnificativi. În plus, procesul de instalare în sine nu este atât de complicat încât să necesite invitarea unor specialiști terți pentru a-l efectua. Dacă nu faci foraj, atunci poți face totul singur.
Surse de incalzire geotermala
Următoarele surse de energie termică terestră pot fi utilizate pentru încălzirea geotermală:
- temperatura ridicata;
- temperatura scazuta.
Cele cu temperaturi ridicate includ, de exemplu, izvoarele termale. Ele pot fi utilizate, dar domeniul lor este limitat de locația reală a acestor surse. În timp ce în Islanda acest tip de energie este utilizat în mod activ, în Rusia apele termale sunt situate departe de zonele populate. Ele sunt concentrate la maximum în Kamchatka, unde apa subterană este folosită ca lichid de răcire și furnizată sistemelor de apă caldă.
Pentru a utiliza eficient energia termică a pământului, nu aveți nevoie de un vulcan. Este suficient să folosiți acele resurse care sunt situate la doar 200 de metri de suprafața pământului
Dar avem toate condițiile necesare pentru utilizarea surselor de temperatură scăzută. Masele de aer din jur, pământul sau apa sunt potrivite în acest scop. O pompă de căldură este utilizată pentru a extrage energia necesară. Cu ajutorul acestuia, procedura este efectuată pentru a converti temperatura mediului în energie termică nu numai pentru încălzire, ci și pentru alimentarea cu apă caldă a unei gospodării private.
Principiul de funcționare al încălzirii alternative
Dacă sunteți familiarizat cu modul în care funcționează un aparat de aer condiționat sau un frigider, atunci asemănarea acestor procese cu principiul de funcționare a încălzirii geotermale este evidentă. Baza sistemului este o pompă de căldură, care este conectată la două circuite - extern și intern.
Pentru a organiza un sistem tradițional de încălzire în orice casă, este necesar să instalați țevi pentru transportul lichidului de răcire și radiatoarelor, atunci când sunt încălzite, căldura va curge în incintă. În cazul nostru sunt necesare și conducte și calorifere. Ele formează conturul intern al sistemului. La schemă pot fi adăugate podele calde.
Conturul exterior pare mult mai mare decât cel intern, deși dimensiunile sale pot fi evaluate doar în timpul planificării și instalării. În timpul funcționării, este invizibil deoarece este subteran sau sub apă. În interiorul acestui circuit circulă apă simplă sau antigel pe bază de etilenglicol, ceea ce este mult de preferat.
Sistemul de încălzire geotermală include două circuite - intern și extern, precum și inima sistemului de încălzire - o pompă de căldură, care, prin comprimarea lichidului de răcire, îi crește temperatura.
Lichidul de răcire din circuitul extern este încălzit până la starea mediului în care este scufundat și este trimis sub formă „încălzită” la pompa de căldură. Prin intermediul acestuia, căldura concentrată este transferată în circuitul intern, în urma căruia apa din conducte, calorifere și pardoseli încălzite este încălzită.
Astfel, elementul cheie care animă întregul sistem este pompa de căldură. Dacă casa ta are o mașină de spălat obișnuită, atunci știi: această pompă va ocupa aproximativ aceeași zonă. Pentru a funcționa, are nevoie de energie electrică, dar, consumând doar 1 kW, produce 4-5 kW de căldură. Și acesta nu este un miracol, deoarece sursa de energie „suplimentară” este cunoscută - acesta este mediul.
Două tipuri de locații pentru schimbătoare de căldură
Există două opțiuni pentru încălzirea unei case private folosind energie la temperatură scăzută din elementele de mediu. Baza sistemului în toate cele trei cazuri este o pompă geotermală. Circuitul intern rămâne neschimbat pentru orice metodă de încălzire, iar principala diferență este locația circuitului extern.
Încălzirea geotermală vine cu un schimbător de căldură amplasat:
- vertical;
- orizontal.
Schimbătoarele de căldură orizontale ale sistemelor sunt plasate într-o groapă sau rezervor deschis sub forma unui fel de serpentină, cele verticale sunt amplasate în puțuri care pătrund sau nu pătrund în acvifer.
Fiecare dintre tipurile de încălzire enumerate aici se caracterizează prin propriile caracteristici, dezavantaje și avantaje. Dacă intenționați să creați un astfel de sistem de încălzire cu propriile mâini, veți fi interesat să aflați mai multe despre fiecare tip.
Amplasarea pe verticală a colectorului extern
Acest tip de încălzire se bazează pe un fenomen natural interesant: la o adâncime de 50-100 de metri sau mai mult de suprafața sa, pământul are aceeași și constantă temperatură de 10-12 grade pe tot parcursul anului.
Pentru a putea folosi această energie pământească, este necesar să forați puțuri verticale. Pentru a păstra cât mai mult peisajul, se pot găuri mai multe conducte din același punct de plecare, dar în unghiuri diferite. Circuitul extern al sistemului va fi instalat direct în aceste puțuri. Acest lucru vă va permite să eliminați eficient căldura de pe pământ. Desigur, această metodă cu greu poate fi numită simplă și cu buget redus.
Pentru a crea un sistem de încălzire geotermal vertical, trebuie să utilizați echipamente pentru forarea puțurilor fără utilizarea unei instalații de foraj, rezolvarea problemelor de construire a sistemului va fi destul de laborioasă
Este relevant în cazul în care teritoriul adiacent casei a fost deja dezvoltat, iar perturbarea peisajului acesteia este nepractică. Adâncimea de forare a unui puț poate ajunge de la 50 la 200 de metri. Parametrii specifici ai puțului depind de situația geologică din amplasament și de parametrii viitoarei structuri. Durata de viață a acestui design este de aproximativ 100 de ani.
Pentru a instala o versiune verticală a sistemului cu un schimbător de căldură care extrage energie din apa subterană, va fi necesar să forați două puțuri purtătoare de apă. Din una dintre ele, numită cea de debit, apa este extrasă cu ajutorul unei pompe, care, după transferul de căldură, este scursă în a doua ieșire de primire.
Dezavantajul unui sistem geotermal cu două puțuri este că nu este suficient de eficient pentru a încălzi o casă de țară. Pompa de circulație irosește prea multă energie. Dar pentru a furniza lichid de răcire circuitului de pardoseală încălzită, energia termică rezultată este destul de suficientă
Dispunerea pe orizontală a colectorului de sol
Pentru a așeza circuitul extern pentru încălzire orizontală, trebuie să știți până la ce adâncime îngheață solul în zona dvs. Țevile sunt așezate sub nivelul de îngheț în tranșee pregătite în prealabil, acoperind un spațiu destul de mare: pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 200-250 de metri pătrați. metri, trebuie să utilizați aproximativ 600 mp. metri de schimbător de căldură. Adică șase sute de metri pătrați.
Dezavantajul acestui design este suprafața mare pe care o ocupă. Dacă aveți nevoie de un gazon acoperit cu iarbă și flori pe proprietatea dvs., aceasta este opțiunea dvs. Este mai bine să țineți țevile colectoare departe de pomii fructiferi.
Este clar că în astfel de condiții, volumul lucrărilor de excavare va fi semnificativ. În plus, trebuie să țineți cont de locația copacilor și a altor vegetații de pe site în planul dvs., pentru a nu le îngheța. De exemplu, conductele colectoare nu trebuie amplasate la mai puțin de un metru și jumătate de copaci.
Această metodă de instalare este utilizată, de regulă, în cazurile în care șantierul este doar în curs de dezvoltare pentru construcție. Toate calculele și planurile pentru construirea unei cabane, organizarea încălzirii acesteia și planificarea terenului sunt cel mai bine efectuate simultan.
Imersia unui schimbător de căldură orizontal într-un rezervor
Această metodă necesită o locație specială a gospodăriei - la o distanță de aproximativ 100 de metri de un rezervor de adâncime suficientă. În plus, rezervorul specificat nu ar trebui să înghețe până în partea de jos, unde va fi amplasat conturul exterior al sistemului. Și pentru aceasta, suprafața rezervorului nu poate fi mai mică de 200 de metri pătrați. metri.
Avantajul evident al acestei metode este absența lucrărilor de excavare obligatorii, care necesită o forță de muncă intensivă, deși trebuie totuși să vă schimbați locația subacvatică a colectorului. Și va fi necesară și permisiunea specială pentru a efectua astfel de lucrări. Cu toate acestea, o instalație geotermală care utilizează energia apei este încă cea mai economică.
Fă-o singur: ce și cum
Dacă aveți de gând să instalați singur încălzirea geotermală, atunci este mai bine să cumpărați circuitul extern gata făcut. Desigur, luăm în considerare doar modalități de poziționare orizontală a schimbătorului de căldură extern: sub suprafața solului sau sub apă. Este mult mai dificil să instalați singur un colector vertical de puțuri dacă nu aveți echipamentul și abilitățile de foraj.
O pompă de căldură nu este un echipament foarte mare. Nu va ocupa mult spațiu în casa ta. La urma urmei, în dimensiune, este comparabil, de exemplu, cu un cazan convențional cu combustibil solid. Conectarea circuitului intern al casei tale la acesta nu este o sarcină dificilă. De fapt, totul se face exact în același mod ca atunci când se organizează încălzirea folosind surse de căldură tradiționale. Principala dificultate este proiectarea circuitului extern.
Această aranjare a casei în raport cu iaz este mai frecventă. Principalul lucru este că rezervorul nu este mai departe de 100 de metri de cabană
Cea mai bună opțiune ar fi să folosiți un rezervor dacă unul se găsește pe o distanță de cel mult 100 de metri. Este necesar ca suprafața sa să depășească 200 metri patrati, iar adâncimea este de 3 metri, constituind parametrul mediu de îngheț. Dacă acest corp de apă nu vă aparține, atunci obținerea permisiunii de utilizare poate deveni o problemă.
Dacă rezervorul este un iaz care se află pe proprietatea dumneavoastră, atunci problema devine mai simplă. Apa din iaz poate fi pompată temporar. Apoi, lucrul pe fundul său se poate face cu ușurință: va trebui să așezați țevile într-o spirală, fixându-le în această poziție. Lucrările de excavare vor fi necesare doar pentru a săpa un șanț, care va fi necesar pentru conectarea circuitului extern la pompa de căldură.
După ce toate lucrările au fost finalizate, iazul poate fi umplut din nou cu apă. În următoarea sută de ani, schimbătorul de căldură extern ar trebui să funcționeze corect și să nu provoace probleme proprietarului său.
Dacă aveți la dispoziție un teren pe care trebuie doar să construiți locuințe și să creșteți o grădină, este logic să planificați un schimbător de căldură de tip sol orizontal. Pentru a face acest lucru, ar trebui să faceți un calcul preliminar al suprafeței viitorului colector, pe baza parametrilor deja indicați mai sus: 250-300 de metri pătrați de colector la 100 mp. metri suprafata incalzita a casei.
Dacă aveți o parcelă fără clădiri sau vegetație pe care doriți să o păstrați, solul poate fi pur și simplu îndepărtat atunci când construiți un contur exterior orizontal al solului: acest lucru este mai ușor decât săpatul de șanțuri.
Șanțurile în care urmează a fi așezate conductele de circuit trebuie săpate sub nivelul de îngheț al solului. Mai bine, pur și simplu îndepărtați solul până la adâncimea de îngheț, așezați țevile și apoi readuceți solul la locul său. Munca este laborioasă și complexă, dar cu multă dorință și determinare, o puteți finaliza.
Costuri și perspective de rambursare
Costurile echipamentelor și instalarea acestuia în timpul construcției încălzirii geotermale depind de puterea unității și de producător. Toată lumea alege un producător pe baza propriilor considerații și informații despre reputația și fiabilitatea unei anumite mărci. Dar puterea depinde de zona camerei care trebuie servită.
Această figură rezumă beneficiile utilizării unui sistem de încălzire geotermal. Tocmai acest raport de energie de intrare și de ieșire permite sistemului să se plătească mai întâi rapid și apoi să economisească banii proprietarului.
Dacă luăm în considerare puterea, costul pompelor de căldură variază în următoarele intervale:
- pentru 4-5 kW – 3000-7000 unități convenționale;
- pentru 5-10 kW – 4000-8000 unități convenționale;
- pentru 10-15 kW – 5000-10000 unități convenționale.
Dacă la această sumă adăugăm costurile necesare pentru realizarea lucrărilor de instalare (20-40%), atunci vom obține o sumă care pentru mulți va părea absolut nerealistă. Dar toate aceste costuri vor fi recuperate într-un interval de timp foarte rezonabil. Pe viitor, va trebui să plătiți doar cheltuieli minore pentru energia electrică necesară pentru a funcționa pompa. Și e tot!
Datorită eficienței insuficiente a sistemelor geotermale pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, acestea sunt utilizate ca adaos la rețelele principale de încălzire sau construite în complex cu două sau mai multe schimbătoare de căldură.
După cum arată practica, încălzirea geotermală este deosebit de benefică pentru casele cu o suprafață totală încălzită de 150 de metri pătrați. metri. În decurs de cinci până la opt ani, toate costurile pentru instalarea sistemelor de încălzire în aceste case sunt recuperate integral.
Videoclip despre principiile și rezultatele operațiunii
Dacă vă este mai ușor să percepeți informațiile vizuale, atunci acest videoclip vă va permite să vedeți cu ochii tăi exact cum funcționează un sistem geotermal, precum și să aflați mai multe despre cine beneficiază de acest tip de încălzire și de ce.
Vă invităm să urmăriți un scurt videoclip în care proprietarul unui colector orizontal de subsol va vorbi despre impresiile sale despre funcționarea acestuia. În plus, urmărind acest videoclip, veți afla despre costurile curente asociate cu operarea unui sistem de încălzire geotermal.
Încălzirea geotermală este una dintre cele mai promițătoare dintre toate sursele alternative de energie. Spre deosebire de sistemele solare, practic nu depinde de perioada anului. Dar este profitabil să încălziți o casă folosind căldura și energia pământului?
Incalzire geotermala a locuintei
Mai întâi trebuie să înțelegeți principiile obținerii energiei termice. Ele se bazează pe creșterea temperaturii atunci când pătrund mai adânc în pământ. La prima vedere, creșterea gradului de încălzire este nesemnificativă. Dar datorită apariției noilor tehnologii, încălzirea unei case folosind căldura pământului a devenit o realitate.
Condiția principală pentru organizarea încălzirii geotermale este o temperatură de cel puțin 6°C. Acest lucru este tipic pentru straturile medii și adânci de sol și rezervoare. Acestea din urmă depind foarte mult de temperatura exterioară, deci sunt extrem de rar utilizate. Cum poți organiza practic încălzirea unei case folosind energia pământului?
Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți 3 circuite umplute cu lichide cu diferite caracteristici tehnice:
- Exterior. Mai des, antigelul circulă în el. Incalzirea lui la o temperatura de cel putin 6°C se produce datorita energiei pamantului;
- Pompa de caldura. Fără ea, încălzirea folosind energia pământului este imposibilă. Lichidul de răcire din circuitul extern își transferă energia către agentul frigorific folosind un schimbător de căldură. Temperatura sa de evaporare este mai mică de 6°C. După aceasta, intră în compresor, unde după comprimare temperatura se ridică la 70°C;
- Circuit interior. O schemă similară este utilizată pentru a transfera căldura de la agentul frigorific comprimat în apa din sistemul de răcire. În acest fel, încălzirea are loc din adâncurile pământului cu costuri minime.
În ciuda avantajelor evidente, astfel de sisteme sunt rare. Acest lucru se datorează costurilor mari de achiziție de echipamente și organizarea unui circuit extern de admisie a căldurii.
Cel mai bine este să încredințați profesioniștilor calculul încălzirii din căldura pământului. Eficiența întregului sistem va depinde de corectitudinea calculelor.
Principiul de funcționare al unei pompe de căldură
„Inima” încălzirii geotermale este pompa de căldură. Este format din mai multe componente, a căror funcționare afectează direct eficiența întregului sistem. Prin urmare, înainte de a planifica să încălziți o casă privată de la sol, trebuie să aflați principalele caracteristici ale acestei unități.
Deoarece acest dispozitiv aparține categoriei echipamente complexe– Se recomandă achiziționarea doar a modelelor din fabrică. Designul pompei de căldură include următoarele componente:
- Evaporator. În acest bloc, energia este transferată din circuitul extern;
- Compresor. Necesar pentru a crea presiune ridicataîntr-un mediu frigorific;
- Capilar. Servește la reducerea presiunii interne în circuitul frigorific;
- Sistem de control. Cu ajutorul acestuia, încălzirea unei case private de la sol este reglementată - regim de temperatură lucru, debitul lichidelor de răcire etc.
Principala problemă cu autoproducție Scopul unei pompe de căldură este de a reduce pierderile de căldură și de a normaliza funcționarea circuitului intern cu agent frigorific. Modelele din fabrică sunt configurate în stadiul de fabricație, iar designul oferă posibilitatea de ajustare a parametrilor acestuia.
Cum se calculează corect parametrii pompei, astfel încât să fie furnizată căldura pământului pentru încălzirea casei temperatura normala? Pentru a face acest lucru trebuie să aflați putere termala pompa Pentru un calcul aproximativ, puteți utiliza următoarea formulă:
Q=(t1-t2)*V
Unde t1-t2– diferența de temperatură între conductele de admisie și retur, °C, V– volumul calculat al debitului de lichid de răcire, m³/h, Q– puterea nominală a pompei de căldură, W.
Această tehnică nu este aplicabilă sistemelor complexe, deoarece conțin multe factori suplimentari. În special, pierderile de căldură pe linia principală. Acest lucru este valabil mai ales pentru acele zone în care iese cât mai aproape de suprafața solului. Pentru a minimiza pierderile de căldură, trebuie făcută izolarea conductelor de încălzire în pământ.
Deoarece funcționarea pompei de căldură depinde de electricitate, se recomandă instalarea unei surse de alimentare de urgență.
Opțiuni de încălzire geotermală
Pentru ca energia pământului să fie folosită pentru încălzirea casei la maximum, trebuie să alegeți schema de circuit externă potrivită. De fapt, sursa de energie termică poate fi orice mediu - subteran, apă sau aer. Dar este important de luat în considerare schimbări sezoniere condițiile meteorologice, așa cum sa discutat mai sus.
În prezent, există două tipuri comune de sisteme care sunt utilizate efectiv pentru a încălzi o casă folosind căldura pământului - orizontală și verticală. Factorul cheie de selecție este suprafața terenului. Dispunerea conductelor pentru încălzirea casei cu energia pământului depinde de aceasta.
În plus, sunt luați în considerare următorii factori:
- Compoziția solului. În zonele stâncoase și lutoase este dificil să se realizeze trunchiuri verticale pentru așezarea autostrăzilor;
- Nivelul de îngheț al solului. Acesta va determina adâncimea optimă pentru țevi;
- Amplasarea apelor subterane. Cu cât sunt mai mari, cu atât mai bine pentru încălzirea geotermală. În acest caz, temperatura va crește odată cu adâncimea, care este condiția optimă pentru încălzire folosind energia pământului.
De asemenea, trebuie să știți despre posibilitatea transferului invers de energie perioada de vara. Apoi, încălzirea unei case private de la sol nu va funcționa, iar căldura în exces se va transfera din casă în sol. Toate sistemele de refrigerare funcționează pe același principiu. Dar pentru aceasta este necesar să instalați echipamente suplimentare.
Nu puteți planifica să instalați un circuit extern departe de casă. Acest lucru va crește pierderile de căldură la încălzire din intestinele pământului.
Diagrama încălzirii geotermale orizontale
Cea mai comună metodă de instalare a autostrăzilor externe. Este convenabil datorită ușurinței sale de instalare și a capacității de a înlocui relativ rapid secțiunile defecte ale conductei.
Pentru instalarea conform acestei scheme, se utilizează un sistem de colectare. Pentru a face acest lucru, se realizează mai multe contururi, situate la o distanță minimă de 0,3 m unul de celălalt. Acestea sunt conectate folosind un colector, care furnizează lichid de răcire în continuare pompei de căldură. Acest lucru va asigura o furnizare maximă de energie pentru încălzirea din căldura pământului.
Dar trebuie să țineți cont de o serie de nuanțe importante:
- pătrat mare complot personal. Pentru o casă de aproximativ 150 m² ar trebui să fie cel puțin 300 m²;
- Conductele trebuie instalate la o adâncime sub nivelul de îngheț al solului;
- Cu posibila mișcare a solului în timpul inundațiilor de primăvară, probabilitatea deplasării autostrăzilor crește.
Avantajul definitoriu al încălzirii din căldura pământului de tip orizontal este posibilitatea de aranjare independentă. În cele mai multe cazuri, acest lucru nu necesită utilizarea unui echipament special.
Pentru un transfer maxim de căldură, trebuie să utilizați țevi cu o conductivitate termică ridicată - polimer cu pereți subțiri. Dar, în același timp, ar trebui să luați în considerare modalități de a izola conductele de încălzire din pământ.
Schema de incalzire geotermala verticala
Aceasta este o modalitate mai intensă de muncă de a organiza încălzirea unei case private de la sol. Conductele sunt amplasate vertical în puțuri speciale. Este important de știut că o astfel de schemă este mult mai eficientă decât una verticală.
Principalul său avantaj este creșterea gradului de încălzire a apei în circuitul extern. Acestea. Cu cât conductele sunt amplasate mai adânc, cu atât cantitatea de căldură de la pământ pentru încălzirea casei va intra în sistem mai mare. Un alt factor este zonă mică teren. În unele cazuri, instalarea unui circuit extern de încălzire geotermală se realizează chiar înainte de construcția unei case în imediata apropiere a fundației.
Ce dificultăți puteți întâmpina atunci când obțineți energie pământului pentru a încălzi o casă folosind această schemă?
- Cantitativ spre calitativ. Pentru o amplasare verticală lungimea autostrăzilor este mult mai mare. Este compensată de temperaturile mai ridicate ale solului. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți puțuri de până la 50 m adâncime, ceea ce necesită o muncă intensivă;
- Compoziția solului. Pentru solul stâncos, este necesar să folosiți mașini speciale de găurit. Pentru a preveni prăbușirea puțului, în lut este instalată o carcasă de protecție din beton armat sau plastic cu pereți groși;
- În caz de defecțiune sau pierdere a etanșeității procesul de reparare devine mai complicat. În acest caz, sunt posibile întreruperi pe termen lung în funcționarea încălzirii casei din cauza energiei termice a pământului.
Dar, în ciuda costurilor inițiale ridicate și a complexității instalării, aranjare verticală autostrăzi este optim. Experții recomandă utilizarea exactă a acestei scheme de instalare.
Pentru a circula lichidul de răcire în circuitul extern într-un sistem vertical, sunt necesare pompe de circulație puternice.
Organizarea incalzirii geotermale
Consumatorii mai au întrebarea principală– Este posibil să folosiți energia pământului ca principală sursă de încălzire pentru o casă de țară? Acest lucru este posibil, dar numai dacă abordare profesionalăîn toate etapele - de la calcul până la instalarea și testarea sistemului.
În primul rând, trebuie să alegeți pompa de căldură potrivită. Având în vedere costul lor ridicat, mai întâi ar trebui să finalizați totul calcule preliminare caracteristicile sale. Numai în acest caz va avea încălzirea folosind energia termică a pământului rata maxima Eficienţă Printre producătorii de încredere se numără Buderus, Vaillant și Veissman. Costul mediu al unei pompe de căldură pentru încălzirea din adâncurile pământului este de aproximativ 360 de mii de ruble cu o putere nominală de 6 kW. Modelele mai productive pot costa peste 1 milion de ruble.
În plus față de cost, trebuie să acordați atenție materialului folosit pentru realizarea țevilor. Pentru a minimiza pierderile de căldură la încălzire din energia termică a pământului, se recomandă utilizarea următoarelor.
Este un fapt binecunoscut că încălzirea unei case private cu ajutorul unei pompe de căldură este cea mai mare metoda eficienta dintre toate cele existente în prezent. Subiectul este de interes pentru mulți proprietari din cauza creșterii constante a prețurilor la energie sau a absenței acestora într-o anumită zonă. Să aruncăm o privire mai atentă la ce este încălzirea geotermală într-o casă privată, cum funcționează și ce este necesar pentru instalarea acesteia.
Principiul de funcționare al sistemelor geotermale
Dacă nu ți-ai atins niciodată spatele frigider de acasă, unde se află grila schimbătorului de căldură, atunci încercați acest lucru. Veți descoperi că grătarul este fierbinte. Se încălzește deoarece transferă căldură spre exterior spaţiul interior unde sunt depozitate produsele. Ca urmare, temperatura din interior scade, iar căldura exterioară este disipată în zona bucătăriei. Adică, mașina frigorifică transferă energia termică dintr-un loc în altul.
O pompă de căldură este la fel ca o mașină frigorifică, doar că funcționează invers. Acesta este principiul de funcționare al încălzirii geotermale, astfel încât căldura disponibilă în afara casei este transferată în interior pentru a o încălzi. Teoretic, orice substanță sau corp a cărui temperatură este peste zero absolut (minus 273 ºС) conține căldură sub formă de energie a mișcării moleculare. Ce putem spune despre temperatura solului sub adâncimea de îngheț, care este întotdeauna constantă și rămâne în plus 5-7 ºС.
Pentru trimitere. Puteți verifica acest lucru coborând într-un subsol adânc. Temperatura aerului acolo este aceeași pe tot parcursul anului. Datorită acestui fapt, în timpul verii, sistemele de încălzire geotermală pot funcționa invers, aducând răcoare în casă în loc de căldură.
În sine, o temperatură de +7 ºС nu este potrivită pentru încălzirea unei clădiri, acest lucru este de înțeles. Problema pe care o rezolvă un sistem de încălzire geotermal este tocmai aceea de a lua o parte din această căldură, de a o transforma și de a o transfera în casă. În acest scop, un circuit de îndepărtare a căldurii este instalat în pământ din multe conducte așezate sub adâncimea de îngheț. Lichidul care nu îngheață se deplasează în mod constant de-a lungul circuitului, acționat de o pompă de circulație.
După ce s-a încălzit până la temperatura pământului, lichidul intră în schimbătorul de căldură - evaporator. Acolo schimbă căldură cu al doilea circuit, unde agentul frigorific (freonul) circulă sub presiunea creată de compresor. Datorită acestui fapt, agentul frigorific se evaporă la o temperatură scăzută, eliminând o cantitate mare de căldură din circuitul primar.
Apoi, trecând prin supapa de expansiune, freonul intră în al doilea schimbător de căldură - condensatorul. În același timp, presiunea sa scade și agentul frigorific se condensează, transferând căldură către al treilea circuit - sistemul nostru de încălzire. Acesta este principiul încălzirii geotermale, în care sistemul transferă energie din exterior în casă la un cost minim. La urma urmei, se dovedește că funcționarea sa necesită energie electrică pentru a roti rotoarele motoarelor și pompelor compresoarelor. În medie, 3 kW/h de energie electrică vor fi folosite pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 300 m2. Principiul de funcționare este descris mai detaliat în videoclip:
Tipuri de sisteme geotermale
De fapt, sistemele pot diferi doar în structura circuitului extern, în caz contrar, echipamentul folosit este același. În prezent, există 3 tipuri de contururi externe:
- așezat orizontal în pământ;
- sonde geotermale verticale;
- scufundat pe fundul celui mai apropiat corp de apă.
În primul caz, multe țevi sunt așezate de-a lungul fundului unei gropi orizontale cu o suprafață calculată. Dezavantajul acestei metode este că instalarea încălzirii geotermale va necesita mult spațiu. terenși este recomandat pentru utilizare în etapa de construire a unei case, când puteți săpa o groapă și îngropa conductele direct sub viitoarea casă.
Sondele verticale sub formă de mănunchiuri de țevi cu lichid de răcire sunt coborâte în interior fântâni adânci. Aceasta metoda– cel mai frecvent deoarece este disponibil pe zone mici, deja construit de proprietar. Imersia circuitului la fundul unui rezervor este utilizată ori de câte ori este posibil, adică dacă un astfel de rezervor este disponibil. În ceea ce privește eficiența sistemului, aceste 3 metode sunt practic aceleași, singura diferență este în costul construcției.
Concluzie. Principalul avantaj al pompelor de căldură geotermale pentru încălzire este randamentul lor extrem de ridicat. Dar acest avantaj este compensat de asemenea dezavantaje precum complexitatea și costul prea ridicat al lucrărilor și echipamentelor. În plus, sistemul depinde de electricitate, așa că va trebui să cheltuiți bani în plus pe un generator diesel pentru a evita înghețarea în cazul unei pene de curent.
Să spunem imediat că încălzirea geotermală este un mit. Lucrările legate de calcularea lungimii circuitelor și a puterii instalației de schimb de căldură, precum și dezvoltarea proiectului în ansamblu, pot fi efectuate doar de un specialist în acest domeniu cu studii inginerești și experiență. În ceea ce privește implementarea proiectului, nu puteți face fără echipamente de terasare sau foraj, nu veți săpa o groapă cu mâna. Același lucru este valabil și pentru instalarea țevilor, așezarea lor în casă și instalarea echipamentelor.
Singurul lucru pe care îl puteți face cu propriile mâini este să asamblați un sistem de încălzire a casei. Puteți obține o mulțime de informații despre acest subiect în alte articole. Vom oferi câteva recomandări generale:
- ar trebui încheiat un contract formal cu firma contractantă și toate punctele trebuie stipulate în acesta;
- Datorită naturii funcționării sistemelor solare, o schemă de încălzire la temperatură scăzută este cea mai potrivită pentru încălzirea unei case private. Acestea includ pardoseli încălzite și plinte convectoare de apă. Pot fi montate si calorifere traditionale, insa aceasta intentie trebuie comunicata in prealabil specialistilor implicati in calculele pompelor de caldura;
- Pentru a fi în siguranță, nu ar strica să aveți un cazan de rezervă în casă, de preferință unul nevolatil, care funcționează pe lemne sau combustibil diesel. Acest lucru va evita situațiile în care este posibil să rămâneți fără încălzire în mijlocul iernii ca urmare a unui fel de defecțiune sau accident al sistemului;
- în același scop trebuie să achiziționați o motorină sau generator pe benzina electricitate. Sursele de alimentare neîntreruptibile obișnuite nu vor funcționa, nu vor avea suficientă putere sau încărcare;
Cel mai bine este atunci când schimbătorul de căldură de încălzire geotermală este situat în subsol sau podea acasă, împreună cu alte echipamente de încălzire. Acest lucru face ca stabilirea comunicațiilor să fie mai convenabilă și mai ieftină.
Concluzie
Pompa de căldură, ca naștere a celor mai avansate tehnologii, este destul de comună în țări Europa de Vest. În țara noastră este considerat un lux inaccesibil datorită costului său considerabil. Nici măcar cetățenii bogați nu se grăbesc să investească într-o astfel de încălzire, deoarece dețin căsuțe mari în care încălzirea geotermală va dura prea mult pentru a plăti. Din acest punct de vedere, o casa de 150 m2 suprafata este considerata cea mai buna varianta.