În prezent, există multe modalități de organizare. Cele mai multe dintre ele se caracterizează prin eficiență scăzută și sunt utilizate doar ca sistem auxiliar. Cu toate acestea, există cu adevărat metoda eficienta furnizarea de căldură din surse alternative de căldură pământului. Cum să faci încălzire geotermală acasă cu propriile mâini: principiile de funcționare, pompele, recenziile vor ajuta la rezolvarea acestei probleme.
Cum funcționează încălzirea geotermală
În funcție de compoziția solului, se produce o creștere naturală a temperaturii de +3°C la fiecare 100 m. Pe acest fenomen se bazează încălzirea geotermală în Europa, care a fost folosită de zeci de ani. Dar cum să folosiți acest efect în practică?
Principiul de funcționare a încălzirii geotermale la domiciliu este transferul de energie termică folosind mai multe tipuri de lichid de răcire. Acest lucru necesită mai multe circuite, fiecare dintre ele îndeplinește propria sa funcție:
- Exterior. Conductele sunt amplasate într-un mediu în care temperatura variază de la +7°C la +10°C. Această energie este transferată lichidului de răcire care intră în circuitul următor.
- Schimb de caldura. Elementul principal este o pompă de căldură. În el circulă un agent frigorific, în care, pe măsură ce presiunea crește, temperatura crește. Încălzit de lichidul de răcire al circuitului extern, acesta intră în compresor. Ca urmare, temperatura crește de la +7°C la +65°C. Pentru a repeta ciclul, lichidul intră în evaporator prin accelerație. Acesta este principiul de bază de funcționare al încălzirii geotermale.
- Circuit interior. În acesta, cu ajutorul unui schimbător de căldură, energia termică este transferată de la agentul frigorific la lichidul de răcire din sistemul principal de încălzire al casei.
Pentru a face acest lucru corect, trebuie mai întâi să selectați schema circuitului primar și pompa de căldură corespunzătoare.
Încălzire geotermală poate fi combinat cu tipuri tradiționale alimentare cu căldură - cu cazan pe gaz, combustibil electric sau solid. Astfel poți reduce cheltuieli curente la lichidul de răcire.
Tipuri de încălzire geotermală la domiciliu
Înainte de a face încălzire geotermală casa la tara Ar trebui să efectuați o serie de activități preliminare cu propriile mâini. În primul rând, găsiți modalitatea optimă de aranjare a conductelor circuitului primar.
Condiția principală pentru aceasta este temperatura mediului în care vor fi amplasate liniile. Nu trebuie să fie mai mică de +7°C. În practică, aceasta implică instalarea de conducte în pământ. În unele cazuri, mediul principal poate fi un iaz sau un râu. Cu toate acestea, recenziile despre încălzirea geotermală pentru acest tip de locuință indică adesea o eficiență scăzută în timpul iernii.
Pentru organizare adecvată alimentare alternativă de căldură, trebuie să efectuați următorii pași:
- Calculați puterea optimă. Dacă încălzirea geotermală a unei case private va fi principala, puterea sa nominală ar trebui să asigure încălzirea aerului în întreaga clădire.
- Analizați compoziția solului și adâncimea înghețului acestuia. Alegerea aspectului conductelor circuitului primar depinde de aceasta.
- Determinați locația pompei de căldură. Pentru a minimiza pierderile de căldură, sistemele de încălzire geotermală sunt instalate într-o cameră separată - un subsol sau dependinţă. Este important ca temperatura din el să nu fie mai mică de +14°C.
Nerespectarea acestora reguli simple poate cauza funcționarea defectuoasă a sistemului. Adesea, recenziile de la proprietarii de încălzire geotermală indică importanța analizei inițiale și a selecției echipamentului potrivit.
Pentru a asigura funcționarea neîntreruptă a sistemului, este necesar să instalați o sursă de energie autonomă - un generator.
Cu plasare orizontală
Cea mai puțin intensivă metodă de instalare a conductelor de circuit primar este orizontală. Ele sunt situate la o adâncime de 0,5 până la 3 m. Pentru a reduce suprafața autostrăzii, sunt dispuse pe rând. Dar, în același timp, distanța până la fiecare ar trebui să fie de cel puțin 20 cm.
Înainte de a face încălzire geotermală, se efectuează o analiză primară a stării solului. În primul rând, se determină transferul său de căldură. Poate varia de la 20 la W/m². Pe baza acesteia, se calculează lungimea totală a circuitului primar.
În plus, ar trebui să efectuați următorii pași:
- Verificarea nivelului de îngheț al solului. Adâncimea țevilor ar trebui să fie sub acest indicator;
- Panza freatica. Pentru a le îndepărta în mod natural în perioadele de inundații mari, se toarnă un strat de nisip pe fundul gropii;
- Alegerea materialului conductei. Trebuie să fie suficient de flexibil și fiabil din punct de vedere mecanic. Pentru încălzirea geotermală în Europa, cel mai des sunt utilizate țevi de polietilenă reticulate.
Dacă întrebarea importantă este cât costă un sistem de încălzire geotermal? aranjare orizontală va ajuta la reducerea semnificativă a costurilor curente de instalare a sistemului. La instalarea mai multor circuite primare, este necesar să instalați colectoare de admisie și de evacuare.
Cu conducte verticale
Ținând cont de principiile de bază de funcționare a încălzirii geotermale a unei case, în timpul proiectării este necesar să se realizeze încălzirea maximă a lichidului de răcire din sol. Acest lucru se poate face numai la instalarea liniilor verticale.
Pentru a organiza încălzirea geotermală de tip vertical a unei case de țară cu propriile mâini, trebuie să faceți puțuri cu o adâncime de 30 până la 100 m. Conductele circuitului primar sunt plasate în ele.
Această schemă necesită mai multă muncă decât cea verticală, dar are o serie de avantaje:
- Adâncime mare de autostrăzi. În acest caz, transferul de căldură mediu inconjurator crește cu 25-30% - până la 70 W/m²;
- Suprafață mică pentru instalare;
- Practic, nu există nicio dependență de înghețarea solului.
În plus față de această metodă, principiile de bază ale încălzirii geotermale sunt adesea folosite pentru alimentarea cu apă caldă perioada de vara. Pentru a face acest lucru, circuitul primar este plasat în apă - un lac sau un râu.
Înainte de forarea puțurilor, este necesar să faceți o analiză a solului și să determinați adâncimea optimă. Compoziția solului va afecta direct complexitatea procesului.
Instalatie de incalzire geotermala bricolaj
În practică, realizarea acestui tip de alimentare cu căldură este o sarcină dificilă. O caracteristică a proiectării și instalării încălzirii geotermale cu propriile mâini este prezența unei pompe de căldură - unitatea principală a sistemului.
Designul acestui dispozitiv include un circuit intern de agent frigorific, un compresor, o clapă de accelerație și un evaporator. Este necesară o unitate electronică pentru a controla funcționarea. La ce ar trebui să acordați atenție atunci când alegeți o pompă de căldură geotermală pentru încălzire?
- Tip de dispozitiv. În furnizarea de căldură, se folosesc modele de apă subterană. Pe lângă ele, există „apă-apă” și „aer-apă”;
- Nominal putere termala . Depinde direct de parametrii de proiectare. Merită luat în considerare faptul că aproape toate modelele au o valoare a acestei caracteristici până la 18 kW;
- Consumul de energie. Aceasta este suma energiei electrice necesare pentru a funcționa compresorul, pompa și unitatea electronică de control. Depinde direct de puterea nominală a dispozitivului;
- Opțiuni sistem de incalzire – condiții de temperatură și indicatori optimi de presiune. Pentru toate sistemele de încălzire geotermală bricolaj, această din urmă cifră nu depășește de obicei 3 bar;
- Preț. În prezent, instalarea încălzirii geotermale într-o casă privată este cea mai scumpă. Și majoritatea costurilor sunt achiziționarea unei pompe de căldură. Prin urmare este necesar Atentie speciala devota alegerea corecta această componentă a sistemului.
Pe lângă o pompă de căldură geotermală pentru încălzire, ar trebui să selectați conductele potrivite pentru circuitul extern. Acestea trebuie să îndeplinească anumite cerințe. În special, să aibă o rezistență minimă la transferul de căldură. În mod ideal, ar fi folosite linii de oțel pentru aceasta. Cu toate acestea, funcționarea lor în acest mediu ridică provocări multiple. Prin urmare, încălzirea geotermală este adesea realizată din conducte flexibile polimerice.
După analizarea recenziilor despre încălzirea geotermală la domiciliu, pot fi evidențiate următoarele: trăsături pozitivețevi polimerice pentru acest tip de alimentare cu căldură:
- Flexibilitate suficientă. Acest lucru este important atunci când aranjați încălzirea geotermală orizontală pentru o casă de țară pe cont propriu.
- Ușor de instalat și conectat circuite individuale. În acest scop se folosesc cuplaje mecanice.
- Posibilitatea de înlocuire promptă a zonei deteriorate în caz de urgență.
De asemenea, nu uitați de cost. Având în vedere că principiul de funcționare al alimentării cu căldură geotermală se bazează pe o pompă de căldură, costurile ar trebui reduse pentru a achiziționa modelul optim al acestui dispozitiv.
Pentru funcționarea completă a sistemului, se recomandă utilizarea compoziție specială lichid de răcire care are un punct de îngheț sub 0°C.
Calculul costului încălzirii geotermale
Pentru consumator, unul dintre factorii determinanți ai furnizării de căldură este prețul și costurile de întreținere. Având în vedere experiența vastă de utilizare europeană a încălzirii geotermale, mai întâi ar trebui să calculați bugetul optim.
Pentru auto-crearea Pentru încălzirea geotermală, nu este recomandat să faci singur o pompă de căldură. Acest lucru se datorează complexității proiectării și calculelor tehnice obligatorii ale parametrilor săi. Cea mai bună opțiune– achiziționarea unei pompe de căldură geotermală gata făcută.
Există multe modele pe piață producatori europeni. Există o evaluare a acestora care vă va ajuta să decideți cea mai bună opțiune:
- HELIOTHERM;
- NEURA;
- OCHSNER;
Toate modelele acestor companii diferă nu numai calitate bună, dar de asemenea la un pret mare. Prin urmare, înainte de a planifica încălzirea geotermală pentru o locuință privată, este recomandat să analizați ofertele de pe piață.
Pe lângă aceste costuri, ar trebui să țineți cont de costul altor componente - țevi, elemente de conectare și cablarea încălzirii interne a casei. Economii semnificative pot fi realizate prin autoinstalare sistem de incalzire geotermal. Cu toate acestea, atunci când alegeți o schemă de instalare verticală pentru circuitul primar, nu puteți face fără utilizarea echipamentelor speciale. Proiectul mediu la cheie variază în prezent între 700 de mii și 1,2 milioane de ruble. Totul depinde de capacitatea și bugetul planificat.
Înainte de a cumpăra o pompă, asigurați-vă că citiți recenziile de la proprietarii de încălzire geotermală. Acest lucru vă va ajuta să cunoașteți performanța reală a echipamentului.
Nu toată lumea știe că crearea de încălzire geotermală acasă nu necesită cunoștințe sau abilități specifice. Dar, în comparație cu tipurile alternative de încălzire, geotermala nu este atât de populară, iar motivul pentru aceasta este extrem de simplu - costuri financiare mari care se vor plăti abia după opt ani. În astfel de condiții, puțini vor să investească bani, și degeaba.
Într-un cuvânt, aruncați o privire mai atentă la încălzirea geotermală, mai ales că costul energiei electrice și gazului este în continuă creștere și nu este clar care sursă de energie va fi mai ieftină de utilizat în câțiva ani.
Notă! Această metodă de încălzire a fost folosită pentru prima dată în America în timpul crizei financiare din anii optzeci. De-a lungul timpului, noul produs a devenit popular în Europa. În Suedia, de exemplu, astăzi ¾ din toată căldura este sintetizată prin pompe de căldură.
Chiar și din nume este clar că esența acestui tip de încălzire este folosirea energiei pământului. Conform principiului de funcționare, seamănă vag cu aparatele de aer condiționat sau frigiderele.
Elementul principal este o pompă de căldură conectată la două circuite.
- Sub contur intern Aceasta înseamnă sistemul de încălzire care ne este familiar; este format din calorifere și conducte.
- Extern este un schimbător de căldură foarte mare instalat în subteran sau într-un rezervor. Conține un lichid de răcire (și poate fi apă plată sau antigel), după ce a acceptat temperatura ambiantă, se alimentează pompa de căldură, de unde căldura acumulată intră în circuitul intern. Așa se încălzesc aparatele de încălzire din casă.
Elementul principal al sistemului este pompa de căldură - un dispozitiv care nu ocupă mai mult spațiu decât aragaz. Performanța pompei de căldură este destul de ridicată: pentru fiecare kilowatt de energie folosită, aceasta produce până la cinci kilowați de căldură.
Notă! Un aparat de aer condiționat convențional, al cărui principiu de funcționare este foarte asemănător, produce exact atâta energie cât consumă, adică unu la unu.
Desigur, încălzirea geotermală este cea mai intensivă în muncă și cea mai scumpă astăzi. Cei mai mulți bani vor trebui cheltuiți pe lucrări de excavare și echipamente aferente, inclusiv o pompă de căldură. Și mulți oameni se întreabă dacă este posibil să economisiți bani pe acest lucru și să construiți, să zicem, o pompă de căldură de casă. Pentru a afla, trebuie să înțelegeți tipurile și caracteristicile echipamentului.
Avantaje și dezavantaje ale sistemului
Iată principalele avantaje ale acestei metode de încălzire:
- utilizarea energiei inepuizabile a pământului;
- factor de productivitate ridicat;
- fără risc de incendiu;
- eficienţă;
- ușurință în întreținere și operare;
- nu este nevoie de depozitare a combustibilului;
- autonomie;
- prietenos cu mediul și siguranță.
Singurele dezavantaje includ costul ridicat de instalare, dar, după cum am menționat deja, aceste costuri vor fi cu siguranță plătite.
Notă! Încălzirea geotermală este cea mai benefică în tandem cu „pardoselile calde”, precum și în casele a căror suprafață nu depășește 150 metri patrati.
Unul dintre cele mai importante elemente este circuitul termic. La aranjare verticală poate apărea la adâncimi cuprinse între 20 m și 150 m, în funcție de circulația geologică a căldurii. Circuitele orizontale sunt instalate la o adâncime de până la 2,5 m și sunt încălzite din cauza fluctuațiilor de temperatură din cauza încălzirii solare sau a pierderilor de căldură.
Dispozitivele termice cu schimb direct de căldură sunt în contact direct cu solul. Lichidul de răcire părăsește corpul dispozitivului, se deplasează de-a lungul unei linii subterane de cupru, schimbând energie termică și revine înapoi.
Un astfel de schimb de căldură se numește direct deoarece lichidul este în contact cu solul fără niciun „intermediar”. Desigur, nu interacționează direct cu solul, ci doar schimbă căldură cu acesta prin pereții țevilor. Astăzi, astfel de pompe sunt rar folosite; nu trebuie confundate cu dispozitivele în care schimbul de căldură are loc prin circuite intermediare.
Oricum ar fi, eficiența schimbului direct de căldură este destul de mare, iar costurile financiare ale instalării sunt mai mici decât în majoritatea sisteme închise. Conductivitatea termică a cuprului joacă un rol important în acest sens, precum și absența unei pompe electrice de apă și a unui schimbător între lichidul de răcire și apă, care, după cum se știe, este principala sursă de pierdere de căldură.
De asemenea, merită remarcat faptul că conductele de cupru sunt scumpe și este necesar mai mult lichid de răcire decât pentru alte tipuri de sisteme.
2. Sisteme închise
Majoritatea acestor sisteme constau dintr-un circuit primar umplut cu agent frigorific și un circuit secundar umplut cu apă și instalat subteran. Pentru fabricarea circuitului secundar sunt utilizate în principal tevi din polipropilena, și umpleți-l cu apă cu o cantitate mică de antigel.
Apa părăsește schimbătorul de căldură, se deplasează de-a lungul circuitului exterior, schimbând energie termică cu solul și revine. Este caracteristic ca conturul exterior să fie sub nivelul de îngheț al solului, unde temperatura este stabilă; îl scufundă și în cel mai apropiat corp de apă.
Notă! Sistemele scufundate în apă sau situate în sol umed sunt mult mai productive decât circuitele uscate. Așadar, în pământ uscat de lângă circuit, este indicat să instalați un furtun de drenaj care să-l umezească.
Sistemele închise sunt mai puțin eficiente decât opțiunea anterioară, deoarece necesită foraj intensiv și un sistem de conducte lungi. De asemenea, rețineți că circuitele închise sunt instalate în două moduri - vertical și orizontal.
Circuitul vertical este format din două conducte care merg în subteran în unghi drept până la o adâncime de 20-120 m. Părțile lor inferioare sunt conectate între ele printr-un conector în formă de U. Puțurile săpate pentru țevi sunt de obicei umplute cu o soluție specială care îmbunătățește transferul de căldură și protejează acviferele subterane de poluare.
Dacă sistemul este amplasat orizontal, conductele sunt îngropate sub nivelul de îngheț al solului. Desigur, ele rulează pe orizontală. Din motive evidente, această metodă este mai ieftină decât amplasarea verticală (a se citi: găurire), deci este folosită oriunde există suficient spațiu pe șantier.
O alternativă la cele două opțiuni anterioare poate fi așezarea conturului prin găurire orizontală. Acest lucru face posibilă instalarea țevilor sub o grădină, curte, drum și alte obiecte fără a le distruge.
În ceea ce privește costul, un astfel de sistem este undeva între orizontal și instalare verticală. A ei trăsătură distinctivă este că buclele pot fi conectate la o singură cameră, iar acest lucru reduce suprafața necesară pentru instalare.
Notă! Contururile folosind foraj orizontal sunt instalate după construirea clădirii.
Circuitele închise care sunt scufundate în rezervoare sunt o conductă așezată în bucle. Acestea pot fi amplasate în orice lac sau iaz care se află în imediata apropiere a casei.
5. Sisteme deschise
În astfel de sisteme, circuitul extern este umplut cu apă naturală. Apoi se mută la un schimbător de căldură situat în corpul dispozitivului, de unde căldura este extrasă și transferată în circuitul primar. După aceasta, apa se întoarce înapoi. Conductele de alimentare și retur trebuie amplasate departe una de cealaltă pentru a alimenta eficient sursa de căldură.
Notă! Toate elementele sistemului trebuie să fie bine protejate împotriva coroziunii, deoarece... compoziție chimică apa care circulă nu poate fi controlată. De aceea este indicat să folosiți circuite închise dacă nivelul de minerale și săruri din apă este ridicat.
Deși eficacitatea sisteme deschise cu un ordin de mărime mai mare decât cele închise, pot apărea probleme în timpul instalării, în principal de natură juridică. Pot fi necesare autorizații de instalare deoarece aceste sisteme contaminează puțurile și epuizează acviferele.
6. Coloane de lichid
Circuitele cu coloane de lichid sunt unul dintre tipurile de sisteme de tip închis. În acest caz, apa vine de jos fântână adâncă, trece prin pompă și cade înapoi, schimbând căldură cu solul din jur.
Adesea, coloanele lichide sunt folosite acolo unde spațiul liber este limitat. Nu este recomandabil sa folositi acest sistem pe sol argilos sau nisipos.
De asemenea, menționăm că structura poate fi formată din mai mulți stâlpi simultan și este utilizată în principal în clădirile mici.
Video - Incalzire geotermala
Prima etapă. Înainte de a începe să fabricați o pompă, este necesar să luați o serie de măsuri pentru a îmbunătăți eficiența energetică a casei dvs. Aceste măsuri includ izolarea pardoselilor și pereților, înlocuirea ușilor și ferestrelor care au scurgeri și izolarea termică a acoperișului și tavanului.
Etapa a doua. Apoi, trebuie să efectuați o explorare geologică pentru a afla adâncimea înghețului solului. După aceasta, ar trebui să întocmiți un proiect bazat pe tehnologia selectată.
Etapa a treia. Cumpărați tot ce aveți nevoie - piese pentru sistemul de încălzire, țevi și un compresor pentru pompă.
Compresorul - inima oricărei pompe geotermale - ar trebui discutat separat. Este imposibil să-l faci singur și singura opțiune rămasă este să cumperi un produs finit.
Este mai bine să cumpărați un dispozitiv cu o putere mai mare de 7 kW, utilizat în aparatele de aer condiționat de înaltă performanță (astfel de compresoare sunt vândute în centre de servicii, specializată în întreținerea aparatelor de uz casnic).
Etapa a patra. Apoi puteți începe asamblarea schimbătorului de căldură intern. Să vă reamintim că este necesar să transferați energia termică acumulată în rețeaua de încălzire. Materiale pentru a acestui element, precum și volumul acestuia, depind complet de specific condiții climatice. Tuburile de cupru sunt de obicei folosite pentru a circula lichidul de răcire, în timp ce recipientul este realizat dintr-un material non-coroziv. În mod ideal, această capacitate ar trebui să fie un rezervor din oțel inoxidabil de 150 de litri.
Etapa cinci. Bobina de cupru pre-preparată trebuie plasată în rezervor. Nu va fi posibil să faceți acest lucru fără a deteriora acesta din urmă - trebuie tăiat în două părți și, după fixarea bobinei, sudat la starea inițială.
Etapa a șasea. Apoi ar trebui să forați puțuri sau șanțuri și să instalați o conductă acolo. La finalizarea lucrărilor, este necesar să se efectueze un test de funcționare a sistemului.
Notă! Datorită gradului ridicat de complexitate al lucrării, este mai bine să încredințați proiectarea și instalarea unei astfel de încălziri unor specialiști cu experiență. Același lucru se poate spune despre fabricarea unei pompe de căldură.
Pentru a afla mai multe despre pompele de căldură, puteți urmări videoclipul de mai jos.
Video – Pompe geotermale
Principiul de funcționare, instalarea, avantajele și dezavantajele încălzirii geotermale pentru locuință
Orice proprietar al unei case private se confruntă întotdeauna cu problema furnizării căldurii casei. Astăzi sunt multe diverse opțiuni asigurarea încălzirii într-o casă privată. O modalitate este încălzirea geotermală. Mulți oameni, când aud acest nume, cred că astfel de sisteme sunt construite doar în zonele cu izvoare de apă caldă și gheizere. Dar acest lucru este departe de a fi adevărat. Geotermal modern instalatii termice lucrează cu succes chiar și în banda de mijloc Rusia, unde temperatura medie anuală este scăzută. În acest articol vom vorbi despre principiul de funcționare al instalațiilor geotermale pentru încălzirea unei locuințe, avantajele și dezavantajele acestora, precum și caracteristicile de utilizare.
Principiul de funcționare al unei instalații de încălzire geotermală este similar cu unitate frigorifică sau sistem de aer condiționat. În astfel de instalații, energia termică este preluată din pământ folosind una specială. Principiul de funcționare este următorul. Pompa de căldură în sine este instalată în casă sau încăpere, iar un schimbător de căldură este coborât în pământ, prin care circulă lichidul de răcire. Astfel de sisteme de încălzire geotermală pot fi utilizate nu numai într-o casă privată, ci și în spații industriale.
Este de remarcat faptul că în astfel de sistem geotermalîncălzire, la 1 kW de energie electrică consumată produce 4─6 kW de energie termică. În comparație cu sistemele de aer condiționat, conversia are loc aproximativ unu la unu. Dacă un sistem de încălzire geotermal este implementat conform tuturor regulilor, acesta se va amortiza destul de repede.
Temperatura solului în care se află schimbătorul de căldură este de obicei de 5-7 grade. Datorită proprietății gazelor de a-și schimba temperatura în timpul compresiei și expansiunii, de exemplu temperatura scazuta solul se transformă într-un lichid de răcire încălzit, care este suficient pentru a încălzi casa. După ce căldura este eliberată din sistemul de încălzire, lichidul de răcire revine la presiunea inițială și se răcește sub temperatura solului. Apoi este trimis înapoi la schimbătorul de căldură, unde este încălzit de pământ. Procesul de mai sus se numește ciclul Carnot. Principiul de funcționare a încălzirii geotermale la domiciliu se bazează pe acest fenomen.
Metode de implementare a încălzirii geotermale
Există mai multe opțiuni pentru implementarea încălzirii geotermale acasă. Principalele diferențe dintre aceste opțiuni sunt locația circuitului extern de schimb de căldură. În acest caz, același contur intern este utilizat în toate cazurile. Două metode principale de implementare:
- Cu schimbător de căldură vertical;
- Cu schimbător de căldură orizontal.
În plus, există o opțiune atunci când schimbătorul de căldură este plasat într-un corp de apă din apropiere. Să luăm în considerare aceste metode mai detaliat.
Schimbător de căldură vertical
La o adâncime de aproximativ 100 de metri de suprafața Pământului, solul are o temperatură de aproximativ 10 grade pe tot parcursul anului. Pentru a utiliza această energie termică se forează puțuri. Pentru a reduce daunele aduse peisajului înconjurător, experții forează adesea puțuri în unghiuri diferite dintr-un punct. În aceste puțuri este instalată bucla exterioară a sistemului geotermal. Acest lucru asigură o extragere eficientă a căldurii din sol. Această metodă este destul de îngrijită și nu strică foarte mult zona din apropierea casei. Dar fără echipamente speciale nu va fi posibil, deoarece necesită forarea puțurilor verticale adânci.
Această metodă de implementare a încălzirii geotermale va fi solicitată atunci când casa este construită și zona din jurul ei este dezvoltată. Adâncimea puțurilor în diferite cazuri poate fi de la 70 la 200 de metri. Adâncimea finală depinde de parametrii instalației geotermale și de situația geologică dintr-o anumită regiune. Experții numesc durata de viață a unor astfel de instalații în jur de 100 de ani, dar în realitate, înlocuirea componentelor individuale va fi necesară după 20-30 de ani.
Dacă se creează un schimbător de căldură vertical, acesta va extrage energie termalăîn apele subterane, apoi se fac două puțuri. Primul puț se numește puț de debit. Apa este extrasă din el folosind o pompă. Această apă degajă căldură în circuitul intern și apoi se scurge într-o a doua fântână, care se numește puțul de primire. Printre dezavantajele unor astfel de sisteme cu două puțuri se numără eficiența insuficientă. Aici se cheltuiește o cantitate mare de energie electrică pentru a asigura munca pompă de circulație. Cu toate acestea, astfel de sisteme geotermale sunt destul de potrivite pentru încălzirea prin pardoseală în casă.
Schimbător de căldură orizontal
După cum sugerează și numele, schimbătorul de căldură în astfel de instalații geotermale pentru încălzirea unei case este așezat orizontal. Înainte de a face acest lucru, trebuie să știți exact adâncimea de îngheț a solului din regiunea dvs. Tuburile schimbătorului de căldură sunt așezate în șanțuri care se află sub nivelul de îngheț al solului. În acest caz, este necesar un spațiu mare pentru a instala schimbătorul de căldură.
Deci, pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 250 de metri pătrați, va trebui să instalați un schimbător de căldură pe o suprafață de 600 de metri pătrați. Și acesta este un întreg zona cabana la tara suprafata de 6 acri. Spațiul ocupat este principalul dezavantaj al acestei opțiuni. Dacă aveți destul de mult spațiu în fața casei dvs. sub formă de gazon cu iarbă, atunci această opțiune este potrivită. Dar dacă există copaci care cresc acolo, sere etc., atunci această opțiune de încălzire geotermală nu este potrivită pentru tine.
În cazul instalării încălzirii geotermale cu un schimbător de căldură orizontal, un volum mare de terasamente. Amintiți-vă că tuburile schimbătorului de căldură nu trebuie să fie amplasate mai aproape de copaci de un metru și jumătate. De obicei, această opțiune pentru o instalație geotermală este utilizată în momentul construcției. Adică în timp ce casa se construiește și încă nimic nu a fost îmbunătățit pe șantier. Cel mai bine este dacă calculele pentru construirea unei case, organizarea încălzirii și amenajarea terenului sunt efectuate simultan.
Schimbător de căldură orizontal într-un corp de apă din apropiere
Acesta este un caz destul de rar. Este necesar ca casa să fie situată la cel mult 100 de metri de lac de acumulare. Acesta poate fi un rezervor natural sau artificial, dar nu ar trebui să înghețe până la fund timp de iarna. În partea de jos va fi așezat circuitul orizontal al schimbătorului de căldură. Suprafața rezervorului trebuie să fie de cel puțin 200 de metri pătrați. Se crede că această metodă de organizare a unui schimbător de căldură extern este cea mai puțin costisitoare. Dar această aranjare a caselor este rară. Dar dacă acesta este un rezervor public, atunci instalarea unui schimbător de căldură în el poate duce la probleme cu legea.
Un avantaj clar al acestei opțiuni de încălzire geotermală este absența lucrărilor de excavare. Dar să nu credeți că este foarte ușor să organizați un schimbător de căldură subacvatic. Este foarte posibil să fie necesară permisiunea autorităților de reglementare pentru a efectua astfel de lucrări. Cu toate acestea, această opțiune rămâne cea mai economică dintre cele de mai sus.
Particularități
Merită menționat câteva caracteristici ale sistemelor geotermale de încălzire a locuințelor.
Diferența, de exemplu, față de gaz sau boiler electric este că nu necesită încălzirea lichidului de răcire la temperaturi ridicate. Funcționarea la temperatură scăzută asigură costuri mai mici cu energie. După cum se știe, într-un sistem de încălzire, o creștere a suprafeței radiatorului este utilizată pentru a compensa temperatura scăzută a lichidului de răcire. Pentru a evita acest lucru, se recomandă utilizarea podelelor calde. În acest caz, acest tip de încălzire a locuinței va fi mai rațional, deoarece căldura va curge direct în zona de locuit și nu în spațiul de sub tavanul camerei.
În plus, merită să se înregistreze pierderea minimă de căldură ca atu pentru podele încălzite. Cantitatea de pierdere de căldură depinde în principal de delta de temperatură. În cazul scăzut conditii de temperatura Cu încălzirea geotermală aceste pierderi sunt minime. Al doilea avantaj semnificativ al încălzirii prin pardoseală este că structurile casei în sine (în acest caz podeaua) sunt încălzite direct. În cazul caloriferelor, aerul încălzit acoperă doar puțin geamul ferestrelor și o parte din peretele din apropiere.
Avantaje și dezavantaje
- O sursă de energie practic inepuizabilă și stabilă;
- Producătorii unor astfel de sisteme numesc această încălzire gratuit pentru proprietar. Dar acest lucru nu este adevărat, deoarece nu trebuie să uităm de costurile cu electricitatea. Cu toate acestea, este mai ieftin decât sistemele tradiționale de încălzire;
- Încălzirea geotermală poate fi folosită în aproape orice regiune, cu excepția celor din nord;
- geotermal instalatii de incalzire nu au emisii nocive;
- Ocupă puțin spațiu în casă (aproximativ de dimensiunea unui frigider);
- Este posibil să se configureze funcționarea unităților atât pentru încălzire, cât și pentru răcire;
- Dacă este necesar, o instalație geotermală poate fi integrată în sistemul de încălzire al unei case cu boiler pe gaz sau electric.
Minusuri
- Perioada lungă de rambursare;
- Investiție inițială mare la achiziționarea și instalarea unui sistem de încălzire geotermal.
Cheltuieli
Costurile achiziției de echipamente și instalarea acestuia depind în principal de capacitate și producător. În ceea ce privește compania producătoare, mulți de aici sunt ghidați de propriile considerații, precum și de recomandările prietenilor. Dar puterea instalațiilor geotermale este selectată în funcție de zona încăperii încălzite.În funcție de puterea instalațiilor geotermale pentru încălzirea unei case, se poate desemna următorul interval de preț:
- 4─5 kW – de la 3 la 7 mii $;
- 5─10 kW – de la 4 la 8 $;
- 10─15 kW – de la 5 la 10 $.
La aceste sume ar trebui adăugate și costurile de instalare a echipamentelor, care se ridică la aproximativ 30 la sută din costul instalației geotermale în sine. Rezultatul va fi o sumă complet inaccesibilă pentru majoritatea populației din țara noastră. În plus, perioada de rambursare va fi destul de lungă. Va trebui doar să te consolezi cu faptul că acum costurile tale de încălzire includ o sumă mică pentru electricitate.
Pentru a crește eficiența sistemelor de încălzire geotermală, acestea sunt adesea folosite ca auxiliare împreună cu gaz și cazane electrice. Există și opțiuni atunci când sunt construite împreună cu mai multe schimbătoare de căldură. Experții spun că încălzirea geotermală a unei case este benefică atunci când suprafața camerei încălzite începe de la 150 de metri pătrați. Apoi, toate costurile pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor se vor achita în 8-10 ani.
Astăzi mulți oameni caută solutii alternative permițându-vă să economisiți la încălzirea casei. Dispozitivele alimentate cu energie solară și eoliană au fost deja inventate. Dar primul nu poate fi folosit decât în regiunile sudice, unde predomină vremea senină, iar cel din urmă nu poate fi folosit în locurile în care calmul rămâne mult timp. Cu toate acestea, recent a fost inventată o nouă soluție - folosirea căldurii pământului pentru încălzire.
Avantaje și dezavantaje
Încălzirea unei case cu căldura pământului, numită și geotermală (de la „geotermie” - căldura pământului), nu necesită utilizarea niciunui combustibil. În plus, sistemul va necesita mult mai puțină energie electrică pentru a funcționa decât aparatele electrice termice. Toate acestea indică eficiența noului sistem de încălzire. Încălzire geotermală are o serie de avantaje suplimentare:
![](https://i0.wp.com/oventilyacii.ru/wp-content/auploads/690647/preimuschestva_geotermalnoy.jpg)
Dezavantajul unei astfel de încălziri este costurile inițiale relativ mari pentru echipament și instalarea acestuia.
În plus, instalarea va necesita forarea, ceea ce este mai convenabil de făcut în timpul construcției, atunci când lucrările de amenajare a teritoriului nu au fost încă efectuate pe șantier.
De asemenea, trebuie avut în vedere că încălzirea de la căldura pământului este cea mai eficientă în latitudinile sudice și temperate, dar în regiunile nordice poate fi folosită numai pentru încălzirea caselor cu o suprafață de cel mult 200 m².
Căldura din subteran. Programul „Miracolul tehnologiei” al canalului NTV
Principiul de funcționare
Temperatura straturilor mijlocii și adânci ale pământului, de regulă, nu scade sub +6 °C (de aceea este permisă așezarea unei conducte sub nivelul de îngheț fără teama că apa din ea va îngheța). Acest fapt a condus la ideea de a folosi energia pământului pentru a încălzi o casă. Desigur, pentru aceasta a fost necesar să se creeze echipamente speciale capabile nu numai să primească căldură din adâncime, ci și să o transfere în lichidul de răcire.
Pentru a face față unor astfel de probleme, a fost inventat un sistem geotermal, al cărui principiu este similar cu funcționarea aparatelor de aer condiționat în modul de încălzire. Sistemul este format din trei circuite:
- extern;
- pompa de incalzire;
- intern.
Fiecare circuit are propriile sarcini și specificații. Circuitul exterior este umplut cu antigel, care, sub influența căldurii venite din sol, se încălzește până la +6 °C și mai mult. Pompa îl ridică în rezervorul tampon, unde își transferă energia agentului frigorific, a cărui temperatură de evaporare este mai mică de 6 grade. Apoi, agentul frigorific curge în compresor, unde temperatura acestuia după comprimare crește la +70 °C. În circuitul intern, energia este transferată de la agentul frigorific în apă, care se deplasează în sistemul de încălzire din interiorul casei. Între timp, antigelul răcit revine în circuitul extern.
Incalzirea geotermala a casei. Cost la cheie.
Inima sistemului de încălzire este pompa de căldură. Este format din mai multe compartimente - un evaporator, un compresor, un capilar și un sistem de control. Fiecare dintre ele afectează nu numai funcționarea pompei în ansamblu, ci și eficiența întregului sistem.
Tipuri de sisteme
Sistemele de încălzire care utilizează căldura pământului diferă prin diagramele lor de circuite externe. În prezent, schemele verticale și orizontale sunt utilizate pe scară largă. Alegerea unei variante sau alta va depinde de mai mulți factori:
- adâncimea de îngheț a solului;
- compoziția solului;
- zonă teren;
- disponibilitatea apelor subterane.
Pentru a instala un sistem geotermal, cel mai des este folosită o dispunere orizontală a circuitului extern.
Avantajul său este o instalare mai simplă, cu posibilitatea de a instala singur încălzirea. În plus, amenajarea orizontală vă permite să înlocuiți rapid și destul de ușor zonele defecte, datorită cărora încălzirea va funcționa aproape continuu.
Circuitul extern în acest caz este un sistem colector. Mai multe circuite situate la o distanță de cel puțin 30 cm unul de celălalt sunt conectate printr-un colector prin care antigelul intră în pompa de căldură. Un astfel de sistem asigură primirea maximă a energiei termice a pământului într-o schemă orizontală.
Dispunerea orizontală presupune câteva puncte importante:
- această schemă necesită un teren mare (de exemplu, o casă de 150 m² va necesita un teren de 300 m²);
- adâncimea conductelor trebuie să fie mai mare decât adâncimea de îngheț;
- pentru circuite, trebuie utilizate conducte cu o conductivitate termică ridicată;
- Nu este recomandabil să amplasați circuitul în zone în care sunt posibile inundații mari de primăvară, deoarece mișcarea solului poate deplasa liniile de încălzire.
Schimbător de căldură la sol de făcut singur
Schema verticală este mai eficientă decât cea orizontală, dar instalarea ei necesită mai multă muncă. Conductele sunt amplasate in puturi a caror adancime ajunge la 50-200 m.
Eficiența mai mare a încălzirii verticale de la sol se explică printr-o creștere a gradului de încălzire - cu cât conductele sunt situate mai adânc, cu atât mai multă energie se poate obtine din subsol. Un alt avantaj al schemei este că instalarea sa nu necesită o suprafață mare de teren.
La instalarea unui circuit vertical, pot apărea anumite dificultăți. Astfel, pentru montarea în solurile stâncoase vor fi necesare mașini de găurit speciale, iar în solurile argiloase, montarea unei învelișuri de protecție din beton armat sau plastic cu pereți groși. În plus, funcționarea unui astfel de sistem va necesita pompe de circulație puternice.
De asemenea, la instalarea unui sistem cu design vertical, reparațiile vor fi semnificativ mai complicate, ceea ce, în cazul în care apar defecțiuni, poate duce la defecțiunea pe termen lung a întregii structuri.
Există o altă opțiune pentru încălzirea geotermală - cu o locație subacvatică a circuitului extern. În acest caz, țevile sunt așezate de-a lungul fundului celui mai apropiat rezervor, ceea ce elimină nevoia de a efectua lucrări de excavare. Dar trebuie luat în considerare faptul că iazul ar trebui:
- să fie situat la cel mult 100 m de casă;
- au un volum suficient (o casă cu o suprafață de 100 m² necesită un rezervor cu un volum de 200 m³);
- nu înghețați complet iarna.
Datorită creșterii constante a prețurilor la energie, oamenii încearcă să devină independenți energetic. Astfel, utilizarea surselor alternative de căldură devine din ce în ce mai relevantă. Vorbim despre un sistem de incalzire geotermal care presupune folosirea unor pompe speciale. Datorită acesteia, devine posibilă obținerea căldurii direct din sol.
Principiul de funcționare al sistemului de încălzire
Oamenii au încercat întotdeauna să obțină căldura care emană din măruntaiele pământului. Datorită apariției încălzirii geotermale, acest lucru a devenit posibil.
În centrul pământului magma este localizată, încălzind pământul. Datorită prezenței stratului superior de sol, acesta nu se răcește. A fost suficient să înveți cum să folosești o astfel de căldură pentru a deschide o sursă alternativă de căldură. Cu utilizarea corectă a acesteia, va fi posibil să se rezolve problema alimentării cu căldură a oricăror case de țară.
Mulți oameni consideră că principiul de funcționare al unei pompe de căldură geotermale este destul de complex. De fapt, este suficient să înțelegem caracteristicile încălzirii din sol. Funcționarea sistemului este posibilă datorită prezenței unui circuit extern, îndeplinind funcțiile unui schimbător de căldură. Este situat în apă sau sub pământ. In interiorul acestui element se afla apa sau orice alt lichid care absoarbe caldura. Lichidul de răcire intră în pompa geotermală, care acumulează căldură. Acest echipament distribuie energia primită în întregul circuit intern.
Este de remarcat faptul că astfel de pompe de căldură sunt conforme dimensiuni standard, cu toate acestea, performanța lor se dovedește a fi cu adevărat ridicată.
Tipuri de sisteme geotermale
Există mai multe tipuri de astfel de sisteme de încălzire. Toate diferă doar în schimbătorul de căldură. Alegerea sa depinde de caracteristicile sitului și de unele nuanțe ale zonei.
![](https://i1.wp.com/kotel.guru/images/59421/otoplenie-s-geotermalnym-nasosom.jpg)
Mulți oameni le este greu să facă o alegere. Pentru a nu face o greșeală, merită să luați în considerare capacitățile financiare și unele caracteristici ale terenului. Dacă în apropierea casei există un iaz care îndeplinește toate cerințele menționate, atunci veți putea organiza încălzirea geotermală cu propriile mâini. în plus permisiunea de a folosi pompe de căldură și de a efectua lucrări nu va fi solicitat de la nicio autoritate. Dacă vorbim despre utilizarea altor sisteme, atunci un schimbător de căldură vertical va necesita investiții financiare semnificative, iar unul orizontal va necesita mult teren neocupat.
Avantajele acestei metode de încălzire
Există multe opinii contradictorii despre sursele alternative de căldură. Desigur, încălzirea geotermală a casei nu a făcut excepție. Cu toate acestea, un astfel de sistem are într-adevăr multe avantaje obiective.
![](https://i0.wp.com/kotel.guru/images/59422/geotermalnyi-teplovoi-nasos.jpg)
Organizarea independentă a încălzirii geotermale
După cum am menționat mai devreme, un astfel de sistem este cel mai accesibil, ceea ce înseamnă că fiecare proprietar de casă poate profita de resursele energetice ale pământului. În același timp, organizarea încălzirii geotermale nu va necesita investiții semnificative sau resurse umane. Instalarea singur a sistemului este destul de simplă. În acest caz, principalul lucru este să efectuați calculele corecte.
Desigur, instalarea echipamentelor și a pompelor de căldură în sine depinde de tipul de schimbător de căldură selectat.
- Cel mai simplu mod de a efectua instalarea este dacă că casa este situată lângă un iaz. În acest caz, este suficient să angajați mai mulți asistenți și echipamente speciale pentru a așeza conducta în partea de jos. După aceasta, nu mai rămâne decât să conectați pompa de căldură, după care casa se va încălzi.
- Dacă preferați un schimbător de căldură orizontal, atunci va trebui să săpați zona. Ulterior, aici nu se va mai putea organiza o grădină sau o grădină de legume.
- Instalarea unui schimbător de căldură vertical este considerată cea mai dificilă. Efectuarea unei astfel de lucrări ar trebui să fie încredințată unor specialiști cu experiență relevantă și echipamente profesionale de foraj.
Pe lângă așezarea țevilor, trebuie să acordați atenție instalării pompei de căldură în sine. Un astfel de dispozitiv trebuie instalat corect, altfel sistemul va fi ineficient.
Încălzirea geotermală a intrat în funcțiune abia recent. Datorită lui, se poate obține energie ieftină cu costuri minime. Să fie așa Opțiune alternativă dovedit a fi eficient, este necesar să se țină seama de toate cerințele, precum și să se instaleze corect pompa de căldură.