sobre bueno hogar confortable todos sueñan. Y uno de los componentes principales del sueño es la atmósfera adecuada en la habitación, es decir, cuando hace calor en invierno y se siente un frescor agradable en verano. Sobre el este momento Hay muchos tipos de sistemas de calefacción, por lo que hay una opción. En algún lugar, incluso ahora, calientan sus casas quemando madera, en algún lugar prefieren la turba o el carbón, y alguien usa para estos fines gas natural o electricidad. Sobre el diferentes tipos La calefacción y los precios son diferentes. hay problemas de seguridad sistema de calefacción, así como temas ambientales.

Alternativa a la tradición

Es bastante común escuchar que la mejor opción Se considera que la calefacción de la vivienda utiliza gas natural. Es más barato que otras fuentes de calor, sin embargo, aquí hay ciertos problemas. El gas natural no está al alcance de todos, ya que aún no se han instalado gasoductos en todas partes. Géiser necesita constante vigilancia y mantenimiento. Además, se requiere observar las precauciones de seguridad, así como obtener el permiso previo de las oficinas especiales.

Hay una alternativa como calefacción geotérmica. Esta idea se basa en el principio de transferencia física al refrigerante desde ambiente energía térmica. La ventaja más importante de la energía geotérmica es que es completamente independiente del entorno, la época del año y la hora del día, y casi inagotable. Incluso la energía solar, que también pertenece a los recursos renovables, se ve privada de estas propiedades. Esta tecnología se utilizó con bastante éxito en los años ochenta del siglo pasado en la Unión Soviética. Sin embargo, en aquellos días era inaccesible y muy caro. Por el momento, la situación se ha vuelto completamente diferente.

Desarrollos rusos en el campo de los recursos renovables

Por el momento, Rusia no puede presumir de tener desarrollos únicos en esta área. Después de todo, también requieren inteligencia, ciertos estudios. La calefacción geotérmica, basada en el aprovechamiento de la energía del mismo nombre, tiene una ventaja tan básica como la total independencia y la práctica inagotabilidad. Ahora se puede hablar de las increíblemente enormes posibilidades de utilizar el calor de las profundidades de la tierra sólo como una perspectiva fundamental. El agua o una mezcla de vapor y agua se puede dirigir a las necesidades de suministro de calor y suministro de agua caliente, así como para generar energía eléctrica diseñado para diferentes propósitos. Todo esto depende de la temperatura.

El calor de alta temperatura debe utilizarse para la generación de electricidad y el suministro de calor. La estación tiene un dispositivo determinado, según las fuentes de energía geotérmica que se utilicen allí. Si hay una fuente de aguas termales subterráneas en la región, se pueden dirigir al suministro de calor.

Los sistemas de calefacción geotérmica se utilizan cada vez más cada día, ya que dicha calefacción tiene muchas ventajas, incluida la seguridad, el respeto por el medio ambiente y la economía. Uno de los principales problemas es la necesidad de reinyectar agua en los acuíferos subterráneos. por lo general en aguas termales contiene muchas sales, así como metales tóxicos y una variedad de compuestos químicos. Debido a esto, es imposible descargar dichas aguas en los sistemas de aguas superficiales.

Hasta ahora, no hay tantas estaciones geotérmicas en Rusia. Sin embargo, año tras año son cada vez más los seguidores y usuarios que prefieren la calefacción geotérmica.

¿Cómo funciona?

Es muy difícil enunciar el principio de funcionamiento de una instalación de este tipo de forma accesible, ya que tiene suficiente diseño complejo. Es más fácil de explicar recurriendo a algún ejemplo abstracto. Vale la pena imaginar un sistema en forma de refrigerador, pero viceversa. Aquí, el evaporador, ubicado en las profundidades de la tierra, actúa como un congelador. El condensador, hecho de una bobina de cobre, lleva la temperatura del aire al nivel deseado. Y la temperatura del evaporador es mucho más baja que en la superficie. En tales sistemas, la energía de la tierra se usa no solo para calefacción, sino también para aire acondicionado.

La calefacción geotérmica implica el uso de compresores confiables y duraderos basados ​​en tecnología innovadora de sistemas de refrigeración, lo que le permite crear tales métodos inusuales transformación del calor de las profundidades de la tierra en calor de calidad, que luego se utiliza para calentar la habitación. La bomba de calor en un sistema de este tipo es uno de los componentes más importantes.

Base del sistema

Como principio básico El funcionamiento de dicho sistema utiliza la transferencia física de energía térmica al refrigerante desde el medio ambiente. Esto se puede observar en cualquier refrigerador. La energía geotérmica supone que más del 75 % del volumen total de calor liberado durante el funcionamiento de dichos sistemas es la energía del medio ambiente, que se acumula y entra en las instalaciones de la casa. Por eso esta energía tiene una propiedad tan excelente como la autocuración. Resulta que la calefacción geotérmica en el hogar es segura de usar y no puede causar ningún daño a la energía o al equilibrio ecológico del planeta.

Desarrollo tecnológico

Los sistemas de calefacción geotérmica comenzaron a desarrollarse después de las crisis energéticas de los años setenta del siglo pasado. Cuando aparecieron por primera vez las instalaciones innovadoras, solo las familias no ordinarias, pero muy ricas, podían usarlas en sus hogares. Sin embargo, posteriormente los sistemas se generalizaron, haciendo más asequible su coste. Ahora, incluso una familia con un ingreso promedio puede usar calefacción geotérmica, cuyo precio es de 35 a 40 mil rublos y se ha vuelto asequible para muchos. Naturalmente, se está trabajando para mejorar los equipos diseñados para estos fines. Cada año aparecen más y más unidades económicas y convenientes.

Amabilidad con el medio ambiente

La calefacción geotérmica de una casa privada, cuyo precio es cada vez más asequible cada año, se basa en un combustible cualitativamente diferente, inusual para nosotros. La calefacción y el aire acondicionado de una vivienda individual se llevan a cabo utilizando la energía de la tierra, con la ayuda de la cual es posible crear condiciones óptimas por vida. Además, dicha calefacción es respetuosa con el medio ambiente, ya que su uso no genera contaminación ambiental con emisiones tóxicas y desechos peligrosos.

Seguridad en funcionamiento

Las instalaciones de calefacción geotérmica funcionan sin el uso de procesos de combustión. Es gracias a esto que cualquier requisito previo para explosiones o incendios está completamente excluido. Como ventajas importantes, a menudo se cita la ausencia de la necesidad de comprar e instalar campanas y chimeneas adicionales, lo cual se requiere para los sistemas de calefacción que funcionan con otros principios. Durante el funcionamiento de dicho sistema, no aparecen olores ni humos nocivos en la casa. Además, vale la pena mencionar el funcionamiento silencioso de dicho sistema de calefacción, así como su compacidad.

Si comparamos las instalaciones geotérmicas con sistemas de combustible sólido o combustible líquido, cabe señalar que no solo no perturban el interior de la vivienda, sino que tampoco requieren tiempo para solucionar los problemas asociados a la adquisición, entrega y posterior almacenamiento de combustible, ya que la energía de la tierra puede llamarse inagotable.

Precio de emisión

Cuando se trata de elegir dispositivos y sistemas de calefacción, uno de los primeros lugares siempre es preguntas financieras. La instalación de un sistema de calefacción geotérmico requerirá significativamente Altos precios que el diésel o equipo de gas. Sin embargo, aquí debe recordarse el nivel significativamente más bajo de consumo de energía. Entonces, en el plan económico a largo plazo, la compra e instalación de dicho sistema resulta más económica.

Ahorro de espacio

Hay varias formas en las que puede reducir significativamente el espacio ocupado por las bombas de calor si hace su propia calefacción geotérmica:

• use sondas subterráneas especiales, para las cuales se baja un contorno lleno de anticongelante al pozo;
• aplicación de calor agua subterránea, para lo cual se requiere perforar un pozo profundo, y el agua bombeada por la bomba será conducida a través del intercambiador de calor;
• las sondas se colocan horizontalmente a un nivel por debajo del nivel de glaciación del fondo de los embalses en invierno.

Hay muchos varias opciones calefacción del hogar. La atención de las personas se centra naturalmente en encontrar formas que consuman la menor cantidad de energía. Las disputas feroces son causadas por un método tan progresivo de obtener calor como el uso de fuentes subterráneas.

¿Cómo está arreglado?

El principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica implica el uso de bombas de calor. Funcionan según el clásico ciclo de Carnot, tomando un refrigerante frío muy por debajo y recibiendo a cambio un flujo de fluido calentado a 50 grados dentro del sistema de calefacción. El equipo trabaja con un coeficiente acción útil de 350 a 450% (esto no contradice las leyes físicas fundamentales, por qué, se dirá más adelante). Una bomba de calor estándar calienta una casa u otro edificio utilizando el calor de la tierra durante 100.000 horas (este es el intervalo medio entre revisiones preventivas).

Calentar hasta 50 grados no fue elegido por casualidad. Fue este indicador el que, según los resultados de cálculos especiales y en el estudio de sistemas implementados en la práctica, fue reconocido como el más efectivo. Por lo tanto, la calefacción del suelo, que utiliza el flujo de energía de los intestinos, se complementa principalmente no con radiadores, sino con un piso cálido o un circuito de aire. En promedio, por 1000 watts de energía que impulsa la bomba, es posible generar alrededor de 3500 watts de energía térmica. En el contexto del crecimiento desenfrenado del costo del refrigerante en la red principal y otros métodos de calefacción, este es un indicador muy agradable.

La calefacción geotérmica está formada por tres circuitos:

• colector de tierra;
• bomba de calor;
• en realidad, el complejo de calefacción de la casa.

Un colector es un conjunto de tuberías que se han complementado con una bomba de recirculación. El refrigerante en el circuito externo tiene una temperatura de 3 a 7 grados. E incluso una propagación tan aparentemente insignificante permite que el sistema resuelva las tareas de manera efectiva. Para la transferencia de calor se utiliza etilenglicol puro o su mezcla con agua. Los circuitos completamente de agua de la calefacción subterránea son raros.

La razón es simple: el agua que se encuentra en una capa de suelo suficientemente caliente corroe rápidamente el equipo. E incluso tal líquido se puede encontrar lejos de cualquier lugar arbitrario. La elección de un refrigerante específico se determina soluciones constructivas ingenieros La bomba se selecciona según el dispositivo de las partes restantes del sistema. Dado que la profundidad del pozo (el nivel del equipo) se determina condiciones naturales, las diferencias decisivas entre los tipos sistemas geotérmicos asociado con el dispositivo del colector en el suelo.

La estructura horizontal implica la ubicación del colector bajo la línea de congelación del suelo. Dependiendo de la localidad, esto significa un rebaje de 150-200 cm Estos colectores pueden estar equipados con varios tubos, tanto de cobre (con una capa exterior de PVC), como de metal-plástico. Para obtener de 7 a 9 kW de calor, deberá colocar al menos 300 metros cuadrados. colector m. Esta técnica no le permite acercarse a los árboles por más de 150 cm, y una vez completada la instalación, el territorio deberá ser ajardinado.

Un colector expuesto verticalmente implica la perforación de varios pozos, además, están necesariamente destinados a lados diferentes, y cada uno está dirigido en su propio ángulo. Las sondas geotérmicas están ubicadas dentro de los pozos, la salida de calor de 1 metro lineal. m alcanza unos 50 vatios. Es fácil calcular que para una cantidad idéntica de calor (7-9 kW), se deberán instalar 150-200 m de pozos. La ventaja en este caso no está solo en la economía, sino también en el hecho de que la estructura paisajística del territorio no cambia. Solo tienes que resaltar pequeña parcela para el montaje del bloque de cajones y para la instalación del colector de concentración.

Un circuito calentado por agua es práctico si se puede deducir nodo exterior intercambio de calor en un lago o estanque a una profundidad de 200 a 300 cm. requisito previo habrá una ubicación del depósito dentro de un radio de 0,1 km del edificio calentado y el área del espejo de agua es de al menos 200 metros cuadrados. M. También existen intercambiadores de calor por aire, cuando el circuito externo recibe calor de la atmósfera. Tal solución funciona bien en las regiones del sur del país y no requiere ninguna movimiento de tierras. Las debilidades del sistema son la baja eficiencia con una helada de 15 grados y una parada completa si la temperatura desciende a 20 grados.

Peculiaridades

La calefacción geotérmica de una casa, principalmente suburbana, no consume combustibles minerales costosos y contaminantes. Ya 7 de cada 10 casas nuevas construidas en Suecia se calientan de esta manera. En los días calurosos, el equipo geotérmico se transforma de un calentador en un medio de aire acondicionado pasivo. Contrariamente a la creencia popular, no se necesitan volcanes ni géiseres para operar un sistema de calefacción de este tipo. En el terreno plano más común, funciona igual de bien.

La única condición es que el circuito térmico alcance un punto por debajo de la línea de congelación donde la temperatura del suelo está siempre entre 3 y 15 grados. La eficiencia súper alta solo parece contraria a las leyes de la naturaleza; la bomba de calor está saturada de freón, que se evapora incluso bajo la influencia del agua "helada" que le parece a la gente. El vapor calienta el tercer circuito. Tal esquema es un refrigerador al revés. Por lo tanto, la eficiencia de la bomba se refiere únicamente a la relación cuantitativa de energía eléctrica y recursos térmicos. Por sí mismo, el funcionamiento del variador se lleva a cabo "como se esperaba", con inevitables pérdidas de energía.

Ventajas y desventajas

Las ventajas objetivas de la calefacción geotérmica son:

• excelente eficiencia;
• un período sólido de servicio (una bomba de calor funciona durante 2-3 décadas y las sondas geológicas incluso hasta 100 años);
• estabilidad del trabajo prácticamente bajo cualquier condición;
• sin conexión a los portadores de energía;
• completa autonomía.

Hay un problema importante que impide que la calefacción geotérmica se convierta en una solución verdaderamente convencional. Esto, como muestran las reseñas de los propietarios, precio alto la estructura creada. Para calentar casa ordinaria superficie de 200 m2 m (no tan raro), será necesario construir un sistema llave en mano por 1 millón de rublos, hasta 1/3 de esta cantidad es una bomba de calor. Las instalaciones automatizadas son muy cómodas, y si todo está configurado correctamente, pueden funcionar durante años sin intervención humana. Todo depende únicamente de la disponibilidad de fondos gratuitos. Otra desventaja es la dependencia de la fuente de alimentación de la unidad de bombeo.

El riesgo de ignición de un sistema de calefacción geotérmica es cero. Miedo a tomarlo espacio extra no vale la pena, en la casa en sí, las partes necesarias requerirán aproximadamente la misma área que una ordinaria lavadora. Además, se libera espacio, que normalmente hay que quitar para el suministro de combustible. Es poco probable que sea posible construir los contornos necesarios con sus propias manos. También es mejor confiar el diseño a profesionales, ya que el más mínimo error puede tener consecuencias desagradables.

Arreglo

Calefacción geotérmica mucha gente está tratando de crear con sus propias manos. Pero para que un sistema de este tipo funcione, se deben realizar cálculos cuidadosos y también se requiere un diseño de tuberías. Es imposible acercar el pozo a la casa más de 2-3 m La profundidad de perforación máxima permitida alcanza los 200 m, sin embargo, los pozos que alcanzan los 50 m demuestran una buena eficiencia.

Cálculos

Los principales parámetros que se tienen en cuenta en cualquier cálculo son:

• temperatura (profundidad de 15-20 my más se calienta de 8 a 100 grados, dependiendo de las condiciones);
• el valor de la potencia extraída (el promedio es de 0,05 kW por 1 m);
• la influencia del clima, la humedad y el contacto con las aguas subterráneas en la transferencia de calor.

Lo que es muy interesante, las rocas completamente secas no dan más de 25 W desde 1 m., y si hay agua subterránea, esta cifra se eleva a 100-110 vatios. No debemos olvidar que el tiempo de trabajo estándar bomba de calor es de 1800 horas por año. Si se supera este indicador, el sistema no se volverá más eficiente, pero su desgaste aumentará rápidamente. Lo que es mucho peor, la explotación excesiva del recurso térmico de las entrañas conduce a su enfriamiento e incluso a la congelación de las rocas en la profundidad de trabajo. Después de esto, el suelo puede hundirse, a veces se dañan las tuberías de trabajo y las estructuras sobre el suelo.

Es necesario calcular cuidadosamente las acciones para la regeneración de las propiedades del suelo. Solo mediante el suministro periódico de calor al pozo en lugar de extraerlo al exterior, es posible garantizar un funcionamiento estable del sistema durante muchos años. Con qué frecuencia hacer esto y qué más hacer: solo se indicarán los cálculos realizados por diseñadores experimentados. El tiempo de recuperación de la calefacción geotérmica incluso con máxima eficiencia es por lo menos 10 años. Entonces, además de las cuestiones de ingeniería, debe calcular cuidadosamente la economía del proyecto.

Secuencia de trabajo

El suministro de calor de fuentes subterráneas debe crearse de acuerdo con un algoritmo estrictamente desarrollado. Porque el agua y sistemas de aire se utilizan de forma limitada, la mayoría de las opciones utilizadas en la práctica implican la perforación de pozos. Y esta es otra razón por la que no puedes hacerlo todo tú mismo. Solo el equipo especial le permite penetrar a una profundidad de 20-100 m, donde se crean. las condiciones necesarias Para calentar. Se puede utilizar como sondas. tubos de plastico, diseñado para una presión de unos 6 bar.

Para aumentar la eficacia del sistema, utilice flejes de 3 o 4 líneas, cuyas secciones finales están conectadas en forma de letra U. El calentamiento a lo largo del contorno es muy importante, gracias a lo cual se excluye el agrietamiento de las tuberías durante las heladas severas. Este calentamiento se realiza a través de un hilo tensado hasta el centro del canal, a través del cual se suministra corriente. Si no es posible utilizar pilas de energía, se deben utilizar receptores horizontales. Se les está preparando un sitio con dimensiones de 15x15 m, se retira el suelo a una profundidad de 0,5 m.

Toda esta área es necesaria para colocar la apariencia de sondas. A menudo se utilizan alfombras eléctricas o tuberías que intercambian calor. Para aumentar la eficiencia del sistema de calefacción, aplique el diseño de tuberías en espiral o en forma de "serpiente". Es imposible decir con certeza cuál es mejor: complejos confeccionados, producidos en masa o autoensamblaje. En el primer caso, el problema de la compatibilidad se resuelve automáticamente, pero en el segundo aumenta la flexibilidad, aumenta el potencial de modernización (aunque se debe prestar más atención al diseño).

Los constructores aficionados pueden alejarse de un acumulador de calor típico reemplazándolo con una regla de hormigón. La calefacción geotérmica en un sistema de este tipo le permite prescindir de fluctuaciones significativas de temperatura. Puede experimentar con varios refrigerantes, así como montar compresores con rendimiento variable. Al calcular adecuadamente las cargas y distribuir correctamente el calor a lo largo de los circuitos de consumo, puede hacer que el sistema sea un 15-20% más eficiente. Al mismo tiempo, los costos de energía se reducen significativamente.

Las tuberías colocadas horizontalmente se colocan a una profundidad de 50-300 cm, para minimizar el área de la tubería principal, se hacen en forma de giros. Pero entre las dos carreteras individuales debe haber al menos 200 mm. Ningún trabajo de construcción debe ser precedida por la determinación del retorno térmico del suelo. Si es menos de 20 W por 1 sq. m, no hay ningún punto en el circuito geotérmico. Para garantizar el drenaje de las aguas subterráneas, el fondo de los pozos se cubre con una capa de arena. Las tuberías a base de polietileno reticulado funcionan bien.

La moda incluye caminos alternativos calefacción del hogar. Para tales sistemas, no hay necesidad de una ubicación cercana de la casa de la red de gas. Al mismo tiempo, no se prevé la combustión de combustible en los diseños. Una opción efectiva es la calefacción térmica del hogar. Las tecnologías en desarrollo contribuyen al hecho de que varios modelos de este tipo de calefacción de espacios aparecen en el mercado nacional.

Aplicación de la energía de la tierra

Hay que tener en cuenta que el suelo, incluso con helada severa no se congela demasiado profundo en la mayoría de las regiones del país. Esta propiedad es explotada incluso por constructores que se dedican a colocar tuberías por debajo del nivel promedio de congelación del suelo. El valor térmico tiene un indicador en el nivel de + 5- + 7 0 C. Esto le permite usar la energía de la tierra para calentar la casa.

El calor generado por instalación moderna logra acumular. El principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica en el hogar, según los propietarios, es similar al principio de funcionamiento de un refrigerador. El algoritmo del ciclo de trabajo es el siguiente:

• necesita obtener calor para almacenarlo y redirigirlo a una batería de energía;
• el anticongelante se calienta en uno de los circuitos del sistema y transfiere energía al agua que circula en el segundo circuito de calefacción y suministro de agua caliente;
• el anticongelante enfriado se redirige al área del intercambiador de calor para calentarse nuevamente.

Este enfoque le permite utilizar el calor de la tierra para calentar la casa. Los sistemas utilizan bombas geotérmicas. El calor extraído puede ser suficiente tanto para operar la unidad como fuente principal de calor en la habitación, como para operarla como circuito de respaldo o auxiliar.

VIDEO: Un milagro de la tecnología - calor del subsuelo

Principio de funcionamiento

La calefacción desde el suelo ya no es un desarrollo fantástico o aislado. En muchos países europeos, esta dirección es una prioridad. En nuestro país también gana adeptos.

Durante mucho tiempo se ha observado que, durante la evaporación, ciertas sustancias enfrían la superficie que dejan. Esta propiedad utilizado por primera vez en refrigeradores domésticos e industriales para refrigeración. Más tarde, surgió la idea de utilizar el efecto inverso de este fenómeno, obteniendo aire caliente. Se introdujo en los acondicionadores de aire que funcionan para calefacción. Sin embargo, no pueden funcionar a temperaturas inferiores a -50C. Los dispositivos geotérmicos están desprovistos de tal desventaja.

Esquema de operación del equipo

El eslabón básico del sistema es una bomba de calor utilizada en dos circuitos:

• El primer circuito es un sistema de calefacción clásico con agua refrigerante, que consta de tuberías principales, radiadores y válvulas de cierre;
• el segundo circuito es un intercambiador de calor de gran tamaño ubicado en el suelo o debajo de un gran depósito abierto.

En el interior del segundo circuito se utilizan tanto anticongelantes especiales como agua preparada. Se calienta con energía. calor interno tierra y va a la bomba de calor. Desde allí, el calor se transfiere al circuito interno y entra a los radiadores.

Un detalle importante es la bomba de calor. Sus dimensiones no superan el tamaño lavadora. Con un consumo de 1 kW, el dispositivo produce 4-5 kW de potencia para calefacción. A modo de comparación, los acondicionadores de aire funcionan aproximadamente en el modo de consumo / retorno 1 a 1.

Hoy en día, el precio del calor de la tierra para calentar una casa sigue siendo alto, pero está disminuyendo constantemente.

Los principales costos en el proceso de instalación van a los costosos equipo extranjero y movimiento de tierras. También hay desarrollos para diseñar de forma independiente bombas geotérmicas que generen calor en la casa.

Beneficios del sistema

La calefacción geotérmica tiene muchas cualidades positivas que la distinguen de otros sistemas, como el gas o la electricidad. Beneficios incluidos:

• la instalación es absolutamente segura en cuanto a ignición, ya que no hay llama en ella;
• para la instalación no es necesario perforar chimeneas;
• sin emisiones nocivas, ruido o olores desagradables;
• equipo compacto no ocupa mucho espacio;
• no necesita entregar ni almacenar ningún combustible;
• se utiliza la energía inagotable de la tierra;
• el equipo puede funcionar en invierno para calefacción y en verano para refrigeración;
• alto rendimiento a duración de la batería;
• aunque los costos de instalación son caros, pero los costos operativos son varias veces menores que los de fuentes tradicionales calefacción.

Variedades de diseño.

Hay varias opciones para instalar sistemas geotérmicos. Son similares en eficiencia y se aplican según las posibilidades del paisaje cercano y las condiciones de temperatura de la región.

Instalaciones verticales

La principal diferencia radica en la instalación del intercambiador de calor. Lo más compacto es su disposición vertical. Esta opción no requiere importantes áreas de tierra. Sin embargo, es necesario utilizar una plataforma de perforación, ya que se necesitarán pozos profundos.

La profundidad aproximada de los pozos para sistemas geotérmicos es de 50-200 m para una operación eficiente.

Este tipo es el más caro de instalar, pero su vida útil estimada, según los fabricantes, es de hasta 100 años, que sigue siendo el período más largo entre sistemas similares. Ventaja principal montaje vertical es la máxima conservación del paisaje circundante.

Montaje horizontal

Para regiones donde el nivel de congelación del suelo es relativamente bajo, es ventajoso ubicar el intercambiador de calor en plano horizontal. Las tuberías en tal situación están ubicadas en una zanja excavada. Ocupa un área bastante grande, lo que a menudo se presenta como una desventaja de este arreglo. Sin embargo, en esta situación, no se requiere una costosa perforación.

El colector en forma de tubos se distribuye en bucles sobre el área seleccionada. Es necesario alejarse 1,5-2 m de las raíces de los árboles para que no dañen la estructura. La superficie aproximada para calentar una vivienda de 250 m2 será de unos 600 m2. No todo el mundo tiene los recursos para albergar un colector geotérmico.

Colocación bajo el agua

La instalación de un colector bajo la columna de agua es una de las más formas efectivas calefacción del hogar. Es deseable que el depósito esté ubicado a no más de 100 m de la construcción de la vivienda. Las espirales colectoras se montan a una profundidad de al menos 2,5-3 m, lo que les permitirá estar por debajo del punto de congelación. El espejo del depósito debe tener al menos 200 m 2 de área.

Con un colector de agua, la necesidad de trabajo con agua se reduce significativamente, mientras que no hay pérdida en la eficiencia de la planta.

Dentro de la casa, tal calefacción se parecerá a un clásico. sistema de agua con radiadores. Sin embargo, el calentamiento del refrigerante se realizará sin el uso de combustible.

Por supuesto, dicho sistema sigue siendo muy costoso: 2-3 veces más costoso calefacción de gas. Pero si calcula el ahorro de combustible, la confiabilidad y seguridad del equipo, la duración de la operación, por lo general, las casas no se construyen por 10 o incluso 20 años, sino por un período mucho más largo, queda claro que dicho sistema es el futuro. Puedes intentar hacer la instalación ahora mismo, o puedes esperar unos años más cuando aparezcan en el mercado desarrollos nacionales.

VIDEO: Calefacción económica casas, tipos de bombas de calor, diagrama de conexión

Las limitadas reservas de recursos energéticos naturales hacen que la humanidad busque fuentes alternativas energía. La calefacción geotérmica del hogar es una gran alternativa formas tradicionales calefacción. Esto puede ser confirmado por datos fácticos sobre el uso generalizado de sistemas de calefacción geotérmicos en Europa y América como las principales fuentes de calor.

¡Un poco de historia! Los sistemas de calefacción geotérmica se "expandieron" significativamente a finales de los años ochenta del siglo pasado, principalmente en América. Al principio, una inversión sólida en la instalación de una instalación de este tipo permitió que solo la gente adinerada la usara, y después de unos años, este sistema gordo se volvió asequible para los estadounidenses menos ricos, lo que aumentó la importancia de los sistemas de calefacción geotérmica en el mercado de la calefacción.

En Europa, hace dos décadas, el número de instalaciones geotérmicas superó los 12 millones, y hoy solo se puede adivinar el tamaño del "asentamiento" de las instalaciones geotérmicas en casas particulares.

¿Por qué está pasando esto?

¡Todo es muy simple! más accesible y sistema conveniente calefacción de gas reduce las reservas de combustibles fósiles para sacar dinero de su bolsillo. y ardiendo combustible sólido(leña, carbón, turba) no solo es un inconveniente, sino que también va acompañado de la liberación de sustancias nocivas dióxido de carbono, la pérdida de hollín y alquitrán. También necesita espacio adicional para el almacenamiento de combustible.

Cómo funciona el sistema

Los sistemas de calefacción geotérmica tienen un principio de funcionamiento similar al de un refrigerador (aire acondicionado). Solo un refrigerador refrigerador enfría el aire y una bomba de calor geotérmica calienta el refrigerante del sistema de calefacción.

El calor (energía) de la Tierra se utiliza para calentar el local. Una bomba de calor ubicada en la casa toma energía del agua subterránea o del suelo mismo, convirtiéndola en calor. Luego, este "calor" se usa para calentar el refrigerante del sistema de calefacción de la casa.

El principio de funcionamiento de una bomba de calor se basa en el ciclo inverso de Carnot, desarrollado en el siglo XIX.

El "corazón" de dicho sistema es el compresor, que "comprime" y "transfiere" el calor. Para hacer esto, necesita una fuente externa de energía: una red eléctrica.

En la empresa, los compresores del circuito interno de la bomba de calor son: condensador, evaporador y válvula de mariposa.

La bomba de calor funciona así:

• El colector de admisión se está llenando. líquido anticongelante(mezcla de glicol, mezcla de agua y alcohol o agua salada) que transportará calor "subterráneo" o "subacuático" a la bomba.
• Esta energía térmica en el evaporador se transfiere al refrigerante con un punto de ebullición muy bajo, lo que conduce a su rápida ebullición y evaporación (convirtiéndose en vapor).
• Un compresor en funcionamiento aumenta la presión de este vapor, lo que en consecuencia conduce a un aumento de su temperatura.
• En el condensador, el refrigerante se enfría, transfiere calor al circuito de calefacción de la casa y se condensa.
• A través de la válvula de mariposa, el refrigerante ingresa al compresor y el ciclo se repite nuevamente ...

Una bomba de calor también se puede llamar, en otras palabras, un refrigerador "al revés". De hecho, en el refrigerador, el refrigerante se calienta por el calor de los productos colocados en él (refrigerador), y a través del sistema de tubos se envía a pared posterior calentando el aire fuera del refrigerador.

Y en el caso de una bomba de calor, este calor liberado calienta el refrigerante en el sistema de calefacción de la propia casa. Como aparatos de calefacción en tales sistemas de calefacción, los "pisos cálidos" se usan con mayor frecuencia y de manera más eficiente.

¡Aviso! ¡Si hay un circuito de "entrada de calor" de alta calidad y correctamente calculado, al consumir 1 kW de electricidad, la bomba de calor puede proporcionar hasta 5 kW de energía térmica al sistema!

Tipos de intercambiadores de calor para sistemas de calefacción geotérmicos

Intercambiador de calor horizontal

Las tuberías de contorno horizontal se colocan a una profundidad que excede el espesor de la capa de congelación del suelo.

Esta opción circuito termal mejor cuando esté disponible gran cuadrado trama personal sin plantaciones de jardín (árboles). No se permite el tendido de la tubería circular a una distancia inferior a 1,5 m de la copa del árbol.

Al calentar una casa de 250 m 2, se necesitará un área de 600 m 2 para acomodar el circuito de intercambio de calor. Y esta área no siempre está disponible. Especialmente en pueblos de cabañas densamente poblados.

Este factor se puede llamar una desventaja de este tipo de intercambiador de calor.

Intercambiador de calor verticales

Un intercambiador de calor vertical es un lujo que no todos los desarrolladores pueden permitirse. Para "arreglar" un intercambiador de calor de este tipo, necesitará un equipo de perforación especial.

El circuito del intercambiador de calor se sumerge en un pozo con una profundidad de 50-200 M. Para aumentar la potencia térmica, se utilizan varios pozos de este tipo, cuyas tuberías están conectadas a través de unidades colectoras especiales.

La ventaja de organizar un sistema de circuito de intercambiador de calor de este tipo es la posibilidad de trabajar en un área desarrollada; este método no dañará el paisaje existente.

Intercambiador de calor colocado en agua

Esta opción es la instalación más económica: no es necesario realizar trabajos de excavación, pero requiere un depósito con un área de al menos 200 m 2 a una distancia de no más de 100 m de la casa. Las tuberías del circuito se colocan a una profundidad mayor que la profundidad de congelación (al menos 2-3 m) hasta el fondo.

Ventajas y desventajas de los sistemas de calefacción geotérmica.

Una de las ventajas más significativas de los sistemas de calefacción geotérmica queremos destacarla la seguridad ambiental para tu hogar Después de todo, el proceso operación normal bomba de calor no va acompañada de ningún emisiones nocivas en la atmosfera Y la ausencia de sustancias combustibles en la bomba de combustible en presencia de cableado eléctrico reparable en realidad niega el riesgo de incendio.

La ausencia de combustible significa la ausencia de gastos para su entrega y almacenamiento.

El bajo consumo de electricidad con una transferencia de calor relativamente alta (de 1 kW de electricidad a 5 kW de energía térmica) es otro factor importante (o el más importante) que determina la elección de un sistema de calefacción geotérmica para una casa de campo.

La autonomía de un sistema de calefacción geotérmica lo libera de la necesidad de monitorearlo y mantenerlo.

Una importante ventaja funcional de un sistema de calefacción geotérmico es su capacidad para funcionar como acondicionador de aire en clima caliente. En este modo, sucede lo contrario: el calor de la habitación calienta el refrigerante, que lo transfiere a un colector de calor externo.

La desventaja de dicho sistema es la complejidad de su instalación y, en consecuencia, el alto costo, como trabajo de instalación así como el propio equipo.

Un sistema de calefacción geotérmica es el equipo más caro de instalar y comprar.

En este caso, puede ahorrar dinero en autoinstalación este sistema, pero es necesario prestar mucha atención a los cálculos y consultas con los "profesionales".

Usando un esquema de calentamiento bivalente

El sistema bivalente implica el uso paralelo de dos fuentes de calor durante los picos de carga (a bajas temperaturas ambiente).

En tal sistema, una caldera adicional, como una caldera eléctrica, se conecta en paralelo a la bomba de calor. Se utiliza cuando es necesario utilizar un modo de calentamiento intensivo a bajas temperaturas ambientales.

Si hay pocos días "helados" al año en la región de su residencia, la presencia de dicho "asistente" le permite ahorrar en la potencia de la bomba de calor, lo que afecta significativamente su costo.

El principio de funcionamiento, instalación, ventajas y desventajas de la calefacción geotérmica para el hogar.

Cualquier propietario de una casa privada siempre se enfrenta al problema de proporcionar calor a la casa. Hoy en día, hay muchas opciones diferentes para proporcionar calefacción en una casa privada. Una forma es la calefacción geotérmica. Muchas personas, cuando escuchan este nombre, piensan que tales sistemas se construyen solo en lugares de fuentes de agua caliente y géiseres. Pero esto está lejos de ser cierto. Geotermia moderna instalaciones térmicas trabajar con éxito incluso en carril central Rusia, donde la temperatura media anual es baja. En este artículo, hablaremos sobre el principio de funcionamiento de las instalaciones geotérmicas para calentar el hogar, sus ventajas y desventajas, así como las características de uso.

El principio de funcionamiento de una instalación de calefacción geotérmica es similar al unidad de refrigeración o sistema de aire acondicionado. En tales instalaciones, la energía térmica se toma del suelo a través de una especial. El principio de funcionamiento es el siguiente. en casa o lavadero se instala la bomba de calor y se baja un intercambiador de calor al suelo, a través del cual circula el refrigerante. Dichos sistemas de calefacción geotérmica se pueden usar no solo en una casa privada, sino también en locales industriales.

Cabe señalar que en un sistema de calefacción geotérmica de este tipo para 1 kW de electricidad consumida, se obtienen 4-6 kW de energía térmica. Cuando se compara con los sistemas de aire acondicionado, la transformación en ellos ocurre aproximadamente uno a uno. Si el sistema de calefacción geotérmica se implementa de acuerdo con todas las reglas, valdrá la pena con bastante rapidez.

La temperatura del suelo donde se encuentra el intercambiador de calor suele ser de 5-7 grados. Debido a la propiedad de los gases de cambiar su temperatura durante la compresión y expansión, tales baja temperatura el suelo se convierte en un refrigerante calentado, que es suficiente para calentar la casa. Después de la liberación de calor en el sistema de calefacción, el refrigerante vuelve a su presión original y se enfría por debajo de la temperatura del suelo. Luego se envía nuevamente al intercambiador de calor, donde se calienta desde el suelo. El proceso anterior se llama el ciclo de Carnot. Este fenómeno se basa en el principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica en el hogar.

Formas de implementar la calefacción geotérmica

Hay varias opciones para implementar la calefacción geotérmica en el hogar. Las principales diferencias entre estas opciones son la ubicación del circuito de intercambio de calor externo. En este caso, el contorno interno es el mismo en todos los casos. Dos formas principales de implementar:

• Con intercambiador de calor vertical;
• Con intercambiador de calor horizontal.

Además, existe una opción cuando el intercambiador de calor se coloca en un depósito cercano. Consideremos estos métodos con más detalle.

Intercambiador de calor verticales

A una profundidad de unos 100 metros desde la superficie de la Tierra, el suelo tiene una temperatura de unos 10 grados todo el año. Para utilizar esta energía térmica, se están perforando pozos. Para dañar menos el paisaje circundante, los especialistas a menudo perforan pozos en diferentes ángulos desde un punto. En estos pozos se monta el contorno exterior del sistema geotérmico. Esto asegura una eliminación eficiente del calor del suelo. Este método es bastante limpio y no estropea mucho el área cercana a la casa. Pero sin equipo especial, no funcionará, ya que se requiere la perforación de pozos verticales profundos.

Este método de implementación de la calefacción geotérmica tendrá demanda cuando se construya la casa y se equipe el área que la rodea. profundidad de pozo diferentes ocasiones puede ser de 70 a 200 metros. La profundidad final depende de los parámetros de la instalación geotérmica y de la situación geológica de una región en particular. Los expertos llaman a la vida útil de tales instalaciones alrededor de 100 años, pero en realidad, se requerirá el reemplazo de unidades individuales en 20-30 años.

Si se crea intercambiador de calor verticales, que extraerá energía térmica en agua subterránea, luego se hacen dos pozos. El primer pozo se llama pozo de débito. Utiliza una bomba para extraer agua. Esta agua cede calor en el circuito interno y luego desemboca en el segundo pozo, que se denomina pozo receptor. Entre las desventajas de tales sistemas con dos pozos está la falta de eficiencia. Aquí un gran número de la electricidad se usa para funcionar bomba de circulación. Sin embargo, tales sistemas geotérmicos son bastante adecuados para el trabajo. suelos cálidos en la casa.

Intercambiador de calor horizontales

Como su nombre lo indica, el intercambiador de calor en tales instalaciones geotérmicas para calentar una casa se coloca horizontalmente. Antes de hacer esto, necesita saber exactamente la profundidad de congelación de la tierra en su área. Los tubos del intercambiador de calor se colocan en zanjas que están por debajo del nivel de congelación del suelo. En este caso, se requiere un gran espacio para colocar el intercambiador de calor.

Entonces, para calentar una casa con un área de 250 metros cuadrados será necesario colocar el intercambiador de calor en un área de 600 "cuadrados". Y esto es un todo zona de casas de campo superficie de 6 hectáreas. El área ocupada es la principal desventaja de esta opción. Si tiene mucho espacio frente a la casa en forma de césped con césped, entonces esta opción es adecuada. Y si los árboles crecen allí, hay invernaderos y similares, entonces esta opción de calefacción geotérmica no es adecuada para usted.

En el caso de una instalación de calefacción geotérmica con intercambiador de calor horizontal, se lleva a cabo una gran cantidad de movimiento de tierras. Recuerde que los tubos del intercambiador de calor no deben ubicarse a menos de un metro y medio de los árboles. Por lo general, esta opción de instalación geotérmica se utiliza en el momento de la construcción. Es decir, mientras la construcción de la casa está en marcha y todavía no se ha ajardinado nada en el sitio. Es mejor si los cálculos para construir una casa, organizar la calefacción y el paisajismo del sitio se realizan simultáneamente.

Intercambiador de calor horizontal en un cuerpo de agua cercano

Este es un caso bastante raro. Se requiere que la casa no se encuentre a más de 100 metros del embalse. Puede ser un reservorio natural o artificial, pero no debe congelarse hasta el fondo en invierno. Es en la parte inferior donde se colocará el contorno horizontal del intercambiador de calor. El área del depósito debe ser de al menos 200 "cuadrados". Se cree que este método de organizar un intercambiador de calor externo es el menos costoso. Pero tal arreglo de casas es raro. Y si se trata de un depósito público, colocar un intercambiador de calor en él puede convertirse en un problema con la ley.

Una clara ventaja de esta opción de calefacción geotérmica es la ausencia de movimientos de tierra. Pero no piense que la ubicación submarina del intercambiador de calor es muy fácil de organizar. Es posible que se requiera el permiso de las autoridades reguladoras para realizar dicho trabajo. Sin embargo, esta opción sigue siendo la más económica de las anteriores.

Peculiaridades

Vale la pena mencionar varias características de los sistemas de calefacción geotérmica para el hogar.

La diferencia, por ejemplo, de gas o caldera electrica es que no requiere calentar el refrigerante a altas temperaturas. Trabajar en modo de baja temperatura proporciona menores costos de energía. Como saben, en el sistema de calefacción, para compensar la baja temperatura del refrigerante, se utiliza un aumento de la superficie del radiador. Para evitar esto, se recomienda utilizar calefacción por suelo radiante. Este tipo de calefacción doméstica será más racional en este caso, ya que el calor fluirá directamente hacia la sala de estar y no hacia el espacio debajo del techo de la habitación.

Además, se debe registrar un mínimo de pérdida de calor en el activo de los pisos cálidos. La cantidad de pérdida de calor depende principalmente del delta de temperatura. En el caso de baja régimen de temperatura calefacción geotérmica, estas pérdidas son mínimas. La segunda ventaja importante de un suelo cálido es que hay un calentamiento directo de las propias estructuras de la casa (en este caso, el suelo). En el caso de los radiadores, el aire calentado apenas cubre el acristalamiento de la ventana y parte de la pared cercana.

Ventajas y desventajas

• Una fuente de energía casi inagotable y estable;
• Los fabricantes de tales sistemas llaman a este tipo de calefacción gratis para el propietario. Pero esto no es así, porque no debemos olvidarnos del coste de la electricidad. Sin embargo, es más barato. sistemas tradicionales calefacción;
• La calefacción geotérmica se puede utilizar en casi cualquier región, con la excepción de las del norte;
• Geotermia instalaciones de calefacción no tiene emisiones nocivas;
• Ocupan poco espacio en la casa (aproximadamente del tamaño de un refrigerador);
• Es posible ajustar el funcionamiento de las unidades tanto para calefacción como para refrigeración;
• Si es necesario, la instalación geotérmica se puede integrar en el sistema de calefacción de una casa con una caldera de gas o eléctrica.

menos

• Largo período de recuperación;
• Una gran cantidad de inversión inicial en la compra e instalación de un sistema de calefacción geotérmica.

Gastos

Los costos de compra de equipos y su instalación dependen principalmente de la capacidad y el fabricante. En cuanto a la empresa fabricante, muchos aquí se guían por sus propias consideraciones, así como por las recomendaciones de amigos. Pero la potencia de las instalaciones geotérmicas se selecciona según el área de la habitación calentada. En función de la potencia de las instalaciones geotérmicas para calentar una vivienda se puede indicar el siguiente rango de precios:

• 4─5 kW - de 3 a 7 mil $;
• 5─10 kW - de 4 a 8 $;
• 10─15 kW - de 5 a 10 $.

A estos montos se suman los costos de instalación de equipos, que representan aproximadamente el 30 por ciento del costo de la instalación geotérmica en sí. El resultado será una cantidad completamente insoportable para la mayoría de la población de nuestro país. Además, el período de recuperación será bastante largo. Solo tendrá que consolarse con el hecho de que ahora tiene una pequeña cantidad de electricidad en los costos de calefacción.

Para mejorar la eficiencia de los sistemas de calefacción geotérmicos, a menudo se utilizan como auxiliares, junto con gas y calderas electricas. Y también hay opciones cuando se construyen en combinación con varios intercambiadores de calor. Los expertos dicen que la calefacción geotérmica de la casa es beneficiosa cuando el área de la habitación calentada comienza a partir de 150 metros cuadrados. Luego, todos los costos de compra e instalación de equipos se pagarán en 8-10 años.