Sistema geotérmico con tus propias manos. Calefacción doméstica geotérmica. Fuentes de calefacción geotérmica

La calefacción geotérmica se aplica al sistema de calefacción.

Como la fuente principal o adicional de calor es energía de la tierra.

Calentar una casa con calor subterráneo: qué es

En territorio ruso manantiales (térmicos) de alta temperatura están ubicados de manera extremadamente desigual, principalmente lejos de los asentamientos, lo que dificulta su uso para fines de calefacción.

Con el desarrollo de tecnologías y la introducción de nuevos tipos de equipos, para la producción de energía térmica, se hizo posible utilizar y fuentes de baja temperatura .

Entre otras cosas, las capas subterráneas ubicadas a distancia 50-100 metros bajo la superficie de la tierra, tiene una temperatura positiva igual a 10-12°C. Estos valores se almacenan independientemente del tiempo, lo que hace posible utilizar la calefacción durante todo el año.

Ventajas sistemas de calefacción geotérmica:

• Economía. Las fuentes son Recursos renovables, que evita inversiones financieras en la compra de combustible, como ocurre con los sistemas tradicionales. No habrá costos adicionales asociados con el transporte, almacenamiento de combustible.
• Seguridad. Es poco probable que ocurran accidentes, explosiones e incendios.
• Amabilidad con el medio ambiente. Dado que el proceso de combustión no se utiliza en un sistema geotérmico, se excluyen sus emisiones inherentes a la atmósfera.
• autonomía. Con control automático, no requiere intervención frecuente ni control externo constante.

desventajas:

• Inicial considerable gastos de dinero
• Laborioso instalación.
• Necesidad fuente de energía eléctrica.

¿Cómo funciona un sistema de calefacción geotérmica?

El calor para calentar la vivienda o suministrar agua caliente se obtiene mediante transformaciones de la energía del medio ambiente con la ayuda de un especial unidad.

El elemento principal de una instalación geotérmica es Bomba de calor, que está conectado al circuito de calefacción interno y externo.

La estructura del circuito interno es similar a la opción de calefacción tradicional (gas, agua). Este es: tuberías y radiadores.

Bucle exterior, cuyo tamaño es mucho mayor que el interno, colocándose subterráneo, es invisible durante su funcionamiento. En su interior circula un refrigerante. esto: o agua de toro, o anticongelante generalmente basado en etilenglicol. Y, la segunda opción es mucho más preferible.

La temperatura del caloportador se iguala con la temperatura del ambiente cuando está en el circuito externo, y luego se envía a la bomba de calor. Después de atravesarlo, las masas calentadas se dirigen a lo largo contorno interior.

La presencia de una bomba de calor es el factor principal para la obtención de energía térmica, que se destina a su posterior aprovechamiento por parte del consumidor (calefacción de viviendas, abastecimiento de agua caliente).

eficiencia este dispositivo puede sorprender a algunos. Consumidor energía eléctrica en volumen 1 kilovatio como resultado de su trabajo "Reparte" un poco más - 4-5 kilovatios, que se ve muy extraño.

Esto se debe tanto a las características de diseño del dispositivo como al hecho de que, además de la energía eléctrica, utiliza la energía térmica de la tierra como energía adicional (incluso a bajas temperaturas del suelo).

La bomba de calor puede funcionar todo el año y funcionar durante 15-25 años

¡Nota! Algunos expertos afirman que, teniendo en cuenta la fricción o el desgaste, período de tiempo real sistemas sin parar para reparaciones es unos 10 años

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Antes de dar ese paso, comparar las posibilidades con el volumen y la complejidad de todo el trabajo necesario para instalar un sistema geotérmico.

Cálculo de costo

El cálculo del costo de un dispositivo de sistema geotérmico se calcula en relación con:

• adquisiciones bomba de calor cierto poder;
• precios totales tubería, según la potencia de la bomba;
• producción de productos relacionados obras de tierra(perforación de pozos, excavación de zanjas), así como el costo de tendido de redes;
• instalación y conexión bomba de calor.

Foto 1. Bomba de calor geotérmica modelo Vitocal 300-W Pro con accionamiento eléctrico para calefacción, fabricada por Viessmann.

El cálculo también incluye la compra de una bomba de calor, cuyo precio varía según la potencia y el fabricante.

Modelos de poder en la zona 4-5 kilovatios será evaluado en 3-7 mil. mi. Potencia del aparato 5-10 kilovatios costos 4-8 mil. mi. Detrás 10-15 kilovatios— 5-10 mil. mi.

Colocación del colector

Hay una división según el método de instalación del contorno exterior ( coleccionista). EN tierra se puede colocar verticalmente o horizontalmente. en el suelo reservorio— horizontalmente. Cada uno de estos casos tiene sus propias ventajas y desventajas.

tipo vertical

Al construir una instalación vertical, es necesario perforar pozos con una profundidad de 50-200 metros. Es decir, a una capa que tiene una temperatura elevada. Una de las minas, que se llama débito, sirve para tomar calor.

El refrigerante en él sube, gracias a la bomba, luego hay un suministro a las tuberías y radiadores del circuito interno.

Devolviendo, después de pasar por todo el ciclo, el refrigerante arrojado a través de otra mina de vuelta a las capas subterráneas.

Se cree que la vida útil de una planta de este tipo es de aproximadamente cientos de años.

Al disponer un colector de tipo vertical con dos ejes la eficiencia de su uso para calentar una casa particular se reduce, ya que tomará cantidad importante de electricidad. Esta es una opción adecuada para la instalación del sistema de "suelo cálido".

Con más económico grupo método, el número de pozos aumenta, pero su profundidad disminuye.

Para la instalación vertical, también existe una opción que prevé el fortalecimiento del contenedor (tanque) que contiene anticongelante, a una profundidad de 100 m. El movimiento continuo de este líquido, calentado desde el suelo, proporciona una bomba de calor.

Si no considera la opción de perforar pozos para una estructura vertical, lo que requiere habilidades y equipos, entonces el trabajo se puede realizar de forma independiente.

Intercambiador de calor horizontales

Para la instalación de un intercambiador de calor horizontal (tipo), requerirá un poco de esfuerzo, pero la salida de calor en este caso será menor. Excavación requerida para construir excavación debajo de la marca de congelación. La tubería del contorno externo se coloca en las zanjas excavadas y, posteriormente, toda la estructura se cubre nuevamente con tierra.

La temperatura de la capa del suelo será mucho más baja y la longitud más larga que cuando se utiliza un intercambiador de calor de tipo vertical. Cuadrado aproximadamente el doble de habitación a calentar.

Seguro que más de una vez has oído hablar de la calefacción geotérmica. Dichos sistemas están instalados en muchos países europeos y tienen mucho éxito y popularidad entre la población. ¿Es posible que lo instalemos? Para comprender esto, debe comprender el principio de funcionamiento, así como considerar todas las ventajas de dicho sistema.

Beneficios de la calefacción geotérmica

Costo de la calefacción geotérmica del hogar

Este es probablemente el único momento en el que el sistema aún no se ha generalizado. Los costos iniciales pueden llegar a un millón de rublos. Todo depende del tamaño de tu casa y de la fuente de calor. Asi que, colocar un circuito de calefacción en depósitos es más barato al mismo costo para la estación de bombeo y materiales relacionados (tuberías, selladores, etc.).

Esta instalación es más beneficiosa para casas pequeñas. Los costes se amortizan en dos o tres años, ya que no hay necesidad de pagar gas/carbón/madera, y todos los costos se reducen al pago de una pequeña cantidad de electricidad que se gasta en la operación del equipo de bombeo. ¿Vale la pena ahorrar haciendo una instalación de este tipo no llave en mano, sino por su cuenta? Quizás, siempre que estudie cuidadosamente todas las características del proceso. En la práctica, hay casos de montaje exitoso por parte de los propios propietarios.

El coste de las obras llave en mano consiste en:

• a partir de los cálculos de la potencia de la bomba, la longitud del circuito de calefacción;
• del precio de los trabajos en suelo o agua (perforación de pozos, excavación de zanjas, tendido bajo agua), así como los trabajos de tendido e instalación conexos;
• desde la instalación y conexión de la estación de bombeo.

Como ejemplo, damos cálculos aproximados para una casa con un área de 150 metros cuadrados. metro.

1. Para tal vivienda, se requiere una bomba de calor con una capacidad de 14 kW. Su precio es de 260 mil rublos.
2. El monto de todo el trabajo en la disposición de un contorno de tierra vertical es de aproximadamente 427 mil rublos. Puede variar dependiendo del tipo de suelo.

Total - 687 mil rublos. Vemos que los costos iniciales son muy significativos para la instalación de calefacción geotérmica. El precio de las calderas convencionales es mucho más económico. A modo de comparación, calcule cuáles son sus costos actuales de calefacción y calcule cuánto gastará con la calefacción geotérmica. Considere ambos casos en perspectiva durante muchos años (10-15 años). La diferencia es muy, muy significativa.

Los componentes principales de los sistemas de calefacción geotérmica.

La calefacción geotérmica no utiliza fuentes de calor convencionales. No estamos hablando de cualquier leña, carbón, gas o electricidad (en la cantidad que utiliza una caldera eléctrica convencional).

Todo el sistema consta de tres elementos principales. Ellos son:

• circuito de calefacción dentro de la casa;
• circuito de calefacción;
• gasolinera.

Como circuito de calefacción, que se ubicará dentro de la casa, pueden actuar tanto los radiadores familiares comunes como un sistema de calefacción por suelo radiante (se usa más energía para calentarlo). Además, este el sistema se puede llevar para calentar el invernadero, piscinas, caminos dentro del recinto, etc.

El circuito de calefacción en este caso son fuentes de calor geotérmicas. Entonces, hay calefacción con la ayuda de la energía de la tierra, el agua y también el aire.

La estación de bombeo es necesaria para bombear calor desde el circuito de calefacción geotérmica al circuito de calefacción.

Más sobre el método de calentamiento

La calefacción geotérmica utiliza la energía almacenada en el medio ambiente para calentar una habitación. El principio de funcionamiento se toma prestado del diseño del refrigerador. En él, el calor de la cámara interior es evacuado hacia el exterior con el fin de conseguir temperaturas mínimas en la propia cámara. En este caso, la pared trasera se calienta. Con la calefacción geotérmica, el calor del suelo (o agua, aire) se extrae al espacio habitable. la diferencia es que la fuente de calor no se enfría y tiene una temperatura estable. Debido a esto, la calefacción de espacios puede ocurrir en cualquier época fría del año. Y en el calor, puede configurar el sistema para asegurarse de que la carcasa se enfríe.

Considere un ejemplo con un circuito de calefacción para calentar una vivienda dentro de la tierra. Esta opción es la más común, ya que la ubicación del circuito geotérmico en fuentes de agua requiere su presencia cerca de la casa. Esto es menos común.

Calor de la tierra

A cierta profundidad, la tierra tiene su propia temperatura. No depende de las condiciones climáticas y la época del año. Estamos hablando de aquellas capas que están por debajo del nivel de congelación. Es decir, el circuito de calefacción se coloca donde la temperatura siempre tiene un valor positivo estable.

Formas de colocar tuberías de circuitos de calefacción en el suelo.

Instalación vertical

Consiste en que en la zona realizar perforaciones de pozos profundos en el que se colocarán las tuberías. Su profundidad depende de qué área deberá calentarse. El valor alcanza hasta 300 metros. El cálculo proviene del hecho de que 50-60 vatios de energía térmica de la tierra caen sobre un metro de una tubería geotérmica. Para una bomba con una capacidad de 10 kilovatios (es adecuada para una casa de hasta 120 m2), necesitará un pozo con una profundidad de 170 a 200 m Puede perforar varios pozos, pero de menor profundidad. La ventaja de este método es que con esta colocación hay una mínima interferencia con el paisaje de su sitio, si la casa ya se ha construido y el sitio se ha puesto en forma adecuada. Pero al mismo tiempo hay altos costos de trabajo.

Colocación horizontal

Una gran área de trincheras estalla a lo largo del sitio adyacente. A ellos la profundidad depende del nivel de congelación del suelo en su área(desde 3 metros y más profundo), y el área del pozo, desde la plaza de la casa. Debe calcularse a partir del hecho de que 1 metro de tubería representa de 20 a 30 W de energía. Si instala la misma bomba de calor para 10 kW, la longitud del circuito debe ser de 300 a 500 m Las tuberías se colocan a lo largo del fondo de estas zanjas y se rellenan con tierra.

El esquema de toda la estructura.

De hecho, hay tres circuitos por los que circula el líquido. El primero de ellos lo hemos designado como calefacción. El siguiente circuito está dentro de la bomba. Allí, el refrigerante toma calor del circuito de calefacción y lo transfiere al tercer ciclo a través de tuberías hasta la casa.

El refrigerante pasa por el circuito subterráneo y se calienta hasta una temperatura de 7 ° C (este es el indicador a una profundidad por debajo del nivel de congelación). Toda la energía que el refrigerante tomó del suelo llega a la bomba de calor.

La bomba de calor tiene un primer intercambiador de calor. En él el refrigerante del circuito de tierra calienta el refrigerante, aumentando no sólo su temperatura, sino también su presión. En estado gaseoso, el refrigerante pasa al segundo intercambiador de calor. Aquí calienta el refrigerante, que circula por las tuberías dentro de la casa, y luego vuelve a su estado líquido.

El desarrollo de cualquier civilización está asociado con la satisfacción de los requisitos para el hogar. Dondequiera que una persona viviera en una cueva o en un rascacielos moderno, cuidar el calor y la comodidad era tan importante como conseguir comida. Calentándose con un pequeño fuego, una estufa o un sistema de calefacción moderno, se vio obligado a usar leña, carbón, turba, combustible diesel, quemando los regalos invaluables de la naturaleza.

El desarrollo tecnológico ha permitido construir potentes centrales hidroeléctricas, aprender a utilizar la energía eólica y, habiendo comprendido los secretos de las capas internas de la tierra, pensar en crear un método alternativo de aprovechamiento del calor acumulado en forma de energía geotérmica. sistemas de energía

En el corazón de la solución de la acción fundamental del sistema de calefacción geotérmica se encuentran las leyes de la física descubiertas por los científicos. La búsqueda de materiales que puedan cambiar sus propiedades, mientras liberan una cierta cantidad de calor, hizo posible crear no solo unidades de refrigeración ordinarias, acondicionadores de aire, sino también potentes.

Es con su ayuda que es posible transferir el calor que siempre existe en las entrañas de la tierra a nuestra casa, realizando el control coordinado de tres circuitos especiales que componen el sistema de calefacción. El propósito del circuito externo es tomar energía térmica del suelo o del agua. El refrigerante que contiene es un líquido que no se congela.

Este calor se transfiere a través del intercambiador de calor al freón, que llena el segundo circuito del sistema. Sus propiedades físicas, consistentes en un bajo punto de ebullición, permiten obtener energía durante el paso a estado gaseoso. Y para ello, la temperatura procedente del circuito exterior es suficiente. El tercer circuito interno del sistema de calefacción es el número requerido de radiadores, tuberías utilizadas en la casa. Puede ser independiente o compartido con el circuito de agua caliente sanitaria incluido en el proyecto.

Características funcionales del sistema.

El principio de funcionamiento y las características funcionales del sistema de calefacción geotérmica en el hogar son realizar los siguientes pasos:

1. La solución situada en el circuito exterior adquiere un calentamiento adicional en el suelo de unos 5 grados. Su temperatura final puede estar en la región de 3.
2. Habiendo ingresado al intercambiador de calor de la bomba, la solución transfiere su incluso pequeña energía al freón, para lo cual es suficiente para la evaporación. Al pasar a estado gaseoso, el freón ingresa al compresor, donde se comprime. Los procesos termodinámicos que tienen lugar en este caso conducen a un aumento de la temperatura de hasta 100. Y ya se suministra gas caliente al intercambiador de calor, donde transfiere energía al portador de calor del circuito interno, con mayor frecuencia agua. Gracias al trabajo científico de físicos e ingenieros, este proceso ha sido estudiado en detalle y sentado en las bases fundamentales del funcionamiento de varios tipos de equipos modernos.
3. El refrigerante del circuito interno alcanza una temperatura de 50-70 y ingresa a los radiadores, tuberías. El freón enfriado ingresa a la pantalla de expansión, su temperatura y presión caen a sus valores originales, y todo el ciclo puede repetirse nuevamente. La solución del circuito exterior de la misma manera se traslada a las profundidades de la tierra para una nueva porción de energía.

Diseños y tipos de sistemas de calefacción geotérmica.

El primer problema que debe abordarse en el proceso de creación de un sistema de calefacción geotérmico altamente económico es la elección del tipo de circuito externo, que es un intercambiador de calor ubicado bajo tierra o en el agua. Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta no solo sus deseos por las fantasías arquitectónicas de una nueva casa, sino también estudios geodésicos detallados del área en la que se ubicará o ya se ha construido esta casa.

No en todas partes hay fuentes termales, géiseres, volcanes, pero se nos brinda la oportunidad de utilizar el calor de la madre tierra en casi cualquier parte del planeta. Lo principal es tener una comprensión clara del aspecto técnico del asunto y la cantidad de inversiones financieras necesarias en cualquier proyecto para crear un sistema de calefacción geotérmica.

Los siguientes tipos de intercambiadores de calor son los más utilizados:

1. Intercambiador de calor horizontales. Esta opción puede considerarse como una oferta efectiva, solo si hay un área libre grande cerca de la casa. Solo se puede utilizar como un simple césped verde. Además, con el área de la casa, por ejemplo, 220 metros cuadrados. m el intercambiador de calor se ubicará en un área de 600 m2. Las tuberías se colocan en zanjas especiales, cuya profundidad debe estar por debajo del nivel de congelación del suelo en esta área.
2. Intercambiador de calor verticales. Desde el punto de vista del ahorro de espacio, esta opción ciertamente tiene ciertas ventajas. El problema puede ser la creación de pozos especiales, cuya profundidad alcanza los 200 m, con un diámetro de unos 150 mm. Los movimientos de tierra con equipos de perforación no son baratos en ninguna región. Pero el suelo a tal profundidad siempre tiene una temperatura de aproximadamente 15, lo que garantiza un funcionamiento confiable del sistema con un intercambiador de calor vertical.
3. Intercambiador de calor en el fondo del depósito. El método más económico y simple para crear el contorno exterior de un sistema de calefacción geotérmica. Especialmente si tiene su propio estanque confiable o permiso para usar un depósito público. La distancia al depósito desde la casa no debe exceder los 100 my su profundidad es de 3 m.
4. Existe una variante de un sistema de calefacción abierto basado en el uso de agua proveniente de un pozo artesiano. Se conduce a través de la bomba de calor como portador de calor. Para la descarga inversa de agua, es necesario construir un segundo pozo artesiano. Pero tal sistema no es posible en todas partes. Al mismo tiempo, un factor muy importante es el retorno de agua en la misma cantidad a las capas profundas del suelo para mantener la presión en los embalses.

Curiosamente, los primeros intentos de perforar pozos para aprovechar el calor se realizaron a mediados del siglo XVIII, pero no fue hasta 1907 cuando un granjero islandés pudo dirigir vapor caliente desde una fuente cercana a través de una tubería de cemento hasta su casa.

El siguiente paso también se dio en Islandia, y solo en 1903 apareció el primer oleoducto de 3 km de largo en Reykjavik. Actualmente, el sistema de calefacción geotérmica es muy popular en muchos países europeos, EE. UU., México, Japón, Nueva Zelanda.

Ventajas y desventajas

La energía geotérmica, cuyas reservas son tan grandes que solo el 1%, escondidas en la corteza terrestre con una profundidad total de 10 km, pueden proporcionar un volumen 500 veces mayor que todas las reservas mundiales de petróleo y gas.

Hay cuatro tipos principales de energía geotérmica:

1. Este es el calor de la tierra desde las profundidades poco profundas, utilizado por las bombas de calor.
2. La energía del vapor caliente, agua en la corteza terrestre, se utiliza actualmente para generar electricidad.
3. Calor procedente de capas profundas sin presencia de agua y energía de magma acumulada en zonas volcánicas.
4. El uso de este asombroso regalo de la naturaleza está determinado únicamente por el nivel de tecnología existente, las posibilidades de la tecnología y el cálculo económico.

Los diseños modernos de sistemas de calefacción geotérmicos tienen aspectos tanto positivos como negativos.

El principal negativo es el costo. Pero solo parece en el momento inicial. Todos los costos se pagan de acuerdo con varios datos durante 4, 5 años. Esto se debe al hecho de que los modelos modernos de bombas de calor usan mucha menos energía para su trabajo que cualquier otro sistema de calefacción. Al consumir 1 kW de electricidad, su retorno es de 5 kW.

Puntos positivos:

1. No queman combustible y no producen emisiones nocivas de diversos compuestos al medio ambiente.
2. Mínimos costes de mantenimiento con alta eficiencia.
3. La seguridad ambiental.
4. Propiedades confiables de seguridad contra incendios del sistema.

Eficiencia y recuperación

No se puede llamar a la energía geotérmica un regalo gratuito de la naturaleza. La creación de sistemas de calefacción basados ​​en él puede ascender a más de un millón de rublos sin tener en cuenta el costo de una bomba de calor. Todo depende de los volúmenes requeridos de calefacción, su propósito funcional y tipo. Por lo general, la viabilidad económica de los sistemas de calefacción geotérmica se calcula comparando los costos de su mantenimiento.

El costo de cualquier tipo de energía utilizada no es constante y nunca disminuirá. En este sentido, la sustitución alternativa de los mismos con el uso del calor de las capas internas es, por supuesto, económicamente viable y conveniente, ya que las bombas de calor no consumen mucha energía y no es necesario construir costosas fábricas y centrales eléctricas. para extraer y procesar reservas térmicas.

Además, cada generación de científicos encuentra nuevas soluciones para crear equipos y tecnologías en esta dirección. Además, es más correcto estimar el costo de los sistemas de calefacción por igual para todos los tipos de combustible desde cero sin utilizar los sistemas de suministro centralizados existentes, por ejemplo, gas. Y luego, la recuperación del sistema en 5 años se convertirá en un valor real.

El uso de sistemas de calefacción geotérmicos recuerda la pregunta, ¿por qué no conducir un automóvil Zaporozhets en este momento? Por supuesto que puede, especialmente fuera de la carretera y en el bosque en busca de hongos. Pero quieres ser más rápido y más cómodo. Así es en este caso. Una idea de que su propio sistema de calefacción no viola el medio ambiente, no interfiere con la vida de las criaturas más pequeñas y desconocidas de la naturaleza, confirmará la corrección de elegir un sistema geotérmico.

Montaje e instalación

Es mejor instalar un sistema de calefacción de este tipo no solo, sino atraer especialistas al menos para ciertos tipos de trabajo con confianza en sí mismo.

Los pasos principales son:

1. Cálculo del contorno interno del sistema de calefacción. Esto incluye en detalle la longitud total de la tubería, la cantidad de radiadores, la creación de pisos con calefacción, el uso de calor para producir agua caliente en la casa.
2. Cálculo de la profundidad de colocación de las tuberías del circuito externo para el tipo de intercambiador de calor seleccionado. Hay que tener en cuenta los datos geodésicos de la zona.
3. Perforación del pozo necesario e instalación de tuberías. En ausencia de un suministro de agua centralizado al mismo tiempo, es más fácil resolver el problema de crear otros pozos de agua. La tecnología de su creación es diferente y requiere un conocimiento especial.
4. Selección e instalación del modelo requerido de la bomba de calor.
5. Instalación de dispositivos automáticos. monitoreando el funcionamiento de todo el sistema y regulando el microclima en cualquier área de la habitación.

Resumen de bombas: fabricantes y modelos.

El funcionamiento eficiente de todo el sistema está determinado por la elección correcta de la bomba de calor. De acuerdo con los principios de funcionamiento, las bombas pertenecen al tipo de equipo moderno y respetuoso con el medio ambiente. En el proceso de su trabajo, no se liberan sustancias nocivas al medio ambiente.

Se dividen en:

• compresión;
• bombas de calor de absorción;

Los primeros funcionan con electricidad, los segundos pueden utilizar la energía de otros tipos de combustible.

En la actualidad, existe un número bastante elevado de empresas en el mercado de este tipo de equipos. Esto le permite comprar una bomba de calor para cualquier potencia a través de una combinación de diferentes modelos, lo cual es conveniente para crear sistemas de calefacción geotérmica a escala industrial.

La opción clásica es el uso de bombas de calor de Waterkotte Alemania. Se trata de equipos con una eficiencia constante de hasta el 500%, independiente de factores externos. Habiendo comenzado la producción de bombas de calor desde 1970, la compañía actualiza constantemente una amplia gama de modelos modernos sin perder alta calidad.

La nueva serie de bombas EcoTouch, que ha ganado numerosos premios, confirma este hecho. Incluye modelos DC 5027 con potencia de salida de 6 a 26 kW y controles táctiles intuitivos y fáciles de usar. Las mejores bombas modernas incluyen el modelo Nibe F1245 (Suecia), Korsa, Rusia. La tabla muestra el costo estimado de los modelos de bombas individuales.

costo de la bomba de calor

Resumen de precios para la calefacción geotérmica del hogar

Un cálculo completo de la creación de un sistema de calefacción geotérmica solo se puede realizar en una aplicación específica, teniendo en cuenta todos los requisitos. Es correcto elegir la empresa más cercana que trabaje en esta dirección y resolver todas las pequeñas cosas bajo la guía de especialistas. Un ejemplo es el costo de la gama de servicios de la empresa rusa Geoterm-Comfort.

El costo del dispositivo de calefacción geotérmica:

Perspectivas de desarrollo

Las tecnologías modernas en la industria, utilizadas para crear nuevos equipos, permiten que casi todos los propietarios de su propio hogar aprovechen el calor de las capas profundas de la tierra. La importancia de la posibilidad de reducir los costes energéticos del mantenimiento de una vivienda no hará más que aumentar con el tiempo. Por lo tanto, el proceso de desarrollo e implementación de sistemas de calefacción geotérmicos no puede detenerse ni siquiera con proyectos costosos. Porque, en última instancia, se trata de una ganancia indudable y también de una preocupación por el patrimonio ecológico de las próximas generaciones de nuestro planeta.

Las reservas limitadas de recursos energéticos naturales hacen que la humanidad busque fuentes de energía alternativas. La calefacción geotérmica del hogar es una gran alternativa a los métodos tradicionales de 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! El sistema de calefacción de gas más asequible y conveniente reduce las reservas de combustibles fósiles para sacar dinero de su bolsillo. Y la quema de combustibles sólidos (madera, carbón, turba) no solo es inconveniente, sino que también va acompañada de la liberación de dióxido de carbono, hollín y alquitrán nocivos. 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 llena con un líquido anticongelante (mezcla de glicol, mezcla de agua y alcohol o agua salada) que transportará el 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 se descarga a través del sistema de tubos a la pared trasera, 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 dispositivos de calefacción en tales sistemas de calefacción, los "pisos cálidos" se usan con mayor frecuencia y de manera más eficiente.

¡Darse cuenta! ¡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 horizontales

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

Esta versión del circuito termal es óptima cuando hay una gran área de la parcela 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 geotérmicos es su seguridad ambiental para su hogar. Después de todo, el proceso de funcionamiento normal de la bomba de calor no se acompaña de emisiones nocivas a la atmósfera. 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 geotérmica es su capacidad para funcionar como acondicionador de aire en climas cálidos. 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 tanto del trabajo de instalación como del equipo en sí.

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

En este caso, puede ahorrar dinero al instalar este sistema usted mismo, pero debe 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, entonces la presencia de dicho "asistente" le permite ahorrar en la potencia de la bomba de calor, lo que afecta significativamente su costo.

Hoy en día, muchas personas buscan soluciones alternativas para ahorrar en calefacción en el hogar. Ya se han inventado dispositivos que funcionan con energía solar y eólica. Pero el primero solo se puede usar en las regiones del sur, donde prevalece el clima despejado, y el segundo no se puede usar en lugares donde la calma persiste durante mucho tiempo. Sin embargo, recientemente se ha inventado una nueva solución: utilizar el calor de la tierra para calentar.

Ventajas y desventajas

Calentar la casa con el calor de la tierra, también llamado geotérmico (de "geotermia" - el calor de la tierra), no requiere el uso de ningún combustible. Además, se gastará mucha menos electricidad para el funcionamiento del sistema que para los aparatos eléctricos térmicos. Todo esto habla de la eficiencia del nuevo sistema de calefacción. Calefacción geotérmica tiene una serie de ventajas adicionales:

La desventaja de dicho calentamiento es el costo inicial relativamente alto del equipo y su instalación.

Además, la instalación requerirá perforación, que es más conveniente durante la construcción, cuando aún no se han realizado trabajos de jardinería en el sitio.

También debe tenerse en cuenta que el calentamiento debido al calor de la tierra es más efectivo en las latitudes del sur y templadas, pero en las regiones del norte solo se puede usar para calentar casas con un área de no más de 200 m².

Calor del subsuelo. El programa "Milagro de la Tecnología" del canal NTV

Principio de funcionamiento

La temperatura de las capas media y profunda de la tierra, por regla general, no cae por debajo de +6 ° C (por lo que se permite colocar una tubería por debajo del nivel de congelación sin temor a que el agua se congele). Este hecho llevó a la idea de utilizar la energía de la tierra para calentar la casa. Naturalmente, para esto fue necesario crear un equipo especial capaz no solo de obtener calor de los intestinos, sino también de transferirlo al refrigerante.

Para hacer frente a tales problemas, se inventó un sistema geotérmico, cuyo principio es similar al funcionamiento de los acondicionadores de aire en modo calefacción. El sistema consta de tres circuitos:

• exterior;
• bomba caliente;
• interno.

Cada circuito tiene sus propias tareas y características técnicas. El circuito exterior está lleno de anticongelante que, bajo la influencia del calor proveniente del suelo, se calienta hasta +6 ° C y más. La bomba lo eleva al tanque de inercia, donde transfiere su energía al refrigerante, cuya temperatura de evaporación es inferior a 6 grados. A continuación, el refrigerante va al compresor, donde su temperatura después de la compresión sube a +70 °C. En el circuito interno, la energía se transfiere del refrigerante al agua, que se mueve en el sistema de calefacción dentro de la casa. Mientras tanto, el anticongelante enfriado se devuelve al circuito exterior.

Calefacción doméstica geotérmica. Costo llave en mano.

El corazón del sistema de calefacción es la bomba de calor. Consta de varios compartimentos: evaporador, compresor, capilar y sistema de control. Cada uno de ellos afecta no solo el funcionamiento de la bomba en su conjunto, sino también la eficiencia de todo el sistema.

Tipos de sistemas

Los sistemas de calefacción que utilizan el calor de la tierra difieren en los esquemas del circuito externo. Actualmente, los esquemas verticales y horizontales son ampliamente utilizados. Elegir uno u otro dependerá de varios factores:

• profundidad de congelación del suelo;
• composición del suelo;
• área terrestre;
• la presencia de agua subterránea.

Para instalar un sistema geotérmico, se usa con mayor frecuencia un diseño horizontal del circuito externo.

Su ventaja es una instalación más fácil con la capacidad de instalar calefacción con sus propias manos. Además, la disposición horizontal le permite reemplazar rápida y fácilmente las secciones defectuosas, por lo que la calefacción funcionará casi continuamente.

El circuito exterior en este caso es un sistema colector. Varios circuitos ubicados a una distancia de al menos 30 cm entre sí están conectados por un colector a través del cual ingresa anticongelante a la bomba de calor. Tal sistema asegura la máxima producción de la energía térmica de la tierra en un esquema horizontal.

La posición horizontal sugiere algunos puntos importantes:

• este esquema requiere una gran parcela de tierra (por ejemplo, una casa de 150 m² requerirá una parcela de 300 m²);
• la profundidad de las tuberías debe ser mayor que la profundidad de congelación;
• para circuitos, se deben utilizar tuberías con una alta conductividad térmica;
• no es deseable colocar el esquema en áreas donde son posibles fuertes inundaciones de primavera, ya que el movimiento del suelo puede cambiar las líneas de calefacción.

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El esquema vertical es más eficiente que el horizontal, pero su instalación es más laboriosa. Las tuberías están ubicadas en pozos, cuya profundidad alcanza los 50-200 m.

La mayor eficiencia del calentamiento vertical desde el suelo se explica por un aumento en el grado de calentamiento: cuanto más profundas se encuentran las tuberías, más energía se puede obtener de las entrañas. Otra ventaja del esquema es que su instalación no requiere una gran área de terreno.

Al instalar un circuito vertical, pueden surgir ciertas dificultades. Por lo tanto, para la instalación en suelos rocosos, se requerirán perforadoras especiales, y en suelos arcillosos, la instalación de una cubierta protectora de hormigón armado o plástico de paredes gruesas. Además, para el funcionamiento de dicho sistema, se requerirán potentes bombas de circulación.

Además, al instalar un sistema con un circuito vertical, las reparaciones serán mucho más complicadas, lo que, si se produce algún mal funcionamiento, puede provocar una falla a largo plazo de toda la estructura.

Hay otra opción para la calefacción geotérmica: con una ubicación submarina del circuito exterior. En este caso, las tuberías se colocan a lo largo del fondo del depósito más cercano, lo que elimina la necesidad de movimientos de tierra. Pero hay que tener en cuenta que el estanque debe:

• estar ubicado a no más de 100 m de la casa;
• tener un volumen suficiente (para una casa de 100 m², se requiere un depósito de 200 m³);
• no congelar completamente en invierno.