Cómo hacer calefacción desde el suelo en una casa privada. Calefacción geotérmica de una casa con calor subterráneo Calefacción geotérmica de una casa de campo

El problema de organizar un sistema de calefacción de alta calidad para una casa privada cada vez requiere soluciones no estándar. Los tipos bien conocidos de calefacción que generan calor durante la combustión del combustible se han reconocido durante mucho tiempo como económicamente poco rentables. Una novedad que está comenzando a popularizarse activamente es la calefacción doméstica geotérmica de bricolaje. Dado el aumento de los precios de la electricidad y el gas, la mayoría mira cada vez más esta opción, aunque es bastante complicada de diseñar e instalar.

La energía geotérmica se usa, por regla general, a escala industrial, por ejemplo, en el Lejano Oriente, algunas centrales eléctricas funcionan sobre la base del calor del interior de la tierra. Para muchos, la idea de la calefacción doméstica geotérmica de bricolaje limita con las novelas de ciencia ficción sobre el futuro. ¡Pero esto está lejos de ser cierto! Gracias al desarrollo de las tecnologías actuales, esto se ha hecho posible.

La tierra no se congela ni siquiera en invierno. Esta función la utilizan los equipos de instalación que colocan la tubería por debajo del punto de congelación. Sorprendentemente, la temperatura en estas capas de la tierra rara vez cae por debajo de +5 +7 ° C. ¿Es posible que la tierra acumule calor y luego lo extraiga y lo use para calentar el refrigerante? ¡Naturalmente!

Pero antes de implementar la calefacción alternativa de una casa privada utilizando el calor de la tierra, es necesario abordar los siguientes problemas:

1. Recibir calor: será necesario recolectar energía térmica para su posterior transferencia a un dispositivo de almacenamiento especial.
2. Calentamiento por portador de calor. El anticongelante calentado debe transferir energía térmica al líquido que circula en el sistema de calefacción y agua caliente.
3. El anticongelante enfriado debe devolverse al intercambiador de calor para su posterior calentamiento.

Para solucionar estos problemas se ha desarrollado una bomba geotérmica que aprovecha el calor de la tierra. Este dispositivo permite extraer la cantidad necesaria de energía térmica, que es suficiente para producir una gran cantidad de calor y utilizarlo como equipo principal o adicional para calefacción.

La calefacción geotérmica de la casa utiliza el principio de funcionamiento similar al del aire acondicionado en el modo de calefacción. El elemento principal es, cuyas dimensiones son aproximadamente similares a las dimensiones de la lavadora, este elemento incluye dos circuitos.

El primer circuito (interno) parece el sistema de calefacción de una casa privada que ya nos es familiar en un diseño que incluye tuberías y radiadores comunes. El segundo (externo) es un intercambiador de calor, que se encuentra bajo tierra o bajo el agua. Este circuito puede hacer circular tanto agua ordinaria como un líquido especial con la adición de anticongelante.

Un circuito exterior por el que circula el refrigerante (agua) que recibe la temperatura del ambiente, tras lo cual entra en la bomba de calor, que puede configurarse tanto para calefacción como para climatización. El calor que se acumula en la bomba durante el calentamiento se transfiere al circuito interno y, durante el enfriamiento, al externo.

Los colectores de agua se montan en las capas inferiores del suelo, en el fondo de un río o lago, por donde circula el anticongelante. Los colectores liberan frío y absorben calor. Con la ayuda de una bomba, el anticongelante se eleva. El intercambio de calor tiene lugar en el depósito de inercia. El anticongelante calentado transfiere energía térmica al refrigerante o calienta el agua. El anticongelante enfriado vuelve a los colectores.

Existen unidades capaces de calentar de forma independiente grandes estancias, el resto se utilizan como equipos auxiliares que pueden aportar del 50% al 75% de la demanda de calor de una estancia.

Ventajas y desventajas de la calefacción subterránea.

El descubrimiento de nuevas tecnologías hace posible que casi todos los propietarios de viviendas utilicen el potencial energético de la tierra, lo que abre la posibilidad de utilizar un sistema de calefacción geotérmica en el hogar en el sector privado. El suelo puede acumular el 98% de la energía solar, que se disipa sobre la superficie.

Gracias a este fenómeno, incluso en invierno, se almacena una gran cantidad de calor en el espesor de la tierra, que puede calentar las casas, solo es necesario dirigirlo en la dirección correcta con la ayuda de un equipo especial.

Los aspectos positivos de este tipo de calefacción:

1. No hay proceso de combustión. Este sistema es totalmente ignífugo, gracias al cual la vivienda queda protegida de la aparición de incendios que puedan producirse por un sistema de calefacción con método de combustión de fuel. No hay necesidad de buscar un lugar para almacenar combustible, su preparación o entrega.
2. Confort sonoro. La bomba de calor funciona casi en silencio.
3. Importante beneficio económico. Durante la operación del sistema, no hay necesidad de subsidios monetarios adicionales. El calentamiento anual se lleva a cabo gracias a procesos naturales que no necesitan ser comprados. Naturalmente, se necesita electricidad para el funcionamiento de una bomba de calor, pero al mismo tiempo, la cantidad de energía producida es mucho mayor que el costo del consumo de electricidad.
4. factor medioambiental. La calefacción geotérmica de una vivienda privada suburbana es la solución más ecológica. Debido al hecho de que se excluye el proceso de combustión, se excluye la emisión de diversos productos de combustión a la atmósfera.
5. La compacidad del sistema. No es necesario construir o asignar una habitación separada para la sala de calderas. Todo lo que se necesita es una bomba de calor, que se puede instalar, por ejemplo, en el sótano. El contorno más grande en términos de volumen estará bajo el agua o la tierra, por lo que no habrá necesidad de enmascararlo.
6. Multifuncionalidad. Dicho sistema se puede utilizar tanto para calefacción como para refrigeración. En esencia, desempeñará el papel no solo de un calentador, sino también de un acondicionador de aire.
7. La disponibilidad de este recurso en casi cualquier parte del mundo, además, bajos costos para la operación y mantenimiento de este sistema.

Un recurso como la energía geotérmica es en realidad gratuito, los principales gastos son para pagar la electricidad, que es necesaria para el funcionamiento de la bomba de calor. Al gastar 1 kW de electricidad, puede obtener 3-5 kW de energía térmica.

Cabe señalar que el precio de la calefacción geotérmica es bastante alto. Este equipo se amortiza en unos 5-8 años. Esto es repulsivo para muchos que van a instalar equipos económicos pero bastante eficientes para calentar sus hogares, pero no están dispuestos a gastar fondos suficientes para comprar equipos.

Equipo geotérmico necesario

El calentamiento de la tierra funciona absorbiendo y liberando su energía, y se basa en el uso de equipos especiales. Estos dispositivos acumulan calor del ambiente y lo transfieren al refrigerante del sistema de calefacción de una casa privada. Para esto, se utilizan los siguientes dispositivos de calefacción:

1. Evaporador: colocado a gran profundidad para acumular la energía térmica que se encuentra en el medio ambiente.
2. Condensador: lleva el líquido que no se congela a la temperatura deseada.
3. Estación de bombeo geotérmica: responsable de la circulación del refrigerante en el circuito y controla el funcionamiento de toda la instalación de calefacción.
4. Depósito de inercia: concentra el líquido que no se congela calentado en un lugar para la posterior transferencia del estado térmico. En su interior contiene un depósito que contiene agua del circuito y un serpentín, por cuyo interior circula anticongelante calentado.

Ahora ha quedado aún más claro cómo funciona la geotermia, gracias a la cual una casa privada se calienta con el calor de la tierra o del medio acuático.

Tenga en cuenta que el rendimiento de la bomba de calor depende de la temperatura del medio en el que se coloca el intercambiador de calor. En este caso, los habitantes de Kamchatka tienen mucha suerte, ya que aquí hay muchos géiseres.

Antes de instalar equipos para calefacción térmica, es necesario realizar una exploración geológica. Si la fuente de calor está ubicada en el sitio cerca de la casa, es mejor hacer un depósito en este lugar y colocar el intercambiador de calor en su parte inferior. Entonces, la calefacción geotérmica de una casa privada se amortizará mucho antes.

Esquemas básicos de desacoplamiento

Existen tres esquemas para organizar la calefacción térmica alternativa, es decir, equipar un circuito para acumular energía térmica:

1. Se considera que la tubería más eficaz es un sistema vertical con una bomba de pozo. Sin embargo, la disposición de dicho contorno requiere el uso de equipos especiales y la perforación de pozos con una profundidad de 50 a 200 metros. Al mismo tiempo, este método justifica el gasto, ya que la vida útil del pozo es de unos 100 años.
2. Menos costosa y más sencilla es la tubería horizontal, en la que las tuberías están bajo una capa de tierra por debajo del nivel de congelación del suelo. La principal desventaja de esta opción es que el contorno ocupa un perímetro muy grande. Por ejemplo, para un edificio con un área de 180 m2. 450 metros cuadrados espacio libre en el sitio para que el árbol más cercano esté a dos metros de las tuberías.
3. La forma más económica y conveniente es colocar el intercambiador de calor a una profundidad suficiente del depósito para que el suelo no se congele allí. La disposición de dicho sistema no requiere el trabajo de costosos equipos especiales. Esta opción es la más óptima para crear calefacción geotérmica en el hogar, siempre que el depósito no esté a más de 100-120 metros del edificio.

El circuito externo se ensambla a partir de tuberías de polietileno, con el cálculo de la relación de 40-50 W de energía térmica por metro del colector. Entonces, con una potencia de equipo de bombeo de 10 kW, será necesario equipar un pozo con una profundidad de aproximadamente 165-195 metros. Para obtener la longitud estimada deseada, en lugar de un pozo, se pueden perforar 2-3 menos profundos desde un punto, pero en diferentes direcciones, es decir, mediante el método de agrupamiento.

¿Cómo hacerlo tú mismo?

Es bastante difícil, pero bastante posible, hacer calefacción geotérmica por su cuenta, algo parecido a las plantas de energía (geoPP). Una fila con una casa, debe construir una estructura a partir de una tubería de tubería cerrada y colocarla a una profundidad considerable. El tamaño del colector y el diseño de la bobina depende del grado de conductividad térmica y la profundidad del suelo. Si realiza la instalación de calefacción geotérmica en el hogar con sus propias manos, entonces es mejor comprar el circuito externo ya hecho.

Para crear las condiciones mínimas para el funcionamiento de un sistema geotérmico, se deben cumplir las siguientes condiciones:

1. La temperatura de la capa de suelo donde se ubicará el circuito de tuberías no debe ser inferior a +5°C.
2. A lo largo de la tubería anticongelante, se debe hacer un aislamiento para proteger el circuito de la congelación.
3. El calentamiento térmico del edificio se lleva a cabo después de cuidadosos cálculos y creación del proyecto.

Dados estos requisitos, queda claro que la calefacción geotérmica puede ser efectiva. Sin embargo, para las regiones del norte, el uso de una instalación de este tipo está justificado para calentar edificios de un área pequeña, hasta 200 m2.

Considere solo formas de crear calefacción geotérmica horizontal en el hogar con sus propias manos debajo del suelo o el agua. Montar el colector verticalmente es mucho más difícil y muy costoso.

Una bomba de calor no ocupa mucho espacio, ya que este equipo es comparable en tamaño a una caldera convencional. Conectar el depósito al contorno interior del edificio tampoco es difícil. La tarea principal es equipar el contorno exterior.

Lo mejor es instalar el colector en un estanque a una distancia de no más de 100 metros. Es necesario que el área del estanque sea de más de 200 metros cuadrados y la profundidad, de al menos 3-3,5 metros. Si no tiene derechos para usar este depósito, primero deberá obtener el permiso para instalar el equipo necesario.

Si el estanque está en tu propiedad, entonces no te será difícil vaciarlo por un tiempo para tender y fijar las tuberías en espiral en su fondo sin ningún problema. El movimiento de tierras consiste únicamente en cavar una zanja necesaria para conectar un circuito externo a una bomba geotérmica. Después de completar todo el trabajo de instalación, el depósito se puede volver a llenar.

Si su sitio aún no tiene espacios verdes y muchas estructuras, puede diseñar una forma horizontal de colocar el intercambiador de calor bajo tierra. Para hacer esto, debe calcular qué área ocupará el futuro colector, teniendo en cuenta los parámetros indicados anteriormente: 250-300 m2. contorno por 100 m2. área de construcción.

Si hay árboles y edificios temporales en su sitio, pero realmente desea hacer calefacción geotérmica horizontal, entonces todas las estructuras y espacios verdes deberán ser cortados y demolidos. El proceso es complejo, lento, pero necesario.

La tecnología de calefacción de edificios con calor subterráneo es muy común en Occidente, ya que los occidentales pueden realizar inversiones a largo plazo que se amortizan en 5-10 años. En nuestro país no hay muchas personas dispuestas a pagar unos $20.000 por el arreglo de tal sistema. Sin embargo, la calefacción geotérmica alternativa de una casa privada se está volviendo cada vez más popular.

Muchos propietarios de viviendas privadas todavía creen que la calefacción geotérmica es casi un término de ciencia ficción, y solo es relevante para aquellas regiones donde las aguas termales burbujean y hay una alta actividad volcánica. Y dado que tales fenómenos naturales son raros, las perspectivas de usar esta energía alternativa en nuestras condiciones parecen vagas para muchos. De hecho, una bomba geotérmica genera con éxito calor a bajas temperaturas, por lo que incluso en un clima templado se puede usar de manera bastante eficiente. Pero, ¿es posible instalar calefacción geotérmica en casa con sus propias manos? Tratemos de resolver esto.

Clasificación por tipo de construcción

El principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica es similar al principio de funcionamiento de un acondicionador de aire o un refrigerador. El elemento principal es una bomba de calor incluida en dos circuitos.

El principio de funcionamiento de una bomba geotérmica (calor)

El circuito interno es un sistema de calefacción tradicional que consta de tuberías y radiadores. Externo: un intercambiador de calor de tamaño impresionante ubicado bajo tierra o en la columna de agua. En su interior puede circular tanto un líquido especial con anticongelante como agua corriente. El portador de calor asume la temperatura del medio y "calentado" ingresa a la bomba de calor, el calor acumulado se transfiere al circuito interno. Así, el agua se calienta en tuberías y radiadores.

La bomba geotérmica (de calor) es un elemento clave del sistema. Esta es una unidad compacta, no ocupa más espacio que una lavadora familiar a nuestros ojos. Si hablamos de rendimiento, por cada 1 kW de electricidad consumida, la bomba "produce" hasta 4-5 kW de energía térmica. Mientras que un acondicionador de aire convencional, que tiene un principio de funcionamiento similar, por 1 kW de electricidad consumida, 1 kW de calor "responderá".

Debe admitirse que el dispositivo de este tipo de calefacción es el más costoso y lento en la actualidad. La mayor parte de su costo es la compra de equipos y, por supuesto, el movimiento de tierras. Naturalmente, un propietario ahorrativo piensa, ¿es posible ahorrar dinero, por ejemplo, en la instalación y hacer calefacción geotérmica con sus propias manos? Para responder a esta pregunta, es necesario comprender qué sistemas se utilizan con mayor frecuencia y comprender las características de su dispositivo.

Intercambiador de calor horizontal

Muy a menudo, se usa un contorno horizontal, durante el cual las tuberías se colocan en zanjas a una profundidad mayor que el nivel de congelación del suelo en un área determinada.

La desventaja de un sistema de calefacción geotérmica con circuito horizontal es la gran área que ocupa el colector

La desventaja es que el área ocupada por el circuito debe ser mucho más grande que la casa misma, por lo tanto, para calentar un edificio con un área de 250 m², alrededor de 600 m² "dejarán" debajo de las tuberías. No todos los desarrolladores pueden permitirse ese lujo.

Además, existen inconvenientes si el sitio ya está ennoblecido, hay que observar, por ejemplo, la distancia a los árboles (1,5 m) y muchos otros matices.

Intercambiador de calor verticales

Una opción más compacta, pero también más cara, es un intercambiador de calor vertical. Su instalación no requiere un área grande, pero requerirá un equipo de perforación especial.

La instalación de un intercambiador de calor vertical requiere el uso de un equipo de perforación especial

La profundidad del pozo, según la tecnología, puede alcanzar los 50-200 m, pero su vida útil es de hasta 100 años. Este método es especialmente relevante cuando se planifica una geotermia con un territorio adyacente desarrollado, le permite guardar el paisaje casi en su forma original.

La instalación geotérmica más económica utiliza la energía térmica del agua. Se recomienda si la distancia al cuerpo de agua más cercano no supera los 100 m.

El intercambiador de calor colocado por agua es el más ventajoso y por lo tanto más apropiado para el dispositivo.

Se coloca un contorno de tuberías en forma de espiral en la parte inferior, la profundidad de ocurrencia debe ser inferior a 2,5-3 m, es decir, más profunda que la zona de congelación. El área del embalse es de 200 m². La principal ventaja es que no es necesario realizar laboriosos movimientos de tierra, pero es necesario obtener el permiso de los servicios especiales. Habiendo gastado una cantidad significativa de dinero en equipos costosos, no debe ahorrar en una instalación de alta calidad. Después de todo, la calidad y la eficiencia de todo el sistema dependerán de ello.

Como puede ver, instalar calefacción geotérmica en casa con sus propias manos no es tan simple. De todos los tipos enumerados, quizás solo la última opción sea bastante fácil de implementar por su cuenta. Pero incluso en este caso, vale la pena sopesar todos los pros y los contras.

Sobre las ventajas y desventajas del sistema.

Por primera vez, la calefacción geotérmica fue analizada de cerca en los EE. UU., durante la crisis de los años 80. Se registraron instalaciones bastante caras en los hogares de los más ricos y avanzados, pero poco a poco se hicieron más accesibles y populares. Europa tomó nota de la novedad y comenzó a introducirla activamente en sus espacios abiertos. Ahora este tipo de calefacción ya no es una curiosidad; en Suecia, por ejemplo, alrededor del 70% de todo el calor se sintetiza mediante bombas de calor.

Los fabricantes de equipos milagrosos y verdes hablan unánimemente sobre las ventajas de este tipo de calefacción sobre todos los demás, las principales ventajas que se destacan son:

• para la calefacción se utiliza la energía térmica de la tierra, que es renovable e inagotable;
• no hay riesgo de incendio;
• no hay necesidad de entrega y almacenamiento de materiales combustibles;
• durante el funcionamiento del equipo, no se forman emisiones nocivas, el sistema es absolutamente seguro y respetuoso con el medio ambiente;
• el sistema funciona de forma autónoma, no necesita monitoreo e intervención constantes;
• es económico, prácticamente no requiere gastos de mantenimiento por parte del propietario;
• con toda la variedad de modelos, el coeficiente de productividad del equipo se mantiene constantemente alto.

El sistema de calefacción geotérmica funcionó bien en combinación con "suelos cálidos". Tal dúo asegura una distribución uniforme de la temperatura y evita la formación de zonas de sobrecalentamiento.

¡Importante! Este tipo de calefacción es más beneficioso para casas con un área de hasta 150 m², los propietarios de casas tan pequeñas aseguran que los costos se amortizan en unos 3-4 años.

Tenga en cuenta que estos sistemas aún no se han vuelto populares en el espacio postsoviético. Esto se debe en gran parte a las inversiones de capital bastante significativas que deberán realizarse desde el principio y al período de recuperación bastante largo. Es bastante difícil convencer a nuestros conciudadanos de que, después de todo, es económicamente rentable de todos modos. Aunque, dada la subida anual del precio de los refrigerantes habituales y el hecho de que el sistema está diseñado para una media de 100 años de funcionamiento eficiente, la elección parece bastante justificada.

Un hogar acogedor y confortable, fresco en verano y cálido en invierno es, sin exagerar, el sueño de cualquier persona. Hay muchos tipos de calefacción doméstica: madera, turba, electricidad, carbón, gas, calefacción geotérmica. Pero los equipos que funcionan con carbón, gas, turba y similares no pueden clasificarse como seguros y respetuosos con el medio ambiente. Y el costo de dicho combustible varía mucho.

Mucha gente piensa que la calefacción de gas de una casa privada es la mejor opción. Sin embargo, también hay algunas desventajas muy significativas. En algunos casos, es imposible instalar dicha calefacción si no hay una tubería de gas conectada a su casa. La instalación de una instalación de gas requiere un mantenimiento constante, un estricto cumplimiento de todas las normas de seguridad, así como permisos especiales.

Sin embargo, hay una opción bastante buena para la calefacción sin gas: la calefacción geotérmica del hogar. El número de usuarios de dichos sistemas aumenta diariamente, ya que dicha calefacción cuenta con muchas cualidades positivas. Entre los más importantes está el hecho de que dicho sistema de calefacción es el más económico, además de respetuoso con el medio ambiente y seguro.

Principio de funcionamiento

El sistema de calefacción del calor de la tierra consta de 3 componentes principales:

• Contorno interior;
• Contorno exterior;
• Bomba de calor.

A muchos les interesa la pregunta: ¿qué es calentar con la energía de la tierra? El diseño de un sistema de este tipo es bastante difícil de entender, por lo que, para aclararlo, daremos un pequeño ejemplo.

Se puede decir que el sistema geotérmico es de alguna manera un refrigerador, solo que “al revés”.

El evaporador, que aquí juega el papel de un congelador, se encuentra en lo profundo de las entrañas de la tierra. El condensador, que tiene la forma de un serpentín de cobre, se utiliza para llevar el aire o el agua a la temperatura requerida. La temperatura del evaporador ubicado bajo tierra es significativamente más baja que sobre la superficie.

Según los fabricantes de tales sistemas de calefacción, la temperatura está en el rango de 5 a 8 grados centígrados.

Principio de funcionamiento.

El uso de compresores duraderos y confiables, así como tecnologías innovadoras de sistemas de refrigeración, hacen posible crear formas únicas e inusuales de calor de "baja calidad" que está sobre el suelo en calor de "calidad", que luego se usa en la energía geotérmica. calefacción de una casa privada.

Como resultado, esto hace posible iniciar la producción industrial del elemento principal con este método de calefacción de espacios: las bombas de calor.

Los sistemas de calefacción geotérmica funcionan según el principio de transferencia física de calor al refrigerante debido a la energía de la tierra. Aproximadamente el mismo principio de funcionamiento se implementa en un refrigerador convencional. Más del 75% de la cantidad total de calor que se libera durante el funcionamiento del sistema de calefacción de la casa es la energía del medio ambiente, que luego se acumula y entra en las salas de estar y otras instalaciones de la casa.

Por ello, esta energía tiene una notable capacidad de autocuración, por lo que el sistema de calefacción geotérmica no provoca ningún daño al equilibrio ecológico y energético de nuestro planeta.

Historia de la apariencia

La razón principal de la aparición de tales sistemas de calefacción de cabañas es la crisis energética que tuvo lugar en los años 70 del siglo pasado. Inicialmente, solo las familias más elitistas y ricas se permitieron instalar un innovador sistema de calefacción desde el suelo.

En el futuro, gracias al desarrollo gradual de la ciencia y la tecnología, así como a la aparición de nuevas tecnologías, tales sistemas se generalizaron, ya que su costo de adquisición fue disminuyendo constantemente.

Ahora, para una familia con un ingreso promedio, un sistema de calefacción geotérmica está disponible sin dañar gravemente el presupuesto. Se continúa con la mejora y modernización de los equipos geotérmicos, ya que la instalación de nuevas unidades conlleva una disminución del consumo energético y un gran ahorro.

ventajas

El funcionamiento de dichos sistemas de calefacción se lleva a cabo con un combustible cualitativamente nuevo e inusual: la energía de las entrañas de la tierra se utiliza para el aire acondicionado y para calentar una casa privada. Esta energía crea condiciones de vida óptimas y confortables, y no contamina el medio ambiente con sustancias nocivas y desechos. La calefacción de la casa se realiza con energía gratuita, por 1 kW de electricidad el sistema devuelve 4-5 kW de calor.

La energía geotérmica funciona de manera eficiente y segura sin ningún proceso de combustión, por lo que no existe ningún requisito previo para que el sistema se incendie o explote.

Una ventaja igualmente importante es que no es necesario comprar campanas y chimeneas adicionales, que pueden ser necesarias para garantizar el buen funcionamiento de otros tipos de sistemas de calefacción. Durante la operación de calefacción, no se emiten humos ni olores nocivos desde el suelo, dicho sistema no genera ruidos innecesarios y, además, no ocupa mucho espacio.

Las unidades geotérmicas, a diferencia de los sistemas de combustible sólido y líquido, son prácticamente invisibles para las personas, no destruyen la integridad de la fachada y el interior de la casa. No hay necesidad de perder el tiempo pensando en temas como almacenamiento, entrega y compra de combustible, ya que la energía del planeta es inagotable.

Otro hecho muy notable es que con la ayuda puede calentar el local en invierno o enfriar la cabaña durante el calor.

Si necesita calentar su hogar con el calor de la tierra, también debe considerar su aspecto financiero. Notamos de inmediato que el proceso de instalación de dicho sistema requerirá altos costos en comparación con los equipos de diesel y gas.

En contraste con esto, se puede notar que el nivel de consumo eléctrico es mucho menor, por lo que a largo plazo, la factibilidad económica de adquirir equipos geotérmicos es visible a simple vista. Según los desarrolladores, se devolverán hasta cinco kilovatios de energía térmica por cada kilovatio de energía eléctrica gastado.

Montaje

Hay varias formas de gastar un mínimo de espacio para instalar bombas de calor:

1. operación de sondas subterráneas. Para hacer esto, deberá ejecutar un circuito especial en un pozo profundo, que está lleno de anticongelante;
2. explotación de aguas subterráneas cálidas. Para hacer esto, necesitas perforar un pozo bastante profundo. El agua subterránea es impulsada a través del intercambiador de calor, previamente bombeada por una bomba;
3. colocar sombrillas especiales en posición horizontal por debajo del nivel de la glaciación invernal en el fondo del embalse.

Conclusión

Finalmente, observamos que la calefacción geotérmica respetuosa con el medio ambiente resultó ser la más efectiva en un modo de operación conjunto con "pisos cálidos". Esto le permite al propietario de la casa disfrutar de la calidez y el confort únicos, así como ahorrar una buena cantidad de dinero.

La principal ventaja de una combinación tan inusual es que se garantiza el principio de calentamiento uniforme de toda la habitación, evitando la creación de zonas de sobrecalentamiento. Durante un año de funcionamiento, el ahorro de usar un sistema de calefacción por suelo radiante y calefacción geotérmica de este tipo alcanza aproximadamente el 20% en comparación con las baterías de radiadores tradicionales.

La calefacción geotérmica de bricolaje es un proyecto muy real que promete muchos beneficios para los propietarios de casas privadas. Por supuesto, algunos de los equipos deberán comprarse listos para usar, ya que su fabricación en el hogar es simplemente imposible. Pero se puede hacer una cantidad bastante grande de trabajo de forma independiente, sin involucrar a especialistas.

Los ahorros de costos significativos son solo uno de los beneficios de esta solución. Otro "plus" es la confianza en la calidad de los materiales y el trabajo realizado.

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Actualmente, la energía de la tierra para calentar una casa rara vez se usa; la mayoría de las personas prefieren usar fuentes de energía tradicionales. Pero los precios del combustible aumentan constantemente y las reservas de gas, carbón y petróleo se agotarán en algún momento, incluso después de muchos años. Por ello, se hace necesario buscar fuentes alternativas de calor, en particular, el calor de la tierra para calentar una casa.

Calentar una casa con el calor de la tierra es más preferible en comparación con la energía solar y eólica. En Europa, los sistemas solares ya están muy extendidos, lo que permite el uso de los rayos del sol para calentar una casa y calentar agua (léase también: ""). Sin embargo, su uso es limitado: si en países con clima cálido son suficientes para calentar completamente la vivienda, entonces en regiones con clima templado hay demasiados días nublados. Además, los colectores solares deben tener un área grande y un almacenamiento de calor de gran capacidad y, como resultado, la creación de un sistema de calefacción cuesta mucho (léase: "").

Tampoco está de más tener una fuente adicional de calor en caso de mal tiempo prolongado. La energía eólica tampoco es la mejor opción: su fuerza cambia y los pliegues de relieve contribuyen a la formación de lugares con calma constante.

Si usa el calor de la tierra para calentar la casa, entonces no se requiere una fuente de energía adicional: en cualquier día, el suelo a una profundidad de varios metros mantiene una temperatura constante. Cuanto mayor sea la profundidad de inmersión de la bomba geotérmica, mayor será la temperatura del suelo y, en consecuencia, la eficiencia de calefacción (más detalles: ""). Sin embargo, debe recordar la profundidad de congelación: difiere en diferentes regiones.

Bombas geotérmicas que aprovechan el calor de la tierra para calentar la casa

El calentamiento de la energía de la tierra se debe a un dispositivo especial: una bomba geotérmica.

El principio de su funcionamiento es similar al del refrigerador:

• el refrigerante gaseoso es comprimido por el compresor, y al mismo tiempo está muy caliente;
• el refrigerante pasa a través del intercambiador de calor, liberando el exceso de calor y enfriando a temperatura ambiente;
• después del enfriamiento, esta sustancia ingresa al circuito de enfriamiento del congelador, donde luego se expande. Como resultado de un cambio en el estado de agregación de líquido a gaseoso, el refrigerante se enfría bruscamente y enfría todo lo que lo rodea;
• luego vuelve al compresor y el ciclo se repite de nuevo.

De igual manera, se produce el calentamiento de la casa con la energía de la tierra. Por ejemplo, un refrigerador toma calor de un objeto frío y lo transfiere a un objeto caliente, por lo que el calor se transfiere desde el congelador con temperaturas bajo cero a la habitación. La cantidad de energía bombeada es varias veces mayor que la electricidad consumida por el compresor.

El calentamiento del calor de la tierra es muy eficiente: la producción de calor es tres veces la cantidad de electricidad consumida. Si comparamos una bomba de calor con un frigorífico, en este caso el suelo, que tiene una temperatura constante, sustituye al congelador.

Al crear un sistema de calefacción, es necesario instalar no solo radiadores para la transferencia de calor, sino también un intercambiador de calor en el segundo lado del circuito, que tomará calor del suelo.

Los colectores son de dos tipos:

• vertical;
• horizontal.

Antes de comenzar a utilizar el calor de la tierra para calentar su hogar, debe decidir el tipo de colector. Cómo se ven, se puede ver en la foto.

Colectores verticales para calentar una casa desde el suelo

En la mayoría de los casos, se utilizan colectores de este tipo: se sumergen en el suelo a una profundidad de varias decenas de metros. Para hacer esto, a una distancia insignificante de la casa, se perfora la cantidad requerida de pozos, luego se colocan tuberías (generalmente hechas de polietileno reticulado). A tal profundidad, la temperatura del suelo permanece alta y estable, respectivamente, calentar una casa privada con el calor de la tierra es altamente eficiente. Con esta opción, los colectores no requieren un área grande.

Sin embargo, se debe tener en cuenta un inconveniente importante de este esquema: el calentamiento de las entrañas de la tierra es costoso. Por supuesto, los costos iniciales se pagarán más tarde, pero aún así no todas las familias pueden pagar tales gastos. El costo de la perforación es alto y se necesitará mucho dinero para hacer varios pozos de 50 metros de profundidad.

Colectores horizontales para calentar la casa con el calor de la tierra

Se utilizan en regiones con un clima relativamente cálido, donde la profundidad de congelación del suelo no supera los 1-1,5 metros. En este caso, es mucho más fácil organizar la calefacción de una casa desde el suelo, ya que usted mismo puede cavar trincheras y el costo del trabajo disminuirá significativamente.

Pero tal esquema también tiene inconvenientes. En primer lugar, no es tan fácil calentar desde el suelo con sus propias manos: por ejemplo, para una casa con un área de 275 "cuadrados", deberá colocar 1200 metros de tuberías en trincheras . Además del hecho de que tienes que pasar mucho tiempo cavando zanjas, las tuberías también ocuparán un área grande. Es imposible utilizar este sitio, por ejemplo, para un jardín o huerta: las raíces de las plantas se congelarán debido a las características del colector.

Así, calentar con la energía de la tierra es una buena idea, pero muy difícil de implementar. Lo mismo ocurre con la calefacción solar. Es por esta razón que las fuentes de energía alternativa no se utilizan mucho en la actualidad.

Colectores de aire

La calefacción subterránea de una casa privada también se puede implementar utilizando colectores de aire. Esta es una forma más fácil que las dos anteriores.

Para calentar el aire de la habitación a una temperatura agradable, se requiere cierta cantidad de calor. Cuanto menor sea la temperatura inicial, mayores serán los costos. Con la ayuda de un sistema de ventilación y el calor obtenido del suelo, es posible aumentar la temperatura del aire en la casa de forma gratuita. Calentar con el calor de la tierra en este caso es muy sencillo.

Para organizar un sistema de calefacción necesitas:

• lleve la entrada de aire de ventilación por debajo del nivel de congelación del suelo;
• coloque un colector curvo, recto o de varios tubos utilizando tuberías de alcantarillado ordinarias (la forma se elige según el sitio, debe haber 1,5 metros del colector por cada metro cuadrado del área de la casa);
• haga una salida de aire en el extremo más alejado del colector de la casa, llevando la tubería a una altura de al menos 1,5 metros del suelo y equipándola con un deflector de paraguas (por supuesto, el flujo de aire hacia la casa será forzado .

En este caso, la calefacción por tierra no podrá proporcionar calor a la casa por completo.

Sin embargo, brinda la oportunidad de realizar dos ideas:

1. El aire que entra por la ventilación puede ser calentado por cualquier calentador (generador de calor a gas, solar, eléctrico, etc.) y luego distribuido por las habitaciones mediante conductos de ventilación. Dicho calentamiento desde el suelo no será completamente gratuito, pero los costos aún disminuirán: no será el aire frío del exterior el que se calentará, sino el que ya se ha calentado a unos +10 grados. Puede ahorrar especialmente bien si los inviernos en la región son fríos.
2. El aire calentado desde el suelo se puede utilizar para soplar la unidad exterior de un acondicionador de aire convencional o una bomba de calor aire-aire. Cualquier dispositivo de esta clase podrá funcionar de manera efectiva a una temperatura de aproximadamente +10 grados. La complejidad de la implementación radica solo en proporcionar el flujo de aire deseado. Como resultado, el aire es calentado por el calor del suelo, ingresa a la bomba de calor y se descarga fuera de la casa.

La calefacción por suelo radiante es una buena alternativa a los métodos tradicionales de calefacción, pero actualmente no está muy extendida (léase también: ""). Esto se debe principalmente a la complejidad de la instalación y los altos costos iniciales. La mejor opción es perforar pozos y colocar tuberías en ellos, pero dicho sistema de calefacción es demasiado costoso. Por otro lado, te permite calentar la casa utilizando una fuente de calor gratuita.

Además, no debemos olvidar que esta opción de calefacción es respetuosa con el medio ambiente y muy eficiente, ya que la temperatura del suelo a una profundidad de varias decenas de metros se mantiene constante.

Vídeo sobre cómo utilizar el calor de la tierra para calentar tu hogar:

Hay una serie de sistemas de ingeniería autónomos que son parte integral de cualquier casa de campo privada. Uno de ellos es el sistema de calefacción, que proporciona una temperatura confortable del aire interior de la casa para vivir en cualquier época del año, de acuerdo con las condiciones climáticas.

La calefacción geotérmica es una opción prometedora para la calefacción, que se basa en el uso de recursos naturales: el calor de la tierra, que es un recurso inagotable. La bomba de calor transfiere el calor del suelo o del agua superficial al portador de calor que circula por el sistema de calefacción dentro de la casa.

Hydroinzhstroy realizará todo el trabajo necesario para la organización de la calefacción geotérmica: prepararemos un proyecto, seleccionaremos y traeremos equipos, realizaremos movimientos de tierra, realizaremos instalación y puesta en marcha. Todo se hará a tiempo y con la mayor calidad posible. Damos garantía por el trabajo realizado.

Beneficios de la calefacción geotérmica

Rentabilidad. Alta eficiencia de trabajo: habiendo gastado 1 kilovatio de electricidad, una tonelada emite de 3 a 5 kW de energía térmica. A modo de comparación, en los sistemas de calefacción eléctrica, 1 kW de energía eléctrica se convierte en 0,7-1,0 kW de energía térmica.

La seguridad. El combustible no utiliza combustible explosivo e inflamable.

Pureza ecológica. Sin fugas de gas. La ausencia de humos y olores en el local. Sin emisiones contaminantes al aire.

Comodidad. Facilidad de operación y mantenimiento. Alto grado de automatización. Posibilidad de uso como sistema de aire acondicionado en verano.

Autonomía. Trabajo independiente bajo el control de la automatización.

Durabilidad. La vida útil de la bomba de calor es de 25 años.

Calefacción geotérmica en casa: cómo funciona

El sistema de calefacción geotérmica de la casa tiene tres circuitos cerrados. Por los conductos del circuito exterior, situado en el suelo o en el agua, circula solución salina o anticongelante, que elimina el calor. Al pasar por el intercambiador de calor (evaporador) de la instalación de bomba de calor, cede calor al refrigerante del circuito interno. El refrigerante calentado es bombeado por el compresor, como resultado de lo cual aumenta la temperatura del refrigerante. A través de otro dispositivo de intercambio de calor (condensador), el refrigerante transfiere su energía al circuito de calefacción de la casa.

El bucle exterior puede ser un colector horizontal o una sonda vertical.

colector horizontal

1. Los tubos colectores se colocan en la superficie horizontal del fondo de una zanja excavada a una profundidad de 1,5 metros, por debajo del nivel de congelación del suelo. Para colocar tuberías, se requiere un área libre de un área grande, en promedio, alrededor de 500 metros cuadrados.

2. El colector se coloca en el fondo del depósito.

Sonda vertical

Si no hay un río, un estanque, un lago cerca, y el área del sitio es tal que no es posible montar un colector de calor horizontal, puede perforar un pozo artesiano y bajar una sonda vertical, una un par de tuberías de HDPE en forma de U a través de las cuales fluirá la salmuera y recogerá el calor del suelo. El número y la profundidad de los pozos se calculan según el área calentada de la casa y las condiciones hidrogeológicas del sitio.

Desventajas de la calefacción geotérmica

método geotérmico para calentar una casa: se requerirán costos de capital significativos.

Volatilidad: el sistema requiere energía para funcionar. Para evitar la interrupción del suministro de calor a la casa debido a un corte de energía, es necesario comprar un generador eléctrico que funcione con gasolina o combustible diesel.

La hipotermia del suelo ocurre en el área donde se encuentra el colector de calor (generalmente debido a errores de diseño). Conduce a violaciones en el trabajo del sistema.

El costo de la calefacción geotérmica

La organización de la calefacción basada en una bomba de calor geotérmica requerirá costos financieros considerables. Pero en este caso, el alto costo solo puede atribuirse a las deficiencias con un tramo. Un sistema eficiente, respetuoso con el medio ambiente y económico bien merece la elevada inversión inicial (que se amortizará con el tiempo). El costo del sistema depende de muchos factores: el área de las instalaciones calentadas, la potencia de la bomba de calor, la opción de instalación del colector, etc. 000 a 850,000 rublos.

Otras opciones para sistemas de calefacción.

Hasta la fecha, existen muchos sistemas de calefacción diferentes, pero el sistema de calefacción que utiliza un portador de calor líquido se ha convertido en el más utilizado. En comparación con otros sistemas, tiene la mayor eficiencia, practicidad y seguridad. El principio de su funcionamiento es que el generador de calor (caldera) calienta agua o líquido anticongelante (anticongelante), que ingresa a los dispositivos de calefacción (radiadores, convectores) a través de tuberías, calentándolos, que a su vez calientan el aire en la habitación, y vuelve al lugar de su calentamiento.

Según el tipo de portador de energía, los generadores de calor se dividen en 4 grupos:

Gas.
La opción más común y relativamente económica. El calentamiento de gas requiere la presencia de una tubería de gas principal o la instalación de soportes de gas. Ventajas: economía y alto grado de automatización.

Combustible líquido.
La calefacción con combustible diesel líquido es un método más costoso.

Eléctrico.
Es conveniente, pero no barato, calentar el local de la vivienda con la ayuda de una caldera eléctrica.

Combustible sólido.
Con una caldera que funciona con madera u otros materiales combustibles sólidos, hay muchos problemas: debe cargar combustible regularmente y limpiar la cámara de combustión de cenizas.