Calefacción geotérmica subterránea de la casa con el calor de la tierra. Calefacción doméstica geotérmica hágalo usted mismo: una descripción general comparativa de los métodos del dispositivo Principio de funcionamiento de la calefacción doméstica geotérmica

Es un hecho bien conocido que calentar una casa privada con la ayuda de bomba de calor- La forma más eficiente de todas las existentes actualmente. El tema es de interés para muchos propietarios debido al aumento constante en el costo de los portadores de energía o su ausencia en un área en particular. Consideremos con más detalle qué es la calefacción geotérmica de una casa privada, cómo funciona y qué se necesita para su instalación.

El principio de funcionamiento de los sistemas geotérmicos.

Si nunca ha tocado la parte posterior del refrigerador de su hogar donde se encuentra la rejilla del intercambiador de calor, pruébelo. Encontrará que la rejilla está caliente. Se calienta porque cede calor al exterior desde espacio interior donde se almacenan los productos. Como resultado, la temperatura del interior disminuye y el calor del exterior se disipa en el área de la cocina. Es decir, refrigerador transfiere energía térmica de un lugar a otro.

Una bomba de calor es como un refrigerador, solo que funciona al revés. Este es el principio de funcionamiento de la calefacción geotérmica, de modo que el calor disponible en el exterior de la casa se traslada al interior para calentarla. Teóricamente, cualquier sustancia o cuerpo cuya temperatura esté por encima del cero absoluto (menos 273 ºС) contiene calor en forma de energía de movimiento molecular. ¿Qué podemos decir sobre la temperatura del suelo por debajo de la profundidad de congelación, que siempre es constante y se mantiene dentro de más 5-7 ºС?

Para referencia. Puedes verificar esto bajando a un sótano profundo. Tiene la misma temperatura durante todo el año. Debido a esto, en el verano, los sistemas de calefacción geotérmica pueden funcionar a la inversa, aportando frescura a la casa en lugar de calor.

Por sí sola, la temperatura de +7 ºС no es adecuada para calentar un edificio, esto es comprensible. La tarea que resuelve el sistema de calefacción geotérmica es precisamente tomar parte de este calor, convertirlo y transferirlo a la casa. Para ello, se dispone en el suelo un circuito de extracción de calor a partir de una pluralidad de tuberías tendidas por debajo de la profundidad de congelación. Moviéndose constantemente a lo largo del contorno. líquido anticongelante impulsado por la bomba de circulación.

Habiéndose calentado a la temperatura de la tierra, el líquido ingresa al intercambiador de calor, el evaporador. Allí intercambia calor con el segundo circuito, donde el refrigerante (freón) circula bajo la presión creada por el compresor. Debido a esto, el refrigerante se evapora a baja temperatura, llevándose un gran número de calor del circuito primario.

Además, al pasar la válvula de expansión, el freón ingresa al segundo intercambiador de calor: el condensador. Al mismo tiempo, su presión cae y el refrigerante se condensa, transfiriendo calor al tercer circuito: nuestro sistema de calefacción. Este es el principio de la calefacción geotérmica, cuando el sistema transfiere energía desde el exterior a la casa con costo mínimo. Después de todo, resulta que para su funcionamiento se necesita electricidad para hacer girar los rotores del compresor y los motores de la bomba. En promedio, se utilizarán 3 kWh de electricidad para calentar una casa particular con un área de 300 m2. En el video se describen más detalles sobre el principio de funcionamiento:

Tipos de sistemas geotérmicos

De hecho, los sistemas pueden diferir solo en la estructura del circuito externo, de lo contrario, el equipo es el mismo. Sobre el este momento Hay 3 tipos de contornos externos:

• colocado horizontalmente en el suelo;
• sondas geotérmicas verticales;
• sumergido hasta el fondo del cuerpo de agua más cercano.

En el primer caso, se colocan muchas tuberías a lo largo del fondo de una excavación horizontal del área calculada. La desventaja de este método es que la instalación de calefacción geotérmica requerirá mucho espacio en parcela y se recomienda su uso en la etapa de construcción de una casa, cuando puede cavar un hoyo y enterrar tuberías justo debajo de la futura casa.

Las sondas verticales en forma de haces de tubos con refrigerante se introducen en pozos profundos. Este método- el más común, porque está disponible en áreas pequeñas ya construido por el propietario. La inmersión del contorno hasta el fondo del depósito se utiliza en la medida de lo posible, es decir, si dicho depósito está disponible. En términos de eficiencia del sistema, estos 3 métodos prácticamente no difieren, solo hay una diferencia en el costo de construcción.

Conclusión. La principal ventaja que tienen las bombas de calor geotérmicas para calentar es extremadamente alta eficiencia. Pero esta ventaja se ve contrarrestada por una desventaja como la complejidad y el costo demasiado alto del trabajo y el equipo. Además, el sistema depende de la electricidad, por lo que tendrás que gastar dinero extra en Generador de diesel para no congelarse en caso de apagado.

Inmediatamente haga una reserva de que la calefacción geotérmica de bricolaje es un mito. El trabajo relacionado con el cálculo de la longitud de los circuitos y la potencia de la unidad de intercambio de calor, y el desarrollo del proyecto en su conjunto, solo puede ser realizado por un especialista en este campo que tenga educación y experiencia en ingeniería. En cuanto a la implementación del proyecto, entonces no se puede prescindir del equipo de movimiento de tierras o perforación, no cavará un pozo manualmente. Lo mismo se aplica a la instalación de tuberías, su tendido en la casa y la instalación de equipos.

Lo único que puedes hacer con tus manos es ensamblar sistema doméstico calefacción. Sobre este tema, puedes encontrar bastante información en otros artículos. Daremos algunas recomendaciones generales:

• se debe celebrar un contrato formal con la empresa contratista y se deben especificar todos los puntos en él;
• debido a las peculiaridades del funcionamiento de los sistemas solares para calentar una casa privada, el esquema de calefacción de baja temperatura es el más adecuado. Estos incluyen calefacción por suelo radiante y convectores de agua de zócalo. También se pueden suministrar radiadores tradicionales, pero esta intención debe ser comunicada previamente a los especialistas involucrados en los cálculos de la bomba de calor;
• por seguridad, no estaría de más tener una caldera de respaldo en la casa, preferiblemente una no volátil, de leña o combustible diesel. Esto evitará situaciones en las que te puedas quedar sin calefacción en pleno invierno a consecuencia de algún tipo de mal funcionamiento del sistema o accidente;
• para el mismo propósito, es necesario comprar un generador de electricidad diesel o gasolina. Los sistemas de alimentación ininterrumpida ordinarios no funcionarán, no tendrán suficiente potencia ni carga;

es mejor cuando el intercambiador de calor geotérmico está ubicado en el sótano o planta baja en casa, junto con otros equipos de calefacción. Entonces es más conveniente y más barato llevar comunicaciones.

Conclusión

La bomba de calor, como creación de los más Tecnologías avanzadas, bastante común en países Europa Oriental. En nuestro país se considera un lujo inaccesible por su considerable coste. Incluso los ciudadanos ricos no tienen prisa por invertir en este tipo de calefacción, porque poseen grandes casas de campo, donde calefacción geotérmica tardará demasiado en pagar. Desde este punto de vista la mejor opción Se considera una casa de 150 m2 de superficie.

Sabemos que la geotermia es el calor de la Tierra, y el concepto de "geotermia" a menudo se asocia con volcanes y géiseres. En Rusia energía geotérmica utilizado principalmente en escala industrial, por ejemplo, hay centrales eléctricas del Lejano Oriente que funcionan sobre la base del calor de nuestro planeta.

Muchos están seguros de que hacer calefacción geotérmica en casa con sus propias manos es algo fuera del reino de la fantasía. ¿No lo es? ¡Pero esto no es absolutamente cierto! Con desarrollo tecnologías modernas uso doméstico La “energía verde” se ha vuelto bastante real.

Hablaremos sobre los principios del trabajo. calefacción alternativa, sus ventajas y desventajas, comparables a los sistemas de calefacción tradicionales. También aprenderá cómo colocar el intercambiador de calor y cómo instalar calefacción geotérmica con sus propias manos.

Cuando estalló la crisis del petróleo en los años 70 del siglo pasado, surgió una necesidad candente en Occidente. Fue en este momento cuando comenzaron a crearse los primeros sistemas de calefacción geotérmica.

Hoy en día son ampliamente utilizados en los Estados Unidos, Canadá y los países de Europa Occidental.

Galería de imágenes

Acerca de las fuentes de calefacción geotérmica

Para la calefacción geotérmica, se pueden utilizar las siguientes fuentes de energía térmica terrestre:

• alta temperatura;
• baja temperatura.

Las altas temperaturas incluyen, por ejemplo, aguas termales. Puede usarlos, pero su alcance está limitado por la ubicación real de dichas fuentes.

Si en Islandia este tipo de energía se usa activamente, entonces en Rusia aguas termales están lejos de asentamientos. Están más concentrados en Kamchatka, donde aguas subterráneas utilizado como portador de calor y suministrado a los sistemas de suministro de agua caliente.

El contorno exterior parece mucho más grande que el interior, aunque sus dimensiones solo pueden estimarse durante el período de planificación e instalación. Durante la operación, es invisible, porque está bajo tierra o bajo el agua. Dentro de este circuito circula agua corriente o anticongelante a base de etilenglicol, que es mucho más preferible.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Si es más fácil para ti percibir información visual, entonces este video te permitirá ver con tus propios ojos cómo funciona el sistema geotérmico, así como aprender más sobre quién y por qué es beneficioso este tipo de calefacción.

Te invitamos a ver un breve video en el que el dueño de un colector de subsuelo horizontal hablará de sus impresiones sobre su funcionamiento. Además, al ver este video, aprenderá sobre correr cuesta asociado con la operación de un sistema de calefacción geotérmico.

Cada propietario de una casa privada elige por sí mismo si comprar los servicios de organizaciones proveedoras de recursos o confiar solo en sí mismo. Al hacerlo, se guía por toda una lista de consideraciones.

¿Tiene algo que agregar o tiene preguntas sobre la calefacción geotérmica de una casa privada? Puedes dejar comentarios en la publicación. El formulario de contacto se encuentra en el bloque inferior.

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 puesto que tal fenomenos naturales es una rareza, entonces las perspectivas de usar este energía alternativa en nuestras condiciones parece vago para muchos. De hecho, una bomba geotérmica genera calor con éxito incluso a bajas temperaturas, por lo que incluso en un clima templado puede usarse 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 contorno interior es sistema tradicional calefacción, 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.

Bomba geotérmica (calor) - elemento clave sistemas Esta es una unidad compacta, no ocupa más espacio del que es familiar a nuestros ojos. lavadora. 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 horizontales

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 un circuito horizontal es gran cuadrado ocupado por el coleccionista

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 este 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.

Montaje intercambiador de calor verticales requiere el uso de 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 fondos significativos en equipos costosos, no vale la pena ahorrar en instalación de 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 todo especies enumeradas, tal vez, solo la última opción será bastante simple 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:

• utilizado para calefacción energía térmica tierra que es renovable e inagotable;
• no hay riesgo de incendio;
• no hay necesidad de entrega y almacenamiento de materiales combustibles;
• durante la operación del equipo, no 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 de hasta 150 m², los propietarios de tales pequeñas cabañas 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 que el sistema está diseñado para una media de 100 años trabajo efectivo, entonces la elección parece bastante justificada.

No todos saben que crear calefacción geotérmica en el hogar no requiere conocimientos o habilidades específicas. Pero en comparación con los tipos alternativos de calefacción, la geotermia no es tan popular, y la razón de esto es extremadamente simple: grandes gastos financieros que dará sus frutos sólo en ocho años. En tales condiciones, pocas personas quieren invertir dinero y es completamente en vano.

En una palabra, eche un vistazo más de cerca a la calefacción geotérmica, especialmente porque el costo de la electricidad y el gas está en constante crecimiento y no está claro cuál de los vectores de energía será más barato de usar en unos pocos años.

¡Nota! Por primera vez, este método de calefacción se utilizó en Estados Unidos durante la crisis financiera de los años ochenta. Con el tiempo, la novedad se ha hecho popular en Europa. En Suecia, por ejemplo, hoy ¾ de todo el calor se sintetiza mediante bombas de calor.

Incluso por el nombre, está claro que la esencia de este tipo de calefacción es utilizar la energía de la tierra. De acuerdo con el principio de funcionamiento, se parece remotamente a los acondicionadores de aire o refrigeradores.

El elemento principal es una bomba de calor conectada a dos circuitos.

1. Por debajo bucle interior nos referimos al sistema de calefacción que nos es familiar, consiste en radiadores y tuberías.
2. Externo: este es un intercambiador de calor muy dimensional instalado bajo tierra o en un depósito. Contiene un refrigerante (y puede ser agua corriente o anticongelante), tomando la temperatura medioambiente, se suministra a la bomba de calor, desde donde el calor acumulado entra en el circuito interno. así que calienta aparatos de calefacción en el hogar.

El elemento principal del sistema es precisamente la bomba de calor, un dispositivo que no ocupa más espacio que estufa de gas. El rendimiento de la bomba de calor es bastante alto: por cada kilovatio de energía utilizado, genera hasta cinco kilovatios de calor.

¡Nota! Un acondicionador de aire ordinario, cuyo principio es muy similar, produce exactamente tanta energía como la que consume, es decir, uno a uno.

Por supuesto, la calefacción geotérmica es, con mucho, la más lenta y costosa. La mayor parte del dinero deberá gastarse en movimiento de tierras y equipos relacionados, incluida una bomba de calor. Y muchos se preguntan si es posible ahorrar en esto y construir, por ejemplo, una bomba de calor casera. Para averiguarlo, debe comprender los tipos y características del equipo.

Pros y contras del sistema.

Estas son las principales ventajas de este método de calentamiento:

• uso de la energía inagotable de la tierra;
• alto factor de productividad;
• sin riesgo de incendio;
• rentabilidad;
• facilidad de mantenimiento y operación;
• no es necesario almacenar combustible;
• autonomía;
• respeto al medio ambiente y seguridad.

Las desventajas incluyen quizás el alto costo de instalación, pero, como ya se mencionó, estos costos ciertamente valdrán la pena.

¡Nota! La calefacción geotérmica es más beneficiosa junto con la calefacción por suelo radiante, así como en casas cuya superficie no exceda los 150 metros cuadrados.

Uno de los elementos más importantes es el circuito termal. Cuando está ubicado verticalmente, puede estar a una profundidad de 20 ma 150 m, dependiendo de la circulación geológica del calor. Los circuitos horizontales se instalan a una profundidad de hasta 2,5 m y se calientan debido a las fluctuaciones de temperatura en calefacción solar o pérdida de calor.

Los dispositivos térmicos con intercambio de calor directo están en contacto directo con el suelo. El refrigerante sale del cuerpo del dispositivo, se mueve a lo largo de la tubería de cobre subterránea, intercambia energía térmica y regresa.

Tal transferencia de calor se llama directa porque el líquido entra en contacto con el suelo sin ningún "intermediario". Por supuesto, no interactúa directamente con el suelo, sino que solo intercambia calor con él a través de las paredes de las tuberías. Hoy en día, tales bombas rara vez se usan, no deben confundirse con dispositivos en los que el intercambio de calor se realiza a través de circuitos intermedios.

Sea como fuere, la eficiencia del intercambio de calor directo es bastante alta y los costos financieros de instalación son más bajos que en la mayoría sistemas cerrados. No es el último papel en esto la conductividad térmica del cobre, así como la ausencia de una bomba de agua eléctrica y un intercambiador entre el refrigerante y el agua, que, como saben, es la principal fuente de pérdida de calor.

También vale la pena señalar que tubería de cobre es costoso y el refrigerante en sí mismo requiere más que para otros tipos de sistemas.

2. Sistemas cerrados

La mayoría de estos sistemas consisten en un circuito primario lleno de refrigerante y un circuito secundario lleno de agua e instalado bajo tierra. Para la fabricación del circuito secundario se utilizan principalmente tubos de polipropileno y llénelo con agua con una pequeña cantidad de anticongelante.

El agua sale del intercambiador de calor, se mueve a lo largo del contorno exterior, intercambia energía térmica con el suelo y regresa. Es característico que el contorno exterior esté por debajo del nivel de congelación del suelo, donde la temperatura es estable; todavía está sumergido en el cuerpo de agua más cercano.

¡Nota! Los sistemas sumergidos en agua o ubicados en suelo húmedo son mucho más productivos que los circuitos secos. Por ello, en terrenos secos junto al circuito, es conveniente instalar una manguera de desagüe que lo humedezca.

Los sistemas cerrados son menos eficientes que la opción anterior porque requieren perforaciones laboriosas y tuberías largas. También tenga en cuenta que los circuitos cerrados se instalan de dos maneras: vertical y horizontalmente.

El contorno vertical consta de dos tuberías que van bajo tierra en ángulo recto a una profundidad de 20-120 m Sus partes inferiores están conectadas entre sí por un conector en forma de U. Los pozos excavados para tuberías generalmente se llenan solución especial, que mejora la transferencia de calor y protege los acuíferos subterráneos de la contaminación.

En el caso de una colocación horizontal del sistema, las tuberías se entierran por debajo del nivel de congelación del suelo. Naturalmente, corren horizontalmente. En vista de razones obvias este método es más económico que la colocación vertical (léase: perforación), por lo que se utiliza siempre que haya suficiente espacio en el sitio.

Una alternativa a las dos opciones anteriores puede ser tender el contorno mediante perforación horizontal. Esto hace posible instalar tuberías debajo del jardín, el patio, la carretera y otros objetos sin destruirlos.

En términos de costo, tal sistema está en algún lugar entre horizontal y instalación vertical. Ella contraste es que las bisagras solo se pueden conectar a una cámara, y esto reduce el área requerida para la instalación.

¡Nota! Los contornos que utilizan perforación horizontal se instalan después de la construcción del edificio.

Los circuitos cerrados que están sumergidos en cuerpos de agua son una tubería colocada en bucles. Se pueden colocar en cualquier lago o estanque, que se encuentran en las inmediaciones de la casa.

5. Sistemas abiertos

En tales sistemas, el contorno exterior se rellena agua natural. Luego se traslada a un intercambiador de calor ubicado en la carcasa del dispositivo, donde se extrae el calor y se transfiere al circuito primario. Después de eso, el agua se devuelve. El suministro y el "retorno" deben colocarse lejos uno del otro para alimentar efectivamente la fuente de calor.

¡Nota! Todos los elementos del sistema deben estar bien protegidos contra la corrosión, como composición química el agua circulante no se puede controlar. Por eso es deseable utilizar circuitos cerrados si se incrementa el nivel de minerales y sales en el agua.

A pesar de que la eficiencia de los sistemas abiertos es un orden de magnitud superior a la de los cerrados, pueden surgir problemas durante la instalación, principalmente de carácter legal. Es posible que se requieran permisos de instalación ya que estos sistemas contaminan los pozos y agotan los acuíferos.

6. Columnas de líquido

Los circuitos con columnas de líquido son una de las variedades de sistemas de tipo cerrado. EN este caso el agua entra desde el fondo de un pozo profundo, pasa a través de la bomba y vuelve a hundirse, intercambiando calor con el suelo circundante.

A menudo, las columnas de líquido se utilizan cuando el espacio libre es limitado. No es deseable utilizar este sistema en suelos arcillosos o arenosos.

También notamos que la estructura puede constar de varios pilares a la vez y se usa principalmente en edificios pequeños.

Vídeo - Calefacción geotérmica

La etapa uno. Antes de proceder con la fabricación de la bomba, es necesario llevar a cabo una serie de medidas para mejorar la eficiencia energética de la vivienda. Estas medidas incluyen aislamiento de pisos y paredes, reemplazo de puertas y ventanas con goteras, aislamiento térmico del techo y techo.

Etapa dos. Luego, debe realizar una exploración geológica para averiguar la profundidad de la congelación del suelo. Después de eso, debe elaborar un proyecto basado en la tecnología seleccionada.

Etapa tres. Comprando todo lo que necesita: partes del sistema de calefacción, tuberías y un compresor para la bomba.

El compresor, el corazón de cualquier bomba geotérmica, debe analizarse por separado. Es imposible hacerlo con sus propias manos y la única opción que queda es comprar un producto terminado.

Es mejor comprar un dispositivo con una capacidad de más de 7 kW, utilizado en acondicionadores de aire de alto rendimiento (dichos compresores se venden en centros de servicio especializada en el mantenimiento de electrodomésticos).

Etapa cuatro. Entonces puede comenzar a ensamblar el intercambiador de calor interno. Recuerde que es necesario transferir la energía térmica acumulada a la red de calefacción. Los materiales para un elemento dado, así como su volumen, dependen completamente de la específica condiciones climáticas. Para la circulación del refrigerante se suele utilizar tubos de cobre, mientras que el contenedor está hecho de material no corrosivo. Lo ideal es que esta capacidad sea un tanque de acero inoxidable de 150 litros.

Etapa cinco. La bobina de cobre preparada previamente debe colocarse en el tanque. No funcionará sin dañar este último: debe cortarse en dos partes y, después de fijar la bobina, soldarla a su estado original.

Etapa seis. Luego debe perforar minas o trincheras, instalar una tubería allí. Al final del trabajo, es necesario realizar una prueba de funcionamiento del sistema.

¡Nota! Debido al alto grado de complejidad del trabajo, es mejor confiar el diseño y la instalación de dicha calefacción a profesionales experimentados. Lo mismo puede decirse de la fabricación de una bomba de calor.

Para obtener más información sobre las bombas de calor, puede ver el video a continuación.

Vídeo - Bombas geotérmicas

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. Calentado por un pequeño fuego, estufa o sistema moderno calefacción, se vio obligado a usar leña, carbón, turba, combustible diesel, quemando los regalos invaluables de la naturaleza.

El desarrollo técnico hizo posible construir poderosas centrales hidroeléctricas, aprender a usar la energía eólica y, habiendo comprendido los secretos de las capas internas de la tierra, pensar en crear método alternativo uso del calor almacenado en forma de sistemas de energía geotérmica.

En el corazón de la decisión de acción basada en principios sistema geotérmico calefacción son 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 ordinarios unidades de refrigeración, acondicionadores de aire, pero también de gran alcance

Es con su ayuda que es posible trasladar el calor que siempre existe en las entrañas de la tierra a nuestra casa, realizando un trabajo coordinado manejo 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. Su propiedades físicas, que consisten en un valor de punto de ebullición bajo, le permiten obtener energía durante la transición a un estado gaseoso. Y para ello, la temperatura procedente del circuito exterior es suficiente. El tercer circuito interno del sistema de calefacción es cantidad requerida 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.

principio de funcionamiento y caracteristicas funcionales Los sistemas de calefacción geotérmica para el hogar consisten en los siguientes pasos:

1. La solución en el circuito exterior adquiere calefacción adicional unos 5 grados en el suelo. 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 un 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 a trabajo científico físicos e ingenieros, este proceso ha sido estudiado en detalle y establecido en los fundamentos fundamentales del trabajo varios tipos equipo moderno.
3. El refrigerante del circuito interno alcanza una temperatura de 50-70 y entra en 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 contorno exterior de la misma manera se mueve hacia las profundidades de la tierra para nueva porción 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 idea clara de la parte técnica del asunto y la cantidad de necesaria inversiones financieras 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. Excavación con plataformas 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. Hay una opción sistema abierto calefacción basada en el uso de agua procedente de 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, muy un factor importante es el retorno del 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 que un agricultor islandés pudo dirigir vapor caliente desde una fuente cercana a tubo de cemento a tu 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% está escondido en la corteza terrestre con una profundidad total de 10 km puede 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.

Diseños modernos de geotermia sistemas de calefacción tienen puntos positivos y 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. varias conexiones en el medio ambiente.
2. Costes mínimos de mantenimiento con alto valor eficiencia.
3. La seguridad ambiental.
4. Propiedades confiables seguridad contra incendios sistemas

Eficiencia y recuperación

no se puede llamar energía geotérmica don 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 evaluar el costo de los sistemas de calefacción por igual para todos los tipos de combustible desde cero sin utilizar los existentes. sistemas centralizados suministro, como el 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. uno pensó que propio sistema el calentamiento no viola la ecología, no interfiere con la vida de incluso las criaturas más pequeñas y desconocidas de la naturaleza confirmará la exactitud de la elección del sistema geotérmico.

Montaje e instalación

Es mejor instalar un sistema de calefacción de este tipo no solo, sino atrayendo especialistas al menos por ciertos tipos trabajar con confianza en uno mismo.

Los pasos principales son:

1. Cálculo del contorno interno del sistema de calefacción. Esto incluye en detalle la longitud total de la tubería, el número de radiadores, la creación de suelos radiantes, el uso del calor para obtener agua caliente en el hogar.
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 modelo requerido bomba de calor.
5. Montaje 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 efectivo de todo el sistema se determina la elección correcta 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 hay asignación. sustancias nocivas en el 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 varios modelos, que 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 empresa 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. Entre lo mejor bombas modernas incluye 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 una gama de servicios. empresa rusa"Geoterm-Confort".

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 aprovechen el calor de las capas profundas de la tierra. propia casa. 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.