O dobrom udoban dom svi sanjaju. A jedna od glavnih komponenti sna je prava atmosfera u sobi, odnosno kada je zimi toplo, a ljeti se osjeća ugodna hladnoća. Na ovaj trenutak Postoji mnogo vrsta sustava grijanja, tako da postoji izbor. Negdje i sada svoje domove griju na drva, negdje više vole treset ili ugljen, a netko koristi u te svrhe prirodni gas ili struja. Na različite vrste grijanje i cijene su različite. Postoje sigurnosni problemi sistem grijanja, kao i ekološka pitanja.

Alternativa tradiciji

To je sasvim uobičajeno čuti najbolja opcija za grijanje doma smatra se korištenje prirodnog plina. Jeftiniji je od ostalih izvora topline, ali ovdje postoje određeni problemi. Prirodni plin nije dostupan svima, budući da plinovodi još nisu svugdje postavljeni. Gejzir potrebno je stalno praćenje i održavanje. Osim toga, potrebno je poštivati ​​sigurnosne mjere, kao i prethodno dobiti dopuštenje posebnih ureda.

Postoji alternativa poput geotermalno grijanje. Ova se ideja temelji na principu fizičkog prijenosa na rashladno sredstvo iz okoliš Termalna energija. Najvažnija prednost geotermalne energije je što je potpuno neovisna o okolišu, godišnjem dobu i dobu dana te gotovo neiscrpna. Čak je i solarna energija, koja također spada u obnovljive izvore, lišena tih svojstava. Ova tehnologija je prilično uspješno korištena još osamdesetih godina prošlog stoljeća u Sovjetskom Savezu. Međutim, u to vrijeme bio je nedostupan i vrlo skup. U ovom trenutku situacija je postala potpuno drugačija.

Ruski razvoj u području obnovljivih izvora

Trenutno se Rusija ne može pohvaliti jedinstvenim razvojem na ovom području. Uostalom, oni zahtijevaju i inteligenciju, određene studije. Geotermalno grijanje, temeljeno na korištenju istoimene energije, ima osnovnu prednost kao potpunu neovisnost i praktičnu neiscrpnost. Sada se može govoriti o nevjerojatno ogromnim mogućnostima korištenja topline zemaljskih dubina samo kao temeljne perspektive. Voda ili mješavina pare i vode može se usmjeriti za potrebe opskrbe toplinom i toplom vodom, kao i za proizvodnju električna energija dizajniran za različite namjene. Sve to ovisi o temperaturi.

Toplina visoke temperature trebala bi se koristiti za proizvodnju električne energije i opskrbu toplinom. Stanica ima određeni uređaj, ovisno o tome koji se izvori geotermalne energije tamo koriste. Ako u regiji postoji izvor podzemnih termalnih voda, one se mogu usmjeriti na opskrbu toplinom.

Geotermalni sustavi grijanja koriste se svakim danom sve više, jer takvo grijanje ima puno prednosti, uključujući sigurnost, ekološku prihvatljivost i ekonomičnost. Jedan od glavnih problema je potreba za ponovnim ubrizgavanjem vode u podzemne vodonosnike. Obično u termalne vode sadrži puno soli, kao i otrovne metale i razne kemijske spojeve. Zbog toga je nemoguće takve vode ispuštati u površinske vodene sustave.

Za sada u Rusiji nema toliko geotermalnih stanica. No, iz godine u godinu sve je više pobornika i korisnika koji preferiraju geotermalno grijanje.

Kako radi?

Vrlo je teško navesti princip rada takve instalacije u pristupačnom obliku, jer ima dovoljno složen dizajn. Lakše je objasniti pribjegavanjem nekom apstraktnom primjeru. Vrijedno je zamisliti sustav u obliku hladnjaka, ali obrnuto. Ovdje isparivač, koji se nalazi u dubinama zemlje, djeluje kao zamrzivač. Kondenzator, izrađen od bakrenog svitka, dovodi temperaturu zraka na željenu razinu. A temperatura isparivača je mnogo niža nego na površini. U takvim se sustavima energija zemlje koristi ne samo za grijanje, već i za klimatizaciju.

Geotermalno grijanje uključuje korištenje pouzdanih i izdržljivih kompresora temeljenih na inovativnoj tehnologiji rashladnih sustava, što vam omogućuje stvaranje takvih neobične metode transformacija topline iz dubina zemlje u kvalitetna toplina, koji se zatim koristi za zagrijavanje prostorije. Toplinska pumpa u takvom sustavu jedna je od najvažnijih komponenti.

Osnova sustava

Kao osnovno načelo Funkcioniranje takvog sustava koristi fizički prijenos toplinske energije na rashladno sredstvo iz okoliša. To se može promatrati u bilo kojem hladnjaku. Geotermalna pretpostavlja da je više od 75% ukupnog toplinskog volumena koji se oslobađa tijekom rada takvih sustava energija okoliša, koja se akumulira i ulazi u prostorije kuće. Zato ova energija ima tako izvrsno svojstvo kao što je samoizlječenje. Pokazalo se da je geotermalno grijanje kod kuće sigurno za korištenje i ne može uzrokovati nikakvu štetu energetskoj ili ekološkoj ravnoteži planeta.

Razvoj tehnologije

Geotermalni sustavi grijanja počeli su se razvijati nakon energetske krize sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Kada su se inovativne instalacije prvi put pojavile, samo ne obične, već vrlo bogate obitelji mogle su ih koristiti u svojim domovima. Međutim, kasnije su sustavi postali sve rašireniji, što je njihov trošak učinio pristupačnijim. Sada čak i obitelj s prosječnim prihodom može koristiti geotermalno grijanje, čija je cijena od 35-40 tisuća rubalja i mnogima je postala pristupačna. Naravno, radi se na poboljšanju opreme dizajnirane za te svrhe. Svake godine se pojavljuje sve više ekonomičnih i praktičnih jedinica.

Prijateljstvo prema okolišu

Geotermalno grijanje privatne kuće, čija cijena svake godine postaje sve pristupačnija, temelji se na kvalitativno drugačijem gorivu, za nas neuobičajenom. Grijanje i klimatizacija pojedinog stana provodi se energijom zemlje, uz pomoć koje je moguće stvoriti optimalni uvjeti za život. Osim toga, takvo grijanje je ekološki prihvatljivo, jer njegovo korištenje ne dovodi do onečišćenja okoliša otrovnim emisijama i opasnim otpadom.

Sigurnost u radu

Instalacije za geotermalno grijanje rade bez korištenja procesa izgaranja. Zahvaljujući tome potpuno su isključeni bilo kakvi preduvjeti za eksplozije ili požare. Kao važne prednosti često se navodi nepostojanje potrebe za kupnjom i ugradnjom dodatnih napa i dimnjaka, što je potrebno za sustave grijanja koji rade na drugim principima. Tijekom rada takvog sustava u kući se ne pojavljuju štetni mirisi ili isparenja. Osim toga, vrijedno je spomenuti bešumnost rada takvog sustava grijanja, kao i njegovu kompaktnost.

Usporedimo li geotermalne instalacije sa sustavima na kruto gorivo ili tekuće gorivo, vrijedno je napomenuti da one ne samo da ne remete unutrašnjost doma, već i ne zahtijevaju vrijeme za rješavanje problema povezanih s nabavom, isporukom i naknadnim skladištenjem gorivo, budući da se energija zemlje može nazvati neiscrpnom.

Cijena izdanja

Kada je u pitanju odabir uređaja i sustava grijanja, uvijek je jedno od prvih mjesta financijska pitanja. Ugradnja geotermalnog sustava grijanja zahtijevat će značajno visoki troškovi nego dizel ili plinska oprema. Međutim, ovdje treba imati na umu znatno nižu razinu potrošnje energije. Dakle, u dugoročnom gospodarskom planu, kupnja i ugradnja takvog sustava ispada ekonomičnija.

Ušteda prostora

Postoji nekoliko načina na koje možete značajno smanjiti prostor koji zauzimaju dizalice topline ako sami radite geotermalno grijanje:

• koristite posebne podzemne sonde, za koje se kontura ispunjena antifrizom spušta u bunar;
• primjena toplog podzemne vode, za što je potrebno izbušiti duboku bušotinu, a voda koju pumpa ispumpava će se voziti kroz izmjenjivač topline;
• sonde su položene vodoravno na razini ispod razine glacijacije dna akumulacija zimi.

Ima ih mnogo razne opcije grijanje doma. Pažnja ljudi prirodno je usmjerena na pronalaženje načina koji troše najmanju količinu energije. Žestoke sporove uzrokuje tako progresivna metoda dobivanja topline kao što je korištenje podzemnih izvora.

Kako je to uređeno?

Princip rada geotermalnog grijanja podrazumijeva korištenje toplinskih pumpi. Oni rade prema klasičnom Carnotovom ciklusu, uzimajući hladnu rashladnu tekućinu duboko ispod i primajući zauzvrat protok tekućine zagrijane na 50 stupnjeva unutar sustava grijanja. Oprema radi s koeficijentom korisno djelovanje od 350 do 450% (to nije u suprotnosti s temeljnim fizikalnim zakonima, zašto - reći će se kasnije). Standardna dizalica topline grije kuću ili drugu zgradu koristeći toplinu zemlje 100.000 sati (to je prosječni interval između preventivnih remonta).

Zagrijavanje do 50 stupnjeva nije odabrano slučajno. Upravo je ovaj pokazatelj, prema rezultatima posebnih proračuna iu proučavanju praktički implementiranih sustava, prepoznat kao najučinkovitiji. Stoga se grijanje tla, korištenjem protoka energije iz crijeva, uglavnom nadopunjuje ne radijatorima, već toplim podom ili zračnim krugom. U prosjeku, za 1000 vata energije koja pokreće pumpu, moguće je prikupiti oko 3500 vata toplinske energije. U pozadini neobuzdanog rasta troškova rashladne tekućine u glavnoj mreži i drugih metoda grijanja, ovo je vrlo ugodan pokazatelj.

Geotermalno grijanje se sastoji od tri kruga:

• zemljani kolektor;
• toplinska pumpa;
• zapravo, kompleks grijanja kuće.

Kolektor je skup cijevi koje su dopunjene recirkulacijskom pumpom. Rashladna tekućina u vanjskom krugu ima temperaturu od 3 do 7 stupnjeva. Pa čak i takvo naizgled beznačajno širenje omogućuje sustavu da učinkovito rješava zadatke. Za prijenos topline koristi se ili čisti etilen glikol ili njegova mješavina s vodom. Potpuno vodeni krugovi podzemnog grijanja su rijetki.

Razlog je jednostavan - voda koja se nalazi u dovoljno zagrijanom sloju tla brzo nagriza opremu. Čak se i takva tekućina može naći daleko od bilo kakvog proizvoljnog odvijanja. Određuje se izbor određene rashladne tekućine konstruktivna rješenja inženjeri. Crpka se odabire ovisno o uređaju preostalih dijelova sustava. Budući da je dubina bušotine (razina opreme) određena prirodni uvjeti, odlučujuće razlike između tipova geotermalni sustavi povezan s uređajem kolektora u tlu.

Horizontalna struktura podrazumijeva položaj kolektora ispod linije smrzavanja tla. Ovisno o mjestu, to znači udubljenje od 150-200 cm. Takvi kolektori mogu biti opremljeni razne cijevi, oba od bakra (s vanjskim slojem PVC-a), i od metal-plastike. Da biste dobili od 7 do 9 kW topline, morat ćete položiti najmanje 300 četvornih metara. m kolektora. Ova tehnika ne dopušta vam da se stablima približite više od 150 cm, a nakon završetka instalacije teritorij će morati biti uređen.

Vertikalno izloženi kolektor podrazumijeva bušenje nekoliko bušotina, štoviše, oni su nužno usmjereni na različite strane, a svaki se vodi pod svojim kutom. Geotermalne sonde se nalaze unutar bušotina, toplinski učinak od 1 linearni metar. m doseže oko 50 vata. Lako je izračunati da će se za identičnu količinu topline (7-9 kW) morati ugraditi 150-200 m bunara. Prednost u ovom slučaju nije samo u gospodarstvu, već iu činjenici da se krajobrazna struktura teritorija ne mijenja. Samo treba istaknuti mala parcela za montažu kesonskog bloka i za postavljanje koncentracijskog kolektora.

Krug grijani vodom je praktičan ako se može zaključiti vanjski čvor izmjena topline u jezero ili ribnjak do dubine od 200 do 300 cm.. Ali preduvjet nalazit će se mjesto rezervoara u radijusu od 0,1 km od grijane zgrade, a površina zrcala za vodu je najmanje 200 četvornih metara. m. Postoje i izmjenjivači topline zraka, kada toplinu prima vanjski krug iz atmosfere. Takvo rješenje dobro funkcionira u južnim regijama zemlje i ne zahtijeva nikakvo zemljani radovi. Slabosti sustava su niska učinkovitost pri mrazu od 15 stupnjeva i potpuno zaustavljanje ako temperatura padne na 20 stupnjeva.

Osobitosti

Geotermalno grijanje kuće, prvenstveno prigradske, ne troši skupa i zagađujuća mineralna goriva. Već 7 od 10 novih kuća izgrađenih u Švedskoj grije se na ovaj način. U vrućim danima geotermalna oprema pretvara se iz grijača u sredstvo pasivnog klimatizacije. Suprotno uvriježenom mišljenju, za rad takvog sustava grijanja nisu potrebni ni vulkani ni gejziri. Na najobičnijem ravnom terenu jednako dobro funkcionira.

Jedini uvjet je da toplinski krug dosegne točku ispod linije smrzavanja gdje je temperatura tla uvijek između 3 i 15 stupnjeva. Super visoka učinkovitost samo se čini u suprotnosti sa zakonima prirode; toplinska pumpa je zasićena freonom, koji isparava pod utjecajem čak i "ledeno hladne" vode koja se ljudima čini. Para zagrijava treći krug. Takva shema je hladnjak okrenut iznutra. Stoga se učinkovitost crpke odnosi samo na kvantitativni omjer električne energije i toplinskih resursa. Sam po sebi rad pogona se odvija "očekivano", uz neizbježne gubitke energije.

Prednosti i nedostatci

Objektivne prednosti geotermalnog grijanja su:

• izvrsna učinkovitost;
• solidan radni vijek (toplinska pumpa radi 2-3 desetljeća, a geološke sonde čak i do 100 godina);
• stabilnost rada praktički u svim uvjetima;
• nema veze s energetskim nositeljima;
• potpuna autonomija.

Postoji jedan veliki problem koji sprječava da geotermalno grijanje postane istinski mainstream rješenje. To, kao što pokazuju recenzije vlasnika, visoka cijena stvorenu strukturu. Zagrijati se obična kuća površine 200 kvadratnih metara. m (nije tako rijetko), bit će potrebno izgraditi sustav ključ u ruke za 1 milijun rubalja, do 1/3 ovog iznosa je dizalica topline. Automatizirane instalacije su vrlo udobne, a ako je sve ispravno postavljeno, mogu raditi godinama bez ljudske intervencije. Sve ovisi samo o dostupnosti slobodnih sredstava. Drugi nedostatak je ovisnost o napajanju crpne jedinice.

Rizik od paljenja geotermalnog sustava grijanja je nula. Strah od uzimanja dodatni prostor ne isplati se, u samoj kući potrebni dijelovi će zahtijevati približno istu površinu kao i obični perilica za rublje. Štoviše, oslobađa se prostor koji se obično mora oduzeti za zalihe goriva. Malo je vjerojatno da će biti moguće izgraditi potrebne konture vlastitim rukama. Također je bolje povjeriti projektiranje profesionalcima, jer i najmanja pogreška može dovesti do neugodnih posljedica.

Uređenje

Geotermalno grijanje dosta ljudi pokušava stvoriti vlastitim rukama. Ali da bi takav sustav funkcionirao, moraju se napraviti pažljivi izračuni, a također je potreban i raspored cjevovoda. Nemoguće je približiti bunar kući za više od 2-3 m. Maksimalna dopuštena dubina bušenja doseže 200 m, međutim, bušotine koje dosežu 50 m pokazuju dobru učinkovitost.

Izračuni

Glavni parametri koji se uzimaju u obzir u svim izračunima su:

• temperatura (dubina od 15-20 m i više zagrijava se od 8 do 100 stupnjeva, ovisno o uvjetima);
• vrijednost izvučene snage (prosjek je 0,05 kW po 1 m);
• utjecaj klime, vlage i kontakta s podzemnom vodom na prijenos topline.

Ono što je vrlo zanimljivo, potpuno suhe stijene ne daju više od 25 W s 1 m, a ako postoji podzemna voda, ova brojka raste na 100-110 vata. Ne smijemo zaboraviti da je standardno radno vrijeme toplinska pumpa iznosi 1800 sati godišnje. Ako se ovaj pokazatelj prekorači, sustav neće postati učinkovitiji, ali će se njegovo trošenje brzo povećati. Što je puno gore, pretjerano iskorištavanje toplinskog resursa crijeva dovodi do njihovog hlađenja, pa čak i do smrzavanja stijena na radnoj dubini. Nakon toga može doći do slijeganja tla, ponekad se oštećuju radne cijevi i nadzemne konstrukcije.

Potrebno je pažljivo izračunati radnje za regeneraciju svojstava tla. Samo povremenim dovodom topline u bušotinu umjesto izvlačenja izvana, moguće je jamčiti stabilan rad sustava dugi niz godina. Koliko često to učiniti i što još učiniti - samo će izračuni koje su napravili iskusni dizajneri potaknuti. Vrijeme povrata geotermalnog grijanja čak i sa najveća učinkovitost je najmanje 10 godina. Dakle, uz inženjerska pitanja, trebali biste pažljivo izračunati ekonomičnost projekta.

Redoslijed rada

Opskrbu toplinom iz podzemnih izvora treba stvoriti prema strogo razvijenom algoritmu. Budući da voda i zračni sustavi koriste se ograničeno, većina praktički korištenih opcija uključuje bušenje bušotina. A ovo je još jedan razlog zašto ne možete sve sami. Samo posebna oprema omogućuje vam prodiranje do dubine od 20-100 m, gdje se stvaraju potrebne uvjete za grijanje. Može se koristiti kao sonde plastične cijevi, dizajniran za tlak od oko 6 bara.

Da biste povećali učinkovitost sustava, koristite remen od 3 ili 4 reda, čiji su krajnji dijelovi povezani u obliku slova U. Zagrijavanje duž konture je vrlo važno, zahvaljujući čemu je isključeno pucanje cijevi tijekom jakog mraza. Ovo zagrijavanje se provodi kroz žicu rastegnutu do središta kanala, kroz koju se dovodi struja. Ako nije moguće koristiti energetske hrpe, moraju se koristiti horizontalni prijemnici. Za njih se priprema mjesto dimenzija 15x15 m, s njega se uklanja tlo do dubine od 0,5 m.

Sve ovo područje je potrebno za polaganje privida sondi. Često se koriste električne prostirke ili cijevi koje izmjenjuju toplinu. Da biste povećali učinkovitost sustava grijanja, primijenite raspored cijevi u spiralu ili u obliku "zmije". Nemoguće je sa sigurnošću reći što je bolje - gotovi kompleksi, masovno proizvedeni ili samostalno sklapanje. U prvom slučaju problem kompatibilnosti se automatski rješava, ali u drugom se povećava fleksibilnost, povećava se potencijal za modernizaciju (iako više pažnje treba posvetiti dizajnu).

Graditelji amateri mogu se udaljiti od tipičnog akumulatora topline zamjenom ga betonskim estrihom. Geotermalno grijanje u takvom sustavu omogućuje vam da bez značajnih temperaturnih fluktuacija. Možete eksperimentirati s raznim rashladnim tekućinama, kao i montirati kompresore s različitim performansama. Pravilnim proračunom opterećenja i pravilnom distribucijom topline duž potrošačkih krugova možete učiniti sustav 15-20% učinkovitijim. Istodobno se značajno smanjuju troškovi energije.

Horizontalno postavljene cijevi polažu se na dubinu od 50-300 cm. Kako bi se smanjila površina mreže, izrađuju se u obliku zavoja. Ali između dvije pojedinačne autoceste mora biti najmanje 200 mm. Bilo koji građevinski radovi treba prethoditi određivanje toplinskog povrata tla. Ako je manja od 20 W po 1 sq. m, nema točke u geotermalnom krugu. Kako bi se osigurala odvodnja podzemnih voda, dno jama je prekriveno slojem pijeska. Cijevi na bazi umreženog polietilena rade dobro.

Moda uključuje alternativnim načinima grijanje doma. Za takve sustave nema potrebe za bliskim mjestom kuće od plinovoda. Istodobno, u projektima nije predviđeno izgaranje goriva. Jedna učinkovita opcija je toplinsko grijanje kuće. Tehnologije u razvoju doprinose činjenici da se na domaćem tržištu pojavljuju različiti modeli ove vrste grijanja prostora.

Primjena zemaljske energije

Mora se imati na umu da tlo, čak i sa jak mraz ne smrzava se previše duboko u većini regija zemlje. Ovo svojstvo iskorištavaju čak i graditelji koji se bave polaganjem cjevovoda ispod prosječne razine smrzavanja tla. Toplinska vrijednost ima pokazatelj na razini + 5- + 7 0 C. To vam omogućuje korištenje energije zemlje za zagrijavanje kuće.

Toplina koju stvaraju moderna instalacija uspijeva akumulirati. Princip rada geotermalnog grijanja kod kuće, prema vlasnicima, sličan je principu rada hladnjaka. Algoritam radnog ciklusa je sljedeći:

• trebate dobiti toplinu kako biste je pohranili i preusmjerili na energetsku bateriju;
• antifriz se zagrijava u jednom od krugova sustava i prenosi energiju na vodu koja cirkulira u drugom krugu grijanja i opskrbi toplom vodom;
• ohlađeni antifriz se preusmjerava u područje izmjenjivača topline kako bi se ponovno zagrijao.

Ovaj pristup omogućuje korištenje topline zemlje za zagrijavanje kuće. Sustavi koriste geotermalne pumpe. Izvučena toplina može biti dovoljna kako za rad instalacije kao glavnog izvora topline u prostoriji, tako i za njezin rad kao rezervni ili pomoćni krug.

VIDEO: Čudo tehnologije - toplina iz podzemlja

Princip rada

Grijanje iz tla više nije fantastičan ili izoliran razvoj. U mnogim europskim zemljama ovaj smjer je prioritet. I kod nas osvaja svoje obožavatelje.

Odavno je uočeno da tijekom isparavanja određene tvari hlade površinu koju ostavljaju. Ova nekretnina prvi put korišten u kućnim i industrijskim hladnjacima za hlađenje. Kasnije se pojavila ideja da se koristi obrnuti učinak ovog fenomena, dobivanje topli zrak. Uveden je u klima uređaje koji rade za grijanje. Međutim, ne mogu funkcionirati na temperaturama ispod -50C. Geotermalni uređaji su lišeni takvog nedostatka.

Shema rada opreme

Osnovna karika u sustavu je dizalica topline koja se koristi u dva kruga:

• prvi krug je klasični sustav grijanja s vodenim rashladnim sredstvom, koji se sastoji od glavnih cijevi, radijatora i zaporni ventili;
• drugi krug je izmjenjivač topline velike veličine koji se nalazi u tlu ili ispod velikog otvorenog rezervoara.

Unutar drugog kruga koriste se i poseban antifriz i pripremljena voda. Grije se energijom unutarnja toplina uzemlji i ide na toplinsku pumpu. Iz njega se toplina prenosi u unutarnji krug i ulazi u radijatore.

Važan detalj je dizalica topline. Njegove dimenzije ne prelaze veličinu perilica za rublje. Trošeći 1 kW, uređaj proizvodi 4-5 kW snage za grijanje. Za usporedbu, klima uređaji rade otprilike u načinu potrošnje/povrata 1 do 1.

Danas je cijena zemljišne topline za grijanje kuće još uvijek visoka, ali se stalno smanjuje.

Glavni troškovi u procesu instalacije idu na skupo strana oprema i zemljani radovi. Postoje i razvoji kako bi se samostalno projektirale geotermalne pumpe koje stvaraju toplinu u kući.

Prednosti sustava

Geotermalno grijanje ima puno pozitivnih osobina koje ga razlikuju od drugih sustava, kao što su plinski ili električni. Prednosti uključuju:

• instalacija je apsolutno sigurna u smislu paljenja, jer u njoj nema plamena;
• za ugradnju nije potrebno bušiti dimnjake;
• nema štetnih emisija, buke ili neugodni mirisi;
• kompaktna oprema ne zauzima puno prostora;
• ne treba isporučivati ​​i skladištiti gorivo;
• koristi se neiscrpna energija zemlje;
• oprema može raditi zimi za grijanje, a ljeti za hlađenje;
• visoke performanse na život baterije;
• iako su troškovi instalacije skupi, ali su operativni troškovi nekoliko puta manji od troškova tradicionalni izvori grijanje.

Sorte rasporeda

Postoji nekoliko opcija za ugradnju geotermalnih sustava. Bliske su učinkovitosti i primjenjuju se ovisno o mogućnostima obližnjeg krajolika i temperaturnim uvjetima regije.

Vertikalne instalacije

Glavna razlika leži u ugradnji izmjenjivača topline. Najkompaktniji je njegov okomiti raspored. Ova opcija ne zahtijeva značajno zemljišne površine. Međutim, potrebno je koristiti opremu za bušenje, jer će biti potrebne duboke bušotine.

Približna dubina bušotina za geotermalne sustave je 50-200 m za učinkovit rad.

Ovaj tip je najskuplji za ugradnju, ali njegov procijenjeni radni vijek, prema proizvođačima, iznosi do 100 godina, što je još uvijek najduže razdoblje među sličnim sustavima. Glavna prednost vertikalna montaža je maksimalno očuvanje okolnog krajolika.

Horizontalna montaža

Za regije u kojima je razina smrzavanja tla relativno plitka, poželjno je smjestiti izmjenjivač topline u horizontalna ravnina. Cijevi u takvoj situaciji nalaze se u iskopanom rovu. Zauzima prilično veliko područje, što se često predstavlja kao nedostatak ovog uređenja. Međutim, u ovoj situaciji nije potrebno skupo bušenje.

Kolektor u obliku cijevi raspoređen je u petlje na odabranom području. Potrebno je odmaknuti se 1,5-2 m od korijena drveća kako ne bi oštetili strukturu. Približna površina za grijanje kuće od 250 m2 bit će oko 600 m2. Nemaju svi resurse za smještaj geotermalnog kolektora.

Podvodno postavljanje

Ugradnja kolektora ispod vodenog stupca jedna je od najčešćih učinkovite načine grijanje doma. Poželjno je da se rezervoar nalazi ne dalje od 100 m od stambene konstrukcije. Kolektorske spirale montiraju se ispod dubine od najmanje 2,5-3 m, što će im omogućiti da budu ispod točke smrzavanja. Ogledalo rezervoara treba biti najmanje 200 m 2 površine.

Kod kolektora za vodu značajno se smanjuje potreba za vodnim radom, a ne gubi se učinkovitost postrojenja.

Unutar kuće takvo će grijanje nalikovati klasiku sustav vode sa radijatorima. Međutim, zagrijavanje rashladne tekućine će se provoditi bez upotrebe goriva.

Naravno, takav sustav je još uvijek vrlo skup - 2-3 puta skuplji grijanje na plin. Ali ako izračunate uštedu goriva, pouzdanost i sigurnost opreme, trajanje rada - obično se kuće grade ne 10 ili čak 20 godina, već mnogo duže, postaje jasno da je takav sustav budućnost. Možete pokušati napraviti instalaciju odmah, ili možete pričekati još koju godinu kada se domaći proizvodi pojave na tržištu.

VIDEO: Ekonomično grijanje kuće, vrste toplinskih pumpi, spojna shema

Ograničene rezerve prirodnih energetskih resursa tjeraju čovječanstvo da traga za njima alternativnih izvora energije. Geotermalno grijanje kuće odlična je alternativa tradicionalnim načinima grijanje. To mogu potvrditi činjenični podaci o raširenoj uporabi geotermalnih sustava grijanja u Europi i Americi kao glavnog izvora topline.

Malo povijesti! Geotermalni sustavi grijanja znatno su se "proširili" krajem osamdesetih godina prošlog stoljeća, uglavnom u Americi. U početku je solidno ulaganje u ugradnju takve instalacije omogućilo korištenje samo imućnim ljudima, a nakon nekoliko godina ovaj masni sustav postao je pristupačan i manje bogatim Amerikancima, podižući važnost geotermalnih sustava grijanja na tržištu grijanja.

U Europi je prije dva desetljeća broj geotermalnih instalacija premašio 12 milijuna, a danas se može samo nagađati kolika je veličina “naselja” geotermalnih instalacija u privatnim kućama.

Zašto se ovo događa?

Sve je vrlo jednostavno! najpristupačniji i prikladan sustav grijanje na plin smanjuje rezerve fosilnih goriva za novac iz vašeg džepa. I gori kruto gorivo(drva za ogrjev, ugljen, treset) nije samo nezgodno, već je popraćeno i oslobađanjem štetnih ugljični dioksid, gubitak čađe i katrana. Također je potreban dodatni prostor za skladištenje goriva.

Kako sustav radi

Geotermalni sustavi grijanja imaju sličan princip rada kao hladnjak (klima uređaj). Samo hladnjak hladnjak hladi zrak, a geotermalna toplinska pumpa zagrijava rashladnu tekućinu sustava grijanja.

Toplina (energija) Zemlje koristi se za zagrijavanje prostorija. Toplinska pumpa koja se nalazi u kući uzima energiju iz podzemne vode ili samog tla, pretvarajući je u toplinu. Tada se ta "toplina" koristi za zagrijavanje rashladne tekućine samog sustava grijanja kuće.

Princip rada toplinske pumpe temelji se na obrnutom Carnotovom ciklusu, razvijenom još u 19. stoljeću.

"Srce" takvog sustava je kompresor, koji "komprimira" i "prenosi" toplinu. Da bi to učinio, potreban mu je vanjski izvor energije - električna mreža.

U poduzeću kompresori u unutarnjem krugu toplinske pumpe su: kondenzator, isparivač i prigušni ventil.

Toplinska pumpa radi ovako:

• Usisni razvodnik se puni tekućina protiv smrzavanja(mješavina glikola, mješavina vode i alkohola ili slana voda) koja će prenositi "podzemnu" ili "podvodnu" toplinu do pumpe.
• Ta toplinska energija u isparivaču se prenosi na rashladno sredstvo s vrlo niskim vrelištem, što dovodi do njegovog brzog ključanja i isparavanja (pretvaranja u paru).
• Kompresor koji radi povećava tlak te pare, što u skladu s tim dovodi do povećanja njezine temperature.
• U kondenzatoru se rashladno sredstvo hladi, prenoseći toplinu u krug grijanja kuće, i kondenzira.
• Kroz ventil za gas, rashladno sredstvo ulazi u kompresor, a ciklus se ponovno ponavlja ...

Toplinska pumpa se može drugim riječima nazvati i “okrenutim” hladnjakom. Doista, u hladnjaku se rashladno sredstvo zagrijava toplinom proizvoda koji se nalaze u njemu (hladnjak), a kroz sustav cijevi izlazi u stražnji zid zagrijavanjem zraka izvan hladnjaka.

A u slučaju toplinske pumpe, ta oslobođena toplina zagrijava rashladnu tekućinu u sustavu grijanja same kuće. Kao uređaji za grijanje u takvim sustavima grijanja najčešće se i učinkovitije koriste "topli podovi".

Obavijest! Ako postoji kvalitetan i ispravno izračunat krug "usisa topline", pri potrošnji 1 kW električne energije, dizalica topline može dati sustavu do 5 kW toplinske energije!

Vrste izmjenjivača topline za geotermalne sustave grijanja

Horizontalni izmjenjivač topline

Cijevi vodoravne konture polažu se na dubinu koja prelazi debljinu sloja smrzavanja tla.

Ova opcija toplinski krug najbolje kada je dostupno veliki trg osobna parcela bez vrtnih zasada (drveća). Polaganje cijevi petlje nije dopušteno na udaljenosti manjoj od 1,5 m od krošnje stabla.

Prilikom grijanja kuće od 250 m 2 potrebna je površina od ​​​​​​​​za smještaj kruga za izmjenu topline. A ovo područje nije uvijek dostupno. Pogotovo u gusto naseljenim vikendicama.

Ovaj faktor se može nazvati nedostatkom ove vrste izmjenjivača topline.

Vertikalni izmjenjivač topline

Vertikalni izmjenjivač topline je luksuz koji si ne može priuštiti svaki programer. Da biste "uredili" takav izmjenjivač topline, trebat će vam posebna oprema za bušenje.

Krug izmjenjivača topline spušta se u bunar dubine 50-200 m. Za povećanje toplinske snage koristi se nekoliko takvih bušotina, čiji su cjevovodi povezani putem posebnih kolektorskih jedinica.

Prednost organiziranja takvog sustava izmjenjivača topline je mogućnost rada na razvijenom području - ova metoda neće oštetiti postojeći krajolik.

Izmjenjivač topline postavljen u vodu

Ova je opcija najekonomičnija u ugradnji - nema potrebe za izvođenjem iskopa, ali zahtijeva rezervoar s površinom od najmanje 200 m 2 na udaljenosti ne većoj od 100 m od kuće. Cijevi kruga polažu se na dubinu veću od dubine smrzavanja (najmanje 2-3 m) do dna.

Prednosti i nedostaci geotermalnih sustava grijanja

Jednu od najznačajnijih prednosti geotermalnih sustava grijanja želimo istaknuti sigurnost okoliša za svoj dom. Uostalom, proces normalna operacija toplinska pumpa nije popraćena nikakvim štetne emisije u atmosferi. A odsutnost zapaljivih tvari u pumpi za gorivo u prisutnosti ispravnih električnih ožičenja zapravo negira opasnost od požara.

Nedostatak goriva znači nepostojanje troškova za njegovu isporuku i skladištenje.

Niska potrošnja električne energije s relativno visokim prijenosom topline (od 1 kW električne energije do 5 kW toplinske energije) još je jedan važan (ili najvažniji) čimbenik koji određuje izbor geotermalnog sustava grijanja za seosku kuću.

Autonomija geotermalnog sustava grijanja oslobađa vas potrebe da ga nadzirete i održavate.

Važna funkcionalna prednost geotermalnog sustava grijanja je njegova sposobnost da radi kao klima uređaj vruće vrijeme. U ovom načinu rada događa se suprotno: toplina iz prostorije zagrijava rashladno sredstvo, koje ga prenosi na vanjski kolektor topline.

Nedostatak takvog sustava je složenost njegove instalacije i, sukladno tome, visoka cijena, kao instalacijski radovi kao i sama oprema.

Geotermalni sustav grijanja je najskuplji za ugradnju i kupnju opreme.

U ovom slučaju možete uštedjeti samostalna instalacija ovaj sustav, ali je potrebno posvetiti značajnu pozornost izračunima i konzultacijama s "profesionalcima".

Korištenje bivalentne sheme grijanja

Bivalentni sustav podrazumijeva paralelnu upotrebu dva izvora topline tijekom vršnog opterećenja (pri niskim temperaturama okoline).

U takvom se sustavu paralelno s toplinskom pumpom spaja dodatni bojler, kao što je električni bojler. Koristi se kada je potrebno koristiti način intenzivnog grijanja pri niskim temperaturama okoline.

Ako u regiji vašeg prebivališta ima nekoliko "mraznih" dana u godini, tada vam prisutnost takvog "pomoćnika" omogućuje uštedu na snazi ​​toplinske pumpe, što značajno utječe na njezinu cijenu.

Princip rada, instalacija, prednosti i nedostaci geotermalnog grijanja za dom

Svaki vlasnik privatne kuće uvijek se suočava s problemom opskrbe kući toplinom. Danas postoji mnogo različitih opcija za grijanje u privatnoj kući. Jedan od načina je geotermalno grijanje. Mnogi ljudi, kada čuju ovo ime, misle da se takvi sustavi grade samo na mjestima izvora tople vode i gejzira. Ali ovo je daleko od istine. Moderna geotermalna toplinske instalacije uspješno rade čak i u srednja traka Rusija, gdje je prosječna godišnja temperatura niska. U ovom ćemo članku govoriti o principu rada geotermalnih instalacija za grijanje doma, njihovim prednostima i nedostacima, kao i značajkama korištenja.

Princip rada instalacije geotermalnog grijanja je sličan rashladna jedinica ili klimatizacijski sustav. U takvim instalacijama toplinska energija se uzima iz tla kroz poseban. Princip rada je sljedeći. kod kuće ili ostava ugrađena je sama dizalica topline, a u tlo se spušta izmjenjivač topline kroz koji cirkulira rashladna tekućina. Takvi geotermalni sustavi grijanja mogu se koristiti ne samo u privatnoj kući, već iu industrijskim prostorima.

Temperatura tla gdje se nalazi izmjenjivač topline obično je 5-7 stupnjeva. Zbog svojstva plinova da mijenjaju svoju temperaturu tijekom kompresije i ekspanzije, npr niska temperatura tlo se pretvara u zagrijanu rashladnu tekućinu, što je sasvim dovoljno za zagrijavanje kuće. Nakon oslobađanja topline u sustavu grijanja, rashladna tekućina se vraća na izvorni tlak i hladi se ispod temperature tla. Zatim se ponovno šalje u izmjenjivač topline, gdje se zagrijava sa zemlje. Gore navedeni proces naziva se Carnotov ciklus. Ovaj se fenomen temelji na principu rada geotermalnog grijanja kod kuće.

Načini provedbe geotermalnog grijanja

Postoji nekoliko opcija za implementaciju geotermalnog grijanja doma. Glavne razlike između ovih opcija su mjesto vanjskog kruga za izmjenu topline. U ovom slučaju, unutarnja kontura je ista u svim slučajevima. Dva glavna načina implementacije:

• S vertikalnim izmjenjivačem topline;
• S horizontalnim izmjenjivačem topline.

Osim toga, postoji mogućnost kada se izmjenjivač topline postavi u obližnji rezervoar. Razmotrimo ove metode detaljnije.

Vertikalni izmjenjivač topline

Na dubini od oko 100 metara od površine Zemlje, tlo ima temperaturu od oko 10 stupnjeva tijekom cijele godine. Za korištenje ove toplinske energije buše se bušotine. Kako bi manje oštetili okolni krajolik, stručnjaci često iz jedne točke buše bušotine pod različitim kutovima. U tim se bušotinama montira vanjska kontura geotermalnog sustava. To osigurava učinkovito uklanjanje topline iz tla. Ova metoda je prilično uredna i ne kvari mnogo područje u blizini kuće. Ali bez posebne opreme, to neće raditi, jer je potrebno bušenje dubokih vertikalnih bušotina.

Ova metoda provedbe geotermalnog grijanja bit će tražena kada se kuća izgradi i prostor oko nje bude opremljen. Dubina bušotine različitim prilikama može biti od 70 do 200 metara. Konačna dubina ovisi o parametrima geotermalne instalacije i geološkoj situaciji u pojedinoj regiji. Stručnjaci nazivaju vijek trajanja takvih instalacija oko 100 godina, ali u stvarnosti će zamjena pojedinih jedinica biti potrebna za 20-30 godina.

Ako je stvorena vertikalni izmjenjivač topline, koji će izvlačiti toplinsku energiju u podzemne vode, zatim se izrađuju dvije bušotine. Prva bušotina naziva se debitna bušotina. Za crpljenje vode koristi pumpu. Ova voda daje toplinu u unutarnjem krugu, a zatim se spaja u drugi bunar, koji se naziva prijemni bunar. Među nedostacima takvih sustava s dvije bušotine je nedostatak učinkovitosti. Ovdje veliki broj struja se koristi za rad cirkulacijska pumpa. Međutim, takvi geotermalni sustavi su sasvim prikladni za rad. topli podovi u kući.

Horizontalni izmjenjivač topline

Kao što naziv implicira, izmjenjivač topline u takvim geotermalnim instalacijama za grijanje kuće položen je vodoravno. Prije nego što to učinite, morate točno znati dubinu smrzavanja zemlje u vašem području. Cijevi izmjenjivača topline polažu se u rovove koji su ispod razine smrzavanja tla. U tom slučaju potreban je veliki prostor za polaganje izmjenjivača topline.

Dakle, za grijanje kuće površine 250 četvornih metara izmjenjivač topline bit će potrebno postaviti na površinu od ​​​600 "kvadrata". A ovo je cjelina seoska vikendica površine 6 hektara. Zauzeto područje glavni je nedostatak ove opcije. Ako imate puno prostora ispred kuće u obliku travnjaka s travom, onda je ova opcija prikladna. A ako tamo rastu drveće, postoje staklenici i slično, onda vam ova opcija geotermalnog grijanja nije prikladna.

U slučaju geotermalne instalacije grijanja s horizontalnim izmjenjivačem topline, izvodi se velika količina zemljanih radova. Zapamtite da se cijevi izmjenjivača topline ne smiju nalaziti bliže stablima od jednog i pol metra. Obično se ova opcija geotermalne instalacije koristi u trenutku izgradnje. Odnosno, dok je gradnja kuće u tijeku i na mjestu još ništa nije uređeno. Najbolje je ako se izračuni za izgradnju kuće, organiziranje grijanja i uređenje mjesta provode istovremeno.

Horizontalni izmjenjivač topline u obližnjoj vodenoj površini

Ovo je prilično rijedak slučaj. Potrebno je da kuća nije više od 100 metara od rezervoara. Može biti prirodni ili umjetni rezervoar, ali se zimi ne smije smrzavati do dna. Na dnu će biti položena vodoravna kontura izmjenjivača topline. Površina rezervoara treba biti najmanje 200 "kvadrata". Vjeruje se da je ova metoda organiziranja vanjskog izmjenjivača topline najjeftinija. Ali takav raspored kuća je rijedak. A ako je ovo javni rezervoar, onda se postavljanje izmjenjivača topline u njega može pretvoriti u probleme sa zakonom.

Jasna prednost ove opcije geotermalnog grijanja je odsutnost zemljanih radova. Ali nemojte misliti da je podvodno mjesto izmjenjivača topline vrlo lako organizirati. Moguće je da će za izvođenje takvog posla biti potrebna dozvola regulatornih tijela. Međutim, ova opcija i dalje ostaje najekonomičnija od gore navedenih.

Osobitosti

Vrijedno je spomenuti nekoliko značajki geotermalnih sustava grijanja kuće.

Razlika npr. od plina ili električni bojler je da ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine na visoke temperature. Rad u režim niske temperature osigurava niže troškove energije. Kao što znate, u sustavu grijanja, kako bi se nadoknadila niska temperatura rashladne tekućine, koristi se povećanje površine radijatora. Kako biste to izbjegli, preporuča se korištenje podnog grijanja. Ova vrsta grijanja doma će u ovom slučaju biti racionalnija, jer će toplina strujati izravno u dnevni boravak, a ne u prostor ispod stropa prostorije.

Osim toga, u imovini toplih podova treba zabilježiti minimalni gubitak topline. Količina gubitka topline uglavnom ovisi o temperaturnoj delti. U slučaju niske temperaturni režim geotermalno grijanje, ti gubici su minimalni. Druga značajna prednost toplog poda je da postoji izravno zagrijavanje samih konstrukcija kuće (u ovom slučaju poda). Kod radijatora zagrijani zrak tek neznatno prekriva staklo prozora i dio obližnjeg zida.

Prednosti i nedostatci

• Gotovo neiscrpan i stabilan izvor energije;
• Proizvođači takvih sustava nazivaju takvo grijanje besplatnim za vlasnika. Ali to nije tako, jer ne smijemo zaboraviti na cijenu električne energije. Međutim, to je jeftinije tradicionalni sustavi grijanje;
• Geotermalno grijanje može se koristiti u gotovo svim regijama, s izuzetkom sjevernih;
• Geotermalni instalacije grijanja nemaju štetne emisije;
• Zauzimaju malo prostora u kući (oko veličine hladnjaka);
• Moguće je podesiti rad jedinica za grijanje i hlađenje;
• Po potrebi se geotermalna instalacija može integrirati u sustav grijanja kuće s plinskim ili električnim bojlerom.

Minusi

• Dugo razdoblje povrata;
• Veliki iznos početnih ulaganja u kupnju i ugradnju geotermalnog sustava grijanja.

Troškovi

Troškovi nabave opreme i njezine ugradnje uglavnom ovise o kapacitetu i proizvođaču. Što se tiče proizvodne tvrtke, mnogi se ovdje vode vlastitim razmatranjima, kao i preporukama prijatelja. Ali snaga geotermalnih instalacija odabire se ovisno o površini grijane prostorije. Ovisno o snazi ​​geotermalnih instalacija za grijanje kuće, može se navesti sljedeći raspon cijena:

• 4─5 kW - od 3 do 7 tisuća dolara;
• 5─10 kW - od 4 do 8 $;
• 10─15 kW - od 5 do 10 $.

Ovim iznosima pridodaju se i troškovi ugradnje opreme, koji su otprilike 30 posto cijene same geotermalne instalacije. Rezultat će biti potpuno nepodnošljiv iznos za većinu stanovništva u našoj zemlji. Osim toga, razdoblje povrata bit će prilično dugo. Morat ćete se samo tješiti činjenicom da sada imate mali iznos za struju u troškovima grijanja.

Kako bi se poboljšala učinkovitost geotermalnih sustava grijanja, često se koriste kao pomoćni, zajedno s plinom i električni kotlovi. A postoje i opcije kada se grade u kombinaciji s nekoliko izmjenjivača topline. Stručnjaci kažu da je geotermalno grijanje kuće korisno kada površina grijane prostorije počinje od 150 četvornih metara. Tada će se svi troškovi za kupnju i ugradnju opreme isplatiti za 8-10 godina.