Opće je poznata činjenica da je grijanje privatne kuće toplinskom pumpom najučinkovitiji način od svih postojećih. Tema je od interesa za mnoge vlasnike kuća zbog stalnog porasta troškova energetskih nosača ili njihove odsutnosti na određenom području. Razmotrimo detaljnije što je geotermalno grijanje privatne kuće, kako funkcionira i što je potrebno za njegovu instalaciju.

Princip rada geotermalnih sustava

Ako nikada niste dotakli stražnju stranu svog kućnog hladnjaka gdje se nalazi rešetka izmjenjivača topline, pokušajte. Vidjet ćete da je rešetka vruća. Zagrije se jer prenosi toplinu prema van iz unutarnjeg prostora u kojem se pohranjuje hrana. Kao rezultat, temperatura iznutra se smanjuje, a toplina izvana se raspršuje u kuhinjskom prostoru. To jest, rashladni stroj prenosi toplinsku energiju s jednog mjesta na drugo.

Toplinska pumpa je poput hladnjaka, samo što radi obrnuto. Ovo je princip rada geotermalnog grijanja, tako da se toplina dostupna izvan kuće prenosi unutra kako bi se zagrijala. Teoretski, svaka tvar ili tijelo čija je temperatura iznad apsolutne nule (minus 273 ºS) sadrži toplinu u obliku energije molekularnog gibanja. Što možemo reći o temperaturi tla ispod dubine smrzavanja, koja je uvijek konstantna i drži se unutar plus 5-7 ºS.

Za referencu. To možete provjeriti spuštanjem u duboki podrum. Ima istu temperaturu tijekom cijele godine. Zbog toga ljeti geotermalni sustavi grijanja mogu raditi u obrnutom smjeru, donoseći hladnoću u kuću umjesto topline.

Sama po sebi, temperatura od +7 ºS nije prikladna za grijanje zgrade, to je razumljivo. Zadatak koji geotermalni sustav grijanja rješava upravo je da dio te topline uzme, pretvori je i prenese u kuću. U tu svrhu, krug za odvod topline je raspoređen u zemlji iz više cijevi položenih ispod dubine smrzavanja. Tekućina koja se ne smrzava neprestano se kreće duž kruga, pokretana cirkulacijskom pumpom.

Nakon zagrijavanja do temperature zemlje, tekućina ulazi u izmjenjivač topline - isparivač. Tamo izmjenjuje toplinu s drugim krugom, gdje rashladno sredstvo (freon) cirkulira pod pritiskom koji stvara kompresor. Zbog toga rashladno sredstvo isparava na niskoj temperaturi, uklanjajući veliku količinu topline iz primarnog kruga.

Nadalje, prolazeći ekspanzijski ventil, freon ulazi u drugi izmjenjivač topline - kondenzator. Istodobno, njegov tlak pada i rashladno sredstvo se kondenzira, prenoseći toplinu u treći krug - naš sustav grijanja. To je princip geotermalnog grijanja, kada sustav prenosi energiju izvana u kuću uz minimalne troškove. Uostalom, ispada da je za njegov rad potrebna električna energija za rotiranje rotora motora kompresora i pumpe. Za grijanje privatne kuće površine 300 m2 u prosjeku će se potrošiti 3 kWh električne energije. Više pojedinosti o principu rada opisano je u videu:

Vrste geotermalnih sustava

Zapravo, sustavi se mogu razlikovati samo u strukturi vanjskog kruga, inače je oprema ista. Trenutno postoje 3 vrste vanjskih kontura:

• položen vodoravno u zemlju;
• vertikalne geotermalne sonde;
• potopljen na dno najbližeg vodenog tijela.

U prvom slučaju, mnoge cijevi se polažu duž dna vodoravnog iskopa izračunate površine. Nedostatak ove metode je što će instalacija geotermalnog grijanja zahtijevati puno prostora na zemljištu i preporučuje se za korištenje u fazi izgradnje kuće, kada možete iskopati temeljnu jamu i zakopati cijevi točno ispod buduće kuće.

Vertikalne sonde u obliku snopova cijevi s rashladnom tekućinom spuštaju se u duboke bušotine. Ova metoda je najčešća, budući da je dostupna na malim površinama koje je već izgradio vlasnik. Uranjanje konture na dno rezervoara koristi se koliko je to moguće, odnosno ako je takav rezervoar dostupan. Što se tiče učinkovitosti sustava, ove 3 metode praktički se ne razlikuju, razlika je samo u cijeni izgradnje.

Zaključak. Glavna prednost koju geotermalne dizalice topline imaju za grijanje je iznimno visoka učinkovitost. Ali ova prednost je nadoknađena takvim nedostatkom kao što je složenost i previsoka cijena rada i opreme. Osim toga, sustav ovisi o struji, pa ćete morati dodatno uložiti u dizel agregat kako se ne bi smrzli u slučaju gašenja.

Odmah rezervirajte da je geotermalno grijanje vlastitim rukama mit. Posao koji se odnosi na proračun duljine krugova i snage jedinice za izmjenu topline, te izradu projekta u cjelini, može izvoditi samo stručnjak iz ovog područja koji ima inženjersko obrazovanje i iskustvo. Što se tiče provedbe projekta, tada se ne može izostaviti oprema za zemljane radove ili bušenje, nećete ručno kopati jamu. Isto vrijedi i za ugradnju cijevi, njihovo polaganje u kući i ugradnju opreme.

Jedina stvar koju možete učiniti vlastitim rukama je sastaviti sustav grijanja kuće. O ovoj temi možete pronaći dovoljno informacija u drugim člancima. Dat ćemo neke općenite preporuke:

• s tvrtkom izvođačem treba sklopiti službeni ugovor i u njemu navesti sve točke;
• zbog osobitosti rada solarnih sustava za grijanje privatne kuće, najprikladnija je shema grijanja s niskom temperaturom. To uključuje podno grijanje i vodene konvektore na podnožju. Mogu se ugraditi i tradicionalni radijatori, ali tu namjeru treba unaprijed priopćiti stručnjacima koji se bave izračunima dizalice topline;
• radi sigurnosti ne bi škodilo da u kući imate rezervni bojler, po mogućnosti trajni bojler koji radi na drva ili dizel gorivo. Time ćete izbjeći situacije u kojima možete ostati bez grijanja usred zime kao posljedica nekog kvara sustava ili nezgode;
• za istu namjenu potrebno je kupiti dizel ili benzinski generator električne energije. Obični izvori neprekidnog napajanja neće raditi, neće imati dovoljno snage ili napunjenosti;

najbolje je kada se izmjenjivač topline geotermalnog grijanja nalazi u podrumu ili podrumu kuće, zajedno s ostalom opremom za grijanje. Dakle, prikladnije je i jeftinije donijeti komunikacije.

Zaključak

Toplinska pumpa, kao zamisao najnaprednijih tehnologija, prilično je uobičajena u zapadnoj Europi. Kod nas se zbog poprilične cijene smatra nedostupnim luksuzom. Ni imućni građani ne žure ulagati u takvo grijanje, jer posjeduju velike vikendice u kojima će se geotermalno grijanje predugo isplatiti. S ove točke gledišta, kuća od 150 m2 smatra se najboljom opcijom.

Ograničene rezerve prirodnih izvora energije tjeraju čovječanstvo da traži alternativne izvore energije. Geotermalno grijanje kuće odlična je alternativa tradicionalnim metodama grijanja. 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 najprikladniji sustav grijanja na plin smanjuje zalihe fosilnih goriva za novac iz vašeg džepa. A spaljivanje krutih goriva (drvo, ugljen, treset) nije samo nezgodno, već je popraćeno i oslobađanjem štetnog ugljičnog dioksida, 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 je napunjen tekućinom 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) i ispušta se kroz sustav cijevi do stražnje stijenke, zagrijavajući zrak 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 verzija toplinskog kruga je optimalna kada postoji velika površina osobne parcele 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

Jedna od najznačajnijih prednosti geotermalnih sustava grijanja je njegova ekološka sigurnost za vaš dom. Uostalom, proces normalnog rada dizalice topline nije popraćen nikakvim štetnim emisijama u atmosferu. 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 u vrućem vremenu. 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 i instalacijskih radova i same opreme.

Geotermalni sustav grijanja je najskuplji za ugradnju i kupnju opreme.

U tom slučaju možete uštedjeti novac na sami instalaciji ovog sustava, ali morate 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.

Postoji niz autonomnih inženjerskih sustava koji su sastavni dio svake privatne seoske kuće. Jedan od njih je sustav grijanja koji osigurava ugodnu temperaturu unutarnjeg zraka kuće za život u bilo koje doba godine, u skladu s vremenskim uvjetima.

Geotermalno grijanje je obećavajuća opcija za grijanje, koja se temelji na korištenju prirodnih resursa - topline zemlje, koja je neiscrpan resurs. Toplinska pumpa prenosi toplinu iz zemlje ili površinske vode na nosač topline koji cirkulira kroz sustav grijanja unutar kuće.

Hydroinzhstroy će izvesti sve poslove potrebne za organizaciju geotermalnog grijanja: pripremit ćemo projekt, odabrati i donijeti opremu, izvesti zemljane radove, izvršiti instalaciju i puštanje u rad. Sve će biti urađeno na vrijeme i najkvalitetnije. Dajemo garanciju na izvedene radove.

Prednosti geotermalnog grijanja

Geotermalno grijanje kod kuće: kako radi

Geotermalni sustav grijanja kuće ima tri zatvorena kruga. Otopina soli ili antifriz cirkulira kroz cijevi vanjskog kruga, koji se nalaze u tlu ili vodi, koji uklanja toplinu. Prolazeći kroz izmjenjivač topline (isparivač) u instalaciji toplinske pumpe, odaje toplinu rashladnom sredstvu unutarnjeg kruga. Zagrijano rashladno sredstvo pumpa kompresor, zbog čega se temperatura rashladnog sredstva povećava. Kroz drugi uređaj za izmjenu topline (kondenzator), rashladno sredstvo prenosi svoju energiju u krug grijanja kuće.

Vanjska petlja može biti horizontalni kolektor ili vertikalna sonda.

Horizontalni razdjelnik

1. Kolektorske cijevi polažu se na vodoravnu površinu dna iskopanog rova ​​do dubine od 1,5 metara - ispod razine smrzavanja tla. Za polaganje cijevi potrebna je slobodna površina velike površine, u prosjeku - oko 500 četvornih metara.

2. Kolektor je položen na dno rezervoara.

Vertikalna sonda

Ako u blizini nema rijeke, ribnjaka, jezera, a površina gradilišta je takva da nije moguće montirati horizontalni kolektor topline, možete izbušiti arteški bunar i u njega spustiti vertikalnu sondu - a par HDPE cijevi u obliku slova U kroz koje će slana voda teći i prikupljati toplinu tla. Broj i dubina bunara izračunavaju se ovisno o grijanoj površini kuće i hidrogeološkim uvjetima lokacije.

Nedostaci geotermalnog grijanja

Trošak geotermalnog grijanja

Organizacija grijanja na temelju geotermalne dizalice topline zahtijeva znatne financijske troškove. Ali u ovom slučaju, visoka cijena može se pripisati nedostacima samo s natezanjem. Učinkovit, ekološki prihvatljiv i ekonomičan sustav vrijedan je visokih početnih ulaganja (koja će se s vremenom isplatiti). Trošak sustava ovisi o mnogim čimbenicima: površini grijanog prostora, snazi ​​toplinske pumpe, mogućnosti ugradnje kolektora itd. 000 do 850 000 rubalja.

Ostale opcije za sustave grijanja

Do danas postoji mnogo različitih sustava grijanja, ali sustav grijanja koji koristi tekući nosač topline postao je najčešće korišten. U usporedbi s drugim sustavima, ima najveću učinkovitost, praktičnost i sigurnost. Princip njegovog rada je da generator topline (bojler) zagrijava vodu ili tekućinu koja se ne smrzava (antifriz), koja kroz cijevi ulazi u uređaje za grijanje (radijatore, konvektori), zagrijavajući ih, koji zauzvrat zagrijavaju zrak u prostoriji, i vraća se na mjesto svog zagrijavanja.

Prema vrsti energetskog nosača, generatori topline podijeljeni su u 4 skupine:

Plin.
Najčešća i relativno jeftina opcija. Grijanje na plin zahtijeva prisutnost glavnog plinovoda ili ugradnju plinskih držača. Prednosti: ekonomičnost i visok stupanj automatizacije.

Tekuće gorivo.
Grijanje tekućim dizelskim gorivom je skuplja metoda.

Električni.
Prikladno je, ali ne jeftino, zagrijati prostore stana uz pomoć električnog kotla.

Čvrsto gorivo.
S kotlom koji radi na drvu ili drugim čvrstim zapaljivim materijalima, postoji mnogo problema: morate redovito puniti gorivo i čistiti komoru za izgaranje od pepela.

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. Moderne geotermalne toplinske instalacije uspješno rade čak iu središnjoj Rusiji, 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 geotermalne instalacije grijanja sličan je sustavu hlađenja ili klimatizacije. U takvim instalacijama toplinska energija se uzima iz tla kroz poseban. Princip rada je sljedeći. Sama dizalica topline ugrađuje se u kuću ili pomoćnu prostoriju, a izmjenjivač topline se spušta u tlo, 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 širenja, tako niska temperatura tla pretvara se 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 bušotina u različitim slučajevima 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 se stvori vertikalni izmjenjivač topline koji će izvlačiti toplinsku energiju iz podzemne vode, tada će se napraviti 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 zove prijemni bunar. Među nedostacima takvih sustava s dvije bušotine je nedostatak učinkovitosti. Ovdje se velika količina električne energije troši na osiguranje rada cirkulacijske crpke. Međutim, takvi geotermalni sustavi prilično su prikladni za podno grijanje 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 s površinom od ​​​250 četvornih metara, bit će potrebno postaviti izmjenjivač topline na površinu od​​​600 "kvadrata". A ovo je cijelo prigradsko područje od 6 jutara. 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, na primjer, od plinskog ili električnog kotla je u tome što ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine na visoke temperature. Rad u režimu 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. U ovom slučaju, ova vrsta grijanja doma bit će 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 niskotemperaturnog geotermalnog grijanja ti su gubici 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, jeftiniji je od tradicionalnih sustava grijanja;
• Geotermalno grijanje može se koristiti u gotovo svim regijama, s izuzetkom sjevernih;
• Instalacije za geotermalno grijanje 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 povećala učinkovitost geotermalnih sustava grijanja, često se koriste kao pomoćni, uz plinske i električne kotlove. 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.

Problem uređenja visokokvalitetnog sustava grijanja za privatnu kuću svaki put zahtijeva nestandardna rješenja. Poznate vrste grijanja koje stvaraju toplinu tijekom izgaranja goriva odavno su prepoznate kao ekonomski neisplative. Novost koja aktivno počinje postajati popularna je geotermalno grijanje doma "uradi sam". S obzirom na rastuće cijene struje i plina, većina se sve više zalaže za ovu opciju, iako je dosta komplicirana za projektiranje i montažu.

Geotermalna energija se u pravilu koristi u industrijskim razmjerima, na primjer, na Dalekom istoku, neke elektrane rade na temelju topline zemljine unutrašnjosti. Za mnoge, ideja o geotermalnom grijanju doma "uradi sam" graniči sa znanstvenofantastičnim romanima o budućnosti. Ali ovo je daleko od istine! Zahvaljujući razvoju suvremenih tehnologija, to je postalo moguće.

Princip rada geotermalnog sustava

Zemlja se ne smrzava ni zimi. Ovu značajku koriste montažerske ekipe koje polažu cjevovod ispod točke smrzavanja. Iznenađujuće, temperatura u ovim slojevima zemlje rijetko pada ispod +5 +7 ° C. Je li moguće da zemlja akumulira toplinu, a zatim je izvlači i koristi za zagrijavanje rashladne tekućine? Prirodno!

Ali prije implementacije alternativnog grijanja privatne kuće korištenjem topline zemlje, potrebno je riješiti sljedeće probleme:

1. Primanje topline - bit će potrebno prikupiti toplinsku energiju za njezin naknadni prijenos na poseban uređaj za pohranu.
2. Grijanje nosača topline. Zagrijani antifriz mora prenositi toplinsku energiju na tekućinu koja cirkulira u sustavu grijanja i toplu vodu.
3. Ohlađeni antifriz se mora vratiti u izmjenjivač topline radi naknadnog zagrijavanja.

Za rješavanje ovih problema razvijena je geotermalna pumpa koja koristi toplinu zemlje. Ovaj uređaj omogućuje izdvajanje potrebne količine toplinske energije, što je dovoljno za proizvodnju velike količine topline i korištenje kao glavna ili dodatna oprema za grijanje.

Geotermalno grijanje kuće koristi princip rada sličan klima uređaju u načinu grijanja. Glavni element je, čije su dimenzije približno slične dimenzijama perilice rublja; ovaj element uključuje dva kruga.

Prvi krug (unutarnji) izgleda kao sustav grijanja privatne kuće koji nam je već poznat u dizajnu koji uključuje obične cijevi i radijatore. Drugi (vanjski) je izmjenjivač topline, koji se nalazi pod zemljom ili pod vodom. Ovaj krug može cirkulirati i običnu vodu i posebnu tekućinu s dodatkom antifriza.

Vanjski krug u kojem cirkulira rashladna tekućina (voda), koja prima temperaturu okoline, nakon čega ulazi u dizalicu topline koja se može konfigurirati i za grijanje i za klimatizaciju. Toplina koja se akumulira u crpki tijekom grijanja prenosi se na unutarnji krug, a tijekom hlađenja - na vanjski.

Kolektori vode se montiraju u nižim slojevima tla, na dnu rijeke ili jezera, kroz koje cirkulira antifriz. Kolektori oslobađaju hladnoću i apsorbiraju toplinu. Uz pomoć pumpe, antifriz se podiže. Izmjena topline odvija se u međuspremniku. Zagrijani antifriz prenosi toplinsku energiju na rashladnu tekućinu ili zagrijava vodu. Ohlađeni antifriz vraća se u kolektore.

Postoje jedinice koje mogu samostalno grijati velike prostorije, a ostale se koriste kao pomoćna oprema koja može osigurati od 50% do 75% toplinske potrebe prostorije.

Prednosti i nedostaci podzemnog grijanja

Otkriće novih tehnologija omogućuje gotovo svim vlasnicima kuća korištenje energetskog potencijala zemlje, otvarajući mogućnost korištenja geotermalnog sustava grijanja doma u privatnom sektoru. Tlo može akumulirati 98% sunčeve energije, koja se raspršuje po površini.

Zahvaljujući ovom fenomenu, čak i zimi, dosta topline se pohranjuje u debljini zemlje, koja može zagrijati kuće, samo ju je potrebno usmjeriti u pravom smjeru uz pomoć posebne opreme.

Pozitivni aspekti ove vrste grijanja:

1. Nema procesa izgaranja. Ovaj sustav je potpuno vatrootporan, zahvaljujući čemu je kuća zaštićena od pojave požara koji mogu nastati zbog sustava grijanja na način izgaranja goriva. Nema potrebe tražiti mjesto za skladištenje goriva, njegovu pripremu ili isporuku.
2. Zvučna udobnost. Toplinska pumpa radi gotovo nečujno.
3. Značajna ekonomska korist. Tijekom rada sustava nema potrebe za dodatnim novčanim subvencijama. Godišnje grijanje provodi se zahvaljujući prirodnim procesima koje nije potrebno kupovati. Naravno, električna energija je potrebna za rad toplinske pumpe, ali je u isto vrijeme količina proizvedene energije mnogo veća od troška potrošnje električne energije.
4. faktor okoliša. Geotermalno grijanje privatnog prigradskog stana je ekološki najprihvatljivije rješenje. Zbog činjenice da je proces izgaranja isključen, isključena je emisija različitih produkata izgaranja u atmosferu.
5. Kompaktnost sustava. Nema potrebe graditi ili dodijeliti zasebnu prostoriju za kotlovnicu. Potrebna je samo dizalica topline, koja se može ugraditi, na primjer, u podrum. Najveća kontura u smislu volumena bit će pod vodom ili kopnom, tako da neće biti potrebe za maskiranjem.
6. Multifunkcionalnost. Takav sustav može se koristiti i za grijanje i za hlađenje. U biti će igrati ulogu ne samo grijača, već i klima uređaja.
7. Dostupnost ovog resursa gotovo bilo gdje u svijetu, osim toga, niski troškovi za rad i održavanje ovog sustava.

Takav resurs kao što je geotermalna energija je zapravo besplatan, glavni troškovi su plaćanje električne energije koja je neophodna za rad toplinske pumpe. Kada potrošite 1 kW električne energije, možete dobiti 3-5 kW toplinske energije.

Treba napomenuti da je cijena geotermalnog grijanja prilično visoka. Ova oprema se isplati za otprilike 5-8 godina. To je odbojno mnogima koji će ugraditi jeftinu, ali prilično učinkovitu opremu za grijanje svojih domova, ali nisu spremni potrošiti dovoljno velika sredstva za kupnju opreme.

Potrebna geotermalna oprema

Grijanje iz zemlje djeluje tako što apsorbira i oslobađa njezinu energiju, a temelji se na korištenju posebne opreme. Ovi uređaji akumuliraju toplinu iz okoline i prenose je na rashladnu tekućinu sustava grijanja privatne kuće. Za to se koriste sljedeći uređaji za grijanje:

1. Isparivač – postavljen duboko pod zemlju radi akumulacije toplinske energije koja se nalazi u okolišu.
2. Kondenzator - dovodi tekućinu koja se ne smrzava na željenu temperaturu.
3. Geotermalna crpna stanica - odgovorna je za cirkulaciju rashladne tekućine u krugu i kontrolira rad cijele instalacije grijanja.
4. Puferski spremnik - koncentrira zagrijanu tekućinu koja se ne smrzava na jednom mjestu za naknadni prijenos toplinskog stanja. Unutra se nalazi spremnik koji sadrži vodu iz kruga i zavojnicu unutar koje cirkulira zagrijani antifriz.

Sada je postalo još jasnije kako radi geotermija, zahvaljujući kojoj se privatna kuća zagrijava toplinom iz zemlje ili vodenog okoliša.

Imajte na umu da učinak toplinske pumpe ovisi o temperaturi medija u koji je izmjenjivač topline postavljen. U ovom slučaju, stanovnici Kamčatke imaju veliku sreću, jer ovdje ima puno gejzira.

Prije ugradnje opreme za toplinsko grijanje potrebno je izvršiti geološka istraživanja. Ako se izvor topline nalazi na mjestu u blizini kuće, onda je bolje napraviti rezervoar na ovom mjestu i postaviti izmjenjivač topline na njegovo dno. Tada će se geotermalno grijanje privatne kuće isplatiti mnogo ranije.

Osnovne sheme razdvajanja

Postoje tri sheme za organiziranje toplinskog alternativnog grijanja, odnosno opremanje kruga za akumuliranje toplinske energije:

1. Najučinkovitiji cjevovod smatra se vertikalnim sustavom s pumpom za bušotine. Međutim, uređenje takve konture zahtijeva korištenje posebne opreme i bušenje bušotina dubine od 50 do 200 metara. Istodobno, ova metoda opravdava trošak, budući da je životni vijek bunara oko 100 godina.
2. Jeftiniji i jednostavniji je horizontalni cjevovod, u kojem su cijevi ispod sloja zemlje ispod razine smrzavanja tla. Glavni nedostatak ove opcije je da kontura zauzima vrlo veliki perimetar. Na primjer, za zgradu površine 180 m2. 450 m2 slobodan prostor na mjestu tako da je najbliže stablo dva metra od cijevi.
3. Najjeftiniji i najprikladniji način je postavljanje izmjenjivača topline na dovoljnu dubinu rezervoara tako da se tlo tamo ne smrzava. Uređenje takvog sustava ne zahtijeva rad skupe posebne opreme. Ova je opcija najoptimalnija za stvaranje geotermalnog grijanja kod kuće, pod uvjetom da rezervoar nije dalje od 100-120 metara od zgrade.

Vanjski krug je sastavljen od cijevi od polietilena, uz izračun omjera 40-50 W toplinske energije po metru kolektora. Dakle, s crpnom opremom snage 10 kW, bit će potrebno opremiti bunar dubine oko 165-195 metara. Da bi se dobila željena procijenjena duljina, umjesto jedne bušotine, iz jedne točke mogu se izbušiti 2-3 manje duboke, ali u različitim smjerovima, odnosno klaster metodom.

Kako to učiniti sami?

Prilično je teško, ali sasvim moguće, samostalno napraviti geotermalno grijanje, nekakav privid elektrana (geoPP). Red s kućom, morate izgraditi strukturu od zatvorenog cjevovoda i postaviti je na znatnu dubinu. Veličina kolektora i dizajn zavojnice ovise o stupnju toplinske vodljivosti i dubini tla. Ako vlastitim rukama preuzmete instalaciju geotermalnog grijanja kod kuće, onda je bolje kupiti gotov vanjski krug.

Da bi se stvorili minimalni uvjeti za funkcioniranje geotermalnog sustava, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:

1. Temperatura sloja tla na kojem će se nalaziti cijevni krug ne smije pasti ispod +5°C.
2. Kroz cjevovod protiv smrzavanja potrebno je napraviti izolaciju kako bi se krug zaštitio od smrzavanja.
3. Toplinsko grijanje zgrade provodi se nakon pažljivih proračuna i izrade projekta.

S obzirom na ove zahtjeve, postaje jasno da geotermalno grijanje može biti učinkovito. Međutim, za sjeverne regije, korištenje takve instalacije opravdano je za grijanje zgrada male površine - do 200 m².

Razmotrite samo načine za stvaranje horizontalnog geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama ispod zemlje ili vode. Montaža kolektora okomito je mnogo teža i vrlo skupa.

Toplinska pumpa ne zauzima puno prostora, jer je ova oprema po veličini usporediva s konvencionalnim bojlerom. Povezivanje depozita s unutarnjom konturom zgrade također nije teško. Glavni zadatak je opremiti vanjsku konturu.

Najbolje je ugraditi kolektor u ribnjak na udaljenosti ne većoj od 100 metara. Potrebno je da površina ribnjaka bude veća od 200 m², a dubina - najmanje 3-3,5 metara. Ako nemate prava na korištenje ovog rezervoara, prvo ćete morati dobiti dopuštenje za ugradnju potrebne opreme.

Ako je ribnjak u vašem posjedu, tada vam neće biti teško da ga neko vrijeme isušite kako biste bez problema spiralno položili i učvrstili cijevi na njegovom dnu. Zemljani radovi se sastoje samo od kopanja rova ​​potrebnog za spajanje vanjskog kruga na geotermalnu pumpu. Nakon završetka svih instalacijskih radova, spremnik se može ponovno napuniti.

Ako vaša stranica još nema zelene površine i mnoge strukture, tada možete dizajnirati horizontalni način postavljanja izmjenjivača topline ispod zemlje. Da biste to učinili, morate izračunati koju će površinu zauzeti budući kolektor, uzimajući u obzir gore navedene parametre: 250-300 m². kontura na 100 m2. građevinsko područje.

Ako na vašem mjestu ima drveća i privremenih zgrada, ali stvarno želite napraviti horizontalno geotermalno grijanje, tada će se sve građevine i zelene površine morati posjeći i srušiti. Proces je složen, dugotrajan, ali neophodan.

Tehnologija grijanja zgrada podzemnom toplinom vrlo je rasprostranjena na Zapadu, jer su zapadnjaci u mogućnosti dugoročno investirati koja se isplate za 5-10 godina. Kod nas nema puno onih koji su spremni platiti oko 20.000 dolara za uređenje takvog sustava. Međutim, alternativno geotermalno grijanje privatne kuće postaje sve popularnije.