Geotermalni sustav vlastitim rukama. Geotermalno grijanje doma. Izvori geotermalnog grijanja

Na sustav grijanja primjenjuje se geotermalno grijanje.

Kao glavni ili dodatni izvor topline zemaljska energija.

Grijanje kuće toplinom iz podzemlja: što je to

Na ruskom teritoriju visokotemperaturni (termalni) izvori smješteni su izrazito neravnomjerno, uglavnom udaljeni od naselja, što otežava njihovo korištenje za potrebe grijanja.

Razvojem tehnologija i uvođenjem novih vrsta opreme za proizvodnju toplinske energije postalo je moguće koristiti i izvora niske temperature .

Između ostalog, podzemni slojevi koji se nalaze na udaljenosti 50-100 metara ispod površine zemlje, imaju pozitivnu temperaturu jednaku 10-12°C. Ove vrijednosti se pohranjuju bez obzira na vrijeme, što omogućuje korištenje grijanja tijekom cijele godine.

Prednosti geotermalni sustavi grijanja:

• Ekonomija. Izvori su obnovljivi izvori, čime se izbjegavaju financijska ulaganja u kupnju goriva, kao što je to slučaj s tradicionalnim sustavima. Neće biti dodatnih troškova vezanih uz prijevoz, skladištenje goriva.
• Sigurnost. Malo je vjerojatno da će doći do nesreća, eksplozija i požara.
• Prijateljstvo prema okolišu. Budući da se proces izgaranja ne koristi u geotermalnom sustavu, njegove inherentne emisije u atmosferu su isključene.
• autonomija. Uz automatsko upravljanje, ne zahtijeva česte intervencije niti stalnu vanjsku kontrolu.

nedostatke:

• Značajan početni novčana potrošnja.
• intenzivan rad montaža.
• Potreba izvor električne energije.

Kako funkcionira geotermalni sustav grijanja?

Toplina za grijanje stanovanja ili opskrbu toplom vodom dobiva se pomoću transformacije to iz energije okoline uz pomoć posebnog jedinica.

Glavni element geotermalne instalacije je Toplinska pumpa, koji je spojen na unutarnji i vanjski krug grijanja.

Struktura unutarnjeg kruga slična je tradicionalnoj opciji grijanja (plin, voda). Ovo je: cijevi i radijatori.

Vanjska petlja, čija je veličina mnogo veća od unutarnje, postavlja se pod zemljom, je nevidljiv tijekom svog rada. Unutar njega cirkulira rashladna tekućina. Ovo: ili bikova voda, ili antifriz obično se temelji na Etilen glikol. I, druga opcija je mnogo poželjnija.

Temperatura nosača topline se izjednačava s temperaturom okoline kada se nalazi u vanjskom krugu, a zatim se šalje toplinskoj pumpi. Nakon prolaska kroz njega, zagrijane mase se usmjeravaju duž unutarnja kontura.

Prisutnost dizalice topline glavni je čimbenik za dobivanje toplinske energije, koja je namijenjena za njezino naknadno korištenje od strane potrošača (grijanje stanovanja, opskrba toplom vodom).

učinkovitosti ovaj uređaj može neke iznenaditi. Konzumiranje električna energija u volumenu 1 kW kao rezultat njihovog rada "Daje" malo više - 4-5 kW,što izgleda vrlo čudno.

To je zbog značajki dizajna uređaja i činjenice da osim električne energije koristi toplinsku energiju zemlje kao dodatnu (čak i pri niskim temperaturama tla).

Toplinska pumpa može raditi tijekom cijele godine i može se koristiti 15-25 godina.

Bilješka! Neki stručnjaci tvrde da, uzimajući u obzir trenje ili trošenje, razdoblje u stvarnom vremenu sustava bez zaustavljanja radi popravka je oko 10 godina.

Također će vas zanimati:

DIY instalacija

Prije poduzimanja takvog koraka, usporedite mogućnosti s obimom i složenošću svih potrebnih radova za ugradnju geotermalnog sustava.

Izračun troškova

Izračun cijene uređaja geotermalnog sustava izračunava se u odnosu na:

• akvizicije toplinska pumpa određena moć;
• ukupne cijene cjevovod, prema snazi ​​pumpe;
• proizvodnja srodnih zemljišni radovi(bušenje bunara, kopanje rovova), kao i trošak polaganja mreža;
• instalacija i povezivanje toplinska pumpa.

Slika 1. Geotermalna toplinska pumpa model Vitocal 300-W Pro s električnim pogonom za grijanje, proizvođača Viessmann.

U izračun je uključena i kupnja dizalice topline čija cijena varira ovisno o snazi ​​i proizvođaču.

Modeli snage u tom području 4-5 kW ocjenjivat će se u 3-7 tisuća. e. Snaga uređaja 5-10 kW troškovi 4-8 tisuća. e. Iza 10-15 kW— 5-10 tisuća. e.

Postavljanje kolektora

Postoji podjela prema načinu ugradnje vanjske konture ( kolektor). NA tlo može se postaviti okomito ili vodoravno. u zemlji rezervoar— vodoravno. Svaki od ovih slučajeva ima svoje prednosti i nedostatke.

Vertikalni tip

Prilikom izgradnje vertikalne instalacije postoji potreba za bušenjem bunari dubine 50-200 metara. To jest, na sloj koji ima povišenu temperaturu. Jedan od rudnika, koji se zove debit, služi za uzimanje topline.

Rashladna tekućina u njemu raste, zahvaljujući pumpi, tada postoji opskrba cijevima i radijatorima unutarnjeg kruga.

Vraćanje, nakon prolaska kroz cijeli ciklus, rashladne tekućine bačen kroz drugu minu natrag u podzemne slojeve.

Vjeruje se da je životni vijek takve biljke oko stotinama godina.

Prilikom uređenja kolektora vertikalnog tipa s dvije osovine učinkovitost njegove uporabe za grijanje privatne kuće je smanjena, budući da će potrajati značajnu količinu električne energije. Ovo je prikladna opcija za ugradnju sustava "toplog poda".

S ekonomičnijim Klastera metodom, broj bušotina se povećava, ali se njihova dubina smanjuje.

Za vertikalnu ugradnju postoji i opcija koja predviđa jačanje spremnika (rezervoara) koji sadrži antifriz, na dubini od 100 m. Neprekidno kretanje ove tekućine, zagrijane od tla, osigurava dizalicu topline.

Ako ne uzmete u obzir mogućnost bušenja bušotina za vertikalnu strukturu, koja zahtijeva vještine i opremu, tada se posao može obaviti samostalno.

Horizontalni izmjenjivač topline

Za ugradnju vodoravnog izmjenjivača topline (tip) bit će potrebno malo truda, ali će toplinski učinak u ovom slučaju biti manji. Za izgradnju je potreban iskop iskop ispod oznake smrzavanja. Cjevovod vanjske konture polaže se u iskopane rovove, a zatim se cijela konstrukcija ponovno prekriva zemljom.

Temperatura sloja tla bit će mnogo niža, a duljina duža nego kada se koristi izmjenjivač topline vertikalnog tipa. Kvadrat otprilike duplo prostorija za grijanje.

Sigurno ste više puta čuli za geotermalno grijanje. Takvi sustavi instalirani su u mnogim europskim zemljama i vrlo su uspješni i popularni među stanovništvom. Je li moguće da ga mi instaliramo? Da biste to razumjeli, morate razumjeti princip rada, kao i razmotriti sve prednosti takvog sustava.

Prednosti geotermalnog grijanja

Cijena geotermalnog grijanja doma

Ovo je vjerojatno jedini trenutak zbog kojeg se sustav još nije široko koristio. Početni troškovi mogu doseći milijun rubalja. Sve ovisi o veličini vaše kuće i izvoru topline. Tako, polaganje kruga grijanja u rezervoare je jeftinije uz istu cijenu za crpnu stanicu i pripadajuće materijale (cijevi, brtvila, itd.).

Ova instalacija je najkorisnija za male kuće. Troškovi se vraćaju za dvije do tri godine, od nema potrebe za plaćanjem plina/ugljen/drva, a svi troškovi se svode na plaćanje male količine električne energije koja se troši na rad crpne opreme. Vrijedi li uštedjeti tako što ćete napraviti takvu instalaciju ne po principu ključ u ruke, već sami? Možda, pod uvjetom da pažljivo proučite sve značajke procesa. U praksi postoje slučajevi uspješne montaže od strane samih vlasnika.

Trošak radova po sistemu ključ u ruke sastoji se od:

• iz proračuna snage crpke, duljine kruga grijanja;
• od cijene radova u tlu ili vodi (bušenje bunara, kopanje rovova, polaganje pod vodom), kao i pratećih radova polaganja i montaže;
• od ugradnje i priključka crpne stanice.

Kao primjer dajemo približne izračune za kuću površine 150 četvornih metara. m.

1. Za takav stan potrebna je dizalica topline snage 14 kW. Njegova cijena je 260 tisuća rubalja.
2. Iznos za sve radove na uređenju okomite zemljane konture je približno 427 tisuća rubalja. Može varirati ovisno o vrsti tla.

Ukupno - 687 tisuća rubalja. Vidimo da su vrlo značajni početni troškovi za ugradnju geotermalnog grijanja. Cijena konvencionalnih kotlova je mnogo jeftinija. Za usporedbu, izračunajte koliki su vaši trenutni troškovi grijanja i izračunajte koliko ćete potrošiti na geotermalno grijanje. Razmotrite oba slučaja u perspektivi dugi niz godina (10-15 godina). Razlika je vrlo, vrlo značajna.

Glavne komponente geotermalnih sustava grijanja

Geotermalno grijanje ne koristi konvencionalne izvore topline. Ne govorimo ni o kakvom drvu, ugljenu, plinu ili struji (u količini koju koristi konvencionalni električni bojler).

Cijeli sustav se sastoji od tri glavna elementa. Oni su:

• krug grijanja unutar kuće;
• krug grijanja;
• crpne stanice.

Kao krug grijanja, koji će se nalaziti unutar kuće, mogu djelovati i obični poznati radijatori i sustav podnog grijanja (za zagrijavanje se koristi više energije). Osim toga, ovo sustav se može dovesti do grijanja staklenika, bazeni, staze unutar stranice itd.

Krug grijanja u ovom slučaju su geotermalni izvori topline. Dakle, postoji grijanje uz pomoć energije zemlje, vode, a također i zraka.

Crpna stanica je neophodna za crpljenje topline iz geotermalnog kruga grijanja u krug grijanja.

Više o načinu grijanja

Geotermalno grijanje koristi energiju pohranjenu u okolišu za zagrijavanje prostorije. Princip rada posuđen je iz dizajna hladnjaka. U njemu se toplina iz unutarnje komore odvodi prema van kako bi se postigle minimalne temperature u samoj komori. U tom slučaju se stražnji zid zagrijava. Geotermalnim grijanjem toplina iz zemlje (ili vode, zraka) odvodi se u stambeni prostor. Razlika je u tome izvor topline se ne hladi i ima stabilnu temperaturu. Zbog toga se grijanje prostora može dogoditi u bilo koje hladno doba godine. A na vrućini možete postaviti sustav da osigura da se kućište ohladi.

Razmotrimo primjer s krugom grijanja za grijanje stana unutar zemlje. Ova je opcija najčešća, budući da položaj geotermalnog kruga u izvorima vode zahtijeva njegovu prisutnost u blizini kuće. Ovo je manje uobičajeno.

Toplina iz zemlje

Na određenoj dubini zemlja ima svoju temperaturu. Ne ovisi o vremenskim uvjetima i godišnjem dobu. Govorimo o onim slojevima koji su ispod razine smrzavanja. To jest, krug grijanja je položen gdje temperatura uvijek ima stabilnu pozitivnu vrijednost.

Načini pozicioniranja cijevi krugova grijanja u tlu

Vertikalna instalacija

Sastoji se u tome što se na području izvršiti duboko bušenje bušotine u koje će se polagati cijevi. Njihova dubina ovisi o tome koje će područje trebati zagrijati. Vrijednost doseže do 300 metara. Izračun proizlazi iz činjenice da 50-60 vata toplinske energije zemlje pada na jedan metar geotermalnog cjevovoda. Za pumpu kapaciteta 10 kilovata (prikladna je za kuću do 120 četvornih metara), trebat će vam bunar dubine od 170 do 200 m. Možete izbušiti nekoliko bušotina, ali manje dubine. Prednost ove metode je u tome što s ovim polaganjem postoji najmanja interferencija s krajolikom vašeg mjesta, ako je kuća već izgrađena i mjesto je dovedeno u pravilan oblik. Ali u isto vrijeme postoje visoki troškovi rada.

Horizontalno polaganje

Ogromno područje rovova izbija duž susjednog mjesta. Ih dubina ovisi o razini smrzavanja tla u vašem području(od 3 metra i dublje), a površina jame - od kvadrata kuće. Treba izračunati iz činjenice da na 1 metar cjevovoda otpada 20 do 30 W energije. Ako instalirate istu toplinsku pumpu za 10 kW, duljina kruga treba biti od 300 do 500 m. Cijevi se polažu po dnu ovih rovova i zasipaju zemljom.

Shema cijele strukture

Zapravo, postoje tri kruga kroz koja tekućina cirkulira. Prvi od njih označili smo kao grijanje. Sljedeći krug je unutar pumpe. Tamo rashladno sredstvo uzima toplinu iz kruga grijanja i prenosi je u treći ciklus kroz cijevi do kuće.

Rashladna tekućina prolazi kroz krug pod zemljom i zagrijava se do temperature od 7 ° C (ovo je pokazatelj na dubini ispod razine smrzavanja). Sva energija koju je rashladna tekućina uzela iz tla dolazi do toplinske pumpe.

Toplinska pumpa ima prvi izmjenjivač topline. U njemu rashladno sredstvo iz kruga uzemljenja zagrijava rashladno sredstvo, povećavajući ne samo svoju temperaturu, već i tlak. U plinovitom stanju, rashladno sredstvo prelazi u drugi izmjenjivač topline. Ovdje zagrijava rashladnu tekućinu, koja cirkulira kroz cijevi unutar kuće, a zatim se ponovno vraća u tekuće stanje.

Razvoj svake civilizacije povezan je sa zadovoljenjem zahtjeva za vlastiti dom. Gdje god je osoba živjela u špilji ili modernom neboderu, briga o toplini i udobnosti bila je jednako važna kao i dobivanje hrane. Zagrijavajući se malom vatricom, peći ili modernim sustavom grijanja, bio je prisiljen koristiti drva za ogrjev, ugljen, treset, dizelsko gorivo, spalivši neprocjenjive darove prirode.

Tehnološki razvoj omogućio je izgradnju moćnih hidroelektrana, učenje korištenja energije vjetra i, shvativši tajne unutarnjih slojeva zemlje, razmišljanje o stvaranju alternativne metode korištenja akumulirane topline u obliku geotermalne energije. energetski sustavi.

U središtu rješenja principa djelovanja geotermalnog sustava grijanja nalaze se zakoni fizike koje su otkrili znanstvenici. Potraga za materijalima koji mogu promijeniti svoja svojstva, a oslobađajući određenu količinu topline, omogućila je stvaranje ne samo običnih rashladnih uređaja, klima-uređaja, već i moćnih

Uz njihovu pomoć moguće je prenijeti toplinu koja uvijek postoji u utrobi zemlje u našu kuću, provodeći koordiniranu kontrolu tri posebna kruga koji čine sustav grijanja. Svrha vanjskog kruga je uzimanje toplinske energije iz zemlje ili vode. Rashladna tekućina u njemu je tekućina koja se ne smrzava.

Ova toplina se kroz izmjenjivač topline prenosi na freon, koji ispunjava drugi krug sustava. Njegova fizička svojstva, koja se sastoje u niskoj točki vrelišta, omogućuju dobivanje energije tijekom prijelaza u plinovito stanje. A za to je sasvim dovoljna temperatura koja dolazi iz vanjskog kruga. Treći unutarnji krug sustava grijanja je potreban broj radijatora, cijevi koje se koriste u kući. Može se zasebno ili dijeliti s krugom tople vode koji je uključen u projekt.

Funkcionalne značajke sustava

Načelo rada i funkcionalne značajke geotermalnog sustava grijanja kod kuće su izvođenje sljedećih koraka:

1. Otopina koja se nalazi u vanjskom krugu dobiva dodatno zagrijavanje u tlu za oko 5 stupnjeva. Njegova konačna temperatura može biti u području od 3.
2. Ulaskom u izmjenjivač topline crpke otopina prenosi svoju čak i malu energiju na freon, za što je sasvim dovoljna za isparavanje. Prelazeći u plinovito stanje, freon ulazi u kompresor, gdje se komprimira. Termodinamički procesi koji se odvijaju u ovom slučaju dovode do porasta temperature do 100. I već vrući plin se dovodi u izmjenjivač topline, gdje prenosi energiju na nosač topline unutarnjeg kruga, najčešće vodu. Zahvaljujući znanstvenom radu fizičara i inženjera, ovaj proces je detaljno proučen i položen u temeljne temelje rada različitih vrsta suvremene opreme.
3. Rashladna tekućina unutarnjeg kruga doseže temperaturu od 50-70 i ulazi u radijatore, cijevi. Ohlađeni freon ulazi u ekspanzioni zaslon, njegova temperatura i tlak padaju na svoje izvorne vrijednosti i cijeli ciklus se može ponoviti. Rješenje vanjskog kruga na isti se način kreće u dubinu zemlje za novi dio energije.

Projekti i vrste geotermalnih sustava grijanja

Prvo pitanje koje se mora riješiti u procesu stvaranja visoko ekonomičnog geotermalnog sustava grijanja je izbor vrste vanjskog kruga, a to je izmjenjivač topline koji se nalazi pod zemljom ili u vodi. Pritom je potrebno uzeti u obzir ne samo vaše želje za arhitektonskim maštarijama nove kuće, već i detaljne geodetske studije prostora na kojem će ova kuća stajati ili je već izgrađena.

Ne postoje svugdje topli izvori, gejziri, vulkani, ali nam se pruža mogućnost da koristimo toplinu majke zemlje gotovo bilo gdje na planeti. Glavna stvar je imati jasno razumijevanje tehničke strane stvari i iznosa potrebnih financijskih ulaganja u bilo koji projekt za stvaranje geotermalnog sustava grijanja.

Najviše se koriste sljedeće vrste izmjenjivača topline:

1. Horizontalni izmjenjivač topline. Ova se opcija može smatrati učinkovitom ponudom, samo ako u blizini kuće postoji veliko slobodno područje. Može se koristiti samo kao jednostavan zeleni travnjak. Štoviše, s površinom kuće, na primjer, 220 četvornih metara. m. izmjenjivač topline će se nalaziti na površini od 600 m2. Cijevi se polažu u posebne rovove, čija dubina treba biti ispod razine smrzavanja tla na ovom području.
2. Vertikalni izmjenjivač topline. Sa stajališta uštede prostora, ova opcija svakako ima određene prednosti. Problem može biti stvaranje posebnih bunara čija dubina doseže 200 m, promjera oko 150 mm. Zemljani radovi s uređajima za bušenje nisu jeftini ni u jednoj regiji. Ali tlo na takvoj dubini uvijek ima temperaturu od oko 15, što osigurava pouzdan rad sustava s vertikalnim izmjenjivačem topline.
3. Izmjenjivač topline na dnu rezervoara. Najekonomičnija i najjednostavnija metoda izrade vanjske konture geotermalnog sustava grijanja. Pogotovo ako imate vlastiti pouzdani ribnjak ili dopuštenje za korištenje javnog rezervoara. Udaljenost do rezervoara od kuće ne smije biti veća od 100 m, a dubina je 3 m.
4. Postoji varijanta otvorenog sustava grijanja koji se temelji na korištenju vode koja dolazi iz arteške bušotine. Pogoni se kroz dizalicu topline kao nosač topline. Za obrnuto ispuštanje vode potrebno je izgraditi drugi arteški bunar. Ali takav sustav nije svugdje moguć. Istodobno, vrlo važan čimbenik je vraćanje vode u istoj količini u duboke slojeve tla za održavanje tlaka u rezervoarima.

Zanimljivo je da su prvi pokušaji bušenja bušotina za korištenje topline učinjeni sredinom 18. stoljeća, ali je tek 1907. jedan islandski farmer uspio usmjeriti vruću paru iz obližnjeg izvora kroz cementnu cijev do svoje kuće.

Sljedeći korak također je napravljen na Islandu, a tek 1903. godine prvi naftovod dug 3 km pojavio se u Reykjaviku. Trenutno je geotermalni sustav grijanja vrlo popularan u mnogim europskim zemljama, SAD-u, Meksiku, Japanu, Novom Zelandu.

Prednosti i nedostatci

Geotermalna energija, čije su rezerve tolike da samo 1%, skrivena u zemljinoj kori ukupne dubine od 10 km, može osigurati volumen 500 puta veći od svih svjetskih rezervi nafte i plina.

Postoje četiri glavne vrste geotermalne energije:

1. To je toplina zemlje iz plitkih dubina koju koriste toplinske pumpe.
2. Energija vruće pare, vode u zemljinoj kori, trenutno se koristi za proizvodnju električne energije.
3. Toplina koja dolazi iz dubokih slojeva bez prisustva vode i energije magme akumulirane u vulkanskim zonama.
4. Korištenje ovog nevjerojatnog dara prirode određeno je samo postojećom razinom tehnologije, mogućnostima tehnologije i ekonomskom kalkulacijom.

Suvremeni dizajn geotermalnih sustava grijanja ima pozitivne i negativne točke.

Glavni minus je trošak. Ali to se čini samo u početnom trenutku. Svi troškovi se po raznim podacima isplaćuju 4, 5 godina. To je zbog činjenice da moderni modeli dizalica topline za svoj rad troše mnogo manje energije od bilo kojeg drugog sustava grijanja. Pri potrošnji 1 kW električne energije njihov povrat je 5 kW.

Pozitivne točke:

1. Ne sagorijevaju gorivo i ne proizvode štetne emisije raznih spojeva u okoliš.
2. Minimalni troškovi održavanja uz visoku učinkovitost.
3. Sigurnost okoliša.
4. Pouzdana protupožarna svojstva sustava.

Učinkovitost i isplativost

Geotermalnu energiju ne možete nazvati besplatnim darom prirode. Stvaranje sustava grijanja na temelju toga može iznositi više od milijun rubalja bez uzimanja u obzir troškova toplinske pumpe. Sve ovisi o potrebnim količinama grijanja, njegovoj funkcionalnoj namjeni i vrsti. Obično se ekonomska isplativost geotermalnih sustava grijanja izračunava usporedbom troškova njegovog održavanja.

Trošak bilo koje vrste energije nije konstantan i nikada se neće smanjiti. U tom smislu, njihova alternativna zamjena korištenjem topline unutarnjih slojeva je, naravno, ekonomski isplativa i svrsishodna, budući da dizalice topline ne troše puno energije, a nije potrebno graditi skupe tvornice i elektrane. za izdvajanje i obradu toplinskih rezervi.

Štoviše, svaka generacija znanstvenika pronalazi nova rješenja za stvaranje opreme i tehnologija u tom smjeru. Osim toga, ispravnije je procijeniti trošak sustava grijanja jednako za sve vrste goriva od nule bez korištenja postojećih centraliziranih sustava opskrbe, na primjer, plina. A onda će povrat sustava za 5 godina postati prava vrijednost.

Korištenje geotermalnih sustava grijanja podsjeća na pitanje, zašto ne voziti automobil Zaporozhets u ovom trenutku. Naravno, možete, pogotovo off-road i u šumu po gljive. Ali želite biti brži i ugodniji. Tako je i u ovom slučaju. Jedna ideja da vlastiti sustav grijanja ne narušava okoliš, ne ometa život čak ni najmanjih i nepoznatih stvorenja u prirodi, potvrdit će ispravnost odabira geotermalnog sustava.

Montaža i montaža

Bolje je instalirati takav sustav grijanja ne sami, već privlačenjem stručnjaka barem za određene vrste rada sa samopouzdanjem.

Glavni koraci su:

1. Proračun unutarnje konture sustava grijanja. To uključuje detaljno ukupnu duljinu cjevovoda, broj radijatora, stvaranje grijanih podova, korištenje topline za proizvodnju tople vode u kući.
2. Proračun dubine polaganja cijevi vanjskog kruga za odabrani tip izmjenjivača topline. Potrebno je uzeti u obzir geodetske podatke područja.
3. Bušenje potrebnog okna i ugradnja cijevi. U nedostatku centralizirane vodoopskrbe u isto vrijeme, najlakše je riješiti pitanje stvaranja drugih bunara za vodu. Tehnologija njihovog stvaranja je drugačija i zahtijeva posebna znanja.
4. Odabir i montaža željenog modela toplinske pumpe.
5. Ugradnja automatskih uređaja praćenje rada cijelog sustava i reguliranje mikroklime u bilo kojem dijelu prostorije.

Pregled crpki: proizvođači i modeli

Učinkovito funkcioniranje cijelog sustava determinirano je pravilnim odabirom toplinske pumpe. Prema principima rada, crpke pripadaju modernoj ekološki prihvatljivoj vrsti opreme. U procesu njihovog rada ne ispuštaju se štetne tvari u okoliš.

Dijele se na:

• kompresija;
• apsorpcijske toplinske pumpe;

Prvi se napajaju električnom energijom, a drugi mogu koristiti energiju drugih vrsta goriva.

Trenutno na tržištu postoji prilično velik broj tvrtki za ovu vrstu opreme. To vam omogućuje kupnju toplinske pumpe za bilo koju snagu kroz kombinaciju različitih modela, što je prikladno za stvaranje geotermalnih sustava grijanja u industrijskoj mjeri.

Klasična opcija je korištenje dizalica topline tvrtke Waterkotte Njemačka. Ovo je oprema s konstantnom učinkovitošću do 500%, neovisno o vanjskim čimbenicima. Počevši s proizvodnjom toplinskih pumpi od 1970. godine, tvrtka neprestano ažurira široku paletu modernih modela bez gubitka visoke kvalitete.

Nova serija EcoTouch pumpi, koja je osvojila brojne nagrade, potvrđuje tu činjenicu. Uključuje modele DC 5027 s izlaznom snagom od 6 do 26 kW i intuitivnim kontrolama na dodir jednostavnim za korištenje. Najbolje moderne pumpe uključuju model Nibe F1245 (Švedska), Korsa, Rusija. Tablica prikazuje procijenjene troškove pojedinih modela crpki.

Trošak toplinske pumpe

Pregled cijena geotermalnog grijanja doma

Potpuni izračun stvaranja geotermalnog sustava grijanja može se provesti samo na određenoj primjeni, uzimajući u obzir sve zahtjeve. Ispravno je odabrati najbližu tvrtku koja radi u ovom smjeru i razraditi sve male stvari pod vodstvom stručnjaka. Primjer je trošak niza usluga ruske tvrtke Geoterm-Comfort.

Cijena uređaja za geotermalno grijanje:

Izgledi razvoja

Suvremene tehnologije u industriji, koje se koriste za stvaranje nove opreme, omogućuju gotovo svakom vlasniku vlastitog doma da iskoristi toplinu dubokih slojeva zemlje. Važnost mogućnosti smanjenja energetskih troškova održavanja doma će se s vremenom samo povećavati. Stoga se proces razvoja i implementacije geotermalnih sustava grijanja ne može zaustaviti ni skupim projektima. Jer, u konačnici, ovo je nedvojbeni dobitak, ali i briga za ekološku baštinu za sljedeće generacije našeg planeta.

Ograničene rezerve prirodnih izvora energije tjeraju čovječanstvo da traži alternativne izvore energije. Geotermalno grijanje kuće odlična je alternativa tradicionalnim metodama grijanja. To mogu potvrditi i 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.
• Ova 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 ovom 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.

Danas mnogi ljudi traže alternativna rješenja za uštedu na grijanju kod kuće. Već su izmišljeni uređaji koji se pokreću energijom sunca i vjetra. No, prvi se može koristiti samo u južnim regijama, gdje prevladava vedro vrijeme, a drugi se ne može koristiti na mjestima gdje mirnoća traje dugo vremena. Međutim, nedavno je izmišljeno novo rješenje – koristiti toplinu zemlje za grijanje.

Prednosti i nedostatci

Zagrijavanje kuće toplinom zemlje, koja se naziva i geotermalna (od "geothermy" - toplina zemlje), ne zahtijeva korištenje bilo kakvog goriva. Osim toga, za rad sustava će se potrošiti mnogo manje električne energije nego za toplinske električne uređaje. Sve to govori o učinkovitosti novog sustava grijanja. Geotermalno grijanje ima niz dodatnih prednosti:

Nedostatak takvog grijanja je relativno visoka početna cijena opreme i njezine ugradnje.

Osim toga, instalacija će zahtijevati bušenje, što je prikladnije učiniti tijekom izgradnje, kada krajobrazni radovi još nisu izvedeni na mjestu.

Također treba imati na umu da je grijanje zbog topline zemlje najučinkovitije u južnim i umjerenim geografskim širinama, ali u sjevernim regijama može se koristiti samo za grijanje kuća s površinom od ne više od 200 m².

Toplina iz podzemlja. Program "Čudo tehnologije" kanala NTV

Princip rada

Temperatura srednjih i dubokih slojeva zemlje u pravilu ne pada ispod +6 ° C (zbog čega je dopušteno polaganje cjevovoda ispod razine smrzavanja bez straha da će se voda u njemu smrznuti). Ova činjenica dovela je do ideje o korištenju energije zemlje za grijanje kuće. Naravno, za to je bilo potrebno stvoriti posebnu opremu sposobnu ne samo za dobivanje topline iz crijeva, već i za prijenos na rashladnu tekućinu.

Kako bi se nosili s takvim problemima, izumljen je geotermalni sustav, čiji je princip sličan radu klima uređaja u načinu grijanja. Sustav se sastoji od tri kruga:

• vanjski;
• topla pumpa;
• unutarnje.

Svaki krug ima svoje zadatke i tehničke karakteristike. Vanjski krug je ispunjen antifrizom, koji se pod utjecajem topline koja dolazi iz tla zagrijava do +6 ° C i više. Pumpa ga podiže u međuspremnik, gdje svoju energiju prenosi na rashladno sredstvo čija je temperatura isparavanja manja od 6 stupnjeva. Zatim rashladno sredstvo ide u kompresor, gdje njegova temperatura nakon kompresije raste na +70 °C. U unutarnjem krugu energija se prenosi s rashladnog sredstva na vodu, koja se kreće u sustavu grijanja unutar kuće. U međuvremenu, ohlađeni antifriz se vraća u vanjski krug.

Geotermalno grijanje doma. Trošak ključ u ruke.

Srce sustava grijanja je dizalica topline. Sastoji se od nekoliko odjeljaka – isparivača, kompresora, kapilarnog i upravljačkog sustava. Svaki od njih utječe ne samo na rad crpke u cjelini, već i na učinkovitost cijelog sustava.

Vrste sustava

Sustavi grijanja koji koriste toplinu zemlje razlikuju se u shemama vanjskog kruga. Trenutno se naširoko koriste vertikalne i horizontalne sheme. Birajući jedno ili drugo ovisit će o nekoliko čimbenika:

• dubina smrzavanja tla;
• sastav tla;
• površina zemljišta;
• prisutnost podzemnih voda.

Za ugradnju geotermalnog sustava najčešće se koristi horizontalni raspored vanjskog kruga.

Njegova prednost je lakša instalacija s mogućnošću ugradnje grijanja vlastitim rukama. Osim toga, horizontalni raspored omogućuje vam brzu i jednostavnu zamjenu neispravnih dijelova, zbog čega će grijanje raditi gotovo kontinuirano.

Vanjski krug u ovom slučaju je kolektorski sustav. Nekoliko krugova koji se nalaze na udaljenosti od najmanje 30 cm jedan od drugog spojeno je kolektorom kroz koji antifriz ulazi u dizalicu topline. Takav sustav osigurava maksimalnu proizvodnju zemljine toplinske energije u horizontalnoj shemi.

Horizontalni položaj sugerira nekoliko važnih točaka:

• ova shema zahtijeva veliko zemljište (na primjer, kuća od 150 m² zahtijevat će zemljište od 300 m²);
• dubina cijevi treba biti veća od dubine smrzavanja;
• za krugove treba koristiti cijevi visoke toplinske vodljivosti;
• nepoželjno je postaviti shemu u područja gdje su moguće teške proljetne poplave, budući da kretanje tla može pomaknuti vodove grijanja.

Izmjenjivač topline za zemlju uradi sam

Vertikalna shema je učinkovitija od horizontalne, ali je njena instalacija napornija. Cijevi se nalaze u bunarima čija dubina doseže 50-200 m.

Veća učinkovitost vertikalnog grijanja od tla objašnjava se povećanjem stupnja zagrijavanja - što su cijevi dublje, to se više energije može dobiti iz crijeva. Još jedna prednost sheme je da njena instalacija ne zahtijeva veliku površinu zemlje.

Prilikom ugradnje okomitog kruga mogu se pojaviti određene poteškoće. Dakle, za ugradnju u kamenita tla bit će potrebni posebni strojevi za bušenje, au ilovastim tlima ugradnja zaštitne ljuske od armiranog betona ili plastike debelih stijenki. Osim toga, za rad takvog sustava bit će potrebne snažne cirkulacijske crpke.

Također, prilikom ugradnje sustava s okomitim krugom, popravci će postati puno kompliciraniji, što, ako dođe do bilo kakvih kvarova, može dovesti do dugotrajnog kvara cijele konstrukcije.

Postoji još jedna mogućnost geotermalnog grijanja - s podvodnim mjestom vanjskog kruga. U tom slučaju, cijevi se polažu duž dna najbližeg rezervoara, što eliminira potrebu za zemljanim radovima. Ali treba uzeti u obzir da ribnjak mora:

• biti udaljeni ne dalje od 100 m od kuće;
• imaju dovoljan volumen (za kuću od 100 m² potreban je rezervoar od 200 m³);
• zimi se ne smrzne u potpunosti.