O dobrom pohodlný domov každý sníva. A jednou z hlavných zložiek sna je správna atmosféra v miestnosti, to znamená, keď je v zime teplo a v lete je cítiť príjemný chlad. Na tento moment Existuje veľa typov vykurovacích systémov, takže je na výber. Niekde si aj teraz vykurujú domy spaľovaním dreva, niekde uprednostňujú rašelinu či uhlie a niekto na tieto účely využíva zemný plyn alebo elektriny. Na rôzne druhy kúrenie a ceny sú rôzne. Existujú bezpečnostné problémy vykurovací systém ako aj otázky životného prostredia.

Alternatíva k tradícii

Je to celkom bežné počuť najlepšia možnosť vykurovanie domu sa považuje za použitie zemného plynu. Je to lacnejšie ako iné zdroje tepla, ale sú tu určité problémy. Zemný plyn nie je dostupný pre každého, keďže ešte nie sú všade zavedené plynovody. Gejzír potrebuje neustálu kontrolu a údržbu. Okrem toho je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, ako aj získať predchádzajúce povolenie od špeciálnych úradov.

Existuje alternatíva ako geotermálne vykurovanie. Táto myšlienka je založená na princípe fyzického prenosu do chladiva z životné prostredie termálna energia. Najdôležitejšou výhodou geotermálnej energie je, že je úplne nezávislá od prostredia, ročného a denného času a je takmer nevyčerpateľná. O tieto vlastnosti je ukrátená aj slnečná energia, ktorá tiež patrí medzi obnoviteľné zdroje. Táto technológia sa pomerne úspešne používala už v osemdesiatych rokoch minulého storočia v Sovietskom zväze. V tých časoch to však bolo nedostupné a veľmi drahé. V súčasnosti je situácia úplne iná.

Ruský vývoj v oblasti obnoviteľných zdrojov

V súčasnosti sa Rusko nemôže pochváliť jedinečným vývojom v tejto oblasti. Veď aj oni vyžadujú inteligenciu, isté štúdie. Geotermálne vykurovanie, založené na využití rovnomennej energie, má takú základnú výhodu, akou je úplná nezávislosť a praktická nevyčerpateľnosť. O neuveriteľne obrovských možnostiach využitia tepla zemských hlbín možno teraz hovoriť len ako o základnej perspektíve. Voda alebo zmes pary a vody môže byť nasmerovaná na potreby dodávky tepla a teplej vody, ako aj na výrobu elektrická energia určené na rôzne účely. To všetko závisí od teploty.

Vysokoteplotné teplo by sa malo využívať na výrobu elektriny a zásobovanie teplom. Stanica má určité zariadenie, podľa toho, aké zdroje geotermálnej energie sa tam využívajú. Ak je v regióne zdroj podzemných termálnych vôd, možno ich nasmerovať na zásobovanie teplom.

Geotermálne vykurovacie systémy sa využívajú každým dňom viac a viac, pretože takéto vykurovanie má množstvo výhod vrátane bezpečnosti, šetrnosti k životnému prostrediu a hospodárnosti. Jedným z hlavných problémov je potreba opätovnej injektáže vody do podzemných vodonosných vrstiev. Zvyčajne v termálne vody obsahuje veľa solí, ako aj toxické kovy a rôzne chemické zlúčeniny. Z tohto dôvodu nie je možné vypúšťať takéto vody do systémov povrchových vôd.

Zatiaľ v Rusku nie je toľko geotermálnych staníc. Z roka na rok však pribúda priaznivcov a užívateľov, ktorí preferujú geotermálne vykurovanie.

Ako to funguje?

Je veľmi ťažké uviesť princíp fungovania takejto inštalácie v prístupnej forme, pretože má dosť komplexný dizajn. Je to jednoduchšie vysvetliť pomocou nejakého abstraktného príkladu. Stojí za to si predstaviť systém vo forme chladničky, ale naopak. Tu výparník, ktorý sa nachádza v hlbinách zeme, funguje ako mraznička. Kondenzátor vyrobený z medenej špirály prináša teplotu vzduchu na požadovanú úroveň. A teplota výparníka je oveľa nižšia ako na povrchu. V takýchto systémoch sa energia zeme využíva nielen na vykurovanie, ale aj na klimatizáciu.

Geotermálne vykurovanie zahŕňa použitie spoľahlivých a odolných kompresorov založených na inovatívnej technológii chladiacich systémov, ktoré vám umožňujú vytvárať také neobvyklé metódy premena tepla z hlbín zeme na kvalitné teplo, ktorý sa následne používa na vykurovanie miestnosti. Tepelné čerpadlo v takomto systéme je jedným z najdôležitejších komponentov.

Základ systému

Ako základný princíp Fungovanie takéhoto systému využíva fyzický prenos tepelnej energie do chladiva z prostredia. Dá sa to pozorovať v každej chladničke. Geotermálna vychádza z toho, že viac ako 75 % z celkového objemu tepla uvoľneného pri prevádzke takýchto systémov tvorí energia prostredia, ktorá sa akumuluje a vstupuje do priestorov domu. Preto má táto energia takú vynikajúcu vlastnosť, akou je samoliečba. Ukazuje sa, že geotermálne vykurovanie v domácnosti je bezpečné a nemôže spôsobiť žiadne škody na energetickej alebo ekologickej rovnováhe planéty.

Vývoj technológie

Geotermálne vykurovacie systémy sa začali rozvíjať po energetických krízach v sedemdesiatych rokoch minulého storočia. Keď sa inovatívne inštalácie prvýkrát objavili, vo svojich domoch ich mohli používať iba nie bežné, ale veľmi bohaté rodiny. Následne sa však systémy rozšírili, čím sa ich cena stala dostupnejšou. Teraz dokonca aj rodina s priemerným príjmom môže využívať geotermálne vykurovanie, ktorého cena je od 35 do 40 tisíc rubľov a pre mnohých sa stala cenovo dostupnou. Prirodzene sa pracuje na zlepšení zariadení určených na tieto účely. Každým rokom sa objavujú stále hospodárnejšie a pohodlnejšie jednotky.

Šetrnosť k životnému prostrediu

Geotermálne vykurovanie súkromného domu, ktorého cena je každým rokom dostupnejšia, je založené na kvalitatívne inom, pre nás nezvyčajnom palive. Vykurovanie a klimatizácia jednotlivého obydlia sa vykonáva pomocou energie zeme, pomocou ktorej je možné vytvoriť optimálne podmienky pre život. Okrem toho je takéto vykurovanie šetrné k životnému prostrediu, pretože jeho použitie nevedie k znečisteniu životného prostredia toxickými emisiami a nebezpečným odpadom.

Bezpečnosť pri prevádzke

Geotermálne vykurovacie zariadenia fungujú bez použitia spaľovacích procesov. Vďaka tomu sú úplne vylúčené akékoľvek predpoklady pre výbuchy alebo požiare. Ako dôležité výhody sa často uvádza absencia potreby dokupovania a inštalácie ďalších digestorov a komínov, ktoré si vyžadujú vykurovacie systémy fungujúce na iných princípoch. Počas prevádzky takéhoto systému sa v dome neobjavujú žiadne škodlivé pachy ani výpary. Okrem toho stojí za zmienku bezhlučnosť prevádzky takéhoto vykurovacieho systému, ako aj jeho kompaktnosť.

Ak porovnáme geotermálne inštalácie so systémami na tuhé palivo alebo kvapalné palivá, stojí za zmienku, že nielenže nenarúšajú interiér obydlia, ale nevyžadujú si ani čas na riešenie problémov spojených s obstaraním, dodaním a následným uskladnením palivo, pretože energiu Zeme možno nazvať nevyčerpateľnou .

Emisná cena

Pokiaľ ide o výber zariadení a vykurovacích systémov, jedno z prvých miest je vždy finančné otázky. Inštalácia geotermálneho vykurovacieho systému bude vyžadovať značné množstvo vysoké náklady ako diesel resp plynové zariadenie. Tu však treba pamätať na výrazne nižšiu úroveň spotreby energie. Takže v dlhodobom ekonomickom pláne sa nákup a inštalácia takéhoto systému ukazuje ako ekonomickejšia.

Úspora miesta

Existuje niekoľko spôsobov, ako môžete výrazne znížiť priestor zaberaný tepelnými čerpadlami, ak si urobíte vlastné geotermálne vykurovanie:

• použite špeciálne podzemné sondy, pre ktoré sa do studne spustí obrys naplnený nemrznúcou zmesou;
• aplikácia teplého podzemná voda, pre ktorý je potrebné vyvŕtať hlbokú studňu a voda čerpaná čerpadlom bude poháňaná cez výmenník tepla;
• sondy sa kladú vodorovne na úroveň pod úrovňou zaľadnenia dna nádrží v zime.

Je ich veľa rôzne možnosti vykurovanie domu. Pozornosť ľudí sa prirodzene sústreďuje na hľadanie spôsobov, ktoré spotrebujú čo najmenej energie. Ostré spory vyvoláva taký progresívny spôsob získavania tepla, akým je využívanie podzemných zdrojov.

Ako je to usporiadané?

Princíp fungovania geotermálneho vykurovania spočíva v použití tepelných čerpadiel. Fungujú podľa klasického Carnotovho cyklu, privádzajú studenú chladiacu kvapalinu hlboko pod seba a na oplátku prijímajú prúd tekutiny ohriaty na 50 stupňov vo vnútri vykurovacieho systému. Zariadenie pracuje s koeficientom užitočná akcia od 350 do 450% (to nie je v rozpore so základnými fyzikálnymi zákonmi, prečo - to bude povedané neskôr). Štandardné tepelné čerpadlo vykuruje dom alebo inú budovu pomocou tepla zeme 100 000 hodín (to je priemerný interval medzi preventívnymi generálnymi opravami).

Vykurovanie do 50 stupňov nebolo zvolené náhodou. Práve tento ukazovateľ bol podľa výsledkov špeciálnych výpočtov a pri štúdiu prakticky implementovaných systémov uznaný za najefektívnejší. Preto je zemné vykurovanie, využívajúce tok energie z útrob, doplnené najmä nie radiátormi, ale teplou podlahou alebo vzduchovým okruhom. V priemere na 1000 wattov energie, ktorá poháňa čerpadlo, je možné získať asi 3500 wattov tepelnej energie. Na pozadí nespútaného rastu nákladov na chladiacu kvapalinu v hlavnej sieti a iných spôsobov vykurovania je to veľmi príjemný ukazovateľ.

Geotermálne vykurovanie je tvorené tromi okruhmi:

• zemný kolektor;
• tepelné čerpadlo;
• vlastne vykurovací komplex domu.

Kolektor je súbor potrubí, ktoré boli doplnené o recirkulačné čerpadlo. Chladiaca kvapalina vo vonkajšom okruhu má teplotu 3 až 7 stupňov. A aj takéto zdanlivo nevýznamné rozšírenie umožňuje systému efektívne riešiť úlohy. Na prenos tepla sa používa buď čistý etylénglykol alebo jeho zmes s vodou. Úplne vodné okruhy podzemného vykurovania sú zriedkavé.

Dôvod je jednoduchý – voda, ktorá sa nachádza v dostatočne zohriatej pôdnej vrstve, zariadenie rýchlo koroduje. A dokonca aj taká tekutina sa dá nájsť ďaleko od akejkoľvek svojvoľne uskutočnenej. Určuje sa výber konkrétneho chladiva konštruktívne riešenia inžinierov. Čerpadlo sa vyberá v závislosti od zariadenia zostávajúcich častí systému. Keďže je určená hĺbka studne (úroveň zariadenia). prírodné podmienky, rozhodujúce rozdiely medzi typmi geotermálne systémy spojené so zariadením kolektora v zemi.

Horizontálna štruktúra predpokladá umiestnenie kolektora pod čiarou zamrznutia pôdy. V závislosti od lokality to znamená vybranie 150-200 cm.Takéto kolektory môžu byť vybavené rôzne potrubia medené (s vonkajšou vrstvou z PVC) a vyrobené z kovoplastu. Ak chcete získať 7 až 9 kW tepla, budete musieť položiť najmenej 300 metrov štvorcových. m zberateľ. Táto technika vám neumožňuje priblížiť sa k stromom o viac ako 150 cm a po dokončení inštalácie bude musieť byť územie upravené.

Vertikálne exponovaný kolektor znamená vŕtanie niekoľkých studní, navyše sú nevyhnutne zamerané rôzne strany a každý je vedený pod vlastným uhlom. Geotermálne sondy sú umiestnené vo vnútri vrtov, tepelný výkon od 1 lineárneho metra. m dosahuje približne 50 wattov. Je ľahké vypočítať, že na rovnaké množstvo tepla (7-9 kW) bude potrebné nainštalovať 150-200 m studní. Výhoda je v tomto prípade nielen v hospodárnosti, ale aj v tom, že sa nemení krajinná štruktúra územia. Treba len zvýrazniť malý pozemok pre montáž kesónového bloku a pre nastavenie koncentračného kolektora.

Okruh s ohrevom vody je praktický, ak sa to dá odvodiť vonkajší uzol výmena tepla do jazera alebo jazierka do hĺbky 200 až 300 cm.Ale predpokladom tam bude umiestnenie nádrže v okruhu 0,1 km od vykurovanej budovy a plocha vodného zrkadla je najmenej 200 metrov štvorcových. m.Existujú aj vzduchové výmenníky tepla, kedy teplo prijíma vonkajší okruh z atmosféry. Takéto riešenie funguje dobre v južných oblastiach krajiny a nevyžaduje žiadne zemné práce. Slabinami systému je nízka účinnosť pri mraze 15 stupňov a úplné zastavenie, ak teplota klesne na 20 stupňov.

Zvláštnosti

Geotermálne vykurovanie domu, predovšetkým prímestského, nespotrebúva drahé a znečisťujúce minerálne palivá. Už 7 z 10 nových domov postavených vo Švédsku je vykurovaných týmto spôsobom. Počas horúcich dní sa geotermálne zariadenia premenia z ohrievača na prostriedok pasívnej klimatizácie. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia, na prevádzku takéhoto vykurovacieho systému nie sú potrebné sopky ani gejzíry. V najbežnejšom rovinatom teréne to funguje rovnako dobre.

Jedinou podmienkou je, aby tepelný okruh dosiahol bod pod hranicou mrazu kde je teplota pôdy vždy medzi 3 a 15 stupňami. Super vysoká účinnosť sa zdá byť v rozpore s prírodnými zákonmi; tepelné čerpadlo je nasýtené freónom, ktorý sa vyparuje pod vplyvom aj „ľadovo studenej“ vody, ktorá sa ľuďom zdá. Para ohrieva tretí okruh. Takáto schéma je chladnička obrátená naruby. Preto sa účinnosť čerpadla vzťahuje iba na kvantitatívny pomer elektrickej energie a tepelných zdrojov. Samotný chod pohonu prebieha „podľa očakávania“ s nevyhnutnými stratami energie.

Výhody a nevýhody

Objektívne výhody geotermálneho vykurovania sú:

• vynikajúca účinnosť;
• solídna doba prevádzky (tepelné čerpadlo pracuje 2-3 desaťročia a geologické sondy dokonca až 100 rokov);
• stabilita práce prakticky za akýchkoľvek podmienok;
• žiadne spojenie s nosičmi energie;
• úplná autonómia.

Existuje jeden veľký problém, ktorý bráni tomu, aby sa geotermálne vykurovanie stalo skutočne bežným riešením. To, ako ukazujú recenzie majiteľov, vysoká cena vytvorenú štruktúru. Zohriať sa obyčajný dom plocha 200 m2. m (nie je to tak zriedkavé), bude potrebné postaviť systém na kľúč za 1 milión rubľov, až 1/3 tejto sumy je tepelné čerpadlo. Automatizované inštalácie sú veľmi pohodlné a ak je všetko správne nastavené, dokážu fungovať roky bez zásahu človeka. Všetko závisí len od dostupnosti voľných financií. Ďalšou nevýhodou je závislosť od napájania čerpacej jednotky.

Riziko vznietenia geotermálneho vykurovacieho systému je nulové. Strach zobrať to priestor navyše nestojí to za to, v samotnom dome budú potrebné časti vyžadovať približne rovnakú plochu ako obyčajná práčka. Navyše sa uvoľní priestor, ktorý sa zvyčajne musí odobrať pre zásoby paliva. Je nepravdepodobné, že bude možné vytvoriť potrebné obrysy vlastnými rukami. Je tiež lepšie zveriť dizajn odborníkom, pretože najmenšia chyba môže viesť k nepríjemným následkom.

Usporiadanie

Geotermálne vykurovanie pomerne veľa ľudí sa snaží vytvárať vlastnými rukami. Aby však takýto systém fungoval, je potrebné vykonať starostlivé výpočty a tiež je potrebné usporiadanie potrubia. Nie je možné priblížiť studňu k domu o viac ako 2-3 m. Maximálna povolená hĺbka vŕtania dosahuje 200 m, studne s hĺbkou 50 m však vykazujú dobrú účinnosť.

Výpočty

Hlavné parametre, ktoré sa berú do úvahy pri akýchkoľvek výpočtoch, sú:

• teplota (hĺbka od 15-20 m a viac sa ohreje od 8 do 100 stupňov, v závislosti od podmienok);
• hodnota odobratého výkonu (priemer je 0,05 kW na 1 m);
• vplyv klímy, vlhkosti a kontaktu s podzemnou vodou na prenos tepla.

Čo je veľmi zaujímavé, úplne suché horniny nedávajú viac ako 25 W z 1 m, a ak existuje podzemná voda, toto číslo stúpne na 100-110 wattov. Netreba zabúdať, že štandardný pracovný čas tepelné čerpadlo je 1800 hodín ročne. Pri prekročení tohto ukazovateľa sa systém nestane efektívnejší, ale jeho opotrebovanie sa rapídne zvýši. Čo je však oveľa horšie, nadmerné využívanie tepelných zdrojov čriev vedie k ich ochladzovaniu a dokonca k zamŕzaniu hornín v pracovnej hĺbke. Následne môže dôjsť k poklesu pôdy, niekedy k poškodeniu pracovných potrubí a nadzemných konštrukcií.

Je potrebné starostlivo vypočítať akcie na regeneráciu vlastností pôdy. Iba pravidelným dodávaním tepla do vrtu namiesto jeho odoberania vonku je možné zaručiť stabilnú prevádzku systému na dlhé roky. Ako často to robiť a čo ešte robiť - vyzvú vás len výpočty skúsených dizajnérov. Doba návratnosti geotermálneho vykurovania aj s najvyššia účinnosť je najmenej 10 rokov. Takže okrem technických problémov by ste mali starostlivo vypočítať aj ekonomiku projektu.

Postupnosť prác

Dodávka tepla z podzemných zdrojov by mala byť vytvorená podľa prísne vyvinutého algoritmu. Pretože voda a vzduchové systémy sa používajú obmedzene, väčšina prakticky používaných možností zahŕňa vŕtanie studní. A to je ďalší dôvod, prečo nemôžete robiť všetko sami. Len špeciálne vybavenie umožňuje preniknúť do hĺbky 20-100 m, kde sa vytvárajú potrebné podmienky na vykurovanie. Možno použiť ako sondy plastové rúrky, určený pre tlak cca 6 barov.

Na zvýšenie účinnosti systému použite páskovanie 3 alebo 4 riadkov, ktorých koncové časti sú spojené vo forme písmena U. Veľmi dôležité je zahrievanie pozdĺž obrysu, vďaka čomu je vylúčené praskanie rúr pri silných mrazoch. Toto zahrievanie sa vykonáva pomocou drôtu natiahnutého do stredu kanála, cez ktorý je privádzaný prúd. Ak nie je možné použiť energetické hromady, musia sa použiť horizontálne prijímače. Pripravuje sa pre ne miesto s rozmermi 15x15 m, odváža sa z neho zemina do hĺbky 0,5 m.

Celá táto oblasť je potrebná na vytvorenie zdania sond. Často sa používajú elektrické rohože alebo rúrky, ktoré vymieňajú teplo. Na zvýšenie účinnosti vykurovacieho systému aplikujte rozloženie potrubí v špirále alebo vo forme "hada". Nedá sa s istotou povedať, čo je lepšie - hotové komplexy, sériovo vyrábané, príp vlastná montáž. V prvom prípade je problém kompatibility automaticky vyriešený, ale v druhom prípade sa zvyšuje flexibilita, zvyšuje sa potenciál modernizácie (hoci by sa mala venovať väčšia pozornosť dizajnu).

Amatérski stavitelia sa môžu zbaviť typického tepelného akumulátora jeho výmenou za betónový poter. Geotermálne vykurovanie v takomto systéme umožňuje robiť bez výrazných teplotných výkyvov. Môžete experimentovať s rôznymi chladiacimi kvapalinami, ako aj namontovať kompresory s rôznym výkonom. Správnym výpočtom zaťaženia a správnou distribúciou tepla pozdĺž spotrebných okruhov môžete systém zefektívniť o 15 – 20 %. Zároveň sa výrazne znížia náklady na energiu.

Horizontálne umiestnené rúry sú položené do hĺbky 50 - 300 cm, aby sa minimalizovala plocha siete, sú vyrobené vo forme zákrutov. Ale medzi jednotlivými dvoma diaľnicami musí byť aspoň 200 mm. akýkoľvek práca na stavbe by malo predchádzať stanovenie tepelnej návratnosti pôdy. Ak je menej ako 20 W na 1 štvorcový. m, v geotermálnom okruhu nie je žiadny bod. Na zabezpečenie odtoku podzemnej vody je dno jám pokryté vrstvou piesku. Rúry na báze zosieťovaného polyetylénu fungujú dobre.

K móde patrí alternatívne spôsoby vykurovanie domu. Pre takéto systémy nie je potrebné blízke umiestnenie domu od plynovodu. Súčasne nie je v projektoch zabezpečené žiadne spaľovanie paliva. Jednou z efektívnych možností je tepelné vykurovanie domu. Vývoj technológií prispieva k tomu, že na domácom trhu sa objavujú rôzne modely tohto typu vykurovania priestorov.

Aplikácia zemskej energie

Treba mať na pamäti, že pôda aj s silný mráz nemrzne príliš hlboko vo väčšine regiónov krajiny. Túto vlastnosť využívajú aj stavitelia, ktorí sa zaoberajú kladením potrubí pod priemernou úrovňou zamrznutia pôdy. Tepelná hodnota má ukazovateľ na úrovni + 5- + 7 0 C. To umožňuje využiť energiu zeme na vykurovanie domu.

Teplo generované moderná inštalácia sa podarí hromadiť. Princíp fungovania geotermálneho vykurovania doma je podľa majiteľov podobný princípu fungovania chladničky. Algoritmus pracovného cyklu je nasledujúci:

• potrebujete získať teplo, aby ste ho uložili a presmerovali na energetickú batériu;
• nemrznúca zmes sa ohrieva v jednom z okruhov systému a prenáša energiu do vody cirkulujúcej v druhom vykurovacom okruhu a zásobovanie teplou vodou;
• ochladená nemrznúca zmes je presmerovaná do oblasti výmenníka tepla, aby sa opäť zohriala.

Tento prístup vám umožňuje využiť teplo zeme na vykurovanie domu. Systémy využívajú geotermálne čerpadlá. Odobraté teplo môže stačiť ako na prevádzku jednotky ako hlavného zdroja tepla v miestnosti, tak aj na prevádzku ako záložného alebo pomocného okruhu.

VIDEO: Zázrak techniky – teplo z podzemia

Princíp činnosti

Vykurovanie zo zeme už nie je fantastický alebo izolovaný vývoj. V mnohých európskych krajinách je toto smerovanie prioritou. Aj u nás si získava svojich fanúšikov.

Už dlho bolo pozorované, že počas vyparovania určité látky ochladzujú povrch, ktorý opúšťajú. Táto nehnuteľnosť prvýkrát použitý v domácich a priemyselných chladničkách na chladenie. Neskôr vznikla myšlienka využiť spätný efekt tohto javu, získavanie teplý vzduch. Bol zavedený do klimatizácií, ktoré fungujú na vykurovanie. Nie sú však schopné fungovať pri teplotách pod -50C. Geotermálne zariadenia nemajú takúto nevýhodu.

Schéma prevádzky zariadenia

Základným článkom v systéme je tepelné čerpadlo používané v dvoch okruhoch:

• prvý okruh je klasický vykurovací systém s vodným chladivom, pozostávajúci z hlavného potrubia, radiátorov a uzatváracie ventily;
• druhý okruh je veľkorozmerný výmenník tepla umiestnený v zemi alebo pod veľkým otvoreným zásobníkom.

Vo vnútri druhého okruhu sa používa špeciálna nemrznúca zmes aj pripravená voda. Ohrieva sa energiou vnútorné teplo zem a ide do tepelného čerpadla. Z nej sa teplo prenáša do vnútorného okruhu a vstupuje do radiátorov.

Dôležitým detailom je tepelné čerpadlo. Jeho rozmery nepresahujú veľkosť práčka. Pri spotrebe 1 kW zariadenie vyrobí 4-5 kW výkonu na vykurovanie. Pre porovnanie, klimatizácie pracujú približne v režime spotreba/spiatočka 1 až 1.

Dnes je cena zemného tepla na vykurovanie domu stále vysoká, no neustále klesá.

Hlavné náklady v procese inštalácie sú drahé cudzie zariadenie a zemné práce. Existuje tiež vývoj s cieľom nezávisle navrhnúť geotermálne čerpadlá, ktoré vytvárajú teplo v dome.

Výhody systému

Geotermálne vykurovanie má množstvo pozitívnych vlastností, ktoré ho odlišujú od iných systémov, ako je plynový alebo elektrický. Medzi výhody patrí:

• inštalácia je absolútne bezpečná z hľadiska zapálenia, pretože v nej nie je žiadny plameň;
• pre inštaláciu nie je potrebné dierovať komíny;
• žiadne škodlivé emisie, hluk resp nepríjemné pachy;
• kompaktné vybavenie nezaberá veľa miesta;
• nepotrebuje dodávať a skladovať žiadne palivo;
• využíva sa nevyčerpateľná energia zeme;
• zariadenie môže pracovať v zime na vykurovanie av lete na chladenie;
• vysoký výkon pri životnosť batérie;
• aj keď sú náklady na inštaláciu drahé, ale prevádzkové náklady sú niekoľkonásobne nižšie ako náklady na prevádzku tradičné zdroje kúrenie.

Odrody rozloženia

Existuje niekoľko možností inštalácie geotermálnych systémov. Účinnosťou sú si blízke a uplatňujú sa v závislosti od možností blízkej krajiny a teplotných podmienok regiónu.

Vertikálne inštalácie

Hlavný rozdiel spočíva v inštalácii výmenníka tepla. Najkompaktnejšie je jeho vertikálne usporiadanie. Táto možnosť nevyžaduje významné plochy pôdy. Je však potrebné použiť vrtnú súpravu, pretože budú potrebné hlboké vrty.

Približná hĺbka vrtov pre geotermálne systémy je 50-200 m pre efektívnu prevádzku.

Tento typ je najdrahší na inštaláciu, no jeho odhadovaná životnosť je podľa výrobcov až 100 rokov, čo je stále najdlhšie obdobie spomedzi podobných systémov. Hlavná výhoda vertikálna montáž je maximálna zachovanie okolitej krajiny.

Horizontálna montáž

V oblastiach, kde je úroveň zamrznutia pôdy relatívne plytká, je výhodné umiestniť výmenník tepla horizontálna rovina. Rúry v takejto situácii sú umiestnené vo vykopanom výkope. Zaberá pomerne veľkú plochu, čo sa často prezentuje ako nevýhoda tohto usporiadania. V tejto situácii však nie je potrebné drahé vŕtanie.

Kolektor vo forme rúrok je rozmiestnený v slučkách po zvolenej ploche. Je potrebné ustúpiť 1,5-2 m od koreňov stromov, aby nepoškodili konštrukciu. Približná plocha na vykurovanie domu 250 m2 bude cca 600 m2. Nie každý má prostriedky na umiestnenie geotermálneho kolektora.

Umiestnenie pod vodou

Inštalácia kolektora pod vodný stĺpec je jednou z naj efektívnymi spôsobmi vykurovanie domu. Je žiaduce, aby sa nádrž nenachádzala ďalej ako 100 m od bytovej výstavby. Kolektorové špirály sa montujú pod hĺbku minimálne 2,5-3 m, čo im umožní byť pod bodom mrazu. Plocha zrkadla nádrže by mala byť minimálne 200 m 2 .

So zberačom vody sa výrazne znižuje potreba vodnej práce, pričom nedochádza k strate účinnosti zariadenia.

Vnútri domu bude takéto vykurovanie pripomínať klasiku vodný systém s radiátormi. Ohrev chladiacej kvapaliny sa však bude vykonávať bez použitia paliva.

Samozrejme, že takýto systém je stále veľmi drahý - 2-3 krát drahší plynové kúrenie. Ak však vypočítate úspory paliva, spoľahlivosť a bezpečnosť zariadení, trvanie prevádzky - domy sa zvyčajne nestavajú na 10 alebo dokonca 20 rokov, ale na oveľa dlhšie obdobie, je zrejmé, že takýto systém je budúcnosť. Môžete sa pokúsiť vykonať inštaláciu hneď teraz, alebo môžete počkať ešte niekoľko rokov, keď sa na trhu objaví domáci vývoj.

VIDEO: Ekonomické vykurovanie domy, typy tepelných čerpadiel, schéma zapojenia

Obmedzené zásoby prírodných energetických zdrojov nútia ľudstvo hľadať alternatívne zdroje energie. Geotermálne vykurovanie domu je skvelou alternatívou tradičnými spôsobmi kúrenie. Potvrdzujú to faktické údaje o rozšírenom využívaní geotermálnych vykurovacích systémov v Európe a Amerike ako hlavných zdrojov tepla.

Trochu histórie! Geotermálne vykurovacie systémy sa výrazne „rozšírili“ koncom osemdesiatych rokov minulého storočia hlavne v Amerike. Na začiatku solídna investícia do inštalácie takejto inštalácie umožnila jej používanie iba bohatým ľuďom a po niekoľkých rokoch sa tento tukový systém stal cenovo dostupným pre menej bohatých Američanov, čím sa zvýšil význam geotermálnych vykurovacích systémov na trhu vykurovania.

V Európe pred dvoma desaťročiami počet geotermálnych zariadení prekročil 12 miliónov a dnes možno len hádať o veľkosti „usídlenia“ geotermálnych zariadení v súkromných domoch.

Prečo sa to deje?

Všetko je veľmi jednoduché! najdostupnejšie a pohodlný systém plynové kúrenie znižuje zásoby fosílnych palív na peniaze z vášho vrecka. A pálenie tuhé palivo(palivové drevo, uhlie, rašelina) je nielen nepohodlné, ale sprevádzané aj uvoľňovaním škodlivých oxid uhličitý, strata sadzí a dechtu. Potrebuje aj ďalší priestor na skladovanie paliva.

Ako systém funguje

Geotermálne vykurovacie systémy majú podobný princíp činnosti ako chladnička (klimatizácia). Len chladnička s chladničkou ochladzuje vzduch a geotermálne tepelné čerpadlo ohrieva chladivo vykurovacieho systému.

Na vykurovanie priestorov sa využíva teplo (energia) Zeme. Tepelné čerpadlo umiestnené v dome berie energiu zo spodnej vody alebo samotnej pôdy a premieňa ju na teplo. Potom sa toto "teplo" používa na ohrev chladiacej kvapaliny samotného vykurovacieho systému domu.

Princíp činnosti tepelného čerpadla je založený na reverznom Carnotovom cykle vyvinutom už v 19. storočí.

„Srdcom“ takéhoto systému je kompresor, ktorý „stláča“ a „prenáša“ teplo. Na to potrebuje externý zdroj energie – elektrickú sieť.

Vo firme sú kompresory vo vnútornom okruhu tepelného čerpadla: kondenzátor, výparník a škrtiaca klapka.

Tepelné čerpadlo funguje takto:

• Nasávacie potrubie sa plní nemrznúca kvapalina(zmes glykolu, zmes vody a alkoholu alebo slaná voda), ktoré budú dopravovať „podzemné“ alebo „podvodné“ teplo do čerpadla.
• Táto tepelná energia sa vo výparníku prenáša na chladivo s veľmi nízkym bodom varu, čo vedie k jeho rýchlemu varu a vyparovaniu (premene na paru).
• Bežiaci kompresor zvyšuje tlak tejto pary, čo následne vedie k zvýšeniu jej teploty.
• V kondenzátore sa chladivo ochladzuje, odovzdáva teplo vykurovaciemu okruhu domu a kondenzuje.
• Cez škrtiaci ventil vstupuje chladivo do kompresora a cyklus sa znova opakuje ...

Tepelné čerpadlo sa dá nazvať aj inými slovami chladnička „obrátená naruby“. V chladničke sa chladivo skutočne ohrieva teplom produktov, ktoré sú v ňom umiestnené (chladnička) a cez rúrkový systém sa dostáva do zadná stena ohrievaním vzduchu mimo chladničky.

A v prípade tepelného čerpadla toto uvoľnené teplo ohrieva chladiacu kvapalinu vo vykurovacom systéme samotného domu. Ako vykurovacie zariadenia v takýchto vykurovacích systémoch sa najčastejšie a efektívnejšie používajú „teplé podlahy“.

Všimnite si! Ak je kvalitný a správne vypočítaný okruh „odberu tepla“, pri spotrebe 1 kW elektriny je tepelné čerpadlo schopné odovzdať systému až 5 kW tepelnej energie!

Typy výmenníkov tepla pre geotermálne vykurovacie systémy

Horizontálny výmenník tepla

Rúry vodorovného obrysu sa ukladajú do hĺbky presahujúcej hrúbku zamŕzajúcej vrstvy pôdy.

Táto možnosť tepelný okruh najlepšie, keď je k dispozícii veľké námestie osobná zápletka bez záhradných výsadieb (stromov). Ukladanie slučkového potrubia nie je povolené vo vzdialenosti menšej ako 1,5 m od koruny stromu.

Pri vykurovaní domu 250 m 2 bude potrebná plocha ​​600 m 2 na umiestnenie okruhu výmeny tepla. A táto oblasť nie je vždy k dispozícii. Najmä v husto obývaných chatových mestách.

Tento faktor možno nazvať nevýhodou tohto typu výmenníka tepla.

Vertikálny výmenník tepla

Vertikálny výmenník tepla je luxus, ktorý si nemôže dovoliť každý developer. Na "usporiadanie" takéhoto výmenníka tepla budete potrebovať špeciálne vŕtacie zariadenie.

Okruh výmenníka tepla je spustený do studne s hĺbkou 50-200 m. Na zvýšenie tepelného výkonu sa používa niekoľko takýchto studní, ktorých potrubia sú spojené cez špeciálne kolektorové jednotky.

Výhodou organizovania takéhoto systému okruhu výmenníka tepla je možnosť práce na rozvinutej oblasti - táto metóda nepoškodí existujúcu krajinu.

Výmenník tepla umiestnený vo vode

Táto možnosť je najhospodárnejšia pri inštalácii - nie je potrebné vykonávať výkopové práce, ale vyžaduje si nádrž s plochou najmenej 200 m 2 vo vzdialenosti nie viac ako 100 m od domu. Rúry okruhu sa ukladajú do hĺbky väčšej ako je hĺbka mrazu (najmenej 2-3 m) na dno.

Výhody a nevýhody geotermálnych vykurovacích systémov

Chceme zdôrazniť jednu z najvýznamnejších výhod geotermálnych vykurovacích systémov environmentálna bezpečnosť pre váš domov. No predsa proces normálna operácia tepelné čerpadlo nie je sprevádzané žiadnym škodlivé emisie v atmosfére. A neprítomnosť horľavých látok v palivovom čerpadle v prítomnosti prevádzkyschopného elektrického vedenia skutočne neguje riziko požiaru.

Absencia paliva znamená absenciu nákladov na jeho dodávku a skladovanie.

Nízka spotreba elektrickej energie s relatívne vysokým prenosom tepla (od 1 kW elektrickej energie do 5 kW tepelnej energie) je ďalším dôležitým (alebo najdôležitejším) faktorom, ktorý určuje výber geotermálneho vykurovacieho systému pre vidiecky dom.

Autonómia geotermálneho vykurovacieho systému vás oslobodzuje od potreby ho monitorovať a udržiavať.

Dôležitou funkčnou výhodou geotermálneho vykurovacieho systému je jeho schopnosť pracovať ako klimatizácia teplé počasie. V tomto režime nastáva opak: teplo z miestnosti ohrieva chladivo, ktoré ho odovzdáva externému kolektoru tepla.

Nevýhodou takéhoto systému je zložitosť jeho inštalácie a teda aj vysoká cena, as inštalačné práce ako aj samotné vybavenie.

Geotermálny vykurovací systém je najdrahší na inštaláciu a nákup zariadenia.

V tomto prípade môžete ušetriť vlastná inštalácia tento systém, ale je potrebné venovať značnú pozornosť výpočtom a konzultáciám s „profíkmi“.

Použitie bivalentnej schémy vykurovania

Bivalentný systém zahŕňa paralelné použitie dvoch zdrojov tepla počas špičkového zaťaženia (pri nízkych teplotách okolia).

V takomto systéme je paralelne k tepelnému čerpadlu pripojený prídavný kotol, napríklad elektrický kotol. Používa sa, keď je potrebné použiť režim intenzívneho ohrevu pri nízkych teplotách okolia.

Ak je v regióne vášho bydliska málo „mrazivých“ dní v roku, potom vám prítomnosť takéhoto „asistenta“ umožňuje ušetriť na výkone tepelného čerpadla, čo výrazne ovplyvňuje jeho náklady.

Princíp fungovania, inštalácia, výhody a nevýhody geotermálneho vykurovania pre domácnosť

Každý majiteľ súkromného domu vždy čelí problému zásobovania domu teplom. Dnes existuje veľa rôznych možností na zabezpečenie vykurovania v súkromnom dome. Jedným zo spôsobov je geotermálne vykurovanie. Veľa ľudí si pri počutí tohto názvu pomyslí, že takéto systémy sú vybudované len na miestach zdrojov teplej vody a gejzírov. To však zďaleka nie je pravda. Moderné geotermálne tepelné inštalácieúspešne pracovať aj v stredný pruh Rusko, kde je priemerná ročná teplota nízka. V tomto článku budeme hovoriť o princípe fungovania geotermálnych zariadení na vykurovanie domácností, ich výhodách a nevýhodách, ako aj o vlastnostiach použitia.

Princíp fungovania geotermálneho vykurovacieho zariadenia je podobný chladiaca jednotka alebo klimatizačný systém. V takýchto zariadeniach sa tepelná energia odoberá z pôdy cez špeciálnu. Princíp činnosti je nasledujúci. doma resp viacúčelová miestnosť je nainštalované samotné tepelné čerpadlo a do zeme je spustený výmenník tepla, cez ktorý cirkuluje chladivo. Takéto geotermálne vykurovacie systémy je možné použiť nielen v súkromnom dome, ale aj v priemyselných priestoroch.

Teplota pôdy, kde sa nachádza výmenník tepla, je zvyčajne 5-7 stupňov. Vďaka vlastnosti plynov meniť svoju teplotu pri kompresii a expanzii, napr nízka teplota pôda sa zmení na vyhrievanú chladiacu kvapalinu, ktorá stačí na vykurovanie domu. Po uvoľnení tepla vo vykurovacom systéme sa chladiaca kvapalina vráti do pôvodného tlaku a ochladí sa pod teplotu zeme. Potom sa opäť posiela do výmenníka tepla, kde sa ohrieva zo zeme. Vyššie uvedený proces sa nazýva Carnotov cyklus. Tento jav je založený na princípe fungovania geotermálneho vykurovania doma.

Spôsoby realizácie geotermálneho vykurovania

Možností realizácie geotermálneho vykurovania domov je viacero. Hlavným rozdielom medzi týmito možnosťami je umiestnenie vonkajšieho okruhu výmeny tepla. V tomto prípade je vnútorný obrys vo všetkých prípadoch rovnaký. Dva hlavné spôsoby implementácie:

• S vertikálnym výmenníkom tepla;
• S horizontálnym výmenníkom tepla.

Okrem toho existuje možnosť, keď je výmenník tepla umiestnený v blízkom zásobníku. Pozrime sa na tieto metódy podrobnejšie.

Vertikálny výmenník tepla

V hĺbke asi 100 metrov od povrchu Zeme má pôda teplotu asi 10 stupňov po celý rok. Na využitie tejto tepelnej energie sa robia studne. Aby sa čo najmenej poškodilo okolitú krajinu, špecialisti často vŕtajú studne v rôznych uhloch z jedného bodu. V týchto vrtoch je namontovaný vonkajší obrys geotermálneho systému. To zaisťuje efektívny odvod tepla zo zeme. Táto metóda je celkom úhľadná a veľmi nepoškodzuje oblasť v blízkosti domu. Ale bez špeciálneho vybavenia to nebude fungovať, pretože je potrebné vŕtať hlboké vertikálne studne.

Tento spôsob realizácie geotermálneho vykurovania bude žiadaný pri výstavbe domu a vybavení okolia. Hĺbka studne rôznych príležitostiach môže byť od 70 do 200 metrov. Konečná hĺbka závisí od parametrov geotermálneho zariadenia a geologickej situácie v konkrétnom regióne. Životnosť takýchto inštalácií odborníci označujú okolo 100 rokov, no v skutočnosti si výmena jednotlivých jednotiek vyžiada až 20-30 rokov.

Ak je vytvorený vertikálny výmenník tepla, ktorý bude odoberať tepelnú energiu v podzemnej vody, potom sa vyrobia dve jamky. Prvá studňa sa nazýva debetná studňa. Na čerpanie vody využíva čerpadlo. Táto voda odovzdáva teplo vo vnútornom okruhu a potom sa spája do druhej studne, ktorá sa nazýva prijímacia studňa. Medzi nevýhody takýchto systémov s dvoma studňami patrí nedostatočná účinnosť. Tu veľký počet na chod sa používa elektrina obehové čerpadlo. Takéto geotermálne systémy sú však celkom vhodné na prácu. teplé podlahy v domácnosti.

Horizontálny výmenník tepla

Ako už názov napovedá, výmenník tepla v takýchto geotermálnych zariadeniach na vykurovanie domu je položený horizontálne. Predtým, ako to urobíte, musíte presne poznať hĺbku zamrznutia zeme vo vašej oblasti. Rúry výmenníka tepla sú uložené vo výkopoch, ktoré sú pod úrovňou mrazu zeme. V tomto prípade je potrebný veľký priestor na uloženie výmenníka tepla.

Takže na vykurovanie domu s rozlohou 250 metrov štvorcových bude potrebné umiestniť výmenník tepla na plochu 600 "štvorcov". A toto je celok vidiecka chatová oblasť plocha 6 hektárov. Zaberaná plocha je hlavnou nevýhodou tejto možnosti. Ak máte pred domom veľa priestoru v podobe trávnika s trávou, potom je táto možnosť vhodná. A ak tam rastú stromy, sú tam skleníky a podobne, tak táto možnosť geotermálneho vykurovania nie je pre vás vhodná.

V prípade geotermálneho vykurovacieho zariadenia s horizontálnym výmenníkom tepla sa vykonáva veľké množstvo zemných prác. Pamätajte, že rúrky výmenníka tepla by nemali byť umiestnené bližšie k stromom ako jeden a pol metra. Zvyčajne sa táto možnosť geotermálnej inštalácie používa v čase výstavby. Teda kým prebieha výstavba domu a na mieste ešte nie je nič upravené. Najlepšie je, ak sa výpočty na stavbu domu, organizáciu vykurovania a terénne úpravy miesta vykonávajú súčasne.

Horizontálny výmenník tepla v blízkom vodnom útvare

Toto je pomerne zriedkavý prípad. Vyžaduje sa, aby dom nebol viac ako 100 metrov od nádrže. Môže to byť prírodná alebo umelá nádrž, no v zime by nemala zamrznúť na dno. V spodnej časti sa položí horizontálny obrys výmenníka tepla. Plocha nádrže by mala byť najmenej 200 "štvorcov". Predpokladá sa, že tento spôsob organizácie externého výmenníka tepla je najlacnejší. Ale takéto usporiadanie domov je zriedkavé. A ak ide o verejný zásobník, položenie výmenníka tepla v ňom sa môže zmeniť na problémy so zákonom.

Jednoznačnou výhodou tejto možnosti geotermálneho vykurovania je absencia zemných prác. Nemyslite si však, že umiestnenie výmenníka tepla pod vodou je veľmi jednoduché na organizáciu. Je možné, že na vykonanie takejto práce bude potrebné povolenie od regulačných orgánov. Táto možnosť však stále zostáva najhospodárnejšou z vyššie uvedených možností.

Zvláštnosti

Za zmienku stojí niekoľko vlastností geotermálnych systémov vykurovania domov.

Rozdiel napríklad od plynu resp elektrický kotol spočíva v tom, že nevyžaduje zahrievanie chladiacej kvapaliny na vysoké teploty. Pracovať režim nízkej teploty poskytuje nižšie náklady na energiu. Ako viete, vo vykurovacom systéme sa na kompenzáciu nízkej teploty chladiacej kvapaliny používa zväčšenie povrchu chladiča. Aby ste tomu zabránili, odporúča sa použiť podlahové kúrenie. V tomto prípade bude tento typ vykurovania domu racionálnejší, pretože teplo bude prúdiť priamo do obytného priestoru a nie do priestoru pod stropom miestnosti.

Okrem toho by sa v aktívach teplých podláh mali zaznamenať minimálne tepelné straty. Množstvo tepelných strát závisí hlavne od teplotnej delty. V prípade nízkej teplotný režim geotermálne vykurovanie, tieto straty sú minimálne. Druhou významnou výhodou teplej podlahy je, že dochádza k priamemu ohrevu samotných konštrukcií domu (v tomto prípade podlahy). Ohriaty vzduch v prípade radiátorov len mierne prekryje zasklenie okien a časť blízkej steny.

Výhody a nevýhody

• Prakticky nevyčerpateľný a stabilný zdroj energie;
• Výrobcovia takýchto systémov nazývajú takéto vykurovanie pre majiteľa zadarmo. Ale nie je to tak, pretože nesmieme zabúdať na náklady na elektrickú energiu. Je to však lacnejšie tradičné systémy vykurovanie;
• Geotermálne vykurovanie je možné použiť takmer v každom regióne, s výnimkou severných;
• Geotermálne vykurovacie zariadenia nemajú škodlivé emisie;
• Zaberajú málo miesta v dome (o veľkosti chladničky);
• Je možné nastaviť prevádzku jednotiek pre vykurovanie aj chladenie;
• V prípade potreby je možné geotermálnu inštaláciu integrovať do vykurovacieho systému domu s plynovým alebo elektrickým kotlom.

Mínusy

• Dlhá doba návratnosti;
• Veľké množstvo počiatočných investícií do nákupu a inštalácie geotermálneho vykurovacieho systému.

Výdavky

Náklady na nákup zariadenia a jeho inštaláciu závisia najmä od kapacity a výrobcu. Pokiaľ ide o výrobnú spoločnosť, mnohí sa tu riadia svojimi vlastnými úvahami, ako aj odporúčaniami priateľov. Sila geotermálnych zariadení sa však vyberá v závislosti od oblasti vykurovanej miestnosti. V závislosti od výkonu geotermálnych zariadení na vykurovanie domu je možné uviesť nasledujúce cenové rozpätie:

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

K týmto sumám sa pripočítavajú náklady na inštaláciu zariadení, ktoré predstavujú približne 30 percent nákladov na samotnú geotermálnu inštaláciu. Výsledkom bude pre väčšinu obyvateľov našej krajiny úplne neúnosná suma. Okrem toho bude doba návratnosti pomerne dlhá. Budete sa musieť len utešovať, že teraz máte malú sumu za elektrinu v nákladoch na vykurovanie.

Na zlepšenie účinnosti geotermálnych vykurovacích systémov sa často používajú ako pomocné spolu s plynom a elektrické kotly. A existujú aj možnosti, keď sú postavené v kombinácii s niekoľkými výmenníkmi tepla. Odborníci tvrdia, že geotermálne vykurovanie domu je výhodné, keď plocha vykurovanej miestnosti začína od 150 metrov štvorcových. Potom sa všetky náklady na nákup a inštaláciu zariadenia vrátia za 8-10 rokov.