Geotermálny systém vlastnými rukami. Geotermálne vykurovanie domu. Zdroje geotermálneho vykurovania

Geotermálne vykurovanie sa aplikuje na vykurovací systém.

Ako hlavný alebo doplnkový zdroj tepla je zemskej energie.

Vykurovanie domu teplom z podzemia: čo to je

Na ruskom území vysokoteplotné (termálne) pružiny sú mimoriadne nerovnomerne umiestnené, hlavne ďaleko od sídiel, čo sťažuje ich využitie na vykurovacie účely.

S rozvojom technológií a zavedením nových typov zariadení na výrobu tepelnej energie bolo možné použiť a nízkoteplotné zdroje .

Okrem iného podzemné vrstvy umiestnené na diaľku 50-100 metrov pod povrchom zeme, mať kladnú teplotu rovnú 10 až 12 °C. Tieto hodnoty sa ukladajú bez ohľadu na čas, čo umožňuje využívať vykurovanie počas celého roka.

Výhody geotermálne vykurovacie systémy:

• hospodárstva. Zdroje sú obnoviteľné zdroje, čím sa vyhnete finančným investíciám do nákupu paliva, ako je to v prípade tradičných systémov. Nebudú žiadne dodatočné náklady spojené s dopravou, skladovaním PHM.
• Bezpečnosť. Je nepravdepodobné, že dôjde k nehodám, výbuchom a požiarom.
• Šetrnosť k životnému prostrediu. Keďže proces spaľovania sa nevyužíva v geotermálnom systéme, jeho vlastné emisie do atmosféry sú vylúčené.
• autonómia. S automatickým ovládaním nevyžaduje časté zásahy ani neustále externé ovládanie.

nevýhody:

• Značný úvod peňažné výdavky.
• náročný na prácu inštalácia.
• Potreba zdroj elektrickej energie.

Ako funguje geotermálny vykurovací systém?

Teplo na vykurovanie bývania alebo zásobovanie teplou vodou sa získava o transformácií to z energie prostredia pomocou špeciálneho jednotka.

Hlavným prvkom geotermálnej inštalácie je Tepelné čerpadlo, ktorá je napojená na vnútorný a vonkajší vykurovací okruh.

Štruktúra vnútorného okruhu je podobná tradičnej možnosti vykurovania (plyn, voda). Toto je: potrubia a radiátory.

Vonkajšia slučka, ktorého veľkosť je oveľa väčšia ako vnútorná umiestnená pod zemou, je počas prevádzky neviditeľný. V jeho vnútri cirkuluje chladiaca kvapalina. Toto: alebo býčia voda, alebo nemrznúca zmes zvyčajne na základe etylénglykol. A druhá možnosť je oveľa výhodnejšia.

Teplota nosiča tepla sa vyrovná s teplotou prostredia, keď je vo vonkajšom okruhu, a potom sa posiela do tepelného čerpadla. Po prechode cez ňu sú zohriate hmoty smerované pozdĺž vnútorný obrys.

Prítomnosť tepelného čerpadla je hlavným faktorom pre získavanie tepelnej energie, ktorá je určená na jej následné využitie spotrebiteľom (vykurovanie bývania, zásobovanie teplou vodou).

efektívnosť toto zariadenie môže niektorých prekvapiť. Spotreba elektrická energia v objeme 1 kW ako výsledok ich práce "Rozdáva" trochu viac - 4-5 kW,čo vyzerá veľmi zvláštne.

Je to spôsobené tak konštrukčnými vlastnosťami zariadenia, ako aj skutočnosťou, že okrem elektrickej energie využíva aj tepelnú energiu zeme ako dodatočnú (aj pri nízkych teplotách pôdy).

Tepelné čerpadlo je schopné celoročnej prevádzky a prevádzky 15-25 rokov.

Poznámka! Niektorí odborníci tvrdia, že berúc do úvahy trenie alebo opotrebovanie, obdobie v reálnom čase systémy bez zastavenia na opravu je asi 10 rokov.

Tiež vás bude zaujímať:

DIY inštalácia

Predtým, ako urobíte takýto krok, porovnajte možnosti s objemom a zložitosťou všetkých potrebných prác na inštaláciu geotermálneho systému.

Kalkulácia nákladov

Výpočet nákladov na zariadenie geotermálneho systému sa vypočíta vo vzťahu k:

• akvizícií tepelné čerpadlo určitá moc;
• celkové ceny potrubia, podľa výkonu čerpadla;
• výroba súvisiacich pozemné práce(vŕtanie studní, kopanie zákopov), ako aj náklady na kladenie sietí;
• inštalácia a pripojenie tepelné čerpadlo.

Foto 1. Geotermálne tepelné čerpadlo model Vitocal 300-W Pro s elektrickým pohonom na vykurovanie, výrobca Viessmann.

V kalkulácii je zahrnutý aj nákup tepelného čerpadla, ktorého cena sa líši v závislosti od výkonu a výrobcu.

Silové modely v oblasti 4-5 kW bude vyhodnotený v 3-7 tisíc. e. Výkon spotrebiča 5-10 kW náklady 4-8 tisíc. e. pozadu 10-15 kW— 5-10 tisíc. e.

Umiestnenie kolektora

Existuje rozdelenie podľa spôsobu inštalácie vonkajšieho obrysu ( zberateľ). AT zem dá sa umiestniť vertikálne alebo horizontálne. v zemi nádrž— horizontálne. Každý z týchto prípadov má svoje výhody a nevýhody.

Vertikálny typ

Pri budovaní vertikálnej inštalácie je potrebné vŕtanie studne s hĺbkou 50-200 metrov. To znamená do vrstvy so zvýšenou teplotou. Jedna z baní, ktorá sa nazýva debetná, slúži na odber tepla.

Chladivo v ňom stúpa, vďaka pumpe, potom je prívod do potrubí a radiátorov vnútorného okruhu.

Vráťte chladiacu kvapalinu po prejdení celého cyklu vyhodený cez inú baňu späť do podzemných vrstiev.

Predpokladá sa, že životnosť takejto rastliny je približne stovky rokov.

Pri usporiadaní kolektora vertikálneho typu s dvoma hriadeľmiúčinnosť jeho použitia na vykurovanie súkromného domu je znížená, pretože to bude trvať značné množstvo elektriny. Toto je vhodná možnosť pre inštaláciu systému "teplá podlaha".

S úspornejším zhluk metódou sa počet vrtov zvyšuje, ale ich hĺbka klesá.

Pre vertikálnu inštaláciu existuje aj možnosť, ktorá zabezpečuje spevnenie nádoby (nádrže) obsahujúcej nemrznúcu zmes, v hĺbke 100 m. Nepretržitý pohyb tejto kvapaliny, ohriatej zo zeme, zabezpečuje tepelné čerpadlo.

Ak neberiete do úvahy možnosť vŕtania studní pre vertikálnu konštrukciu, ktorá si vyžaduje zručnosti a vybavenie, potom je možné prácu vykonať nezávisle.

Horizontálny výmenník tepla

Inštalácia horizontálneho výmenníka tepla (typu) bude vyžadovať trochu úsilia, ale tepelný výkon bude v tomto prípade nižší. Na výstavbu je potrebný výkop výkop pod bod mrazu. Potrubie vonkajšieho obrysu je položené vo vykopaných zákopoch a následne je celá konštrukcia opäť pokrytá zeminou.

Teplota vrstvy pôdy bude oveľa nižšia a dĺžka dlhšia ako pri použití výmenníka tepla vertikálneho typu. Námestie približne dvojnásobok miestnosť, ktorá sa má vykurovať.

Určite ste už viackrát počuli o geotermálnom vykurovaní. Takéto systémy sú inštalované v mnohých európskych krajinách a medzi obyvateľstvom sú veľmi úspešné a obľúbené. Je možné, aby sme ho nainštalovali? Aby ste to pochopili, musíte pochopiť princíp fungovania, ako aj zvážiť všetky výhody takéhoto systému.

Výhody geotermálneho vykurovania

Náklady na geotermálne vykurovanie domu

Toto je asi jediný moment, kvôli ktorému sa systém ešte nerozšíril. Počiatočné náklady môžu dosiahnuť jeden milión rubľov. Všetko závisí od veľkosti vášho domu a zdroja tepla. takze položenie vykurovacieho okruhu v nádržiach je lacnejšie za rovnakú cenu pre čerpaciu stanicu a súvisiace materiály (potrubia, tmely atď.).

Táto inštalácia je najvýhodnejšia pre malé domy. Náklady sa vrátia za dva až tri roky netreba platiť za plyn/uhlie/drevo, a všetky náklady sa znižujú na platbu za malé množstvo elektriny, ktorá sa vynakladá na prevádzku čerpacieho zariadenia. Oplatí sa ušetriť tak, že takúto inštaláciu urobíte nie na kľúč, ale svojpomocne? Možno za predpokladu, že si pozorne preštudujete všetky vlastnosti procesu. V praxi sa vyskytujú prípady úspešnej montáže samotnými vlastníkmi.

Cena prác na kľúč pozostáva z:

• z výpočtov výkonu čerpadla, dĺžky vykurovacieho okruhu;
• z ceny práce v pôde alebo vode (vŕtanie studní, kopanie zákopov, kladenie pod vodu), ako aj súvisiace pokládkové a inštalačné práce;
• od inštalácie a pripojenia čerpacej stanice.

Ako príklad uvádzame približné výpočty pre dom s rozlohou 150 metrov štvorcových. m.

1. Pre takéto obydlie je potrebné tepelné čerpadlo s výkonom 14 kW. Jeho cena je 260 tisíc rubľov.
2. Suma za všetky práce na usporiadaní vertikálneho zemného obrysu je približne 427 tisíc rubľov. Môže sa líšiť v závislosti od typu pôdy.

Celkom - 687 tisíc rubľov. Vidíme, že veľmi významné počiatočné náklady na inštaláciu geotermálneho vykurovania. Cena bežných kotlov je oveľa lacnejšia. Pre porovnanie si spočítajte, aké máte aktuálne náklady na vykurovanie a vypočítajte si, koľko miniete na geotermálne vykurovanie. Zvážte oba prípady v perspektíve na mnoho rokov (10-15 rokov). Rozdiel je veľmi, veľmi významný.

Hlavné komponenty geotermálnych vykurovacích systémov

Geotermálne vykurovanie nevyužíva klasické zdroje tepla. Nehovoríme o žiadnom dreve, uhlí, plyne či elektrine (v množstve, ktoré spotrebuje klasický elektrokotol).

Celý systém pozostáva z troch hlavných prvkov. Oni sú:

• vykurovací okruh vo vnútri domu;
• vykurovací okruh;
• čerpacia stanica.

Ako vykurovací okruh, ktorý bude umiestnený vo vnútri domu, môžu fungovať bežné známe radiátory aj systém podlahového vykurovania (na jeho vykurovanie sa spotrebuje viac energie). Okrem toho toto systém je možné priviesť na vykurovanie skleníka, bazény, chodníky v rámci lokality atď.

Vykurovacím okruhom sú v tomto prípade geotermálne zdroje tepla. Existuje teda vykurovanie pomocou energie zeme, vody a tiež vzduchu.

Čerpacia stanica je potrebná na prečerpávanie tepla z geotermálneho vykurovacieho okruhu do vykurovacieho okruhu.

Viac o spôsobe vykurovania

Geotermálne vykurovanie využíva energiu uloženú v prostredí na vykurovanie miestnosti. Princíp fungovania je vypožičaný z dizajnu chladničky. V ňom sa teplo z vnútornej komory odvádza von, aby sa dosiahli minimálne teploty v samotnej komore. V tomto prípade je zadná stena vyhrievaná. Pri geotermálnom vykurovaní sa teplo zo zeme (alebo vody, vzduchu) odvádza do obytného priestoru. Rozdiel je v tom zdroj tepla nevychladne a má stabilnú teplotu. Z tohto dôvodu môže dôjsť k ohrevu priestoru v akomkoľvek chladnom období roka. A v horúčave môžete nastaviť systém tak, aby zabezpečil chladenie krytu.

Zvážte príklad s vykurovacím okruhom na vykurovanie obydlia vo vnútri zeme. Táto možnosť je najbežnejšia, pretože umiestnenie geotermálneho okruhu vo vodných zdrojoch vyžaduje jeho prítomnosť v blízkosti domu. Toto je menej bežné.

Teplo zo zeme

V určitej hĺbke má Zem svoju vlastnú teplotu. Nezáleží na poveternostných podmienkach a ročnom období. Hovoríme o tých vrstvách, ktoré sú pod úrovňou mrazu. To znamená, že vykurovací okruh je položený tam, kde má teplota vždy stabilnú kladnú hodnotu.

Spôsoby uloženia potrubí vykurovacích okruhov v zemi

Vertikálna inštalácia

Spočíva v tom, že v areáli vykonať hĺbkové vŕtanie studní do ktorých sa budú ukladať potrubia. Ich hĺbka závisí od toho, akú oblasť bude potrebné zahriať. Hodnota dosahuje až 300 metrov. Výpočet vychádza zo skutočnosti, že na jeden meter geotermálneho potrubia dopadá 50-60 wattov tepelnej energie zeme. Pre čerpadlo s výkonom 10 kilowattov (je vhodné pre dom do 120 m2) budete potrebovať studňu s hĺbkou 170 až 200 m. Môžete vyvŕtať niekoľko studní, ale menšej hĺbky. Výhodou tejto metódy je, že pri tejto pokládke dochádza k najmenšiemu zásahu do krajiny vášho pozemku, ak je dom už postavený a pozemok bol upravený do správneho tvaru. Ale zároveň sú tu vysoké náklady na prácu.

Horizontálne pokladanie

Pozdĺž priľahlého miesta sa rozprestiera obrovská oblasť zákopov. ich hĺbka závisí od úrovne zamrznutia pôdy vo vašej oblasti(od 3 metrov a hlbšie) a oblasť jamy - od námestia domu. Malo by sa vypočítať zo skutočnosti, že 1 meter potrubia predstavuje 20 až 30 W energie. Ak nainštalujete rovnaké tepelné čerpadlo na 10 kW, dĺžka okruhu by mala byť od 300 do 500 m. Potrubie sa položí pozdĺž dna týchto výkopov a zasype sa zeminou.

Schéma celej konštrukcie

V skutočnosti existujú tri okruhy, ktorými kvapalina cirkuluje. Prvý z nich sme označili ako vykurovanie. Ďalší okruh je vo vnútri čerpadla. Tam chladivo odoberá teplo z vykurovacieho okruhu a odovzdáva ho tretiemu cyklu potrubím do domu.

Chladivo prechádza okruhom pod zemou a ohrieva sa na teplotu 7 ° C (toto je indikátor v hĺbke pod úrovňou mrazu). Všetka energia, ktorú chladivo odoberalo zo zeme, prichádza do tepelného čerpadla.

Tepelné čerpadlo má prvý výmenník tepla. V ňom chladivo zo zemného okruhu ohrieva chladivo, čím sa zvýši nielen jeho teplota, ale aj tlak. V plynnom stave prechádza chladivo do druhého výmenníka tepla. Tu ohrieva chladiacu kvapalinu, ktorá cirkuluje potrubím vo vnútri domu, a potom sa opäť vráti do kvapalného stavu.

Rozvoj každej civilizácie je spojený s uspokojením požiadaviek na svoj domov. Kdekoľvek človek žil v jaskyni alebo modernom mrakodrape, starostlivosť o teplo a pohodlie bola rovnako dôležitá ako získanie jedla. Zohrieval sa malým ohňom, pieckou alebo moderným vykurovacím systémom, bol nútený používať palivové drevo, uhlie, rašelinu, naftu a spaľovať neoceniteľné dary prírody.

Technologický vývoj umožnil stavať výkonné vodné elektrárne, naučiť sa využívať veternú energiu a po pochopení tajomstiev vnútorných vrstiev Zeme uvažovať o vytvorení alternatívneho spôsobu využitia akumulovaného tepla vo forme geotermálnej energie. energetické systémy.

Základom riešenia princípu fungovania geotermálneho vykurovacieho systému sú fyzikálne zákony objavené vedcami. Hľadanie materiálov, ktoré dokážu zmeniť svoje vlastnosti a zároveň uvoľniť určité množstvo tepla, umožnilo vytvoriť nielen bežné chladiace jednotky, klimatizácie, ale aj výkonné

S ich pomocou je možné preniesť teplo, ktoré vždy existuje v útrobách zeme, do nášho domova, pričom sa vykonáva koordinované riadenie troch špeciálnych okruhov, ktoré tvoria vykurovací systém. Účelom vonkajšieho okruhu je odoberať tepelnú energiu zo zeme alebo vody. Chladivo v ňom je nemrznúca kvapalina.

Toto teplo sa odovzdáva cez výmenník tepla freónu, ktorý napĺňa druhý okruh systému. Jeho fyzikálne vlastnosti, spočívajúce v nízkom bode varu, umožňujú získať energiu pri prechode do plynného skupenstva. A na to stačí teplota prichádzajúca z vonkajšieho okruhu. Tretí vnútorný okruh vykurovacieho systému je požadovaný počet radiátorov, potrubí používaných v dome. Môže byť samostatný alebo spoločný s okruhom teplej vody zahrnutým v projekte.

Funkčné vlastnosti systému

Princíp fungovania a funkčných vlastností geotermálneho vykurovacieho systému doma je vykonať nasledujúce kroky:

1. Riešenie umiestnené vo vonkajšom okruhu získava dodatočné zahrievanie v zemi asi o 5 stupňov. Jeho konečná teplota môže byť v oblasti 3.
2. Po vstupe do tepelného výmenníka čerpadla odovzdáva roztok svoju aj malú energiu freónu, pre ktorý stačí na odparovanie. Freón prechádza do plynného stavu a vstupuje do kompresora, kde je stlačený. Termodynamické procesy, ktoré v tomto prípade prebiehajú, vedú k zvýšeniu teploty až na 100. A už horúci plyn sa privádza do výmenníka tepla, kde odovzdáva energiu nosiču tepla vnútorného okruhu, najčastejšie vode. Vďaka vedeckej práci fyzikov a inžinierov bol tento proces podrobne študovaný a položený v základných základoch fungovania rôznych typov moderných zariadení.
3. Chladiaca kvapalina vnútorného okruhu dosahuje teplotu 50-70 a vstupuje do radiátorov, potrubí. Ochladený freón vstupuje do expanznej clony, jeho teplota a tlak klesnú na pôvodné hodnoty a celý cyklus sa môže znova opakovať. Riešenie vonkajšieho okruhu sa rovnakým spôsobom presúva do hlbín zeme pre novú porciu energie.

Návrhy a typy geotermálnych vykurovacích systémov

Prvou otázkou, ktorú je potrebné riešiť v procese vytvárania vysoko ekonomického geotermálneho vykurovacieho systému, je výber typu vonkajšieho okruhu, ktorým je výmenník tepla umiestnený pod zemou alebo vo vode. Zároveň je potrebné vziať do úvahy nielen vaše túžby po architektonických fantáziách nového domu, ale aj podrobné geodetické štúdie územia, v ktorom bude tento dom stáť alebo už bol postavený.

Nie všade sú horúce pramene, gejzíry, sopky, no my máme možnosť využiť teplo matky zeme takmer kdekoľvek na planéte. Hlavnou vecou je jasne pochopiť technickú stránku veci a výšku potrebných finančných investícií pri akomkoľvek projekte na vytvorenie geotermálneho vykurovacieho systému.

Najčastejšie sa používajú tieto typy výmenníkov tepla:

1. Horizontálny výmenník tepla. Túto možnosť možno považovať za efektívnu ponuku, iba ak je v blízkosti domu veľká voľná plocha. Dá sa použiť len ako jednoduchý zelený trávnik. Navyše, s rozlohou domu napríklad 220 m2. m. výmenník tepla bude umiestnený na ploche 600 m2. Rúry sú položené v špeciálnych zákopoch, ktorých hĺbka by mala byť pod úrovňou zamrznutia pôdy v tejto oblasti.
2. Vertikálny výmenník tepla. Z hľadiska priestorovej nenáročnosti má táto možnosť určite určité výhody. Problémom môže byť vytvorenie špeciálnych studní, ktorých hĺbka dosahuje 200 m, s priemerom okolo 150 mm. Zemné práce s vrtnými súpravami nie sú lacné v žiadnom regióne. Ale pôda v takejto hĺbke má vždy teplotu okolo 15, čo zaisťuje spoľahlivú prevádzku systému s vertikálnym výmenníkom tepla.
3. Výmenník tepla v spodnej časti zásobníka. Najhospodárnejší a najjednoduchší spôsob vytvorenia vonkajšieho obrysu geotermálneho vykurovacieho systému. Najmä ak máte vlastný spoľahlivý rybník alebo povolenie na používanie verejnej nádrže. Vzdialenosť k nádrži od domu by nemala presiahnuť 100 m a jej hĺbka je 3 m.
4. Existuje variant otvoreného vykurovacieho systému založeného na použití vody pochádzajúcej z artézskej studne. Je poháňaný cez tepelné čerpadlo ako nosič tepla. Pre spätné vypúšťanie vody je potrebné vybudovať druhú artézsku studňu. Ale nie všade je takýto systém možný. Zároveň je veľmi dôležitým faktorom návrat vody v rovnakom množstve do hlbokých vrstiev pôdy na udržanie tlaku v nádržiach.

Zaujímavosťou je, že prvé pokusy o vŕtanie studní na využitie tepla sa uskutočnili v polovici 18. storočia, ale až v roku 1907 sa islandskému farmárovi podarilo nasmerovať horúcu paru z neďalekého zdroja cez cementové potrubie do svojho domu.

Ďalší krok bol urobený aj na Islande a až v roku 1903 sa v Reykjavíku objavilo prvé 3 km dlhé potrubie. V súčasnosti je geotermálny vykurovací systém veľmi populárny v mnohých európskych krajinách, USA, Mexiku, Japonsku, na Novom Zélande.

Výhody a nevýhody

Geotermálna energia, ktorej zásoby sú také veľké, že len 1 % ukryté v zemskej kôre s celkovou hĺbkou 10 km dokáže poskytnúť objem 500-krát väčší ako všetky svetové zásoby ropy a plynu.

Existujú štyri hlavné typy geotermálnej energie:

1. Ide o teplo zeme z malých hĺbok, ktoré využívajú tepelné čerpadlá.
2. Energia horúcej pary, vody v zemskej kôre, v súčasnosti využívaná na výrobu elektriny.
3. Teplo prichádzajúce z hlbokých vrstiev bez prítomnosti vody a energie magmy akumulovanej vo vulkanických zónach.
4. Využitie tohto úžasného daru prírody je určené len existujúcou úrovňou techniky, možnosťami techniky a ekonomickou kalkuláciou.

Moderné návrhy geotermálnych vykurovacích systémov majú pozitívne aj negatívne aspekty.

Hlavným negatívom sú náklady. Zdá sa to však iba v počiatočnom momente. Všetky náklady sa splácajú podľa rôznych údajov 4,5 roka. Je to spôsobené tým, že moderné modely tepelných čerpadiel spotrebujú na svoju prácu oveľa menej energie ako akékoľvek iné vykurovacie systémy. Pri spotrebe 1 kW elektriny je ich návratnosť 5 kW.

Pozitívne body:

1. Nespaľujú palivo a neprodukujú škodlivé emisie rôznych zlúčenín do životného prostredia.
2. Minimálne náklady na údržbu s vysokou účinnosťou.
3. Environmentálna bezpečnosť.
4. Spoľahlivé požiarne bezpečnostné vlastnosti systému.

Efektívnosť a návratnosť

Geotermálnu energiu nemôžete nazvať darom prírody zadarmo. Vytvorenie vykurovacích systémov na jeho základe môže predstavovať viac ako milión rubľov bez zohľadnenia nákladov na tepelné čerpadlo. Všetko závisí od požadovaných objemov vykurovania, jeho funkčného účelu a typu. Obvykle sa ekonomická realizovateľnosť geotermálnych vykurovacích systémov vypočítava porovnaním nákladov na jeho údržbu.

Náklady na akýkoľvek druh použitej energie nie sú konštantné a nikdy neklesnú. V tomto smere je ich alternatívna náhrada s využitím tepla vnútorných vrstiev, samozrejme, ekonomicky výhodná a účelná, keďže tepelné čerpadlá nemajú veľkú spotrebu energie a nie je potrebné stavať drahé továrne a elektrárne. ťažiť a spracovávať tepelné zásoby.

Okrem toho každá generácia vedcov nachádza nové riešenia na vytváranie zariadení a technológií v tomto smere. Okrem toho je správnejšie posudzovať náklady na vykurovacie systémy rovnako pre všetky druhy paliva od nuly bez použitia existujúcich systémov centralizovaného zásobovania, napríklad plynu. A potom sa návratnosť systému za 5 rokov stane skutočnou hodnotou.

Používanie geotermálnych vykurovacích systémov pripomína otázku, prečo v súčasnosti nejazdiť na záporožskom aute. Samozrejme, môžete, najmä mimo ciest a do lesa na huby. Ale chcete byť rýchlejší a pohodlnejší. Tak je to aj v tomto prípade. Jedna myšlienka, že vlastný vykurovací systém nenarúša životné prostredie, nezasahuje do života ani tým najmenším a neznámym tvorom v prírode, potvrdí správnosť výberu geotermálneho systému.

Montáž a inštalácia

Je lepšie inštalovať takýto vykurovací systém nie na vlastnú päsť, ale prilákaním špecialistov aspoň na určité typy práce so sebavedomím.

Hlavné kroky sú:

1. Výpočet vnútorného obrysu vykurovacieho systému. To podrobne zahŕňa celkovú dĺžku potrubia, počet radiátorov, vytvorenie vykurovaných podláh, využitie tepla na výrobu teplej vody v dome.
2. Výpočet hĺbky uloženia rúr vonkajšieho okruhu pre vybraný typ výmenníka tepla. Je potrebné zohľadniť geodetické údaje územia.
3. Vŕtanie potrebnej šachty a montáž potrubí. Pri absencii centralizovaného zásobovania vodou v rovnakom čase je najjednoduchšie vyriešiť otázku vytvorenia ďalších studní na vodu. Technológia ich tvorby je iná a vyžaduje špeciálne znalosti.
4. Výber a montáž požadovaného modelu tepelného čerpadla.
5. Inštalácia automatických zariadení monitorovanie chodu celého systému a regulácia mikroklímy v ktorejkoľvek oblasti miestnosti.

Prehľad čerpadiel: výrobcovia a modely

O efektívnom fungovaní celého systému rozhoduje správny výber tepelného čerpadla. Podľa princípov prevádzky patria čerpadlá k moderným ekologickým typom zariadení. V procese ich práce sa do životného prostredia neuvoľňujú žiadne škodlivé látky.

Delia sa na:

• kompresia;
• absorpčné tepelné čerpadlá;

Prvé sú poháňané elektrinou, druhé môžu využívať energiu iných druhov palív.

V súčasnosti je na trhu s týmto typom zariadení pomerne veľké množstvo spoločností. To vám umožňuje zakúpiť tepelné čerpadlo pre akýkoľvek výkon prostredníctvom kombinácie rôznych modelov, čo je vhodné na vytváranie geotermálnych vykurovacích systémov v priemyselnom meradle.

Klasickou možnosťou je použitie tepelných čerpadiel od Waterkotte Germany. Ide o zariadenia s konštantnou účinnosťou až 500%, nezávisle od vonkajších faktorov. S výrobou tepelných čerpadiel od roku 1970 spoločnosť neustále aktualizuje širokú škálu moderných modelov bez straty vysokej kvality.

Nový rad čerpadiel EcoTouch, ktorý získal množstvo ocenení, túto skutočnosť potvrdzuje. Zahŕňa modely DC 5027 s výstupným výkonom od 6 do 26 kW a užívateľsky príjemným intuitívnym dotykovým ovládaním. Medzi najlepšie moderné čerpadlá patrí model Nibe F1245 (Švédsko), Korsa, Rusko. V tabuľke sú uvedené odhadované náklady na jednotlivé modely čerpadiel.

Náklady na tepelné čerpadlo

Prehľad cien geotermálneho vykurovania domov

Úplný výpočet vytvorenia geotermálneho vykurovacieho systému je možné vykonať iba pre konkrétnu aplikáciu, berúc do úvahy všetky požiadavky. Je správne vybrať si najbližšiu spoločnosť pracujúcu týmto smerom a vypracovať všetky malé veci pod vedením špecialistov. Príkladom sú náklady na rozsah služieb ruskej spoločnosti Geoterm-Comfort.

Náklady na geotermálne vykurovacie zariadenie:

Perspektívy rozvoja

Moderné technológie v priemysle, používané na vytváranie nových zariadení, umožňujú takmer každému majiteľovi vlastného domu využiť teplo hlbokých vrstiev zeme. Význam možnosti zníženia energetických nákladov na údržbu domu bude časom len narastať. Proces vývoja a realizácie geotermálnych vykurovacích systémov preto nedokážu zastaviť ani drahé projekty. V konečnom dôsledku ide o nepochybný zisk a zároveň aj starosť o ekologické dedičstvo pre ďalšie generácie našej planéty.

Obmedzené zásoby prírodných zdrojov energie nútia ľudstvo hľadať alternatívne zdroje energie. Geotermálne vykurovanie domu je skvelou alternatívou k tradičným spôsobom vykurovania. 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! Najdostupnejší a najpohodlnejší plynový vykurovací systém znižuje zásoby fosílnych palív za peniaze z vášho vrecka. A spaľovanie tuhých palív (drevo, uhlie, rašelina) je nielen nepohodlné, ale je sprevádzané aj uvoľňovaním škodlivého oxidu uhličitého, 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:

• Sacie potrubie je naplnené nemrznúcou kvapalinou (zmes glykolu, zmes vody a alkoholu alebo slaná voda), ktorá prenáša „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 je vypúšťané cez rúrkový systém na zadnú stenu, čím sa ohrieva vzduch 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! Pri kvalitnom a správne vypočítanom okruhu „odberu tepla“ je pri spotrebe 1 kW elektrickej energie 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 verzia tepelného okruhu je optimálna, ak existuje veľká plocha osobného pozemku 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

Jednou z najvýznamnejších výhod geotermálnych vykurovacích systémov je ich environmentálna bezpečnosť pre váš domov. Proces bežnej prevádzky tepelného čerpadla totiž nesprevádzajú žiadne škodlivé emisie do atmosféry. 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 v horúcom počasí. 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 vysoké náklady na inštalačné práce a samotné zariadenie.

Geotermálny vykurovací systém je najdrahší na inštaláciu a nákup zariadenia.

V tomto prípade môžete ušetriť peniaze na inštaláciu tohto systému sami, ale musíte 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.

Mnoho ľudí dnes hľadá alternatívne riešenia, ako ušetriť doma na kúrení. Zariadenia poháňané solárnou a veternou energiou už boli vynájdené. To prvé sa však dá použiť len v južných oblastiach, kde prevláda jasné počasie, a druhé nemožno použiť na miestach, kde dlho pretrváva pokoj. Nedávno však bolo vynájdené nové riešenie – využiť teplo zeme na vykurovanie.

Výhody a nevýhody

Vykurovanie domu teplom zeme, nazývaným aj geotermálne (z „geotermy“ – teplo zeme), si nevyžaduje použitie žiadneho paliva. Okrem toho sa na prevádzku systému minie oveľa menej elektriny ako na tepelné elektrické spotrebiče. To všetko hovorí o účinnosti nového vykurovacieho systému. Geotermálne vykurovanie má množstvo ďalších výhod:

Nevýhodou takéhoto vykurovania sú pomerne vysoké počiatočné náklady na zariadenie a jeho inštaláciu.

Okrem toho bude inštalácia vyžadovať vŕtanie, čo je pohodlnejšie počas výstavby, keď sa na mieste ešte nevykonali terénne práce.

Malo by sa tiež pamätať na to, že vykurovanie v dôsledku tepla zeme je najúčinnejšie v južných a miernych zemepisných šírkach, ale v severných oblastiach ho možno použiť iba na vykurovanie domov s rozlohou nie väčšou. viac ako 200 m².

Teplo z podzemia. Program „Zázrak technológie“ kanála NTV

Princíp činnosti

Teplota stredných a hlbokých vrstiev zeme spravidla neklesne pod +6 ° C (preto je dovolené položiť potrubie pod úroveň mrazu bez obáv, že voda v ňom zamrzne). Táto skutočnosť viedla k myšlienke využiť energiu zeme na vykurovanie domu. Prirodzene, na to bolo potrebné vytvoriť špeciálne zariadenie schopné nielen získavať teplo z čriev, ale aj prenášať ho do chladiacej kvapaliny.

Na zvládnutie takýchto problémov bol vynájdený geotermálny systém, ktorého princíp je podobný prevádzke klimatizačných zariadení v režime vykurovania. Systém pozostáva z troch okruhov:

• vonkajšie;
• teplé čerpadlo;
• interné.

Každý okruh má svoje vlastné úlohy a technické vlastnosti. Vonkajší okruh je naplnený nemrznúcou zmesou, ktorá sa vplyvom tepla prichádzajúceho zo zeme zohreje na +6 °C a viac. Čerpadlo ho zdvihne do vyrovnávacej nádrže, kde odovzdá svoju energiu chladivu, ktorého teplota vyparovania je nižšia ako 6 stupňov. Ďalej ide chladivo do kompresora, kde jeho teplota po stlačení stúpne na +70 °C. Vo vnútornom okruhu sa energia prenáša z chladiva do vody, ktorá sa pohybuje vo vykurovacom systéme vo vnútri domu. Medzitým sa ochladená nemrznúca zmes vracia do vonkajšieho okruhu.

Geotermálne vykurovanie domu. Náklady na kľúč.

Srdcom vykurovacieho systému je tepelné čerpadlo. Pozostáva z niekoľkých oddelení – výparníka, kompresora, kapiláry a riadiaceho systému. Každý z nich ovplyvňuje nielen prevádzku čerpadla ako celku, ale aj účinnosť celého systému.

Typy systémov

Vykurovacie systémy využívajúce teplo zeme sa líšia v schémach vonkajšieho okruhu. V súčasnosti sa široko používajú vertikálne a horizontálne schémy. Výber jedného alebo druhého bude závisieť od viacerých faktorov:

• hĺbka zamrznutia pôdy;
• zloženie pôdy;
• krajinné územie;
• prítomnosť podzemnej vody.

Na inštaláciu geotermálneho systému sa najčastejšie používa horizontálne usporiadanie vonkajšieho okruhu.

Jeho výhodou je jednoduchšia inštalácia s možnosťou inštalácie vykurovania vlastnými rukami. Horizontálne usporiadanie navyše umožňuje rýchlu a jednoduchú výmenu chybných sekcií, vďaka čomu bude vykurovanie pracovať takmer nepretržite.

Vonkajší okruh je v tomto prípade kolektorový systém. Niekoľko okruhov umiestnených vo vzdialenosti minimálne 30 cm od seba je prepojených kolektorom, cez ktorý sa do tepelného čerpadla dostáva nemrznúca zmes. Takýto systém zabezpečuje maximálnu produkciu tepelnej energie zeme v horizontálnej schéme.

Horizontálna poloha naznačuje niekoľko dôležitých bodov:

• táto schéma si vyžaduje veľký pozemok (napríklad dom s rozlohou 150 m² bude vyžadovať pozemok s rozlohou 300 m²);
• hĺbka rúrok by mala byť väčšia ako hĺbka mrazu;
• pre okruhy by sa mali používať rúry s vysokou tepelnou vodivosťou;
• je nežiaduce umiestniť schému v oblastiach, kde sú možné silné jarné povodne, pretože pohyb pôdy môže posunúť vykurovacie vedenia.

Zemný výmenník tepla urobte si sami

Vertikálna schéma je efektívnejšia ako horizontálna, ale jej inštalácia je pracnejšia. Rúry sú umiestnené v studniach, ktorých hĺbka dosahuje 50-200 m.

Väčšia účinnosť vertikálneho ohrevu zo zeme sa vysvetľuje zvýšením stupňa ohrevu - čím hlbšie sú potrubia umiestnené, tým viac energie možno získať z čriev. Ďalšou výhodou schémy je, že jej inštalácia nevyžaduje veľkú plochu pôdy.

Pri inštalácii vertikálneho okruhu môžu vzniknúť určité ťažkosti. Takže na inštaláciu v skalnatých pôdach budú potrebné špeciálne vŕtacie stroje a v hlinitých pôdach inštalácia ochranného plášťa zo železobetónu alebo hrubostenného plastu. Okrem toho na prevádzku takéhoto systému budú potrebné výkonné obehové čerpadlá.

Taktiež pri inštalácii systému s vertikálnym okruhom sa výrazne skomplikujú opravy, ktoré v prípade akýchkoľvek porúch môžu viesť k dlhodobému zlyhaniu celej konštrukcie.

Existuje ďalšia možnosť geotermálneho vykurovania - s podvodným umiestnením vonkajšieho okruhu. V tomto prípade sú potrubia položené pozdĺž dna najbližšieho zásobníka, čo eliminuje potrebu zemných prác. Ale treba to vziať do úvahy jazierko musí:

• byť umiestnené nie ďalej ako 100 m od domu;
• mať dostatočný objem (pre dom s rozlohou 100 m² je potrebná nádrž 200 m³);
• v zime úplne nezamrzne.