Ako využiť teplo zeme na vykurovanie domu. Ako využiť voľné teplo zeme a vody? Geotermálne vykurovanie doma: ako to funguje. Prečo je geotermálne vykurovanie také dobré?

Spaľovanie prírodných zásob uhľovodíkov – ropy a plynu – dosiahlo také rozmery, že prízrak ekologickej a energetickej katastrofy začal naberať celkom reálne obrysy.

Uvedomujúc si napokon vážnosť situácie, ľudstvo čoraz viac rozvíja obnoviteľné (alebo alternatívne) zdroje energie.

Nikola Tesla tvrdil, že náš svet je plný voľnej energie, len sa ju musíte naučiť extrahovať. Vedci z celého sveta vynakladajú veľké úsilie, aby túto tézu uviedli do života.

Ich práca nebola márna: k tradičným veterným turbínam a solárnym panelom pribudol ďalší zdroj bezplatnej energie – geotermálne vykurovanie. Jeho podstata je jasná už z názvu: teplo Zeme sa využíva na vykurovanie.

Mýtus prvý: sú potrebné horúce pramene.

Skutočne, pri zmienke o výraze „teplo Zeme“ predstavivosť priemerného občana okamžite nakreslí hvízdajúce gejzíry a jazerá vriacej vody na pozadí prebúdzajúcej sa sopky.

Súhlasíme: horúce pramene sa dajú použiť aj na geotermálne vykurovanie, ale je to zriedkavé, pretože sa nachádzajú len v niektorých regiónoch.

V ostatných prípadoch sa pod pojmom „teplo Zeme“ rozumie teplota 5-7 stupňov, ktorá sa stabilne udržiava v pôde alebo vo vode pod hĺbkou mrazu.

Áno, áno, toto je chlad, ktorý drzí vedci nazývajú „teplo“ a dokážu z neho dokonca zohriať vodu vo vykurovacom systéme.

Mýtus druhý: geotermálne vykurovanie je niečo ako perpetum mobile, a preto nemôže existovať.

Dôvodom tejto mylnej predstavy bola úžasná účinnosť geotermálnych vykurovacích systémov: s nákladmi na energiu 1 kW je možné získať od 3 do 5 kW.

A to, ako už bolo spomenuté, pri úplnej absencii viditeľných zdrojov tepla: bublajúce gejzíry, sopky chrliace oheň alebo aspoň piecka s horiacim drevom či uhlím.

Ale, ako viete, energia nemôže prísť odnikiaľ a zmiznúť nikam. Bohužiaľ, existencia perpetum mobile je naozaj nemožná.

Ale geotermálny vykurovací systém s tým nemá nič spoločné. A dôvody jeho účinnosti spočívajú v šikovnej aplikácii známych fyzikálnych zákonov.

Zariadenie a princíp činnosti

Geotermálny vykurovací systém pozostáva z troch okruhov a tepelného čerpadla, ktoré zabezpečuje cirkuláciu média v okruhoch a výmenu tepla medzi nimi. Tepelné čerpadlo je svojou veľkosťou podobné modernej práčke. Pozrime sa podrobnejšie na každý z okruhov.

Vonkajšia slučka

Prostredníctvom vonkajšieho okruhu celý systém vníma tepelnú energiu pôdy alebo nádrže, v ktorej sa tento okruh nachádza.

Predpokladom je, že obrys musí byť pod hĺbkou mrazu charakteristickou pre túto oblasť.

Vo vnútri okruhu cirkuluje chladiaca kvapalina – soľanka alebo iná nemrznúca kvapalina. Naakumulovaná tepelná energia cez výmenník tepla inštalovaný v tepelnom čerpadle sa prenáša na freón obsiahnutý v druhom okruhu.

Freónový obvod

Tento okruh je celý umiestnený v kryte tepelného čerpadla a je naplnený freónom. Charakteristickým znakom freónu je jeho nízky bod varu, počas ktorého sa freón vyparuje a mení sa na plyn.

Vnútorný obrys

V skutočnosti ide o vykurovací okruh pozostávajúci z rúr a vykurovacích radiátorov. V zložitejšej verzii možno vnútorný okruh rozdeliť na vykurovacie okruhy, zásobovanie teplou vodou, vykurovanie verandy (rozmrazovanie) atď.

Tradične je vnútorný okruh naplnený vodou, ale možno použiť aj iné typy chladív.

Ako to funguje

Princíp fungovania geotermálneho vykurovacieho systému je nasledujúci:

Soľanka umiestnená vo vonkajšom okruhu dostáva tepelnú energiu pôdy alebo vody, čím sa jej teplota zvýši asi o 5 stupňov a rovná sa napríklad +3 stupňov.
Vo vnútri tepelného čerpadla sa soľanka čerpá cez výmenník tepla, v ktorom sa časť jej tepelnej energie prenáša na freón. Následne vychladnutá soľanka opäť vstupuje do vonkajšieho okruhu.
Po prijatí určitého množstva tepla zo soľanky sa freón v druhom okruhu odparí. Vzniknutý plyn vstupuje do kompresora, kde sa stláča. V dôsledku toho sa teplota freónu zvýši na 100 stupňov. Horúci plyn sa privádza do výmenníka tepla, v ktorom odovzdá časť svojej tepelnej energie nosiču tepla tretieho – vnútorného – okruhu.
Chladivo vnútorného okruhu, zahriate na teplotu 50-70 stupňov, sa dodáva do vykurovacích radiátorov, aby sa v dome udržiavala príjemná teplota. Freón, ktorého teplota v dôsledku výmeny tepla klesne na 70 stupňov, vstupuje do expanznej clony, kde jeho tlak a teplota klesnú na pôvodné hodnoty.
Celý cyklus sa znova opakuje.

Spomedzi iných neobvyklých vykurovacích systémov si zaslúži pozornosť.

Výhody a nevýhody

Pozitívna stránka

Tento systém má širokú škálu výhod:

Účinnosť systému sa pohybuje od 300 % do 500 %.
Energia používaná na vykurovanie je nevyčerpateľná a obnoviteľná.
Nehrozí nebezpečenstvo požiaru.
Nie je potrebné dodávať a skladovať palivové materiály.
Absolútna environmentálna bezpečnosť: prevádzka geotermálneho vykurovacieho systému nie je sprevádzaná emisiami škodlivých látok alebo tvorbou odpadu.
Plne autonómny režim prevádzky.
Minimálne prevádzkové náklady.

Negatívna stránka

Hlavnou nevýhodou geotermálneho vykurovacieho systému vidieckeho domu sú jeho náklady. Cena tepelného čerpadla sa teda môže pohybovať od 3 do 10-tisíc eur.

Náklady na inštalačné práce sú v priemere polovičné ako náklady na čerpadlo, ale v prípade nešťastných okolností ich môžu prekročiť.

Schémy na vybudovanie vykurovacieho systému

Napriek jednoduchosti systému je inštalácia geotermálneho vykurovania pre vidiecky dom pomerne drahý a časovo náročný proces.

Nie je to ani tak kvôli vysokým nákladom na tepelné čerpadlo, ale kvôli rozsahu vonkajšieho okruhu: v priemere by jeho plocha mala presahovať vykurovanú plochu 2,5-krát. Usporiadajte vonkajší obrys jedným z troch spôsobov:

Vodorovne v zemi

Rúry okruhu sú umiestnené pod povrchom zeme pod hĺbkou mrazu.

Pri vykurovaní domu s rozlohou 200 m2. m na horizontálne umiestnenie vonkajšieho obrysu budete potrebovať pozemok s rozlohou 500 m2. m.

Nevýhody tejto metódy sú zrejmé: budete musieť vykopať pevný pozemok a úplne zničiť krajinu, ktorá sa na ňom nachádza.

Ak na mieste rastú stromy, úloha sa skomplikuje: potrubia okruhu v pláne by nemali byť bližšie ako 1,5 m od stromu.

Všetky práce na horizontálnom umiestnení vonkajšieho obrysu v zemi je možné vykonať nezávisle a to sú hlavné výhody tejto metódy. Proces je pomerne jednoduchý, aj keď namáhavý: kopanie zákopov, zváranie a kladenie rúr.

Horizontálne pokladanie na dne nádrže

Ak je v blízkosti vášho domu nádrž, môžete to urobiť bez výkopu pri zachovaní existujúcej terénnej úpravy lokality v blízkosti domu. Požiadavky na nádrž sú nasledovné: musí byť umiestnená nie ďalej ako 100 m od domu a mať rozlohu najmenej 200 metrov štvorcových. m.

Ak ho nevlastníte, potom budete s najväčšou pravdepodobnosťou potrebovať povolenie od miestnych úradov na umiestnenie vonkajšej slučky vášho geotermálneho systému do nádrže.

Optimálna hĺbka, v ktorej by mali byť potrubia umiestnené, je 2,2-2,5 m.

Vonkajší obrys môžete umiestniť do nádrže aj sami, takáto práca si nevyžaduje špeciálne skúsenosti ani vysokú kvalifikáciu. Ak je možné počas inštalácie vypustiť vodu zo zásobníka, úloha si bude vyžadovať ešte menej úsilia.

Vertikálne umiestnenie do zeme

V tomto prípade je vybudovaná studňa na prispôsobenie vonkajšieho obrysu. Samotná konštrukcia aj inštalácia slučkových rúrok v studni si budú vyžadovať zapojenie špecialistov a vŕtacích zariadení. Všetky existujúce výsadby a prvky krajinnej úpravy však zostávajú nedotknuté.

Okrem toho umiestnenie okruhu do studne zefektívňuje vykurovací systém, pretože pôda vo veľkých hĺbkach (hĺbka studne je od 50 do 200 m) si celoročne udržuje stálu teplotu 10-12 stupňov.

Ďalšou výhodou je dlhá životnosť studne, ktorá môže byť 100 rokov.

Existuje iný typ geotermálneho vykurovacieho systému pre vidiecky dom, ktorý sa nazýva otvorený. Nie je v ňom žiadny vonkajší okruh a úlohu chladiacej kvapaliny zohráva voda, ktorá sa do tepelného čerpadla čerpá z artézskej studne.

Na vypustenie vody do rovnakej hĺbky sa buduje druhá studňa. Časť artézskej vody sa môže použiť na dodávku vody do domu, takže tento typ geotermálneho vykurovania je bežnejší v regiónoch, kde nie je centralizované zásobovanie vodou.

Niekedy samotné geotermálne vykurovanie nemusí stačiť a musíte ohrievať chladiacu kvapalinu.

Pre takéto prípady je napr. Vyberte si podľa dostupnosti paliva.

Témou tohto článku je využitie tepla zo zeme na vykurovanie. Je možné odoberať tepelnú energiu z čriev?

A ak áno, ide len o zložité a drahé high-tech štruktúry, alebo sa dá niečo urobiť vlastnými rukami?

Predpoklady

Prečo vlastne potrebujete vykurovanie zo zeme? Koniec koncov, moderný trh ponúka veľa hotových riešení pre elektrinu, plyn, solárium a tuhé palivá ...

Všetko je jednoduché. Ceny energií rastú a výrazne predbiehajú rast príjmov Rusov. Zároveň nie je ťažké predpovedať ďalší exponenciálny rast: keďže zásoby plynu a ropy sa v rámci našej generácie minú, ich zvyšky sa budú predávať za premrštené ceny.

Logický je prechod na obnoviteľné zdroje tepelnej energie. Ale čo?

Poďme zhodnotiť možnosti.

Slnko je skvelý zdroj tepla. Ale je to príliš vrtkavé: niekoľko týždňov jasného počasia môže nahradiť sneh a sivý závoj nad hlavou.
Navyše, noc prinúti teplo buď akumulovať, alebo ho využívať len ako pomocný zdroj energie.

Užitočné: v teplom slnečnom podnebí je vykurovanie na solárnych kolektoroch v princípe efektívne, ale pri ich obrovskej ploche a za prítomnosti objemného tepelného akumulátora.
Stále je však potrebný záložný zdroj tepla v prípade dlhšie trvajúceho nepriaznivého počasia.

Vietor je tiež príliš vrtkavý. Navyše sa nedá použiť všade: údolia a záhyby reliéfu vytvárajú veľa oblastí s neustálym pokojom.

Ale vykurovať dom teplom zeme, pomocou geotermálnej energie, takýto problém nemá. V hĺbke od jedného do piatich či šiestich metrov má pôda všade a vždy stálu teplotu, ktorá sa s pribúdajúcou hĺbkou zvyšuje.

geotermálne čerpadlo

Ako môžete využiť teplo zeme na vykurovanie?

Hotové riešenia existujú už niekoľko desaťročí. Tieto sú geotermálne. Ako sú usporiadané?

Predstavte si, ako funguje chladnička.

Plynné chladivo je stlačené kompresorom a súčasne sa veľmi zahrieva.
Potom je poháňaný cez výmenník tepla, pričom odvádza prebytočné teplo a ochladzuje sa na izbovú teplotu.
Ochladené chladivo sa dostáva do chladiaceho okruhu mrazničky, kde expanduje a ako každá látka pri zmene skupenstva agregácie z kvapalného na plynné prudko ochladzuje a ... ochladzuje priestor okolo seba.
Potom sa chladivo vráti späť do kompresora na kompresiu - a tak ďalej v kruhu.

Sme zvedaví na dva fakty:

Chladnička je schopná odobrať teplo studenému predmetu a odovzdať ho teplému. V tomto prípade sa teplo prenáša z mrazničky so svojimi -18C do vzduchu v miestnosti.
Množstvo čerpanej tepelnej energie je niekoľkonásobne väčšie ako spotreba energie na prevádzku kompresora.

A teraz nahraďte pôdu v malej hĺbke jej konštantnou teplotou namiesto mrazničky – a získate funkčný model geotermálneho tepelného čerpadla. Poznámka – na vykurovanie vášho domova väčšinou využívajú energiu zeme. Náklady na elektrinu nepokrývajú viac ako 30 percent jeho tepelného výkonu.

Je jasné, že zemné vykurovanie potrebuje na prenos tepla nielen radiátor, ale aj výmenník na druhej strane okruhu, ktorý bude odoberať teplo zo zeme. Čo ním môže byť?

Vertikálny kolektor

Najčastejšie teplo odovzdávajú vertikálne sondy ponorené do hĺbky niekoľkých desiatok metrov. V krátkej vzdialenosti od domu je vyvŕtaných niekoľko studní, do ktorých sú ponorené rúry (zvyčajne zo zosieťovaného polyetylénu). Veľká hĺbka znamená absolútne stabilnú a vysokú teplotu; okrem toho, zatiaľ čo výmenníky tepla nevyžadujú veľkú plochu na umiestnenie.

Významnou nevýhodou vykurovania domu energiou zeme pri takejto realizácii sú vysoké náklady na inštalačné práce. Presnejšie, cena vŕtania: začína od 2 000 rubľov za lineárny meter studne. Celkové náklady na 2-4 studne s hĺbkou 50-60 metrov sa dajú ľahko vypočítať.

Horizontálne potrubie

Avšak v tých regiónoch krajiny, kde zima nie je príliš silná a hĺbka zamrznutia pôdy nepresahuje meter a pol, sa často používajú horizontálne kolektory. Rovnaké rúry výmenníka tepla sú položené vo výkope, ktorý sa dá ľahko kopať sami. Je jasné, že náklady na inštaláciu sa v tomto prípade mnohonásobne znížia.

Upozornenie: Nepodceňujte rozsah práce. Napríklad celková dĺžka kolektorových potrubí pre dom s rozlohou 275 m2 bude približne 1200 metrov.

Okrem kukurice z lopaty vám kúrenie teplom zeme v takomto prevedení sľubuje ďalší problém. Kolektor bude zaberať veľkú plochu, ktorá je mnohokrát väčšia ako celková plocha domu. Navyše ho nebudete môcť použiť na zeleninovú záhradu alebo záhradu: zberač zamrzne korene rastlín.

Na fotografii - položenie horizontálneho výmenníka tepla.

Vzduchové potrubie

Našťastie, okrem nákladov na desiatky tisíc evergreen jednotiek, môžete nájsť ďalšie spôsoby, ako realizovať vykurovanie vidieckeho domu zo zeme. Jedným z najjednoduchších je vzdušný zemný kolektor.

Pamätajte: na zohriatie vzduchu na prijateľnú úroveň v obytnej zóne potrebujete určité množstvo tepelnej energie. Navyše, čím nižšia je počiatočná teplota vzduchu, tým vyššie sú náklady.

Teplotu vzduchu na vstupe do ventilačného systému však môžete zvýšiť úplne zadarmo. Konštantná teplota zeme, pamätáš?

Návod na používanie vykurovania zemnou energiou je veľmi jednoduchý:

Nasávanie vetracieho vzduchu privedieme do zeme pod bod mrazu.
Bežnými kanalizačnými rúrami položíme rovný, zakrivený alebo viacrúrkový kolektor. Tvar určuje váš osobný pozemok. Približná celková dĺžka kolektora je 1,5 metra na meter štvorcový plochy domu.
Nasávame vzduch na vzdialenom konci kolektora od domu, pričom potrubie privedieme do výšky najmenej jeden a pol metra od zeme a vybavíme ho deflektorom dáždnika. Samozrejme, že do domu budete musieť nútiť vzduch.

Nelichotte si: popísané vykurovanie teplom zeme vaše problémy s tepelnou energiou úplne a zadarmo nevyrieši.

Umožní vám to však implementovať jednu z jednoduchých a lacných schém:

Privádzaný vzduch s teplotou cca 10C je možné ohrievať akýmkoľvek ohrievačom (elektrickým, plynovým, solárnym a pod.) a rozvádzať po miestnostiach vzduchotechnickým potrubím. Náklady v porovnaní s potrebou ohrevu studeného vonkajšieho vzduchu sa mnohonásobne znížia.
Alternatívnym riešením je použiť vzduch vyfukovaný zo zeme na prefukovanie vonkajšej jednotky tepelného čerpadla vzduch-vzduch alebo klasickej klimatizácie. Pri +10C môže efektívne pracovať AKÉKOĽVEK externé zariadenie akéhokoľvek zariadenia tejto triedy. Hlavným technickým problémom je zabezpečiť požadovaný prietok vzduchu.

Záver

A na záver pár osobných skúseností. Autor článku žije v súkromnom dome, v regióne s pomerne teplým podnebím. Pod domom je pivnica s betónovou podlahou o výmere 75 m2, v ktorej je celoročná teplota 10-12 stupňov. Je zrejmé, že pri takejto oblasti výmenníka tepla je teplota vzduchu v suteréne pomerne stabilná.

Jedným z vykurovacích zariadení v dome je obyčajná domáca klimatizácia s vonkajšou jednotkou v suteréne a vnútornou na prízemí. Výsledkom tohto usporiadania je, že aj pri vonkajších teplotách výrazne pod nulou funguje klimatizácia s maximálnou účinnosťou, pričom odoberá teplo zo vzduchu v suteréne a ďalej od zeme.

Vonkajšia jednotka split systému je tradične umiestnená na ulici. Ak má však vaša pivnica stabilnú teplotu, prečo ju tam nepresunúť?

Niekoľko ďalších informácií nájdete ako obvykle vo videu priloženom k článku. Teplé zimy!

Progresívny spôsob geotermálneho vykurovania domov využíva princíp fungovania, ktorý spočíva vo využití tepla zeme na vykurovanie miestnosti. Keďže tradičné palivo je vyčerpateľný prírodný zdroj, oplatí sa vopred obávať prechodu na najnovšie nevyčerpateľné zdroje energie.

Škandinávske krajiny sú lídrami vo výrobe a prevádzke geotermálnych vykurovacích systémov pre domy. Popularizujú túto rastlinnú možnosť a ponúkajú ju regiónom so širokým potenciálom jej využitia.

Aplikácia zariadenia

Je nesprávne predpokladať, že vykurovanie zo zeme je možné použiť len tam, kde sú prítomné zdroje teplej vody, teplé gejzíry a iné prírodné podzemné zdroje vykurovania. Najnovšie technológie umožňujú úspešne prevádzkovať geotermálne vykurovanie doma aj v miernych zemepisných šírkach.

Dnes u nás tento druh vykurovania stále patrí k alternatívnym spôsobom výroby tepla. Vo väčšine prípadov je však takmer ideálny pre vidiecke alebo vidiecke domy. Svojpomocne inštalované geotermálne vykurovanie doma môže fungovať v dvoch režimoch:

vykurovanie v zime;
chladenie počas horúceho počasia.

V miestnosti sa tak vytvorí najpriaznivejšia atmosféra.

VIDEO: Ako funguje geotermálne vykurovanie

Prevádzka systému

V dome je potrebné nainštalovať tepelné čerpadlo. Bude odoberať energiu zo zeme alebo podzemnej vody a odovzdávať ju chladiacej kvapaline cirkulujúcej v dome potrubím. Tento princíp fungovania identifikoval už v 19. storočí francúzsky fyzik Sadi Carnot.

Základné prvky základného uzla sú:

Kompresor sa zaoberá "stláčaním" tepla a jeho presunom k spotrebiteľom. Samotné zariadenie potrebuje externé napájanie.

Prevádzka tepelného čerpadla sa vykonáva podľa nasledujúceho algoritmu:

Prívod tepla kolektora musí obsahovať kvapalinu, ktorá má nízky bod tuhnutia. Často sa pri výrobe geotermálneho vykurovania vlastnými rukami naleje voda s vysokým obsahom soli, alkohol zriedený vodou a glykolové zmesi.
V module výparníka sa teplo prenáša do chladiva, ktoré má nízky bod varu, v tomto čase vrie a prechádza do parného stavu.
Kompresor inštalovaný v okruhu prispieva k zvýšeniu tlaku pár, čo má za následok zvýšenie teploty látky na 78-80 0 C.
Pri vstupe do kondenzátora prechádza chladiaca látka do kvapalnej fázy a súčasne sa uvoľňuje energia pre vykurovací okruh.
Návrat vytvorenej kvapaliny do kompresora sa vykonáva cez škrtiaci ventil.

Keďže tepelné čerpadlo na vykurovanie domu funguje na princípe chladničky, často sa mu hovorí „chladnička v opačnom smere“. V mnohých prípadoch sa na inštaláciu podlahového vykurovania využíva energia zo zeme.

Správne výpočty a dobre vykonaná inštalácia výmenníka tepla sú schopné poskytnúť päťnásobné zvýšenie výstupného výkonu z jedného kilowattu spotrebovaného čerpadlom.

VIDEO: Ako funguje tepelné čerpadlo zem-voda

Inštalácia výmenníka tepla

Aktuálne typy inštalácie sú:

vertikálne, keď potrebujete vyvŕtať niekoľko studní;
horizontálne, kde sa kopajú zákopy pod hĺbkou mrazu;
pod vodou, keď sa pokladanie vykonáva pozdĺž dna najbližšej nádrže.

Vŕtanie studní

Pre efektívne využitie tepelnej energie zeme, ak je oblasť v blízkosti budovy malá, je potrebné vŕtať hlboké studne. V hlbinách zeme sa niekoľko metrov udržiava stabilná kladná teplota. Použitie takýchto geotermálnych vrtov poskytuje teplo do okruhu výmenníka tepla. Ďalej sa toto teplo prenáša do druhého vnútorného okruhu umiestneného v miestnosti.

Vŕtanie niekoľkých studní často stojí ešte menej ako pokladanie pozdĺž dna nádrže. Vďaka tomu je proces dostupný pre viac ľudí.

Proces sa vykonáva s malou vrtnou súpravou a malým množstvom pomocných zariadení. Prakticky nezasahuje do okolia. Usporiadanie studne je povolené aj vo vode, ale nemalo by byť bližšie ako 2-3 m od obytnej budovy.

Maximálna využiteľná hĺbka je do 200 m, ale často sa účinnosť objavuje už od úrovne 50 m. Ďalším krokom je vybudovanie studne. Vo vnútri dutiny je umiestnená plastová trubica s priemerom 40 mm alebo viac. Prechádzajú do nej jedna až štyri kolektorové slučky.

Dutina medzi zeminou a vonkajšou stenou rúrky musí byť vyplnená teplovodivým materiálom. Vedenie vykurovania je zapojené s pripojením na tepelné čerpadlo.

vodnej energie

Táto nákladová možnosť je najracionálnejšia, pretože nevyžaduje prípravu zákopov, základovej jamy a iných zemných prác. To však nie je dostupné pre každého - minimálny objem zásobníka dostatočný na vykurovanie domu je 100 m2. musí byť najmenej 200 metrov kubických a nachádzať sa nie ďalej ako 100 metrov od bytovej výstavby.

V nádržiach sú potrubia uložené pozdĺž dna, aby sa zabránilo ich zamrznutiu počas vrcholu mrazu.

Vykonávanie výpočtov

Na vykonanie výpočtu systému je potrebné vziať do úvahy základné parametre:

v hĺbke presahujúcej 15-20 m v strednom Rusku sa teplota udržiava na +8-+10 0 С;
pre zvislé konštrukcie je zvyčajné brať do výpočtov výslednú hodnotu výkonu 50 W na 1 m výšky a presnejšie hodnoty závisia od stupňa vlhkosti hornín, prítomnosti podzemnej vody atď.;
suchá hornina dáva 20-25 W / m;
navlhčená hlina alebo pieskovec 45-55 W/m;
tvrdé žulové skaly poskytnú až 85 W / m;
prítomnosť podzemnej vody dáva až 110 W / m.

Pomocou tepelného čerpadla

Trvanlivosť systému závisí od charakteristík a podmienok, v ktorých tepelné čerpadlo pracuje. V geotermálnych inštaláciách je schopný prevádzky približne 1800 hodín ročne. Toto je priemerná hodnota pre zemepisné šírky bez tepelných podzemných zdrojov.

Ako funguje tepelné čerpadlo

Princíp fungovania tepelného vykurovacieho systému je identický a nemá nič spoločné s krajinou pôvodu alebo značkou. Geotermálne čerpadlá sa môžu líšiť dizajnom, veľkosťou, vzhľadom, ale koeficient produkcie tepla bude vždy rovnaký pre čerpadlá od rôznych spoločností a rôznych krajín. Je to spôsobené práve zvláštnosťou spracovania prírodnej energie na tepelnú energiu.

Príliš veľký výkon čerpadla by nemal byť povolený, pretože tento proces môže viesť k výraznému zníženiu teploty pôdy okolo studne a niekedy dochádza k zamrznutiu.

Dôsledky takýchto nesprávnych výpočtov vedú v konečnom dôsledku ku katastrofálnym následkom - pôda nerovnomerne klesá, na niektorých miestach ide veľmi hlboko, v dôsledku čoho sa poškodia ochranné plastové rúrky. Ak sa dom nachádza v blízkosti, môže dôjsť k deformácii základov alebo stien v dôsledku geologických zmien.

Pravidelne je potrebné prijať opatrenia na "regeneráciu" pôdy, pre ktorú sa do výmenníka tepla dodáva dodatočná tepelná energia. Môže to byť solárna energia alebo ohrev sondy, keď sa tepelné čerpadlo používa v režime chladenia priestoru.

Na záver treba poznamenať, že geotermálna inštalácia ešte nie je dostupná pre každého. V niektorých prípadoch môže doba návratnosti trvať aj viac ako 10 rokov, no v konečnom dôsledku sa práve tieto spôsoby vykurovania domu stanú čoskoro nielen alternatívnymi, ale jedinými možnými.

Geotermálne vykurovanie vlastnými rukami doma: schéma, výkres, cena, foto a video návod

Ako vyrobiť geotermálne vykurovanie vlastnými rukami. Princíp činnosti tepelného čerpadla. Ako môže energia zeme a vody vykurovať dom bez palivového dreva a plynu.

Nie každý vie, že vytváranie geotermálneho vykurovania doma si nevyžaduje špecifické znalosti alebo zručnosti. V porovnaní s alternatívnymi druhmi vykurovania však geotermálne nie sú také populárne a dôvod je mimoriadne jednoduchý - veľké finančné náklady, ktoré sa vrátia až po ôsmich rokoch. Za takýchto podmienok sa málokomu chce investovať peniaze, a to úplne márne.

DIY geotermálne tepelné čerpadlo

Jedným slovom, pozrime sa bližšie na geotermálne vykurovanie, najmä preto, že náklady na elektrinu a plyn neustále rastú a nie je jasné, ktorý z nosičov energie bude o pár rokov lacnejší.

Poznámka! Prvýkrát bol tento spôsob vykurovania použitý v Amerike počas finančnej krízy v osemdesiatych rokoch. Postupom času sa novinka stala populárnou aj v Európe. Napríklad vo Švédsku sa dnes ¾ všetkého tepla syntetizujú pomocou tepelných čerpadiel.

Výstavba geotermálnych systémov

Už z názvu je jasné, že podstatou tohto typu vykurovania je využitie energie zeme. Podľa princípu fungovania vzdialene pripomína klimatizácie alebo chladničky.

Hlavným prvkom je tepelné čerpadlo napojené na dva okruhy.

Vnútorný okruh znamená nám známy vykurovací systém, pozostáva z radiátorov a potrubí.
Vonkajší - ide o veľmi rozmerný výmenník tepla inštalovaný pod zemou alebo v zásobníku. V ňom sa chladiaca kvapalina (a môže to byť obyčajná voda alebo nemrznúca zmes) po odmeraní okolitej teploty privádza do tepelného čerpadla, odkiaľ naakumulované teplo vstupuje do vnútorného okruhu. Takto sa vykurujú ohrievače v dome.

Hlavným prvkom systému je práve tepelné čerpadlo - zariadenie, ktoré nezaberie viac miesta ako plynový sporák. Výkon tepelného čerpadla je pomerne vysoký: na každý spotrebovaný kilowatt energie vygeneruje až päť kilowattov tepla.

Schéma činnosti tepelného čerpadla

Poznámka! Bežná klimatizácia, ktorej princíp je veľmi podobný, vyrobí presne toľko energie, koľko spotrebuje, teda jedna k jednej.

Samozrejme, geotermálne vykurovanie je časovo a finančne najnáročnejšie. Väčšinu peňazí budú musieť vynaložiť na zemné práce a súvisiace zariadenia vrátane tepelného čerpadla. A mnohí sa pýtajú, či sa na tom dá ušetriť a postaviť si povedzme podomácky vyrobené tepelné čerpadlo. Aby ste to zistili, musíte pochopiť typy a vlastnosti vybavenia.

Výhody a nevýhody systému

Tu sú hlavné výhody tohto spôsobu vykurovania:

využitie nevyčerpateľnej energie zeme;
vysoký faktor produktivity;
žiadne riziko požiaru;
ziskovosť;
jednoduchosť údržby a prevádzky;
nie je potrebné skladovať palivo;
autonómia;
šetrnosť k životnému prostrediu a bezpečnosť.

Medzi nevýhody možno zaradiť vysoké náklady na inštaláciu, ale ako už bolo spomenuté, tieto náklady sa určite oplatia.

Poznámka! Geotermálne vykurovanie je najvýhodnejšie v tandeme s podlahovým kúrením, ako aj v domoch, ktorých plocha nepresahuje 150 metrov štvorcových.

Metódy výstavby geotermálnych systémov

Jedným z najdôležitejších prvkov je tepelný okruh. Pri zvislom umiestnení môže ležať v hĺbke 20 m až 150 m v závislosti od geologickej cirkulácie tepla. Horizontálne okruhy sú inštalované v hĺbke do 2,5 m a sú ohrievané kolísaním teploty pri solárnom ohreve alebo tepelným stratám.

1. Priama výmena tepla

Tepelné zariadenia s priamou výmenou tepla sú v priamom kontakte s pôdou. Chladivo opúšťa telo zariadenia, pohybuje sa pozdĺž podzemného medeného hlavného potrubia, vymieňa si tepelnú energiu a vracia sa späť.

Takýto prenos tepla sa nazýva priamy, pretože kvapalina prichádza do kontaktu so zemou bez akýchkoľvek „sprostredkovateľov“. Samozrejme, neinteraguje priamo s pôdou, ale iba si s ňou vymieňa teplo cez steny potrubí. Dnes sa takéto čerpadlá používajú zriedkavo, nemali by sa zamieňať so zariadeniami, v ktorých dochádza k výmene tepla cez medziokruhy.

Účinnosť priamej výmeny tepla je však pomerne vysoká a finančné náklady na inštaláciu sú nižšie ako vo väčšine uzavretých systémov. Nie poslednú úlohu v tom zohráva tepelná vodivosť medi, ako aj absencia elektrického vodného čerpadla a výmenníka medzi chladiacou kvapalinou a vodou, ktorá, ako viete, je hlavným zdrojom tepelných strát.

Za zmienku tiež stojí, že medené potrubie je drahé a samotná chladiaca kvapalina je potrebná viac ako pri iných typoch systémov.

2. Uzavreté systémy

Väčšina týchto systémov pozostáva z primárneho okruhu naplneného chladivom a sekundárneho okruhu naplneného vodou a inštalovaného pod zemou. Na výrobu sekundárneho okruhu sa používajú hlavne polypropylénové rúry, ktoré sú naplnené vodou s malým množstvom nemrznúcej zmesi.

Voda opúšťa výmenník tepla, pohybuje sa pozdĺž vonkajšieho obrysu, vymieňa si tepelnú energiu s pôdou a vracia sa späť. Je charakteristické, že vonkajší obrys je pod úrovňou zamrznutia pôdy, kde je teplota stabilná; stále je ponorený v najbližšej vodnej ploche.

Poznámka! Systémy ponorené do vody alebo umiestnené vo vlhkej pôde sú oveľa produktívnejšie ako suché okruhy. Preto je v suchom teréne vedľa okruhu žiaduce inštalovať drenážnu hadicu, ktorá by ho zvlhčila.

Uzavreté systémy sú menej efektívne ako predchádzajúca možnosť, pretože vyžadujú prácne vŕtanie a dlhé potrubie. Upozorňujeme tiež, že uzavreté okruhy sú inštalované dvoma spôsobmi - vertikálne a horizontálne.

Vertikálny okruh tvoria dve rúry, ktoré vedú pod zemou v pravom uhle do hĺbky 20-120 m. Ich spodné časti sú navzájom spojené spojkou v tvare U. Šachty vykopané pre potrubia sú zvyčajne naplnené špeciálnym roztokom, ktorý zlepšuje prenos tepla a chráni podzemné vodonosné vrstvy pred znečistením.

V prípade horizontálneho umiestnenia systému sú potrubia uložené pod úrovňou mrazu pôdy. Prirodzene prebiehajú vodorovne. Z pochopiteľných dôvodov je táto metóda lacnejšia ako vertikálne umiestnenie (čítaj: vŕtanie), preto sa používa všade tam, kde je na mieste dostatok miesta.

3. Obrysy horizontálneho vŕtania

Obrysy horizontálneho vŕtania

Alternatívou k dvom predchádzajúcim možnostiam môže byť položenie obrysu horizontálnym vŕtaním. To umožňuje inštalovať potrubia pod záhradu, dvor, cestu a iné objekty bez toho, aby sa zničili.

Z hľadiska nákladov je takýto systém niekde medzi horizontálnou a vertikálnou inštaláciou. Jeho charakteristickým znakom je, že pánty je možné pripojiť iba k jednej komore, čo znižuje plochu potrebnú na inštaláciu.

Poznámka! Obrysy pomocou horizontálneho vŕtania sa inštalujú po výstavbe budovy.

4. Vodné okruhy

Uzavreté okruhy, ktoré sú ponorené do vodných útvarov, sú potrubie uložené v slučkách. Môžu byť umiestnené v akomkoľvek jazere alebo rybníku, ktoré sa nachádzajú v bezprostrednej blízkosti domu.

5. Otvorené systémy

V takýchto systémoch je vonkajší okruh naplnený prírodnou vodou. Potom sa presunie do výmenníka tepla umiestneného v kryte zariadenia, kde sa teplo odoberá a odovzdáva do primárneho okruhu. Potom sa voda vráti späť. Prívod a "spiatočka" musia byť umiestnené ďaleko od seba, aby efektívne napájali zdroj tepla.

Poznámka! Všetky prvky systému musia byť dobre chránené proti korózii, pretože chemické zloženie cirkulujúcej vody nie je možné kontrolovať. Preto je pri zvýšenej hladine minerálov a solí vo vode žiaduce použiť uzavreté okruhy.

Napriek tomu, že účinnosť otvorených systémov je rádovo vyššia ako uzavretých, pri inštalácii môžu nastať problémy najmä právneho charakteru. Môžu sa vyžadovať povolenia na inštaláciu, pretože tieto systémy kontaminujú studne a vyčerpávajú vodonosné vrstvy.

6. Stĺpce kvapaliny

Okruhy s kvapalinovými kolónami sú jednou z odrôd uzavretých systémov. V tomto prípade voda pochádza z dna hlbokej studne, prechádza čerpadlom a klesá späť, pričom si vymieňa teplo s okolitou pôdou.

Kvapalné kolóny sa často používajú tam, kde je obmedzený voľný priestor. Je nežiaduce používať tento systém na hlinenej alebo piesočnatej pôde.

Upozorňujeme tiež, že konštrukcia môže pozostávať z niekoľkých stĺpov naraz a používa sa hlavne v malých budovách.

Prvá etapa. Pred začatím výroby čerpadla je potrebné vykonať množstvo opatrení na zlepšenie energetickej účinnosti domu. Medzi tieto opatrenia patrí zateplenie podláh a stien, výmena netesných dverí a okien, zateplenie strechy a stropu.

Druhá fáza. Potom musíte vykonať geologický prieskum, aby ste zistili hĺbku zamrznutia pôdy. Potom by ste mali vypracovať projekt založený na vybranej technológii.

Tretia etapa. Nákup všetkého potrebného - časti vykurovacieho systému, potrubia a kompresor pre čerpadlo.

O kompresore - srdci každého geotermálneho čerpadla - by sa malo diskutovať samostatne. Nie je možné to urobiť vlastnými rukami a jedinou možnosťou je kúpiť si hotový výrobok.

Je lepšie kúpiť zariadenie s výkonom viac ako 7 kW, ktoré sa používa vo vysokovýkonných klimatizáciách (takéto kompresory sa predávajú v servisných strediskách špecializovaných na servis domácich spotrebičov).

DIY geotermálne tepelné čerpadlo

Štvrtá etapa. Potom môžete začať s montážou vnútorného výmenníka tepla. Pripomeňme, že je potrebné odovzdať nahromadenú tepelnú energiu do vykurovacej siete. Materiály pre tento prvok, ako aj jeho objem, sú úplne závislé od konkrétnych klimatických podmienok. Na cirkuláciu chladiacej kvapaliny sa zvyčajne používajú medené rúrky, zatiaľ čo nádoba je vyrobená z nehrdzavejúceho materiálu. V ideálnom prípade by táto kapacita mala byť 150-litrová nádrž z nehrdzavejúcej ocele.

Piata etapa. Vopred pripravená medená cievka musí byť umiestnená v nádrži. Bez poškodenia druhého to nepôjde - treba ho rozrezať na dve časti a po upevnení cievky privariť do pôvodného stavu.

Štádium šieste. Potom by ste mali vyvŕtať bane alebo zákopy, nainštalovať tam potrubie. Na konci práce je potrebné vykonať skúšobnú prevádzku systému.

Poznámka! Vzhľadom na vysoký stupeň zložitosti práce je lepšie zveriť návrh a inštaláciu takéhoto vykurovania skúseným odborníkom. To isté možno povedať o výrobe tepelného čerpadla.

DIY geotermálne tepelné čerpadlo

Naučte sa, ako si postaviť vlastné tepelné čerpadlo zem-voda! Geotermálny vykurovací systém, typy tepelných čerpadiel, výrobné kroky, foto + video.

Geotermálne vykurovanie doma urobte si sami: porovnávací prehľad metód zariadenia

Mnoho majiteľov súkromných domov stále verí, že geotermálne vykurovanie je takmer sci-fi pojmom a je relevantné iba pre tie regióny, kde bublajú horúce pramene a je tam vysoká sopečná aktivita. A keďže sú takéto prírodné javy zriedkavé, vyhliadky na využitie tejto alternatívnej energie v našich podmienkach vyzerajú pre mnohých nejasne. V skutočnosti geotermálne čerpadlo úspešne generuje teplo pri nízkych teplotách, takže aj v miernom podnebí sa dá celkom efektívne využiť. Je však možné inštalovať geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami? Skúsme na to prísť.

Klasifikácia podľa typu konštrukcie

Princíp fungovania geotermálneho vykurovania je podobný princípu fungovania klimatizácie alebo chladničky. Hlavným prvkom je tepelné čerpadlo zaradené do dvoch okruhov.

Princíp činnosti geotermálneho (tepelného) čerpadla

Vnútorný okruh je tradičný vykurovací systém pozostávajúci z potrubí a radiátorov. Externý - impozantný výmenník tepla umiestnený pod zemou alebo vo vodnom stĺpci. V jeho vnútri môže cirkulovať špeciálna kvapalina s nemrznúcou zmesou aj obyčajná voda. Nosič tepla preberá teplotu média a „ohriaty“ vstupuje do tepelného čerpadla, naakumulované teplo sa odovzdáva do vnútorného okruhu. Voda sa teda ohrieva v potrubiach a radiátoroch.

Geotermálne (tepelné) čerpadlo je kľúčovým prvkom systému. Ide o kompaktnú jednotku, ktorá nezaberie viac miesta ako našim očiam známa práčka. Ak hovoríme o výkone, tak na každý 1 kW spotrebovanej elektriny čerpadlo „vyrobí“ až 4-5 kW tepelnej energie. Zatiaľ čo bežná klimatizácia, ktorá má podobný princíp fungovania, na 1 kW spotrebovanej elektriny „zareaguje“ 1 kW tepla.

Schéma geotermálneho vykurovacieho zariadenia v súkromnom dome

Treba priznať, že zariadenie tohto typu vykurovania je dnes najdrahšie a časovo najnáročnejšie. Leví podiel na jeho nákladoch tvorí nákup vybavenia a, samozrejme, zemné práce. Prirodzene, šetrný majiteľ si myslí, že je možné ušetriť peniaze napríklad na inštalácii a urobiť geotermálne vykurovanie vlastnými rukami? Na zodpovedanie tejto otázky je potrebné pochopiť, ktoré systémy sa používajú najčastejšie, a pochopiť vlastnosti ich zariadenia.

Horizontálny výmenník tepla

Pomerne často sa používa horizontálny obrys, počas ktorého sa potrubia ukladajú do výkopov do hĺbky väčšej ako je úroveň zamrznutia pôdy v danej oblasti.

Nevýhodou geotermálneho vykurovacieho systému s horizontálnym okruhom je veľká plocha, ktorú zaberá kolektor

Nevýhodou je, že plocha, ktorú zaberá okruh, by mala byť oveľa väčšia ako samotný dom, takže pri vykurovaní budovy s rozlohou 250 m² pod potrubiami „odíde“ asi 600 m². Nie každý developer si môže dovoliť tento luxus.

Okrem toho sú nepríjemnosti, ak je lokalita už zušľachtená, musíte dodržať napríklad vzdialenosť od stromov (1,5 m) a mnohé ďalšie nuansy.

Vertikálny výmenník tepla

Kompaktnejšou, ale aj drahšou možnosťou je vertikálny výmenník tepla. Jeho inštalácia nevyžaduje veľkú plochu, ale bude vyžadovať špeciálne vŕtacie zariadenie.

Inštalácia vertikálneho výmenníka tepla vyžaduje použitie špeciálneho vŕtacieho zariadenia

Hĺbka studne v závislosti od technológie môže dosiahnuť 50-200 m, ale jej životnosť je až 100 rokov. Táto metóda je obzvlášť dôležitá, keď sa geotermálne vykurovanie plánuje pre vidiecky dom s vybaveným priľahlým územím, umožňuje vám zachrániť krajinu takmer v jej pôvodnej podobe.

Vodný výmenník tepla

Najekonomickejšie geotermálne zariadenie využíva tepelnú energiu vody. Odporúča sa, ak vzdialenosť k najbližšej vodnej ploche nepresahuje 100 m.

Vodný výmenník tepla je najvýhodnejší a tým aj vhodnejší pre zariadenie.

Na dne je položený obrys rúr vo forme špirály, hĺbka výskytu by mala byť menšia ako 2,5 - 3 m, to znamená hlbšie ako mraziaca zóna. Plocha nádrže je od 200 m². Hlavným plusom je, že nie je potrebné vykonávať prácne zemné práce, ale je potrebné získať povolenie od špeciálnych služieb. Po vynaložení značných finančných prostriedkov na drahé vybavenie by ste nemali šetriť na kvalitnej inštalácii. Koniec koncov, bude od toho závisieť kvalita a účinnosť celého systému.

Ako vidíte, inštalácia geotermálneho vykurovania doma vlastnými rukami nie je taká jednoduchá. Zo všetkých uvedených typov bude snáď len posledná možnosť celkom ľahko realizovateľná svojpomocne. Ale aj v tomto prípade stojí za to zvážiť všetky pre a proti.

O výhodách a nevýhodách systému

Prvýkrát sa geotermálne vykurovanie podrobne zaoberalo v USA počas krízy v 80. rokoch. Pomerne drahé inštalácie boli registrované v domácnostiach tých najbohatších a najvyspelejších, no postupne sa stali dostupnejšími a obľúbenejšími. Európa vzala novinku na vedomie a začala ju aktívne uvádzať na svojich otvorených priestranstvách. Teraz už tento typ vykurovania nie je kuriozitou, napríklad vo Švédsku sa asi 70 % všetkého tepla syntetizuje pomocou tepelných čerpadiel.

Výrobcovia zázračných zariadení a zelene jednomyseľne hovoria o výhodách tohto typu vykurovania oproti všetkým ostatným, hlavné výhody, ktoré sa zdôrazňujú, sú:

na vykurovanie sa využíva tepelná energia zeme, ktorá je obnoviteľná a nevyčerpateľná;
nehrozí nebezpečenstvo požiaru;
nie je potrebné dodávať a skladovať palivové materiály;
počas prevádzky zariadenia nevznikajú žiadne škodlivé emisie, systém je absolútne bezpečný a ekologický;
systém funguje autonómne, nepotrebuje neustále monitorovanie a zásahy;
je ekonomický, prakticky nevyžaduje náklady na údržbu od majiteľa;
so všetkými rôznymi modelmi zostáva koeficient produktivity zariadenia stále vysoký.

Geotermálny vykurovací systém fungoval dobre v kombinácii s "teplými podlahami". Takéto duo zaisťuje rovnomerné rozloženie teploty a zabraňuje tvorbe zón prehrievania.

Dôležité! Tento typ vykurovania je najvýhodnejší pre domy s rozlohou do 150 m², majitelia takýchto malých chát zaručujú, že náklady sa vrátia do 3-4 rokov.

Všimnite si, že tieto systémy sa v postsovietskom priestore ešte nestali populárnymi. Je to do značnej miery spôsobené pomerne značnými kapitálovými investíciami, ktoré bude potrebné vykonať na samom začiatku, a pomerne dlhou dobou návratnosti. Je dosť ťažké presvedčiť našich spoluobčanov, že je to predsa len ekonomicky výhodné. Hoci vzhľadom na každoročný nárast cien bežných chladiacich kvapalín a skutočnosť, že systém je navrhnutý na priemerne 100 rokov efektívnej prevádzky, zdá sa výber celkom opodstatnený.

Geotermálne vykurovanie svojpomocne doma – je to možné?

Geotermálny vykurovací systém - zariadenie, princíp činnosti. Aké geotermálne vykurovanie vidieckeho domu si vybrať. Je možné vyrobiť geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami.

Urobte si svoj vlastný geotermálne vykurovanie doma

Pri stavbe domu sa každý majiteľ snaží premýšľať o váhe dizajnových nuancií. Kúrenie je rovnako dôležitý bod, ktorý si vyžaduje konzultáciu s odborníkmi. Pre mnohých sa geotermálne vykurovanie zdá nedosiahnuteľné, pretože sa spája len s miestami, kde zúria horúce pramene. V praxi však môže generovať energiu špeciálne čerpadlo, takže táto možnosť je vhodná pre akékoľvek klimatické podmienky a terén. Stojí však za to robiť geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami, pretože samotné zariadenie je už drahé. Ak chcete nájsť odpoveď na túto otázku, stojí za to študovať existujúce možnosti a vlastnosti inštalačných prác.

Princíp fungovania geotermálneho vykurovania

Geotermálne vykurovanie funguje na rovnakom princípe ako klimatizácia. Komponenty sú dva okruhy a tepelné čerpadlo.

Vnútorný okruh zahŕňa potrubie a radiátory umiestnené v celom dome. Vonkajším okruhom je výmenník tepla, ktorý je umiestnený buď pod zemou alebo pod vodným stĺpcom. Vo vnútri cirkuluje kvapalina s nemrznúcou zmesou alebo obyčajná voda. Ohriata kvapalina vstupuje do čerpadla, ktoré ju urýchľuje cez prvky vnútorného okruhu, vďaka čomu je voda v radiátoroch vždy teplá.

Čerpadlo nezaberá veľa miesta, ale plní jednu z kľúčových funkcií v systéme. Na každý spotrebovaný kW elektriny vyrobí 4-násobok tepla. Klimatizácia nie je taká produktívna, pretože pri odbere 1 kW elektriny dáva rovnaké množstvo.

Klasifikácia v závislosti od typu konštrukcie

Tento typ vykurovacieho zariadenia v dome je považovaný za jeden z najdrahších a je to spôsobené cenou zariadení a pozemkov. V takých chvíľach mnohí spotrebitelia rozmýšľajú, na čom môžu ušetriť a jediné, čo im napadne, je inštalácia. Aby sme však pochopili, či je to tak, stojí za to zhodnotiť vlastnosti zariadenia a možné možnosti dizajnu.

Horizontálny výmenník tepla. Pri výbere tohto dizajnu sú potrubia položené pod zemou, pričom hĺbka by mala byť väčšia ako úroveň zamrznutia pôdy. Táto možnosť si však vyžaduje pridelenie územia pod obrys. Len si predstavte, že ak potrebujete vykurovať dom s rozlohou 250 m 2, potom bude na vybavenie okruhu potrebných 600 m 2. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy niektoré technické body. Napríklad všetky prvky by mali byť umiestnené v minimálnej vzdialenosti od stromu - 1,5 metra. Ak je stránka aktivovaná, potom to už spôsobuje určité nepríjemnosti.
Vertikálna možnosť nevyžaduje pridelenie veľkej plochy, avšak použitie vrtného zariadenia bude znamenať značné náklady. Vytvorenie studne je náročný proces, ale tento dizajn bude trvať najmenej sto rokov. Táto možnosť je vhodná pre oblasti, ktoré sú už vybavené.
Možnosť umiestnenia vody využíva energiu vody a umožňuje výrazne ušetriť na usporiadaní. Jedinou požiadavkou je prítomnosť nádrže do 100 metrov, jej plocha by mala byť najmenej 200 m 2 a konštrukcia by mala byť umiestnená nie hlbšie ako tri metre.

Ako ukazuje prax, je ťažké vykonať inštaláciu vlastnými rukami. Vzhľadom na to, že do vybavenia sa investuje veľa peňazí, neoplatí sa šetriť na procese inštalácie a mali by ste sa obrátiť na profesionálov.

Výhody geotermálneho vykurovania

Predtým bolo možné takéto inštalácie nájsť v luxusných a bohatých domoch, ale teraz sa stali dostupnejšími. Prvýkrát ich používali obyvatelia Spojených štátov v 80. rokoch a teraz si ich všimli obyvatelia európskych krajín. Toto riešenie umožnilo ušetriť na vykurovaní vo všeobecnosti. Pred dvadsiatimi rokmi využilo podobný dizajn 12 miliónov európskych občanov, no dnes sa ich počet dramaticky zvýšil.

Vo Švédsku už väčšinu tepla vyrábajú tepelné čerpadlá. V súlade s tým sa ich popularita zvýšila vďaka niekoľkým výhodám oproti všetkým alternatívnym systémom:

Nevyčerpateľná a obnoviteľná energia zeme sa využíva na vykurovanie vášho vlastného domu;
Nehrozí nebezpečenstvo požiaru;
Nemusíte hľadať lacné palivo a premýšľať o miestach na jeho uskladnenie;
Systém šetrný k životnému prostrediu, bez tvorby škodlivých emisií, vďaka čomu ho aktívne podporujú ochrancovia životného prostredia;
Nedostatok pravidelného monitorovania a zásahov, na všetkých úrovniach systém funguje autonómne;
Neobmedzená energia dostupná kedykoľvek a v akomkoľvek množstve;
Nemusíte míňať peniaze na údržbu systému;
Vysoký výkon v porovnaní s existujúcimi alternatívami.

Majstri odporúčajú skombinovať inštaláciu geotermálneho systému a podlahového vykurovania, aby sa dosiahol maximálny efekt. Po prvé je zaručené rovnomerné rozloženie teploty a po druhé bude možné vyhnúť sa vytváraniu zón prehriatia.

Aby sa náklady v plnej výške vrátili o 3-4 roky, treba si uvedomiť, že tento typ vykurovania je výhodný pre majiteľov chát do 150 m 2 . Ak vezmeme do úvahy skutočnosť, že obvyklé tepelné siete pravidelne rastú a zlyhávajú, rozhodnutie pre geotermálny systém vám umožní zabudnúť na dodávku tepla najmenej 100 rokov. Zvolená možnosť sa rýchlo ospravedlní. V postsovietskom priestore je táto možnosť menej populárna z dôvodu veľkých investícií. Stále je ťažké presvedčiť našich spoluobčanov, že je lepšie raz minúť peniaze a zabudnúť na problém.

Vlastnosti montáže

Ak plyn a elektrina neustále zdražujú a s nimi aj vykurovanie súkromného domu, potom pri výbere geotermálneho systému môžete na túto vlastnosť zabudnúť. Navyše nemusíte počítať s tým, že zásoby plynu sa nakoniec vyčerpajú samé. Použitie tuhého paliva je ešte nákladnejšie riešenie. Pri spaľovaní dreva a uhlia sa uvoľňujú škodlivé látky. Spomedzi všetkých alternatív je táto možnosť najbezpečnejšia, avšak na rozdiel od vykurovania plynom a pevným palivom je inštalácia systému časovo aj nákladnejšia. Preto by mal byť zverený majstrom s rozsiahlymi skúsenosťami v tejto oblasti. Iba oni poznajú všetky nuansy inštalácie. Správnou vykonanou prácou bude problém vykurovania vyriešený na mnoho rokov.

Súčasne budú vo vnútri miestnosti rovnaké potrubia a batérie, cez ktoré bude prúdiť teplo. Hlavné prvky budú skryté pod zemou – studňa a výmenník tepla. Dom musí mať zariadenie, ktoré bude premieňať teplo. Je to pod ním, že musíte prideliť čo najviac priestoru. S ním môže majiteľ priestorov regulovať teplotu a dodávku tepelnej energie. V súkromných domoch je generátor spravidla umiestnený v suteréne alebo v samostatnej miestnosti.

Urobte si svoj vlastný geotermálne vykurovanie doma: schéma a inštalačné vlastnosti

Vlastnosti výberu a inštalácie geotermálneho vykurovania. Svojpomocná inštalácia čerpadiel a doplnkových zariadení v dome.

V modernom svete takmer každý majiteľ súkromného domu sníva o tom, že jeho dom je skutočne pohodlný v každom ročnom období: v lete bolo v budove trochu chladno, ale v zime bolo teplo.

Dnes existuje obrovské množstvo druhov palív na vykurovanie domov - drevo, elektrina, rašelina, plyn a uhlie, ako aj geotermálne vykurovanie vidieckeho domu.

Je potrebné poznamenať, že zariadenia, ktoré môžu pracovať s plynom, uhlím, rašelinou a iným horľavým materiálom, nemožno klasifikovať ako ekologické. Poškodenie takýchto typov vykurovania je zrejmé.

Okrem toho cena paliva neustále rastie. Dnes mnohí spotrebitelia chcú využiť teplo prijaté zo zeme na vykurovanie súkromného domu.

Moderný typ vykurovania

Výhody geotermálneho vykurovania sú hospodárnosť, šetrnosť k životnému prostrediu, čistota a bezpečnosť

Používatelia sú si istí, že najlepšou možnosťou je plynové vykurovanie súkromného domu, ale mali by ste venovať pozornosť niektorým veľmi negatívnym vlastnostiam. Nevýhody takéhoto vykurovacieho systému sú „zrejmé“.

V zásade nie je možné inštalovať len takéto vykurovanie, ak k domu alebo chate nie je pripojený plynový rozvod. Samotná inštalácia plynovej inštalácie si vyžaduje takmer neustálu údržbu a prísne dodržiavanie všetkých bezpečnostných noriem.

Na tento typ vykurovania priestorov musia mať vlastníci aj špeciálne povolenia.

Najoptimálnejším riešením problému vykurovania vidieckeho domu alebo len súkromnej chaty je geotermálne vykurovanie.

Takmer každý deň veľmi rýchlo rastie počet používateľov, ktorí sú presvedčení o účinnosti tohto systému a teraz ho používajú.

Vykurovanie tohto typu má obrovské množstvo výhod. Jednou z najvýznamnejších výhod je hospodárnosť tohto vykurovacieho systému, ako aj jeho ekologickosť, čistota a bezpečnosť.

Ako vykurovať vidiecky dom pomocou prírody?

V posledných rokoch si niektorí spotrebitelia začali vykurovať svoje domovy teplom zeme. Dnes sa mnohí zaujímajú o nasledujúcu otázku: "Čo je geotermálna inštalácia?".

Samotný dizajn a fungovanie tohto systému je dosť komplikované na vnímanie a pochopenie, preto pre väčšiu prehľadnosť stojí za to uviesť príklad.

Geotermálny vykurovací systém nejakým spôsobom funguje na princípe chladničky, len naopak. Úlohu mrazničky v tejto schéme zohráva výparník, ktorý je umiestnený veľmi hlboko pod zemou.

Kondenzátor je vyrobený vo forme medenej špirály, ktorá sa používa na privedenie vzduchu alebo vody na požadovanú teplotu. Stojí za zmienku, že teplota výparníka, ktorý sa nachádza pod zemou, je výrazne nižšia ako nad samotným povrchom.

Výrobcovia takýchto vykurovacích systémov smelo deklarujú, že teplota kolíše v takom rozmedzí ako 5-8 stupňov Celzia. Vykurovanie zo zeme je dnes osvedčenou praxou, ktorá je v rôznych častiach krajiny čoraz populárnejšia.

Práve vďaka použitiu spoľahlivých a odolných kompresorov, ako aj ďalším inovatívnym technológiám chladiacich systémov bolo možné vytvoriť nezvyčajné a jedinečné spôsoby získavania „tepla nízkej kvality“, ktoré sa na zemskom povrchu dá získať premenený na „kvalitné teplo“ a následne voľne využitý pri geotermálnom vykurovaní vidieckeho domu.

Účinnosť takéhoto vykurovacieho systému bola preukázaná odborníkmi, takže existuje každý dôvod na začatie priemyselnej výroby hlavného prvku tohto spôsobu vykurovania miestnosti - tepelných čerpadiel.

Princíp fungovania geotermálnych systémov

Princíp činnosti tepelného čerpadla. Klikni na zväčšenie.

Vykurovanie vplyvom tepla zeme už nie je mýtus, ale bežná prax.

Geotermálne vykurovacie systémy môžu pracovať na princípe fyzického prenosu tepelnej energie z prostredia do chladiva.

Podobný proces sa pozoruje pri prevádzke bežnej chladničky.

Viac ako 75 % z celkového množstva tepla, ktoré sa môže uvoľniť počas prevádzky systému, ktorý vykuruje dom teplom zeme, je energia prostredia.

Odborníci upozorňujú na fakt, že tento druh energie má úžasnú schopnosť samoliečby, takže geotermálny vykurovací systém absolútne neškodí a nepoškodzuje energetickú či ekologickú rovnováhu životného prostredia a našej planéty.

Vykurovací systém má jednu dôležitú výhodu - jeho používanie je absolútne bezpečné.

Zariadenie, ktoré nezaberie veľa miesta.

Vykurovanie súkromného domu teplom zeme bolo aktívne zavedené pomerne nedávno. Hlavným dôvodom vzniku takýchto vykurovacích systémov pre súkromné domy odborníci nazývajú energetické krízy, ktoré sa často objavovali v 70. rokoch 20. storočia.

Spočiatku bolo vykurovanie zemskou energiou považované za luxus, takže úplne inovatívny systém vykurovania domácnosti si mohli dovoliť len tie najbohatšie a najelitnejšie rodiny.

Ďalej, v dôsledku aktívneho rozvoja vedy, techniky a vzniku úplne nových technológií sa geotermálne vykurovacie systémy rozšírili a náklady na ich inštaláciu a údržbu sa znížili.

Tepelné čerpadlo zaberá vo vašej domácnosti málo miesta. Klikni na zväčšenie.

Dnes si malá rodina aj s priemerným príjmom môže dovoliť nainštalovať systém na vykurovanie domu bez vážneho narušenia rodinného rozpočtu. Moderné geotermálne zariadenia boli kvalitatívne vylepšené a modernizované.

Zdokonaľovanie systémov pokračuje dodnes, pretože vytváranie nových jednotiek vedie k zníženiu spotreby energie a väčším úsporám.

Na kvalitatívne novej úrovni sa fungovanie takýchto vykurovacích systémov vykonáva, pretože na klimatizáciu a vykurovanie súkromného domu sa používa nové a neobvyklé palivo, ako je zemná energia.

Vykurovanie súkromného domu teplom zeme je obľúbené vo všetkých kútoch planéty.

Koniec koncov, práve táto energia dokáže vytvoriť útulné, pohodlné a optimálne podmienky pre život každého človeka, neznečisťuje životné prostredie škodlivými a negatívnymi látkami, ako sa to deje pri spaľovaní rašeliny, uhlia alebo plynu.

Geotermálne vykurovanie môže bez problémov fungovať bez akýchkoľvek spaľovacích procesov, takže sa majitelia nemusia obávať problematiky požiaru a výbuchu systému, jeho prevádzka je úplne bezpečná.

Výhody geotermálneho vykurovania

Okrem všetkých vyššie uvedených výhod je ďalšou dôležitou výhodou absencia nutnosti dokupovania komínov či digestorov, ktoré možno prípadne využiť pre bezproblémovú prevádzku iných typov vykurovacích systémov.

Geotermálny vykurovací systém je praktický v tom, že nevypúšťa škodlivé výpary, pachy a iné, za zmienku stojí aj absencia hluku. Samotné zariadenie je kompaktné, to znamená, že šetrí miesto.

Vykurovanie zo zeme je praktické aj preto, že jeho zariadenie je pre ľudí neviditeľné, na rozdiel od vykurovacích systémov na kvapalné a tuhé palivá. Celistvosť fasády a interiéru chaty alebo vidieckeho domu neutrpí.

Porovnávacie charakteristiky rôznych vykurovacích systémov. Klikni na zväčšenie.

Okrem toho nie je potrebné strácať čas takými otázkami, ako je získavanie, skladovanie a dodávka paliva, pretože odborníci sa domnievajú, že energia planéty je nevyčerpateľná.

Ďalším veľmi pozoruhodným faktom je úžasná schopnosť geotermálneho čerpadla cez zimu vykurovať miestnosti a v lete v horúčavách zase chladiť dom pomocou čerpadla.

Áno, využitie tepla získaného zo zeme na vykurovanie súkromného domu alebo vidieckej chaty si vyžaduje značné náklady. Stojí teda niekoľkonásobne viac ako plynové alebo naftové zariadenie.

Je však potrebné pamätať na to, že takýto systém spotrebuje oveľa menej energie, takže ak počítate s jeho dlhodobým používaním, potom sa takýto systém plne zaplatí.

Perspektíva a ekonomická uskutočniteľnosť použitia práve takéhoto zariadenia je dnes čoraz zreteľnejšia.

Úspora miesta pri inštalácii tepelných čerpadiel

Dnes existujú tri spôsoby, ako ušetriť miesto pri inštalácii tepelných čerpadiel:

využívanie termálnej podzemnej vody;
prevádzka podzemných dáždnikov;
kladenie špeciálnych dáždnikov do vodorovnej polohy, ktorá bude pod úrovňou zimného zaľadnenia na dne nádrže.

Je všeobecne známe, že vykurovanie súkromného domu tepelným čerpadlom je najefektívnejším spôsobom zo všetkých v súčasnosti existujúcich. Táto téma je zaujímavá pre mnohých majiteľov domov z dôvodu neustáleho rastu nákladov na nosiče energie alebo ich absencie v určitej oblasti. Pozrime sa podrobnejšie na to, čo je geotermálne vykurovanie súkromného domu, ako funguje a čo je potrebné na jeho inštaláciu.

Princíp fungovania geotermálnych systémov

Ak ste sa ešte nikdy nedotkli zadnej časti vašej domácej chladničky, kde sa nachádza mriežka výmenníka tepla, skúste to. Zistíte, že rošt je horúci. Zohrieva sa, pretože prenáša teplo von z vnútorného priestoru, kde sú potraviny uložené. V dôsledku toho sa teplota vo vnútri znižuje a teplo zvonku sa odvádza do priestoru kuchyne. To znamená, že chladiaci stroj prenáša tepelnú energiu z jedného miesta na druhé.

Tepelné čerpadlo je ako chladnička, len funguje opačne. Toto je princíp fungovania geotermálneho vykurovania, takže teplo dostupné mimo domu sa prenáša dovnútra na jeho vykurovanie. Teoreticky každá látka alebo teleso, ktorých teplota je nad absolútnou nulou (mínus 273 ºС), obsahuje teplo vo forme energie molekulárneho pohybu. Čo môžeme povedať o teplote pôdy pod hĺbkou mrazu, ktorá je vždy konštantná a udržiava sa v rozmedzí plus 5-7 ºС.

Pre referenciu. Môžete si to overiť tak, že pôjdete dole do hlbokej pivnice. Počas celého roka má rovnakú teplotu. Vďaka tomu môžu v lete geotermálne vykurovacie systémy pracovať opačne a privádzať do domu chlad namiesto tepla.

Samotná teplota +7 ºС je nevhodná na vykurovanie budovy, to je pochopiteľné. Úlohou, ktorú geotermálny vykurovací systém rieši, je práve odobrať časť tohto tepla, premeniť ho a odovzdať do domu. Na tento účel je v zemi usporiadaný okruh na odvod tepla z viacerých rúrok uložených pod hĺbkou mrazu. Po okruhu sa neustále pohybuje nemrznúca kvapalina poháňaná obehovým čerpadlom.

Po zahriatí na teplotu zeme vstupuje kvapalina do výmenníka tepla - výparníka. Tam si vymieňa teplo s druhým okruhom, kde chladivo (freón) cirkuluje pod tlakom vytvoreným kompresorom. Vďaka tomu sa chladivo vyparuje pri nízkej teplote a odoberá veľké množstvo tepla z primárneho okruhu.

Ďalej, prechádzajúc expanzným ventilom, freón vstupuje do druhého výmenníka tepla - kondenzátora. Zároveň klesá jeho tlak a kondenzuje chladivo, ktoré odovzdáva teplo tretiemu okruhu – nášmu vykurovaciemu systému. Ide o princíp geotermálneho vykurovania, kedy systém prenáša energiu zvonku do domu s minimálnymi nákladmi. Koniec koncov sa ukazuje, že na jeho prevádzku je potrebná elektrina na otáčanie rotorov kompresorových a čerpacích motorov. Na vykurovanie súkromného domu s rozlohou 300 m2 sa spotrebujú v priemere 3 kWh elektriny. Viac podrobností o princípe fungovania je popísané vo videu:

Typy geotermálnych systémov

V skutočnosti sa systémy môžu líšiť iba štruktúrou vonkajšieho okruhu, inak je vybavenie rovnaké. V súčasnosti existujú 3 typy vonkajších obrysov:

položený vodorovne v zemi;
vertikálne geotermálne sondy;
ponorené na dno najbližšej vodnej plochy.

V prvom prípade je veľa potrubí položených pozdĺž dna vodorovného výkopu vypočítanej oblasti. Nevýhodou tohto spôsobu je, že inštalácia geotermálneho vykurovania bude vyžadovať veľa miesta na pozemku a odporúča sa použiť vo fáze výstavby domu, keď môžete vykopať základovú jamu a zakopať potrubie priamo pod budúcim domom.

Vertikálne sondy vo forme zväzkov rúrok s chladiacou kvapalinou sa spúšťajú do hlbokých vrtov. Táto metóda je najbežnejšia, pretože je k dispozícii v malých oblastiach, ktoré už vybudoval vlastník. Pokiaľ je to možné, používa sa ponorenie obrysu ku dnu nádrže, to znamená, ak je takáto nádrž k dispozícii. Z hľadiska účinnosti systému sa tieto 3 spôsoby prakticky nelíšia, rozdiel je len v nákladoch na výstavbu.

Záver. Hlavnou výhodou, ktorú majú geotermálne tepelné čerpadlá na vykurovanie, je extrémne vysoká účinnosť. Ale táto výhoda je kompenzovaná takou nevýhodou, ako je zložitosť a príliš vysoké náklady na prácu a vybavenie. Systém je navyše závislý od elektriny, takže budete musieť dodatočne investovať do dieselagregátu, aby vám v prípade odstávky nezamrzol.

Okamžite si urobte rezerváciu, že geotermálne vykurovanie vlastnými rukami je mýtus. Práce súvisiace s výpočtom dĺžky okruhov a výkonu teplovýmennej jednotky a vypracovaním projektu ako celku môže vykonávať len odborník v tejto oblasti, ktorý má inžinierske vzdelanie a prax. Pokiaľ ide o realizáciu projektu, potom sa nemožno vzdať zemných alebo vŕtacích zariadení, nebudete kopať jamu ručne. To isté platí pre inštaláciu potrubí, ich kladenie v dome a inštaláciu zariadení.

Jediná vec, ktorú môžete urobiť vlastnými rukami, je zostaviť domáci vykurovací systém. K tejto téme nájdete dostatok informácií v iných článkoch. Dáme niekoľko všeobecných odporúčaní:

s dodávateľskou spoločnosťou by mala byť uzavretá formálna zmluva a mali by v nej byť špecifikované všetky body;
vzhľadom na zvláštnosti prevádzky solárnych systémov na vykurovanie súkromného domu je najvhodnejšia schéma nízkoteplotného vykurovania. Patria sem podlahové kúrenie a podlahové konvektory. Je možné dodať aj klasické radiátory, ale tento zámer je potrebné vopred oznámiť odborníkom, ktorí sa podieľajú na výpočtoch tepelného čerpadla;
kvôli bezpečnosti by nebolo na škodu mať v dome záložný kotol, najlepšie neprchavý kotol na drevo alebo naftu. Vyhnete sa tak situáciám, keď môžete uprostred zimy zostať bez kúrenia v dôsledku nejakej poruchy systému alebo nehody;
na rovnaký účel je potrebné zakúpiť dieselový alebo benzínový generátor elektriny. Bežné zdroje neprerušiteľného napájania nebudú fungovať, nebudú mať dostatok energie alebo nabitia;

najlepšie je, keď je geotermálny výmenník tepla umiestnený v suteréne alebo suteréne domu spolu s ďalšími vykurovacími zariadeniami. Takže je pohodlnejšie a lacnejšie priniesť komunikáciu.

Záver

Tepelné čerpadlo ako výplod najpokročilejších technológií je v západnej Európe úplne bežné. U nás sa považuje za nedostupný luxus pre nemalé náklady. S investíciou do takéhoto vykurovania sa neponáhľajú ani bohatí občania, pretože vlastnia veľkoplošné chaty, kde sa im geotermálne vykurovanie oplatí príliš dlho. Z tohto hľadiska je dom o rozlohe 150 m2 považovaný za najlepšiu možnosť.