Ako urobiť vykurovanie zo zeme v súkromnom dome. Geotermálne vykurovanie domu podzemným teplom Geotermálne vykurovanie vidieckeho domu

Problém usporiadania vysokokvalitného vykurovacieho systému pre súkromný dom si zakaždým vyžaduje neštandardné riešenia. Známe druhy vykurovania, ktoré pri spaľovaní paliva vytvárajú teplo, sú už dlho považované za ekonomicky nerentabilné. Novinkou, ktorá sa aktívne začína stávať populárnou, je geotermálne vykurovanie domu svojpomocne. Vzhľadom na rastúce ceny elektriny a plynu sa väčšina čoraz viac obzerá po tejto možnosti, hoci je dosť komplikovaná na projektovanie a inštaláciu.

Geotermálna energia sa využíva spravidla v priemyselnom meradle, napríklad na Ďalekom východe fungujú niektoré elektrárne na báze tepla zemského vnútra. Pre mnohých hraničí myšlienka vlastného geotermálneho vykurovania domov so sci-fi románmi o budúcnosti. Ale to ani zďaleka nie je pravda! Vďaka rozvoju súčasných technológií sa to stalo možným.

Zem nezamrzne ani v zime. Túto funkciu využívajú inštalatéri, ktorí kladú potrubie pod bodom mrazu. Prekvapivo teplota v týchto vrstvách zeme zriedka klesne pod +5 + 7 ° C. Je možné, aby Zem akumulovala teplo a potom ho odoberala a používala na ohrev chladiacej kvapaliny? Prirodzene!

Pred realizáciou alternatívneho vykurovania súkromného domu s využitím tepla zeme je však potrebné riešiť nasledujúce problémy:

1. Príjem tepla - bude potrebné odoberať tepelnú energiu na jej následný prenos do špeciálneho akumulačného zariadenia.
2. Ohrev nosiča tepla. Zahriata nemrznúca zmes musí odovzdať tepelnú energiu kvapaline cirkulujúcej vo vykurovacom systéme a teplej vode.
3. Ochladená nemrznúca zmes sa musí priviesť späť do výmenníka tepla na následné ohriatie.

Na vyriešenie týchto problémov bolo vyvinuté geotermálne čerpadlo, ktoré využíva teplo zeme. Toto zariadenie umožňuje odobrať potrebné množstvo tepelnej energie, ktorá stačí na výrobu veľkého množstva tepla a využiť ho ako hlavné alebo doplnkové zariadenie na vykurovanie.

Geotermálne vykurovanie domu využíva princíp fungovania podobne ako klimatizácia v režime vykurovania. Hlavným prvkom je, ktorého rozmery sú približne podobné rozmerom práčky, tento prvok obsahuje dva okruhy.

Prvý okruh (vnútorný) vyzerá ako vykurovací systém súkromného domu, ktorý je nám už známy v dizajne, ktorý zahŕňa obyčajné potrubia a radiátory. Druhý (externý) je výmenník tepla, ktorý je umiestnený pod zemou alebo pod vodou. Tento okruh môže cirkulovať ako obyčajnú vodu, tak aj špeciálnu kvapalinu s prídavkom nemrznúcej zmesi.

Vonkajší okruh, v ktorom cirkuluje chladiaca kvapalina (voda), ktorá prijíma teplotu okolia, po ktorej vstupuje do tepelného čerpadla, ktoré je možné nakonfigurovať na vykurovanie aj klimatizáciu. Teplo, ktoré sa akumuluje v čerpadle počas vykurovania, sa prenáša do vnútorného okruhu a počas chladenia do vonkajšieho okruhu.

Zberače vody sú namontované v spodných vrstvách pôdy, na dne rieky alebo jazera, cez ktoré cirkuluje nemrznúca zmes. Kolektory uvoľňujú chlad a absorbujú teplo. Pomocou čerpadla stúpa nemrznúca kvapalina. Výmena tepla prebieha vo vyrovnávacej nádrži. Vyhrievaná nemrznúca zmes prenáša tepelnú energiu do chladiacej kvapaliny alebo ohrieva vodu. Ochladená nemrznúca zmes sa vracia späť do kolektorov.

Existujú jednotky schopné samostatne vykurovať veľké miestnosti, zvyšok sa používa ako pomocné zariadenie, ktoré dokáže zabezpečiť od 50% do 75% potreby tepla pre miestnosť.

Výhody a nevýhody podzemného vykurovania

Objav nových technológií umožňuje takmer všetkým majiteľom domov využívať energetický potenciál Zeme, čím sa otvára možnosť využitia geotermálneho systému vykurovania domov v súkromnom sektore. Pôda dokáže akumulovať 98 % slnečnej energie, ktorá sa rozptýli po povrchu.

Vďaka tomuto javu sa aj v zime ukladá v hrúbke zeme pomerne veľa tepla, ktoré dokáže vykurovať domy, len ho treba pomocou špeciálneho zariadenia nasmerovať správnym smerom.

Pozitívne aspekty tohto typu vykurovania:

1. Neexistuje žiadny proces spaľovania. Tento systém je úplne protipožiarny, vďaka čomu je dom chránený pred vznikom požiarov, ku ktorým môže dôjsť v dôsledku vykurovacieho systému s metódou spaľovania paliva. Nie je potrebné hľadať miesto na uskladnenie paliva, jeho prípravu či dodávku.
2. Zvukový komfort. Tepelné čerpadlo beží takmer ticho.
3. Významný ekonomický prínos. Počas prevádzky systému nie sú potrebné žiadne ďalšie peňažné dotácie. Ročné vykurovanie prebieha vďaka prírodným procesom, ktoré nie je potrebné kupovať. Na prevádzku tepelného čerpadla je samozrejme potrebná elektrina, no zároveň je množstvo vyrobenej energie oveľa vyššie ako náklady na spotrebu elektriny.
4. environmentálny faktor. Geotermálne vykurovanie prímestského súkromného obydlia je najekologickejším riešením. Vzhľadom na to, že proces spaľovania je vylúčený, je vylúčené vypúšťanie rôznych produktov spaľovania do atmosféry.
5. Kompaktnosť systému. Pre kotolňu nie je potrebné stavať ani prideľovať samostatnú miestnosť. Stačí tepelné čerpadlo, ktoré je možné nainštalovať napríklad do pivnice. Objemovo najväčšia kontúra bude pod vodou alebo pevninou, takže ju nebude treba maskovať.
6. Multifunkčnosť. Takýto systém je možné použiť na vykurovanie aj chladenie. V podstate bude hrať úlohu nielen ohrievača, ale aj klimatizácie.
7. Dostupnosť tohto zdroja takmer kdekoľvek na svete, navyše nízke náklady na prevádzku a údržbu tohto systému.

Taký zdroj, akým je geotermálna energia, je vlastne zadarmo, hlavnými výdavkami sú platby za elektrinu, ktorá je nevyhnutná na prevádzku tepelného čerpadla. Pri vynaložení 1 kW elektriny môžete získať 3-5 kW tepelnej energie.

Treba si uvedomiť, že cena geotermálneho vykurovania je dosť vysoká. Toto zariadenie sa spláca približne za 5-8 rokov. To je odpudzujúce pre mnohých, ktorí sa chystajú inštalovať lacné, ale pomerne efektívne zariadenie na vykurovanie svojich domovov, ale nie sú pripravení minúť dostatočne veľké prostriedky na nákup zariadenia.

Potrebné geotermálne vybavenie

Ohrev zo zeme funguje tak, že absorbuje a uvoľňuje jej energiu a je založený na použití špeciálnych zariadení. Tieto zariadenia akumulujú teplo z prostredia a prenášajú ho do chladiacej kvapaliny vykurovacieho systému súkromného domu. Na tento účel sa používajú tieto vykurovacie zariadenia:

1. Výparník - umiestnený hlboko pod zemou na akumuláciu tepelnej energie, ktorá je v prostredí.
2. Kondenzátor - privádza nemrznúcu kvapalinu na požadovanú teplotu.
3. Geotermálna čerpacia stanica - zodpovedná za cirkuláciu chladiacej kvapaliny v okruhu a riadi prevádzku celého vykurovacieho zariadenia.
4. Vyrovnávacia nádrž - sústreďuje ohriatu nemrznúcu kvapalinu na jednom mieste pre následný prenos tepelného stavu. Vnútri obsahuje nádrž, ktorá obsahuje vodu z okruhu a špirálu, vo vnútri ktorej cirkuluje ohriata nemrznúca zmes.

Teraz sa ešte viac ujasnilo, ako funguje geotermia, vďaka ktorej sa súkromný dom vykuruje teplom zo zeme či vodného prostredia.

Upozorňujeme, že výkon tepelného čerpadla závisí od teploty média, v ktorom je umiestnený výmenník tepla. V tomto prípade majú obyvatelia Kamčatky veľké šťastie, keďže gejzírov je tu veľa.

Pred inštaláciou zariadenia na tepelné vykurovanie je potrebné vykonať geologický prieskum. Ak je zdroj tepla umiestnený na mieste v blízkosti domu, potom je lepšie vytvoriť zásobník na tomto mieste a umiestniť výmenník tepla na jeho spodok. Potom sa geotermálne vykurovanie súkromného domu vyplatí oveľa skôr.

Základné schémy oddelenia

Existujú tri schémy na organizovanie tepelného alternatívneho vykurovania, to znamená vybavenie okruhu na akumuláciu tepelnej energie:

1. Za najefektívnejšie potrubie sa považuje vertikálny systém s vrtným čerpadlom. Usporiadanie takéhoto obrysu si však vyžaduje použitie špeciálneho vybavenia a vŕtanie studní s hĺbkou 50 až 200 metrov. Táto metóda zároveň odôvodňuje výdavky, pretože životnosť studne je asi 100 rokov.
2. Menej nákladné a jednoduchšie je vodorovné potrubie, pri ktorom sú potrubia pod vrstvou zeminy pod úrovňou mrazu pôdy. Hlavnou nevýhodou tejto možnosti je, že obrys zaberá veľmi veľký obvod. Napríklad pre budovu s rozlohou 180 m2. 450 m2 voľný priestor na mieste tak, aby najbližší strom bol dva metre od potrubia.
3. Najlacnejšie a najpohodlnejšie je umiestniť výmenník do dostatočnej hĺbky zásobníka, aby tam zemina nezamrzla. Usporiadanie takéhoto systému nevyžaduje prácu drahého špeciálneho vybavenia. Táto možnosť je najoptimálnejšia na vytváranie geotermálneho vykurovania doma za predpokladu, že nádrž nie je ďalej ako 100 - 120 metrov od budovy.

Vonkajší okruh je zostavený z rúrok z polyetylénu s výpočtom pomeru 40-50 W tepelnej energie na meter kolektora. Takže s výkonom čerpacieho zariadenia 10 kW bude potrebné vybaviť studňu s hĺbkou asi 165 - 195 metrov. Ak chcete získať požadovanú odhadovanú dĺžku, namiesto jednej studne je možné z jedného bodu vyvŕtať 2-3 menej hlboké, ale v rôznych smeroch, to znamená zhlukovou metódou.

Ako to urobiť sami?

Je dosť ťažké, ale celkom možné, vyrobiť si geotermálne vykurovanie svojpomocne, akési zdanie elektrární (geoPP). V rade s domom musíte postaviť štruktúru z uzavretého potrubia a umiestniť ju do značnej hĺbky. Veľkosť kolektora a konštrukcia cievky závisí od stupňa tepelnej vodivosti a hĺbky pôdy. Ak sa pustíte do inštalácie geotermálneho vykurovania doma vlastnými rukami, potom je lepšie kúpiť vonkajší okruh pripravený.

Na vytvorenie minimálnych podmienok pre fungovanie geotermálneho systému musia byť splnené tieto podmienky:

1. Teplota vrstvy zeminy, kde bude umiestnený potrubný okruh, nesmie klesnúť pod +5°C.
2. V celom nemrznúcom potrubí musí byť vykonaná izolácia na ochranu okruhu pred zamrznutím.
3. Tepelné vykurovanie budovy sa vykonáva po starostlivých výpočtoch a vytvorení projektu.

Vzhľadom na tieto požiadavky je zrejmé, že geotermálne vykurovanie môže byť efektívne. Pre severné regióny je však použitie takejto inštalácie opodstatnené na vykurovanie budov s malou plochou - do 200 m2.

Zvážte iba spôsoby, ako vytvoriť horizontálne geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami pod zemou alebo vodou. Vertikálna montáž kolektora je oveľa náročnejšia a veľmi nákladná.

Tepelné čerpadlo nezaberie veľa miesta, pretože toto zariadenie je veľkosťou porovnateľné s bežným kotlom. Napojenie ložiska na vnútorný obrys budovy tiež nie je náročné. Hlavnou úlohou je vybaviť vonkajší obrys.

Kolektor je najlepšie inštalovať do jazierka vo vzdialenosti nie väčšej ako 100 metrov. Je potrebné, aby plocha rybníka bola väčšia ako 200 m2 a hĺbka - najmenej 3-3,5 metra. Ak nemáte práva na používanie tejto nádrže, musíte najprv získať povolenie na inštaláciu potrebného zariadenia.

Ak je jazierko vo vašom pozemku, nebude pre vás ťažké ho na chvíľu vypustiť, aby ste na jeho dne bez problémov špirálovo položili a upevnili potrubia. Zemné práce spočívajú len vo vykopaní ryhy potrebnej na napojenie vonkajšieho okruhu na geotermálne čerpadlo. Po dokončení všetkých inštalačných prác je možné nádrž znova naplniť.

Ak váš web ešte nemá zelené plochy a veľa štruktúr, potom môžete navrhnúť horizontálny spôsob umiestnenia výmenníka tepla pod zem. Aby ste to dosiahli, musíte vypočítať, akú plochu bude budúci kolektor zaberať, berúc do úvahy parametre uvedené vyššie: 250-300 m2. obrys na 100 m2. stavebná plocha.

Ak sú na vašej lokalite stromy a dočasné budovy, ale naozaj chcete urobiť horizontálne geotermálne vykurovanie, potom všetky stavby a zelené plochy budú musieť byť vyrúbané a zbúrané. Proces je zložitý, časovo náročný, ale nevyhnutný.

Technológia vykurovania budov podzemným teplom je na Západe veľmi rozšírená, keďže obyvatelia Západu sú schopní realizovať dlhodobé investície, ktoré sa vrátia do 5-10 rokov. V našej krajine nie je veľa ľudí ochotných zaplatiť približne 20 000 dolárov za usporiadanie takéhoto systému. Alternatívne geotermálne vykurovanie súkromného domu sa však stáva čoraz obľúbenejším.

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.

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 pri plánovaní geotermálnej energie s rozvinutým priľahlým územím, umožňuje vám zachrániť krajinu takmer v jej pôvodnej podobe.

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. Aj keď vzhľadom na každoročný rast cien bežných chladiacich kvapalín a skutočnosť, že systém je navrhnutý na priemerne 100 rokov efektívnej prevádzky, sa zdá, že výber je celkom opodstatnený.

Útulný a pohodlný domov, ktorý v lete chladí a v zime hreje, je bez preháňania snom každého človeka. Existuje mnoho druhov vykurovania domácností – drevo, rašelina, elektrina, uhlie, plyn, geotermálne vykurovanie. Ale zariadenia, ktoré bežia na uhlí, plyn, rašelinu a podobne, nemožno klasifikovať ako ekologické a bezpečné. A náklady na takéto palivo sa značne líšia.

Mnoho ľudí si myslí, že plynové vykurovanie súkromného domu je najlepšou možnosťou. Existuje však aj niekoľko veľmi významných nevýhod. V niektorých prípadoch nie je možné takéto vykurovanie nainštalovať, ak nie je na chate pripojený plynový rozvod. Inštalácia plynového zariadenia si vyžaduje neustálu údržbu, prísne dodržiavanie všetkých bezpečnostných noriem, ako aj špeciálne povolenia.

Existuje však jedna celkom dobrá možnosť vykurovania bez plynu - to je geotermálne vykurovanie domu. Počet používateľov takýchto systémov sa každým dňom zvyšuje, pretože takéto vykurovanie sa môže pochváliť mnohými pozitívnymi vlastnosťami. Medzi najdôležitejšie patrí fakt, že takýto vykurovací systém je najhospodárnejší, zároveň aj ekologický a bezpečný.

Princíp činnosti

Vykurovací systém z tepla zeme pozostáva z 3 hlavných komponentov:

• Vnútorný obrys;
• Vonkajší obrys;
• Tepelné čerpadlo.

Mnohí sa zaujímajú o otázku: čo je vykurovanie energiou zeme? Návrh takéhoto systému je dosť náročný na pochopenie, preto pre objasnenie uvedieme malý príklad.

Dá sa povedať, že geotermálny systém je istým spôsobom chladnička, len „spätne“.

Výparník, ktorý tu plní úlohu mrazničky, sa nachádza hlboko v útrobách zeme. Kondenzátor, ktorý je vyrobený vo forme medenej špirály, slúži na privedenie vzduchu alebo vody na požadovanú teplotu. Teplota výparníka umiestneného pod zemou je výrazne nižšia ako nad povrchom.

Podľa výrobcov takýchto vykurovacích systémov sa teplota pohybuje v rozmedzí 5 až 8 stupňov Celzia.

Princíp činnosti.

Použitie odolných a spoľahlivých kompresorov, ako aj inovatívne technológie chladiacich systémov umožňujú vytvárať jedinečné a nezvyčajné spôsoby „nekvalitného“ tepla, ktoré je nad zemou, na „kvalitné“ teplo, ktoré sa následne využíva v geotermálnej vykurovanie súkromného domu.

Vďaka tomu je možné týmto spôsobom vykurovania priestorov spustiť priemyselnú výrobu hlavného prvku – tepelných čerpadiel.

Geotermálne vykurovacie systémy fungujú na princípe fyzického prenosu tepla do chladiva vplyvom energie zeme. Približne rovnaký princíp fungovania je implementovaný v bežnej chladničke. Viac ako 75 % z celkového množstva tepla, ktoré sa uvoľní pri prevádzke vykurovacieho systému domu, je energia okolia, ktorá sa následne akumuluje a dostáva sa do obytných miestností a ostatných priestorov chaty.

Z tohto dôvodu má táto energia pozoruhodnú schopnosť samoliečby, v dôsledku čoho geotermálny vykurovací systém nespôsobuje žiadne škody na ekologickej a energetickej bilancii našej planéty.

História vzhľadu

Hlavným dôvodom vzniku takýchto vykurovacích systémov chaty sú energetické krízy, ktoré sa odohrali v 70. rokoch minulého storočia. Spočiatku len tie najelitnejšie a najbohatšie rodiny si dovolili inštalovať inovatívny vykurovací systém zo zeme.

V budúcnosti, vďaka postupnému rozvoju vedy a techniky, ako aj vzniku nových technológií, sa takéto systémy rozšírili, pretože ich obstarávacia cena neustále klesala.

Teraz je pre rodinu s priemerným príjmom k dispozícii geotermálny vykurovací systém bez vážneho poškodenia rozpočtu. Stále prebieha zdokonaľovanie a modernizácia geotermálnych zariadení, keďže inštalácia nových blokov vedie k zníženiu spotreby energie a veľkým úsporám.

klady

Prevádzka takýchto vykurovacích systémov sa vykonáva na kvalitatívne novom a nezvyčajnom palive - energia útrob zeme sa využíva na klimatizáciu, ako aj na vykurovanie súkromného domu. Táto energia vytvára optimálne a pohodlné životné podmienky a neznečisťuje životné prostredie škodlivými látkami a odpadom. Vykurovanie domu je realizované pomocou bezplatnej energie, na 1 kW elektriny systém vráti 4-5 kW tepla

Geotermálna energia funguje efektívne a bezpečne bez akýchkoľvek spaľovacích procesov, takže nie je predpoklad, aby sa systém vznietil alebo vybuchol.

Nemenej dôležitou výhodou je, že nie je potrebné kupovať ďalšie digestory a komíny, ktoré môžu byť potrebné na zabezpečenie bezproblémového fungovania iných typov vykurovacích systémov. Počas prevádzky kúrenia sa zo zeme neuvoľňujú škodlivé výpary a pachy, takýto systém nevydáva zbytočný hluk a okrem toho nezaberá veľa miesta.

Geotermálne jednotky, na rozdiel od systémov na tuhé palivá a kvapalné palivá, sú pre ľudí prakticky neviditeľné, neničia celistvosť fasády a interiéru domu. Nie je potrebné strácať čas premýšľaním o otázkach, ako je skladovanie, dodávka a nákup paliva, pretože energia planéty je nevyčerpateľná.

Ďalšou veľmi pozoruhodnou skutočnosťou je, že s pomocou môžete vykurovať priestory v zime alebo chladiť chatu počas horúčav.

Ak potrebujete vykurovať svoj domov teplom zeme, potom treba zvážiť aj jeho finančnú stránku. Hneď si všimneme, že proces inštalácie takéhoto systému si bude vyžadovať vysoké náklady v porovnaní s dieselovými a plynovými zariadeniami.

Na rozdiel od toho je možné poznamenať, že úroveň spotreby elektrickej energie je oveľa nižšia, takže z dlhodobého hľadiska je ekonomická realizovateľnosť získania geotermálnych zariadení viditeľná voľným okom. Podľa vývojárov sa z každého vynaloženého kilowattu elektrickej energie vráti až päť kilowattov tepelnej energie.

Montáž

Existuje niekoľko spôsobov, ako minúť minimum miesta na inštaláciu tepelných čerpadiel:

1. prevádzka podzemných sond. Aby ste to dosiahli, budete musieť spustiť špeciálny okruh do hlbokej studne, ktorá je naplnená nemrznúcou zmesou;
2. využívanie teplej podzemnej vody. Aby ste to dosiahli, musíte vyvŕtať pomerne hlbokú studňu. Podzemná voda je poháňaná cez výmenník tepla, predtým odčerpávaná čerpadlom;
3. kladenie špeciálnych dáždnikov vo vodorovnej polohe pod úrovňou zimného zaľadnenia na dne nádrže.

Záver

Nakoniec poznamenávame, že geotermálne vykurovanie šetrné k životnému prostrediu pre najúčinnejšie sa ukázalo byť v spoločnom režime prevádzky s "teplými podlahami". To umožňuje majiteľovi domu vychutnať si jedinečnú pohodu a pohodlie, ako aj ušetriť veľa peňazí.

Hlavnou výhodou takejto nezvyčajnej kombinácie je, že je zabezpečený princíp rovnomerného vykurovania celej miestnosti, čím sa zabráni vytváraniu zón prehrievania. Za rok prevádzky dosahuje úspora pri používaní takéhoto systému podlahového vykurovania a geotermálneho vykurovania cca 20 % v porovnaní s klasickými radiátorovými batériami.

Geotermálne vykurovanie vlastnými rukami je veľmi reálny projekt, ktorý sľubuje veľa výhod pre majiteľov súkromných domov. Samozrejme, niektoré vybavenie bude potrebné kúpiť hotové, pretože jeho výroba doma je jednoducho nemožná. Pomerne veľké množstvo práce je však možné vykonať nezávisle, bez zapojenia odborníkov.

Výrazná úspora nákladov je len jednou z výhod tohto riešenia. Ďalším „plusom“ je dôvera v kvalitu materiálov a vykonanej práce.

1.
2.
3.
4.

Energia zeme na vykurovanie domu sa v súčasnosti využíva zriedkavo – väčšina ľudí uprednostňuje používanie tradičných zdrojov energie. Ceny pohonných hmôt však neustále rastú a zásoby plynu, uhlia a ropy sa niekedy aj po mnohých rokoch minú. Z tohto dôvodu je potrebné hľadať alternatívne zdroje tepla, najmä teplo zeme na vykurovanie domu.

Vykurovanie domu teplom zeme je výhodnejšie v porovnaní so slnečnou a veternou energiou. V Európe sú už rozšírené solárne systémy, ktoré umožňujú využitie slnečných lúčov na vykurovanie domu a ohrev vody (čítaj tiež: „“). Ich použitie je však obmedzené - ak v krajinách s teplým podnebím stačia na úplné vykúrenie bývania, potom v regiónoch s miernym podnebím je príliš veľa zamračených dní. Okrem toho musia mať slnečné kolektory veľkú plochu a veľký zásobník tepla, v dôsledku čoho vytvorenie vykurovacieho systému stojí veľa (čítaj: „“).

Nezaškodí ani dodatočný zdroj tepla v prípade dlhotrvajúceho nepriaznivého počasia. Veterná energia tiež nie je najlepšou možnosťou: jej sila sa mení a reliéfne záhyby prispievajú k vytváraniu miest s neustálym pokojom.

Ak na vykurovanie domu používate teplo zeme, nie je potrebný ďalší zdroj energie - pôda v hĺbke niekoľkých metrov si každý deň udržuje konštantnú teplotu. Čím väčšia je hĺbka ponoru geotermálneho čerpadla, tým vyššia je teplota pôdy, a teda aj účinnosť vykurovania (podrobnejšie: ""). Musíte však pamätať na hĺbku mrazu - v rôznych regiónoch sa líši.

Geotermálne čerpadlá využívajúce teplo zeme na vykurovanie domu

Ohrev z energie zeme je spôsobený špeciálnym zariadením - geotermálnym čerpadlom.

Princíp jeho činnosti je podobný chladničke:

• plynné chladivo je stlačené kompresorom a zároveň je veľmi horúce;
• chladivo prechádza cez výmenník tepla, pričom vydáva prebytočné teplo a ochladzuje sa na izbovú teplotu;
• po ochladení sa táto látka dostáva do chladiaceho okruhu mrazničky, kde následne expanduje. V dôsledku zmeny stavu agregácie z kvapalného na plynné sa chladivo prudko ochladí a ochladí všetko okolo seba;
• potom sa vráti späť do kompresora a cyklus sa znova opakuje.

Podobne dochádza k vykurovaniu domu energiou zeme. Napríklad chladnička odoberá teplo studenému predmetu a odovzdáva ho teplému predmetu, čím sa teplo prenáša z mrazničky s mínusovými teplotami do miestnosti. Množstvo čerpanej energie je niekoľkonásobne väčšie ako elektrina spotrebovaná kompresorom.

Vykurovanie zemským teplom je vysoko efektívne – tepelný výkon je trojnásobok spotrebovanej elektriny. Ak porovnáme tepelné čerpadlo s chladničkou, tak v tomto prípade nahrádza mrazničku zemina, ktorá má stálu teplotu.

Pri vytváraní vykurovacieho systému je potrebné inštalovať nielen radiátory na prenos tepla, ale aj výmenník tepla na druhej strane okruhu, ktorý bude odoberať teplo zo zeme.

Kolektory sú dvoch typov:

• vertikálne;
• horizontálne.

Skôr ako začnete využívať teplo zo zeme na vykurovanie domu, musíte sa rozhodnúť pre typ kolektora. Ako vyzerajú, môžete vidieť na fotografii.

Vertikálne kolektory na vykurovanie domu zo zeme

Najčastejšie sa používajú takéto kolektory - sú ponorené do zeme do hĺbky niekoľkých desiatok metrov. Za týmto účelom sa v nevýznamnej vzdialenosti od domu vyvŕta požadovaný počet studní a potom sa do nich umiestnia rúry (zvyčajne vyrobené zo zosieťovaného polyetylénu). V takejto hĺbke zostáva teplota pôdy vysoká a stabilná, vykurovanie súkromného domu teplom zeme je vysoko efektívne. Pri tejto možnosti kolektory nevyžadujú veľkú plochu.

Treba však vziať do úvahy významnú nevýhodu tejto schémy: vykurovanie z útrob zeme je drahé. Počiatočné náklady sa vám samozrejme neskôr vrátia, no aj tak si takéto výdavky nemôže dovoliť každá rodina. Náklady na vŕtanie sú vysoké a vytvorenie niekoľkých vrtov s hĺbkou 50 metrov si vyžiada veľa peňazí.

Horizontálne kolektory na vykurovanie domu teplom zeme

Používajú sa v regiónoch s relatívne teplým podnebím, kde hĺbka zamrznutia pôdy nepresahuje 1-1,5 metra. V tomto prípade je oveľa jednoduchšie zorganizovať vykurovanie domu zo zeme, pretože si môžete sami kopať zákopy a náklady na prácu sa výrazne znížia.

Ale takáto schéma má aj nevýhody. Po prvé, nie je také ľahké vykurovať zo zeme vlastnými rukami: napríklad pre dom s rozlohou 275 „štvorcov“ budete musieť do výkopov položiť 1200 metrov rúr. . Okrem toho, že kopaním zákopov musíte stráviť veľa času, rúry zaberú aj veľkú plochu. Túto stránku nie je možné použiť napríklad pre záhradu alebo zeleninovú záhradu: korene rastlín zamrznú kvôli vlastnostiam kolektora.

Vykurovanie energiou zeme je teda dobrý nápad, no veľmi ťažko realizovateľný. Rovnako je to aj so solárnym ohrevom. Práve z tohto dôvodu sa dnes alternatívne zdroje energie príliš nevyužívajú.

Zberače vzduchu

Podzemné vykurovanie súkromného domu je možné realizovať aj pomocou vzduchových kolektorov. Toto je jednoduchší spôsob ako predchádzajúce dva.

Na zohriatie vzduchu v miestnosti na príjemnú teplotu je potrebné určité množstvo tepla. Čím nižšia je počiatočná teplota, tým vyššie sú náklady. Pomocou vetracieho systému a tepla získaného zo zeme je možné bezplatne zvýšiť teplotu vzduchu v dome. Vykurovanie teplom zeme je v tomto prípade veľmi jednoduché.

Na usporiadanie vykurovacieho systému potrebujete:

• znížiť prívod vetracieho vzduchu pod úroveň zamrznutia pôdy;
• položte zakrivený, rovný alebo viacrúrkový kolektor pomocou bežných kanalizačných potrubí (tvar sa volí v závislosti od miesta, na každý štvorcový meter plochy domu by malo byť 1,5 metra kolektora);
• urobte odvzdušňovací otvor na vzdialenom konci kolektora od domu, vyveďte potrubie do výšky najmenej 1,5 metra od zeme a vybavte ho deflektorom na dáždniky (samozrejme, prúdenie vzduchu do domu bude nútené .

V tomto prípade zemné vykurovanie nebude schopné plne poskytnúť domu teplo.

Poskytuje však príležitosť na realizáciu dvoch myšlienok:

1. Vzduch vstupujúci vetraním môže byť ohrievaný akýmkoľvek ohrievačom (plynový generátor tepla, solárny, elektrický atď.) a následne distribuovaný do miestností pomocou ventilačných potrubí. Takéto vykurovanie zo zeme nebude úplne zadarmo, no náklady aj tak klesnú: nebude sa ohrievať studený vonkajší vzduch, ale ten, ktorý sa už ohreje na cca +10 stupňov. Obzvlášť dobre môžete ušetriť, ak sú zimy v regióne chladné.
2. Zemou ohrievaný vzduch možno použiť na fúkanie vonkajšej jednotky bežnej klimatizácie alebo tepelného čerpadla vzduch-vzduch. Akékoľvek zariadenie tejto triedy bude schopné efektívne pracovať pri teplote asi +10 stupňov. Zložitosť realizácie spočíva len v zabezpečení požadovaného prúdenia vzduchu. Výsledkom je, že vzduch sa ohrieva teplom zeme, vstupuje do tepelného čerpadla a je odvádzaný von z domu.

Pozemné vykurovanie je dobrou alternatívou k tradičným spôsobom vykurovania, ale v súčasnosti nie je rozšírené (čítaj tiež: ""). Je to spôsobené najmä náročnosťou inštalácie a vysokými počiatočnými nákladmi. Najlepšou možnosťou je vyvŕtať studne a umiestniť do nich potrubia, ale takýto vykurovací systém je príliš drahý. Na druhej strane umožňuje vykurovať dom pomocou bezplatného zdroja tepla.

Netreba zabúdať ani na to, že táto možnosť vykurovania je šetrná k životnému prostrediu a vysoko efektívna, keďže teplota pôdy v hĺbke niekoľkých desiatok metrov zostáva konštantná.

Video o tom, ako využiť teplo zeme na vykurovanie domu:

Existuje množstvo autonómnych inžinierskych systémov, ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou každého súkromného vidieckeho domu. Jedným z nich je vykurovací systém, ktorý zabezpečuje komfortnú teplotu vnútorného vzduchu v dome pre bývanie v každom ročnom období, v súlade s poveternostnými podmienkami.

Geotermálne vykurovanie je perspektívnou možnosťou vykurovania, ktoré je založené na využívaní prírodných zdrojov – tepla zeme, ktoré je nevyčerpateľným zdrojom. Tepelné čerpadlo odovzdáva teplo zo zeme alebo povrchovej vody nosiču tepla, ktorý cirkuluje cez vykurovací systém vo vnútri domu.

Hydroinzhstroy vykoná všetky práce potrebné na organizáciu geotermálneho vykurovania: pripravíme projekt, vyberieme a privezieme zariadenie, vykonáme zemné práce, vykonáme inštaláciu a uvedenie do prevádzky. Všetko bude vykonané včas a v najvyššej možnej kvalite. Na vykonanú prácu dávame záruku.

Výhody geotermálneho vykurovania

Ziskovosť. Vysoká účinnosť práce - po spotrebovaní 1 kilowattu elektriny vyžaruje tona 3–5 kW tepelnej energie. Pre porovnanie, v elektrických vykurovacích systémoch sa 1 kW elektrickej energie premení na 0,7-1,0 kW tepelnej energie.

Bezpečnosť. Palivo nepoužíva výbušné a horľavé palivo.

Ekologická čistota. Žiadne úniky plynu. Neprítomnosť dymu a zápachu v priestoroch. Žiadne emisie látok znečisťujúcich ovzdušie.

Pohodlie. Jednoduchosť obsluhy a údržby. Vysoký stupeň automatizácie. V lete možnosť využitia ako klimatizácia.

Autonómia. Samostatná práca pod kontrolou automatizácie.

Trvanlivosť. Životnosť tepelného čerpadla je 25 rokov.

Geotermálne vykurovanie doma: ako to funguje

Geotermálny vykurovací systém domu má tri uzavreté okruhy. Cez potrubia vonkajšieho okruhu, umiestneného v zemi alebo vo vode, cirkuluje soľný roztok alebo nemrznúca zmes, ktorá odvádza teplo. Prechádzajúc cez výmenník tepla (výparník) v inštalácii tepelného čerpadla odovzdáva teplo chladivu vnútorného okruhu. Ohriate chladivo je čerpané kompresorom, v dôsledku čoho teplota chladiva stúpa. Cez ďalšie teplovýmenné zariadenie (kondenzátor) odovzdáva chladivo svoju energiu vykurovaciemu okruhu domu.

Vonkajšia slučka môže byť horizontálny kolektor alebo vertikálna sonda.

Horizontálny kolektor

1. Kolektorové potrubia sa ukladajú na vodorovný povrch dna výkopu vykopaného do hĺbky 1,5 metra - pod úroveň mrazu pôdy. Na kladenie rúr je potrebná voľná plocha veľkej plochy v priemere - asi 500 metrov štvorcových.

2. Kolektor sa položí na dno zásobníka.

Vertikálna sonda

Ak v blízkosti nie je rieka, rybník, jazero a oblasť pozemku je taká, že nie je možné namontovať horizontálny kolektor tepla, môžete vyvŕtať artézsku studňu a spustiť do nej vertikálnu sondu - pár HDPE rúr v tvare U, cez ktoré bude prúdiť soľanka a zbierať pôdne teplo. Počet a hĺbka studní sa vypočítava v závislosti od vykurovanej plochy domu a hydrogeologických podmienok lokality.

Nevýhody geotermálneho vykurovania

geotermálny spôsob vykurovania domu - budú potrebné značné kapitálové náklady.

Volatilita – systém potrebuje na svoju činnosť energiu. Aby nedošlo k prerušeniu dodávky tepla do domu v dôsledku výpadku elektriny, je potrebné zakúpiť elektrický generátor poháňaný benzínom alebo naftou.

V oblasti, kde je umiestnený kolektor tepla, dochádza k podchladeniu pôdy (zvyčajne v dôsledku konštrukčných chýb). Vedie k porušeniam v práci systému.

Náklady na geotermálne vykurovanie

Organizácia vykurovania na báze geotermálneho tepelného čerpadla si vyžiada nemalé finančné náklady. Ale v tomto prípade možno vysoké náklady pripísať iba nedostatkom s úsekom. Efektívny, ekologický a ekonomický systém stojí za vysokú počiatočnú investíciu (ktorá sa časom vráti). Náklady na systém závisia od mnohých faktorov: plocha vykurovaných priestorov, výkon tepelného čerpadla, možnosť inštalácie kolektora atď. 000 až 850 000 rubľov.

Ďalšie možnosti vykurovacích systémov

K dnešnému dňu existuje veľa rôznych vykurovacích systémov, ale vykurovací systém využívajúci kvapalný nosič tepla sa stal najpoužívanejším. V porovnaní s inými systémami má najvyššiu účinnosť, praktickosť a bezpečnosť. Princíp jeho činnosti spočíva v tom, že generátor tepla (kotol) ohrieva vodu alebo nemrznúcu kvapalinu (nemrznúcu kvapalinu), ktorá potrubím vstupuje do vykurovacích zariadení (radiátory, konvektory), ohrieva ich, čím sa ohrieva vzduch v miestnosti, a vracia sa na miesto jeho ohrevu.

Podľa typu nosiča energie sú generátory tepla rozdelené do 4 skupín:

Plyn.
Najbežnejšia a relatívne lacná možnosť. Plynové vykurovanie vyžaduje prítomnosť hlavného plynovodu alebo inštaláciu držiakov plynu. Výhody: hospodárnosť a vysoký stupeň automatizácie.

Kvapalné palivo.
Vykurovanie kvapalnou naftou je drahší spôsob.

Elektrické.
Je pohodlné, ale nie lacné, vykurovať priestory obydlia pomocou elektrického kotla.

Tuhé palivo.
S kotlom, ktorý beží na dreve alebo iných pevných horľavých materiáloch, je veľa problémov: musíte pravidelne nakladať palivo a čistiť spaľovaciu komoru od popola.