Podzemné geotermálne vykurovanie domu teplom zeme. Urob si sám geotermálne vykurovanie domu: porovnávací prehľad metód zariadenia Princíp činnosti geotermálneho vykurovania domu

Je všeobecne známe, že vykurovanie súkromného domu pomocou tepelné čerpadlo- najefektívnejší spôsob 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 vnútorný priestor kde sa produkty skladujú. V dôsledku toho sa teplota vo vnútri znižuje a teplo zvonku sa odvádza do priestoru kuchyne. t.j. chladnička 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. Neustále sa pohybuje po vrstevnici nemrznúca kvapalina poháňané 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 pri nízkej teplote vyparuje a odoberá veľký počet teplo 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 minimálne náklady. 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. Na tento moment 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 tejto metódy je, že inštalácia geotermálneho vykurovania bude vyžadovať veľa miesta pozemok a odporúča sa použiť vo fáze výstavby domu, keď môžete vykopať jamu a zakopať potrubie priamo pod budúcim domom.

Vertikálne sondy vo forme zväzkov rúrok s chladiacou kvapalinou sa spúšťajú do hlbokých vrtov. Táto metóda- najbežnejšie, pretože je k dispozícii na malé plochy už postavil vlastník. Pokiaľ je to možné, používa sa ponorenie obrysu na dno 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. Hlavná výhoda, 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. Okrem toho je systém závislý od elektriny, takže budete musieť minúť peniaze navyše dieslový generátor aby v prípade vypnutia 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 systém kúrenie. 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 tradičné radiátory, ale tento zámer je potrebné vopred oznámiť odborníkom, ktorí sa podieľajú na výpočtoch tepelného čerpadla;
• kvôli bezpečnosti by nezaškodilo mať v dome záložný kotol, najlepšie neprchavý, na drevo resp. motorová nafta. Vyhnete sa tak situáciám, kedy môžete zostať uprostred zimy 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 resp prízemie doma spolu s ostatnými vykurovacími zariadeniami. Takže je pohodlnejšie a lacnejšie priniesť komunikáciu.

Záver

Tepelné čerpadlo, ako duchovné dieťa väčšiny pokročilé technológie, celkom bežné v krajinách západná Európa. U nás sa považuje za nedostupný luxus pre nemalé náklady. S investíciou do takéhoto vykurovania sa neponáhľajú ani bohatí občania, pretože vlastnia veľké chaty, kde geotermálne vykurovanie splatenie bude trvať príliš dlho. Z tohto pohľadu najlepšia možnosť považovaný za dom o výmere 150 m2.

Vieme, že geotermia je teplo Zeme a pojem „geotermálna“ sa často spája so sopkami a gejzírmi. V Rusku geotermálnej energie používa sa predovšetkým v priemyselnom meradle, napríklad existujú elektrárne na Ďalekom východe fungujúce na báze tepla našej planéty.

Mnohí sú si istí, že robiť geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami je niečo z oblasti fantázie. Nieje to? Ale to absolútne nie je pravda! S vývojom moderné technológie domáce použitie„zelená energia“ sa stala celkom reálnou.

Povieme si o princípoch práce alternatívne vykurovanie, jeho výhody a nevýhody, porovnateľné s tradičnými vykurovacími systémami. Dozviete sa tiež, ako umiestniť výmenník tepla a ako nainštalovať geotermálne vykurovanie vlastnými rukami.

Keď v 70. rokoch minulého storočia vypukla ropná kríza, na Západe vznikla pálčivá potreba. Práve v tom čase začali vznikať prvé geotermálne vykurovacie systémy.

Dnes sú široko používané v Spojených štátoch, Kanade a krajinách západnej Európy.

Galéria obrázkov

O zdrojoch geotermálneho vykurovania

Na geotermálne vykurovanie možno použiť tieto zdroje pozemskej tepelnej energie:

• vysoká teplota;
• nízka teplota.

K vysokým teplotám patrí napr. termálne pramene. Môžete ich použiť, ale ich rozsah je obmedzený skutočným umiestnením takýchto zdrojov.

Ak sa na Islande tento druh energie aktívne využíva, potom v Rusku termálne vody sú ďaleko od osady. Najviac sa sústreďujú na Kamčatke, kde podzemná voda používa sa ako nosič tepla a dodáva sa do systémov zásobovania teplou vodou.

Vonkajší obrys vyzerá oveľa väčší ako vnútorný, hoci jeho rozmery možno odhadnúť len počas plánovania a inštalácie. Počas prevádzky je neviditeľný, pretože je pod zemou alebo pod vodou. Vo vnútri tohto okruhu cirkuluje obyčajná voda alebo nemrznúca zmes na báze etylénglykolu, čo je oveľa výhodnejšie.

Závery a užitočné video na túto tému

Ak je to pre vás ľahšie vnímať vizuálne informácie, potom vám toto video umožní na vlastné oči vidieť, ako geotermálny systém funguje, ako aj dozvedieť sa viac o tom, komu a prečo je tento typ vykurovania prospešný.

Pozývame vás pozrieť si krátke video, v ktorom majiteľ horizontálneho kolektora podložia porozpráva o svojich dojmoch z jeho prevádzky. Okrem toho sa sledovaním tohto videa dozviete o prevádzkové náklady spojené s prevádzkou geotermálneho vykurovacieho systému.

Každý majiteľ súkromného domu si sám vyberie, či si kúpi služby organizácií poskytujúcich zdroje alebo sa spolieha len na seba. Pri tom sa riadi celým zoznamom úvah.

Máte čo dodať, alebo máte otázky ohľadom geotermálneho vykurovania súkromného domu? K príspevku môžete zanechať komentár. Kontaktný formulár je v spodnom bloku.

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 tak prirodzený fenomén je rarita, potom vyhliadky na využitie tohto alternatívna energia 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 obrys je tradičný systém kúrenie, pozostávajúce 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 - kľúčový prvok systémov. Ide o kompaktnú jednotku, ktorá nezaberá viac miesta, ako je našim očiam známe. 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 veľké námestie obsadené zberateľom

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.

Montáž vertikálny výmenník 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 sa neoplatí šetriť kvalitná inštalácia. 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 uvedené druhy, možno len posledná možnosť bude celkom jednoduchá na vlastnú implementáciu. 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:

• používa sa na vykurovanie termálna energia pôda, ktorá je obnoviteľná a nevyčerpateľná;
• nehrozí nebezpečenstvo požiaru;
• nie je potrebné dodávať a skladovať palivové materiály;
• počas prevádzky zariadenia, č škodlivé emisie, systém je absolútne bezpečný a šetrný k životnému prostrediu;
• 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 do 150 m², ktorých majitelia malé chatky 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 chladív a skutočnosť, že systém je navrhnutý v priemere na 100 rokov efektívnu prácu, potom sa zdá výber celkom opodstatnený.

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 veľmi jednoduchý - veľký finančné výdavkyčo sa splatí až o osem rokov. Za takýchto podmienok sa málokomu chce investovať peniaze, a to úplne márne.

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.

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.

1. Pod vnútorná slučka máme na mysli nám známy vykurovací systém, ktorý pozostáva z radiátorov a potrubí.
2. Vonkajší - ide o veľmi rozmerný výmenník tepla inštalovaný pod zemou alebo v zásobníku. Obsahuje chladiacu kvapalinu (a môže byť obyčajná voda alebo nemrznúca zmes), meranie teploty životné prostredie, sa privádza do tepelného čerpadla, odkiaľ sa naakumulované teplo dostáva do vnútorného okruhu. Tak sa zahrejte vykurovacie zariadenia v domácnosti.

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

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.

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 v dôsledku kolísania teploty pri solárne vykurovanie alebo tepelnými stratami.

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.

Nech je to akokoľvek, účinnosť priamej výmeny tepla je pomerne vysoká a finančné náklady na inštaláciu sú nižšie ako u väčšiny uzavreté systémy. 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 medené potrubie je to drahé a samotná chladiaca kvapalina vyžaduje 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 a naplňte ju 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 špeciálne riešenie, 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 horizontálne. Vzhľadom na jasné dôvody tento spôsob je lacnejší ako vertikálne umiestnenie (čítaj: vŕtanie), preto sa používa všade tam, kde je na mieste dostatok miesta.

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

Cenovo je takýto systém niekde medzi horizontálnym a vertikálna inštalácia. jej punc spočíva v tom, že pánty je možné pripojiť len k jednej komore, čo znižuje plochu potrebnú na inštaláciu.

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

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 obrys vyplnený prírodná voda. 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, as chemické zloženie cirkulujúca voda sa nedá ovládať. 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. AT tento prípad voda vstupuje 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.

Video - Geotermálne vykurovanie

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 nad 7 kW, používané vo vysokovýkonných klimatizáciách (takéto kompresory sa predávajú v servisné strediskášpecializujúca sa na údržbu domácich spotrebičov).

Štvrtá etapa. Potom môžete začať s montážou vnútorného výmenníka tepla. Pripomeňme, že je potrebné odovzdať nahromadenú tepelnú energiu do vykurovacej siete. Materiály pre daný prvok, ako aj jeho objem sú úplne závislé od konkrétneho klimatické podmienky. Na cirkuláciu chladiacej kvapaliny sa zvyčajne používa medené rúrky, pričom 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.

Ak sa chcete dozvedieť viac o tepelných čerpadlách, môžete si pozrieť video nižšie.

Video - Geotermálne čerpadlá

Rozvoj každej civilizácie je spojený s uspokojením požiadaviek na svoj domov. Kdekoľvek človek žil v jaskyni alebo modernom mrakodrape, starostlivosť o teplo a pohodlie bola rovnako dôležitá ako získanie jedla. Vyhrievané malým ohníkom, pieckou resp moderný systém kúrenie, bol nútený používať palivové drevo, uhlie, rašelinu, naftu a spaľovať neoceniteľné dary prírody.

Technický vývoj umožnil postaviť výkonné vodné elektrárne, naučiť sa využívať veternú energiu a po pochopení tajomstiev vnútorných vrstiev zeme premýšľať o vytvorení alternatívna metóda využitie akumulovaného tepla vo forme geotermálnych energetických systémov.

Jadrom zásadného akčného rozhodnutia geotermálny systém vykurovanie sú fyzikálne zákony objavené vedcami. Hľadanie materiálov, ktoré dokážu meniť svoje vlastnosti a zároveň uvoľňujú určité množstvo tepla, umožnilo vytvárať nielen bežné chladiace jednotky, klimatizácie, ale aj výkonné

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

Toto teplo sa odovzdáva cez výmenník tepla freónu, ktorý napĺňa druhý okruh systému. Jeho fyzikálne vlastnosti, spočívajúce v nízkej hodnote bodu varu, umožňujú získať energiu pri prechode do plynného skupenstva. A na to stačí teplota prichádzajúca z vonkajšieho okruhu. Tretí vnútorný okruh vykurovacieho systému je požadované množstvo radiátory, potrubia používané v dome. Môže byť samostatný alebo spoločný s okruhom teplej vody zahrnutým v projekte.

Funkčné vlastnosti systému

princíp fungovania a funkčné vlastnosti Geotermálne vykurovacie systémy pozostávajú z nasledujúcich krokov:

1. Riešenie vo vonkajšom okruhu získava prídavné vykurovanie asi 5 stupňov v zemi. Jeho konečná teplota môže byť v oblasti 3.
2. Po vstupe do tepelného výmenníka čerpadla odovzdáva roztok svoju aj malú energiu freónu, pre ktorý stačí na odparovanie. Freón prechádza do plynného stavu a vstupuje do kompresora, kde je stlačený. Termodynamické procesy, ktoré v tomto prípade prebiehajú, vedú k zvýšeniu teploty až na 100. A už horúci plyn sa privádza do výmenníka tepla, kde odovzdáva energiu nosiču tepla vnútorného okruhu, najčastejšie vode. Vďaka vedecká práca fyzikov a inžinierov, tento proces bol podrobne študovaný a stanovený v základných základoch práce rôzne druhy moderné vybavenie.
3. Chladiaca kvapalina vnútorného okruhu dosahuje teplotu 50-70 a vstupuje do radiátorov, potrubí. Ochladený freón vstupuje do expanznej clony, jeho teplota a tlak klesne na pôvodné hodnoty a celý cyklus sa môže opakovať. Riešenie vonkajšieho obrysu rovnakým spôsobom sa pohybuje do hlbín zeme pre nová porcia energie.

Návrhy a typy geotermálnych vykurovacích systémov

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

Nie všade sú horúce pramene, gejzíry, sopky, no my máme možnosť využiť teplo matky zeme takmer kdekoľvek na planéte. Hlavná vec je mať jasnú predstavu o technickej stránke veci a množstve potrebnom finančné investície v akomkoľvek projekte na vytvorenie geotermálneho vykurovacieho systému.

Najčastejšie sa používajú tieto typy výmenníkov tepla:

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

Je zaujímavé, že prvé pokusy o vŕtanie studní na využitie tepla sa uskutočnili v polovici 18. storočia, ale až v roku 1907 sa islandskému farmárovi podarilo nasmerovať horúcu paru zo zdroja nachádzajúceho sa v blízkosti cementové potrubie do tvojho domu.

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

Výhody a nevýhody

Geotermálna energia, ktorej zásoby sú také veľké, že sa v nej ukrýva len 1 %. zemská kôra s celkovou hĺbkou 10 km môže poskytnúť objem 500-krát väčší ako všetky svetové zásoby ropy a plynu.

Existujú štyri hlavné typy geotermálnej energie:

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

Moderné geotermálne návrhy vykurovacie systémy majú pozitívne aj negatívne body.

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

Pozitívne body:

1. Nespaľujú palivo a neprodukujú škodlivé emisie. rôzne zlúčeniny do životného prostredia.
2. Minimálne náklady na údržbu s vysoká hodnota efektívnosť.
3. Environmentálna bezpečnosť.
4. Spoľahlivé vlastnosti požiarna bezpečnosť systémov.

Efektívnosť a návratnosť

Nedá sa zavolať geotermálnej energie bezplatný dar prírody. Vytvorenie vykurovacích systémov na jeho základe môže predstavovať viac ako milión rubľov bez zohľadnenia nákladov na tepelné čerpadlo. Všetko závisí od požadovaných objemov vykurovania, jeho funkčného účelu a typu. Obvykle sa ekonomická realizovateľnosť geotermálnych vykurovacích systémov vypočítava porovnaním nákladov na jeho údržbu.

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

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

Používanie geotermálnych vykurovacích systémov pripomína otázku, prečo v súčasnosti nejazdiť na záporožskom aute. Samozrejme, môžete, najmä mimo ciest a do lesa na huby. Ale chcete byť rýchlejší a pohodlnejší. Tak je to aj v tomto prípade. Jeden si to myslel vlastný systém vykurovanie neporušuje ekológiu, nezasahuje do života ani tých najmenších a neznámych tvorov v prírode potvrdí správnosť výberu geotermálneho systému.

Montáž a inštalácia

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

Hlavné kroky sú:

1. Výpočet vnútorného obrysu vykurovacieho systému. To podrobne zahŕňa celkovú dĺžku potrubia, počet radiátorov, vytvorenie vykurovaných podláh, využitie tepla na získanie horúca voda v domácnosti.
2. Výpočet hĺbky uloženia rúr vonkajšieho okruhu pre vybraný typ výmenníka tepla. Je potrebné zohľadniť geodetické údaje územia.
3. Vŕtanie potrebnej šachty a montáž potrubí. Pri absencii centralizovaného zásobovania vodou v rovnakom čase je najjednoduchšie vyriešiť otázku vytvorenia ďalších studní na vodu. Technológia ich tvorby je iná a vyžaduje špeciálne znalosti.
4. Výber a inštalácia požadovaný model tepelné čerpadlo.
5. Montáž automatické zariadenia monitorovanie chodu celého systému a regulácia mikroklímy v ktorejkoľvek oblasti miestnosti.

Prehľad čerpadiel: výrobcovia a modely

Určuje sa efektívne fungovanie celého systému správna voľba tepelné čerpadlo. Podľa princípov prevádzky patria čerpadlá k moderným ekologickým typom zariadení. V procese ich práce nedochádza k prideľovaniu škodlivé látky do životného prostredia.

Delia sa na:

• kompresia;
• absorpčné tepelné čerpadlá;

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

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

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

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

Náklady na tepelné čerpadlo

Prehľad cien geotermálneho vykurovania domov

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

Náklady na geotermálne vykurovacie zariadenie:

Perspektívy rozvoja

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