Sisteme de încălzire geotermală pentru o casă de țară: caracteristici de amenajare pe cont propriu

Principiul de funcționare

Un astfel de fenomen precum încălzirea geotermală, al cărui principiu seamănă cu un frigider convențional, doar invers, devine din ce în ce mai popular. Pământul reține căldura în mod constant, este posibil să încălziți obiectele aflate pe suprafața sa. Concluzia este că magma fierbinte încălzește pământul din interior și, datorită pământului, nu îngheață de sus.

Și principiul de funcționare aici este următorul: o pompă de căldură este plasată deasupra, un schimbător de căldură este coborât într-un arbore special de pământ. Apa subterană trece prin pompă și este încălzită. Astfel, căldura care se obține în acest caz este folosită în scopuri industriale sau casnice. Așa funcționează încălzirea solului.

Schema schematică a pompei de căldură

De menționat că principalul avantaj al unui astfel de sistem este că, cu un cost de energie electrică de 1 kW, obținem energie termică utilă în intervalul de la 4 la 6 kW. Pentru comparație, un aparat de aer condiționat convențional nu este capabil să transforme 1 kW de energie electrică în 1 kW de energie termică (legea conservării energiei, deoarece pierderile în timpul conversiei unui tip de energie în altul, din păcate, nu au fost încă anulate ). Încălzirea de la căldura pământului se va plăti destul de repede cu abordarea corectă a implementării încălzirii geotermale.

Costuri aproximative și rambursare a sistemului

Atunci când alegeți încălzirea termică, al cărei principiu de funcționare este deja cunoscut, proprietarii ar trebui să știe că vor fi necesare anumite investiții. Marca echipamentului este selectată în funcție de cerințele utilizatorului, prețul unităților depinde de mulți factori, de exemplu, puterea.

Dispozitivele pentru 4-5 kW sunt estimate la 3000-7000 USD, pentru 5-10 kW costă 4000-8000 USD, pentru 10-15 kW deja 5000-10000 USD. În plus, 40-50% din sumă va fi costul lucrărilor de instalare și de lansare a sistemului. Rezultatul este o sumă foarte impresionantă de costuri. Dar toate se vor achita în aproximativ 3-5 ani, iar apoi rămân doar facturile de energie electrică pe care le va consuma pompa de căldură.

Principiul obținerii energiei geotermale

Funcționarea stațiilor de încălzire geotermală este adesea comparată cu principiul de funcționare a sistemelor de aer condiționat sau a unui frigider convențional. Oricare dintre scheme constă din două circuite de schimb de căldură. În general, este acceptat faptul că în circuitul situat în pământ, purtătorul este încălzit (cel mai adesea freonul care nu îngheață joacă acest rol), care este ulterior transferat în „circuitul de acasă” în evaporatorul schimbătorului de căldură.

Lichidul care s-a răcit după ce a circulat prin casă trebuie încălzit din nou la aproximativ + 7 ° C pentru a repeta ciclul. Totodată, vara sistemul funcționează pe principiul opus, răcind aerul din casă, așa că mai corect ar fi să-i spunem nu încălzire, ci aer condiționat.

Folosind o pompă de căldură

Durabilitatea sistemului depinde de caracteristicile și condițiile în care funcționează pompa de căldură. În instalațiile geotermale, este capabil să funcționeze aproximativ 1800 de ore pe an. Aceasta este o valoare medie pentru latitudinile fără surse subterane termice.

Cum funcționează o pompă de căldură

Principiul de funcționare al sistemului de încălzire termică este identic și nu are nicio legătură cu țara de origine sau cu marca. Pompele geotermale pot varia ca design, dimensiune, aspect, dar coeficientul de producție de căldură va fi întotdeauna același pentru pompele din diferite companii și țări diferite. Acest lucru se datorează tocmai particularității procesării energiei naturale în energie termică.

Consecințele unor astfel de calcule greșite duc în cele din urmă la consecințe dezastruoase - solul coboară neuniform, în unele locuri merge foarte adânc, în urma căreia țevile de plastic de protecție sunt deteriorate. Dacă casa este situată în apropiere, atunci poate apărea deformarea fundației sau a pereților din cauza modificărilor geologice.

Periodic, este necesar să se ia măsuri de „regenerare” a solului, pentru care se furnizează energie termică suplimentară schimbătorului de căldură. Aceasta poate fi energia solară sau încălzirea sondei atunci când pompa de căldură este utilizată în modul de răcire a spațiului.

În concluzie, trebuie menționat că instalația geotermală nu este încă la îndemâna oricui.În unele cazuri, perioada de rambursare poate dura mai mult de 10 ani, dar în cele din urmă, aceste metode de încălzire a unei case vor deveni în curând nu numai alternative, ci singurele posibile.

VIDEO: Pompe de căldură geotermale

Încălzire geotermală: analizăm principiul de funcționare

Principiul de funcționare al acestui tip de încălzire este destul de simplu și constă în proprietatea pământului de a nu îngheța chiar și la temperaturi destul de scăzute. De exemplu, la o temperatură a aerului de aproximativ minus cincisprezece, pământul va îngheța la doar cinci până la șapte grade. Și acum să răspundem la întrebarea, este posibil să extragem cu succes beneficiul din această proprietate a terenului și să încălzim casa cu ajutorul unei astfel de resurse? Răspunsul este evident: desigur, da! Deci de ce să nu o faci? Chestia este că nu este chiar atât de simplu. Pentru a instala o astfel de încălzire, este necesar să se rezolve micile probleme asociate, care sunt enumerate mai jos.

Instalatie de incalzire geotermala

• Pentru a obține căldura maximă din pământ, trebuie să acumulați această energie termică și să o concentrați pe încălzirea casei, iar acest lucru merită un efort.
• Este necesar să se mențină temperatura conductorului. Riserul încălzit trebuie să conducă căldura în fluidele care vor trece prin sistemul de încălzire centrală.
• Dacă acest conductor s-a răcit, temperatura acestuia trebuie restabilită imediat prin încălzire. Pentru a rezolva această problemă, au fost inventate pompe de căldură geotermale speciale, care ajută la îndeplinirea sarcinii.Acest dispozitiv ajută la extragerea cantității de căldură necesară pentru încălzirea normală a casei, care poate fi folosită pentru o varietate de nevoi. Apropo, astfel de pompe sunt capabile să facă față unor volume destul de mari de muncă. Posibilitățile de proiectare depind direct de locația sa în casă.

Dacă mai devreme un astfel de fenomen precum încălzirea unei case cu ajutorul energiei termice a pământului putea fi găsit exclusiv în afara țării noastre, astăzi astfel de dispozitive nu sunt un miracol și nici o raritate.

Schema de funcționare a structurilor termice

În același timp, vă rugăm să rețineți că acestea sunt instalate nu numai în părțile sudice, calde, așa cum ați putea crede. În regiunile nordice, acest lucru este și mai frecvent.

Să aruncăm o privire mai atentă la ce fel de schemă de lucru au structurile. Cu mult timp în urmă, oamenii se întrebau de ce, atunci când anumite lichide se evaporă de pe o suprafață, atunci suprafața se răcește și de ce se ia energie. De îndată ce a fost dat răspunsul la această întrebare, a apărut gândul de ce să nu rulați acest mecanism în ordine inversă, adică de ce să nu obțineți aer cald în loc de gheață. Un exemplu este funcționarea sistemelor moderne de aer condiționat: multe dintre ele nu numai că pot răci, dar și încălzi aerul. Singurul dezavantaj al unor astfel de dispozitive este funcționarea lor limitată la temperaturi scăzute. La o anumită temperatură, pur și simplu nu pot funcționa. Spre deosebire de ei, încălzirea geotermală a unei case de țară este complet lipsită de un astfel de dezavantaj, deși principiul de funcționare pentru ei și pentru dispozitivul menționat mai sus este aproximativ același.

Încălzirea geotermală a unei case de țară

Instalare schimbător de căldură

Tipurile actuale de instalare sunt:

• verticală, când trebuie să forați mai multe puțuri;
• orizontală, unde șanțurile sunt săpate sub adâncimea de îngheț;
• sub apă, atunci când așezarea se efectuează de-a lungul fundului celui mai apropiat rezervor.

Acesta este interesant: să ne dăm seama împreună - care este mai eficient sistemul de încălzire cu o singură conductă sau cu două conducte?

Instalarea sistemului

Încălzirea geotermală a unei case de țară în stadiul de amenajare necesită o investiție financiară solidă. Costul final ridicat al sistemului se datorează în mare măsură cantității mari de lucrări de teren asociate cu instalarea circuitului de încălzire.

În timp, costurile financiare se plătesc, deoarece energia termică utilizată în timpul sezonului de încălzire este extrasă din adâncurile pământului cu costuri minime de energie electrică.

• partea principală ar trebui să fie situată sub pământ sau în partea de jos a rezervorului;
• în casa în sine, se instalează doar echipamente destul de compacte și se instalează un radiator sau un circuit de încălzire prin pardoseală. Echipamentul situat în interiorul casei vă permite să reglați nivelul de încălzire al lichidului de răcire.

La proiectarea încălzirii datorită căldurii pământului, este necesar să se determine opțiunea de instalare pentru circuitul de lucru și tipul de colector.

Există două tipuri de colecționari:

1. Verticală - se cufundă în pământ pe câteva zeci de metri. Pentru a face acest lucru, este necesar să se foreze un anumit număr de puțuri la mică distanță de casă. Un circuit este scufundat în puțuri (cea mai fiabilă opțiune este țevile din polietilenă reticulata).

2. Dezavantaje: Costuri financiare mari pentru forarea mai multor puțuri în pământ cu o adâncime de 50 de metri sau mai mult.

   Avantaje: Amplasarea subterană a conductelor la o adâncime unde temperatura solului este stabilă, asigură o eficiență ridicată a sistemului. În plus, colectorul vertical ocupă o suprafață mică de teren.

3. Orizontală. Utilizarea unui astfel de colector este permisă în regiunile cu un climat cald și temperat, deoarece adâncimea înghețului solului nu trebuie să depășească 1,5 metri.

4. Dezavantaje: Necesitatea folosirii unei suprafețe mari a site-ului (principalul dezavantaj). Această bucată de pământ după așezarea conturului nu poate fi folosită pentru o grădină sau o grădină de legume, deoarece sistemul funcționează cu eliberarea de frig în timpul transportului agentului frigorific, ceea ce va face ca rădăcinile plantelor să înghețe.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Beneficii: Lucrări de teren mai ieftine pe care le puteți face chiar și singuri.

Energia geotermală poate fi produsă prin așezarea unui circuit geotermal orizontal la fundul unui rezervor care nu îngheață. Cu toate acestea, acest lucru este dificil de implementat în practică: rezervorul poate fi situat în afara zonei private, iar apoi instalarea schimbătorului de căldură va trebui să fie coordonată. Distanța de la obiectul încălzit la rezervor nu trebuie să fie mai mare de 100 de metri.

Cerințe pentru încălzirea geotermală acasă cu propriile mâini

La prima vedere, poate părea că costurile de instalare sunt prea mari, totuși, folosind instalația pentru o lungă perioadă de timp, toată lumea se va putea asigura că această încălzire se amortizează rapid și nu necesită investiții.

Geoîncălzirea va necesita:

• Investiție unică a unei sume mari de fonduri;
• Forțe considerabile pentru amenajare;
• Pregătire corectă și competentă.

În plus, se remarcă creșterea regulată a prețurilor la resurse precum gazul și electricitatea, care are loc aproape în fiecare lună, dar sistemul geotermal nu depinde de aceste prețuri.

O parte a sistemului are o locație subterană, datorită căreia pământul este folosit ca sursă de căldură. Încălzirea de acest tip va necesita un puț, o sondă și un schimbător de căldură. Pe teritoriul casei este instalat doar un dispozitiv, datorită căruia se generează căldură și, de regulă, nu necesită prea mult spațiu. Datorită acestui dispozitiv, temperatura este reglată și este furnizată energie termică. La instalarea sistemului, este necesară o mică ramificare a conductelor și un radiator, iar dacă clădirea este mică, atunci generatorul este instalat la subsol.

Instalăm noi încălzire geotermală

Costul proiectului și lucrărilor de instalare a unei structuri geotermale este destul de semnificativ, achiziționarea tuturor echipamentelor necesare, implicarea unei echipe de specialiști, precum și nevoia de excavare pe termen lung nu poate fi ieftină.

Totuși, datorită rentabilității instalării acestui tip de încălzire în casă, perioada de rambursare este destul de rapidă. Economii suplimentare pot fi realizate prin instalarea altor surse de producere a energiei alternative, cum ar fi panouri solare care pot alimenta o rețea geotermală. Chiar și cu creșteri semnificative ale prețurilor pentru resursele fosili și gaze, acestea nu vor afecta costul încălzirii.

Partea principală a rețelei de fire este ascunsă adânc în subteran, un rezervor de agent frigorific, care este plasat într-un puț, furnizează combustibil casei.Mai mult, în subsol sau în altă cameră de utilitate, va trebui să amplasați un generator de căldură. Majoritatea acestor dispozitive sunt destul de compacte. Pentru a încălzi încăperile, va trebui să instalați mai multe calorifere.

Pe generatorul instalat este posibilă reglarea temperaturii din casă și a consumului de energie. Instalarea este însoțită de instalarea echipamentelor pentru încălzirea camerelor, ramificarea conductei. În majoritatea spațiilor, generatorul de căldură este scos într-o cameră separată, astfel încât zgomotul de la locul de muncă să nu interfereze cu locuitorii care își desfășoară propria afacere.

Cum să faci încălzire geotermală cu propriile mâini acasă

Schema de instalare a unei pompe geotermale.

Acesta este unul dintre cele mai scumpe și consumatoare de timp tipuri de încălzire. Trebuie să efectuați lucrări de terasamente la scară largă, costul echipamentelor va constitui cea mai mare parte a costurilor. Înainte de a începe să creați o astfel de încălzire cu propriile mâini, trebuie să vă dați seama ce sisteme sunt utilizate și care sunt caracteristicile dispozitivului lor.

Materiale necesare pentru instalarea încălzirii geotermale:

• țevi din polietilenă;
• Pompa de caldura;
• radiatoare de incalzire.

Clasificare dupa tip:

• cel mai des se folosește schimbătorul de căldură orizontal, în timp ce țevile sunt așezate în pământ la o adâncime care depășește nivelul de îngheț al solului din zona dumneavoastră. Acest tip de încălzire are un dezavantaj semnificativ - circuitul ocupă o suprafață mare. Dacă suprafața casei dvs. este de 250 m², atunci pentru a o încălzi va trebui să așezați țevi pe o suprafață de aproximativ 600 m², iar acest lucru nu se poate face în fiecare zonă. Este deosebit de incomod să faci o astfel de încălzire acasă în cazul în care teritoriul este deja înnobilat, de exemplu, colectorul nu trebuie să fie mai aproape de 1,5 m de copac;
• schimbătorul de căldură vertical are dimensiuni mult mai mici, dar costul său este mai mare. Pentru a-l instala, ai nevoie de puțin spațiu, dar va trebui să folosești echipamente de foraj.

Fântâna poate fi de la 50 la 200 m, dar va servi până la 100 de ani. Această metodă este convenabilă atunci când teritoriul unei case de țară este deja echipat, nu va fi nevoie să schimbați peisajul existent. Instalarea acestui tip de încălzire geotermală complet cu propriile mâini nu va funcționa, deoarece veți avea nevoie de echipamente speciale pentru forarea unui puț - un schimbător plasat cu apă este cel mai economic mod, utilizează energia termică a apei. Utilizarea sa este posibilă dacă distanța până la rezervor nu este mai mare de 100 m. Un contur în spirală este realizat din țevi și așezat la o adâncime care depășește zona de îngheț, zona rezervorului ar trebui să fie mai mare de 200 m². . La implementarea acestei metode, nu este nevoie să efectuați lucrări de terasament la scară largă și, prin urmare, totul poate fi făcut manual.

Dacă vorbim despre complexitatea implementării acestui proiect, atunci este destul de mare, iar dacă decideți să faceți totul singur, atunci a treia metodă va fi cea mai accesibilă. Dacă achiziționați echipamente scumpe, atunci instalarea trebuie efectuată cu o calitate înaltă, altfel sistemul nu va funcționa normal.

Surse de încălzire geotermală

Pentru încălzirea geotermală pot fi utilizate următoarele surse de energie termică terestră:

• temperatura ridicata;
• temperatura scazuta.

Izvoarele termale, de exemplu, aparțin celor cu temperatură ridicată. Le puteți folosi, dar domeniul lor este limitat de locația reală a acestor surse.Dacă în Islanda acest tip de energie este utilizat în mod activ, atunci în Rusia apele termale sunt departe de așezări. Ele sunt cele mai concentrate în Kamchatka, unde apa subterană este folosită ca purtător de căldură și furnizată sistemelor de apă caldă.

Nu este necesar un vulcan pentru a folosi eficient energia termică a pământului. Este suficient să folosiți acele resurse care se află la doar 200 de metri de suprafața pământului

Dar pentru utilizarea surselor de temperatură scăzută, avem toate condițiile necesare. În acest scop, sunt potrivite masele de aer din jur, pământul sau apa. O pompă de căldură este utilizată pentru a extrage energia necesară. Cu ajutorul acestuia, procedura de conversie a temperaturii ambientale în energie termică se efectuează nu numai pentru încălzire, ci și pentru alimentarea cu apă caldă a unei gospodării private.

pro

Funcționarea unor astfel de sisteme de încălzire se realizează cu un combustibil calitativ nou și neobișnuit - energia intestinelor pământului este folosită pentru aer condiționat, precum și pentru încălzirea unei case private. Această energie creează condiții optime și confortabile de viață și nu poluează mediul înconjurător cu substanțe nocive și deșeuri. Încălzirea casei se realizează folosind energie gratuită, pentru 1 kW de energie electrică sistemul returnează 4-5 kW de căldură

Un avantaj la fel de important este că nu este nevoie să achiziționați hote și coșuri de fum suplimentare, care pot fi necesare pentru a asigura buna funcționare a altor tipuri de sisteme de încălzire. În timpul funcționării de încălzire, din sol nu sunt emise fumuri și mirosuri nocive, un astfel de sistem nu face zgomot excesiv și, în plus, nu ocupă mult spațiu.Unitățile geotermale, spre deosebire de sistemele cu combustibil solid și combustibil lichid, sunt practic invizibile pentru oameni, nu distrug integritatea fațadei și a interiorului casei.

Nu este nevoie să pierdeți timpul gândindu-vă la probleme precum depozitarea, livrarea și achiziționarea de combustibil, deoarece energia planetei este inepuizabilă

Unitățile geotermale, spre deosebire de sistemele cu combustibil solid și combustibil lichid, sunt practic invizibile pentru oameni, nu distrug integritatea fațadei și a interiorului casei. Nu este nevoie să pierdeți timpul gândindu-vă la probleme precum depozitarea, livrarea și cumpărarea combustibilului, deoarece energia planetei este inepuizabilă.

Dacă trebuie să vă încălziți casa cu căldura pământului, atunci ar trebui să luați în considerare și latura sa financiară. Remarcăm imediat că procesul de instalare a unui astfel de sistem va necesita costuri mari în comparație cu echipamentele diesel și pe gaz.

Spre deosebire de aceasta, se poate observa că nivelul consumului de energie electrică este mult mai mic, astfel încât pe termen lung, fezabilitatea economică a achiziției de echipamente geotermale este vizibilă cu ochiul liber. Potrivit dezvoltatorilor, din fiecare kilowatt de energie electrică cheltuită vor fi returnați până la cinci kilowați de energie termică.