Încălzire geotermală făcută de tine acasă: o privire de ansamblu comparativă a metodelor dispozitivelor

Instalăm noi încălzire geotermală

Imediat, observăm o astfel de caracteristică: cei care decid să echipeze încălzirea cu căldura pământului vor trebui să investească o sumă imensă în aceasta o dată. Desigur, în timp, acest cost se va plăti, deoarece nu construim locuințe pentru noi înșine timp de un an sau doi. De asemenea, prețurile la gaz și energie electrică cresc în fiecare an, iar cu un sistem geotermal, nu știi care sunt acele creșteri de preț.

Cu toate acestea, în acest sistem, cea mai mare parte va fi ascunsă în subteran. Încălzirea cu energia pământului este prezența unui puț și a unui schimbător de căldură. În locuință, trebuie doar să puneți un dispozitiv care va genera căldură - de obicei nu ocupă mult spațiu.

Cum funcționează o pompă de căldură

Pe un astfel de dispozitiv, utilizatorul va putea controla temperatura și va putea furniza energie termică. Instalarea sistemului de încălzire în sine în carcasă se face ca de obicei - cu o ramificare a conductei și a radiatoarelor. Dacă aveți o casă privată sau clădirea în sine este mică, atunci în acest caz generatorul sistemului este afișat într-o cameră separată sau la subsol.

Caracteristicile sistemului

Desigur, nu este atât de ușor să faci încălzire geotermală cu propriile mâini, dar este foarte posibil. Și pentru început, se face o mină. Parametrii minei sunt calculați pentru fiecare caz separat. Dimensiunile sale vor depinde de clima din zona dvs., tipul de sol, caracteristicile structurale ale scoarței terestre din regiune și zona de domiciliu în care va fi instalat un astfel de sistem. De regulă, adâncimea minei este de la 25 la 100 m.

Foraj puț pentru o pompă de căldură

Mai mult, instalarea încălzirii geotermale implică o astfel de etapă precum coborârea conductelor de absorbție a căldurii în mina pământului. Funcțiile acestor conducte sunt următoarele: vor furniza căldură pompei, care va ridica temperatura lichidului și îl va aduce la încălzire. Rețineți că, dacă decideți să faceți sisteme de încălzire geotermală cu propriile mâini, atunci veți avea nevoie de un asistent, deoarece țevile pot fi foarte grele.

Clasificarea după tipul de construcție

Principiul de funcționare a încălzirii geotermale este similar cu principiul de funcționare a unui aparat de aer condiționat sau frigider. Elementul principal este o pompă de căldură inclusă în două circuite.

Principiul de funcționare al unei pompe geotermale (de căldură).

Circuitul intern este un sistem tradițional de încălzire, format din tevi si calorifere. Extern - un schimbător de căldură de dimensiuni impresionante situat sub pământ sau în coloana de apă. În interiorul acestuia poate circula atât un lichid special cu antigel, cât și apă obișnuită. Purtătorul de căldură își asumă temperatura mediului și „încălzit” intră în pompa de căldură, căldura acumulată este transferată în circuitul intern. Astfel, apa este incalzita in tevi si calorifere.

Pompa geotermală (de căldură) este un element cheie al sistemului. Aceasta este o unitate compactă, nu ocupă mai mult spațiu decât o mașină de spălat rufe cunoscută ochilor noștri. Dacă vorbim de performanță, atunci pentru fiecare 1 kW de energie electrică consumată, pompa „da” până la 4-5 kW de energie termică. În timp ce un aparat de aer condiționat convențional, care are un principiu similar de funcționare, pentru 1 kW de energie electrică consumată, 1 kW de căldură va „răspunde”.

Schema unui dispozitiv de încălzire geotermală într-o casă privată

Trebuie să recunoaștem că dispozitivul acestui tip de încălzire este cel mai scump și mai consumator de timp în prezent. Partea leului din costul său este achiziționarea de echipamente și, desigur, lucrări de terasament. Desigur, se gândește un proprietar econom, este posibil să economisiți bani, de exemplu, la instalare și să faceți încălzire geotermală cu propriile mâini? Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să înțelegeți ce sisteme sunt utilizate cel mai des și să înțelegeți caracteristicile dispozitivului lor.

Schimbător de căldură orizontal

Destul de des, se folosește un contur orizontal, în timpul căruia țevile sunt așezate în șanțuri la o adâncime mai mare decât nivelul de îngheț al solului într-o zonă dată.

Defect sisteme de incalzire geotermala cu orizontala contur - o suprafață mare ocupată de colector

Dezavantajul este că suprafața ocupată de circuit ar trebui să fie mult mai mare decât casa în sine, așa că, pentru încălzirea unei clădiri cu o suprafață de 250 m², aproximativ 600 m² vor „pleca” sub conducte. Nu orice dezvoltator își poate permite un astfel de lux.

În plus, există inconveniente dacă site-ul este deja înnobilat, trebuie să respectați, de exemplu, distanța față de copaci (1,5 m) și multe alte nuanțe.

Schimbător de căldură vertical

O variantă mai compactă, dar și mai scumpă este un schimbător de căldură vertical. Instalarea sa nu necesită o suprafață mare, dar va necesita un echipament special de foraj.

Instalarea unui schimbător de căldură vertical necesită utilizarea unui echipament special de foraj

Adâncimea sondei, în funcție de tehnologie, poate ajunge la 50-200 m, dar durata de viață a acestuia este de până la 100 de ani. Această metodă este deosebit de relevantă atunci când planificați o geotermală incalzire casa de tara cu un teritoriu adiacent echipat, vă permite să salvați peisajul aproape în forma sa originală.

Schimbător de căldură cu apă

Cea mai economică instalație geotermală folosește energia termică a apei. Se recomanda daca distanta pana la cel mai apropiat corp de apa nu depaseste 100 m.

Schimbătorul de căldură plasat în apă este cel mai avantajos și, prin urmare, mai potrivit pentru dispozitiv.

Pe fund este așezat un contur de țevi sub formă de spirală, adâncimea de apariție ar trebui să fie mai mică de 2,5-3 m, adică mai adâncă decât zona de îngheț. Suprafața rezervorului este de la 200 m². Principalul plus este că nu este nevoie să efectuați lucrări de terasamente laborioase, dar este necesar să obțineți permisiunea de la serviciile speciale.După ce a cheltuit fonduri semnificative pe echipamente scumpe, nu ar trebui să economisiți la o instalare de înaltă calitate. La urma urmei, calitatea și eficiența întregului sistem vor depinde de aceasta.

După cum puteți vedea, instalarea încălzirii geotermale acasă cu propriile mâini nu este atât de simplă. Dintre toate tipurile enumerate, poate doar ultima opțiune va fi destul de ușor de implementat pe cont propriu. Dar chiar și în acest caz, merită să cântăriți toate argumentele pro și contra.

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.

Ce este încălzirea geotermală?

Este căldură extrasă din pământ sau apă. La anumite adâncimi ale solului, se menține o temperatură constantă pozitivă și nu există scăderi chiar și în înghețuri severe, la fel și cu apa. Sarcina unei persoane este să ia căldură de pe pământ sau apă, trimițând-o pentru a asigura confortul în camere de zi.

Încălzirea geotermală este un frigider convențional, dar invers - sistemul nu produce frig, ci căldură.Algoritmul pompei se bazează pe transferul de căldură de la o sursă cu un potențial de energie termică scăzut la un purtător de căldură, iar solul sau apa acționează ca surse active de căldură.

Avantajele și dezavantajele sistemului

Încălzirea geotermală are mai multe avantaje:

1. Eliberarea energiei termice este de multe ori mai mare decât costul energiei electrice consumate de pompă.
2. Curățenie și siguranță ecologică. Sistemul nu emite substanțe nocive, nu există emisii, zgură după arderea combustibilului.
3. Nu este nevoie să achiziționați combustibil, gaz, toată lucrarea structurii este construită fără utilizarea de substanțe chimice și alte substanțe, astfel încât încălzirea cu căldura pământului sau a apei este considerată cea mai sigură.
4. Sub rezerva tehnologiei de instalare, funcționare, echipamentul și întregul sistem de încălzire vor rezista cel puțin 50 de ani fără suport tehnic.
5. Pompa de caldura functioneaza silentios, nu exista efecte acustice.

Beneficiul economic maxim se realizează prin absența investițiilor suplimentare. Utilizatorul trebuie să achiziționeze toate echipamentele o dată, să configureze designul și să nu mai fie nevoit să interfereze cu sistemul. Un avantaj suplimentar este amplasarea tuturor elementelor în afara clădirii - încălzirea din sol sau apă nu necesită amplasarea unor instalații generale în casă, astfel încât metoda de extragere și furnizare a căldurii este potrivită pentru case de orice dimensiune.

Dezavantajul este o cantitate mare de costuri unice pentru achiziționarea de echipamente, instalarea și punerea în funcțiune a sistemului. Pentru a forma structura, sunt necesare o pompă, o anumită cantitate de materiale, instalarea unui colector extern și a unui circuit intern.

Opțiuni de amenajare a încălzirii geotermale

Metode de aranjare a conturului exterior

Pentru ca energia pământului să încălzească casa a fost folosit la maximum - trebuie să alegeți corect schema circuitului extern. De fapt, orice mediu poate fi o sursă de energie termică – subterană, apă sau aer.

Dar este important să ținem cont de schimbările sezoniere ale condițiilor meteorologice, așa cum sa discutat mai sus.

În prezent, sunt comune două tipuri de sisteme care sunt utilizate efectiv pentru a încălzi o casă din cauza căldurii pământului - orizontală și verticală. Factorul cheie de selecție este suprafața terenului. Dispunerea conductelor pentru încălzirea casei cu energia pământului depinde de aceasta.

În plus, se iau în considerare următorii factori:

• Compoziția solului. În zonele stâncoase și lutoase, este dificil să se facă puțuri verticale pentru așezarea autostrăzilor;
• nivelul de îngheț al solului. El va determina adâncimea optimă a țevilor;
• Amplasarea apelor subterane. Cu cât sunt mai mari, cu atât mai bine pentru încălzirea geotermală. În acest caz, temperatura va crește odată cu adâncimea, care este condiția optimă pentru încălzire din energia pământului.

De asemenea, trebuie să știți despre posibilitatea transferului invers de energie în timpul verii. Apoi încălzirea unei case private de la sol nu va funcționa, iar căldura în exces va trece din casă în sol. Toate sistemele de refrigerare funcționează pe același principiu. Dar pentru aceasta trebuie să instalați echipamente suplimentare.

Schema orizontala de incalzire geotermala

Dispunerea orizontală a țevilor exterioare

Cel mai comun mod de a instala autostrăzi în aer liber. Este convenabil pentru ușurința instalării și capacitatea de a înlocui relativ rapid secțiunile defecte ale conductei.

Pentru instalarea conform acestei scheme, se utilizează un sistem de colectare.Pentru aceasta se realizează mai multe contururi, situate la o distanță minimă de 0,3 m unul de celălalt. Acestea sunt conectate cu ajutorul unui colector, care furnizează lichidul de răcire în continuare pompei de căldură. Acest lucru va asigura furnizarea maximă de energie pentru încălzire din căldura pământului.

Cu toate acestea, există câteva lucruri importante de reținut:

• Suprafata mare de curte. Pentru o casa de aproximativ 150 m², aceasta trebuie sa fie de minim 300 m²;
• Conductele trebuie fixate la o adâncime sub nivelul de îngheț al solului;
• Odată cu posibila mișcare a solului în timpul inundațiilor de primăvară, crește probabilitatea deplasării autostrăzilor.

Avantajul definitoriu al încălzirii de la căldura pământului de tip orizontal este posibilitatea de auto-aranjare. În cele mai multe cazuri, acest lucru nu va necesita implicarea unor echipamente speciale.

Diagrama verticală a încălzirii geotermale

Sistem geotermal vertical

Aceasta este o modalitate mai consumatoare de timp de a organiza încălzirea unei case private de la sol. Conductele sunt amplasate vertical, în puțuri speciale

Este important de știut că o astfel de schemă este mult mai eficientă decât una verticală.

Principalul său avantaj este creșterea gradului de încălzire a apei în circuitul extern. Acestea. cu cât conductele sunt amplasate mai adânc, cu atât cantitatea de căldură a pământului pentru încălzirea casei va intra în sistem. Un alt factor este suprafața mică de teren. În unele cazuri, amenajarea circuitului extern de încălzire geotermală se realizează chiar înainte de construcția casei în imediata apropiere a fundației.

Ce dificultăți pot fi întâmpinate în obținerea energiei pământului pentru încălzirea unei case conform acestei scheme?

• Cantitativ spre calitate. Pentru o amenajare verticală lungimea autostrăzilor este mult mai mare. Este compensată de temperatura mai ridicată a solului. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți puțuri de până la 50 m adâncime, ceea ce este o muncă laborioasă;
• Compoziția solului. Pentru solul stâncos, este necesar să folosiți mașini speciale de găurit. În lut, pentru a preveni vărsarea puțului, se montează o carcasă de protecție din beton armat sau plastic cu pereți groși;
• În cazul unor defecțiuni sau pierderi de etanșeitate, procesul de reparare devine mai complicat. În acest caz, sunt posibile defecțiuni pe termen lung în funcționarea de încălzire a casei pentru energia termică a pământului.

Dar, în ciuda costurilor inițiale mari și a complexității instalării, aranjarea verticală a autostrăzilor este optimă. Experții recomandă utilizarea unei astfel de scheme de instalare.

Caracteristicile sistemului de incalzire

Spre deosebire de un cazan pe gaz, o pompă de căldură nu trebuie să încălzească purtătorul de căldură al sistemului de încălzire la o temperatură ridicată, deoarece formarea condensului în timpul unui „retur” rece nu îl amenință. În plus, funcționarea la temperatură scăzută va necesita un consum mai mic de energie.

Pentru a compensa temperatura scăzută a lichidului de răcire, suprafața radiatoarelor ar trebui mărită foarte mult, așa că în locul lor este mai bine să folosiți sistemul „pardoseală caldă”. Acest tip de încălzire este și cel mai rațional, deoarece aerul încălzit intră în primul rând, ca să spunem așa, în zona de zi, și nu sub tavan.

Căldură de la sol

Un alt argument în favoarea „pardoselii calde” este pierderea minimă de căldură.La urma urmei, valoarea lor depinde, în primul rând, de diferența de temperatură și este cea mai mică în condiții de temperatură scăzută. Al doilea factor este zona de contact a aerului încălzit cu pereții exteriori. Aerul care se ridică de la „podeaua caldă” nu atinge pereții exteriori (atunci când se folosesc calorifere convenționale, spală literalmente geamurile ferestrelor și secțiunile adiacente ale peretelui exterior).

Principalul dezavantaj al „pardoselii calde” - dependența energetică - este irelevant în acest caz, deoarece pompa de căldură nu va putea funcționa fără electricitate.

Pericolul scurgerii latente poate fi, de asemenea, ignorat dacă circuitul este realizat integral din țevi flexibile din polimer.

Adevărate avantaje și dezavantaje

Dacă în Rusia încălzirea geotermală a sectorului privat a primit o distribuție relativ mică, înseamnă asta că ideea nu merită costul implementării ei? Poate că nu merită să rezolvi această problemă? S-a dovedit că nu a fost cazul.

Utilizarea unui sistem de încălzire geotermal a locuinței este o soluție profitabilă. Și există mai multe motive pentru aceasta. Printre acestea, instalarea rapidă a echipamentelor, care poate funcționa mult timp fără nicio întrerupere.

Dacă nu folosiți apă în sistemul de încălzire, ci antigel de înaltă calitate, acesta nu va îngheța și uzura sa va fi minimă.

Enumeram si alte avantaje ale acestui tip de incalzire.

• Procedura de ardere a combustibilului este exclusă. Creăm un sistem absolut ignifug, care, în timpul funcționării acestuia, nu va putea provoca nicio deteriorare a locuințelor. În plus, sunt excluse o serie de alte probleme legate de prezența combustibilului: acum nu mai este nevoie să căutați un loc pentru a-l depozita, pentru a-l procura sau livra.
• Beneficiu economic substanțial.În timpul funcționării sistemului, nu sunt necesare investiții suplimentare. Încălzirea anuală este asigurată de forțele naturii, pe care noi nu le cumpărăm. Desigur, în timpul funcționării unei pompe de căldură se consumă energie electrică, dar, în același timp, cantitatea de energie produsă depășește semnificativ consumul.
• factor de mediu. Încălzirea geotermală a unei case private de țară este o soluție prietenoasă cu mediul. Absența procesului de ardere exclude intrarea produselor de ardere în atmosferă. Dacă acest lucru este realizat de mulți și un astfel de sistem de alimentare cu căldură va fi răspândit corespunzător, impactul negativ al oamenilor asupra naturii va scădea de multe ori.
• Compactitatea sistemului. Nu trebuie să organizați o boiler separată în casa dvs. Tot ce va fi nevoie este o pompă de căldură, care poate fi amplasată, de exemplu, la subsol. Cel mai voluminos contur al sistemului va fi situat sub pământ sau sub apă; nu îl veți vedea pe suprafața site-ului dvs.
• Multifunctionalitate. Sistemul poate functiona atat pentru incalzire in sezonul rece, cat si pentru racire in timpul caniculei verii. Adică, de fapt, te va înlocui nu numai cu un încălzitor, ci și cu un aparat de aer condiționat.
• confort acustic. Pompa de căldură funcționează aproape silențioasă.

Alegerea unui sistem de încălzire geotermal este rentabilă, în ciuda faptului că trebuie să cheltuiți bani pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor.

Apropo, ca un dezavantaj al sistemului, tocmai costurile trebuie să mergi pentru a instala sistemul și a-l pregăti pentru lucru.Va fi necesar să cumpărați pompa în sine și unele materiale, pentru a realiza instalarea colectorului extern și a circuitului intern.

Nu este un secret pentru nimeni faptul că resursele devin din ce în ce mai scumpe de la an la an, așa că un sistem autonom de încălzire care se poate amortiza în câțiva ani va fi întotdeauna benefic din punct de vedere economic pentru proprietarul său.

Cu toate acestea, aceste costuri se plătesc doar în primii câțiva ani de funcționare. Utilizarea ulterioară a unui colector așezat în pământ sau scufundat în apă economisește mulți bani.

În plus, procesul de instalare în sine nu este atât de complicat încât să invite specialiști terți să-l efectueze. Dacă nu vă angajați în foraj, atunci orice altceva se poate face independent.

De menționat că unii meșteri, în efortul de a economisi bani, au învățat să colecteze pompa de caldura geotermala personal.

Colectori de aer

Încălzirea subterană a unei case private poate fi realizată și cu ajutorul colectoarelor de aer. Acesta este un mod foarte simplu de încălzire cu aer într-o casă privată în comparație cu cele 2 anterioare.

Pentru a încălzi aerul din cameră la temperatura optimă, este necesară o anumită cantitate de căldură. Cu cât temperatura inițială este mai mică, cu atât costurile sunt mai mari. Cu ajutor sisteme de ventilație și încălzireobținut din sol, puteți crește gratuit temperatura aerului din casă. Încălzirea cu căldura pământului în acest caz este foarte simplă.

Pentru organizarea sistemelor de încălzire este necesar:

• îndepărtați priza de aer de ventilație sub nivelul de îngheț al solului;
• pentru a realiza un colector curbat, drept sau cu mai multe conducte folosind țevi de canalizare obișnuite (forma este selectată în funcție de amplasament, pentru fiecare metru pătrat al casei ar trebui să existe 1,5 metri de colector);
• efectuați o aerisire la capătul cel mai îndepărtat al colectorului de casă, aducând conducta la o înălțime de cel puțin 1,5 metri de sol și dotând-o cu un deflector-umbrelă (desigur, fluxul de aer în casă va fi forțat .

În acest caz, încălzirea la sol nu va putea asigura complet căldura casei.

Cu toate acestea, vă permite să implementați două idei:

1. Aerul care intră prin ventilație poate fi încălzit prin orice dispozitiv de încălzire (gaz, solar, electric etc.) și apoi diluat prin încăperi folosind canale de ventilație. O astfel de încălzire de la sol nu va fi complet gratuită, dar totuși costurile vor scădea: nu va fi aerul rece din stradă care se va încălzi, ci cel care s-a încălzit deja la aproximativ +10 grade. Puteți economisi destul de bine dacă iernile din regiune sunt reci.
2. Aerul încălzit de căldura pământului poate fi folosit pentru a sufla unitatea exterioară a unui aparat de aer condiționat convențional sau a unei pompe de căldură aer-aer. Orice dispozitiv din această clasă va putea funcționa bine la o temperatură de aproximativ +10 grade. Complexitatea implementării constă doar în asigurarea fluxului de aer necesar. Ca urmare, aerul este încălzit de căldura solului, intră în pompa de căldură și este evacuat în afara casei.

Încălzirea la sol este un bun înlocuitor pentru metodele convenționale de încălzire, dar în prezent nu este considerată foarte populară (vezi și: „Încălzire alternativă pentru o casă privată - alegerea este foarte mare”).Acest lucru se datorează de obicei complexității procesului de instalare și costurilor inițiale ridicate. Forarea puțurilor și plasarea țevilor în ele este considerată o opțiune excelentă, dar acest tip de sistem de încălzire este foarte scump. Pe de altă parte, acest lucru face posibilă încălzirea casei folosind o sursă de căldură liberă.

De asemenea, trebuie să vă amintiți întotdeauna că o astfel de opțiune de alimentare cu căldură este ecologică și foarte eficientă, deoarece temperatura solului la o adâncime de peste zece metri rămâne constantă. Videoclip despre cum să folosiți căldura pământului pentru a încălzi casa:

Caracteristicile sistemului de încălzire geotermală

Încălzirea geotermală a unei case de țară se referă la o modalitate alternativă, aproape ideală, de a furniza căldură unei clădiri rezidențiale. Pentru funcționarea sistemului se folosește energia geotermală, care poate fi extrasă din diverse surse naturale.

Principiul de funcționare a încălzirii geotermale are multe în comun cu funcționarea sistemelor de refrigerare. Totodata, principala diferenta este ca in frigider frigiderul produce aer racit, iar instalatiile geotermale genereaza energie termica.

Cu încălzirea termică, aerul este răcit în căldura verii și încălzit în iarna geroasă. În același timp, costurile financiare ale amenajării unei astfel de opțiuni de alimentare cu căldură sunt mult mai mici în comparație cu costurile altor sisteme termice. Încălzirea geotermală a casei contribuie la crearea unor condiții confortabile de viață în ea.