Bodenheizung. Wie man in einem Privathaus Erdwärme heizt. Horizontaler Wärmetauscher

Es ist allgemein bekannt, dass die Beheizung eines Privathauses mit einer Wärmepumpe die derzeit effektivste Methode ist. Das Thema ist für viele Hausbesitzer aufgrund der ständig steigenden Energiepreise oder deren Abwesenheit in einem bestimmten Gebiet von Interesse. Schauen wir uns genauer an, was Erdwärme in einem Privathaus ist, wie sie funktioniert und was für ihre Installation benötigt wird.

Funktionsprinzip geothermischer Anlagen

Wenn Sie noch nie die Rückseite Ihres Kühlschranks berührt haben, wo sich der Wärmetauschergrill befindet, probieren Sie es aus. Sie werden feststellen, dass der Rost heiß ist. Es erwärmt sich, weil es die Wärme aus dem Innenraum, in dem die Lebensmittel gelagert werden, nach außen überträgt. Dadurch sinkt die Innentemperatur und die Außenwärme wird in den Küchenbereich abgeleitet. Das heißt, die Kältemaschine überträgt Wärmeenergie von einem Ort zum anderen.

Eine Wärmepumpe ist das Gleiche wie eine Kältemaschine, nur dass sie umgekehrt arbeitet. Dies ist das Funktionsprinzip der Erdwärmeheizung, bei dem die außerhalb des Hauses verfügbare Wärme in das Innere des Hauses übertragen wird, um es zu erwärmen. Theoretisch enthält jede Substanz oder jeder Körper, dessen Temperatur über dem absoluten Nullpunkt (minus 273 °C) liegt, Wärme in Form von Energie der molekularen Bewegung. Was können wir über die Bodentemperatur unterhalb der Gefriertiefe sagen, die immer konstant ist und innerhalb von plus 5-7 ºС bleibt?

Als Referenz. Sie können dies überprüfen, indem Sie in einen tiefen Keller hinabsteigen. Die Lufttemperatur ist dort das ganze Jahr über gleich. Dadurch können geothermische Heizsysteme im Sommer umgekehrt arbeiten und Kühle statt Wärme ins Haus bringen.

Eine Temperatur von +7 °C allein ist zum Heizen eines Gebäudes ungeeignet, das ist verständlich. Das Problem, das ein geothermisches Heizsystem löst, besteht genau darin, einen Teil dieser Wärme aufzunehmen, umzuwandeln und in das Haus zu übertragen. Zu diesem Zweck wird im Erdreich ein Wärmeabfuhrkreislauf aus vielen unterhalb der Gefriertiefe verlegten Rohren installiert. Die nicht gefrierende Flüssigkeit bewegt sich ständig im Kreislauf, angetrieben von einer Umwälzpumpe.

Nach dem Erhitzen auf Erdtemperatur gelangt die Flüssigkeit in den Wärmetauscher – den Verdampfer. Dort tauscht es Wärme mit dem zweiten Kreislauf aus, in dem das Kältemittel (Freon) unter dem vom Kompressor erzeugten Druck zirkuliert. Dadurch verdampft das Kältemittel bei niedriger Temperatur und entzieht dem Primärkreislauf große Wärmemengen.

Anschließend gelangt das Freon durch das Expansionsventil in den zweiten Wärmetauscher – den Kondensator. Gleichzeitig sinkt sein Druck und das Kältemittel kondensiert und überträgt Wärme an den dritten Kreislauf – unser Heizsystem. Dies ist das Prinzip der Erdwärmeheizung, bei der das System mit minimalen Kosten Energie von außen in das Haus überträgt. Schließlich stellt sich heraus, dass für seinen Betrieb Strom erforderlich ist, um die Rotoren von Kompressormotoren und Pumpen zu drehen. Für die Beheizung eines Privathauses mit einer Fläche von 300 m2 werden durchschnittlich 3 kW/h Strom verbraucht. Das Funktionsprinzip wird im Video genauer beschrieben:

Arten von geothermischen Systemen

Tatsächlich unterscheiden sich die Systeme möglicherweise nur in der Struktur des externen Stromkreises; ansonsten ist die verwendete Ausrüstung dieselbe. Derzeit gibt es 3 Arten von Außenkonturen:

• horizontal im Boden verlegt;
• vertikale Erdwärmesonden;
• bis zum Grund des nächstgelegenen Gewässers eingetaucht.

Im ersten Fall werden viele Rohre entlang des Bodens einer horizontalen Grube mit berechneter Fläche verlegt. Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Installation einer Erdwärmeheizung viel Platz auf dem Grundstück erfordert und für den Einsatz in der Phase des Hausbaus empfohlen wird, wenn Sie eine Grube graben und die Rohre direkt unter dem zukünftigen Haus vergraben können .

Vertikale Sonden in Form von Rohrbündeln mit Kühlmittel werden in tiefe Brunnen abgesenkt. Diese Methode ist die gebräuchlichste, da sie auf kleinen Grundstücken möglich ist, die bereits vom Eigentümer bebaut wurden. Wann immer möglich, d. h. wenn ein solches Reservoir verfügbar ist, wird der Kreislauf in den Boden eines Reservoirs eingetaucht. Hinsichtlich der Effizienz des Systems sind diese drei Methoden praktisch gleich; der einzige Unterschied besteht in den Baukosten.

Abschluss. Der Hauptvorteil von Erdwärmepumpen zum Heizen ist ihr extrem hoher Wirkungsgrad. Diesem Vorteil stehen jedoch Nachteile wie die Komplexität und der zu hohe Arbeits- und Ausrüstungsaufwand gegenüber. Darüber hinaus ist das System auf Strom angewiesen, sodass Sie zusätzliches Geld für einen Dieselgenerator ausgeben müssen, um bei einem Stromausfall ein Einfrieren zu vermeiden.

Sagen wir gleich, dass die Erdwärmeheizung zum Selbermachen ein Mythos ist. Arbeiten im Zusammenhang mit der Berechnung der Länge der Kreisläufe und der Leistung der Wärmeaustauschanlage sowie die Entwicklung des gesamten Projekts können nur von einem Spezialisten auf diesem Gebiet mit ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung und Erfahrung durchgeführt werden. Was die Umsetzung des Projekts angeht, können Sie nicht auf Erdbewegungs- oder Bohrgeräte verzichten; Sie werden keine Grube von Hand ausheben. Gleiches gilt für die Installation von Rohren, deren Verlegung im Haus und die Installation von Geräten.

Das Einzige, was Sie mit Ihren eigenen Händen tun können, ist die Montage eines Heizsystems für Ihr Zuhause. Viele Informationen zu diesem Thema erhalten Sie in anderen Artikeln. Wir geben einige allgemeine Empfehlungen:

• Mit dem Auftragnehmerunternehmen sollte ein formeller Vertrag geschlossen werden, in dem alle Punkte festgelegt sind.
• Aufgrund der Art des Betriebs von Solaranlagen eignet sich ein Niedertemperatur-Heizsystem am besten für die Beheizung eines Privathauses. Dazu gehören Fußbodenheizung und Fußleisten-Wasserkonvektoren. Es können auch herkömmliche Heizkörper installiert werden, diese Absicht muss jedoch im Voraus den mit der Wärmepumpenberechnung befassten Spezialisten mitgeteilt werden;
• Um auf der sicheren Seite zu sein, kann es nicht schaden, einen Ersatzkessel im Haus zu haben, am besten einen nichtflüchtigen, der mit Holz oder Diesel betrieben wird. Dadurch werden Situationen vermieden, in denen Sie mitten im Winter aufgrund einer Systemstörung oder eines Unfalls ohne Heizung dastehen könnten.
• Für den gleichen Zweck müssen Sie einen Diesel- oder Benzingenerator kaufen. Gewöhnliche unterbrechungsfreie Stromversorgungen funktionieren nicht, sie verfügen nicht über genügend Strom oder Ladung;

Am besten ist es, wenn sich die Erdwärme-Wärmetauschanlage zusammen mit anderen Heizgeräten im Keller oder Keller des Hauses befindet. Dies macht den Kommunikationsaufbau bequemer und kostengünstiger.

Abschluss

Die Wärmepumpe ist als Idee modernster Technologien in Westeuropa weit verbreitet. In unserem Land gilt es aufgrund seiner hohen Kosten als unzugänglicher Luxus. Selbst wohlhabende Bürger haben es nicht eilig, in eine solche Heizung zu investieren, da sie große Häuser besitzen, in denen sich die Erdwärmeheizung zu lange amortisiert. Unter diesem Gesichtspunkt gilt ein Haus mit einer Fläche von 150 m2 als die beste Option.

Inhalt

Um ein Privathaus mit Wärme zu versorgen, werden traditionell Geräte eingesetzt, die mit Strom, festen, gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen betrieben werden. Als alternative Wärmeenergiequelle wurden in den letzten Jahrzehnten Sonnenkollektoren und die Wärme des Erdinneren genutzt. Das Heizen eines Hauses mit Erdwärme wird als geothermische Hausheizung bezeichnet.

Geothermische Hausheizung mit Erdenergie

Wärme aus der Erde erfreut sich wachsender Nachfrage, da die Kosten für konventionelle Energiequellen stetig steigen, während die Reserven an fossilen Brennstoffen abnehmen. Die Investition in eine Erdheizung für ein Landhaus ist angesichts der wirtschaftlichen Aussichten und erheblicher Einsparungen bei der autonomen Wärmeversorgung während der Heizperiode durchaus rentabel.

Methoden zur Gewinnung natürlicher Wärmeenergie

Erdwärmepumpen unterscheiden sich in der Art und Weise, wie sie Wärme gewinnen:

1. Anlagen, die die Wärme von tiefem Grundwasser, heißen Geysiren usw. nutzen.
2. Systeme, die einen Tank mit Frostschutzmittel umfassen, der in einer Tiefe von 75 Metern im Boden installiert ist. Die Erwärmung aus den Tiefen der Erde erfolgt durch die natürliche Erwärmung eines Behälters mit Frostschutzmittel; Dadurch gibt das Kältemittel beim Durchströmen des Wärmetauschers die entstehende Wärme ab und kehrt in den Behälter zurück.
3. Der geothermische Kreislauf wird entlang des Bodens eines Reservoirs verlegt, das ein natürlicher Wärmespeicher ist. In diesem Fall ist zu berücksichtigen, dass der Stausee im Winter komplett zufrieren kann.

Arten von Erdwärmepumpen

Die Beheizung eines Hauses mit Erdenergie erfordert umfangreiche Installationsarbeiten, ist aber eine umweltfreundliche Möglichkeit, praktisch kostenlose Wärmeenergie zu gewinnen. Um ein Haus zu heizen, fallen geringe Kosten für den Strom an, der für den Betrieb des Systems erforderlich ist.

Funktionsprinzipien der Erdwärmeheizung

Das Heizen mit Erdenergie wird in verschiedenen Klimazonen erfolgreich eingesetzt: Die Systeme können sowohl in südlichen als auch in nördlichen Regionen eingesetzt werden.

Eine Geothermieanlage nutzt im Betrieb die physikalischen Eigenschaften mancher Flüssigkeiten, beispielsweise die Fähigkeit zur Verdunstung, was zu einer Abkühlung der Oberfläche führt. Dieses Phänomen liegt dem Betrieb von Kühlgeräten zugrunde.

Das Funktionsprinzip der Erdwärmeheizung ist ein umgekehrt ablaufender Kühlprozess. So funktionieren Klimaanlagen, die die Raumluft nicht nur kühlen, sondern auch erwärmen können.

Funktionsprinzip einer Wärmepumpe

Allerdings haben Klimaanlagen eine eingeschränkte Leistung – sie können bei Temperaturen unter -5°C nicht funktionieren. Ein geothermisches System kann ein Haus unabhängig von der Oberflächenlufttemperatur heizen. Dies liegt daran, dass in der Umgebung, aus der Wärmeenergie entnommen wird, auf natürliche Weise stabile Temperaturbedingungen aufrechterhalten werden.

Bau einer Erdwärmeheizung

Die Geothermie (die Wissenschaft vom thermischen Zustand der Erde) hat die praktische Nutzung der Wärmeenergie ermöglicht, die die Erdkruste aus dem heißen Magma im Zentrum des Planeten erhält.

Eine speziell entwickelte Wärmepumpe zum Heizen eines Hauses wird an der Oberfläche installiert und ein Wärmetauscher im Boden oder am Boden eines Reservoirs montiert. Wärmeenergie wird an die Oberfläche „abgepumpt“ und ermöglicht die Erwärmung des Kühlmittels im Heizkreislauf eines Hauses oder einer Nichtwohnanlage.

Wie läuft der Erwärmungsprozess ab?

Die geothermische Beheizung eines Privathauses ist eine kostengünstige Option. Wenn Sie die Energie der Erde zum Heizen eines Hauses nutzen, kommen auf jedes Kilowatt Strom, das zum Betrieb der Geräte benötigt wird, 4 bis 6 kW nutzbare Wärmeenergie, die aus den Eingeweiden des Planeten gewonnen wird.

Im Vergleich zum Betrieb einer Klimaanlage werden wir sehen, dass bei deren Betrieb mehr als 1 kW Strom benötigt wird, um 1 kW thermische Energie zu erzeugen. Dies liegt an den unvermeidlichen Verlusten bei der Umwandlung einer Energie in eine andere usw.

Die Beheizung eines Wohngebäudes mit der Wärmeenergie des Erdinneren ist sehr rentabel, die Amortisationszeit der Geräte- und Installationskosten wird jedoch einige Zeit in Anspruch nehmen.

Die Nutzung der Erdwärme zum Heizen eines Hauses erfordert nicht die Installation eines herkömmlichen Heizkessels zum Erhitzen des Kühlmittels.

In diesem Fall besteht das System aus drei Komponenten:

• Heizkreis – geothermische Wärmequelle;
• Heizkreis im Haus – Niedertemperaturheizkörper oder Fußboden;
• Pumpstation – eine Wärmepumpe zum Pumpen von Wärmeenergie aus dem Heizkreislauf im Erdreich oder unter Wasser in den Heizkreislauf.

Geothermische Heizsysteme können auch zur Beheizung von Gewächshäusern, Nebengebäuden, Schwimmbadwasser, Gartenwegen usw. eingesetzt werden.

Ausrüstung zur Einrichtung einer Erdwärmeheizung

Geothermische Geräte für ein Tiefenheizsystem ermöglichen es Ihnen, der Umgebung entzogene Wärmeenergie zu speichern und an das Kühlmittel im Heizkreislauf zu übertragen.

Die Liste der Geräte zum Heizen mit Erdwärme umfasst:

• Verdampfer. Das Gerät befindet sich in der Tiefe und dient der Aufnahme von Wärmeenergie aus geothermischen Gewässern oder Böden.
• Kondensator. Ermöglicht Ihnen, die Frostschutztemperatur auf den für den Betrieb des Systems erforderlichen Wert zu bringen.
• Wärmepumpe. Sorgt für die Zirkulation von Frostschutzmittel im Heizkreislauf und steuert den Betrieb der Erdwärmeanlage.
• Puffertank – ein Behälter zum Sammeln von erhitztem Frostschutzmittel. Ermöglicht die Übertragung der Wärmeenergie des Erdinneren auf das Kühlmittel. Der vom Kühlmittel durchströmte Tank ist mit einem Wärmetauscher in Form einer Spule ausgestattet. Erhitztes Frostschutzmittel bewegt sich daran entlang und gibt Wärme ab.

Konstruktionsdiagramm einer Wärmepumpe

Systeminstallation

Die geothermische Beheizung eines Landhauses erfordert in der Planungsphase erhebliche finanzielle Investitionen. Die hohen Endkosten des Systems sind vor allem auf den großen Umfang der Erdarbeiten zurückzuführen, die mit der Installation des Heizkreises verbunden sind.

Mit der Zeit amortisieren sich die finanziellen Kosten, da die während der Heizperiode genutzte Wärmeenergie mit minimalem Energieverbrauch aus den Tiefen der Erde gewonnen wird.

Installation eines horizontalen Wärmetauschers für eine Erdwärmeheizung

Um die Beheizung des Hauses mit der Erdwärme zu gewährleisten, ist die Installation eines Systems erforderlich:

• der Hauptteil sollte sich unter der Erde oder am Boden eines Reservoirs befinden;
• Im Haus selbst werden nur relativ kompakte Geräte installiert und ein Heizkörper- oder Fußbodenheizungskreislauf verlegt. Mit den im Haus befindlichen Geräten können Sie den Heizgrad des Kühlmittels regulieren.

Wie sieht die geothermische Ausrüstung in einem Haus aus?

Bei der Planung einer Erdwärmeheizung ist eine Entscheidung über die Installationsmöglichkeit des Arbeitskreises und den Kollektortyp erforderlich.

Es gibt zwei Arten von Sammlern:

1. Vertikal – versinkt mehrere Dutzend Meter im Boden. Dazu müssen Sie in geringer Entfernung vom Haus mehrere Brunnen bohren. Der Kreislauf wird in Brunnen eingetaucht (die zuverlässigste Option sind vernetzte Polyethylenrohre).

Nachteile: Hoher finanzieller Aufwand für das Bohren mehrerer Brunnen in den Boden mit einer Tiefe von 50 Metern.

Vorteile: Die unterirdische Lage der Rohre in einer Tiefe, in der die Bodentemperatur stabil ist, gewährleistet eine hohe Effizienz des Systems. Darüber hinaus nimmt der Vertikalkollektor eine kleine Fläche ein.

2. Horizontal. Der Einsatz eines solchen Kollektors ist in Regionen mit warmem und gemäßigtem Klima zulässig, da die Gefriertiefe des Bodens 1,5 Meter nicht überschreiten sollte.

Nachteile: Die Notwendigkeit, einen großen Bereich der Website zu nutzen (der Hauptnachteil). Nach der Verlegung des Kreislaufs kann dieses Grundstück nicht mehr für einen Garten oder Gemüsegarten genutzt werden, da das System durch die Freisetzung von Kälte beim Transport des Kältemittels funktioniert, was zum Einfrieren der Pflanzenwurzeln führt.

Vorteile: Günstigere Erdarbeiten, die Sie sogar selbst durchführen können.

Horizontaler und vertikaler Kollektortyp

Geothermie kann durch die Verlegung eines horizontalen Erdwärmekreislaufs am Boden eines frostfreien Reservoirs gewonnen werden. In der Praxis lässt sich dies jedoch nur schwer umsetzen: Der Speicher kann außerhalb eines Privatgrundstücks liegen und die Installation des Wärmetauschers muss dann genehmigt werden. Der Abstand vom erhitzten Objekt zum Reservoir sollte nicht mehr als 100 Meter betragen.

Wichtig! Die Umgebungstemperatur des Kollektors sollte nicht unter +5°C fallen. Der obere Teil des Kollektors, der mit dem gefrorenen Boden in Kontakt kommt, muss durch eine Wärmedämmung geschützt werden, um Wärmeenergieverluste zu vermeiden.

Vorteile und Nachteile

Heizen mit Erdenergie hat eine Reihe von Vorteilen:

• Effizienz. Im Vergleich zu den Stromkosten für den Betrieb einer Wärmepumpe können Sie mit dem System ein Vielfaches an Wärmeenergie gewinnen.
• Umweltfreundlich. Diese Art der Heizung ist völlig umweltfreundlich, es entstehen keine Emissionen in die Atmosphäre.
• Sicherheit. Es besteht keine Notwendigkeit, Kraftstoff, Chemikalien usw. zu verwenden, es besteht keine Gefahr einer Explosion oder eines Brandes der Ausrüstung.
• Minimaler Bedarf an technischer Unterstützung. Ein ordnungsgemäß installiertes System kann mindestens 30 Jahre lang ohne Eingriffe funktionieren.
• Wirtschaftlich. Während des Betriebs fallen keine Reparaturkosten an, sodass Sie die Heizungsinstallation innerhalb von 5-8 Jahren amortisieren können.
• Es besteht keine Notwendigkeit, den Betrieb des Systems zu überwachen.
• Niedriger Geräuschpegel während des Gerätebetriebs.
• Unerschöpfliche Wärmeenergiequelle; keine Notwendigkeit, Energie zu kaufen und zu speichern.

Umweltfreundliche Nutzung der Wärmeenergie aus dem Untergrund

Zu den Nachteilen zählen:

• zunächst hohe Ausrüstungskosten;
• die Notwendigkeit, vor Ort komplexe Bohrarbeiten für die Installation eines vertikalen Kreislaufs durchzuführen oder die Landschaft durch die Vorbereitung von Gräben für einen horizontalen Wärmetauscher zu beeinträchtigen.

In gemäßigten Klimazonen haben geothermische Anlagen ihre Wirksamkeit bewiesen. In den nördlichen Regionen eignet sich diese Heizart für kleine Häuser (bis 200 m2).

Nachdem Sie herausgefunden haben, wie das System funktioniert und aus welchen Teilen es besteht, können Sie die Möglichkeit einer Installation auf Ihrem eigenen Standort ermitteln. Meistens wird die Erdheizung bereits beim Bau eines Hauses installiert – in diesem Fall ist es einfacher, Aushubarbeiten durchzuführen, da die Planung des Geländes und die Erstellung der Landschaftsgestaltung noch bevorstehen.

Die Eingeweide der Erde- eine seit der Antike bekannte Wärmequelle. In einer Tiefe von 6 Metern über der Erdoberfläche beginnt es stabiler Temperaturbereich, was der durchschnittlichen jährlichen Lufttemperatur der Region ganzjährig entspricht (ungefähr +15 ⁰С in der gemäßigten Klimazone). Lassen Sie uns über die Nachteile der Erdwärmeheizung sprechen.

Heute wird die Wärme des Erdinneren aktiv zur Organisation genutzt.
Natürlich ist die Organisation einer Erdwärmeheizung trotz der unerschöpflichen Wärmeenergie des Bodens mit zahlreichen technischen und wirtschaftlichen Schwierigkeiten verbunden. Hinsichtlich der finanziellen Vorteile ist die Installation einer Geothermieanlage der herkömmlichen Festbrennstoff-, Gas- und Elektroheizung unterlegen.

Die Hauptnachteile der Erdwärmeheizung

1. Der Bedarf an elektrischer Energie. Das einfachste Geothermiesystem benötigt mindestens 1 (kW) Strom, um 4 (kW) Wärmeenergie zu erzeugen.

Wärmeaufnahme vom Boden passiert nicht von alleine. Für den Wärmeaustausch wird unbedingt eine Pumpe eingesetzt. Wenn etwas mit dem Stromnetz passiert, stellt der Heizkreis die Wärmeversorgung des Objekts sofort ein Die Wärmepumpe stoppt ohne Stromversorgung.

2. Geringe Wärmeübertragung. Dafür sorgt ein traditionelles horizontales Erdwärmesystem, das bis zu einer Tiefe von 15 bis 30 Metern unter der Erde verläuft nur 40 (W) thermische Energie von jedem laufenden Meter der unterirdischen Autobahn.

Um 4 (kW) Wärmeenergie zu erhalten, müssen Sie mindestens 100 (m) des Rohrleitungskreislaufs nutzen. Wenn Sie planen, ein Objekt mit einer Gesamtfläche von 250 (m2) (Deckenhöhe 2,5-3 Meter) zu beheizen, müssen Sie eine Leistung von mindestens 27,5 (kW) verwenden. Um solche Geräte zu bedienen, benötigen Sie mindestens 688 laufende Meter unterirdische Rohrleitung.

Dies sind nicht alle Nachteile einer Erdwärmepumpe.

3. Begrenzter Umfang. Eine Erdwärmeheizung kann nicht in jeder Anlage installiert werden. Zum Beispiel um eine separate Wohnung in einem Hochhaus oder ein Geschäft in den zentralen Bereichen der Stadt zu heizen es wird definitiv nicht funktionieren. Es ist unwahrscheinlich, dass jemand den Bergbau in dicht besiedelten Wohngebieten erlaubt.

Anders verhält es sich, wenn die Erdwärmeheizung auf dem Gebiet einer Wohnimmobilie von der Privatwirtschaft oder für ein Unternehmen am Rande der Stadt organisiert wird.

4. Die hohen Kosten für die Installation einer Erdwärmeheizung. Die Ausrüstung selbst zur Organisation der Erdwärmeheizkosten mindestens 10-mal teurerähnlich in der Leistung wie Gasgeräte.

Der Kauf von Ausrüstung ist jedoch bei weitem kein vollständiger Kostenfaktor. Die Kosten für die Installation einer Erdwärmeheizung müssen zusätzlich die Kosten für die Schaffung und Ausstattung der unterirdischen Kommunikation umfassen. Wir dürfen die Inbetriebnahme und Wartung nicht vergessen.

Erdwärme ist sehr teuer.

5. Lange Amortisation. Die Amortisationszeit eines durchschnittlichen Geothermiesystems beträgt weitgehend überschreitet 10-15 Jahre. Die lange Amortisationszeit ist auf die hohen Kosten für Ausrüstung und Kommunikationsinstallation zurückzuführen.

Zum Vergleich: Ein herkömmlicher Haushaltsstrom von bis zu 12 (kW) amortisiert sich in durchschnittlich 5 Jahren.

Abschluss

Natürlich werden die Nachteile dieser Heizart durch die Vorteile geothermischer Anlagen gut ausgeglichen. Es ist erwähnenswert, dass die Erdwärmeheizung der Umwelt nicht schadet. Wenn Sie ein Befürworter „grüner Energie“ sind und Ihr Budget nicht sehr begrenzt ist, dann wäre es eine Sünde, keine Geothermie zu nutzen.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der geothermischen Kommunikation besteht darin, dass sie wartungsarm ist. Genau wie ein guter Kühlschrank muss eine Erdwärmepumpe in den ersten 30 Jahren möglicherweise nicht gewartet werden.

Die Suche nach alternativen Energiequellen führte zur Erfindung von Geräten, die in der Lage sind, Wärme zu speichern, die in der menschlichen Umwelt in großen Mengen vorkommt. Sonnenstrahlen, Geysirquellen, Erde – all dies kann bis zu einem gewissen Grad den Bedarf an Erwärmung des Kühlmittels für das Heizsystem und die Warmwasserversorgung decken.

Obwohl die Erdwärmenutzung durch Erdwärme eine relativ neue Richtung ist, liegen die Aussichten für eine solche Lösung auf der Hand. Dank der Installation spezieller Geräte ist es möglich, eine kostengünstige, nahezu unbegrenzte Art von Wärmeenergie zu gewinnen.

Wie man vom Boden aus Wärme in ein Haus bringt

Auch im Winter gefriert der Boden nicht vollständig. Diese Funktion wird von Installationsteams genutzt, die die Rohrleitung unterhalb des Gefrierpunkts verlegen. Überraschenderweise sinkt die Temperatur dieser Schichten selten unter +5 +7°C Grad.

Ist es möglich, die Fähigkeit der Erde, Wärme zu speichern, zu entziehen und zur Erwärmung des Kühlmittels zu nutzen? Sicherlich! Um jedoch eine alternative Beheizung eines Privathauses mit Erdwärme zu ermöglichen, müssen folgende Probleme gelöst werden:

• Wärme empfangen – Sie müssen Wärmeenergie sammeln und in einen Speichertank leiten.
• Erhitzen des Kühlmittels. Das erhitzte Frostschutzmittel muss Wärmeenergie auf die Flüssigkeit übertragen, die im Heiz- und Warmwassersystem zirkuliert.
• Das abgekühlte Frostschutzmittel muss zur weiteren Erwärmung in den Wärmetauscher zurückgeführt werden.

Um diese Probleme zu lösen, wurde eine Erdwärmepumpe entwickelt, die die Wärme der Erde nutzt. Mit einer Erdwärmepumpe können Sie mehr als genug Wärme entziehen, um eine große Wärmemenge zu erzeugen, und diese je nach Bauart und Standort des Hauses als Haupt- oder Zusatzheizgerät nutzen.

Wie funktioniert die Erdwärmeheizung zu Hause, Funktionsprinzip

Eine unterirdische Tiefenheizung vom Erdboden aus ist keine Fantasie mehr. Solche Anlagen können in Russland problemlos erworben werden. Darüber hinaus können Geothermieanlagen sowohl in nördlichen als auch in südlichen Breiten betrieben werden. Doch nach welchem ​​Prinzip arbeiten sie?

Schon im letzten Jahrhundert wurde festgestellt, dass bestimmte Arten von Flüssigkeiten beim Verdunsten die Oberfläche abkühlen können. Genau das passiert, wenn man vor einer Injektion die Haut mit Alkohol abwischt oder eine unter der Sonne erhitzte gepflasterte Fläche bewässert. Dieses Prinzip wurde als Grundlage für die Entwicklung von Kühlgeräten verwendet.

Dann entstand die Idee: Warum nicht den Kühlvorgang in die entgegengesetzte Richtung laufen lassen und heiße Luft statt kalter Luft erhalten? Die meisten modernen Klimaanlagen können die Raumluft nicht nur kühlen, sondern auch erwärmen. Der Nachteil solcher Geräte besteht jedoch darin, dass sie durch die Umgebungstemperatur begrenzt sind. Sobald die Marke also -5 Grad erreicht, funktionieren sie nicht mehr.

Erdwärmepumpen zur Erdheizung von Privathäusern haben diesen Nachteil überhaupt nicht, nutzen jedoch ein Prinzip, das in vielerlei Hinsicht an den Betrieb einer Klimaanlage zum Heizen eines Raumes erinnert.

Wie funktioniert Erdwärmeheizung?

Wie bereits erwähnt, ähnelt ein geothermisches Heizsystem aus dem Erdinneren in vielerlei Hinsicht dem Betrieb einer Klimaanlage im Heizbetrieb. Was passiert in diesem Moment?

• In den unteren Bodenschichten, am Grund eines Flusses oder Sees, sind Wassersammler installiert, durch die Frostschutzmittel zirkuliert. Kollektoren nehmen Wärme auf und geben Kälte ab.
• Das erhitzte Frostschutzmittel steigt mittels einer Pumpe nach oben.
• Im Pufferspeicher findet der Wärmeaustausch statt. Erhitztes Frostschutzmittel überträgt Wärmeenergie auf das Kühlmittel oder erwärmt das Wasser.
• Das abgekühlte Frostschutzmittel fließt zurück zu den Kollektoren.

Es gibt Anlagen, die in der Lage sind, große Räume selbstständig zu heizen, andere werden ausschließlich als Zusatzgeräte eingesetzt und können 50-75 % des Wärmebedarfs des Raumes decken.

Geothermische Anlagen zur Nutzung der Erdwärme

Das Funktionsprinzip einer Tiefhausheizung mit Erdenergie basiert auf dem Einsatz spezieller Geräte. Es erfüllt folgende Funktionen: Es speichert Wärme aus der Umgebung und überträgt sie an das Kühlmittel des Heizsystems. Hierzu werden folgende Knoten verwendet:

• Der Verdampfer befindet sich tief unter der Erde. Die Funktion des Verdampfers besteht darin, die im umgebenden Boden vorhandene Wärmeenergie zu absorbieren.
• Kondensator – bringt Frostschutzmittel auf die erforderliche Temperatur.
• Wärmepumpe – zirkuliert Frostschutzmittel im System. Überwacht den Betrieb der gesamten Anlage.
• Puffertank – sammelt erhitztes Frostschutzmittel an einer Stelle, um Energie auf das Kühlmittel zu übertragen. Es besteht aus einem internen Tank, der Wasser aus dem Heizsystem enthält, und einer internen Spule, durch die erhitztes Frostschutzmittel fließt.

Obwohl die natürliche Niedertemperatur-Geothermieheizung eines Hauses mit der Erdwärme ausreichend Wärmeenergie liefert, besteht die praktischste Heizoption für diese Lösung darin, sie an ein „warmes Fußbodensystem“ anzuschließen.

Installation und Installation einer Erdwärmeheizung

Die Hauptschwierigkeit bei der Installation von Geothermieanlagen hängt mit der Installation des Wärmetauscherkreislaufs im Erdreich zusammen. Obwohl Sie im Internet viele Ratschläge finden, wie Sie diese Arbeiten selbst durchführen können, zeigt die Praxis, dass die meisten Ratschläge nicht ohne spezielle Fachausbildung angewendet werden können. Daher müssen alle Arbeiten von professionellen Installateuren durchgeführt werden, die Vertreter des Herstellers sind .

Nach Rücksprache mit Spezialisten erfolgt die Installation von Erdwärmesystemen für Privathäuser unter Nutzung der Erdwärme in mehreren Schritten:

1. Ingenieur besucht Ihr Zuhause. Beim ersten Besuch werden Bodenproben entnommen, die Merkmale des Gebiets bestimmt und eine Entscheidung über die effektivste Installation der Geothermieanlage getroffen. Die Effizienz der Anlage kann auch durch die Quelle der vorgesehenen Wärme beeinflusst werden. Es gilt als produktiver, Wärmetauscher am Boden eines Reservoirs oder an den Quellen thermischer Quellen zu installieren.
2. Abschluss eines Vertrages und Kauf der notwendigen Ausrüstung. Die Preise können je nach Komplexität der Installationsarbeiten und anderen Nuancen erheblich variieren. Wenn man sich jedoch für einen hochwertigen deutschen Hersteller entscheidet, entsprechen die Installationskosten im Durchschnitt ungefähr seinem Preis. Schlüsselfertiger Kauf einer Vaillant-Installation für ein Haus mit 350 m². m. wird ungefähr 21.000 $ kosten
3. Installationsarbeit. Die Beheizung eines Privathauses mit unterirdischen Erdwärmequellen bzw. deren Effizienz hängt weitgehend von der korrekten Durchführung der Arbeiten in der Installationsphase ab. Nach der Installation der Wasserwärmetauscher im Erdreich erfolgt der Anschluss an die Erdwärmeanlage und die Hausheizung.
4. Inbetriebnahmearbeiten. Der Techniker startet das System und nimmt Feineinstellungen am Gerät vor. Nach der Einrichtung wird das Arbeitsabschlusszertifikat unterzeichnet.

Gemäß der geltenden Gesetzgebung kann das Unternehmen, das die Geräte installiert, für diese Dienstleistungen zusätzliche, kostenpflichtige Garantien gewähren. Solche Garantien kosten zusätzlich 1000 US-Dollar.

Ist Erdwärme im Norden wirksam?

Um die für den Betrieb einer Geothermieanlage erforderlichen Mindestvoraussetzungen zu schaffen, genügt die Einhaltung folgender Bedingungen:

• Die Temperatur der Bodenschicht, in der sich die Wärmetauscher befinden, sollte nicht unter +5.+7°C Grad fallen.
• Im gesamten System, durch das Frostschutzmittel fließt, wurden Bedingungen geschaffen, die ein Einfrieren des Frostschutzmittels verhindern.
• Die geothermische Beheizung eines Landhauses wurde nach allen erforderlichen Berechnungen und Planungsunterlagen durchgeführt.

Wenn wir alle beschriebenen Anforderungen berücksichtigen, wird deutlich, dass solche Installationen effektiv sein können, wenn die oben genannten Bedingungen erfüllt sind. Dennoch ist es für die nördlichen Regionen ratsamer, solche Anlagen zur Beheizung kleiner Flächen bis zu 150–200 m² zu nutzen. M.

Geysirheizung eines Privathauses

Die Leistung einer Erdwärmepumpe hängt maßgeblich von der Temperatur des Bodens oder Wassers ab, in dem sich der Wärmetauscher befindet. In dieser Hinsicht sind die Bewohner Kamtschatkas in einer vorteilhafteren Lage. Auf der Halbinsel Kamtschatka gibt es eine Vielzahl von Thermalquellen – Geysire, die auch in der Wintersaison nicht abkühlen.

Vor der Installation der Ausrüstung muss eine geologische Erkundung durchgeführt werden. Befindet sich auf dem Territorium des Hauses eine Wärmequelle, ist es sinnvoll, am Boden dieses Reservoirs Wärmetauscher zu platzieren. In diesem Fall amortisiert sich die Geothermie deutlich schneller.

So heizen Sie ein Haus mit einer Erdwärmepumpe

Die Technologie der Hausheizung mit Erdwärme ist im Westen am gefragtesten. Dies ist vor allem auf die Mentalität der Bewohner westlicher Länder zurückzuführen. Sie sind es gewohnt, langfristige Investitionen zu tätigen, die sich erst nach wenigen Jahren vollständig amortisieren. Und es gibt nur wenige Menschen, die in der Lage sind, etwa 20.000 US-Dollar auf einmal für die Installation von Geräten zu bezahlen. Doch die Zahl der Menschen, die unabhängig von anderen Wärmequellen werden wollen, wächst stetig.

Alternative Methoden der geothermischen Hausheizung erfreuen sich immer größerer Beliebtheit, insbesondere angesichts der ständig steigenden Gaskosten.

Wärmeenergie liegt buchstäblich unter Ihren Füßen. Es geht nur darum, sich zu bücken und es „aufzuheben“. Eine geothermische Anlage kann dabei helfen. Durch die Installation einer Pumpe kann je nach Gebiet der Bedarf an Wärmeenergie entweder vollständig oder teilweise gedeckt werden, wodurch die Belastung der Hauptheizquelle und des Warmwassersystems eines Privathauses erheblich reduziert wird.

Ein gemütliches und komfortables Zuhause, kühl im Sommer und warm im Winter, ist ohne Übertreibung der Traum eines jeden Menschen. Es gibt viele Arten der Hausheizung – Holz, Torf, Strom, Kohle, Gas, Erdwärme. Aber Geräte, die mit Kohle, Gas, Torf und Co. betrieben werden, können keineswegs als umweltfreundlich und sicher eingestuft werden. Und die Kosten für diesen Kraftstoff schwanken stark.

Viele Menschen glauben, dass die Gasheizung eines Privathauses die beste Option ist. Allerdings gibt es auch einige sehr erhebliche negative Aspekte. In manchen Fällen ist die Installation einer solchen Heizung nicht möglich, wenn Ihr Ferienhaus nicht an die Gasleitung angeschlossen ist. Die Installation einer Gasanlage erfordert eine ständige Wartung, die strikte Einhaltung aller Sicherheitsstandards sowie Sondergenehmigungen.

Es gibt jedoch eine ziemlich gute Möglichkeit, ohne Gas zu heizen – die Erdwärmeheizung des Hauses. Die Zahl der Nutzer solcher Systeme steigt täglich, da solche Heizungen viele positive Eigenschaften aufweisen. Zu den wichtigsten zählt, dass ein solches Heizsystem sowohl wirtschaftlich als auch umweltfreundlich und sicher ist.

Arbeitsprinzip

Das Heizsystem aus Erdwärme besteht aus 3 Hauptkomponenten:

• Innerer Kreislauf;
• Außenkontur;
• Wärmepumpe.

Viele Menschen interessieren sich für die Frage: Was ist Heizen mit Erdenergie? Der Aufbau eines solchen Systems ist recht schwer zu verstehen, daher geben wir zur Verdeutlichung ein kleines Beispiel.

Man könnte sagen, dass ein Geothermiesystem in gewisser Weise ein Kühlschrank ist, aber das Gegenteil ist der Fall.

Der Verdampfer, der hier die Rolle eines Gefrierschranks übernimmt, liegt tief im Erdinneren. Der Kondensator in Form einer Kupferschlange dient dazu, Luft oder Wasser auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Die Temperatur des unterirdisch befindlichen Verdampfers ist deutlich niedriger als über der Oberfläche.

Nach Angaben der Hersteller solcher Heizsysteme liegt die Temperatur zwischen 5 und 8 Grad Celsius.

Arbeitsprinzip.

Der Einsatz langlebiger und zuverlässiger Kompressoren sowie innovativer Kühlsystemtechnologien ermöglichen es, auf einzigartige und ungewöhnliche Weise „minderwertige“ Wärme, die sich über dem Boden befindet, in „hochwertige“ Wärme umzuwandeln, die anschließend genutzt wird Erdwärmeheizung eines Privathauses.

Dadurch ist es möglich, mit der industriellen Produktion des Hauptelements dieser Methode der Raumheizung zu beginnen – Wärmepumpen.

Geothermische Heizsysteme basieren auf dem Prinzip der physikalischen Übertragung von Wärme auf ein Kältemittel unter Nutzung der Energie aus der Erde. Ungefähr das gleiche Funktionsprinzip wird in einem herkömmlichen Kühlschrank umgesetzt. Mehr als 75 % der gesamten Wärmemenge, die beim Betrieb der Hausheizung freigesetzt wird, ist Umweltenergie, die anschließend gespeichert und den Wohnräumen und anderen Räumlichkeiten des Hauses zugeführt wird.

Aus diesem Grund verfügt diese Energie über eine bemerkenswerte Selbstheilungsfähigkeit, wodurch die Erdwärmeheizung keinen Schaden für die Öko- und Energiebilanz unseres Planeten verursacht.

Geschichte des Aussehens

Der Hauptgrund für die Entstehung solcher Heizsysteme für Ferienhäuser sind die Energiekrisen in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts. Zunächst erlaubten sich nur die elitärsten und wohlhabendsten Familien, ein innovatives Heizsystem vom Boden aus zu installieren.

Dank der allmählichen Entwicklung von Wissenschaft und Technologie sowie dem Aufkommen neuer Technologien verbreiteten sich solche Systeme später immer weiter, da ihre Anschaffungskosten ständig sanken.

Ein geothermisches Heizsystem steht nun Familien mit durchschnittlichem Einkommen zur Verfügung, ohne die Bank zu sprengen. Die Verbesserung und Modernisierung der Geothermieausrüstung wird weiterhin durchgeführt, da die Installation neuer Einheiten zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs und großen Einsparungen führt.

Profis

Der Betrieb solcher Heizsysteme erfolgt mit einem qualitativ neuen und ungewöhnlichen Brennstoff – die Energie des Erdinneren wird zur Klimatisierung und Heizung eines Privathauses genutzt. Diese Energie schafft optimale und komfortable Lebensbedingungen und belastet die Umwelt nicht mit Schadstoffen und Abfällen. Das Haus wird mit kostenloser Energie beheizt; für 1 kW Strom gibt die Anlage 4-5 kW Wärme zurück

Geothermie arbeitet effizient und sicher ohne jegliche Verbrennungsprozesse, sodass keine Gefahr besteht, dass die Anlage Feuer fängt oder explodiert.

Ein ebenso wichtiger Vorteil besteht darin, dass die Anschaffung zusätzlicher Hauben und Schornsteine ​​entfällt, die für den reibungslosen Betrieb anderer Heizsysteme erforderlich sein können. Während des Heizbetriebs werden keine schädlichen Dämpfe oder Gerüche aus dem Boden abgegeben, ein solches System verursacht keinen unnötigen Lärm und nimmt nicht viel Platz ein.

Geothermische Anlagen sind im Gegensatz zu Festbrennstoff- und Flüssigbrennstoffsystemen für den Menschen praktisch unsichtbar; sie zerstören nicht die Integrität der Fassade und des Inneren des Hauses. Es besteht kein Grund, Zeit mit dem Nachdenken über Themen wie Lagerung, Lieferung und Einkauf von Treibstoff zu verschwenden, denn die Energie unseres Planeten ist unerschöpflich.

Eine weitere sehr bemerkenswerte Tatsache ist, dass Sie damit im Winter Räume heizen oder bei heißem Wetter ein Ferienhaus kühlen können.

Wenn Sie Ihr Haus mit der Wärme der Erde heizen müssen, lohnt es sich, auch die finanzielle Seite zu berücksichtigen. Wir stellen sofort fest, dass der Installationsprozess eines solchen Systems im Vergleich zu Diesel- und Gasgeräten höhere Kosten erfordert.

Im Gegensatz dazu lässt sich feststellen, dass der Stromverbrauch deutlich geringer ausfällt, so dass die wirtschaftliche Machbarkeit der Anschaffung von Geothermieanlagen auf lange Sicht mit bloßem Auge erkennbar ist. Nach Angaben der Entwickler werden für jedes verbrauchte Kilowatt elektrischer Energie bis zu fünf Kilowatt thermische Energie zurückgegeben.

Installation

Es gibt mehrere Möglichkeiten, bei der Installation von Wärmepumpen möglichst wenig Platz zu sparen:

1. Betrieb von Untergrundsonden. Dazu müssen Sie einen speziellen, mit Frostschutzmittel gefüllten Kreislauf in einen tiefen Brunnen leiten;
2. Nutzung warmen Grundwassers. Dazu müssen Sie einen ziemlich tiefen Brunnen bohren. Grundwasser wird durch einen Wärmetauscher geleitet und zuvor von einer Pumpe abgepumpt.
3. Verlegen spezieller Regenschirme in horizontaler Position unterhalb der winterlichen Vereisung am Boden des Stausees.

Abschluss

Abschließend stellen wir fest, dass sich die umweltfreundliche Erdwärmeheizung in Verbindung mit „warmen Böden“ als am effektivsten erwiesen hat. Dadurch kann der Hausbesitzer einzigartige Gemütlichkeit und Komfort genießen und gleichzeitig eine Menge Geld sparen.

Der Hauptvorteil dieser ungewöhnlichen Kombination besteht darin, dass sie das Prinzip einer gleichmäßigen Erwärmung des gesamten Raums gewährleistet und so die Entstehung von Überhitzungszonen verhindert. Im Laufe eines Betriebsjahres belaufen sich die Einsparungen durch den Einsatz eines solchen Systems aus Fußbodenheizung und Erdwärmeheizung auf etwa 20 % im Vergleich zu herkömmlichen Heizkörperbatterien.

Die Erdwärmeheizung zum Selbermachen ist ein sehr reales Projekt, das den Eigentümern von Privathäusern viele Vorteile verspricht. Natürlich muss ein Teil der Ausrüstung fertig gekauft werden, da es einfach unmöglich ist, sie zu Hause herzustellen. Aber ein großer Teil der Arbeit kann unabhängig erledigt werden, ohne dass Spezialisten hinzugezogen werden müssen.

Erhebliche Kosteneinsparungen sind nur einer der Vorteile einer solchen Lösung. Ein weiteres „Plus“ ist das Vertrauen in die Qualität der Materialien und der ausgeführten Arbeiten.