Ogrevanje tal. Kako narediti geotermalno ogrevanje v zasebni hiši. Horizontalni toplotni izmenjevalec

Znano je, da je ogrevanje zasebne hiše s toplotno črpalko najučinkovitejša metoda od vseh obstoječih. Tema zanima številne lastnike stanovanj zaradi nenehnega naraščanja cen energije ali njihove odsotnosti na določenem območju. Oglejmo si podrobneje, kaj je geotermalno ogrevanje zasebne hiše, kako deluje in kaj je potrebno za njegovo namestitev.

Kako delujejo geotermalni sistemi

Če se še nikoli niste dotaknili zadnje strani domačega hladilnika, kjer se nahaja žar izmenjevalnika toplote, poskusite. Ugotovili boste, da je žar vroč. Segreje se, ker prenaša toploto na zunanjost iz notranjosti, kjer je shranjena hrana. Posledično se temperatura v notranjosti zniža, zunaj pa se toplota razprši v kuhinji. To pomeni, da hladilnik prenaša toplotno energijo z enega mesta na drugega.

Toplotna črpalka je enaka kot hladilni stroj, le da deluje obratno. To je princip delovanja geotermalnega ogrevanja, tako da se toplota, ki je na voljo zunaj hiše, prenese v notranjost, da jo segreje. Teoretično vsaka snov ali telo, katerega temperatura je nad absolutno ničlo (minus 273 ºС), vsebuje toploto v obliki energije molekularnega gibanja. Kaj lahko rečemo o temperaturi tal pod globino zmrzovanja, ki je vedno konstantna in se drži v območju plus 5-7 ºС.

Za referenco. To lahko preverite tako, da se spustite v globoko klet. Temperatura zraka je skozi vse leto enaka. Zahvaljujoč temu lahko v poletnem času geotermalni ogrevalni sistemi delujejo obratno in prinesejo v hišo hlad namesto toplote.

Temperatura +7 ºС sama po sebi ni primerna za ogrevanje stavbe, to je razumljivo. Naloga, ki jo geotermalni ogrevalni sistem rešuje, je ravno to, da odvzame nekaj te toplote, jo transformira in prenese v hišo. V ta namen je v tleh urejen krog za odvajanje toplote iz različnih cevi, položenih pod globino zmrzovanja. Tekočina, ki ne zmrzuje, se nenehno premika po tokokrogu, ki jo poganja obtočna črpalka.

Ko se segreje na temperaturo zemlje, tekočina vstopi v toplotni izmenjevalec - uparjalnik. Tam izmenjuje toploto z drugim krogotokom, kjer hladilno sredstvo (freon) kroži pod tlakom, ki ga ustvarja kompresor. To omogoča, da hladilno sredstvo izhlapi pri nizki temperaturi in odvzame veliko količino toplote iz primarnega krogotoka.

Nadalje, skozi ekspanzijski ventil, freon vstopi v drugi toplotni izmenjevalec - kondenzator. Hkrati pa njegov tlak pade in hladilno sredstvo kondenzira ter prenaša toploto v tretji krog – naš ogrevalni sistem. To je princip geotermalnega ogrevanja, ko sistem z minimalnimi stroški prenaša energijo od zunaj v hišo. Konec koncev se izkaže, da je za njegovo delovanje potrebna elektrika za vrtenje rotorjev motorjev in črpalk kompresorjev. Za ogrevanje zasebne hiše s površino 300 m2 bo v povprečju porabljenih 3 kWh električne energije. Več podrobnosti o načelu delovanja je opisano v videoposnetku:

Vrste geotermalnih sistemov

Pravzaprav se sistemi lahko razlikujejo le po strukturi zunanjega obrisa, sicer se oprema uporablja enako. Trenutno obstajajo 3 vrste zunanjih kontur:

• položen vodoravno v tla;
• vertikalne geotermalne sonde;
• potopljen na dno najbližjega rezervoarja.

V prvem primeru je več cevi položenih vzdolž dna vodoravne jame z ocenjeno površino. Pomanjkljivost te metode je, da bo namestitev geotermalnega ogrevanja zahtevala veliko prostora na zemljišču in je priporočljiva za uporabo v fazi gradnje hiše, ko lahko izkopljete jamo in zakopljete cevi tik pod bodočo hišo.

Navpične sonde v obliki snopov cevi s hladilno tekočino se spustijo v globoke vrtine. Ta metoda je najpogostejša, ker je na voljo na majhnih parcelah, ki jih je lastnik že zgradil. Potopitev konture na dno rezervoarja se uporablja, kolikor je mogoče, torej ob prisotnosti takšnega rezervoarja. Glede učinkovitosti sistema se te 3 metode praktično ne razlikujejo, razlika je le v stroških gradnje.

Izhod. Glavna prednost geotermalnih toplotnih črpalk za ogrevanje je njihova izjemno visoka učinkovitost. Toda ta prednost je izravnana s takšno pomanjkljivostjo, kot je zapletenost in previsoki stroški dela in opreme. Poleg tega je sistem odvisen od električne energije, zato boste morali porabiti dodaten denar za dizelski generator, da ne bi zmrznil v primeru izklopa.

Takoj rezervirajmo, da je geotermalno ogrevanje DIY mit. Delo v zvezi z izračunom dolžine tokokrogov in zmogljivosti enote za izmenjavo toplote ter razvojem projekta kot celote lahko opravlja le specialist s tega področja z inženirsko izobrazbo in izkušnjami. Kar zadeva izvedbo projekta, tukaj ne morete brez opreme za zemeljska dela ali vrtanje, ne boste začeli ročno kopati temeljne jame. Enako velja za vgradnjo cevi, njihovo polaganje v hiši in namestitev opreme.

Edina stvar, ki jo lahko naredite z lastnimi rokami, je sestaviti sistem ogrevanja doma. V drugih člankih lahko najdete dovolj informacij o tej temi. Podali bomo nekaj splošnih priporočil:

• z izvajalcem je treba skleniti uradno pogodbo in v njej določiti vse točke;
• zaradi posebnosti delovanja solarnih sistemov je nizkotemperaturna shema ogrevanja najbolj primerna za ogrevanje zasebne hiše. Sem spadajo talno ogrevanje in vodni konvektorji. Dobavimo lahko tudi klasične radiatorje, vendar je treba to namero vnaprej sporočiti strokovnjakom, ki se ukvarjajo z izračuni toplotne črpalke;
• iz varnostnih razlogov ne bi škodilo, če bi imeli v hiši rezervni kotel, po možnosti nehlapljiv, ki deluje na drva ali dizelsko gorivo. Tako se boste izognili situacijam, ko lahko sredi zime ostanete brez ogrevanja zaradi kakšne okvare ali nesreče v sistemu;
• za isti namen je treba kupiti dizelski ali bencinski generator električne energije. Redni neprekinjeni napajalniki ne bodo delovali, ne bodo imeli dovolj moči ali napolnjenosti;

najbolje je, če se geotermalni toplotni izmenjevalec nahaja v kleti ali kleti hiše, skupaj z ostalo ogrevalno opremo. Na ta način je bolj priročno in ceneje graditi komunikacije.

Zaključek

Toplotna črpalka je kot zamisel najnaprednejših tehnologij v zahodni Evropi precej pogosta. Pri nas zaradi precejšnje cene velja za nedostopen luksuz. Tudi premožni občani se ne mudijo z vlaganji v takšno ogrevanje, saj imajo v lasti velike hiške, kjer se geotermalno ogrevanje predolgo odplačuje. S tega vidika se hiša 150 m2 šteje za najboljšo možnost.

Vsebina

Za ogrevanje zasebne hiše se tradicionalno uporabljajo enote, ki delujejo na elektriko, trdna, plinska ali tekoča goriva. V zadnjih desetletjih se sončni kolektorji in toplota zemeljske notranjosti uporabljajo kot alternativni vir toplotne energije. Ogrevanje doma s toploto zemlje se imenuje geotermalno ogrevanje doma.

Geotermalno ogrevanje hiše z energijo zemlje

Povpraševanje po ogrevanju iz zemlje je vedno večje, saj se stroški konvencionalnih virov energije vztrajno povečujejo, medtem ko se zaloge fosilnih goriv zmanjšujejo. Vlaganje denarja v zemeljsko ogrevanje podeželske koče je precej donosno, ob upoštevanju gospodarskih možnosti in znatnih prihrankov pri avtonomni oskrbi s toploto v ogrevalni sezoni.

Metode pridobivanja naravne toplotne energije

Toplotne črpalke zemeljskega izvora se razlikujejo po načinu pridobivanja toplote:

1. Naprave, ki uporabljajo toploto globoke podtalnice, vročih gejzirjev itd.
2. Sistemi, ki vključujejo rezervoar proti zmrzovanju, nameščen v tleh na globini 75 metrov. Ogrevanje iz črevesja zemlje je zagotovljeno z naravnim segrevanjem rezervoarja z antifrizom; Posledično hladilno sredstvo, ki prehaja skozi toplotni izmenjevalnik, odda prejeto toploto in se vrne v posodo.
3. Geotermalni krog je položen vzdolž dna rezervoarja, ki je naravni hranilnik toplote. V tem primeru morate upoštevati, da lahko rezervoar pozimi popolnoma zmrzne.

Vrste toplotnih črpalk zemeljskega izvora

Ogrevanje hiše z energijo zemlje zahteva obsežno delo pri vgradnji sistema, vendar je okolju prijazen način za skoraj brezplačno toplotno energijo. Za ogrevanje doma je za delovanje sistema potrebno malo električne energije.

Načela delovanja geotermalnega ogrevanja

Ogrevanje iz zemeljske energije se uspešno uporablja v različnih podnebnih območjih: sistemi so sposobni delovati tako v južnih kot severnih regijah.

Geotermalna naprava pri svojem delovanju uporablja tako fizično lastnost nekaterih tekočin, kot je sposobnost izhlapevanja, kar vodi do hlajenja površine. Prav ta pojav je osnova delovanja hladilne opreme.

Načelo delovanja geotermalnega ogrevanja je obratno teče hladilni proces. Tako delujejo klimatske naprave, ki ne samo hladijo, ampak tudi ogrevajo zrak v prostoru.

Kako deluje toplotna črpalka

Vendar imajo klimatske enote omejeno funkcionalnost - ne morejo delovati pri temperaturah pod -5 °C. In geotermalni sistem je sposoben zagotoviti ogrevanje hiše ne glede na temperaturo zraka na površini. To je posledica dejstva, da se v okolju, iz katerega jemlje toplotno energijo, naravno ohranjajo stabilni temperaturni pogoji.

Naprava za geotermalno ogrevanje

Geotermija (znanost o toplotnem stanju Zemlje) je omogočila praktično uporabo toplotne energije, ki jo zemeljska skorja prejema iz vroče magme v središču planeta.

Posebej zasnovana toplotna črpalka za ogrevanje hiše je nameščena na površini, toplotni izmenjevalec pa je nameščen v tleh ali na dnu rezervoarja. Toplotna energija se "izčrpa" na površino in vam omogoča segrevanje hladilne tekočine v ogrevalnem krogu hiše ali nestanovanjskega objekta.

Kako poteka postopek ogrevanja

Geotermalno ogrevanje zasebne hiše je stroškovno učinkovita možnost. Če za ogrevanje hiše uporabljate zemeljsko energijo, potem je za vsak kilovat električne energije, potrebne za delovanje opreme, od 4 do 6 kW uporabne toplotne energije, pridobljene iz črevesja planeta.

V primerjavi z delovanjem klimatske naprave bomo videli, da je med njenim delovanjem za pridobitev 1 kW toplotne energije potreben več kot 1 kW električne energije. To je posledica neizogibnih izgub za pretvorbo ene energije v drugo itd.

Zelo donosno je ogrevanje stanovanjske stavbe s toplotno energijo zemeljske notranjosti, vendar bo vračilo stroškov opreme in namestitve trajalo nekaj časa.

Uporaba toplote zemlje za ogrevanje hiše ne zahteva namestitve tradicionalnega kotla za ogrevanje toplotnega nosilca.

V tem primeru je sistem sestavljen iz treh komponent:

• ogrevalni krog - geotermalni vir toplotne energije;
• ogrevalni krog znotraj hiše - nizkotemperaturni radiator ali tla;
• črpalna postaja - toplotna črpalka za črpanje toplotne energije v ogrevalni krog iz ogrevalnega kroga v tleh ali pod vodo.

Geotermalni sistem ogrevanja se lahko uporablja tudi za ogrevanje rastlinjakov, pomožnih objektov, bazenske vode, vrtnih poti itd.

Oprema za ureditev geotermalnega ogrevanja

Geotermalna oprema za sistem globokega ogrevanja omogoča akumulacijo toplotne energije, pridobljene iz okolja, in njeno prenašanje na hladilno tekočino v ogrevalnem krogu.

Seznam opreme za ogrevanje s toploto iz zemlje vključuje:

• Uparjalnik. Naprava se nahaja v globini in služi za absorbiranje toplotne energije, ki se nahaja v geotermalnih vodah ali tleh.
• kondenzator. Omogoča, da temperaturo antifriza nastavite na vrednost, ki je potrebna za delovanje sistema.
• Toplotna črpalka. Zagotavlja kroženje antifriza v ogrevalnem krogu, nadzoruje delovanje geotermalne instalacije.
• Vmesni rezervoar - posoda za zbiranje ogrevanega antifriza. Omogoča prenos toplotne energije iz notranjosti zemlje na hladilno tekočino. Rezervoar, skozi katerega prehaja hladilna tekočina, je opremljen s toplotnim izmenjevalnikom v obliki tuljave. Ogrevan antifriz se premika po njem in oddaja toploto.

Shema naprave toplotne črpalke

Namestitev sistema

Geotermalno ogrevanje podeželske hiše v fazi ureditve zahteva znatne naložbe. Visoki skupni stroški sistema so v veliki meri posledica velike količine zemeljskega dela, povezanega z namestitvijo ogrevalnega kroga.

Sčasoma se finančni stroški izplačajo, saj se toplotna energija, ki se uporablja v ogrevalni sezoni, pridobiva iz globin zemlje z minimalno porabo energije.

Vgradnja horizontalnega toplotnega izmenjevalnika za geotermalni ogrevalni sistem

Za ogrevanje hiše s toploto zemlje je potrebna namestitev sistema:

• glavni del mora biti nameščen pod zemljo ali na dnu rezervoarja;
• v sami hiši je nameščena le dovolj kompaktna oprema in položen radiatorski ali talni ogrevalni krog. Oprema, ki se nahaja znotraj hiše, vam omogoča uravnavanje stopnje ogrevanja hladilne tekočine.

Kako izgleda geotermalna oprema v domu

Pri načrtovanju ogrevanja z uporabo toplote zemlje se je treba odločiti za možnost namestitve delovnega kroga in vrsto kolektorja.

Obstajata dve vrsti kolektorjev:

1. Navpična - potopi se v tla za nekaj deset metrov. Če želite to narediti, na kratki razdalji od hiše, morate izvrtati številne vrtine. V vodnjake je potopljena kontura (najbolj zanesljiva možnost so premrežene polietilenske cevi).

Slabosti: Veliki finančni stroški za vrtanje več lukenj v tleh z globino 50 metrov ali več.

Prednosti: Postavitev podzemne cevi na globini, kjer je temperatura tal stabilna, zagotavlja visoko učinkovitost sistema. Poleg tega navpični zbiralnik zavzema majhno površino.

2. Vodoravno. Uporaba takega zbiralnika je dovoljena v regijah s toplim in zmernim podnebjem, saj globina zmrzovanja tal ne sme presegati 1,5 metra.

Slabosti: Potreba po uporabi velikega območja mesta (glavna pomanjkljivost). Po polaganju konture te parcele ni mogoče uporabiti za vrt ali zelenjavni vrt, saj sistem deluje s sproščanjem mraza pri transportu hladilnega sredstva, kar bo povzročilo zmrzovanje korenin rastlin.

Prednosti: Cenejše zemljišče, ki ga lahko opravite celo sami.

Horizontalni in navpični kolektorski tip

Geotermalno energijo je mogoče pridobiti s polaganjem vodoravnega geotermalnega kroga na dno rezervoarja brez zmrzali. Vendar je to v praksi težko izvedljivo: rezervoar se lahko nahaja zunaj zasebnega ozemlja, nato pa bo treba uskladiti namestitev toplotnega izmenjevalnika. Razdalja od ogrevanega predmeta do rezervoarja ne sme biti večja od 100 metrov.

Pomembno! Temperatura okolice kolektorja ne sme pasti pod +5 °C. Zgornji del kolektorja, ki je v stiku z zmrzovalno zemljo, mora biti zaščiten s toplotno izolacijo, da se izognemo izgubi toplotne energije.

Prednosti in slabosti

Ogrevanje z energijo iz zemlje ima številne prednosti:

• Učinkovitost. V primerjavi s stroški električne energije za delovanje toplotne črpalke vam sistem omogoča, da dobite nekajkrat več toplotne energije.
• Prijaznost do okolja. Tovrstno ogrevanje je popolnoma okolju prijazno, ni emisij v ozračje.
• Varnost. Ni potrebe po uporabi goriva, kemikalij itd., ni nevarnosti eksplozije ali požara opreme.
• Minimalna potreba po tehnični podpori. Pravilno nameščen sistem lahko brez kakršnega koli posega deluje vsaj 30 let.
• Dobičkonosnost. Med delovanjem ni stroškov popravil, kar omogoča povrnitev namestitve ogrevanja v 5-8 letih.
• Sistema ni treba spremljati.
• Nizka raven hrupa med delovanjem opreme.
• Neizčrpnost vira toplotne energije, ni potreben nakup in shranjevanje energetskega nosilca.

Okolju prijaznost uporabe toplotne energije podzemlja

Slabosti vključujejo:

• sprva visoki stroški opreme;
• potreba po izvajanju zapletenih vrtalnih operacij na mestu za namestitev navpične konture ali pokvari pokrajino s pripravo jarkov za vodoravni izmenjevalnik toplote.

V zmernih podnebjih so se geotermalne naprave izkazale za svojo vrednost. V severnih regijah je ta vrsta ogrevanja primerna za majhne hiše (do 200 m 2).

Ko ugotovite, kako sistem deluje in iz katerih delov je sestavljen, lahko določite možnost, da ga namestite na svoje spletno mesto. Večinoma je ogrevanje iz tal opremljeno v fazi gradnje hiše - v tem primeru je lažje izvesti zemeljska dela, saj sta postavitev mesta in oblikovanje krajinskega oblikovanja še pred nami.

Črevesje zemlje- vir toplote, znan že od antičnih časov. Na globini 6 metrov od površine tal se začne stabilno temperaturno območje, kar je enako povprečni letni temperaturi atmosfere v regiji skozi vse leto (približno + 15 ° C v zmernem podnebnem pasu). Pogovorimo se o slabostih geotermalnega ogrevanja.

Danes se toplota zemeljske notranjosti aktivno uporablja za organizacijo.
Seveda je kljub neizčrpni toplotni energiji tal organizacija geotermalnega ogrevanja polna številnih težav, tako tehničnih kot ekonomskih. Po finančnih koristih je namestitev geotermalnega sistema slabša od tradicionalnega ogrevanja na trda goriva, plin in električno energijo.

Glavne pomanjkljivosti geotermalnega ogrevanja

1. Potreba po električni energiji. Najpreprostejši geotermalni sistem zahteva vsaj 1 (kW) električne energije za proizvodnjo 4 (kW) toplotne energije.

Odvzem toplote iz tal se ne zgodi samo od sebe... Za izmenjavo toplote se nujno in zagotovo uporablja črpalka. Če se kaj zgodi z električnim omrežjem, bo ogrevalni krogotok takoj prenehal oskrbovati objekt s toploto, saj toplotna črpalka se ustavi brez napajanja.

2. Nizka stopnja prenosa toplote. Tradicionalni horizontalni geotermalni sistem ogrevanja, ki gre pod zemljo do globine 15-30 metrov, zagotavlja samo 40 (W) toplotne energije z vsakega tekočega metra podzemne avtoceste.

Za pridobitev 4 (kW) toplotne energije je treba porabiti vsaj 100 (m) cevovodnega kroga. Če nameravate ogrevati objekt s skupno površino 250 (m2) (višina stropa 2,5-3 metra), morate uporabiti zmogljivost najmanj 27,5 (kW). Za delovanje takšne opreme boste potrebovali najmanj 688 linearnih metrov podzemnega cevovoda.

To niso vse slabosti zemeljske toplotne črpalke.

3. Omejen obseg. Geotermalno ogrevanje ni mogoče namestiti na vsak objekt. Na primer, ogrejte ločeno stanovanje v stolpnici ali trgovini v osrednjih mestnih četrtih zagotovo ne bo šlo... Komaj kdo bo dovolil razvoj tal na ozemlju gosto poseljenih stanovanjskih območij.

Druga stvar je, če je geotermalno ogrevanje organizirano na ozemlju stanovanjskega objekta iz zasebnega sektorja ali za kakšno podjetje na obrobju mesta.

4. Visoki stroški vgradnje geotermalnega ogrevanja. Sama oprema za organizacijo stroškov geotermalnega ogrevanja vsaj 10x dražji plinska oprema podobne moči.

Toda nakup opreme še zdaleč ni popolna postavka izdatkov. Stroški vgradnje geotermalne toplote morajo dodatno vključevati stroške izdelave in opremljanja podzemnih instalacij. Ne pozabite na zagon in vzdrževanje.

Geotermalno ogrevanje je zelo drago.

5. Dolgoročno povračilo. Vračilna doba povprečnega geotermalnega sistema je v veliki meri presega 10-15 let... Dolga vračilna doba je posledica visokih stroškov opreme in namestitve komunikacij.

Za primerjavo, tradicionalna gospodinjska moč do 12 (kW) se v povprečju povrne v 5 letih.

Izhod

Seveda pa so slabosti tovrstnega ogrevanja dobro kompenzirane s prednostmi geotermalnih sistemov. Treba je opozoriti, da geotermalno ogrevanje ne škoduje okolju. Če ste privrženec »zelene energije« in nimate zelo omejenega proračuna, je greh, da ne uporabljate geotermalne energije.

Druga pomembna prednost geotermalnih komunikacij je enostavnost vzdrževanja. Tako kot dober hladilnik tudi zemeljska črpalka morda ne bo primerna za uporabo prvih 30 let.

Iskanje alternativnih virov energije je privedlo do izuma naprav, ki so sposobne hraniti toploto v velikih količinah v človekovem okolju. Sončni žarki, izviri gejzirjev, tla - vse to v takšni ali drugačni meri lahko zadovolji potrebe po ogrevanju hladilne tekočine za ogrevalni sistem in oskrbo s toplo vodo.

Čeprav je geotermalno ogrevanje iz zemeljske toplote relativno nov trend, so obeti za takšno rešitev jasni. Zahvaljujoč namestitvi posebne opreme je mogoče pridobiti poceni, skoraj neskončno vrsto toplotne energije.

Kako pripeljati toploto v hišo iz tal

Zemlja tudi pozimi ne zmrzne popolnoma. To funkcijo uporabljajo montažne ekipe, ki polagajo cevovod pod lediščem. Presenetljivo je, da temperatura teh plasti le redko pade pod +5 + 7 ° C stopinj.

Ali je mogoče izkoristiti sposobnost zemlje, da akumulira toploto, jo pridobiva in uporablja za ogrevanje hladilne tekočine? Seveda! Toda, da bi omogočili alternativno ogrevanje zasebne hiše z uporabo toplote zemlje, bo treba rešiti naslednje težave:

• Prejemanje toplote - toplotno energijo boste morali akumulirati in jo poslati v hranilnik.
• Ogrevanje hladilne tekočine. Ogrevan antifriz mora prenašati toplotno energijo tekočine, ki kroži v sistemu ogrevanja in tople vode.
• Ohlajen antifriz je treba odpeljati nazaj v toplotni izmenjevalnik za nadaljnje segrevanje.

Za reševanje teh vprašanj je bila razvita geotermalna črpalka, ki uporablja toploto zemlje. Toplotna črpalka zemeljskega izvora omogoča pridobivanje količine toplote, ki je več kot dovolj za proizvodnjo velike količine toplote in uporabo, odvisno od zasnove in lokacije hiše, kot glavno ali dodatno ogrevalno opremo.

Kako deluje geotermalno ogrevanje doma, kako deluje

Podzemno globinsko ogrevanje iz tal ni več fantazija. Takšne instalacije je mogoče enostavno kupiti v Rusiji. Poleg tega lahko geotermalne naprave delujejo tako na severnih kot na južnih zemljepisnih širinah. Toda kakšen princip uporabljajo pri svojem delu?

Že v prejšnjem stoletju je bilo ugotovljeno, da lahko nekatere vrste tekočin med izhlapevanjem ohlajajo površino. Prav to se zgodi, ko kožo pred injekcijo obrišemo z alkoholom ali zalijemo pod soncem ogreto asfaltno površino. To načelo je bilo vzeto kot osnova za razvoj hladilne opreme.

Potem se je porodila ideja, zakaj ne bi zagnali procesa hlajenja v nasprotni smeri in dobili vroč zrak namesto hladnega. Večina sodobnih klimatskih naprav je sposobna ne samo ohlajati zraka v prostoru, ampak ga tudi ogrevati. Toda pomanjkljivost takšnih naprav je, da so omejene s temperaturo okolice. Torej, ko oznaka doseže -5 stopinj, prenehajo delovati.

Geotermalne črpalke za ogrevanje zasebnih hiš iz tal so popolnoma brez takšne pomanjkljivosti, čeprav uporabljajo princip, ki v veliki meri spominja na delovanje klimatske naprave za ogrevanje prostora.

Kako deluje geotermalno ogrevanje

Kot smo že omenili, geotermalni ogrevalni sistem iz zemeljskega nedra v marsičem spominja na delovanje klimatske naprave v načinu ogrevanja. Kaj se zgodi v tem trenutku?

• V spodnjih plasteh tal, na dnu reke ali jezera, so nameščeni zbiralniki vode, skozi katere kroži antifriz. Kolektorji absorbirajo toploto in oddajajo mraz.
• Ogreti antifriz se črpa navzgor.
• Izmenjava toplote poteka v hranilniku. Ogrevan antifriz odda toplotno energijo hladilni tekočini ali segreje vodo.
• Ohlajen antifriz teče nazaj v zbiralnike.

Obstajajo inštalacije, ki lahko samostojno ogrevajo velike prostore, druge se uporabljajo izključno kot pomožna oprema, ki lahko zagotovijo od 50-75% potreb po toploti prostora.

Geotermalna oprema za izkoriščanje zemeljske toplote

Načelo delovanja globoko nameščenega ogrevalnega sistema doma, ki ga poganja energija zemlje, temelji na uporabi posebne opreme. Izvaja naslednje funkcije: akumulira toploto okolja, jo prenaša na toplotni nosilec ogrevalnega sistema. Če želite to narediti, uporabite naslednja vozlišča:

• Uparjalnik se nahaja globoko pod zemljo. Funkcija uparjalnika je absorbirati toplotno energijo v okoliški zemlji.
• Kondenzator - pripelje antifriz na zahtevano temperaturo.
• Toplotna črpalka - kroži antifriz v sistemu. Spremlja delovanje celotne instalacije.
• Vmesni rezervoar - zbira ogrevan antifriz na enem mestu za prenos energije na hladilno tekočino. Sestavljen je iz notranjega rezervoarja, ki vsebuje vodo iz ogrevalnega sistema in notranje tuljave, skozi katero se giblje segreti antifriz.

Čeprav naravno nizkotemperaturno geotermalno ogrevanje hiše s toploto zemlje zagotavlja dovolj toplotne energije, je pri tej rešitvi najbolj praktična možnost ogrevanja povezava na sistem "topla tla".

Montaža in montaža geotermalnega ogrevanja

Glavna težava pri vgradnji geotermalne opreme je povezana z vgradnjo tokokroga toplotnega izmenjevalnika v zemljo-zemlja. Čeprav lahko na internetu najdete veliko nasvetov, kako ta dela opraviti sami, praksa kaže, da večine nasvetov ni mogoče uporabiti brez posebnega specializiranega izobraževanja, zato morajo vsa dela opraviti profesionalni monterji, ki so zastopniki. proizvajalca.

Po stiku s strokovnjaki so geotermalni ogrevalni sistemi za zasebne hiše, ki uporabljajo toploto zemlje, nameščeni v naslednjih več fazah:

1. Odhod inženirja domov... Pri prvem obisku se odvzamejo vzorci tal, določijo značilnosti območja in sprejme odločitev o najučinkovitejši postavitvi geotermalnega sistema. Na učinkovitost inštalacije lahko vpliva tudi vir pričakovane toplote. Namestitev toplotnih izmenjevalnikov na dnu rezervoarja ali pri virih toplotnih virov velja za bolj produktivno.
2. Sklenitev pogodbe in nakup potrebne opreme... Cene se lahko močno razlikujejo glede na zahtevnost inštalacijskih del in druge nianse. Toda v povprečju, če je izbran kakovosten nemški proizvajalec, bodo stroški namestitve približno enaki njegovi ceni. Nakup inštalacije Vaillant na ključ za hišo 350 kvadratnih metrov. m. bo stalo približno 21 tisoč dolarjev
3. Inštalacijska dela... Ogrevanje zasebne hiše s podzemnimi geotermalnimi viri toplote, oziroma njena učinkovitost je v veliki meri odvisna od pravilnega dela v fazi namestitve. Po vgradnji vodnih toplotnih izmenjevalnikov v tla se priključijo na geotermalno inštalacijo in sistem ogrevanja doma.
4. Zagonska dela... Inženir zažene sistem in natančno nastavi napravo. Po nastavitvi se podpiše Dobavni list.

V skladu z veljavno zakonodajo lahko podjetje, ki vgrajuje opremo, zagotovi dodatne garancijske obveznosti ob plačilu teh storitev. Takšna jamstva bodo stala dodatnih 1000 $.

Ali je geotermalno ogrevanje učinkovito na severu

Za ustvarjanje minimalnih pogojev, potrebnih za delovanje geotermalne naprave, zadostuje izpolnjevanje naslednjih pogojev:

• Temperatura plasti tal, v kateri se nahajajo toplotni izmenjevalci, ne sme pasti pod + 5, + 7 ° C stopinj.
• V celotnem sistemu, skozi katerega teče antifriz, so bili ustvarjeni pogoji za preprečevanje zmrzovanja.
• Geotermalno ogrevanje podeželske hiše je bilo izvedeno po vseh potrebnih izračunih in projektni dokumentaciji.

Ob upoštevanju vseh opisanih zahtev postane jasno, da so takšne instalacije lahko učinkovite, če so izpolnjeni zgornji pogoji. Kljub temu je za severne regije bolj smiselno uporabiti takšne naprave za ogrevanje majhnih površin do 150-200 kvadratnih metrov. m.

Ogrevanje zasebne hiše z gejzirji

Učinkovitost zemeljske črpalke je v veliki meri odvisna od temperature tal ali vode, v kateri se nahaja toplotni izmenjevalec. V tem pogledu so prebivalci Kamčatke v ugodnejšem položaju. Na polotoku Kamčatka je ogromno termalnih vrelcev - gejzirjev, ki se ne ohladijo niti v zimski sezoni.

Pred namestitvijo opreme je potrebno geološko raziskovanje. Če se na ozemlju hiše nahaja topel vir, je smiselno postaviti toplotne izmenjevalce na dno tega rezervoarja. V tem primeru se bo geotermalna energija izplačala veliko hitreje.

Kako ogreti hišo z zemeljsko črpalko

Tehnologija ogrevanja hiše s podzemno toploto je najbolj iskana na Zahodu. To je predvsem posledica miselnosti prebivalcev zahodnih držav. Navajeni so dolgoročnih naložb, ki se izplačajo šele v nekaj letih. In ni veliko ljudi, ki bi lahko plačali za namestitev opreme približno 20 tisoč dolarjev naenkrat. Toda število tistih, ki se želijo osamosvojiti od drugih virov ogrevanja, nenehno narašča.

Alternativni načini geotermalnega ogrevanja doma postajajo vse bolj priljubljeni, zlasti glede na vedno višji strošek plina.

Toplotna energija dobesedno leži pod nogami. Bistvo je le v tem, da se upogneš in ga »dvigneš«. Pri tem lahko pomaga geotermalna instalacija. Namestitev črpalke vam omogoča, da glede na območje bodisi v celoti nadomestite potrebe po toplotni energiji bodisi jih delno zadovoljite, s čimer se znatno zmanjša obremenitev glavnega vira ogrevanja in sistema sanitarne vode zasebne hiše.

Prijeten in udoben dom, ki je hladen poleti in topel pozimi, so brez pretiravanja sanje vsakega človeka. Obstaja veliko vrst ogrevanja doma - na drva, šoto, elektriko, premog, plin, geotermalno ogrevanje. A opreme, ki deluje na premog, plin, šoto in podobno, ne moremo uvrstiti med okolju prijazne in varne. In stroški takšnega goriva zelo nihajo.

Mnogi ljudje verjamejo, da je plinsko ogrevanje zasebne hiše najboljša možnost. Vendar pa je tu tudi nekaj zelo pomembnih negativnih točk. V nekaterih primerih je takšno ogrevanje nemogoče namestiti, če plinovod ni priključen na vašo kočo. Montaža plinske napeljave zahteva stalno vzdrževanje, dosledno upoštevanje vseh varnostnih standardov ter posebna dovoljenja.

Vendar pa obstaja ena dokaj dobra možnost za ogrevanje brez plina - to je geotermalno ogrevanje doma. Število uporabnikov tovrstnih sistemov se iz dneva v dan povečuje, saj se takšno ogrevanje ponaša s številnimi pozitivnimi lastnostmi. Med najpomembnejšimi je dejstvo, da je tak sistem ogrevanja najbolj ekonomičen, pa tudi okolju prijazen in varen.

Načelo delovanja

Ogrevalni sistem iz toplote zemlje je sestavljen iz 3 glavnih komponent:

• Notranja kontura;
• Zunanja kontura;
• Toplotna črpalka.

Veliko ljudi zanima vprašanje: kaj je ogrevanje z energijo zemlje? Zasnovo takega sistema je precej težko razumeti, zato bomo dali majhen primer za pojasnitev.

Lahko rečemo, da je geotermalni sistem na nek način hladilnik, ravno nasprotno.

Uparjalnik, ki tukaj igra vlogo zamrzovalnika, se nahaja globoko v nebu zemlje. Kondenzator, ki je bakrena tuljava, se uporablja za dovajanje zraka ali vode do zahtevane temperature. Temperatura uparjalnika, ki se nahaja pod zemljo, je bistveno nižja kot nad površino.

Po navedbah proizvajalcev takšnih ogrevalnih sistemov se temperatura giblje od 5 do 8 stopinj Celzija.

Načelo delovanja.

Uporaba vzdržljivih in zanesljivih kompresorjev ter inovativne tehnologije hladilnih sistemov omogočajo ustvarjanje edinstvenih in nenavadnih načinov "nizkokakovostne" toplote, ki se nahaja nad tlemi, v "kakovostno" toploto, ki je kasneje uporabljen pri geotermalnem ogrevanju zasebne hiše.

To posledično omogoča zagon industrijske proizvodnje glavnega elementa s tem načinom ogrevanja prostora - toplotne črpalke.

Geotermalni ogrevalni sistemi delujejo na principu fizičnega prenosa toplote na hladilno sredstvo z uporabo zemeljske energije. Približno enako načelo delovanja se izvaja v običajnem hladilniku. Več kot 75% celotne količine toplote, ki se sprosti med delovanjem ogrevalnega sistema hiše, je energija okolja, ki se nato akumulira in vstopi v dnevne sobe in druge prostore koče.

Zaradi tega ima ta energija izjemno sposobnost samozdravljenja, zaradi česar geotermalni ogrevalni sistem ne povzroča škode ekološkemu in energetskemu ravnovesju našega planeta.

Zgodovina videza

Glavni razlog za pojav takšnih ogrevalnih sistemov za koče so energetske krize, ki so se zgodile v 70. letih prejšnjega stoletja. Sprva so si samo najbolj elitne in premožne družine dovolile namestitev inovativnega ogrevalnega sistema iz zemlje.

V prihodnosti, zahvaljujoč postopnemu razvoju znanosti in tehnologije ter pojavu novih tehnologij, so takšni sistemi postali bolj razširjeni, saj so se njihovi nabavni stroški nenehno zniževali.

Zdaj je za družino s povprečnim dohodkom na voljo geotermalni ogrevalni sistem brez resne škode za proračun. Izboljšave in posodabljanje geotermalne opreme še potekajo, saj vgradnja novih enot vodi do zmanjšanja porabe energije in velikih prihrankov.

prednosti

Delovanje takšnih ogrevalnih sistemov se izvaja na kvalitativno novem in nenavadnem gorivu - energija črevesja zemlje se uporablja za klimatsko napravo, pa tudi za ogrevanje zasebne hiše. Ta energija ustvarja optimalne in udobne življenjske pogoje, prav tako pa ne onesnažuje okolja s škodljivimi snovmi in odpadki. Ogrevanje hiše se izvaja z brezplačno energijo, za 1 kW električne energije sistem vrne 4-5 kW toplote

Geotermalna energija deluje učinkovito in varno brez kakršnih koli procesov zgorevanja, zato ni predpogoja, da bi se sistem vžgal ali eksplodiral.

Enako pomembna prednost je, da ni potrebe po nakupu dodatnih nap in dimnikov, ki bodo morda potrebni za zagotovitev nemotenega delovanja drugih vrst ogrevalnih sistemov. Med delovanjem ogrevanja se iz tal ne oddajajo škodljivi hlapi in vonjave, tak sistem ne oddaja nepotrebnega hrupa, poleg tega pa ne zavzame veliko prostora.

Geotermalne enote so za razliko od sistemov na trdo gorivo in tekoče gorivo ljudem praktično nevidne, ne uničujejo celovitosti fasade in notranjosti hiše. Ni treba izgubljati časa za razmišljanje o vprašanjih, kot so skladiščenje, dostava in nakup goriva, saj je energija planeta neizčrpna.

Še eno zelo izjemno dejstvo - s pomočjo lahko ogrevate prostore pozimi ali ohladite kočo med vročino.

Če morate svojo hišo ogreti s toploto zemlje, potem je vredno razmisliti tudi o njeni finančni plati. Takoj ugotavljamo, da bo postopek namestitve takšnega sistema zahteval visoke stroške v primerjavi z dizelsko in plinsko opremo.

Nasprotno pa je mogoče opaziti, da je raven porabe električne energije precej nižja, tako da je dolgoročno ekonomsko izvedljivost pridobitve geotermalne opreme vidna s prostim očesom. Po navedbah razvijalcev se bo iz vsakega porabljenega kilovata električne energije vrnilo do pet kilovatov toplotne energije.

Montaža

Obstaja več načinov, kako porabiti najmanj prostora za vgradnjo toplotnih črpalk:

1. izkoriščanje podzemnih sond. Če želite to narediti, boste morali v globok vodnjak zagnati posebno vezje, napolnjeno z antifrizom;
2. izkoriščanje tople podtalnice. To bo zahtevalo vrtanje dovolj globoke. Podzemna voda se poganja skozi toplotni izmenjevalnik, ki jo najprej izčrpa črpalka;
3. polaganje posebnih dežnikov v vodoravni legi pod nivojem zimske poledenitve na dnu zadrževalnika.

Zaključek

Na koncu ugotavljamo, da se je geotermalno okolju prijazno ogrevanje za najučinkovitejše izkazalo pri skupnem delu s "toplimi tlemi". To lastniku hiše omogoča, da uživa v edinstvenem udobju in udobju ter prihrani dober znesek denarja.

Glavna prednost takšne nenavadne kombinacije je, da je zagotovljeno načelo enakomernega ogrevanja celotne sobe, ki preprečuje nastanek pregrevalnih območij. Za eno leto delovanja prihranek pri uporabi takšnega sistema talnega in geotermalnega ogrevanja doseže približno 20 % v primerjavi s tradicionalnimi radiatorskimi baterijami.

Geotermalno ogrevanje z lastnimi rokami je zelo resničen projekt, ki lastnikom zasebnih hiš obljublja številne koristi. Seveda bo treba nekaj opreme kupiti že pripravljeno, saj je njena izdelava doma preprosto nemogoča. Toda precej veliko dela je mogoče opraviti neodvisno, brez vključevanja strokovnjakov.

Znatni prihranki so le ena od prednosti te rešitve. Drug "plus" je zaupanje v kakovost materialov in opravljenega dela.