Incalzirea subterana a casei. Încălzește-ți casa cu căldura pământului

Datorită creșterii constante a prețurilor la energie, oamenii încearcă să devină independenți energetic. Astfel, utilizarea surselor alternative de căldură devine din ce în ce mai relevantă. Acesta este un sistem de încălzire geotermal care implică utilizarea unor pompe speciale. Datorită acesteia, devine posibilă obținerea căldurii direct din sol.

Principiul de funcționare a sistemului de încălzire

Oamenii au încercat întotdeauna să obțină căldura din măruntaiele pământului. Datorită apariției încălzirii geotermale, acest lucru a devenit posibil.

În centrul pământului magma este localizată, încălzind pământul. Datorită prezenței stratului superior de sol, acesta nu se răcește. A fost suficient să înveți cum să aplici o astfel de căldură pentru a descoperi o sursă alternativă de căldură. Cu utilizarea corectă a acesteia, va fi posibil să se rezolve problema alimentării cu căldură a oricăruia case de tara.

Mulți oameni consideră că principiul de funcționare al unei pompe de căldură terestre este destul de complicat. De fapt, este suficient să se ocupe de caracteristicile încălzirii de la sol. Funcționarea sistemului este posibilă datorită prezenței conturul exterior acționând ca un schimbător de căldură. Este situat în apă sau sub pământ. În interiorul acestui element se află apă sau orice alt lichid care absoarbe căldura. Lichidul de răcire intră în pompa geotermală, care acumulează căldură. Acest echipament distribuie energia primită în circuitul intern.

Trebuie remarcat faptul că astfel de pompe de căldură corespund dimensiuni standard, dar performanța lor este cu adevărat ridicată.

Varietăți de sisteme geotermale

Există mai multe tipuri de astfel de sisteme de încălzire. Toate diferă doar în schimbătorul de căldură. Alegerea sa depinde de caracteristicile sitului și de unele nuanțe ale zonei.

Mulți oameni le este greu să facă o alegere. Pentru a nu ne înșela, merită luate în considerare posibilitățile financiare și unele caracteristici ale terenului. Dacă în apropierea casei există un rezervor care îndeplinește toate cerințele menționate, atunci va fi posibil să organizați încălzirea geotermală cu propriile mâini. Și permisiunea de a folosi pompe de căldură și de a efectua lucrări de la nicio autoritate nu este necesar. Dacă vorbim despre utilizarea altor sisteme, atunci un schimbător de căldură vertical va necesita investiții financiare semnificative, iar un schimbător de căldură orizontal va necesita mult teren neocupat.

Avantajele acestei metode de încălzire

Există multe opinii contradictorii despre sursele alternative de căldură. Desigur, încălzirea geotermală a locuinței nu face excepție. Cu toate acestea, avantajele obiective ale unui astfel de sistem sunt într-adevăr multe.

Organizarea independentă a încălzirii geotermale

După cum am menționat mai devreme, un astfel de sistem este cel mai accesibil, ceea ce înseamnă că fiecare proprietar de casă poate folosi resursele energetice ale pământului. În același timp, organizarea încălzirii geotermale nu necesită investiții semnificative sau resurse umane. Instalarea de către dvs. a sistemului este destul de simplă. În acest caz, principalul lucru este să efectuați calculele corecte.

Desigur, instalarea echipamentelor și a pompelor de căldură în sine depinde de tipul de schimbător de căldură ales.

• Cel mai simplu mod de a face instalarea este că casa este situată în apropierea lacului de acumulare. În acest caz, este suficient să angajați mai mulți asistenți și echipamente speciale pentru a așeza conducta în partea de jos. După aceea, rămâne doar conectarea pompei de căldură, după care casa se va încălzi.
• Dacă ați ales un schimbător de căldură orizontal, atunci trebuie să sapi site-ul. Ulterior, aici nu se va mai putea organiza o grădină sau o grădină de legume.
• Cea mai dificilă este instalarea unui schimbător de căldură vertical. Efectuarea unei astfel de lucrări ar trebui să fie încredințată unor specialiști cu experiență relevantă și echipamente profesionale de foraj.

Pe lângă așezarea țevilor, trebuie acordată atenție instalării pompei de căldură în sine. Dispozitiv similar trebuie instalat corect, altfel sistemul va fi ineficient.

Încălzirea geotermală a intrat în funcțiune abia recent. Datorită lui, se poate obține energie ieftină cu costuri minime. La asa ceva Opțiune alternativă dovedit a fi eficient, este necesar să se țină seama de toate cerințele, precum și să se instaleze corect pompa de căldură.

Conţinut

Pentru a asigura căldura unei case private, se folosesc în mod tradițional unități care funcționează cu energie electrică, combustibili solizi, gaze sau lichizi. În ultimele decenii, ca sursă alternativă energia termică este folosită de colectorii solari și căldura din interiorul pământului. Încălzirea unei case folosind căldura pământului se numește încălzire geotermală a locuinței.

Incalzirea geotermala a casei datorita energiei pamantului

Încălzirea de la sol are o cerere din ce în ce mai mare, deoarece costul transportatorilor de energie convențională crește constant, în timp ce livrările de combustibili fosili sunt în scădere. Investiție în încălzirea pământului casa la tara destul de profitabil, ținând cont de perspectivele economice și de economii semnificative la furnizarea autonomă de căldură în perioada de încălzire.

Metode de obținere a energiei termice naturale

Pompele de căldură geotermale diferă prin modul în care extrag căldura:

1. Instalații care utilizează căldura apelor subterane adânci, gheizere fierbinți etc.
2. Sisteme care includ un rezervor de antigel instalat in pamant la o adancime de 75 de metri. Încălzirea din măruntaiele pământului este asigurată de încălzirea naturală a recipientului cu antigel; ca urmare, agentul frigorific, trecând prin schimbătorul de căldură, degajă căldura primită și revine în rezervor.
3. Circuitul geotermal este așezat de-a lungul fundului rezervorului, care este un acumulator natural de căldură. În acest caz, trebuie luat în considerare faptul că rezervorul poate îngheța complet iarna.

Tipuri de pompe de căldură geotermale

Încălzirea unei case cu energia pământului necesită lucrări de instalare la scară largă, dar este o modalitate prietenoasă cu mediul de a obține energie termică practic gratuită. Pentru a încălzi casa, veți avea nevoie de cheltuieli nesemnificative pentru energia electrică necesară funcționării sistemului.

Principii de funcționare a încălzirii geotermale

Încălzirea din energia pământului este utilizată cu succes în diferite zone climatice: sistemele sunt capabile să funcționeze atât în ​​regiunile sudice, cât și în cele nordice.

O instalație geotermală, în timpul funcționării sale, folosește o proprietate fizică a anumitor lichide precum capacitatea de evaporare, ceea ce duce la răcirea suprafeței. Acest fenomen stă la baza funcționării echipamentelor frigorifice.

Principiul de funcționare a încălzirii geotermale este lansat în reversul proces de răcire. Așa funcționează aparatele de aer condiționat, capabile nu doar să răcească, ci și să încălzească aerul din cameră.

Cum funcționează o pompă de căldură

Cu toate acestea, unitățile de aer condiționat au o capacitate limitată - nu pot funcționa la temperaturi sub -5°C. Iar sistemul geotermal este capabil să asigure încălzirea casei, indiferent de temperatura aerului de la suprafață. Acest lucru se datorează faptului că în mediul din care ia energie termică, condițiile de temperatură stabile sunt menținute în mod natural.

Dispozitiv sistem de încălzire geotermală

Geotermia (știința stării termice a Pământului) a făcut posibilă aplicarea practică a energiei termice pe care scoarța terestră o primește din magma fierbinte din centrul planetei.

La suprafață este instalată o pompă de căldură special concepută pentru încălzirea locuinței, iar un schimbător de căldură este montat în sol sau în partea de jos a rezervorului. Energia termică este „pompată” la suprafață și permite încălzirea lichidului de răcire în circuitul de încălzire al unei case sau al unei instalații nerezidențiale.

Cum este procesul de încălzire

Încălzirea geotermală a unei case private - economic opțiune eficientă. Dacă folosiți energia pământului pentru a încălzi o casă, atunci pentru fiecare kilowatt de energie electrică necesar pentru a funcționa echipamentul, există de la 4 până la 6 kW de energie termică utilă obținută din intestinele planetei.

În comparație cu funcționarea aparatului de aer condiționat, vom vedea că în timpul funcționării acestuia este necesar mai mult de 1 kW de energie electrică pentru a obține 1 kW de energie termică. Acest lucru se datorează pierderilor inevitabile în conversia unei energii în alta și așa mai departe.

Este foarte profitabil să încălziți o clădire rezidențială folosind energia termică din interiorul pământului, dar perioada de amortizare a costurilor de echipamente și instalare va dura ceva timp.

Folosirea căldurii pământului pentru a încălzi casa nu necesită instalarea unui cazan tradițional pentru a încălzi lichidul de răcire.

În acest caz, sistemul este format din trei componente:

• circuit de incalzire - sursa geotermala de energie termica;
• circuit de încălzire în interiorul casei - calorifer de temperatură scăzută sau podea;
• stație de pompare - o pompă de căldură pentru pomparea energiei termice în circuitul de încălzire din circuitul de încălzire din pământ sau sub apă.

Sistemul de încălzire geotermal poate fi folosit și pentru a încălzi sere, clădiri auxiliare, apa piscinei, poteci de grădină etc.

Echipamente de incalzire geotermala

Echipamentul geotermal pentru un sistem de încălzire profundă vă permite să acumulați extrase din mediu inconjurator energie termică și transferați-o în lichidul de răcire din circuitul de încălzire.

Lista echipamentelor de încălzire a solului include:

• Evaporator. Dispozitivul este situat la o adâncime și servește la absorbția energiei termice aflate în apele geotermale sau în sol.
• Condensator. Vă permite să aduceți temperatura antigelului la valoarea necesară pentru funcționarea sistemului.
• Pompa de caldura. Asigură circulația antigelului în circuitul de încălzire, controlează funcționarea instalației geotermale.
• Rezervor tampon - un recipient pentru colectarea antigelului încălzit. Vă permite să transferați energia termică din interiorul pământului către lichidul de răcire. Rezervorul prin care trece lichidul de răcire este echipat cu un schimbător de căldură sub formă de serpentină. Antigelul încălzit se mișcă de-a lungul ei, degajând căldură.

Diagrama unui dispozitiv cu pompă de căldură

Instalarea sistemului

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

În timp, costurile financiare se plătesc, deoarece energia termică folosită în timpul sezonului de încălzire este extrasă din adâncurile pământului cu un consum minim de energie electrică.

Instalarea unui schimbător de căldură orizontal pentru un sistem de încălzire geotermal

Pentru a asigura încălzirea casei cu căldura pământului, este necesar să instalați un sistem:

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

Cum arată echipamentele geotermale într-o casă?

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

Există două tipuri de colecționari:

1. Verticală - se cufundă în pământ pe câteva zeci de metri. Pentru a face acest lucru, la mică distanță de casă, este necesar să forați o serie de puțuri. Un contur este scufundat în puțuri (opțiunea cea mai fiabilă este țevile din polietilenă reticulata).

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

Beneficii: Amplasarea subterană a conductelor la o adâncime unde temperatura solului este stabilă, asigură Eficiență ridicată sistem de operare. În plus, colectorul vertical ocupă o suprafață mică de teren.

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

dezavantaje: necesitatea folosirii suprafata mare complot (dezavantaj principal). Această bucată de pământ după așezarea conturului nu poate fi folosită pentru o grădină sau o grădină de legume, deoarece sistemul funcționează cu eliberarea de frig în timpul transportului agentului frigorific, ceea ce va face ca rădăcinile plantelor să înghețe.

Beneficii: Lucrări la terenuri mai ieftine pe care le puteți face chiar și pe cont propriu.

Tip colector orizontal și vertical

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

Important! Temperatura ambientală a colectorului nu trebuie să scadă sub +5°C. Partea superioară a colectorului în contact cu solul înghețat trebuie protejată cu izolație termică pentru a evita pierderile de căldură.

Avantaje și dezavantaje

Încălzirea cu energia pământului are o serie de avantaje:

• Eficienţă. În comparație cu costul energiei electrice pentru funcționarea unei pompe de căldură, sistemul vă permite să obțineți de câteva ori mai multă energie termică.
• Prietenia mediului. Acest tip de încălzire este complet inofensiv pentru mediu, nu există emisii în atmosferă.
• Siguranță. Nu este nevoie să folosiți combustibil, chimicale etc., nu există pericol de explozie sau incendiu al echipamentului.
• Nevoia minimă de suport tehnic. Un sistem instalat corect este capabil să funcționeze fără nicio intervenție timp de cel puțin 30 de ani.
• Rentabilitatea. În timpul funcționării, nu există costuri de reparație, ceea ce vă permite să plătiți înapoi instalația de încălzire în 5-8 ani.
• Nu este nevoie să controlați funcționarea sistemului.
• Nivel scăzut de zgomot în timpul funcționării echipamentului.
• Sursă inepuizabilă de energie termică, nu este necesară achiziționarea și stocarea unui purtător de energie.

Protecția mediului în utilizarea energiei termice a subsolului

Dezavantajele includ:

• costuri initiale mari ale echipamentelor;
• necesitatea de a efectua lucrări complexe de foraj în zonă pentru instalarea unui circuit vertical sau strica peisajul prin pregătirea șanțurilor pentru un schimbător de căldură orizontal.

În climatele temperate, instalațiile geotermale și-au dovedit eficiența. În regiunile nordice, acest tip de încălzire este potrivit pentru case mici (până la 200 m 2).

După ce v-ați dat seama cum funcționează sistemul și din ce părți este compus, puteți determina posibilitatea de a-l instala pe propriul site. În cea mai mare parte, încălzirea de la sol este echipată în etapa de construire a unei case - în acest caz, este mai ușor să efectuați lucrări de terasament, deoarece amenajarea șantierului și crearea. design peisagisticîncă înainte.

Metoda progresivă de încălzire geotermală a locuinței folosește principiul de funcționare, care constă în folosirea căldurii pământului pentru încălzirea încăperii. Deoarece combustibilul tradițional este o resursă naturală epuizabilă, merită să vă faceți griji cu privire la trecerea în avans la cele mai noi surse de energie inepuizabile.

Țările scandinave sunt lideri în producția și operarea sistemelor de încălzire geotermală pentru case. Ei popularizează această opțiune de plante și o oferă regiunilor cu un potențial larg de utilizare.

Aplicarea echipamentelor

Este greșit să presupunem că încălzirea de la sol poate fi folosită numai acolo unde sunt prezente surse de apă caldă, există gheizere calde și alte subterane naturale. surse de incalzire. Cele mai noi tehnologii vă permit să operați cu succes încălzirea geotermală acasă și în latitudini temperate.

Astăzi în țara noastră încă mai aparține acestui tip de încălzire moduri alternative primind căldură. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri este aproape ideal pentru case de țară sau de țară. Încălzirea geotermală instalată la domiciliu poate funcționa în două moduri:

• incalzire iarna;
• răcire pe vreme caldă.

Astfel, se formează cea mai favorabilă atmosferă din cameră.

VIDEO: Cum funcționează încălzirea geotermală

Sistem de operare

Casa trebuie să instaleze o pompă de căldură. Va prelua energie din sol sau din apele subterane, dând-o lichidului de răcire care circulă în casă prin conducte. Acest principiu de funcționare a fost identificat încă din secolul al XIX-lea de către fizicianul francez Sadi Carnot.

Elementele constitutive ale nodului de bază sunt:

Compresorul este angajat în „comprimarea” căldurii și mutarea acesteia către consumatori. Dispozitivul în sine are nevoie de o sursă de alimentare externă.

Funcționarea pompei de căldură se realizează conform următorului algoritm:

1. Admisia de căldură colector trebuie să conțină în interior un lichid care are un punct de îngheț scăzut. Adesea, în fabricarea încălzirii geotermale cu propriile mâini, în interior se toarnă apă cu un conținut ridicat de sare, alcool diluat cu apă și amestecuri de glicol.
2. În modulul de evaporare, căldura este transferată la agentul frigorific, care are un punct de fierbere scăzut, în acest moment fierbe și intră în stare de vapori.
3. Compresorul instalat în circuit contribuie la creșterea presiunii vaporilor, ceea ce are ca rezultat o creștere a temperaturii substanței la 78-80 0 C.
4. Intrând în condensator, substanța frigorifică trece în faza lichidă, în același timp este eliberată energie pentru circuitul de încălzire.
5. Returul lichidului format la compresor se realizează prin supapa de accelerație.

Deoarece o pompă de căldură pentru încălzirea unei case funcționează pe principiul unui frigider, este adesea numită „frigider în sens invers”. În multe cazuri, energia din pământ este folosită pentru a instala încălzirea prin pardoseală.

Calculele corecte și instalarea bine executată a schimbătorului de căldură pot oferi o creștere de cinci ori a puterii de ieșire de la un kilowatt consumat de pompă.

VIDEO: Cum funcționează o pompă de căldură la sol

Instalare schimbător de căldură

Tipurile actuale de instalare sunt:

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

Forarea sondelor

Pentru utilizare eficientă energia termică a pământului, dacă zona din apropierea clădirii este mică, este necesar să forați puțuri adânci. În adâncurile pământului, se menține o temperatură pozitivă stabilă timp de câțiva metri. Utilizarea unor astfel de puțuri geotermale asigură căldură circuitului schimbătorului de căldură. În plus, această căldură este transferată către al doilea circuit intern situat în cameră.

Adesea, forarea mai multor puțuri costă chiar mai puțin decât așezarea de-a lungul fundului unui rezervor. Acest lucru face ca procesul să fie accesibil pentru mai multe persoane.

Procesul se realizează cu o instalație de foraj de dimensiuni mici și o cantitate mică de echipamente auxiliare. Practic nu afectează zona înconjurătoare. Amenajarea unei fântâni este permisă chiar și în apă, dar nu trebuie să fie mai aproape de 2-3 m de o clădire rezidențială.

Adâncimea maximă utilizabilă este de până la 200 m, dar adesea eficiența apare de la un nivel de 50 m. urmatorul pas construcția puțului este în curs. Un tub de plastic cu un diametru de 40 mm sau mai mult este plasat în interiorul cavității. De la una la patru bucle colectoare sunt trecute în el.

Cavitatea dintre sol și peretele exterior al tubului trebuie umplută cu un material termoconductor. O rețea de încălzire este conectată la o pompă de căldură.

energia apei

Această opțiune de cost este cea mai rațională, deoarece nu necesită pregătirea de șanțuri, o groapă de fundație și alte lucrări de terasament. Dar acest lucru nu este disponibil pentru toată lumea - volumul minim al unui rezervor suficient pentru a încălzi o casă este de 100 mp. trebuie să aibă cel puțin 200 de metri cubi și să nu depășească 100 de metri de construcția de locuințe.

În rezervoare, țevile sunt așezate de-a lungul fundului pentru a preveni înghețarea lor în perioada de vârf a înghețului.

Efectuarea calculelor

Pentru a efectua un calcul de sistem, este necesar să se țină cont de parametrii de bază:

• la o adâncime mai mare decât banda de mijloc Rusia 15-20 m, temperatura se menține la +8-+10 0 С;
• pentru structurile verticale, se obișnuiește să se ia în calcule valoarea puterii rezultată de 50 W pe 1 m de înălțime, iar valori mai precise depind de gradul de umiditate a rocii, prezența apei subterane etc.;
• roca uscată dă 20-25 W/m;
• argila umeda sau gresie 45-55 W/m;
• rocile de granit dur vor furniza până la 85 W/m;
• Disponibilitate panza freatica oferă până la 110 W/m.

Folosind o pompă de căldură

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

Cum funcționează o pompă de căldură

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

Nu ar trebui permisă o putere prea mare a pompei, deoarece acest proces poate duce la o scădere semnificativă a temperaturii solului din jurul puțului și, uneori, se ajunge la îngheț.

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

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

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

Încălzire geotermală de acasă: diagramă, desen, cost, instrucțiuni foto și video

Cum să faci încălzire geotermală cu propriile mâini. Principiul de funcționare a unei pompe de căldură. Cum energia pământului și a apei poate încălzi o casă fără lemn de foc și gaz.

Nu toată lumea știe că crearea de încălzire geotermală acasă nu necesită cunoștințe sau abilități specifice. Dar, în comparație cu tipurile alternative de încălzire, geotermala nu este atât de populară, iar motivul pentru aceasta este extrem de simplu - costuri financiare mari care se vor plăti abia după opt ani. În astfel de condiții, puțini oameni vor să investească bani, și complet în zadar.

Pompă de căldură geotermală DIY

Într-un cuvânt, aruncați o privire mai atentă la încălzirea geotermală, mai ales că costul energiei electrice și gazului este în continuă creștere și nu este clar care dintre purtătorii de energie va fi mai ieftin de utilizat în câțiva ani.

Notă! Pentru prima dată această metodă de încălzire a fost folosită în America în timpul crizei financiare din anii optzeci. De-a lungul timpului, noutatea a devenit populară în Europa. În Suedia, de exemplu, astăzi ¾ din toată căldura este sintetizată prin intermediul pompelor de căldură.

Construcția sistemelor geotermale

Construcția sistemelor geotermale

Chiar și din nume este clar că esența acestui tip de încălzire este folosirea energiei pământului. Conform principiului de funcționare, seamănă de la distanță cu aparatele de aer condiționat sau frigiderele.

Elementul principal este o pompă de căldură conectată la două circuite.

1. Circuitul intern înseamnă sistemul de încălzire familiar pentru noi, este format din calorifere și conducte.
2. Extern - acesta este un schimbător de căldură foarte dimensional instalat sub pământ sau într-un rezervor. În acesta, lichidul de răcire (și poate fi apă simplă sau antigel), după ce a luat temperatura ambiantă, este alimentat în pompa de căldură, de unde căldura acumulată intră în circuitul intern. Așa se încălzesc încălzitoarele din casă.

Elementul principal al sistemului este tocmai pompa de căldură - un dispozitiv care nu ocupă mai mult spațiu decât aragaz. Performanța pompei de căldură este destul de ridicată: pentru fiecare kilowatt de energie folosită, generează până la cinci kilowați de căldură.

Diagrama de funcționare a pompei de căldură

Notă! Un aparat de aer condiționat obișnuit, al cărui principiu este foarte asemănător, produce exact atâta energie cât consumă, adică unu la unu.

Desigur, încălzirea geotermală este de departe cea mai consumatoare de timp și cea mai costisitoare. Cei mai mulți bani vor trebui cheltuiți pe lucrări de terasament și echipamente aferente, inclusiv o pompă de căldură. Și mulți se întreabă dacă este posibil să economisiți pe acest lucru și să construiți, să zicem, o pompă de căldură de casă. Pentru a afla, trebuie să înțelegeți tipurile și caracteristicile echipamentului.

Avantaje și dezavantaje ale sistemului

Iată principalele avantaje ale acestei metode de încălzire:

• utilizarea energiei inepuizabile a pământului;
• factor de productivitate ridicat;
• fără risc de incendiu;
• rentabilitatea;
• ușurință în întreținere și operare;
• nu este nevoie să depozitați combustibil;
• autonomie;
• respectarea mediului și siguranță.

Dezavantajele includ, probabil, costul ridicat de instalare, dar, așa cum am menționat deja, aceste costuri vor fi cu siguranță plătite.

Notă! Încălzirea geotermală este cea mai benefică în tandem cu încălzirea în pardoseală, precum și în casele a căror suprafață nu depășește 150 de metri pătrați.

Metode de realizare a sistemelor geotermale

Metode de realizare a sistemelor geotermale

Unul dintre elemente esentiale este circuitul termic. Când este situat pe verticală, poate să se afle la o adâncime de 20 m până la 150 m, în funcție de circulația geologică a căldurii. Circuitele orizontale sunt instalate la o adâncime de până la 2,5 m și sunt încălzite de fluctuațiile de temperatură în timpul încălzirii solare sau pierderilor de căldură.

1. Schimb direct de căldură

Dispozitivele termice cu schimb direct de căldură sunt în contact direct cu solul. Lichidul de răcire părăsește corpul dispozitivului, se deplasează de-a lungul magistralei subterane de cupru, schimbând energie termică și revine.

Un astfel de transfer de căldură se numește direct deoarece lichidul intră în contact cu solul fără niciun „intermediar”. Desigur, nu interacționează direct cu solul, ci doar schimbă căldură cu acesta prin pereții țevilor. Astăzi, astfel de pompe sunt rar folosite, nu trebuie confundate cu dispozitive în care schimbul de căldură are loc prin circuite intermediare.

Oricum ar fi, eficiența schimbului direct de căldură este destul de mare, iar costurile financiare pentru instalare sunt mai mici decât în ​​majoritatea sisteme închise. Nu ultimul rol îl joacă conductivitatea termică a cuprului, precum și absența unei pompe electrice de apă și a unui schimbător între lichidul de răcire și apă, care, după cum știți, este principala sursă de pierdere de căldură.

De asemenea, merită remarcat faptul că conducta de cupru este scumpă, iar lichidul de răcire în sine este necesar mai mult decât pentru alte tipuri de sisteme.

2. Sisteme închise

Majoritatea acestor sisteme constau dintr-un circuit primar umplut cu agent frigorific și un circuit secundar umplut cu apă și instalat subteran. Pentru fabricarea circuitului secundar, acestea sunt utilizate în principal tevi din polipropilena, și umpleți-l cu apă cu o cantitate mică de antigel.

Apa părăsește schimbătorul de căldură, se deplasează de-a lungul conturului exterior, schimbând energie termică cu solul și revine. Este caracteristic ca conturul exterior să fie sub nivelul de îngheț al solului, unde temperatura este stabilă; totuși este scufundat în cel mai apropiat corp de apă.

Notă! Sisteme scufundate în apă sau situate în sol umed, mult mai productiv decât circuitele uscate. Prin urmare, pe pământ uscat de lângă circuit, este de dorit să instalați un furtun de drenaj care să-l umezească.

Sistemele închise sunt mai puțin eficiente decât opțiunea anterioară, deoarece necesită găurire laborioasă și conducte lungi. De asemenea, rețineți că circuitele închise sunt instalate în două moduri - vertical și orizontal.

Circuitul vertical este format din două conducte care merg în subteran în unghi drept până la o adâncime de 20-120 m. Părțile lor inferioare sunt conectate între ele printr-un conector în formă de U. Puțurile săpate pentru țevi sunt de obicei umplute solutie speciala, care îmbunătățește transferul de căldură și protejează acviferele subterane de poluare.

În cazul unei amplasări orizontale a sistemului, conductele sunt îngropate sub nivelul de îngheț al solului. Desigur, ele rulează pe orizontală. Din motive evidente, această metodă este mai ieftină decât amplasarea verticală (a se citi: găurire), deci este folosită oriunde există suficient spațiu pe șantier.

3. Contururile forajului orizontal

Contururile de foraj orizontal

O alternativă la cele două opțiuni anterioare poate fi așezarea conturului prin găurire orizontală. Acest lucru face posibilă instalarea țevilor sub grădină, curte, drum și alte obiecte fără a le distruge.

Din punct de vedere al costului, un astfel de sistem este undeva între instalarea orizontală și cea verticală. Caracteristica sa distinctivă este că balamalele pot fi conectate doar la o singură cameră, iar acest lucru reduce suprafața necesară pentru instalare.

Notă! Contururile folosind foraj orizontal sunt instalate după construcția clădirii.

4. Circuite de apă

Circuitele închise care sunt scufundate în corpurile de apă sunt o conductă așezată în bucle. Acestea pot fi amplasate în orice lac sau iaz, care se află în imediata apropiere a casei.

5. Sisteme deschise

În astfel de sisteme, circuitul exterior este umplut cu apă naturală. Apoi se mută la un schimbător de căldură situat în carcasa dispozitivului, de unde căldura este extrasă și transferată în circuitul primar. După aceea, apa este returnată înapoi. Alimentarea și „returul” trebuie plasate departe una de cealaltă pentru a alimenta eficient sursa de căldură.

Notă! Toate elementele sistemului trebuie să fie bine protejate împotriva coroziunii, deoarece compoziția chimică a apei circulante nu poate fi controlată. De aceea este de dorit să se folosească circuite închise dacă nivelul de minerale și săruri din apă este crescut.

În ciuda faptului că eficiența sistemelor deschise este cu un ordin de mărime mai mare decât a celor închise, pot apărea probleme în timpul instalării, în principal de natură juridică. Pot fi necesare autorizații de instalare, deoarece aceste sisteme contaminează puțurile și epuizează acviferele.

6. Coloane de lichid

Circuitele cu coloane de lichid sunt una dintre varietățile sistemelor de tip închis. În acest caz, apa vine din fundul unei fântâni adânci, trece prin pompă și se scufundă înapoi, schimbând căldură cu solul din jur.

Adesea, coloanele lichide sunt folosite acolo unde spațiul liber este limitat. Nu este de dorit să se folosească acest sistem pe sol argilos sau nisipos.

De asemenea, menționăm că structura poate fi formată din mai mulți stâlpi simultan și este utilizată în principal în clădirile mici.

Prima etapă. Înainte de a continua cu fabricarea pompei, este necesar să se efectueze o serie de măsuri pentru a îmbunătăți eficiența energetică a casei. Aceste măsuri includ izolarea pardoselilor și pereților, înlocuirea ușilor și ferestrelor care nu au scurgeri, izolarea termică a acoperișului și tavanului.

Etapa a doua. Apoi, trebuie să efectuați o explorare geologică pentru a afla adâncimea înghețului solului. După aceea, ar trebui să întocmiți un proiect bazat pe tehnologia selectată.

Etapa a treia. Cumpărați tot ce aveți nevoie - părți ale sistemului de încălzire, țevi și un compresor pentru pompă.

Compresorul - inima oricărei pompe geotermale - ar trebui discutat separat. Este imposibil să o faci cu propriile mâini și singura opțiune rămasă este să cumperi un produs finit.

Este mai bine să cumpărați un dispozitiv cu o capacitate mai mare de 7 kW, utilizat în aparatele de aer condiționat de înaltă performanță (astfel de compresoare sunt vândute în centrele de service specializate în întreținerea aparatelor de uz casnic).

Pompă de căldură geotermală DIY

Etapa a patra. Apoi puteți începe asamblarea schimbătorului de căldură intern. Amintiți-vă că este necesar să transferați energia termică acumulată în rețeaua de încălzire. Materialele pentru acest element, precum și volumul acestuia, depind complet de condițiile climatice specifice. Tuburile de cupru sunt de obicei folosite pentru a circula lichidul de răcire, în timp ce recipientul este realizat dintr-un material necoroziv. În mod ideal, această capacitate ar trebui să fie un rezervor din oțel inoxidabil de 150 de litri.

Etapa cinci. Bobina de cupru pre-preparată trebuie plasată în rezervor. Nu va funcționa fără a-l deteriora pe acesta din urmă - trebuie tăiat în două părți, iar după fixarea bobinei, sudați-o în starea inițială.

Etapa a șasea. Apoi ar trebui să forați mine sau șanțuri, să instalați o conductă acolo. La sfârșitul lucrării, este necesar să se efectueze o funcționare de testare a sistemului.

Notă! Datorită gradului ridicat de complexitate al lucrării, este mai bine să încredințați proiectarea și instalarea unei astfel de încălziri unor profesioniști cu experiență. Același lucru se poate spune despre fabricarea unei pompe de căldură.

Pompă de căldură geotermală DIY

Aflați cum să vă construiți propria pompă de căldură! Sistem de incalzire geotermal, tipuri de pompe de caldura, pasi de fabricatie, foto + video.

Încălzire geotermală la domiciliu: o privire de ansamblu comparativă a metodelor dispozitivelor

Mulți proprietari de case private încă cred că încălzirea geotermală este aproape un termen științifico-fantastic și este relevant doar pentru acele regiuni în care izvoarele termale clocotesc și există o activitate vulcanică ridicată. Și din moment ce așa fenomene naturale- o raritate, atunci perspectivele de utilizare a acestei energii alternative în condițiile noastre par vagi pentru mulți. De fapt, o pompă geotermală generează cu succes căldură la temperaturi scăzute, așa că și într-un climat temperat poate fi folosită destul de eficient. Dar este posibil să instalați încălzirea geotermală acasă cu propriile mâini? Să încercăm să ne dăm seama.

Clasificarea după tipul de construcție

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

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

Conturul interior este sistem tradițional incalzire, formata din tevi si calorifere. Extern - un schimbător de căldură de dimensiuni impresionante situat în subteran 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 încălzită în țevi și calorifere.

Pompa geotermală (de căldură) este un element cheie al sistemului. Aceasta este o unitate compactă, nu ocupă mai mult spațiu decât este familiar ochilor noștri. mașină de spălat. Dacă vorbim de performanță, atunci pentru fiecare 1 kW de energie electrică consumată, pompa „produce” 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.

Dezavantajul unui sistem de încălzire geotermal cu circuit orizontal este suprafața 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 unor echipamente speciale 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 încălzirea geotermală este planificată pentru o casă de țară 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 recomandă dacă distanța până la cel mai apropiat corp de apă nu depășește 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 terasament 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.

Despre avantajele și dezavantajele sistemului

Pentru prima dată, încălzirea geotermală a fost privită îndeaproape în SUA, în timpul crizei din anii '80. S-au înregistrat instalații destul de scumpe în casele celor mai bogați și mai avansați, dar treptat au devenit mai accesibile și mai populare. Europa a luat act de noutate și a început să o introducă activ în spațiile sale deschise. Acum acest tip de încălzire nu mai este o curiozitate; în Suedia, de exemplu, aproximativ 70% din toată căldura este sintetizată cu ajutorul pompelor de căldură.

Producătorii de echipamente miraculoase și verdețuri vorbesc în unanimitate despre avantajele acestui tip de încălzire față de toate celelalte, principalele avantaje care sunt subliniate sunt:

• pentru încălzire se folosește energia termică a pământului, care este regenerabilă și inepuizabilă;
• nu există risc de incendiu;
• nu este nevoie de livrare și depozitare a materialelor combustibile;
• în timpul funcționării echipamentului, nu se formează emisii nocive, sistemul este absolut sigur și ecologic;
• sistemul functioneaza autonom, nu necesita monitorizare si interventie constanta;
• este economic, practic nu necesită costuri de întreținere din partea proprietarului;
• cu toată varietatea de modele, coeficientul de productivitate al echipamentului rămâne constant ridicat.

Sistemul de încălzire geotermal a funcționat bine în combinație cu „pardoseli calde”. Un astfel de duo asigură o distribuție uniformă a temperaturii și previne formarea zonelor de supraîncălzire.

Important! Acest tip de încălzire este cel mai benefic pentru casele cu o suprafață de până la 150 m², proprietarii unor astfel de căsuțe mici asigură că costurile se plătesc în aproximativ 3-4 ani.

Rețineți că aceste sisteme nu au devenit încă populare în spațiul post-sovietic. Acest lucru se datorează în mare măsură investițiilor de capital destul de semnificative care vor trebui făcute chiar de la început și perioadei destul de lungi de rambursare. Este destul de greu să-i convingem pe concetățenii noștri că oricum este, până la urmă, profitabil din punct de vedere economic. Deși, având în vedere creșterea anuală a prețului lichidelor de răcire obișnuite și faptul că sistemul este proiectat pentru o medie de 100 de ani munca eficienta, atunci alegerea pare destul de justificată.

Încălzire geotermală la domiciliu - este posibil?

Sistem de încălzire geotermal - dispozitiv, principiu de funcționare. Ce încălzire geotermală a unei case de țară să alegeți. Este posibil să faceți încălzire geotermală acasă cu propriile mâini.

Încălzire geotermală făcută de tine acasă

Când construiește o casă, fiecare proprietar încearcă să se gândească la greutatea nuanțelor de design. Încălzire cel puțin punct important care necesită sfaturi de specialitate. Pentru mulți, încălzirea geotermală pare de neatins, pentru că este asociată doar cu locurile în care izvoarele fierbinți fac furie. Cu toate acestea, în practică, o pompă specială poate genera energie, deci această opțiune potrivit pentru orice condiții climatice și teren. Cu toate acestea, merită să faceți încălzirea geotermală acasă cu propriile mâini, deoarece echipamentul în sine este deja scump. Pentru a găsi răspunsul la această întrebare, merită studiat opțiunile existenteși caracteristici de instalare.

Principiul de funcționare a încălzirii geotermale

Încălzirea geotermală funcționează pe același principiu ca și aerul condiționat. Componentele sunt două circuite și o pompă de căldură.

Circuitul intern include o conducta si calorifere situate in toata casa. Circuitul exterior este un schimbător de căldură, care este plasat fie sub pământ, fie sub coloana de apă. În interior circulă lichid cu antigel sau apă obișnuită. Lichidul încălzit intră în pompă, care o accelerează prin elementele circuitului intern, datorită căruia apa din calorifere este mereu caldă.

Pompa nu ocupă mult spațiu, dar efectuează una dintre ele funcții cheieîn sistem. Pentru fiecare kW de energie electrică utilizat, acesta produce de 4 ori mai multă căldură. Aparatul de aer condiționat nu este atât de productiv, pentru că luând 1 kW de energie electrică, dă aceeași cantitate.

Clasificare in functie de tipul constructiei

Acest tip de amenajare a incalzirii in casa este considerat unul dintre cele mai scumpe si acest lucru se datoreaza pretului utilajelor si lucrarilor de teren. În astfel de momente, mulți consumatori se gândesc la ce pot economisi și singurul lucru care îi vine în minte este instalarea. Cu toate acestea, pentru a înțelege dacă este așa, merită să evaluați caracteristicile dispozitivului și posibilele opțiuni de proiectare.

• Schimbător de căldură orizontal. Atunci când alegeți acest design, țevile sunt așezate sub pământ, în timp ce adâncimea ar trebui să fie mai mare decât nivelul de îngheț al solului. Cu toate acestea, această opțiune necesită alocarea unui teritoriu sub contur. Imaginați-vă, dacă aveți nevoie să încălziți o casă cu o suprafață de 250 m 2, atunci vor fi necesari 600 m 2 pentru a echipa circuitul. În plus, trebuie luate în considerare câteva puncte tehnice. De exemplu, toate elementele ar trebui să fie situate la o distanță minimă de copac - 1,5 metri. Dacă site-ul este înnobilat, atunci acest lucru creează deja anumite inconveniente.
• Opțiunea verticală nu necesită alocarea unei suprafețe mari, cu toate acestea, utilizarea echipamentelor de foraj va implica costuri semnificative. Creație de puțuri - proces laborios Cu toate acestea, acest design va rezista cel puțin o sută de ani. Această opțiune este potrivită pentru zonele care sunt deja echipate.
• Opțiunea plasată în apă folosește energia apei și vă permite să economisiți semnificativ la aranjare. Singura cerință este prezența unui rezervor pe o rază de 100 de metri, suprafața acestuia ar trebui să fie de cel puțin 200 m 2, iar structura nu trebuie să fie situată la mai puțin de trei metri.

După cum arată practica, este dificil să efectuați instalarea cu propriile mâini. Având în vedere că se vor investi mulți bani în echipamente, nu merită să economisiți în procesul de instalare și ar trebui să apelați la profesioniști.

Beneficiile încălzirii geotermale

Anterior, astfel de instalații puteau fi găsite în case luxoase și bogate, dar acum au devenit mai accesibile. Au fost folosite pentru prima dată de locuitorii Statelor Unite în anii 80, iar acum locuitorii țărilor europene au luat notă. Această soluție a permis să economisiți încălzirea în general. În urmă cu douăzeci de ani, 12 milioane de cetățeni europeni au profitat de un design similar, dar astăzi numărul lor a crescut dramatic.

În Suedia deja cea mai mare parte a căldurii este produsă de pompele de căldură. În consecință, popularitatea lor a crescut datorită mai multor avantaje față de toate sistemele alternative:

• Energia inepuizabilă și regenerabilă a pământului este folosită pentru a-ți încălzi propria casă;
• Nu există risc de incendiu;
• Nu trebuie să căutați combustibil ieftin și să vă gândiți la locurile pentru depozitarea acestuia;
• Sistem prietenos cu mediul, fără formarea de emisii nocive, datorită căruia este susținut activ de ecologiști;
• Lipsa monitorizării și intervenției regulate, la toate nivelurile sistemul funcționează autonom;
• Energie nelimitată disponibilă în orice moment și în orice cantitate;
• Nu trebuie să cheltuiți bani pentru întreținerea sistemului;
• Performanță ridicată în comparație cu alternativele existente.

Maeștrii recomandă combinarea instalării unui sistem geotermal cu încălzirea în pardoseală pentru a obține efectul maxim de beneficii. În primul rând, este garantată o distribuție uniformă a temperaturii și, în al doilea rând, va fi posibilă evitarea formării zonelor de supraîncălzire.

Pentru ca costurile să se achite integral în 3-4 ani, trebuie avut în vedere că acest tip de încălzire este benefic pentru proprietarii de cabane de până la 150 m 2. Ținând cont de faptul că rețelele de căldură obișnuite cresc în mod regulat și eșuează, decizia către un sistem geotermal vă va permite să uitați de furnizarea de căldură timp de cel puțin 100 de ani. Opțiunea aleasă se va justifica rapid. În spațiul post-sovietic, această opțiune este mai puțin populară datorită investiției mari. Este încă greu să-i convingem pe concetățenii noștri că este mai bine să cheltuim banii o dată și să uităm de problemă.

Caracteristici de montare

Dacă prețul gazului și al electricității cresc în mod constant și, odată cu ele, încălzirea unei case private, atunci când alegeți un sistem geotermal, această caracteristică poate fi uitată. În plus, nu trebuie să țineți cont de faptul că rezervele de gaz se vor epuiza în cele din urmă. Aplicație combustibil solid solutie si mai costisitoare. La arderea lemnului și a cărbunelui, se eliberează substanțe nocive. Dintre toate alternativele, această opțiune este însă cea mai sigură, spre deosebire de incalzire pe gazși combustibil solid, instalarea sistemului este mai consumatoare de timp și mai costisitoare. Prin urmare, ar trebui să fie încredințat unor maeștri cu o vastă experiență în acest domeniu. Numai ei cunosc toate nuanțele instalației. Cu lucrările corespunzătoare, problema încălzirii va fi rezolvată pentru mulți ani.

În același timp, în interiorul încăperii vor fi aceleași conducte și baterii, prin care va curge căldura. Elementele principale vor fi ascunse sub pământ - un puț și un schimbător de căldură. Casa trebuie să aibă un dispozitiv care va transforma căldura. Sub acesta trebuie să alocați cât mai mult spațiu posibil. Cu acesta, proprietarul spațiilor poate regla temperatura și furnizarea de energie termică. De regulă, în casele private, generatorul este situat la subsol sau într-o cameră separată.

Încălzire geotermală la domiciliu: schemă și caracteristici de instalare

Caracteristici ale alegerii și instalării încălzirii geotermale. Instalare de pompe și echipamente suplimentare în casă.

Popularitatea comunicațiilor autonome crește de la an la an. Motivul este utilizarea neîntreruptă regenerabilă a resursei - apă, căldură, electricitate - la un cost redus. Cu toate acestea, există o serie de dificultăți și, înainte de a decide să instalați orice sistem, ar trebui să vă familiarizați cu cerințele pentru acesta. Astăzi vorbim despre încălzirea geotermală la domiciliu și costul la cheie.

Tipuri de sisteme de încălzire geotermală

Principiul obținerii energiei termice este colectarea acesteia din măruntaiele pământului sau dintr-un rezervor. ÎN perioada de iarna Resurse naturale sunt capabili să acumuleze căldură în grosimea solului sau apă care nu îngheață. Este scos la suprafata prin componentele sistemului si folosit pentru nevoile casnice. Lucrarea se bazează pe mișcarea unui lichid special de răcire - freon - în colectoare și țevi și este similară cu procesele care au loc în frigider. Aportul de căldură din intestinele solului sau dintr-un rezervor, revenirea la cablarea conductei, un ciclu repetat.

Setul de sistem este format din următoarele:

• Pompa de caldura. Sarcina sa este de a genera pomparea căldurii de la sol sau un rezervor în sistemul de încălzire a locuinței.
• Autostrăzi. Cablajul intră în adâncimea solului vertical sau este situat orizontal în grosimea pământului.
• Freon - lichid de răcire. Fierbe la temperaturi scăzute, se ridică de-a lungul conductei principale pentru a degaja, la rândul său, căldură apei care circulă prin calorifere.

Simplitatea aparentă a sistemului este însă dificil de instalat - doar profesioniștii o fac.

Opțiuni de amenajare a încălzirii geotermale

Sistemul este așezat în mai multe moduri, necesitând anumite condiții teritoriale. De exemplu:

• Pe orizontală, sub nivelul solului de îngheț. Această opțiune necesită un impresionant teritoriul învecinat, excluzând plantațiile, clădirile și casa în sine. În caz contrar, cantitatea de căldură produsă de pompa de căldură nu va fi suficientă pentru o temperatură optimă confortabilă.
• Orizontal de-a lungul fundului iazului. Este considerat cel mai rentabil, deoarece temperatura apei în timpul iernii este mai mare decât cea a solului, prin urmare, eficiența energetică este mai bună. Nu este necesară îndepărtarea unui strat de pământ în apropierea casei, ceea ce favorizează amenajarea teritoriului. Dar metoda este benefică pentru proprietarii de terenuri a căror proprietate este situată în imediata apropiere a unei surse de apă - un lac, un iaz.
• Sondă verticală. Nu necesită puritatea solului și vastitatea acestuia, precum și un rezervor, cu toate acestea, este scump datorită unui puț special forat de cel puțin 30 m.

O evaluare profesională va fi acordată numai de către un specialist care a vizitat site-ul. În plus față de teritoriu, este important să se evalueze compoziția solului - încălzirea geotermală este practic inutilă pe gresii, sunt necesare soluri lutoase umede.

Estimarea sistemului geotermal

Proprietarii de case private, aprinși de ideea de a obține căldură gratuit, ar trebui să ia în considerare situația cu sobru - pentru a obține din punct de vedere economic sistem profitabil, care se plătește de la sine, trebuie să investești în el destul de serios, deoarece încălzirea geotermală nu poate fi aranjată singură. Instalațiile sunt fabulos de scumpe. Judecă singur:

• costul pompei de căldură. Productivitatea depinde de puterea unității, care este calculată în avans pe baza nevoilor de consum. Formula de calcul aproximativă este de 1 kW la 10 metri pătrați. metri de suprafață - nu dă rezultat corect, deoarece nu ia în considerare materialul pereților, pardoselilor și nevoia de alimentare cu apă caldă (alimentare cu apă caldă).
• Excavare . Este nerealist să săpați manual o groapă sub nivelul de îngheț al pământului și să o echipați în conformitate cu toate regulile. Exact ca forarea unui puț. Va trebui să închiriați utilaje de construcții și o echipă însoțitoare.

Sfat - o companie ar trebui să se ocupe de amenajarea încălzirii geotermale - tipurile disparate de lucrări vor costa mai mult în viitor, mai ales dacă apar defecțiuni din vina oricărei echipe - nu există nicio garanție.

• Pret set de tevi. O instalație geotermală presupune prezența a trei circuite: extern, în afara clădirii rezidențiale, mijloc, situat în interiorul carcasei pompei și interioară - conducte ale sistemului de locuință.
• Cost de instalare. Pe lângă instalarea pompei și a sondelor, sunt luate în considerare punerea în funcțiune, instalarea încălzirii prin pardoseală și alte lucrări conexe.

Pe lângă costurile enumerate, este necesar să se menționeze întârzierile birocratice. Acele organizații ale căror comunicații trec prin șantier - alimentare cu gaz, electricitate, apă - trebuie să dea voie pentru lucrări de terasament. În consecință, este în curs de examinare pentru a determina fezabilitatea dispozitivului, care, desigur, va necesita și investiții. Este important să fii pregătit să risipești celule nervoase- Nu glumesc!

Factori de utilizare

Este important să ne amintim că de la sine instalare offline obținerea căldurii ieftine (se iau în considerare costurile cu electricitatea) este rațională numai după îndeplinirea următoarelor condiții:

• Izolatie de calitate a locuintei. Inclusiv fatade, podele, tavane. Materialul de construcție este luat în considerare - piatra și cărămida vor crește semnificativ consumul de energie al pompei de căldură. Ceea ce va presupune o creștere a costului proiectului și plata facturilor.
• Calculul corect al pierderilor de căldură. Ele sunt direct influențate de arhitectura și aspectul casei. Un obiect cu un număr mare de ferestre și uși, precum și volumul deschiderilor tehnologice, sunt principalii factori ai scurgerii de căldură.
• Schimbătoare de căldură cu materiale cu transfer de căldură ridicat. Coeficientul este cunoscut dinainte.
• Condiții climatice. Temperaturile sub zero în Siberia sau Urali nu sunt deloc la fel ca în estul și vestul Rusiei. Regiunile reci necesită mai multă putere unitară.
• Necesară alimentare cu apă caldă. Cladire de locuit cu traiul pe tot parcursul anului, mai multe bai, o baia si bai se remarca printr-un consum mare de apa pentru nevoile casnice decat, sa zicem, o cabana cu bucatarie. Adică va crește și consumul de resurse.
• Influența curenților reci subterani. Acest lucru este determinat în etapa de proiectare a proiectului. În caz contrar, așezarea și punerea în funcțiune a conductelor geotermale cu surse neevaluate vor afecta negativ productivitatea întregului sistem.

Este imposibil să țineți cont de toate nuanțele instalării unei surse alternative de căldură pe cont propriu. Nu cunoștințe necesare. Pentru a face acest lucru, alegeți o companie după profil și bucurați-vă de rezultat. Rambursarea proiectelor vine în 5-10 ani de funcționare.

Costul încălzirii geotermale la cheie

Avantajul instalării la cheie este evident. Pe lângă investiții, nu trebuie să faci nimic pe cont propriu - multe companii își asumă obligații asociate cu documentele. De asemenea, orice tip de lucrare are o garantie, in cazul rezultatelor nesatisfacatoare se prevad compensatii - aceasta este o clauza separata din contract.

Costul este după cum urmează:

• Pentru clădiri rezidențiale de până la 80 mp. m - de la 350 de mii de ruble. Costul scăzut se datorează prezenței unei pompe de putere redusă.
• Cabană de la 100 mp. m - de la 440 mii de ruble.
• Suprafata de la 130 mp. m - de la 520 mii de ruble.
• Până la 220 mp. m - de la 750 mii de ruble.

Prețurile sunt aproximative și depind de costul echipamentului selectat. Cum să reduceți costul proiectului, experții vă vor spune atunci când contactați compania. Totuși, făcând o alegere putere redusăîn favoarea costului este imposibil - acest lucru va afecta productivitatea sistemului.

Video despre amenajarea încălzirii geotermale la cheie

Dezvoltarea oricărei civilizații este asociată cu satisfacerea cerințelor pentru casa proprie. Oriunde locuia o persoană într-o peșteră sau într-un zgârie-nori modern, grija pentru căldură și confort era la fel de importantă ca și obținerea de mâncare. Încălzindu-se cu un foc mic, o sobă sau un sistem modern de încălzire, a fost nevoit să folosească lemne de foc, cărbune, turbă, motorină, ardând darurile neprețuite ale naturii.

Dezvoltarea tehnologică a făcut posibilă construirea de centrale hidroelectrice puternice, să învețe cum să folosească energia eoliană și, după ce au înțeles secretele straturilor interioare ale pământului, să se gândească la crearea unei metode alternative de utilizare a căldurii acumulate sub formă de sisteme de energie geotermală.

În centrul soluției acțiunii principale a unui sistem de încălzire geotermală se află legile fizicii descoperite de oamenii de știință. Căutați materiale care își pot schimba proprietățile, în timp ce evidențiază o anumită cantitate de căldură, a făcut posibilă crearea nu numai obișnuită unități frigorifice, aparate de aer conditionat, dar si puternice

Cu ajutorul lor este posibil să transferăm căldura care există întotdeauna în măruntaiele pământului către casa noastră, efectuând controlul coordonat a trei circuite speciale care alcătuiesc sistemul de încălzire. Scopul circuitului extern este de a prelua energie termică din pământ sau apă. Lichidul de răcire din el este un lichid care nu îngheață.

Această căldură este transferată prin schimbătorul de căldură către freon, care umple al doilea circuit al sistemului. A lui proprietăți fizice, constând într-o valoare scăzută a punctului de fierbere, vă permit să obțineți energie în timpul trecerii la starea gazoasă. Și pentru aceasta, temperatura venită din circuitul extern este destul de suficientă. Al treilea circuit intern al sistemului de încălzire este suma necesară calorifere, tevi folosite in casa. Poate fi separat sau partajat cu circuitul de apa calda inclus in proiect.

Caracteristicile funcționale ale sistemului

Principiul de funcționare și caracteristicile funcționale ale sistemului de încălzire geotermală la domiciliu sunt de a efectua următorii pași:

1. Soluția situată în circuitul exterior capătă încălzire suplimentară în sol cu ​​aproximativ 5 grade. Temperatura sa finală poate fi în regiunea de 3.
2. După ce a intrat în schimbătorul de căldură al pompei, soluția își transferă energia chiar și mică către freon, pentru care este suficient pentru evaporare. Trecând în stare gazoasă, freonul intră în compresor, unde este comprimat. Procesele termodinamice care au loc în acest caz duc la o creștere a temperaturii până la 100. Și, deja, gazul fierbinte este furnizat schimbătorului de căldură, unde transferă energie către purtătorul de căldură al circuitului intern, cel mai adesea apă. Datorită muncii științifice a fizicienilor și inginerilor, acest proces a fost studiat în detaliu și stabilit în bazele fundamentale ale lucrării. tipuri variate echipament modern.
3. Lichidul de răcire al circuitului intern atinge o temperatură de 50-70 și intră în radiatoare, conducte. Freonul răcit intră în ecranul de expansiune, temperatura și presiunea acestuia scad la valorile inițiale și întregul ciclu poate fi repetat din nou. Soluția circuitului exterior se deplasează în același mod în adâncurile pământului pentru o nouă porțiune de energie.

Proiectări și tipuri de sisteme de încălzire geotermală

Prima problemă care trebuie abordată în procesul de creare a unui sistem de încălzire geotermal extrem de economic este alegerea tipului de circuit extern, care este un schimbător de căldură situat subteran sau în apă. În același timp, este necesar să țineți cont nu numai de dorințele dvs. pentru fanteziile arhitecturale ale unei noi case, ci și de studiile geodezice detaliate ale zonei în care această casă va sta sau a fost deja construită.

Nu peste tot există izvoare termale, gheizere, vulcani, dar ni se oferă posibilitatea de a folosi căldura mamei pământ aproape oriunde pe planetă. Principalul lucru este să aveți o înțelegere clară a părții tehnice a problemei și a cantității de investiții financiare necesare în orice proiect pentru a crea un sistem de încălzire geotermal.

Cel mai răspândit următoarele opțiuni schimbatoare de caldura:

1. Schimbător de căldură orizontal. Această variantă poate fi considerată o ofertă eficientă, doar dacă în apropierea casei există o zonă liberă mare. Poate fi folosit doar ca un simplu gazon verde. Mai mult, cu suprafața casei, de exemplu, 220 mp. m. schimbătorul de căldură va fi amplasat pe o suprafață de 600 mp. Conductele sunt așezate în șanțuri speciale, a căror adâncime ar trebui să fie sub nivelul de îngheț al solului în această zonă.
2. Schimbător de căldură vertical. Din punct de vedere al economiei de spațiu, această opțiune are cu siguranță anumite avantaje. Problema poate fi crearea unor puțuri speciale, a căror adâncime ajunge la 200 m, cu un diametru de aproximativ 150 mm. Lucrările de pământ cu instalații de foraj nu sunt ieftine în nicio regiune. Dar solul la o astfel de adâncime are întotdeauna o temperatură de aproximativ 15, ceea ce asigură funcționarea fiabilă a sistemului cu un schimbător de căldură vertical.
3. Schimbător de căldură în partea de jos a rezervorului. Cea mai economică și simplă metodă de creare a conturului exterior al unui sistem de încălzire geotermal. Mai ales dacă aveți propriul iaz de încredere sau permisiunea de a folosi un rezervor public. Distanța până la rezervor de casă nu trebuie să depășească 100 m, iar adâncimea sa este de 3 m.
4. Există o variantă a unui sistem de încălzire deschis bazat pe utilizarea apei provenite dintr-o fântână arteziană. Este condus prin pompa de căldură ca purtător de căldură. Pentru evacuarea inversă a apei, este necesară construirea unei a doua fântâni arteziane. Dar un astfel de sistem nu este posibil peste tot. În același timp, un factor foarte important este întoarcerea apei în aceeași cantitate în straturile adânci ale solului pentru a menține presiunea în rezervoare.

Interesant este că primele încercări de a foraj puțuri pentru a folosi căldura au fost făcute la mijlocul secolului al XVIII-lea, dar abia în 1907 un fermier islandez a reușit să direcționeze aburul fierbinte dintr-o sursă din apropiere printr-o țeavă de ciment către casa sa.

Următorul pas a fost făcut și în Islanda și abia în 1903 a apărut prima conductă lungă de 3 km la Reykjavik. În prezent, sistemul de încălzire geotermal este foarte popular în multe țări europene, SUA, Mexic, Japonia, Noua Zeelandă.

Avantaje și dezavantaje

Energia geotermală, ale cărei rezerve sunt atât de mari încât doar 1%, ascunse în Scoarta terestra cu o adâncime totală de 10 km poate furniza un volum de 500 de ori mai mare decât toate rezervele de petrol și gaze ale lumii.

Există patru tipuri principale de energie geotermală:

1. Aceasta este căldura pământului de la adâncimi mici, folosită de pompele de căldură.
2. Energia aburului fierbinte, apa din scoarța terestră, folosită în prezent pentru a genera electricitate.
3. Căldura provenită din straturile adânci fără prezența apei și a energiei magmei acumulate în zonele vulcanice.
4. Utilizarea acestui dar uimitor al naturii este determinată doar de nivelul de tehnologie existent, de posibilitățile tehnologiei și de calculul economic.

Design-urile moderne ale sistemelor de încălzire geotermală au atât aspecte pozitive, cât și negative.

Principal moment negativ este costul. Dar pare doar la momentul inițial. Toate costurile se plătesc în funcție de diverse date pentru 4, 5 ani. Acest lucru se datorează faptului că modelele moderne de pompe de căldură folosesc mult mai puțină energie pentru munca lor decât orice alte sisteme de încălzire. Când se consumă 1 kW de energie electrică, randamentul lor este de 5 kW.

Puncte pozitive:

1. Nu ard combustibil și nu produc emisii nocive de diverși compuși în mediu.
2. Costuri minime de întreținere cu eficiență ridicată.
3. Siguranța mediului.
4. Proprietăți de încredere Siguranța privind incendiile sisteme.

Eficiență și rambursare

Nu poți numi energia geotermală un dar gratuit al naturii. Crearea sistemelor de încălzire pe baza acestuia poate ajunge la peste un milion de ruble fără a lua în considerare costul unei pompe de căldură. Totul depinde de cantitatea necesară de încălzire, ea scop functionalși tip. De obicei, fezabilitatea economică a sistemelor de încălzire geotermală este calculată prin compararea costurilor de întreținere a acestora.

Costul oricărui tip de energie utilizată nu este constant și nu va scădea niciodată. În acest sens, înlocuirea alternativă a acestora cu utilizarea căldurii straturilor interioare este, desigur, viabilă și oportună din punct de vedere economic, deoarece pompele de căldură nu consumă multă energie și nu este necesară construirea unor fabrici și centrale electrice scumpe pentru extragerea și procesarea rezervelor termice.

Mai mult, fiecare generație de oameni de știință găsește noi soluții pentru crearea de echipamente și tehnologii în această direcție. În plus, este mai corect să evaluăm costul sistemelor de încălzire în mod egal pentru toate tipurile de combustibil de la zero, fără a utiliza sistemele de alimentare centralizate existente, de exemplu, gaz. Și apoi rambursarea sistemului în 5 ani va deveni o valoare reală.

Utilizarea sistemelor de încălzire geotermală amintește de întrebarea, de ce să nu conduceți o mașină Zaporozhets în prezent. Desigur, puteți, mai ales off-road și în pădure pentru ciuperci. Dar vrei să fii mai rapid și mai confortabil. Așa este și în acest caz. O idee conform căreia propriul sistem de încălzire nu încalcă mediul înconjurător, nu interferează cu viața chiar și a celor mai mici și necunoscute creaturi din natură, va confirma corectitudinea alegerii unui sistem geotermal.

Montare si instalare

Este mai bine să instalați un astfel de sistem de încălzire nu pe cont propriu, ci prin atragerea de specialiști cel puțin pentru anumite tipuri de muncă cu încredere în sine.

Pașii principali sunt:

1. Calculul conturului intern al sistemului de încălzire. Aceasta include în detaliu lungimea totală a conductei, numărul de calorifere, crearea de pardoseli încălzite, utilizarea căldurii pentru a produce apă caldă în casă.
2. Calculul adâncimii de pozare a conductelor din circuitul extern pentru tipul de schimbător de căldură selectat. Este necesar să se țină cont de datele geodezice ale zonei.
3. Forarea arborelui necesar și montarea țevilor.În absența unei alimentări centralizate cu apă în același timp, este mai ușor să rezolvi problema creării altor puțuri pentru apă. Tehnologia creării lor este diferită și necesită cunoștințe speciale.
4. Alegerea și instalarea modelului necesar de pompă de căldură.
5. Instalarea dispozitivelor automate monitorizarea funcționării întregului sistem și reglarea microclimatului în orice zonă a încăperii.

Prezentare generală a pompelor: producători și modele

Funcționarea eficientă a întregului sistem este determinată de alegerea corectă a pompei de căldură. Conform principiilor de funcționare, pompele aparțin tipului modern de echipamente ecologice.În procesul muncii lor, nu există nicio alocare Substanțe dăunătoareîn mediu.

Ele sunt împărțite în:

• comprimare;
• pompe de caldura cu absorbtie;

Primele sunt alimentate de energie electrică, cele din urmă pot folosi energia altor tipuri de combustibil.

În prezent, pe piață există destul de multe pentru acest tip de echipamente. un numar mare de firmelor. Acest lucru vă permite să achiziționați o pompă de căldură pentru orice putere printr-o combinație de modele diferite, ceea ce este convenabil pentru crearea sistemelor de încălzire geotermală la scară industrială.

Opțiunea clasică este utilizarea pompelor de căldură de la Waterkotte Germania. Acesta este un echipament cu o eficiență constantă de până la 500%, independent de factorii externi. După ce a început producția de pompe de căldură din 1970, compania actualizează constant o gamă largă de modele moderne fără a pierde calitatea înaltă.

Noua serie de pompe EcoTouch, care a câștigat numeroase premii, confirmă acest fapt. Include modele DC 5027 cu putere de ieșire de la 6 la 26 kW și comenzi tactile intuitive și ușor de utilizat. Cele mai bune pompe moderne includ modelul Nibe F1245 (Suedia), Korsa, Rusia. Tabelul arată costul estimat al modelelor de pompe individuale.

Costul pompei de căldură

Nume	Putere de încălzire, valoare maximă, kW	Suprafata incalzita, m 2	Preț, ruble
EcoTouch AI 1 Geo	de la 7,8 la 13,8	200-400	538 800 – 590 700
EcoTouch DS 5027 AI	5,9 până la 7,3	100-200	337 800 – 379 000
F1126	de la 5.56	100-200	de la 240 000
F1145 PC	3,85	pana la 100	316 300 – 397 200
HOTJET H-16w	de la 5.53	200-400	291 560

Prezentare generală a prețurilor pentru încălzirea geotermală a locuinței

Un calcul complet al creării unui sistem de încălzire geotermal poate fi efectuat numai pentru o aplicație specifică, ținând cont de toate cerințele. Este corect să alegeți cea mai apropiată companie care lucrează în această direcție și să rezolvați toate lucrurile mărunte sub îndrumarea specialiștilor. Un exemplu este costul unei game de servicii. firma ruseasca„Geoterm-Confort”.

Costul dispozitivului de încălzire geotermală:

Suprafata incalzita a casei (mp)	Puterea pompei de caldura (kW)	Prețul pompei de căldură (fr.)	Suma tuturor costurilor pentru construcția unui contur de pământ, inclusiv forarea puțurilor și conectarea unei pompe (ruble)	Total:
90-110	10,5	250 000	324 000	574 000
140-150	14	260 000	427 000	687 000
170-190	17,5	280 000	476 000	756 000
200-230	21	315 000	529 000	844 000
330-370	35	470 000	850 000	1 320 000

Perspective de dezvoltare

Tehnologiile moderne din industrie, folosite pentru a crea noi echipamente, permit aproape fiecărui proprietar al propriei case să profite de căldura straturilor adânci ale pământului. Importanța posibilității de reducere a costurilor energetice ale întreținerii unei locuințe va crește doar în timp. Prin urmare, procesul de dezvoltare și implementare a sistemelor de încălzire geotermală nu poate fi oprit nici măcar de proiecte costisitoare. Căci, în ultimă analiză, acesta este un câștig fără îndoială și, de asemenea, preocupare pentru moștenirea ecologică pentru următoarele generații ale planetei noastre.