Geotermalni sustavi grijanja za seosku kuću: značajke "uradi sam".

Znamo da je geotermija toplina Zemlje, a pojam "geotermalno" često se povezuje s vulkanima i gejzirima. U Rusiji se geotermalna energija koristi prvenstveno u industrijskim razmjerima; na primjer, postoje dalekoistočne elektrane koje rade koristeći toplinu našeg planeta.

Mnogi ljudi su sigurni da je stvaranje geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama nešto izvan znanstvene fantastike. Nije li? Ali to apsolutno nije istina! S razvojem modernih tehnologija domaća uporaba "zelene energije" postala je sasvim moguća.

Govorit ćemo o principima rada alternativnog grijanja, njegovim prednostima i nedostacima, te usporediti s tradicionalnim sustavima grijanja. Također ćete naučiti kako postaviti izmjenjivač topline i kako instalirati geotermalno grijanje vlastitim rukama.

Nekoliko povijesnih činjenica

Kada je 70-ih godina prošlog stoljeća izbila naftna kriza, na Zapadu se pojavila goruća potreba za alternativni izvori energije. U to su se vrijeme počeli stvarati prvi geotermalni sustavi grijanja.

Danas su raširene u SAD-u, Kanadi i zapadnoeuropskim zemljama.

Na primjer, u Švedskoj aktivno koriste vodu iz Baltičkog mora, čija je temperatura +4°C. U Njemačkoj se čak na državnoj razini sponzorira uvođenje geotermalnih sustava grijanja.

Kad spomenemo geotermalne izvore energije, uvijek zamislimo dolinu gejzira ili vulkana, no izvori koji su nam potrebni puno su bliže. I oni će nam pomoći da nam bude toplo zimi i hladno ljeti.

U Rusiji postoje geotermalne elektrane Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i druge. Ali postoji vrlo malo dokaza o korištenju Zemljine energije u našem privatnom sektoru.

Stvarne prednosti i nedostaci

Ako je geotermalno grijanje u privatnom sektoru relativno malo rasprostranjeno u Rusiji, znači li to da ideja nije vrijedna troškova njezine implementacije? Možda se ne isplati baviti ovim pitanjem? Pokazalo se da to nije tako.

Korištenje geotermalnog sustava grijanja za vaš dom je isplativo rješenje.I za to postoji nekoliko razloga. To uključuje brzu instalaciju opreme koja može raditi dugo vremena bez ikakvih prekida.

Ako u sustavu grijanja koristite visokokvalitetni antifriz, a ne vodu, neće se smrzavati i njegovo će trošenje biti minimalno.

Navodimo i druge prednosti ovog načina grijanja.

• Postupak izgaranja goriva je isključen. Stvaramo apsolutno vatrootporan sustav koji tijekom rada ne može oštetiti kućište. Osim toga, eliminiraju se brojna druga pitanja vezana uz prisutnost goriva: sada nema potrebe tražiti mjesto za njegovo skladištenje, baviti se njegovom pripremom ili isporukom.
• Značajna ekonomska korist. Tijekom rada sustava neće biti potrebna dodatna ulaganja. Godišnje grijanje osiguravaju sile prirode koje mi ne kupujemo. Naravno, pri radu dizalice topline troši se električna energija, ali količina proizvedene energije znatno premašuje količinu potrošene energije.
• Čimbenik okoliša. Geotermalno grijanje privatne seoske kuće je ekološki prihvatljivo rješenje. Nepostojanje procesa izgaranja eliminira ispuštanje produkata izgaranja u atmosferu. Ako mnogi ljudi to shvate i takav sustav opskrbe toplinom postane raširen, negativni utjecaj ljudi na prirodu višestruko će se smanjiti.
• Kompaktnost sustava. Ne morate organizirati zasebnu kotlovnicu u svom domu. Sve što je potrebno je dizalica topline, koja se može staviti npr. u podrum.Najvoluminoznija kontura sustava bit će smještena pod zemljom ili pod vodom; nećete je vidjeti na površini svoje stranice.
• Multifunkcionalnost. Sustav može raditi i za grijanje u hladnoj sezoni i za hlađenje tijekom ljetnih vrućina. Naime, zamijenit će vam ne samo grijač, već i klima uređaj.
• Akustična udobnost. Dizalica topline radi gotovo nečujno.

Odabir geotermalnog sustava grijanja je isplativ, unatoč činjenici da ćete morati potrošiti novac na kupnju i ugradnju opreme.

Inače, kao nedostatak sustava navode upravo troškove koje će morati imati da bi se sustav instalirao i pripremio za rad. Morat ćete kupiti samu pumpu i neke materijale te obaviti radove na ugradnji vanjskog razvodnika i unutarnjeg kruga.

Nije tajna da resursi iz godine u godinu postaju sve skuplji, tako da će autonomni sustav grijanja koji se može isplatiti za nekoliko godina uvijek biti ekonomski koristan za svog vlasnika

Međutim, ti se troškovi isplate već u prvih nekoliko godina rada. Naknadna uporaba kolektora položenog u zemlju ili uronjenog u vodu omogućuje značajne uštede.

Osim toga, sam postupak instalacije nije toliko kompliciran da zahtijeva pozivanje stručnjaka treće strane da ga izvedu. Ako ne bušite, onda sve ostalo možete sami.

Valja napomenuti da su neki obrtnici, u nastojanju da uštede novac, naučili prikupljati geotermalne Diy dizalica topline.

O geotermalnim izvorima grijanja

Sljedeći izvori zemaljske toplinske energije mogu se koristiti za geotermalno grijanje:

• visoka temperatura;
• niske temperature.

U visokotemperaturne spadaju npr. termalni izvori. Mogu se koristiti, ali je njihov opseg ograničen stvarnim položajem takvih izvora.

Dok se na Islandu ova vrsta energije aktivno koristi, u Rusiji se termalne vode nalaze daleko od naseljenih područja. Oni su maksimalno koncentrirani na Kamčatki, gdje se podzemna voda koristi kao rashladno sredstvo i dovodi u sustave tople vode.

Za učinkovito korištenje zemljine toplinske energije nije vam potreban vulkan. Dovoljno je koristiti one resurse koji se nalaze samo 200 metara od površine zemlje

Ali imamo sve potrebne preduvjete za korištenje niskotemperaturnih izvora. U tu svrhu prikladne su okolne zračne mase, zemlja ili voda.

Za dobivanje potrebne energije koristi se dizalica topline. Uz njegovu pomoć provodi se postupak pretvaranja temperature okoline u toplinsku energiju ne samo za grijanje, već i za opskrbu toplom vodom privatnog kućanstva.

Princip rada takvog grijanja

Ako ste upoznati s načinom na koji to radi klima uređaj ili hladnjak, tada je očita sličnost ovih procesa s principom rada geotermalnog grijanja. Osnova sustava je dizalica topline, koja je spojena na dva kruga - vanjski i unutarnji.

Da biste organizirali tradicionalni sustav grijanja u bilo kojoj kući, potrebno je instalirati cijevi za transport rashladne tekućine i radijatora, kada se zagrijava, toplina će teći u prostorije. U našem slučaju također su potrebne cijevi i radijatori. Oni čine unutarnju konturu sustava. Može se dodati dijagramu topli pod.

Vanjska kontura izgleda mnogo veća od unutarnje, iako se njezine dimenzije mogu procijeniti tek tijekom planiranja i instalacije. Tijekom rada je nevidljiv jer je pod zemljom ili pod vodom. Obična voda ili antifriz na bazi etilen glikola cirkulira unutar ovog kruga, što je mnogo bolje.

Geotermalni sustav grijanja uključuje dva kruga - unutarnji i vanjski, kao i srce sustava grijanja - dizalicu topline, koja kompresijom rashladnog sredstva povećava njegovu temperaturu (+)

Dakle, ključni element koji pokreće cijeli sustav je dizalica topline. Ako vaš dom ima običnu perilicu rublja, znajte: ova pumpa će zauzeti približno istu površinu.

Za rad mu je potrebna električna energija, ali, trošeći samo 1 kW, proizvodi 4-5 kW topline. I to nije čudo, jer je izvor "dodatne" energije poznat - to je okoliš.

Dvije vrste mjesta izmjenjivača topline

Postoje dvije mogućnosti grijanja privatne kuće korištenjem energije niske temperature iz okoliša. Osnova sustava u sva tri slučaja je geotermalna pumpa.

Unutarnji krug ostaje nepromijenjen za bilo koji način grijanja, a glavna razlika je mjesto vanjskog kruga.

Geotermalno grijanje dolazi s izmjenjivačem topline koji se nalazi:

• okomito — nalaze se u bušotinama koje prodiru ili ne prodiru u vodonosnik;
• vodoravno — izmjenjivači topline sustava smješteni su u jamu ili otvoreni spremnik u obliku neke vrste spirale.

Svaka od ovdje navedenih vrsta grijanja ima svoje karakteristike, nedostatke i prednosti.

Ako namjeravate stvoriti takav sustav grijanja vlastitim rukama, bit ćete zainteresirani saznati više o svakoj vrsti.

Opcija 1. Okomito postavljanje vanjskog kolektora

Ova vrsta grijanja temelji se na zanimljivom prirodnom fenomenu: na dubini od 50-100 m ili više od svoje površine zemlja ima istu i konstantnu temperaturu od 10-12°C tijekom cijele godine.

Da bismo mogli koristiti ovu zemaljsku energiju, potrebno je bušiti vertikalne bušotine. Tehnologija je gotovo slična pripremi izvora za unos vode.

Kako bi se što više očuvao krajolik, može se izbušiti nekoliko cijevi s iste početne točke, ali pod različitim kutovima.

Vanjski krug sustava bit će ugrađen izravno u ove bušotine. To će vam omogućiti učinkovito oduzimanje topline zemlji. Naravno, ova se metoda teško može nazvati jednostavnom i niskobudžetnom.

Da biste stvorili vertikalni geotermalni sustav grijanja, morate koristiti opremu za bušenje bušotina; bez upotrebe opreme za bušenje, rješavanje problema izgradnje sustava bit će prilično radno intenzivno (+)

To je relevantno u slučaju kada je teritorij uz kuću već razvijen, a narušavanje njegovog krajolika je nepraktično. Dubina bušenja bušotine može doseći od 50 do 200 metara.

Specifični parametri bušotine ovise o geološkoj situaciji na mjestu i parametrima buduće strukture. Životni vijek ovog dizajna je oko 100 godina.

Za ugradnju vertikalne verzije sustava s izmjenjivačem topline koji crpi energiju podzemne vode potrebno je izbušiti dvije vodonosne bušotine.

Iz jednog od njih, koji se naziva debitni, crpkom se crpi voda koja se nakon prijenosa topline odvodi u drugi, prihvatni ispust.

Nedostatak geotermalnog sustava s dvije bušotine je što nije dovoljno učinkovit za grijanje seoske kuće. Cirkulacijska pumpa troši previše energije. Ali za opskrbu rashladne tekućine u krug grijanog poda, dobivena toplinska energija je sasvim dovoljna

Opcija #2. Horizontalni raspored kolektora tla

Da biste postavili vanjski krug za vodoravno grijanje, morate znati do koje dubine se tlo smrzava u vašem području.

Cijevi su postavljene ispod razine smrzavanja u unaprijed pripremljenim rovovima, pokrivajući prilično veliki prostor: za zagrijavanje kuće čija je površina 200-250 četvornih metara. m, trebate koristiti otprilike 600 m2. m izmjenjivač topline. To je šest stotina četvornih metara.

Nedostatak ovog dizajna je velika površina koju zauzima. Ako trebate travnjak prekriven travom i cvijećem na svom posjedu, ovo je vaša opcija. Bolje je držati kolektorske cijevi podalje od stabala koja donose plodove (+)

Jasno je da će u takvim uvjetima obujam iskopa biti značajan. Osim toga, u svom planu morate uzeti u obzir položaj drveća i druge vegetacije na mjestu kako ih ne biste zamrznuli. Na primjer, kolektorske cijevi ne bi trebale biti smještene bliže od jednog i pol metra od drveća.

Ova metoda ugradnje koristi se, u pravilu, u slučajevima kada se mjesto tek razvija za izgradnju. Sve izračune i planove za izgradnju vikendice, organiziranje grijanja i planiranje zemljišta najbolje je provesti istovremeno.

Uranjanje horizontalnog izmjenjivača topline u rezervoar

Ova metoda zahtijeva posebnu lokaciju kućanstva - na udaljenosti od oko 100 m od rezervoara dovoljne dubine. Osim toga, navedeni rezervoar ne bi trebao smrznuti do samog dna, gdje će se nalaziti vanjska kontura sustava. A za to, površina rezervoara ne može biti manja od 200 četvornih metara. m.

Ova opcija za postavljanje izmjenjivača topline smatra se najjeftinijim, ali takav raspored kućanstava još uvijek nije uobičajen. Osim toga, poteškoće mogu nastati ako je rezervoar javno vlasništvo.

Očita prednost ove metode je odsutnost obveznog rada na iskapanju, iako se još uvijek morate petljati s podvodnim položajem kolektora. Također će biti potrebna posebna dozvola za obavljanje takvih radova.

Međutim, još uvijek je najekonomičnije geotermalno postrojenje koje koristi energiju vode.

Učinite sami: što i kako

Ako ćete sami instalirati geotermalno grijanje, onda je bolje kupiti gotov vanjski krug. Naravno, razmatramo samo načine horizontalnog postavljanja vanjskog izmjenjivača topline: ispod površine tla ili ispod vode.

Mnogo je teže sami instalirati vertikalni kolektor bunara ako nemate opremu i vještine bušenja.

Dizalica topline nije veliki dio opreme. Neće zauzeti puno mjesta u vašem domu. Uostalom, u veličini je usporediv, na primjer, s konvencionalnim kotlom na kruta goriva. Spajanje unutarnjeg kruga vašeg doma na njega nije težak zadatak.

Zapravo, sve se radi potpuno isto kao i kod organiziranja i ožičenje grijanja koristeći tradicionalne izvore topline. Glavna poteškoća je dizajn vanjskog kruga.

Ovaj raspored kuće u odnosu na ribnjak je češći. Glavna stvar je da rezervoar nije dalje od 100 metara od vikendice

Najbolja opcija bila bi korištenje rezervoara ako se nalazi na udaljenosti ne većoj od 100 m. Potrebno je da njegova površina prelazi 200 četvornih metara. m, a dubina je 3 m (prosječni parametar smrzavanja). Ako ovo vodeno tijelo ne pripada vama, dobivanje dozvole za njegovo korištenje može postati problem.

Ako je akumulacija ribnjak koji se nalazi na vašem posjedu, onda stvar postaje jednostavnija. Voda iz ribnjaka može se privremeno ispumpati. Tada se rad na dnu može obaviti jednostavno: morat ćete položiti cijevi u spiralu, pričvršćujući ih u tom položaju.

Radovi na iskopu bit će potrebni samo za kopanje rova, koji će biti potreban za spajanje vanjskog kruga na dizalicu topline.

Nakon što su svi radovi završeni, ribnjak se može ponovno napuniti vodom. U sljedećih stotinjak godina vanjski izmjenjivač topline trebao bi raditi ispravno i ne bi stvarao probleme svom vlasniku.

Ako imate na raspolaganju zemljište na kojem samo trebate izgraditi kuću i uzgajati vrt, ima smisla planirati horizontalni izmjenjivač topline na tlu.

Da biste to učinili, trebali biste napraviti preliminarni izračun površine budućeg kolektora, na temelju već navedenih parametara: 250-300 m2. m kolektora na 100 m2. m grijane površine kuće.

Ako imate parcelu bez zgrada ili vegetacije koju želite očuvati, tlo se jednostavno može ukloniti prilikom izrade vanjske horizontalne konture tla: to je lakše nego kopati rovove

Rovovi u koje će se polagati kružne cijevi moraju biti iskopani ispod razine smrzavanja tla.

Još bolje, jednostavno uklonite tlo do dubine smrzavanja, položite cijevi, a zatim vratite tlo na svoje mjesto. Posao je naporan i složen, ali uz veliku želju i odlučnost, možete ga dovršiti.

Troškovi i izgledi za povrat

Troškovi opreme i njezine instalacije tijekom izgradnje geotermalnog grijanja ovise o snazi ​​jedinice i proizvođaču.

Svatko bira proizvođača na temelju vlastitih promišljanja i podataka o ugledu i pouzdanosti pojedine marke. Ali snaga ovisi o području prostorije koja se služi.

Ova slika sažima prednosti korištenja geotermalnog sustava grijanja. Upravo taj omjer ulazne i izlazne energije omogućava sustavu da prvo brzo otplati sam sebe, a potom i uštedi novac vlasnika (+)

Ako uzmemo u obzir snagu, cijena dizalica topline varira u sljedećim rasponima:

• na 4-5 kW – 3000-7000 konvencionalnih jedinica;
• na 5-10 kW – 4000-8000 konvencionalnih jedinica;
• na 10-15 kW – 5000-10000 konvencionalnih jedinica.

Ako ovom iznosu dodamo troškove koji su potrebni za izvođenje instalacijskih radova (20-40%), tada ćemo dobiti iznos koji će se za mnoge činiti apsolutno nerealnim.

Ali svi će se ti troškovi nadoknaditi u vrlo razumnom roku. Ubuduće ćete morati platiti samo manje troškove za električnu energiju potrebnu za rad pumpe. I to je sve!

Zbog nedovoljne učinkovitosti geotermalnih sustava za grijanje stambenih zgrada, koriste se kao dodatak glavnim toplinskim mrežama ili se grade u kompleksu s dva ili više izmjenjivača topline.

Kao što pokazuje praksa, geotermalno grijanje posebno je korisno za kuće s ukupnom grijanom površinom od 150 četvornih metara. m. U roku od pet do osam godina, svi troškovi za instaliranje sustava grijanja u tim kućama su u potpunosti nadoknađen.

Ako geotermalno grijanje nije posebno traženo među vlasnicima privatnih kuća, tada su stanovnici južnih regija već cijenili učinkovitost solarnih sustava. Tehnologija solarne grijaće konstrukcije je prilično jednostavan, a njegovu učinkovitost i praktičnost potvrđuju dugogodišnja iskustva u korištenju od strane zapadnih zemalja i naših sunarodnjaka.

Za više informacija o alternativnim izvorima energije pogledajte ovaj članak.

Zaključci i koristan video na tu temu

Ako vam je lakše uočiti vizualne informacije, onda će vam ovaj video omogućiti da vlastitim očima vidite kako točno funkcionira geotermalni sustav, kao i da saznate više o tome tko ima koristi od ove vrste grijanja i zašto.

Pozivamo vas da pogledate kratki video u kojem će vlasnik horizontalnog podzemnog kolektora ispričati svoje dojmove o njegovom radu.Osim toga, gledajući ovaj video, saznat ćete o tekućim troškovima povezanim s radom geotermalnog sustava grijanja.

Svaki vlasnik privatne kuće bira za sebe hoće li kupiti usluge organizacija za opskrbu resursima ili se osloniti samo na sebe. Pritom se vodi cijelim popisom razmatranja.

Cilj koji smo si postavili nije natjerati vas na gotov zaključak, već podijeliti informacije o mogućnostima rješavanja problema s kojim se suočavate.

Imate li što dodati ili imate pitanja o geotermalnom grijanju privatne kuće? Možete ostaviti komentare na publikaciju. Kontakt obrazac nalazi se u donjem bloku.