Ģeotermālās apkures sistēmas lauku mājai: "dari pats" funkcijas

Mēs zinām, ka ģeotermija ir Zemes siltums, un jēdziens “ģeotermija” bieži tiek saistīts ar vulkāniem un geizeriem. Krievijā ģeotermālo enerģiju galvenokārt izmanto rūpnieciskā mērogā, piemēram, ir Tālo Austrumu spēkstacijas, kas darbojas, izmantojot mūsu planētas siltumu.

Daudzi cilvēki ir pārliecināti, ka ģeotermālās apkures izgatavošana mājās ar savām rokām ir kaut kas no zinātniskās fantastikas. Vai ne? Bet tā absolūti nav taisnība! Attīstoties modernajām tehnoloģijām, “zaļās enerģijas” izmantošana mājas apstākļos ir kļuvusi diezgan iespējama.

Runāsim par alternatīvās apkures darbības principiem, priekšrocībām un trūkumiem un salīdzināsim ar tradicionālajām apkures sistēmām. Jūs arī uzzināsiet, kā novietot siltummaini un kā ar savām rokām uzstādīt ģeotermālo apkuri.

Daži vēsturiski fakti

Kad pagājušā gadsimta 70. gados sākās naftas krīze, Rietumos radās kvēla vajadzība pēc alternatīvie enerģijas avoti. Tieši šajā laikā sāka veidot pirmās ģeotermālās apkures sistēmas.

Mūsdienās tie ir plaši izplatīti ASV, Kanādā un Rietumeiropas valstīs.

Piemēram, Zviedrijā aktīvi izmanto Baltijas jūras ūdeni, kura temperatūra ir +4°C. Vācijā ģeotermālās apkures sistēmu ieviešana pat tiek sponsorēta valsts līmenī.

Krievijā ir Paužetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya un citas ģeotermālās elektrostacijas. Taču ir ļoti maz pierādījumu par Zemes enerģijas izmantošanu mūsu privātajā sektorā.

Reālas priekšrocības un trūkumi

Ja ģeotermālā apkure privātajā sektorā Krievijā ir salīdzinoši maz izplatīta, vai tas nozīmē, ka ideja nav tā īstenošanas izmaksu vērta? Varbūt nav vērts pievērsties šim jautājumam? Izrādījās, ka tas tā nav.

Ģeotermālās apkures sistēmas izmantošana mājām ir izdevīgs risinājums.Un tam ir vairāki iemesli. Tie ietver ātru iekārtu uzstādīšanu, kas var darboties ilgu laiku bez traucējumiem.

Ja apkures sistēmā izmantosiet kvalitatīvu antifrīzu, nevis ūdeni, tas nesasals un tā nodilums būs minimāls.

Mēs uzskaitām citas šāda veida apkures priekšrocības.

• Degvielas sadegšanas procedūra ir izslēgta. Mēs veidojam absolūti ugunsdrošu sistēmu, kas savas darbības laikā nevar radīt nekādus bojājumus korpusam. Turklāt tiek novērsta virkne citu jautājumu, kas saistīti ar degvielas klātbūtni: tagad vairs nav jāmeklē vieta tās uzglabāšanai, jānodarbojas ar tās sagatavošanu vai piegādi.
• Būtisks ekonomisks ieguvums. Sistēmas darbības laikā papildu ieguldījumi nebūs nepieciešami. Ikgadējo apkuri nodrošina dabas spēki, kurus nepērkam. Protams, ekspluatējot siltumsūkni, tiek patērēta elektroenerģija, taču saražotās enerģijas daudzums ievērojami pārsniedz patērētās enerģijas daudzumu.
• Vides faktors. Privātās lauku mājas ģeotermālā apkure ir videi draudzīgs risinājums. Degšanas procesa neesamība novērš sadegšanas produktu izdalīšanos atmosfērā. Ja to apzināsies daudzi un šāda siltumapgādes sistēma izplatīsies plaši, cilvēku negatīvā ietekme uz dabu samazināsies daudzkārt.
• Sistēmas kompaktums. Jūsu mājās nav jāorganizē atsevišķa katlu telpa. Nepieciešams tikai siltumsūknis, kuru var novietot, piemēram, pagrabā.Sistēmas apjomīgākā kontūra atradīsies zem zemes vai zem ūdens; jūs to neredzēsit uz savas vietnes virsmas.
• Daudzfunkcionalitāte. Sistēma var darboties gan apkurei aukstajā sezonā, gan dzesēšanai vasaras karstumā. Tas nozīmē, ka tas aizstās ne tikai jūsu sildītāju, bet arī gaisa kondicionieri.
• Akustiskais komforts. Siltumsūknis darbojas gandrīz klusi.

Ģeotermālās apkures sistēmas izvēle ir ekonomiski izdevīga, neskatoties uz to, ka jums būs jātērē nauda aprīkojuma iegādei un uzstādīšanai.

Starp citu, kā sistēmas mīnusu viņi min tieši izmaksas, kas būs jāizveido, lai sistēmu uzstādītu un sagatavotu darbībai. Jums būs jāiegādājas pats sūknis un daži materiāli, kā arī jāveic ārējā kolektora un iekšējās ķēdes uzstādīšanas darbi.

Tomēr šīs izmaksas atmaksājas tikai pirmajos darbības gados. Turpmāka kolektora izmantošana, kas novietota zemē vai iegremdēta ūdenī, ļauj ievērojami ietaupīt.

Turklāt pats instalēšanas process nav tik sarežģīts, lai tā veikšanai būtu jāpieaicina trešo pušu speciālisti. Ja jūs neveicat urbšanu, tad visu pārējo varat darīt pats.

Jāpiebilst, ka daži amatnieki, cenšoties ietaupīt naudu, ir iemācījušies savākt ģeotermālo enerģiju DIY siltumsūknis.

Par ģeotermālajiem apkures avotiem

Ģeotermālajai apkurei var izmantot šādus zemes siltumenerģijas avotus:

• paaugstināta temperatūra;
• zema temperatūra.

Augstas temperatūras avoti ietver, piemēram, termālos avotus. Tos var izmantot, taču to darbības jomu ierobežo šādu avotu faktiskā atrašanās vieta.

Kamēr Islandē šis enerģijas veids tiek aktīvi izmantots, Krievijā termālie ūdeņi atrodas tālu no apdzīvotām vietām. Tie ir maksimāli koncentrēti Kamčatkā, kur pazemes ūdens tiek izmantots kā dzesēšanas šķidrums un tiek piegādāts karstā ūdens sistēmām.

Bet mums ir visi nepieciešamie priekšnoteikumi zemas temperatūras avotu izmantošanai. Šim nolūkam ir piemērotas apkārtējās gaisa masas, zeme vai ūdens.

Nepieciešamās enerģijas iegūšanai tiek izmantots siltumsūknis. Ar tās palīdzību tiek veikta procedūra, lai apkārtējās vides temperatūru pārvērstu siltumenerģijā ne tikai apkurei, bet arī karstā ūdens piegādei privātai mājsaimniecībai.

Šādas apkures darbības princips

Ja esat iepazinies ar to, kā tas darbojas gaisa kondicionieris vai ledusskapis, tad šo procesu līdzība ar ģeotermālās apkures darbības principu ir acīmredzama. Sistēmas pamatā ir siltumsūknis, kas ir savienots ar divām ķēdēm - ārējo un iekšējo.

Lai organizētu tradicionālo apkures sistēmu jebkurā mājā, ir nepieciešams uzstādīt caurules dzesēšanas šķidruma un radiatoru transportēšanai, sildot, siltums ieplūdīs telpās. Mūsu gadījumā ir vajadzīgas arī caurules un radiatori. Tie veido sistēmas iekšējo kontūru. Var pievienot diagrammai siltā grīda.

Ārējā kontūra izskatās daudz lielāka par iekšējo, lai gan tās izmērus var novērtēt tikai plānošanas un uzstādīšanas laikā. Darbības laikā tas ir neredzams, jo atrodas zem zemes vai zem ūdens. Šajā ķēdē cirkulē tīrs ūdens vai antifrīzs uz etilēnglikola bāzes, kas ir daudz vēlams.

Dzesēšanas šķidrums ārējā kontūrā tas tiek uzkarsēts līdz vides stāvoklim, kurā tas ir iegremdēts, un “apsildītā” veidā tiek nosūtīts uz siltumsūkni. Caur to koncentrēts siltums tiek nodots iekšējai ķēdei, kā rezultātā tiek uzsildīts ūdens caurulēs, radiatoros un apsildāmajās grīdās.

Tādējādi galvenais elements, kas animē visu sistēmu, ir siltumsūknis. Ja jūsu mājās ir parasta veļas mašīna, tad ziniet: šis sūknis aizņems aptuveni tādu pašu platību.

Darbībai nepieciešama elektrība, bet, patērējot tikai 1 kW, tas saražo 4-5 kW siltuma. Un tas nav brīnums, jo ir zināms “papildu” enerģijas avots - tā ir vide.

Divu veidu siltummaiņu atrašanās vietas

Ir divas iespējas privātmājas apkurei, izmantojot zemas temperatūras enerģiju no vides elementiem. Sistēmas pamatā visos trīs gadījumos ir ģeotermālais sūknis.

Iekšējā ķēde paliek nemainīga jebkurai apkures metodei, un galvenā atšķirība ir ārējās ķēdes atrašanās vieta.

Ģeotermālā apkure ir aprīkota ar siltummaini, kas atrodas:

• vertikāli — atrodas akās, kas iekļūst vai neiekļūst ūdens nesējslānī;
• horizontāli — sistēmu siltummaiņi tiek ievietoti bedrē vai atklātā rezervuārā sava veida spoles veidā.

Katram no šeit uzskaitītajiem apkures veidiem ir raksturīgas savas īpašības, trūkumi un priekšrocības.

Ja plānojat izveidot šādu apkures sistēmu ar savām rokām, jums būs interesanti uzzināt vairāk par katru veidu.

1. iespēja. Ārējā kolektora vertikālais novietojums

Šāda veida apkures pamatā ir interesanta dabas parādība: 50-100 m vai vairāk dziļumā no tās virsmas uz zemes visu gadu ir vienāda un nemainīga temperatūra 10-12°C.

Lai varētu izmantot šo zemes enerģiju, tas ir nepieciešams urbt vertikālas akas. Tehnoloģija ir gandrīz līdzīga ūdens ņemšanas avota sagatavošanai.

Lai pēc iespējas saglabātu ainavu, var urbt vairākas caurules no viena sākuma punkta, bet dažādos leņķos.

Sistēmas ārējā ķēde tiks uzstādīta tieši šajās akās. Tas ļaus jums efektīvi noņemt tās siltumu no zemes. Protams, šo metodi diez vai var saukt par vienkāršu un zemu budžetu.

Tas ir aktuāli gadījumā, ja mājai piegulošā teritorija jau ir attīstīta, un tās ainavas traucēšana ir nepraktiska. Akas urbšanas dziļums var sasniegt no 50 līdz 200 metriem.

Konkrētie urbuma parametri ir atkarīgi no ģeoloģiskās situācijas vietā un topošās struktūras parametriem. Šīs konstrukcijas kalpošanas laiks ir aptuveni 100 gadi.

Lai uzstādītu sistēmas vertikālo versiju ar siltummaini, kas iegūst pazemes ūdens enerģiju, jums būs jāizurbj divas ūdens nesošās akas.

No viena no tiem, ko sauc par debetu, ar sūkni tiek ņemts ūdens, kas pēc siltuma pārneses tiek novadīts otrajā, pieņemšanas izejā.

Variants #2. Horizontālais augsnes savācēja izvietojums

Lai izveidotu ārējo ķēdi horizontālajai apkurei, jums jāzina, cik dziļi zeme sasalst jūsu reģionā.

Caurules tiek liktas zem sasalšanas līmeņa iepriekš sagatavotās tranšejās, aptverot diezgan lielu telpu: lai apsildītu māju, kuras platība ir 200-250 kvadrātmetri. m, jums jāizmanto aptuveni 600 kv. m siltummainis. Tas ir seši simti kvadrātmetru.

Skaidrs, ka šādos apstākļos rakšanas darbu apjoms būs ievērojams. Turklāt savā plānā ir jāņem vērā koku un citas veģetācijas atrašanās vieta vietnē, lai tās nesasaldētu. Piemēram, kolektoru caurules nedrīkst atrasties tuvāk par pusotru metru no kokiem.

Šo uzstādīšanas metodi parasti izmanto gadījumos, kad vietne tikai tiek izstrādāta būvniecībai. Visus aprēķinus un plānus vasarnīcas celtniecībai, tās apkures organizēšanai un zemes gabala plānošanai vislabāk veikt vienlaikus.

Horizontālā siltummaiņa iegremdēšana rezervuārā

Šai metodei ir nepieciešama īpaša mājsaimniecības atrašanās vieta - apmēram 100 m attālumā no pietiekama dziļuma rezervuāra. Turklāt norādītajam rezervuāram nevajadzētu sasalt līdz pašai apakšai, kur atradīsies sistēmas ārējā kontūra. Un šim nolūkam rezervuāra platība nedrīkst būt mazāka par 200 kvadrātmetriem. m.

Šīs metodes acīmredzamā priekšrocība ir obligātu darbietilpīgu rakšanas darbu neesamība, lai gan jums joprojām ir jāpielāgojas ar kolektora zemūdens atrašanās vietu. Un arī šādu darbu veikšanai būs nepieciešama īpaša atļauja.

Tomēr ģeotermālā iekārta, izmantojot ūdens enerģiju, joprojām ir visekonomiskākā.

Dari pats: ko un kā

Ja ģeotermālo apkuri plāno ierīkot pats, tad ārējo ķēdi labāk iegādāties jau gatavu. Protams, mēs tikai apsveram veidus, kā horizontāli novietot ārējo siltummaini: zem augsnes virsmas vai zem ūdens.

Daudz grūtāk ir pašam uzstādīt vertikālo akas kolektoru, ja nav aprīkojuma un urbšanas iemaņu.

Siltumsūknis nav ļoti liels aprīkojums. Tas neaizņems daudz vietas jūsu mājās. Galu galā pēc izmēra tas ir salīdzināms, piemēram, ar parasto cietā kurināmā katlu. Jūsu mājas iekšējās ķēdes pievienošana tai nav grūts uzdevums.

Faktiski viss tiek darīts tieši tāpat kā organizējot un apkures elektroinstalācija izmantojot tradicionālos siltuma avotus. Galvenā grūtība ir ārējās ķēdes dizains.

Labākais variants būtu izmantot rezervuāru, ja tāds ir atrasts ne tālāk kā 100 m. Tā platībai jābūt lielākai par 200 kv.m. m, un dziļums ir 3 m (vidējais sasalšanas parametrs). Ja šī ūdenstilpe jums nepieder, tad atļaujas saņemšana tās izmantošanai var kļūt par problēmu.

Ja rezervuārs ir dīķis, kas atrodas jūsu īpašumā, tad lieta kļūst vienkāršāka. Ūdeni no dīķa var īslaicīgi izsūknēt. Pēc tam darbu pie tā dibena var veikt viegli: jums būs jāizliek caurules spirālē, nostiprinot tās šajā pozīcijā.

Rakšanas darbi būs nepieciešami tikai tranšejas rakšanai, kas būs nepieciešama ārējā kontūra pieslēgšanai siltumsūknim.

Pēc visu darbu pabeigšanas dīķi var atkal piepildīt ar ūdeni. Nākamajos simts gados ārējam siltummainim vajadzētu darboties pareizi un neradīt nepatikšanas tā īpašniekam.

Ja jūsu rīcībā ir zemes gabals, uz kura jums vienkārši jāuzceļ mājoklis un jāaudzē dārzs, ir lietderīgi plānot horizontālu zemes siltummaini.

Lai to izdarītu, jums vajadzētu veikt iepriekšēju nākotnes kolektora platības aprēķinu, pamatojoties uz jau iepriekš norādītajiem parametriem: 250-300 kv. m kolektora uz 100 kv. m mājas apsildāmās platības.

Tranšejas, kurās paredzēts ielikt ķēdes caurules, ir jāizrok zem augsnes sasalšanas līmeņa.

Vēl labāk, vienkārši noņemiet augsni līdz sasalšanas dziļumam, novietojiet caurules un pēc tam atgrieziet augsni savā vietā. Darbs ir darbietilpīgs un sarežģīts, taču ar lielu vēlmi un apņēmību to var paveikt.

Izmaksas un atmaksāšanās iespējas

Iekārtu un to uzstādīšanas izmaksas ģeotermālās apkures izbūves laikā ir atkarīgas no iekārtas jaudas un ražotāja.

Katrs izvēlas ražotāju, vadoties pēc saviem apsvērumiem un informācijas par konkrēta zīmola reputāciju un uzticamību. Bet jauda ir atkarīga no apkalpojamās telpas platības.

Ja ņemam vērā jaudu, siltumsūkņu izmaksas svārstās šādos diapazonos:

• pie 4-5 kW – 3000-7000 parasto vienību;
• pie 5-10 kW – 4000-8000 parasto vienību;
• pie 10-15 kW – 5000-10000 parasto vienību.

Ja šai summai pieskaitām izmaksas, kas nepieciešamas uzstādīšanas darbu veikšanai (20-40%), tad iegūsim summu, kas daudziem šķitīs absolūti nereāla.

Bet visas šīs izmaksas tiks atmaksātas ļoti saprātīgā laika posmā. Nākotnē jums būs jāmaksā tikai nelieli izdevumi par sūkņa darbināšanai nepieciešamo elektroenerģiju. Un viss!

Kā liecina prakse, ģeotermālā apkure ir īpaši izdevīga mājām ar kopējo apsildāmo platību 150 kvadrātmetri. m Piecu līdz astoņu gadu laikā visas izmaksas par apkures sistēmu ierīkošanu šajās mājās pilnībā atmaksājas.

Ja privātmāju īpašnieku vidū ģeotermālā apkure nav īpaši pieprasīta, tad saules sistēmu efektivitāti jau ir novērtējuši dienvidu reģionu iedzīvotāji. Tehnoloģija saules apkures konstrukcijas ir diezgan vienkāršs, un tā efektivitāti un praktiskumu apliecina daudzu gadu pieredze Rietumu valstīs un mūsu tautiešiem.

Papildinformāciju par alternatīvajiem enerģijas avotiem sk Šis raksts.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Ja jums ir vieglāk uztvert vizuālo informāciju, tad šis video ļaus savām acīm redzēt, kā tieši darbojas ģeotermālā sistēma, kā arī uzzināt vairāk par to, kam un kāpēc ir izdevīgi šāda veida apkure.

Aicinām noskatīties īsu video, kurā horizontālā zemes dzīļu savācēja īpašnieks pastāstīs par saviem iespaidiem par tā darbību.Turklāt, noskatoties šo video, jūs uzzināsit par pastāvīgajām izmaksām, kas saistītas ar ģeotermālās apkures sistēmas darbību.

Katrs privātmājas īpašnieks pats izvēlas, vai pirkt resursu piegādes organizāciju pakalpojumus vai paļauties tikai uz sevi. To darot, viņš vadās pēc vesela apsvērumu saraksta.

Mērķis, ko esam sev izvirzījuši, nav piespiest jūs pie gatava secinājuma, bet gan dalīties ar informāciju par iespējām atrisināt jūsu problēmu.

Vai jums ir kas piebilstams vai ir jautājumi par privātmājas ģeotermālo apkuri? Jūs varat atstāt komentārus par publikāciju. Kontaktforma atrodas apakšējā blokā.