Geotermiske varmesystemer for et landsted: gjør-det-selv-funksjoner

Vi vet at geotermi er jordens varme, og konseptet "geotermisk" er ofte assosiert med vulkaner og geysirer. I Russland brukes geotermisk energi først og fremst i industriell skala; for eksempel er det fjernøstens kraftverk som opererer ved å bruke varmen fra planeten vår.

Mange er sikre på at det å lage jordvarme hjemme med egne hender er noe ut av science fiction. Er det ikke? Men dette er absolutt ikke sant! Med utviklingen av moderne teknologier har den innenlandske bruken av "grønn energi" blitt fullt mulig.

Vi vil snakke om driftsprinsippene for alternativ oppvarming, dens fordeler og ulemper, og sammenligne det med tradisjonelle varmesystemer. Du vil også lære om hvordan du plasserer varmeveksleren og hvordan du installerer jordvarme med egne hender.

Noen få historiske fakta

Da oljekrisen brøt ut på 70-tallet av forrige århundre, oppsto det et brennende behov i Vesten for alternative energikilder. Det var på dette tidspunktet de første geotermiske varmesystemene begynte å bli laget.

I dag er de utbredt i USA, Canada og vesteuropeiske land.

For eksempel, i Sverige bruker de aktivt vann fra Østersjøen, hvis temperatur er +4 °C. I Tyskland er innføringen av geotermiske varmesystemer til og med sponset på statlig nivå.

I Russland er det Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya og andre geotermiske kraftverk. Men det er svært lite bevis på bruken av jordens energi i vår private sektor.

Virkelige fordeler og ulemper

Hvis geotermisk oppvarming i privat sektor har fått relativt lite distribusjon i Russland, betyr dette at ideen ikke er verdt kostnadene ved implementeringen? Kanskje det ikke er verdt å forfølge dette problemet? Det viste seg at dette ikke var tilfelle.

Å bruke et jordvarmesystem til hjemmet ditt er en lønnsom løsning.Og det er flere grunner til dette. Disse inkluderer rask installasjon av utstyr som kan fungere i lang tid uten avbrudd.

Hvis du bruker frostvæske av høy kvalitet, i stedet for vann, i varmesystemet, fryser det ikke og slitasjen vil være minimal.

Vi lister opp andre fordeler med denne typen oppvarming.

• Drivstoffforbrenningsprosedyren er utelukket. Vi lager et absolutt brannsikkert system, som under driften ikke kan forårsake skade på huset. I tillegg elimineres en rekke andre problemer knyttet til tilstedeværelsen av drivstoff: nå er det ikke nødvendig å lete etter et sted å lagre det, håndtere forberedelse eller levering.
• Betydelig økonomisk fordel. Under driften av systemet vil det ikke være nødvendig med ytterligere investeringer. Årlig oppvarming leveres av naturkreftene, som vi ikke kjøper. Selvfølgelig, når du bruker en varmepumpe, forbrukes elektrisk energi, men mengden energi som produseres overstiger betydelig mengden energi som forbrukes.
• Miljøfaktor. Geotermisk oppvarming av et privat landsted er en miljøvennlig løsning. Fraværet av en forbrenningsprosess eliminerer utslipp av forbrenningsprodukter til atmosfæren. Hvis mange mennesker innser dette, og et slikt varmeforsyningssystem blir utbredt, vil den negative påvirkningen av mennesker på naturen avta mange ganger.
• Kompakthet av systemet. Du trenger ikke organisere et eget fyrrom i hjemmet ditt. Alt som trengs er en varmepumpe, som kan plasseres for eksempel i kjelleren.Den mest voluminøse konturen av systemet vil være plassert under bakken eller under vann; du vil ikke se den på overflaten av nettstedet ditt.
• Multifunksjonalitet. Systemet kan fungere både til oppvarming i den kalde årstiden og til kjøling i sommervarmen. Det vil si at den faktisk erstatter ikke bare varmeapparatet, men også klimaanlegget ditt.
• Akustisk komfort. Varmepumpen går nesten lydløst.

Å velge et jordvarmesystem er kostnadseffektivt, til tross for at du må bruke penger på innkjøp og installasjon av utstyr.

Forresten, som en ulempe med systemet, nevner de nøyaktig kostnadene som må påløpe for å installere systemet og klargjøre det for drift. Du må kjøpe selve pumpen og noen materialer, og utføre arbeid med å installere den eksterne manifolden og den interne kretsen.

Disse kostnadene betaler seg imidlertid bare i løpet av de første årene av driften. Den påfølgende bruken av en oppsamler lagt i bakken eller nedsenket i vann gir betydelige besparelser.

I tillegg er selve installasjonsprosessen ikke så komplisert at den krever å invitere tredjepartsspesialister til å utføre den. Hvis du ikke borer, kan du gjøre alt annet selv.

Det skal bemerkes at noen håndverkere, i et forsøk på å spare penger, har lært å samle geotermisk DIY varmepumpe.

Om jordvarmekilder

Følgende kilder til terrestrisk termisk energi kan brukes til geotermisk oppvarming:

• høy temperatur;
• lav temperatur.

Høytemperaturer inkluderer for eksempel termiske kilder. De kan brukes, men omfanget er begrenset av den faktiske plasseringen av slike kilder.

Mens på Island brukes denne typen energi aktivt, i Russland ligger termalvann langt fra befolkede områder. De er konsentrert maksimalt i Kamchatka, hvor underjordisk vann brukes som kjølevæske og tilføres varmtvannssystemer.

Men vi har alle nødvendige forutsetninger for bruk av lavtemperaturkilder. De omkringliggende luftmassene, jord eller vann er egnet for dette formålet.

En varmepumpe brukes til å hente ut nødvendig energi. Med sin hjelp utføres prosedyren for å konvertere omgivelsestemperaturen til termisk energi, ikke bare for oppvarming, men også for varmtvannsforsyning til en privat husholdning.

Driftsprinsippet for slik oppvarming

Hvis du er kjent med hvordan det fungerer klimaanlegg eller kjøleskap, så er likheten mellom disse prosessene med driftsprinsippet for geotermisk oppvarming åpenbar. Grunnlaget for systemet er en varmepumpe, som er koblet til to kretser - ekstern og intern.

For å organisere et tradisjonelt varmesystem i ethvert hus, er det nødvendig å installere rør for transport av kjølevæske og radiatorer, når oppvarmet vil varme strømme inn i lokalene. I vårt tilfelle trengs også rør og radiatorer. De danner den indre konturen av systemet. Kan legges til diagrammet varmt gulv.

Den ytre konturen ser mye større ut enn den interne, selv om dimensjonene kun kan vurderes under planlegging og installasjon. Under drift er den usynlig fordi den er under eller under vann. Vanlig vann eller etylenglykol-basert frostvæske sirkulerer inne i denne kretsen, noe som er mye å foretrekke.

Kjølevæske i den eksterne kretsen varmes den opp til tilstanden til miljøet den er nedsenket i, og sendes i en "oppvarmet" form til varmepumpen. Gjennom den overføres konsentrert varme til den interne kretsen, som et resultat av at vannet i rør, radiatorer og oppvarmede gulv varmes opp.

Dermed er nøkkelelementet som animerer hele systemet varmepumpen. Hvis hjemmet ditt har en vanlig vaskemaskin, så vit: denne pumpen vil ta opp omtrent samme areal.

For å fungere trenger den strøm, men bruker bare 1 kW og produserer 4-5 kW varme. Og dette er ikke et mirakel, siden kilden til "ekstra" energi er kjent - dette er miljøet.

To typer varmevekslerplasseringer

Det er to alternativer for å varme opp et privat hjem ved å bruke lavtemperaturenergi fra miljøelementer. Grunnlaget for systemet i alle tre tilfellene er en geotermisk pumpe.

Den interne kretsen forblir uendret for enhver oppvarmingsmetode, og hovedforskjellen er plasseringen av den eksterne kretsen.

Jordvarme leveres med varmeveksler plassert:

• vertikalt – plassert i brønner som trenger gjennom eller ikke trenger gjennom akviferen;
• horisontalt — varmevekslere av systemene er plassert i en grop eller åpent reservoar i form av en slags spole.

Hver av oppvarmingstypene oppført her er preget av sine egne egenskaper, ulemper og fordeler.

Hvis du har tenkt å lage et slikt varmesystem med egne hender, vil du være interessert i å lære mer om hver type.

Valg 1. Vertikal plassering av den eksterne kollektoren

Denne typen oppvarming er basert på et interessant naturfenomen: i en dybde på 50-100 m eller mer fra overflaten har jorden den samme og konstante temperaturen på 10-12°C hele året.

For å kunne bruke denne jordenergien er det nødvendig bore vertikale brønner. Teknologien er nesten lik forberedelse av en vanninntakskilde.

For å bevare landskapet mest mulig kan flere rør bores fra samme utgangspunkt, men i ulike vinkler.

Den eksterne kretsen til systemet vil bli installert direkte i disse brønnene. Dette vil tillate deg å effektivt ta bort varmen fra jorden. Selvfølgelig kan denne metoden neppe kalles enkel og lavbudsjett.

Det er relevant i tilfelle når territoriet ved siden av huset allerede er utviklet, og det er upraktisk å forstyrre landskapet. Dybden av å bore en brønn kan nå fra 50 til 200 meter.

De spesifikke parametrene til brønnen avhenger av den geologiske situasjonen på stedet og parametrene for den fremtidige strukturen. Levetiden til dette designet er omtrent 100 år.

For å installere en vertikal versjon av systemet med en varmeveksler som trekker ut energien til underjordisk vann, må du bore to vannførende brønner.

Fra en av dem, kalt debeten, trekkes vann ved hjelp av en pumpe, som etter varmeoverføring dreneres inn i det andre mottaksuttaket.

Alternativ #2. Horisontalt arrangement av jordsamleren

For å legge den eksterne kretsen for horisontal oppvarming, må du vite til hvilken dybde bakken fryser i ditt område.

Rørene legges under frysenivået i forhåndsforberedte grøfter, som dekker et ganske stort rom: for å varme opp et hus hvis areal er 200-250 kvadratmeter. m, du må bruke omtrent 600 kvm. m varmeveksler. Det er seks hundre kvadratmeter.

Det er klart at under slike forhold vil omfanget av gravearbeidet være betydelig. I tillegg må du ta hensyn til plasseringen av trær og annen vegetasjon på stedet i planen din for ikke å fryse dem. For eksempel bør samlerør ikke plasseres nærmere enn halvannen meter fra trær.

Denne installasjonsmetoden brukes som regel i tilfeller der stedet nettopp er under utvikling for bygging. Alle beregninger og planer for å bygge en hytte, organisere oppvarmingen og planlegge tomten utføres best samtidig.

Nedsenking av en horisontal varmeveksler i et reservoar

Denne metoden krever en spesiell plassering av husholdningen - i en avstand på omtrent 100 m fra et reservoar med tilstrekkelig dybde. I tillegg skal det spesifiserte reservoaret ikke fryse til bunnen, der den ytre konturen av systemet vil bli plassert. Og for dette kan arealet til reservoaret ikke være mindre enn 200 kvadratmeter. m.

Den åpenbare fordelen med denne metoden er fraværet av obligatorisk arbeidskrevende gravearbeid, selv om du fortsatt må tukle med undervannsplasseringen til samleren. Og spesiell tillatelse til å utføre slikt arbeid vil også være nødvendig.

Imidlertid er en geotermisk installasjon som bruker vannenergi fortsatt den mest økonomiske.

Gjør det selv: hva og hvordan

Hvis du skal installere jordvarme selv, er det bedre å kjøpe den eksterne kretsen ferdig. Selvfølgelig vurderer vi bare måter å plassere den eksterne varmeveksleren horisontalt på: under overflaten av jorda eller under vann.

Det er mye vanskeligere å installere en vertikal brønnsamler selv hvis du ikke har utstyr og boreferdigheter.

En varmepumpe er ikke et veldig stort utstyr. Det vil ikke ta mye plass i hjemmet ditt. Tross alt er den i størrelse sammenlignbar, for eksempel med en konvensjonell fastbrenselkjele. Å koble den interne kretsen i hjemmet til det er ikke en vanskelig oppgave.

Faktisk gjøres alt akkurat det samme som ved organisering og varmeledninger ved bruk av tradisjonelle varmekilder. Den største vanskeligheten er utformingen av den eksterne kretsen.

Det beste alternativet vil være å bruke et reservoar hvis det finnes i en avstand på ikke mer enn 100 m. Det er nødvendig at området overstiger 200 kvm. m, og dybden er 3 m (gjennomsnittlig fryseparameter). Hvis denne vannmassen ikke tilhører deg, kan det bli et problem å få tillatelse til å bruke den.

Hvis reservoaret er en dam som er på eiendommen din, blir saken enklere. Vannet fra dammen kan midlertidig pumpes ut. Deretter kan arbeid på bunnen enkelt gjøres: du må legge rørene i en spiral, og sikre dem i denne posisjonen.

Gravearbeid vil kun være nødvendig for å grave en grøft, som vil være nødvendig for å koble den eksterne kretsen til varmepumpen.

Etter at alt arbeid er fullført, kan dammen fylles med vann igjen. I løpet av de neste hundre årene skal den eksterne varmeveksleren fungere som den skal og ikke forårsake problemer for eieren.

Hvis du har til rådighet en tomt der du bare må bygge boliger og dyrke en hage, er det fornuftig å planlegge en horisontal jordvarmeveksler.

For å gjøre dette, bør du foreta en foreløpig beregning av arealet til den fremtidige samleren, basert på parametrene som allerede er angitt ovenfor: 250-300 kvm. m oppsamler per 100 kvm. m oppvarmet område av huset.

Grøftene som kretsrørene skal legges i må graves under jordfrysenivå.

Enda bedre, bare fjern jorda til dybden av frysepunktet, legg rørene og returner deretter jorda til sin plass. Arbeidet er arbeidskrevende og komplekst, men med stor lyst og vilje kan du gjennomføre det.

Kostnader og tilbakebetalingsutsikter

Kostnadene for utstyr og installasjon under bygging av geotermisk oppvarming avhenger av kraften til enheten og produsenten.

Alle velger en produsent basert på sine egne vurderinger og informasjon om omdømmet og påliteligheten til et bestemt merke. Men kraften avhenger av området i rommet som skal serveres.

Hvis vi tar hensyn til strøm, varierer prisen på varmepumper i følgende områder:

• ved 4-5 kW – 3000-7000 konvensjonelle enheter;
• ved 5-10 kW – 4000-8000 konvensjonelle enheter;
• ved 10-15 kW – 5000-10000 konvensjonelle enheter.

Legger vi til dette beløpet kostnadene som skal til for å utføre installasjonsarbeid (20-40%), så får vi et beløp som for mange vil virke helt urealistisk.

Men alle disse kostnadene vil bli tjent inn i en svært rimelig tidsramme. I fremtiden vil du bare måtte betale mindre utgifter for strømmen som trengs for å drive pumpen. Og det er alt!

Som praksis viser, er geotermisk oppvarming spesielt gunstig for hus med et totalt oppvarmet areal på 150 kvadratmeter. m. Innen fem til åtte år er alle kostnader for installasjon av varmesystemer i disse husene fullt tjent inn.

Hvis geotermisk oppvarming ikke er spesielt etterspurt blant eiere av private hus, så har effektiviteten til solsystemer allerede blitt verdsatt av innbyggere i de sørlige regionene. Teknologi solvarmekonstruksjoner er ganske enkel, og dens effektivitet og praktiske funksjoner bekreftes av mange års erfaring i bruk av vestlige land og våre landsmenn.

For mer informasjon om alternative energikilder, se denne artikkelen.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Hvis det er lettere for deg å oppfatte visuell informasjon, vil denne videoen tillate deg å se med egne øyne nøyaktig hvordan et geotermisk system fungerer, samt lære mer om hvem som drar nytte av denne typen oppvarming og hvorfor.

Vi inviterer deg til å se en kort video der eieren av en horisontal undergrunnssamler vil snakke om sine inntrykk av driften.I tillegg, ved å se denne videoen, vil du lære om de løpende kostnadene forbundet med drift av et jordvarmesystem.

Hver eier av et privat hjem velger selv om han vil kjøpe tjenestene til ressursforsyningsorganisasjoner eller bare stole på seg selv. Ved å gjøre det veiledes han av en hel liste med hensyn.

Målet vi har satt oss er ikke å presse deg til en ferdig konklusjon, men å dele informasjon om alternativer for å løse problemet du står overfor.

Har du noe å tilføye eller har spørsmål om jordvarme av en privat bolig? Du kan legge igjen kommentarer til publikasjonen. Kontaktskjemaet ligger i nedre blokk.