Grijanje na podzemne vode. Koristimo toplinu zemlje za grijanje kuće. Geotermalna oprema za korištenje topline zemlje

Opće je poznata činjenica da je grijanje privatne kuće toplinskom pumpom najučinkovitiji način od svih postojećih. Tema je od interesa za mnoge vlasnike kuća zbog stalnog porasta troškova energetskih nosača ili njihove odsutnosti na određenom području. Razmotrimo detaljnije što je geotermalno grijanje privatne kuće, kako funkcionira i što je potrebno za njegovu instalaciju.

Princip rada geotermalnih sustava

Ako nikada niste dotakli stražnju stranu svog kućnog hladnjaka gdje se nalazi rešetka izmjenjivača topline, pokušajte. Vidjet ćete da je rešetka vruća. Zagrije se jer prenosi toplinu prema van iz unutarnjeg prostora u kojem se pohranjuje hrana. Kao rezultat, temperatura iznutra se smanjuje, a toplina izvana se raspršuje u kuhinjskom prostoru. To jest, rashladni stroj prenosi toplinsku energiju s jednog mjesta na drugo.

Toplinska pumpa je poput hladnjaka, samo što radi obrnuto. Ovo je princip rada geotermalnog grijanja, tako da se toplina dostupna izvan kuće prenosi unutra kako bi se zagrijala. Teoretski, svaka tvar ili tijelo čija je temperatura iznad apsolutne nule (minus 273 ºS) sadrži toplinu u obliku energije molekularnog gibanja. Što možemo reći o temperaturi tla ispod dubine smrzavanja, koja je uvijek konstantna i drži se unutar plus 5-7 ºS.

Za referencu. To možete provjeriti spuštanjem u duboki podrum. Ima istu temperaturu tijekom cijele godine. Zbog toga ljeti geotermalni sustavi grijanja mogu raditi u obrnutom smjeru, donoseći hladnoću u kuću umjesto topline.

Sama po sebi, temperatura od +7 ºS nije prikladna za grijanje zgrade, to je razumljivo. Zadatak koji geotermalni sustav grijanja rješava upravo je da dio te topline uzme, pretvori je i prenese u kuću. U tu svrhu, krug za odvod topline je raspoređen u zemlji iz više cijevi položenih ispod dubine smrzavanja. Tekućina koja se ne smrzava neprestano se kreće duž kruga, pokretana cirkulacijskom pumpom.

Nakon zagrijavanja do temperature zemlje, tekućina ulazi u izmjenjivač topline - isparivač. Tamo izmjenjuje toplinu s drugim krugom, gdje rashladno sredstvo (freon) cirkulira pod pritiskom koji stvara kompresor. Zbog toga rashladno sredstvo isparava na niskoj temperaturi, uklanjajući veliku količinu topline iz primarnog kruga.

Nadalje, prolazeći ekspanzijski ventil, freon ulazi u drugi izmjenjivač topline - kondenzator. Istodobno, njegov tlak pada i rashladno sredstvo se kondenzira, prenoseći toplinu u treći krug - naš sustav grijanja. To je princip geotermalnog grijanja, kada sustav prenosi energiju izvana u kuću uz minimalne troškove. Uostalom, ispada da je za njegov rad potrebna električna energija za rotiranje rotora motora kompresora i pumpe. Za grijanje privatne kuće površine 300 m2 u prosjeku će se potrošiti 3 kWh električne energije. Više pojedinosti o principu rada opisano je u videu:

Vrste geotermalnih sustava

Zapravo, sustavi se mogu razlikovati samo u strukturi vanjskog kruga, inače je oprema ista. Trenutno postoje 3 vrste vanjskih kontura:

• položen vodoravno u zemlju;
• vertikalne geotermalne sonde;
• potopljen na dno najbližeg vodenog tijela.

U prvom slučaju, mnoge cijevi se polažu duž dna vodoravnog iskopa izračunate površine. Nedostatak ove metode je što će instalacija geotermalnog grijanja zahtijevati puno prostora na zemljištu i preporučuje se za korištenje u fazi izgradnje kuće, kada možete iskopati temeljnu jamu i zakopati cijevi točno ispod buduće kuće.

Vertikalne sonde u obliku snopova cijevi s rashladnom tekućinom spuštaju se u duboke bušotine. Ova metoda je najčešća, budući da je dostupna na malim površinama koje je već izgradio vlasnik. Uranjanje konture na dno rezervoara koristi se koliko je to moguće, odnosno ako je takav rezervoar dostupan. Što se tiče učinkovitosti sustava, ove 3 metode praktički se ne razlikuju, razlika je samo u cijeni izgradnje.

Zaključak. Glavna prednost koju geotermalne dizalice topline imaju za grijanje je iznimno visoka učinkovitost. Ali ova prednost je nadoknađena takvim nedostatkom kao što je složenost i previsoka cijena rada i opreme. Osim toga, sustav ovisi o struji, pa ćete morati dodatno uložiti u dizel agregat kako se ne biste smrzli u slučaju gašenja.

Odmah rezervirajte da je geotermalno grijanje vlastitim rukama mit. Posao koji se odnosi na proračun duljine krugova i snage jedinice za izmjenu topline, te izradu projekta u cjelini, može izvoditi samo stručnjak iz ovog područja koji ima inženjersko obrazovanje i iskustvo. Što se tiče provedbe projekta, tada se ne može izostaviti oprema za zemljane radove ili bušenje, nećete ručno kopati jamu. Isto vrijedi i za ugradnju cijevi, njihovo polaganje u kući i ugradnju opreme.

Jedina stvar koju možete učiniti vlastitim rukama je sastaviti sustav grijanja kuće. O ovoj temi možete pronaći dovoljno informacija u drugim člancima. Dat ćemo neke općenite preporuke:

• s tvrtkom izvođačem treba sklopiti službeni ugovor i u njemu navesti sve točke;
• zbog osobitosti rada solarnih sustava za grijanje privatne kuće, najprikladnija je shema grijanja s niskom temperaturom. To uključuje podno grijanje i vodene konvektore na podnožju. Mogu se isporučiti i tradicionalni radijatori, ali tu namjeru treba unaprijed priopćiti stručnjacima uključenim u izračune toplinske pumpe;
• radi sigurnosti ne bi škodilo da u kući imate rezervni bojler, po mogućnosti trajni bojler koji radi na drva ili dizel gorivo. Time ćete izbjeći situacije u kojima možete ostati bez grijanja usred zime kao posljedica nekog kvara sustava ili nezgode;
• za istu namjenu potrebno je kupiti dizel ili benzinski generator električne energije. Obični izvori neprekidnog napajanja neće raditi, neće imati dovoljno snage ili napunjenosti;

najbolje je kada se izmjenjivač topline geotermalnog grijanja nalazi u podrumu ili podrumu kuće, zajedno s ostalom opremom za grijanje. Dakle, prikladnije je i jeftinije donijeti komunikacije.

Zaključak

Toplinska pumpa, kao zamisao najnaprednijih tehnologija, prilično je uobičajena u zapadnoj Europi. Kod nas se zbog poprilične cijene smatra nedostupnim luksuzom. Ni imućni građani ne žure ulagati u takvo grijanje, jer posjeduju velike vikendice u kojima će se geotermalno grijanje predugo isplatiti. S ove točke gledišta, kuća od 150 m2 smatra se najboljom opcijom.

Posljednjih desetljeća aktivan život ljudi koji zadovoljavaju svoje potrebe počeo je vrlo negativno utjecati na prirodu i okoliš. I termoelektrane su imale važnu ulogu u tom procesu. Istodobno, društvo je počelo shvaćati da prirodni resursi nisu neograničeni, zbog čega su posljednjih godina počeli uvoditi analoge izvora opskrbe toplinom. Jedan takav alternativni način grijanja vašeg doma je geotermalno grijanje. Sustav je jednostavan i učinkovit, a možete ga napraviti i sami.

Imajte na umu da je geotermalno grijanje u SAD-u i europskim zemljama postalo glavni izvor topline, ali se u Rusiji danas smatra samo alternativom plinskom, električnom, krutom gorivom i drugim vrstama grijanja. Vrlo brzo će geotermalno grijanje postati glavno, jer recenzije govore da je to isplativ način grijanja doma bez štete za okoliš i za vlastitu korist.

Princip rada

Takav fenomen kao što je geotermalno grijanje, čiji princip nalikuje konvencionalnom hladnjaku, samo obrnuto, postaje sve popularniji. Zemlja stalno zadržava toplinu, moguće je zagrijati predmete koji se nalaze na njenoj površini. Zaključak je da vruća magma zagrijava zemlju iznutra, a zahvaljujući tlu ne smrzava se odozgo.

Toplinsku energiju koja se dobiva tijekom procesa grijanja koristi geotermalni sustav baziran na posebnoj dizalici topline.

A princip rada ovdje je sljedeći: toplinska pumpa se postavlja na vrh, izmjenjivač topline se spušta u posebnu zemljanu osovinu. Podzemna voda prolazi kroz pumpu i zagrijava se. Dakle, toplina koja se dobije u ovom slučaju koristi se u industrijske ili kućanske svrhe. Ovako funkcionira grijanje tla.

Imajte na umu da je glavna prednost takvog sustava da s troškom električne energije od 1 kW dobivamo korisnu toplinsku energiju u rasponu od 4 do 6 kW. Za usporedbu, konvencionalni klima uređaj ne može pretvoriti 1 kW električne energije u 1 kW toplinske energije (zakon očuvanja energije, budući da gubici tijekom pretvorbe jedne vrste energije u drugu, nažalost, još nisu poništeni ). Grijanje iz topline zemlje će se dovoljno brzo isplatiti uz ispravan pristup provedbi geotermalnog grijanja.

Značajke sustava

Naravno, nije tako lako napraviti geotermalno grijanje vlastitim rukama, ali je sasvim moguće. I za početak, radi se mina. Parametri rudnika se izračunavaju za svaki slučaj posebno. Njegove dimenzije ovisit će o klimi u vašem području, vrsti tla, strukturnim značajkama zemljine kore u regiji i kućnom području gdje će se takav sustav instalirati. Dubina rudnika je u pravilu od 25 do 100 m.

Nadalje, instalacija geotermalnog grijanja uključuje takav korak kao što je spuštanje cijevi koje apsorbiraju toplinu u zemljani rudnik. Funkcije ovih cijevi su sljedeće: dovode toplinu u pumpu, koja će podići temperaturu tekućine i dovesti je do grijanja. Imajte na umu da ako odlučite napraviti geotermalne sustave grijanja vlastitim rukama, tada će vam trebati pomoćnik, jer cijevi mogu biti vrlo teške.

Imajte na umu da ljeti grijanje iz zemlje radi kao klima uređaj. Da biste to učinili, morate aktivirati obrnuti mehanizam. Tijekom rada, izmjenjivač topline će uzimati rashladnu energiju.

Kako sustav radi

Ovo je učinkovit i ekološki prihvatljiv sustav - toplinsko grijanje, njegovo načelo rada može se odvijati na tri glavna načina:

1. Koristi se toplinska energija dubokih podzemnih voda. Takva voda je visoke temperature, toplinska pumpa je podiže i zagrijava. Zatim voda prolazi kroz izmjenjivač topline, dajući glavni dio svoje energije.
2. Ova metoda zahtijeva dodatne troškove od vlasnika. Spremnik koji sadrži antifriz spušta se u dubinu tla od 75 m i niže. Zagrije se i uz pomoć toplinske pumpe se diže do izmjenjivača topline. Nakon što se toplina preda izmjenjivaču topline, antifriz se vraća u spremnik.
3. A za treći način rada sustava uopće nije potrebno opremati rudnik tla. Takvo grijanje iz zemlje prikladno je za grijanje zgrada koje imaju pristup rezervoaru. Dakle, duž dna rezervoara, horizontalne sonde se postavljaju iz izmjenjivača topline i pretvaraju toplinu vode na dnu.

Prednosti geotermalnog sustava grijanja

Geotermalni sustavi grijanja imaju nekoliko prednosti:

• Oslobađanje toplinske energije je nekoliko puta veće od potrošnje električne energije koju pumpa zahtijeva.
• Sigurnost okoliša veća je nego kod drugih sustava grijanja, budući da geotermalni sustavi grijanja ne proizvode nikakve štetne emisije.
• Kako bi geotermalni sustav funkcionirao nije potrebno gorivo niti dodatne kemikalije. Stoga je siguran za vlasnike i za okoliš.
• U radu takvog grijanja nema opasnosti od eksplozije ili požara.
• Ako je sustav grijanja pravilno instaliran, trajat će najmanje 30 godina bez tehničke podrške.

Geotermalno grijanje ugrađujemo sami

Odmah bilježimo takvu značajku: oni koji odluče opremiti grijanje toplinom zemlje morat će u ovo jednom uložiti ogroman iznos. Naravno, s vremenom će se ovaj trošak isplatiti, budući da ne gradimo stambene objekte za sebe godinu ili dvije. Također, cijene plina i struje rastu svake godine, a s geotermalnim sustavom ne znate kolika su to poskupljenja.

Imajte na umu da su unutar prostorije koju želite zagrijati ugrađeni grijaći elementi koji se ne razlikuju od grijanja vode. Vaš dom će se grijati radijatorima, a toplina u njima ići će kroz cijevi.

Međutim, u ovom sustavu većina će biti skrivena pod zemljom. Grijanje zemaljskom energijom je prisutnost bunara i izmjenjivača topline. U dom trebate samo staviti uređaj koji će stvarati toplinu – obično ne zauzima puno prostora.

Na takvom uređaju korisnik će moći kontrolirati temperaturu i opskrbljivati ​​toplinskom energijom. Ugradnja samog sustava grijanja u kućište vrši se kao i obično - s grananjem cjevovoda i radijatora. Ako imate privatnu kuću ili je sama zgrada mala, tada se u ovom slučaju generator sustava prikazuje u zasebnoj prostoriji ili u podrumu.

Distribucija geotermalnog sustava grijanja

Grijanje uz pomoć topline zemlje počelo se širiti kasnih 80-ih u američkim gradovima koji su posebno teško prolazili kroz krizu. Isprva su takav sustav koristili imućni ljudi koji su štedjeli na grijanju svojih domova na ovaj način, no ubrzo je sustav pojeftinio, a za njega su se zainteresirali i siromašniji Amerikanci. I ubrzo je korištenje topline zemlje za grijanje postalo prerogativ većine Amerikanaca koji su posjedovali privatne kuće. U europskim zemljama prije 20 godina statistike su pokazale da je oko 12 milijuna građana koristilo geotermalne sustave grijanja. I za sve to vrijeme do danas ta se brojka samo povećavala.

Razumljivi su trendovi u širenju geotermalnog grijanja. Uostalom, grijanje iz energije zemlje je prikladno, ekonomično i sigurno.

Iako je plinski sustav grijanja najpopularniji, iz istog razloga se svake godine smanjuju zalihe prirodnog plina, a cijena mu raste i raste. A korištenje krutog goriva za grijanje kuće je radno intenzivno. Osim toga, kao rezultat izgaranja drva i ugljena, oslobađa se štetni ugljični dioksid, stvaraju se čađa i katran. Stoga je geotermalno grijanje sve češće u Rusiji.

Postoji mnogo različitih opcija za grijanje kuće. Pažnja ljudi prirodno je usmjerena na pronalaženje načina koji troše najmanju količinu energije. Žestoke sporove uzrokuje tako progresivna metoda dobivanja topline kao što je korištenje podzemnih izvora.

Kako je to uređeno?

Princip rada geotermalnog grijanja podrazumijeva korištenje toplinskih pumpi. Oni rade prema klasičnom Carnotovom ciklusu, uzimajući hladnu rashladnu tekućinu duboko ispod i primajući zauzvrat protok tekućine zagrijane na 50 stupnjeva unutar sustava grijanja. Oprema radi s učinkovitošću od 350 do 450% (ovo nije u suprotnosti s temeljnim fizikalnim zakonima, zašto - bit će riječi kasnije). Standardna dizalica topline grije kuću ili drugu zgradu koristeći toplinu zemlje 100.000 sati (to je prosječni interval između preventivnih remonta).

Zagrijavanje do 50 stupnjeva nije odabrano slučajno. Upravo je ovaj pokazatelj, prema rezultatima posebnih proračuna iu proučavanju praktički implementiranih sustava, prepoznat kao najučinkovitiji. Stoga se grijanje tla, korištenjem protoka energije iz crijeva, uglavnom nadopunjuje ne radijatorima, već toplim podom ili zračnim krugom. U prosjeku, za 1000 vata energije koja pokreće pumpu, moguće je prikupiti oko 3500 vata toplinske energije. U pozadini neobuzdanog rasta troškova rashladne tekućine u glavnoj mreži i drugih metoda grijanja, ovo je vrlo ugodan pokazatelj.

Geotermalno grijanje se sastoji od tri kruga:

• zemljani kolektor;
• toplinska pumpa;
• zapravo, kompleks grijanja kuće.

Kolektor je skup cijevi koje su dopunjene recirkulacijskom pumpom. Rashladna tekućina u vanjskom krugu ima temperaturu od 3 do 7 stupnjeva. Pa čak i takvo naizgled beznačajno širenje omogućuje sustavu da učinkovito rješava zadatke. Za prijenos topline koristi se ili čisti etilen glikol ili njegova mješavina s vodom. Potpuno vodeni krugovi podzemnog grijanja su rijetki.

Razlog je jednostavan - voda koja se nalazi u dovoljno zagrijanom sloju tla brzo nagriza opremu. Čak se i takva tekućina može naći daleko od bilo kakvog proizvoljnog odvijanja. Izbor određene rashladne tekućine određen je dizajnerskim odlukama inženjera. Crpka se odabire ovisno o uređaju preostalih dijelova sustava. Budući da je dubina bušotine (razina opreme) određena prirodnim uvjetima, odlučujuće razlike između vrsta geotermalnih sustava povezane su s projektom kolektora u tlu.

Horizontalna struktura podrazumijeva položaj kolektora ispod linije smrzavanja tla. Ovisno o specifičnom području, to znači produbljivanje od 150-200 cm.Takvi kolektori mogu biti opremljeni raznim cijevima, kako bakrenim (s vanjskim slojem PVC-a) tako i izrađenim od metal-plastike. Da biste dobili od 7 do 9 kW topline, morat ćete položiti najmanje 300 četvornih metara. m kolektora. Ova tehnika ne dopušta vam da se stablima približite više od 150 cm, a nakon završetka instalacije teritorij će morati biti uređen.

Okomito izloženi kolektor podrazumijeva bušenje nekoliko bušotina, štoviše, oni su nužno usmjereni u različitim smjerovima, a svaki se vodi pod svojim kutom. Geotermalne sonde se nalaze unutar bušotina, toplinski učinak od 1 linearni metar. m doseže oko 50 vata. Lako je izračunati da će se za identičnu količinu topline (7-9 kW) morati ugraditi 150-200 m bunara. Prednost u ovom slučaju nije samo u gospodarstvu, već iu činjenici da se krajobrazna struktura teritorija ne mijenja. Bit će potrebno samo dodijeliti malo područje za montažu kesonskog bloka i za postavljanje kolektora za koncentraciju.

Krug grijanog vodom je praktičan ako je moguće unijeti vanjsku jedinicu za izmjenu topline u jezero ili ribnjak na dubinu od 200 do 300 cm. Ali preduvjet je položaj rezervoara u radijusu od 0,1 km od grijanog zgrada i površina vodenog ogledala najmanje 200 četvornih metara. m. Postoje i izmjenjivači topline zraka, kada toplinu prima vanjski krug iz atmosfere. Takvo rješenje dobro funkcionira u južnim regijama zemlje i ne zahtijeva nikakvo iskopavanje. Slabosti sustava su niska učinkovitost pri mrazu od 15 stupnjeva i potpuno zaustavljanje ako temperatura padne na 20 stupnjeva.

Osobitosti

Geotermalno grijanje kuće, prvenstveno prigradske, ne troši skupa i zagađujuća mineralna goriva. Već 7 od 10 novih kuća izgrađenih u Švedskoj grije se na ovaj način. U vrućim danima geotermalna oprema pretvara se iz grijača u sredstvo pasivnog klimatizacije. Suprotno uvriježenom mišljenju, za rad takvog sustava grijanja nisu potrebni ni vulkani ni gejziri. Na najobičnijem ravnom terenu jednako dobro funkcionira.

Jedini uvjet je da toplinski krug dosegne točku ispod linije smrzavanja gdje je temperatura tla uvijek između 3 i 15 stupnjeva. Super visoka učinkovitost samo se čini u suprotnosti sa zakonima prirode; toplinska pumpa je zasićena freonom, koji isparava pod utjecajem čak i "ledeno hladne" vode koja se ljudima čini. Para zagrijava treći krug. Takva shema je hladnjak okrenut iznutra. Stoga se učinkovitost crpke odnosi samo na kvantitativni omjer električne energije i toplinskih resursa. Sam po sebi rad pogona se odvija "očekivano", uz neizbježne gubitke energije.

Prednosti i nedostatci

Objektivne prednosti geotermalnog grijanja su:

• izvrsna učinkovitost;
• solidan radni vijek (toplinska pumpa radi 2-3 desetljeća, a geološke sonde čak i do 100 godina);
• stabilnost rada praktički u svim uvjetima;
• nema veze s energetskim nositeljima;
• potpuna autonomija.

Postoji jedan veliki problem koji sprječava da geotermalno grijanje postane istinski mainstream rješenje. To je, kako pokazuju recenzije vlasnika, visoka cijena strukture koja se stvara. Za grijanje obične kuće od 200 četvornih metara. m (nije tako rijetko), bit će potrebno izgraditi sustav ključ u ruke za 1 milijun rubalja, do 1/3 ovog iznosa je dizalica topline. Automatizirane instalacije su vrlo udobne, a ako je sve ispravno postavljeno, mogu raditi godinama bez ljudske intervencije. Sve ovisi samo o dostupnosti slobodnih sredstava. Drugi nedostatak je ovisnost o napajanju crpne jedinice.

Rizik od paljenja geotermalnog sustava grijanja je nula. Ne biste se trebali bojati zauzeti previše prostora, u samoj kući potrebni dijelovi će zahtijevati približno istu površinu kao i obična perilica rublja. Štoviše, oslobađa se prostor koji se obično mora oduzeti za zalihe goriva. Malo je vjerojatno da će biti moguće izgraditi potrebne konture vlastitim rukama. Također je bolje povjeriti projektiranje profesionalcima, jer i najmanja pogreška može dovesti do neugodnih posljedica.

Uređenje

Mnogi ljudi pokušavaju stvoriti geotermalno grijanje vlastitim rukama. Ali da bi takav sustav funkcionirao, moraju se napraviti pažljivi izračuni, a također je potreban i raspored cjevovoda. Nemoguće je približiti bunar kući za više od 2-3 m. Maksimalna dopuštena dubina bušenja doseže 200 m, međutim, bušotine koje dosežu 50 m pokazuju dobru učinkovitost.

Izračuni

Glavni parametri koji se uzimaju u obzir u svim izračunima su:

• temperatura (dubina od 15-20 m i više zagrijava se od 8 do 100 stupnjeva, ovisno o uvjetima);
• vrijednost izvučene snage (prosjek je 0,05 kW po 1 m);
• utjecaj klime, vlage i kontakta s podzemnom vodom na prijenos topline.

Ono što je vrlo zanimljivo, potpuno suhe stijene ne daju više od 25 W s 1 m, a ako postoji podzemna voda, ova brojka raste na 100-110 vata. Ne smijemo zaboraviti da je standardno vrijeme rada toplinske pumpe 1800 sati godišnje. Ako se ovaj pokazatelj prekorači, sustav neće postati učinkovitiji, ali će se njegovo trošenje brzo povećati. Što je puno gore, pretjerano iskorištavanje toplinskog resursa crijeva dovodi do njihovog hlađenja, pa čak i do smrzavanja stijena na radnoj dubini. Nakon toga može doći do slijeganja tla, ponekad se oštećuju radne cijevi i nadzemne konstrukcije.

Potrebno je pažljivo izračunati radnje za regeneraciju svojstava tla. Samo povremenim dovodom topline u bušotinu umjesto izvlačenja izvana, moguće je jamčiti stabilan rad sustava dugi niz godina. Koliko često to učiniti i što još učiniti - samo će izračuni koje su napravili iskusni dizajneri potaknuti. Vrijeme povrata za geotermalno grijanje, čak i uz najveću učinkovitost, je najmanje 10 godina. Dakle, uz inženjerska pitanja, trebali biste pažljivo izračunati ekonomičnost projekta.

Redoslijed rada

Opskrbu toplinom iz podzemnih izvora treba stvoriti prema strogo razvijenom algoritmu. Budući da je uporaba sustava vode i zraka ograničena, većina praktičnih opcija uključuje bušenje bušotina. A ovo je još jedan razlog zašto ne možete sve sami. Samo posebna oprema omogućuje vam prodiranje do dubine od 20-100 m, gdje se stvaraju potrebni uvjeti za grijanje. Kao sonde, dopuštena je uporaba plastičnih cijevi dizajniranih za tlak od oko 6 bara.

Da biste povećali učinkovitost sustava, koristite remen od 3 ili 4 reda, čiji su krajnji dijelovi povezani u obliku slova U. Zagrijavanje duž konture je vrlo važno, zahvaljujući čemu je isključeno pucanje cijevi tijekom jakog mraza. Ovo zagrijavanje se provodi kroz žicu rastegnutu do središta kanala, kroz koju se dovodi struja. Ako nije moguće koristiti energetske hrpe, moraju se koristiti horizontalni prijemnici. Za njih se priprema mjesto dimenzija 15x15 m, s njega se uklanja tlo do dubine od 0,5 m.

Sve ovo područje je potrebno za polaganje privida sondi. Često se koriste električne prostirke ili cijevi koje izmjenjuju toplinu. Da biste povećali učinkovitost sustava grijanja, primijenite raspored cijevi u spiralu ili u obliku "zmije". Nemoguće je sa sigurnošću reći što je bolje - gotovi kompleksi, masovno proizvedeni ili samomontažni. U prvom slučaju problem kompatibilnosti se automatski rješava, ali u drugom se povećava fleksibilnost, povećava se potencijal za modernizaciju (iako više pažnje treba posvetiti dizajnu).

Graditelji amateri mogu se udaljiti od tipičnog akumulatora topline zamjenom ga betonskim estrihom. Geotermalno grijanje u takvom sustavu omogućuje vam da bez značajnih temperaturnih fluktuacija. Možete eksperimentirati s raznim rashladnim tekućinama, kao i montirati kompresore s različitim performansama. Pravilnim proračunom opterećenja i pravilnom distribucijom topline duž potrošačkih krugova možete učiniti sustav 15-20% učinkovitijim. Istodobno se značajno smanjuju troškovi energije.

Horizontalno postavljene cijevi polažu se na dubinu od 50-300 cm. Kako bi se smanjila površina mreže, izrađuju se u obliku zavoja. Ali između dvije pojedinačne autoceste mora biti najmanje 200 mm. Svakim građevinskim radovima mora prethoditi određivanje toplinskog povrata tla. Ako je manja od 20 W po 1 sq. m, nema točke u geotermalnom krugu. Kako bi se osigurala odvodnja podzemnih voda, dno jama je prekriveno slojem pijeska. Cijevi na bazi umreženog polietilena rade dobro.

Problem uređenja visokokvalitetnog sustava grijanja za privatnu kuću svaki put zahtijeva nestandardna rješenja. Poznate vrste grijanja koje stvaraju toplinu tijekom izgaranja goriva odavno su prepoznate kao ekonomski neisplative. Novost koja aktivno počinje postajati popularna je geotermalno grijanje doma "uradi sam". S obzirom na rastuće cijene struje i plina, većina se sve više zalaže za ovu opciju, iako je dosta komplicirana za projektiranje i ugradnju.

Geotermalna energija se u pravilu koristi u industrijskim razmjerima, na primjer, na Dalekom istoku, neke elektrane rade na temelju topline zemljine unutrašnjosti. Za mnoge, ideja o geotermalnom grijanju doma "uradi sam" graniči sa znanstvenofantastičnim romanima o budućnosti. Ali ovo je daleko od istine! Zahvaljujući razvoju suvremenih tehnologija, to je postalo moguće.

Zemlja se ne smrzava ni zimi. Ovu značajku koriste montažerske ekipe koje polažu cjevovod ispod točke smrzavanja. Iznenađujuće, temperatura u ovim slojevima zemlje rijetko pada ispod +5 +7 ° C. Je li moguće da zemlja akumulira toplinu, a zatim je izvlači i koristi za zagrijavanje rashladne tekućine? Prirodno!

Ali prije implementacije alternativnog grijanja privatne kuće korištenjem topline zemlje, potrebno je riješiti sljedeće probleme:

1. Primanje topline - bit će potrebno prikupiti toplinsku energiju za njezin naknadni prijenos na poseban uređaj za pohranu.
2. Grijanje nosača topline. Zagrijani antifriz mora prenositi toplinsku energiju na tekućinu koja cirkulira u sustavu grijanja i toplu vodu.
3. Ohlađeni antifriz se mora vratiti u izmjenjivač topline radi naknadnog zagrijavanja.

Za rješavanje ovih problema razvijena je geotermalna pumpa koja koristi toplinu zemlje. Ovaj uređaj omogućuje izdvajanje potrebne količine toplinske energije, što je dovoljno za proizvodnju velike količine topline i korištenje kao glavna ili dodatna oprema za grijanje.

Geotermalno grijanje kuće koristi princip rada sličan klima uređaju u načinu grijanja. Glavni element je, čije su dimenzije približno slične dimenzijama perilice rublja; ovaj element uključuje dva kruga.

Prvi krug (unutarnji) izgleda kao sustav grijanja privatne kuće koji nam je već poznat u dizajnu koji uključuje obične cijevi i radijatore. Drugi (vanjski) je izmjenjivač topline, koji se nalazi pod zemljom ili pod vodom. Ovaj krug može cirkulirati i običnu vodu i posebnu tekućinu s dodatkom antifriza.

Vanjski krug u kojem cirkulira rashladna tekućina (voda), koja prima temperaturu okoline, nakon čega ulazi u dizalicu topline koja se može konfigurirati i za grijanje i za klimatizaciju. Toplina koja se akumulira u crpki tijekom grijanja prenosi se na unutarnji krug, a tijekom hlađenja - na vanjski.

Kolektori vode se montiraju u nižim slojevima tla, na dnu rijeke ili jezera, kroz koje cirkulira antifriz. Kolektori oslobađaju hladnoću i apsorbiraju toplinu. Uz pomoć pumpe, antifriz se podiže. Izmjena topline odvija se u međuspremniku. Zagrijani antifriz prenosi toplinsku energiju na rashladnu tekućinu ili zagrijava vodu. Ohlađeni antifriz vraća se u kolektore.

Postoje jedinice koje mogu samostalno grijati velike prostorije, a ostale se koriste kao pomoćna oprema koja može osigurati od 50% do 75% toplinske potrebe prostorije.

Prednosti i nedostaci podzemnog grijanja

Otkriće novih tehnologija omogućuje gotovo svim vlasnicima kuća korištenje energetskog potencijala zemlje, otvarajući mogućnost korištenja geotermalnog sustava grijanja doma u privatnom sektoru. Tlo može akumulirati 98% sunčeve energije, koja se raspršuje po površini.

Zahvaljujući ovom fenomenu, čak i zimi, dosta topline se pohranjuje u debljini zemlje, koja može zagrijati kuće, samo ju je potrebno usmjeriti u pravom smjeru uz pomoć posebne opreme.

Pozitivni aspekti ove vrste grijanja:

1. Nema procesa izgaranja. Ovaj sustav je potpuno vatrootporan, zahvaljujući čemu je kuća zaštićena od nastanka požara koji se mogu pojaviti zbog sustava grijanja na način izgaranja goriva. Nema potrebe tražiti mjesto za skladištenje goriva, njegovu pripremu ili isporuku.
2. Zvučna udobnost. Toplinska pumpa radi gotovo nečujno.
3. Značajna ekonomska korist. Tijekom rada sustava nema potrebe za dodatnim novčanim subvencijama. Godišnje grijanje provodi se zahvaljujući prirodnim procesima koje nije potrebno kupovati. Naravno, električna energija je potrebna za rad toplinske crpke, ali je u isto vrijeme količina proizvedene energije mnogo veća od troška potrošnje električne energije.
4. faktor okoliša. Geotermalno grijanje privatnog prigradskog stana je ekološki najprihvatljivije rješenje. Zbog činjenice da je proces izgaranja isključen, isključena je emisija različitih produkata izgaranja u atmosferu.
5. Kompaktnost sustava. Nema potrebe graditi ili dodijeliti zasebnu prostoriju za kotlovnicu. Potrebna je samo dizalica topline, koja se može ugraditi, na primjer, u podrum. Najveća kontura u smislu volumena bit će pod vodom ili kopnom, tako da neće biti potrebe za maskiranjem.
6. Multifunkcionalnost. Takav sustav može se koristiti i za grijanje i za hlađenje. U biti će igrati ulogu ne samo grijača, već i klima uređaja.
7. Dostupnost ovog resursa gotovo svugdje u svijetu, uz niske troškove za rad i održavanje ovog sustava.

Takav resurs kao što je geotermalna energija je zapravo besplatan, glavni troškovi su plaćanje električne energije koja je neophodna za rad toplinske pumpe. Kada potrošite 1 kW električne energije, možete dobiti 3-5 kW toplinske energije.

Treba napomenuti da je cijena geotermalnog grijanja prilično visoka. Ova oprema se isplati za otprilike 5-8 godina. To je odbojno mnogima koji će instalirati jeftinu, ali prilično učinkovitu opremu za grijanje svojih domova, ali nisu spremni potrošiti dovoljno velika sredstva za kupnju opreme.

Potrebna geotermalna oprema

Grijanje iz zemlje djeluje tako što apsorbira i oslobađa njezinu energiju, a temelji se na korištenju posebne opreme. Ovi uređaji akumuliraju toplinu iz okoline i prenose je na rashladnu tekućinu sustava grijanja privatne kuće. Za to se koriste sljedeći uređaji za grijanje:

1. Isparivač – postavljen duboko pod zemlju radi akumulacije toplinske energije koja se nalazi u okolišu.
2. Kondenzator - dovodi tekućinu koja se ne smrzava na željenu temperaturu.
3. Geotermalna crpna stanica - odgovorna je za cirkulaciju rashladne tekućine u krugu i kontrolira rad cijele instalacije grijanja.
4. Puferski spremnik - koncentrira zagrijanu tekućinu koja se ne smrzava na jednom mjestu za naknadni prijenos toplinskog stanja. Unutra se nalazi spremnik koji sadrži vodu iz kruga i zavojnicu unutar koje cirkulira zagrijani antifriz.

Sada je postalo još jasnije kako radi geotermija, zahvaljujući kojoj se privatna kuća zagrijava toplinom iz zemlje ili vodenog okoliša.

Imajte na umu da učinak toplinske pumpe ovisi o temperaturi medija u koji je izmjenjivač topline postavljen. U ovom slučaju, stanovnici Kamčatke imaju veliku sreću, jer ovdje ima puno gejzira.

Prije ugradnje opreme za toplinsko grijanje potrebno je izvršiti geološka istraživanja. Ako se izvor topline nalazi na mjestu u blizini kuće, onda je bolje napraviti rezervoar na ovom mjestu i postaviti izmjenjivač topline na njegovo dno. Tada će se geotermalno grijanje privatne kuće isplatiti mnogo ranije.

Osnovne sheme razdvajanja

Postoje tri sheme za organiziranje toplinskog alternativnog grijanja, odnosno opremanje kruga za akumuliranje toplinske energije:

1. Najučinkovitiji cjevovod smatra se vertikalnim sustavom s pumpom za bušotine. Međutim, uređenje takve konture zahtijeva korištenje posebne opreme i bušenje bušotina dubine od 50 do 200 metara. Istodobno, ova metoda opravdava trošak, budući da je životni vijek bunara oko 100 godina.
2. Jeftiniji i jednostavniji je horizontalni cjevovod, u kojem su cijevi ispod sloja zemlje ispod razine smrzavanja tla. Glavni nedostatak ove opcije je da kontura zauzima vrlo veliki perimetar. Na primjer, za zgradu površine 180 m2. 450 m2 slobodan prostor na mjestu tako da je najbliže stablo dva metra od cijevi.
3. Najjeftiniji i najprikladniji način je postavljanje izmjenjivača topline na dovoljnu dubinu rezervoara tako da se tlo tamo ne smrzava. Uređenje takvog sustava ne zahtijeva rad skupe posebne opreme. Ova je opcija najoptimalnija za stvaranje geotermalnog grijanja kod kuće, pod uvjetom da rezervoar nije dalje od 100-120 metara od zgrade.

Vanjski krug je sastavljen od cijevi od polietilena, uz izračun omjera 40-50 W toplinske energije po metru kolektora. Dakle, s crpnom opremom snage 10 kW, bit će potrebno opremiti bunar dubine oko 165-195 metara. Da bi se dobila željena procijenjena duljina, umjesto jedne bušotine, iz jedne točke mogu se izbušiti 2-3 manje duboke, ali u različitim smjerovima, odnosno klaster metodom.

Kako to učiniti sami?

Prilično je teško, ali sasvim moguće, samostalno napraviti geotermalno grijanje, nekakav privid elektrana (geoPP). Red s kućom, morate izgraditi strukturu od zatvorenog cjevovoda i postaviti je na znatnu dubinu. Veličina kolektora i dizajn zavojnice ovise o stupnju toplinske vodljivosti i dubini tla. Ako vlastitim rukama preuzmete instalaciju geotermalnog grijanja kod kuće, onda je bolje kupiti gotov vanjski krug.

Da bi se stvorili minimalni uvjeti za funkcioniranje geotermalnog sustava, moraju biti ispunjeni sljedeći uvjeti:

1. Temperatura sloja tla na kojem će se nalaziti cijevni krug ne smije pasti ispod +5°C.
2. Kroz cjevovod protiv smrzavanja potrebno je napraviti izolaciju kako bi se krug zaštitio od smrzavanja.
3. Toplinsko grijanje zgrade provodi se nakon pažljivih proračuna i izrade projekta.

S obzirom na ove zahtjeve, postaje jasno da geotermalno grijanje može biti učinkovito. Međutim, za sjeverne regije, korištenje takve instalacije opravdano je za grijanje zgrada male površine - do 200 m².

Razmotrite samo načine za stvaranje horizontalnog geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama ispod zemlje ili vode. Montaža kolektora okomito je mnogo teža i vrlo skupa.

Toplinska pumpa ne zauzima puno prostora, jer je ova oprema po veličini usporediva s konvencionalnim bojlerom. Povezivanje sedimenta s unutarnjom konturom zgrade također nije teško. Glavni zadatak je opremiti vanjsku konturu.

Najbolje je ugraditi kolektor u ribnjak na udaljenosti ne većoj od 100 metara. Potrebno je da površina ribnjaka bude veća od 200 m², a dubina - najmanje 3-3,5 metara. Ako nemate prava na korištenje ovog rezervoara, prvo ćete morati dobiti dopuštenje za ugradnju potrebne opreme.

Ako je ribnjak u vašem posjedu, tada vam neće biti teško da ga neko vrijeme isušite kako biste bez problema spiralno položili i učvrstili cijevi na njegovom dnu. Zemljani radovi se sastoje samo od kopanja rova ​​potrebnog za spajanje vanjskog kruga na geotermalnu pumpu. Nakon završetka svih instalacijskih radova, spremnik se može ponovno napuniti.

Ako vaša stranica još nema zelene površine i mnoge strukture, tada možete dizajnirati horizontalni način postavljanja izmjenjivača topline ispod zemlje. Da biste to učinili, morate izračunati koju će površinu zauzeti budući kolektor, uzimajući u obzir gore navedene parametre: 250-300 m². kontura na 100 m2. građevinsko područje.

Ako na vašem mjestu ima drveća i privremenih zgrada, ali stvarno želite napraviti horizontalno geotermalno grijanje, tada će se sve građevine i zelene površine morati posjeći i srušiti. Proces je složen, dugotrajan, ali neophodan.

Tehnologija grijanja zgrada podzemnom toplinom vrlo je rasprostranjena na Zapadu, jer su zapadnjaci u mogućnosti dugoročno investirati koja se isplate za 5-10 godina. Kod nas nema puno onih koji su spremni platiti oko 20.000 dolara za uređenje takvog sustava. Međutim, alternativno geotermalno grijanje privatne kuće postaje sve popularnije.

Progresivna metoda geotermalnog grijanja doma koristi princip rada koji se sastoji u korištenju topline zemlje za zagrijavanje prostorije. Budući da je tradicionalno gorivo iscrpivi prirodni resurs, vrijedi se unaprijed zabrinuti o prijelazu na najnovije neiscrpne izvore energije.

Skandinavske zemlje vodeće su u proizvodnji i radu geotermalnih sustava grijanja za kuće. Populariziraju ovu biljnu opciju i nude je regijama s velikim potencijalom za njezinu upotrebu.

Primjena opreme

Pogrešno je pretpostaviti da se grijanje iz zemlje može koristiti samo tamo gdje postoje izvori tople vode, topli gejziri i drugi prirodni podzemni izvori grijanja. Najnovije tehnologije omogućuju vam da uspješno upravljate geotermalnim grijanjem kod kuće iu umjerenim geografskim širinama.

Danas kod nas ova vrsta grijanja još uvijek spada u alternativne načine proizvodnje topline. Međutim, u većini slučajeva gotovo je idealan za seoske ili seoske kuće. Ugrađeno geotermalno grijanje kod kuće može raditi na dva načina:

• grijanje zimi;
• hlađenje tijekom vrućeg vremena.

Tako se formira najpovoljnija atmosfera u prostoriji.

VIDEO: Kako funkcionira geotermalno grijanje

Rad sustava

U kuću je potrebno ugraditi toplinsku pumpu. Uzet će energiju iz zemlje ili podzemne vode, dajući je rashladnoj tekućini koja cirkulira u kući kroz cijevi. Ovaj princip rada identificirao je još u 19. stoljeću francuski fizičar Sadi Carnot.

Sastavni elementi baznog čvora su:

Kompresor se bavi "komprimiranjem" topline i premještanjem je do potrošača. Sam uređaj treba vanjsko napajanje.

Rad toplinske pumpe provodi se prema sljedećem algoritmu:

1. Usisnik topline kolektora mora sadržavati unutarnju tekućinu koja ima nisku točku smrzavanja. Često se u proizvodnji geotermalnog grijanja vlastitim rukama ulijeva voda s visokim udjelom soli, alkohol razrijeđen vodom i smjese glikola.
2. U modulu isparivača toplina se prenosi na rashladno sredstvo, koje ima nisku točku vrelišta, u ovom trenutku ključa i prelazi u stanje pare.
3. Kompresor ugrađen u krug doprinosi povećanju tlaka pare, što rezultira povećanjem temperature tvari na 78-80 0 C.
4. Ulazeći u kondenzator, rashladna tvar prelazi u tekuću fazu, a istovremeno se oslobađa energija za krug grijanja.
5. Povrat formirane tekućine u kompresor vrši se kroz prigušni ventil.

Budući da toplinska pumpa za grijanje kuće radi na principu hladnjaka, često se naziva i “hladnjak u obrnutom smjeru”. U mnogim slučajevima se energija iz zemlje koristi za ugradnju podnog grijanja.

Ispravni izračuni i dobro izvedena instalacija izmjenjivača topline mogu osigurati petostruko povećanje izlazne snage od jednog kilovata koji crpka troši.

VIDEO: Kako radi toplinska pumpa na zemlji

Ugradnja izmjenjivača topline

Trenutne vrste instalacije su:

• okomito, kada trebate izbušiti nekoliko bušotina;
• horizontalno, gdje se kopaju rovovi ispod dubine smrzavanja;
• pod vodom, kada se polaganje vrši duž dna najbližeg rezervoara.

Bušenje bušotina

Za učinkovito korištenje toplinske energije zemlje, ako je površina u blizini zgrade mala, potrebno je izbušiti duboke bušotine. U dubinama zemlje održava se stabilna pozitivna temperatura nekoliko metara. Korištenje takvih geotermalnih bušotina osigurava toplinu u krug izmjenjivača topline. Nadalje, ova toplina se prenosi na drugi unutarnji krug koji se nalazi u prostoriji.

Često bušenje nekoliko bušotina košta čak i manje od polaganja na dnu rezervoara. To čini proces dostupnim većem broju ljudi.

Proces se provodi s malom opremom za bušenje i malom količinom pomoćne opreme. To praktički ne utječe na okolno područje. Uređenje bunara dopušteno je čak iu vodi, ali ne smije biti bliže od 2-3 m od stambene zgrade.

Maksimalna korisna dubina je do 200 m, ali često se učinkovitost pojavljuje s razine od 50 m. Sljedeći korak je izgradnja bušotine. Unutar šupljine postavlja se plastična cijev promjera 40 mm ili više. U njega se prolaze od jedne do četiri petlje kolektora.

Šupljina između tla i vanjske stijenke cijevi mora biti ispunjena materijalom koji provodi toplinu. Vodovod grijanja se spaja na toplinsku pumpu.

energija vode

Ova opcija troškova je najracionalnija, jer ne zahtijeva pripremu rovova, temeljne jame i drugih zemljanih radova. Ali to nije dostupno svima - minimalni volumen spremnika dovoljan za zagrijavanje kuće je 100 m². mora biti najmanje 200 kubičnih metara i nalaziti se ne dalje od 100 metara od stambene konstrukcije.

U rezervoarima, cijevi se polažu duž dna kako bi se spriječilo njihovo smrzavanje tijekom vrhunca mraza.

Provođenje proračuna

Za izračun sustava potrebno je uzeti u obzir osnovne parametre:

• na dubini većoj od 15-20 m u središnjoj Rusiji, temperatura se održava na +8-+10 0 C;
• za vertikalne konstrukcije uobičajeno je uzeti u izračune rezultirajuću vrijednost snage od 50 W po 1 m visine, a točnije vrijednosti ovise o stupnju vlažnosti stijene, prisutnosti podzemnih voda itd .;
• suha stijena daje 20-25 W / m;
• navlažena glina ili pješčenjak 45-55 W/m;
• tvrde granitne stijene će osigurati do 85 W / m;
• prisutnost podzemne vode daje do 110 W / m.

Korištenje toplinske pumpe

Trajnost sustava ovisi o karakteristikama i uvjetima u kojima toplinska crpka radi. U geotermalnim instalacijama sposoban je raditi oko 1800 sati godišnje. Ovo je prosječna vrijednost za geografske širine bez toplinskih podzemnih izvora.

Kako radi toplinska pumpa

Princip rada sustava toplinskog grijanja je identičan i nema nikakve veze sa zemljom podrijetla ili markom. Geotermalne crpke mogu se razlikovati po dizajnu, veličini, izgledu, ali koeficijent proizvodnje topline uvijek će biti isti za crpke iz različitih tvrtki i različitih zemalja. To je zbog osobitosti prerade prirodne energije u toplinsku energiju.

Ne smije se dopustiti preveliki učinak pumpe, jer ovaj proces može dovesti do značajnog smanjenja temperature tla oko bušotine, a ponekad dolazi i do smrzavanja.

Posljedice takvih pogrešnih proračuna u konačnici dovode do katastrofalnih posljedica - tlo se neravnomjerno spušta, ponegdje ide vrlo duboko, zbog čega se oštećuju zaštitne plastične cijevi. Ako se kuća nalazi u blizini, tada može doći do deformacije temelja ili zidova zbog geoloških promjena.

Povremeno je potrebno poduzeti mjere za "regeneraciju" tla, za što se u izmjenjivač topline dovodi dodatna toplinska energija. To može biti solarna energija ili grijanje sondom kada se toplinska pumpa koristi u načinu hlađenja prostora.

Zaključno, valja napomenuti da geotermalna instalacija još nije dostupna svima. U nekim slučajevima, razdoblje povrata može trajati više od 10 godina, ali na kraju će upravo ove metode grijanja kuće uskoro postati ne samo alternativne, već i jedine moguće.

Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće: dijagram, crtež, cijena, foto i video upute

Kako napraviti geotermalno grijanje vlastitim rukama. Princip rada toplinske pumpe. Kako energija zemlje i vode može zagrijati kuću bez drva za ogrjev i plina.

Ne znaju svi da stvaranje geotermalnog grijanja kod kuće ne zahtijeva posebna znanja ili vještine. No, u usporedbi s alternativnim vrstama grijanja, geotermalno nije toliko popularno, a razlog tome je krajnje jednostavan – veliki financijski troškovi koji će se isplatiti tek nakon osam godina. U takvim uvjetima malo tko želi uložiti novac, i to potpuno uzalud.

DIY geotermalna toplinska pumpa

Jednom riječju, pobliže pogledajte geotermalno grijanje, pogotovo jer cijena struje i plina stalno raste i nije jasno koji će od energenata biti jeftiniji za korištenje za koju godinu.

Bilješka! Prvi put ovaj način grijanja korišten je u Americi tijekom financijske krize osamdesetih. S vremenom je novitet postao popularan u Europi. U Švedskoj, na primjer, danas se ¾ sve topline sintetizira pomoću dizalica topline.

Izgradnja geotermalnih sustava

Izgradnja geotermalnih sustava

Već iz naziva je jasno da je bit ove vrste grijanja korištenje energije zemlje. Po principu rada na daljinu podsjeća na klima uređaje ili hladnjake.

Glavni element je dizalica topline spojena na dva kruga.

1. Unutarnji krug znači sustav grijanja koji nam je poznat, sastoji se od radijatora i cjevovoda.
2. Vanjski - ovo je vrlo dimenzionalni izmjenjivač topline instaliran pod zemljom ili u rezervoaru. U njemu se rashladna tekućina (a to može biti obična voda ili antifriz), nakon mjerenja temperature okoline, dovodi do toplinske pumpe, odakle akumulirana toplina ulazi u unutarnji krug. Tako se grije grijalice u kući.

Glavni element sustava je upravo toplinska pumpa - uređaj koji ne zauzima više prostora od plinskog štednjaka. Izvedba toplinske pumpe je prilično visoka: za svaki kilovat utrošene energije proizvede do pet kilovata topline.

Dijagram rada dizalice topline

Bilješka! Obični klima uređaj, čiji je princip vrlo sličan, proizvodi točno onoliko energije koliko i troši, odnosno jedan prema jedan.

Naravno, geotermalno grijanje je daleko najzahtjevnije i najskuplje. Najveći dio novca morat će se potrošiti na zemljane radove i prateću opremu, uključujući toplinsku pumpu. I mnogi se pitaju može li se na ovome uštedjeti i napraviti, recimo, domaću dizalicu topline. Da biste saznali, morate razumjeti vrste i značajke opreme.

Prednosti i nedostaci sustava

Evo glavnih prednosti ove metode grijanja:

• korištenje neiscrpne energije zemlje;
• visok faktor produktivnosti;
• nema opasnosti od požara;
• profitabilnost;
• jednostavnost održavanja i rada;
• nema potrebe za skladištenjem goriva;
• autonomija;
• ekološka prihvatljivost i sigurnost.

Nedostaci uključuju možda visoku cijenu instalacije, ali, kao što je već spomenuto, ovi troškovi će se sigurno isplatiti.

Bilješka! Geotermalno grijanje je najkorisnije u tandemu s podnim grijanjem, kao iu kućama čija površina ne prelazi 150 četvornih metara.

Metode izgradnje geotermalnih sustava

Metode izgradnje geotermalnih sustava

Jedan od najvažnijih elemenata je toplinski krug. U vertikalnom položaju može ležati na dubini od 20 m do 150 m, ovisno o geološkoj cirkulaciji topline. Horizontalni krugovi ugrađuju se na dubini do 2,5 m i zagrijavaju se temperaturnim kolebanjima tijekom solarnog grijanja ili gubitkom topline.

1. Izravna izmjena topline

Toplinski uređaji s izravnom izmjenom topline u izravnom su kontaktu s tlom. Rashladna tekućina napušta tijelo uređaja, kreće se duž podzemne bakrene magistrale, razmjenjujući toplinsku energiju i vraća se.

Takav prijenos topline naziva se izravnim jer tekućina dodiruje tlo bez ikakvih "posrednika". Naravno, ne stupa u izravnu interakciju s tlom, već samo izmjenjuje toplinu s njim kroz stijenke cijevi. Danas se takve crpke rijetko koriste, ne treba ih miješati s uređajima u kojima se izmjena topline odvija kroz međukrugove.

Međutim, učinkovitost izravne izmjene topline je prilično visoka, a financijski troškovi ugradnje su niži nego u većini zatvorenih sustava. Ne posljednju ulogu u tome igra toplinska vodljivost bakra, kao i nepostojanje električne pumpe za vodu i izmjenjivača između rashladne tekućine i vode, što je, kao što znate, glavni izvor gubitka topline.

Također je vrijedno napomenuti da je bakreni cjevovod skup, a sama rashladna tekućina je potrebna više nego za druge vrste sustava.

2. Zatvoreni sustavi

Većina ovih sustava sastoji se od primarnog kruga ispunjenog rashladnim sredstvom i sekundarnog kruga ispunjenog vodom i postavljenog pod zemljom. Za proizvodnju sekundarnog kruga koriste se uglavnom polipropilenske cijevi, a napunjen je vodom s malom količinom antifriza.

Voda napušta izmjenjivač topline, kreće se duž vanjske konture, razmjenjujući toplinsku energiju s tlom i vraća se. Karakteristično je da je vanjska kontura ispod razine smrzavanja tla, gdje je temperatura stabilna; ipak je uronjen u najbližu vodu.

Bilješka! Sustavi potopljeni u vodu ili smješteni u vlažnom tlu mnogo su produktivniji od suhih krugova. Stoga je u suho tlo uz strujni krug poželjno ugraditi odvodno crijevo koje bi ga vlažilo.

Zatvoreni sustavi su manje učinkoviti od prethodne opcije jer zahtijevaju naporno bušenje i duge cijevi. Također imajte na umu da se zatvoreni krugovi postavljaju na dva načina - okomito i vodoravno.

Vertikalni krug sastoji se od dvije cijevi koje idu pod zemljom pod pravim kutom do dubine od 20-120 m. Njihovi donji dijelovi međusobno su spojeni spojnicom u obliku slova U. Šahtovi iskopani za cijevi obično se pune posebnom otopinom koja poboljšava prijenos topline i štiti podzemne vodonosnike od onečišćenja.

U slučaju horizontalnog postavljanja sustava, cijevi se ukopavaju ispod razine smrzavanja tla. Naravno, rade vodoravno. Iz očitih razloga ova metoda je jeftinija od vertikalnog postavljanja (čitaj: bušenja), pa se koristi svugdje gdje ima dovoljno mjesta na gradilištu.

3. Konture horizontalnog bušenja

Konture horizontalnog bušenja

Alternativa dvjema prethodnim opcijama može biti polaganje konture horizontalnim bušenjem. To omogućuje postavljanje cijevi ispod vrta, dvorišta, ceste i drugih objekata bez njihovog uništavanja.

Što se tiče cijene, takav sustav je negdje između horizontalne i vertikalne instalacije. Posebnost mu je da se šarke mogu spojiti samo na jednu komoru, a time se smanjuje površina potrebna za ugradnju.

Bilješka! Konture pomoću horizontalnog bušenja ugrađuju se nakon izgradnje zgrade.

4. Vodeni krugovi

Zatvoreni krugovi koji su uronjeni u vodena tijela su cjevovod položen u petlje. Mogu se postaviti u bilo koje jezero ili ribnjak, koji se nalaze u neposrednoj blizini kuće.

5. Otvoreni sustavi

U takvim sustavima vanjski krug je ispunjen prirodnom vodom. Zatim se kreće do izmjenjivača topline koji se nalazi u kućištu uređaja, gdje se toplina izdvaja i prenosi u primarni krug. Nakon toga voda se vraća natrag. Dovod i "povrat" moraju biti udaljeni jedan od drugog kako bi se učinkovito hranio izvor topline.

Bilješka! Svi elementi sustava moraju biti dobro zaštićeni od korozije, jer se kemijski sastav cirkulirajuće vode ne može kontrolirati. Zato je poželjno koristiti zatvorene krugove ako je povećana razina minerala i soli u vodi.

Unatoč činjenici da je učinkovitost otvorenih sustava za red veličine veća od zatvorenih, tijekom instalacije mogu nastati problemi, uglavnom pravne prirode. Dozvole za ugradnju mogu biti potrebne jer ovi sustavi onečišćuju bunare i iscrpljuju vodonosnike.

6. Stupovi tekućine

Krugovi sa stupovima tekućine jedna su od varijanti sustava zatvorenog tipa. U tom slučaju voda dolazi s dna dubokog bunara, prolazi kroz pumpu i tone natrag, razmjenjujući toplinu s okolnim tlom.

Često se tekući stupovi koriste tamo gdje je slobodan prostor ograničen. Nepoželjno je koristiti ovaj sustav na glinenom ili pjeskovitom tlu.

Također napominjemo da se struktura može sastojati od nekoliko stupova odjednom i koristi se uglavnom u malim zgradama.

Prva faza. Prije nastavka proizvodnje crpke potrebno je provesti niz mjera za poboljšanje energetske učinkovitosti kuće. Te mjere uključuju izolaciju podova i zidova, zamjenu nepropusnih vrata i prozora, toplinsku izolaciju krova i stropa.

Druga faza. Zatim morate provesti geološka istraživanja kako biste saznali dubinu smrzavanja tla. Nakon toga trebali biste izraditi projekt na temelju odabrane tehnologije.

Treća faza. Kupnja svega što je potrebno - dijelovi sustava grijanja, cijevi i kompresor za pumpu.

O kompresoru - srcu svake geotermalne pumpe - treba razgovarati zasebno. Nemoguće ga je napraviti vlastitim rukama i jedina opcija je kupnja gotovog proizvoda.

Bolje je kupiti uređaj s kapacitetom većim od 7 kW, koji se koristi u klima-uređajima visokih performansi (takvi se kompresori prodaju u servisnim centrima specijaliziranim za servisiranje kućanskih aparata).

DIY geotermalna toplinska pumpa

Četvrta faza. Zatim možete započeti sastavljanje unutarnjeg izmjenjivača topline. Podsjetimo da je potrebno prenijeti akumuliranu toplinsku energiju u mrežu grijanja. Materijali za ovaj element, kao i njegov volumen, u potpunosti ovise o specifičnim klimatskim uvjetima. Za cirkulaciju rashladne tekućine obično se koriste bakrene cijevi, dok je spremnik izrađen od nekorozivnog materijala. U idealnom slučaju, ovaj bi kapacitet trebao biti spremnik od nehrđajućeg čelika od 150 litara.

Peta faza. Prethodno pripremljeni bakreni svitak mora se staviti u spremnik. Neće raditi bez oštećenja potonjeg - mora se izrezati na dva dijela, a nakon pričvršćivanja zavojnice, zavariti ga u izvorno stanje.

Šesta faza. Zatim biste trebali izbušiti mine ili rovove, tamo instalirati cjevovod. Na kraju rada potrebno je provesti probni rad sustava.

Bilješka! Zbog visokog stupnja složenosti posla, dizajn i ugradnju takvog grijanja bolje je povjeriti iskusnim stručnjacima. Isto se može reći i za proizvodnju toplinske pumpe.

DIY geotermalna toplinska pumpa

Naučite kako izgraditi vlastitu toplinsku pumpu iz zemlje! Geotermalni sustav grijanja, vrste toplinskih pumpi, proizvodni koraci, foto + video.

Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće: usporedni pregled metoda uređaja

Mnogi vlasnici privatnih kuća još uvijek vjeruju da je geotermalno grijanje gotovo znanstvena fantastika, a relevantno je samo za one regije u kojima bujaju topli izvori i gdje postoji velika vulkanska aktivnost. A budući da su takvi prirodni fenomeni rijetki, izgledi za korištenje ove alternativne energije u našim uvjetima mnogima izgledaju nejasni. Zapravo, geotermalna crpka uspješno stvara toplinu čak i pri niskim temperaturama, pa se čak i u umjerenoj klimi može vrlo učinkovito koristiti. Ali je li moguće instalirati geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama? Pokušajmo ovo shvatiti.

Klasifikacija prema vrsti konstrukcije

Princip rada geotermalnog grijanja sličan je principu rada klima uređaja ili hladnjaka. Glavni element je dizalica topline uključena u dva kruga.

Princip rada geotermalne (toplinske) pumpe

Unutarnji krug je tradicionalni sustav grijanja koji se sastoji od cijevi i radijatora. Vanjski - izmjenjivač topline impresivne veličine koji se nalazi pod zemljom ili u vodenom stupcu. Unutar njega može cirkulirati i posebna tekućina s antifrizom i obična voda. Nosač topline preuzima temperaturu medija i "zagrijani" ulazi u dizalicu topline, akumulirana toplina se prenosi u unutarnji krug. Dakle, voda se zagrijava u cijevima i radijatorima.

Geotermalna (toplinska) crpka je ključni element sustava. Ovo je kompaktna jedinica, ne zauzima više prostora od perilice rublja koja je poznata našim očima. Ako govorimo o performansama, tada za svaki 1 kW potrošene električne energije crpka "proizvodi" do 4-5 kW toplinske energije. Dok konvencionalni klima uređaj, koji ima sličan princip rada, na 1 kW potrošene električne energije "odgovara" 1 kW topline.

Shema uređaja za geotermalno grijanje u privatnoj kući

Mora se priznati da je uređaj ove vrste grijanja danas najskuplji i dugotrajniji. Lavovski dio njegovih troškova je kupnja opreme i, naravno, zemljani radovi. Naravno, razmišlja štedljiv vlasnik, je li moguće uštedjeti novac, na primjer, na instalaciji i vlastitim rukama napraviti geotermalno grijanje? Da biste odgovorili na ovo pitanje, potrebno je razumjeti koji se sustavi najčešće koriste i razumjeti značajke njihovog uređaja.

Horizontalni izmjenjivač topline

Često se koristi vodoravna kontura tijekom koje se cijevi polažu u rovove do dubine veće od razine smrzavanja tla na određenom području.

Nedostatak geotermalnog sustava grijanja s horizontalnim krugom je velika površina koju zauzima kolektor

Nedostatak je što bi površina koju zauzima krug trebala biti mnogo veća od same kuće, pa će za grijanje zgrade s površinom od ​​​​​​​​​​​​​​​od 250 m², oko 600 m² "ostaviti" ispod cijevi. Ne može si svaki programer priuštiti ovaj luksuz.

Osim toga, postoje neugodnosti ako je mjesto već oplemenjeno, morate promatrati, na primjer, udaljenost od stabala (1,5 m) i mnoge druge nijanse.

Vertikalni izmjenjivač topline

Kompaktnija, ali i skuplja opcija je vertikalni izmjenjivač topline. Njegova instalacija ne zahtijeva veliko područje, ali će zahtijevati posebnu opremu za bušenje.

Ugradnja vertikalnog izmjenjivača topline zahtijeva korištenje posebne opreme za bušenje

Dubina bušotine, ovisno o tehnologiji, može doseći 50-200 m, ali njezin vijek trajanja je do 100 godina. Ova je metoda posebno relevantna kada se planira geotermalno grijanje za seosku kuću s opremljenim susjednim područjem, omogućuje vam da spasite krajolik gotovo u izvornom obliku.

Vodeni izmjenjivač topline

Najekonomičnija geotermalna instalacija koristi toplinsku energiju vode. Preporuča se ako udaljenost do najbližeg vodenog tijela ne prelazi 100 m.

Vodeni izmjenjivač topline je najpovoljniji i stoga prikladniji za uređaj.

Na dno se postavlja kontura cijevi u obliku spirale, dubina pojave treba biti manja od 2,5-3 m, odnosno dublja od zone smrzavanja. Površina akumulacije je od 200 m². Glavni plus je da nema potrebe za izvođenjem napornih zemljanih radova, ali je potrebno dobiti dopuštenje posebnih službi. Nakon što ste potrošili značajna sredstva na skupu opremu, ne biste trebali štedjeti na visokokvalitetnoj instalaciji. Uostalom, o tome će ovisiti kvaliteta i učinkovitost cijelog sustava.

Kao što vidite, postavljanje geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama nije tako jednostavno. Od svih navedenih vrsta, možda će samo posljednju opciju biti prilično lako implementirati sami. Ali čak iu ovom slučaju vrijedi odvagnuti sve prednosti i nedostatke.

O prednostima i nedostacima sustava

Po prvi put se geotermalno grijanje pomno promatra u SAD-u, tijekom krize 80-ih godina. U domovima najbogatijih i najnaprednijih registrirale su se prilično skupe instalacije, ali su postupno postale pristupačnije i popularnije. Europa je primila na znanje novost i počela je aktivno uvoditi na svoje otvorene prostore. Sada ova vrsta grijanja više nije kuriozitet, u Švedskoj se, na primjer, oko 70% sve topline sintetizira pomoću toplinskih pumpi.

Proizvođači čudotvorne opreme i zelenila jednoglasno govore o prednostima ove vrste grijanja u odnosu na sve ostale, a glavne prednosti koje se ističu su:

• za grijanje se koristi toplinska energija zemlje koja je obnovljiva i neiscrpna;
• nema opasnosti od požara;
• nema potrebe za isporukom i skladištenjem goriva;
• tijekom rada opreme ne stvaraju se štetne emisije, sustav je apsolutno siguran i ekološki prihvatljiv;
• sustav radi autonomno, ne treba stalno praćenje i intervencije;
• ekonomičan je, praktički ne zahtijeva troškove održavanja od vlasnika;
• uz svu raznolikost modela, koeficijent produktivnosti opreme ostaje konstantno visok.

Geotermalni sustav grijanja dobro se pokazao u kombinaciji s "toplim podovima". Takav duo osigurava jednoliku raspodjelu temperature i sprječava nastanak zona pregrijavanja.

Važno! Ova vrsta grijanja najpovoljnija je za kuće površine do 150 m², vlasnici tako malih vikendica uvjeravaju da se troškovi isplate za nekih 3-4 godine.

Imajte na umu da ovi sustavi još nisu postali popularni u postsovjetskom prostoru. To je uvelike posljedica prilično značajnih kapitalnih ulaganja koja će biti potrebna na samom početku i prilično dugog razdoblja povrata. Prilično je teško uvjeriti naše sugrađane da je to ipak ekonomski isplativo. Iako, s obzirom na godišnji porast cijene uobičajenih rashladnih tekućina i činjenicu da je sustav dizajniran za prosječno 100 godina učinkovitog rada, izbor se čini sasvim opravdanim.

Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće - je li moguće?

Geotermalni sustav grijanja - uređaj, princip rada. Koje geotermalno grijanje seoske kuće odabrati. Je li moguće napraviti geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama.

Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće

Prilikom izgradnje kuće, svaki vlasnik pokušava razmišljati o težini nijansi dizajna. Grijanje je jednako važna točka koja zahtijeva konzultacije sa stručnjacima. Za mnoge se geotermalno grijanje čini nedostižnim, jer se vezuje samo za mjesta gdje bjesne topli izvori. Međutim, u praksi, posebna pumpa može generirati energiju, pa je ova opcija prikladna za sve klimatske uvjete i teren. Međutim, vrijedi li raditi geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama, jer je sama oprema već skupa. Da biste pronašli odgovor na ovo pitanje, vrijedi proučiti postojeće mogućnosti i značajke instalacijskog rada.

Princip rada geotermalnog grijanja

Geotermalno grijanje radi na istom principu kao i klimatizacija. Komponente su dva kruga i toplinska pumpa.

Unutarnji krug uključuje cijev i radijatore smještene u cijeloj kući. Vanjski krug je izmjenjivač topline, koji se postavlja pod zemljom ili ispod vodenog stupca. Unutra kruži tekućina s antifrizom ili običnom vodom. Zagrijana tekućina ulazi u pumpu, koja ga ubrzava kroz elemente unutarnjeg kruga, zbog čega je voda u radijatorima uvijek topla.

Crpka ne zauzima puno prostora, ali obavlja jednu od ključnih funkcija u sustavu. Za svaki kW potrošene električne energije proizvodi 4 puta više topline. Klima uređaj nije toliko produktivan, jer uzimajući 1 kW električne energije, daje istu količinu.

Razvrstavanje ovisno o vrsti konstrukcije

Ova vrsta uređenja grijanja u kući smatra se jednom od najskupljih, a to je zbog cijene opreme i radova na zemlji. U takvim trenucima mnogi potrošači razmišljaju na čemu mogu uštedjeti i jedino što im pada na pamet je montaža. Međutim, da biste razumjeli je li to tako, vrijedi procijeniti značajke uređaja i moguće mogućnosti dizajna.

• Horizontalni izmjenjivač topline. Prilikom odabira ovog dizajna, cijevi se polažu pod zemljom, a dubina bi trebala biti veća od razine smrzavanja tla. Međutim, ova opcija zahtijeva dodjelu teritorija ispod konture. Zamislite samo, ako trebate zagrijati kuću s površinom od ​​​250 m 2, tada će za opremanje kruga biti potrebno 600 m 2. Osim toga, moraju se uzeti u obzir neke tehničke točke. Na primjer, svi elementi trebaju biti smješteni na minimalnoj udaljenosti od stabla - 1,5 metara. Ako je stranica oplemenjena, to već stvara određene neugodnosti.
• Vertikalna opcija ne zahtijeva dodjelu velikog područja, međutim, korištenje opreme za bušenje će podrazumijevati značajne troškove. Stvaranje bunara je naporan proces, međutim, ovaj dizajn će trajati najmanje stotinu godina. Ova je opcija prikladna za područja koja su već opremljena.
• Opcija postavljena u vodu koristi energiju vode i omogućuje vam značajnu uštedu na uređenju. Jedini uvjet je prisutnost rezervoara unutar 100 metara, njegova površina treba biti najmanje 200 m 2, a struktura ne smije biti dublje od tri metra.

Kao što pokazuje praksa, teško je izvesti instalaciju vlastitim rukama. S obzirom na to da će u opremu biti uloženo mnogo novca, ne isplati se štedjeti na procesu instalacije, te se trebate obratiti profesionalcima.

Prednosti geotermalnog grijanja

Prije su se takve instalacije mogle naći u luksuznim i bogatim kućama, ali sada su postale pristupačnije. Prvi put su ih koristili stanovnici Sjedinjenih Država 80-ih godina, a sada su to primijetili i stanovnici europskih zemalja. Ovo rješenje omogućilo je uštedu na grijanju općenito. Prije dvadeset godina 12 milijuna europskih građana iskoristilo je sličan dizajn, no danas se njihov broj dramatično povećao.

Već u Švedskoj većinu topline proizvode toplinske pumpe. U skladu s tim, njihova je popularnost porasla zbog niza prednosti u odnosu na sve alternativne sustave:

• Neiscrpna i obnovljiva energija zemlje koristi se za grijanje vlastitog doma;
• Nema opasnosti od požara;
• Ne morate tražiti jeftino gorivo i razmišljati o mjestima za njegovo skladištenje;
• Ekološki prihvatljiv sustav, bez stvaranja štetnih emisija, zbog čega ga aktivno podržavaju ekolozi;
• Nedostatak redovitog praćenja i intervencija, na svim razinama sustav funkcionira autonomno;
• Neograničena energija dostupna u bilo koje vrijeme i u bilo kojoj količini;
• Ne morate trošiti novac na održavanje sustava;
• Visoke performanse u usporedbi s postojećim alternativama.

Majstori preporučuju kombiniranje ugradnje geotermalnog sustava i podnog grijanja kako bi se postigao maksimalni učinak koristi. Prvo, zajamčena je ujednačena raspodjela temperature, a drugo, bit će moguće izbjeći stvaranje zona pregrijavanja.

Kako bi se troškovi u potpunosti isplatili za 3-4 godine, treba imati na umu da je ova vrsta grijanja korisna za vlasnike vikendica do 150 m 2. Uzimajući u obzir činjenicu da uobičajene toplinske mreže redovito rastu i propadaju, odluka o geotermalnom sustavu omogućit će vam da zaboravite na opskrbu toplinom na najmanje 100 godina. Odabrana opcija brzo će se opravdati. U postsovjetskom prostoru ova je opcija manje popularna zbog velikih ulaganja. Još uvijek je teško uvjeriti naše sugrađane da je bolje jednom potrošiti novac i zaboraviti na problem.

Značajke montaže

Ako plin i struja stalno rastu, a s njima i grijanje privatne kuće, tada pri odabiru geotermalnog sustava možete zaboraviti na ovu značajku. Osim toga, ne morate uzeti u obzir da će se rezerve plina na kraju same iscrpiti. Korištenje krutog goriva još je skuplje rješenje. Prilikom sagorijevanja drva i ugljena oslobađaju se štetne tvari. Među svim alternativama, ova je opcija najsigurnija, međutim, za razliku od plinskog grijanja i krutog goriva, instalacija sustava je dugotrajnija i skuplja. Stoga ga treba povjeriti majstorima s velikim iskustvom u ovom području. Samo oni znaju sve nijanse instalacije. Pravilno obavljenim radovima, pitanje grijanja će se riješiti dugi niz godina.

Istodobno će se unutar prostorije nalaziti iste cijevi i baterije kroz koje će teći toplina. Glavni elementi bit će skriveni pod zemljom - bunar i izmjenjivač topline. Kuća mora imati uređaj koji će pretvarati toplinu. Ispod njega morate izdvojiti što više prostora. Njime vlasnik prostora može regulirati temperaturu i opskrbu toplinskom energijom. U pravilu, u privatnim kućama, generator se nalazi u podrumu ili u zasebnoj prostoriji.

Učinite sami geotermalno grijanje kod kuće: shema i značajke instalacije

Značajke izbora i ugradnje geotermalnog grijanja. Ugradnja pumpi i dodatne opreme u kuću uradi sam.