Ugradnja geotermalnog grijanja za vaš dom: isplati li se kockati? Kako iskoristiti toplinu zemlje za grijanje kuće Koristite toplinu zemlje za grijanje

Danas mnogi ljudi traže alternativna rješenja za uštedu na grijanju svog doma. Uređaji koji se napajaju energijom sunca i vjetra već su izumljeni. Ali prvi se može koristiti samo u južnim regijama, gdje prevladava vedro vrijeme, a drugi se ne može koristiti na mjestima gdje dugo ostaje mir. No, nedavno je osmišljeno novo rješenje - iskoristiti toplinu zemlje za grijanje.

Prednosti i nedostatci

Grijanje kuće toplinom zemlje, koje se naziva i geotermalno (od "geotermija" - toplina zemlje), ne zahtijeva upotrebu nikakvog goriva. Osim toga, sustav će zahtijevati mnogo manje električne energije za rad od toplinskih električnih uređaja. Sve to govori o učinkovitosti novog sustava grijanja. Geotermalno grijanje ima niz dodatnih prednosti:

Nedostatak takvog grijanja su relativno visoki početni troškovi opreme i njezine instalacije.

Osim toga, instalacija će zahtijevati bušenje, što je prikladnije učiniti tijekom izgradnje, kada radovi na uređenju još nisu izvedeni na mjestu.

Također treba imati na umu da je grijanje iz topline zemlje najučinkovitije u južnim i umjerenim geografskim širinama, ali u sjevernim regijama može se koristiti samo za grijanje kuća s površinom ne većom od 200 m².

Toplina iz podzemlja. Program "Čudo tehnologije" na kanalu NTV

Princip rada

Temperatura srednjih i dubokih slojeva zemlje u pravilu ne pada ispod +6 °C (zbog toga je dopušteno polaganje cjevovoda ispod razine smrzavanja bez straha da će se voda u njemu smrznuti). Ova činjenica dovela je do ideje o korištenju zemljine energije za grijanje kuće. Naravno, za to je bilo potrebno stvoriti posebnu opremu koja je sposobna ne samo primati toplinu iz dubine, već i prenijeti je na rashladnu tekućinu.

Kako bi se nosili s takvim problemima, izumljen je geotermalni sustav, čiji je princip sličan radu klima uređaja u načinu grijanja. Sustav se sastoji od tri kruga:

• vanjski;
• topla pumpa;
• unutarnje.

Svaki sklop ima svoje zadatke i tehnički podaci. Vanjski krug je ispunjen antifrizom, koji se pod utjecajem topline koja dolazi iz zemlje zagrijava do +6 °C i više. Crpka ga podiže u međuspremnik, gdje svoju energiju predaje rashladnom sredstvu čija je temperatura isparavanja manja od 6 stupnjeva. Zatim, rashladno sredstvo teče u kompresor, gdje njegova temperatura nakon kompresije raste na +70 °C. U unutarnjem krugu energija se prenosi iz rashladnog sredstva u vodu, koja se kreće u sustavu grijanja unutar kuće. U međuvremenu, ohlađeni antifriz vraća se u vanjski krug.

Geotermalno grijanje kuće. Cijena ključ u ruke.

Srce sustava grijanja je dizalica topline. Sastoji se od nekoliko odjeljaka - isparivača, kompresora, kapilare i upravljačkog sustava. Svaki od njih utječe ne samo na rad crpke u cjelini, već i na učinkovitost cijelog sustava.

Vrste sustava

Sustavi grijanja koji koriste toplinu zemlje razlikuju se po svojim dijagramima vanjskog kruga. Trenutno se široko koriste okomite i vodoravne sheme. Odabir jedne ili druge opcije ovisit će o nekoliko čimbenika:

• dubina smrzavanja tla;
• sastav tla;
• površina zemlje;
• dostupnost podzemne vode.

Najčešće korištena metoda za postavljanje geotermalnog sustava je horizontalni dijagram mjesto vanjske konture.

Njegova prednost je jednostavnija montaža uz mogućnost da sami ugradite grijanje. Osim toga, horizontalni raspored omogućuje vam brzu i prilično jednostavnu zamjenu neispravnih područja, zbog čega će grijanje raditi gotovo neprekidno.

Vanjski krug u ovom slučaju je kolektorski sustav. Nekoliko krugova koji se nalaze na udaljenosti od najmanje 30 cm jedan od drugog povezani su razdjelnikom kroz koji antifriz ulazi u dizalicu topline. Takav sustav osigurava maksimalni primitak zemljine toplinske energije u horizontalnoj shemi.

Horizontalni raspored pretpostavlja nekoliko važnih točaka:

• ovaj sklop zahtijeva veliku zemljišna parcela(na primjer, kuća od 150 m² zahtijevat će zemljište od 300 m²);
• dubina cijevi mora biti veća od dubine smrzavanja;
• za krugove treba koristiti cijevi s visokom toplinskom vodljivošću;
• Nije preporučljivo locirati krug u područjima gdje su moguće jake proljetne poplave, budući da pomicanje tla može pomaknuti vodove grijanja.

Učinite sami zemljani izmjenjivač topline

Vertikalna shema je učinkovitija od horizontalne, ali njena instalacija je radno intenzivnija. Cijevi se postavljaju u bušotine čija dubina doseže 50-200 m.

Veća učinkovitost vertikalnog grijanja s tla objašnjava se povećanjem stupnja zagrijavanja - što su cijevi dublje smještene, to se više energije može dobiti iz podzemlja. Još jedna prednost sheme je da njezina instalacija ne zahtijeva veliku površinu zemlje.

Prilikom postavljanja okomitog kruga mogu se pojaviti određene poteškoće. Tako će za ugradnju u stjenovita tla biti potrebni posebni strojevi za bušenje, au ilovastim tlima ugradnja zaštitne ljuske od armiranog betona ili plastike debelih stijenki. Osim toga, rad takvog sustava zahtijevat će snažne cirkulacijske pumpe.

Također, kod ugradnje sustava s vertikalnom izvedbom popravci će biti znatno kompliciraniji, što u slučaju kvara može dovesti do dugotrajnog kvara cijele konstrukcije.

Postoji još jedna mogućnost geotermalnog grijanja - s podvodnim položajem vanjskog kruga. U ovom slučaju, cijevi se polažu duž dna najbližeg rezervoara, što eliminira potrebu za izvođenjem iskopa. Ali treba uzeti u obzir da rezervoar treba:

• biti smješten ne dalje od 100 m od kuće;
• imaju dovoljan volumen (kuća s površinom od 100 m² zahtijeva rezervoar s volumenom od 200 m³);
• nemojte se potpuno zamrznuti zimsko vrijeme.

traži alternativni izvori energije dovela je do izuma uređaja koji su sposobni akumulirati toplinu, koja se u velikim količinama nalazi u ljudskom okruženju. Sunčeve zrake, izvori gejzira, tlo - sve to, u jednom ili drugom stupnju, može zadovoljiti potrebu za zagrijavanjem rashladne tekućine za sustav grijanja i opskrbu toplom vodom.

Iako je geotermalno grijanje korištenjem topline zemlje relativno novi smjer, izgledi za takvo rješenje su očiti. Zahvaljujući ugradnji posebne opreme, postaje moguće dobiti jeftinu, gotovo beskrajnu vrstu toplinske energije.

Kako uvesti toplinu u kuću iz zemlje

Zemlja je čak i unutra zimsko razdoblje s vremenom se potpuno ne smrzne. Ovu značajku koriste montažeri koji polažu cjevovode ispod točke smrzavanja. Iznenađujuće, temperatura ovih slojeva rijetko pada ispod +5 +7°C stupnjeva.

Je li moguće iskoristiti sposobnost zemlje da akumulira toplinu, izvlači je i koristi za zagrijavanje rashladne tekućine? Sigurno! Ali učiniti alternativno grijanje Za privatnu kuću koja koristi toplinu zemlje, moguće je riješiti sljedeće probleme:

• Primanje topline - morat će se akumulirati Termalna energija i poslati u spremnik.
• Zagrijavanje rashladne tekućine. Zagrijani antifriz mora prenijeti toplinsku energiju tekućini koja cirkulira u sustavu grijanja i tople vode.
• Ohlađeni antifriz mora se vratiti u izmjenjivač topline radi daljnjeg zagrijavanja.

Kako bi se riješili ti problemi, razvijena je geotermalna pumpa koja koristi toplinu zemlje. Geotermalna dizalica topline omogućuje izvlačenje količine topline koja je više nego dovoljna za proizvodnju velike količine topline i korištenje kao glavna ili dodatna oprema za grijanje, ovisno o dizajnu i lokaciji kuće.

Kako radi geotermalno grijanje kod kuće, princip rada

Podzemno dubinsko grijanje iz zemlje više nije fantazija. Takve instalacije mogu se lako kupiti u Rusiji. Štoviše, geotermalne instalacije mogu raditi i na sjevernim i na južnim geografskim širinama. Ali koji princip oni koriste u svom radu?

Još u prošlom stoljeću zabilježena je činjenica da se tijekom isparavanja određene vrste tekućine mogu hladiti površinu. Upravo se to događa kada prije injekcije kožu prebrišu alkoholom ili poliju popločani prostor zagrijan na suncu. Ovo je načelo uzeto kao osnova za razvoj rashladne opreme.

Tada se javila ideja: zašto ne pokrenuti proces hlađenja obrnuta strana i umjesto toga nemoj se ohladiti vrući zrak. Većina modernih klima uređaja ne samo da hladi zrak u prostoriji, već i radi na zagrijavanju. Ali nedostatak takvih uređaja je da su ograničeni temperaturom okoliš. Dakle, nakon što oznaka dosegne -5 stupnjeva, prestaju raditi.

Geotermalne crpke za grijanje privatnih kuća iz zemlje potpuno su lišene ovog nedostatka, iako koriste princip koji umnogome podsjeća na rad klima uređaja za zagrijavanje prostorije.

Kako radi geotermalno grijanje?

Kao što je već spomenuto, geotermalni sustav grijanja iz utrobe zemlje na mnogo je načina sličan radu klima uređaja u načinu grijanja. Što se događa u ovom trenutku?

• U donjim slojevima tla, na dnu rijeke ili jezera, ugrađeni su kolektori vode kroz koje cirkulira antifriz. Kolektori apsorbiraju toplinu i oslobađaju hladnoću.
• Zagrijani antifriz se diže do vrha pomoću pumpe.
• Izmjena topline odvija se u međuspremniku. Zagrijani antifriz prenosi toplinsku energiju na rashladnu tekućinu ili zagrijava vodu.
• Ohlađeni antifriz teče natrag u kolektore.

Postoje instalacije koje mogu samostalno grijati velike prostorije, druge se koriste isključivo kao pomoćna oprema koja može osigurati 50-75% toplinskih potreba prostorije.

Geotermalna oprema za korištenje topline zemlje

Princip rada dubokog sustava kućnog grijanja koji koristi energiju zemlje temelji se na korištenju posebna oprema. Obavlja sljedeće funkcije: akumulira toplinu iz okoline i prenosi je na rashladnu tekućinu sustava grijanja. Za to se koriste sljedeći čvorovi:

• Isparivač se nalazi duboko pod zemljom. Funkcija isparivača je apsorbirati toplinsku energiju koja se nalazi u okolnom tlu.
• Kondenzator - dovodi antifriz do potrebne temperature.
• Toplinska pumpa - cirkulira antifriz u sustavu. Prati rad cijele instalacije.
• Međuspremnik - prikuplja zagrijani antifriz na jednom mjestu za prijenos energije u rashladnu tekućinu. Sastoji se od unutarnjeg spremnika koji sadrži vodu iz sustava grijanja i unutarnjeg spirala kroz koji se kreće zagrijani antifriz.

Iako prirodno niskotemperaturno geotermalno grijanje kuće toplinom zemlje daje dovoljno toplinske energije, najviše praktična opcija grijanje s ovim rješenjem je spojiti ga na sustav "toplog poda".

Montaža i montaža geotermalnog grijanja

Glavna poteškoća u vezi s ugradnjom geotermalne opreme povezana je s ugradnjom kruga izmjenjivača topline u tlo-tlo. Iako ga možete pronaći na internetu veliki broj savjete o tome kako sami obaviti ovaj posao, praksa pokazuje da se većina savjeta ne može primijeniti bez posebne specijalizirane edukacije, stoga sve radove moraju obavljati profesionalni instalateri koji su predstavnici proizvođača.

Nakon kontaktiranja stručnjaka, geotermalni sustavi grijanja za privatne kuće koji koriste toplinu zemlje postavljaju se u sljedećih nekoliko faza:

1. Inženjer u posjeti vašem domu. Prilikom prvog obilaska uzimaju se uzorci tla, utvrđuju se karakteristike područja i donosi odluka o najučinkovitijoj ugradnji geotermalnog sustava. Na učinkovitost instalacije može utjecati i izvor predviđene topline. Smatra se produktivnijim ugraditi izmjenjivače topline na dno spremnika ili na izvore toplinskih izvora.
2. Sklapanje dogovora i kupnja potrebne opreme. Cijene mogu značajno varirati ovisno o složenosti izvedbe instalacijski radovi i druge nijanse. Ali u prosjeku, ako se odabere kvalitetan Njemački proizvođač, trošak instalacije bit će približno jednak njegovoj cijeni. Kupnja Vaillant instalacija po sistemu ključ u ruke za kuću od 350 m2. m. koštat će otprilike 21 tisuću dolara
3. Instalacijski radovi. Grijanje privatne kuće s podzemnim geotermalnim izvorima topline, odnosno njegova učinkovitost uvelike ovisi o pravilnoj izvedbi radova u fazi instalacije. Nakon ugradnje vodenih izmjenjivača topline u zemlju, spaja se na geotermalnu instalaciju i sustav grijanja kuće.
4. Puštanje u rad. Inženjer pokreće sustav i vrši fina podešavanja uređaja. Nakon postavljanja, potpisuje se Potvrda o obavljenom radu.

Prema važećem zakonodavstvu, tvrtka koja instalira opremu može dati dodatna jamstva uz plaćanje ovih usluga. Takva će jamstva koštati dodatnih 1000 USD.

Je li geotermalno grijanje učinkovito na sjeveru?

Da bi se stvorili minimalni uvjeti potrebni za rad geotermalne instalacije, dovoljno je ispuniti sljedeće uvjete:

• Temperatura sloja tla u kojem se nalaze izmjenjivači topline ne smije pasti ispod +5.+7°C stupnjeva.
• U cijelom sustavu kroz koji teče antifriz stvoreni su uvjeti da se ne smrzne.
• Geotermalno grijanje seoska kuća dovršen nakon izrade svih potrebnih proračuna i projektne dokumentacije.

Ako uzmemo u obzir sve opisane zahtjeve, postaje jasno da takve instalacije mogu biti učinkovite ako su ispunjeni gore navedeni uvjeti. Ipak, za sjeverne regije preporučljivije je koristiti takve instalacije za grijanje malih površina do 150-200 četvornih metara. m.

Gejzirsko grijanje privatne kuće

Rad geotermalne crpke uvelike ovisi o temperaturi tla ili vode u kojoj se nalazi izmjenjivač topline. U tom pogledu, stanovnici Kamčatke su u povoljnijem položaju. Na poluotoku Kamčatka postoji ogroman broj termalnih izvora - gejzira koji se ne ohlade ni zimi.

Prije ugradnje opreme potrebno je provesti geološka istraživanja. Ako toplo proljeće nalazi se na području kuće, ima smisla postaviti izmjenjivače topline na dno ovog rezervoara. U ovom slučaju, geotermalna energija će se mnogo brže isplatiti.

Kako zagrijati kuću pomoću geotermalne pumpe

Tehnologija grijanja kuće podzemnom toplinom najtraženija je na Zapadu. To je prije svega zbog mentaliteta stanovnika zapadnih zemalja. Navikli su na dugoročna ulaganja koja se u potpunosti isplate tek nakon nekoliko godina. I malo je ljudi koji su u stanju platiti oko 20 tisuća dolara odjednom za instalaciju opreme. Ali broj ljudi koji se žele osamostaliti od drugih izvora grijanja stalno raste.

Alternativne metode geotermalnog grijanja domova postaju sve popularnije, posebice s obzirom na sve veću cijenu plina.

Toplinska energija vam doslovno leži pod nogama. Samo se treba sagnuti i “podići”. Geotermalna instalacija može pomoći u tome. Ugradnja crpke omogućuje, ovisno o području, potpuno nadoknađivanje potreba za toplinskom energijom ili njihovo djelomično zadovoljenje, značajno smanjujući opterećenje glavnog izvora grijanja i sustava potrošne tople vode privatne kuće.

Ograničene prirodne rezerve energetski resursi tjera čovječanstvo da traži alternativne izvore energije. Geotermalno grijanje kuće odlična je alternativa tradicionalnim načinima grijanje. To se može potvrditi činjeničnim podacima o širokoj upotrebi geotermalnih sustava grijanja u Europi i Americi kao glavnih izvora topline.

Malo povijesti! Geotermalni sustavi grijanja znatno su se “proširili” krajem osamdesetih godina prošlog stoljeća, uglavnom u Americi. U početku su značajna ulaganja u ugradnju takvog uređaja omogućila da ga koriste samo imućni ljudi, ali nekoliko godina kasnije ovaj je sustav postao dostupan i manje bogatim Amerikancima, što je podiglo važnost geotermalnih sustava grijanja na tržištu opreme za grijanje.

U europskim je zemljama prije samo dva desetljeća broj geotermalnih instalacija premašivao 12 milijuna, no danas se o veličini “populacije” geotermalnih instalacija u privatnim kućama može samo nagađati.

Zašto se ovo događa?

Sve je vrlo jednostavno! Najpristupačniji i najprikladniji sustav plinsko grijanje smanjuje rezerve prirodnog goriva za novac iz vašeg džepa. I gori kruto gorivo(drvo za ogrjev, ugljen, treset) nije samo nezgodno, već je popraćeno i oslobađanjem štetnih ugljični dioksid, gubitak čađe i smole. Potreban je i dodatni prostor za skladištenje goriva.

Princip rada sustava

Geotermalni sustavi grijanja imaju princip rada sličan hladnjaku (klima uređaju). Jednostavno, rashladni hladnjak hladi zrak, a geotermalna toplinska pumpa zagrijava rashladnu tekućinu sustava grijanja.

Za zagrijavanje prostorija koristi se toplina (energija) Zemlje. Toplinska pumpa smještena u kući uzima energiju iz podzemne vode ili samo tlo, pretvarajući ga u toplinu. Ta se "toplina" zatim koristi za zagrijavanje rashladne tekućine u samom sustavu grijanja kuće.

Na temelju principa rada toplinska pumpa leži obrnuti Carnotov ciklus, razvijen još u 19. stoljeću.

“Srce” takvog sustava je kompresor koji “komprimira” i “prenosi” toplinu. Da bi to učinio, potreban mu je vanjski izvor energije - električna mreža.

U poduzeću s kompresorima radi unutarnji krug dizalice topline: kondenzator, isparivač i prigušni ventil.

Toplinska pumpa radi ovako:

• Usisni razvodnik topline napunjen je tekućinom protiv smrzavanja (mješavina glikola, mješavina vode i alkohola ili slane vode) koja će prenositi "podzemnu" ili "podvodnu" toplinu do pumpe.
• Ta se toplinska energija u isparivaču prenosi na rashladno sredstvo s vrlo niskim vrelištem, uzrokujući njegovo naglo ključanje i isparavanje (pretvaranje u paru).
• Kompresor koji radi povećava tlak ove pare, što u skladu s tim dovodi do povećanja njezine temperature.
• U kondenzatoru se rashladno sredstvo hladi, prenosi toplinu u krug grijanja kuće i kondenzira.
• Kroz prigušni ventil, rashladno sredstvo teče natrag u kompresor, a ciklus se ponovno ponavlja...

Toplinska pumpa se također može nazvati, drugim riječima, hladnjakom "iznutra prema van". Uostalom, u hladnjaku se rashladno sredstvo zagrijava zbog topline proizvoda koji se nalaze u njemu (hladnjaku), te se kroz sustav cijevi ispušta u stražnji zid, zagrijavanje zraka izvan hladnjaka.

A u slučaju dizalice topline, ova generirana toplina zagrijava rashladnu tekućinu u sustavu grijanja same kuće. Kao uređaji za grijanje u takvim sustavima grijanja najčešće se i učinkovitije koriste "topli podovi".

Obavijest! Uz visokokvalitetan i pravilno izračunat krug "unosa topline", uz potrošnju od 1 kW električne energije, dizalica topline može isporučiti sustavu do 5 kW toplinske energije!

Vrste izmjenjivača topline za geotermalne sustave grijanja

Horizontalni izmjenjivač topline

Horizontalne cijevi polažu se na dubinu veću od debljine sloja smrzavanja tla.

Ova vrsta toplinskog kruga je optimalna kada postoji veliko područje osobna parcela bez vrtnih zasada (stabala). Polaganje cijevi kruga nije dopušteno na udaljenosti manjoj od 1,5 m od krošnje stabla.

Pri grijanju kuće od 250 m2 bit će potrebna površina od 600 m2 za smještaj kruga za izmjenu topline. Ali takav prostor nije uvijek dostupan. Pogotovo u gusto naseljenim vikendicama.

Ovaj se čimbenik može nazvati nedostatkom ove vrste izmjenjivača topline.

Vertikalni izmjenjivač topline

Vertikalni izmjenjivač topline je luksuz koji si možda ne može priuštiti svaki programer. Da biste "složili" takav izmjenjivač topline, trebat će vam posebna oprema za bušenje.

Krug izmjenjivača topline spušta se u bunar dubine 50-200 m Za povećanje toplinske snage koristi se nekoliko takvih bunara, čiji su cjevovodi povezani preko posebnih kolektorskih jedinica.

Prednost organiziranja takvog sustava kruga izmjenjivača topline je mogućnost rada u razvijenom području - ova metoda neće oštetiti postojeći krajolik.

Izmjenjivač topline postavljen u vodu

Ova je opcija najekonomičnija za ugradnju - nema potrebe za izvođenjem iskopa, ali zahtijeva prisutnost rezervoara površine najmanje 200 m2 na udaljenosti ne većoj od 100 m od kuće. Cijevi kruga polažu se na dubinu veću od dubine smrzavanja (najmanje 2-3 m) na dnu.

Prednosti i nedostaci geotermalnih sustava grijanja

Željeli bismo istaknuti jednu od najznačajnijih prednosti geotermalnih sustava grijanja: njihovu ekološku sigurnost za vaš dom. Uostalom, proces normalnog rada dizalice topline nije popraćen nikakvim štetnim emisijama u atmosferu. A odsutnost zapaljivih tvari u pumpi za gorivo, u prisutnosti ispravnih električnih instalacija, praktički eliminira opasnost od požara.

Nedostatak goriva znači nepostojanje troškova za njegovu dostavu i skladištenje.

Niska potrošnja električne energije s relativno visokim prijenosom topline (od 1 kW električne energije do 5 kW toplinske energije) još je jedan važan (ili najvažniji) čimbenik koji određuje izbor geotermalnog sustava grijanja za seosku kuću.

Autonomija geotermalnog sustava grijanja oslobađa vas potrebe za njegovim nadzorom i održavanjem.

Važno funkcionalna prednost Geotermalni sustav grijanja je njegova sposobnost da radi kao klima uređaj po vrućem vremenu. U ovom načinu rada događa se suprotno: toplina iz prostorije zagrijava rashladno sredstvo koje ga prenosi vanjskom kolektoru topline.

Nedostatak takvog sustava je složenost njegove instalacije i odgovarajući visoki troškovi instalacijskih radova i same opreme.

Geotermalni sustav grijanja je najskuplji za instalaciju i nabavu opreme.

U ovom slučaju možete uštedjeti novac samoinstalacija ovaj sustav, ali je potrebno posvetiti značajnu pozornost izračunima i konzultacijama s „profesionalcima“.

Korištenje bivalentnog kruga grijanja

Dvovalentni sustav podrazumijeva paralelna uporaba dva izvora topline tijekom vršnih opterećenja (pri niske temperature okoliš).

U takvom sustavu paralelno s dizalicom topline spaja se dodatni kotao, na primjer električni bojler. Koristi se kada je potrebno koristiti intenzivan način grijanja pri niskim temperaturama okoline.

Ako u regiji u kojoj živite ima nekoliko "mraznih" dana u godini, prisutnost takvog "pomoćnika" omogućuje vam uštedu na snazi ​​toplinske pumpe, što značajno utječe na njegovu cijenu.

Razvoj svake civilizacije povezan je s ispunjavanjem uvjeta za vlastiti dom. Gdje god je čovjek živio u špilji ili modernom neboderu, briga o toplini i udobnosti bila je jednako važna kao i nabava hrane. Zagrijavanje uz malu vatru, štednjak ili moderni sustav Za grijanje je bio prisiljen koristiti drva za ogrjev, ugljen, treset, dizelsko gorivo, izgarajući neprocjenjive darove prirode.

Tehnički razvoj omogućio je izgradnju snažnih hidroelektrana, naučiti koristiti energiju vjetra i, shvativši tajne unutarnjih slojeva zemlje, razmišljati o stvaranju alternativna metoda korištenje pohranjene topline u obliku sustava geotermalne energije.

Temeljni rad geotermalnog sustava grijanja temelji se na zakonima fizike koje su otkrili znanstvenici. Potraga za materijalima koji mogu promijeniti svoja svojstva uz oslobađanje određene količine topline omogućila je stvaranje ne samo konvencionalnih rashladnih jedinica i klima uređaja, već i moćnih

Uz njihovu pomoć možemo prenijeti toplinu koja uvijek postoji u utrobi zemlje u naš dom, provodeći koordiniranu kontrolu triju posebnih krugova koji čine sustav grijanja. Svrha vanjskog kruga je prikupljanje toplinske energije iz zemlje ili vode. Rashladno sredstvo u njemu je tekućina koja se ne smrzava.

Ta se toplina prenosi kroz izmjenjivač topline na freon, koji ispunjava drugi krug sustava. Njegovo fizička svojstva, koji se sastoje u niskom vrelištu, omogućuju dobivanje energije tijekom prijelaza u plinovito stanje. Štoviše, temperatura koja dolazi iz vanjskog kruga sasvim je dovoljna za to. Treći unutarnji krug sustava grijanja je potreban iznos radijatori, cijevi koje se koriste u kući. Može biti odvojen ili zajednički s krugom opskrbe toplom vodom uključenim u projekt.

Funkcionalne značajke sustava

Princip rada i funkcionalne značajke Geotermalni sustavi grijanja za dom sastoje se od sljedećih koraka:

1. Otopina koja se nalazi u vanjskoj petlji dobiva dodatno zagrijavanje u tlu za oko 5 stupnjeva. Njegova konačna temperatura može biti oko 3.
2. Ulaskom u izmjenjivač topline crpke, otopina čak i svoju malu energiju prenosi na freon, za što je sasvim dovoljno za isparavanje. Nakon što je prešao u plinovito stanje, freon ulazi u kompresor, gdje se komprimira. Termodinamički procesi koji se javljaju u ovom slučaju dovode do porasta temperature na 100. A vrući plin se dovodi u izmjenjivač topline, gdje prenosi energiju na rashladno sredstvo unutarnjeg kruga, najčešće vode. Zahvaljujući znanstveni rad fizičara i inženjera, ovaj je proces detaljno proučen i ugrađen je u temeljne principe rada raznih vrsta moderne opreme.
3. Rashladna tekućina unutarnjeg kruga doseže temperaturu od 50-70 i ulazi u radijatore i cijevi. Ohlađeni freon ulazi u ekspanzijsko sito, njegova temperatura i tlak padaju na izvorne vrijednosti i cijeli se ciklus može ponovno ponoviti. Otopina vanjske konture kreće se na isti način u dubinu zemlje za novi dio energije.

Izvedbe i vrste geotermalnih sustava grijanja

Prvo pitanje koje se mora riješiti u procesu stvaranja visoko ekonomičnog geotermalnog sustava grijanja je izbor vrste vanjskog kruga, koji je izmjenjivač topline smješten pod zemljom ili u vodi. U ovom slučaju, potrebno je uzeti u obzir ne samo vaše želje za arhitektonskim fantazijama nove kuće, već i detaljne geodetske studije područja na kojem će se ova kuća nalaziti ili je već izgrađena.

Nemaju posvuda topli izvori, gejziri, vulkani, ali nam je dana mogućnost da koristimo toplinu Majke Zemlje gotovo bilo gdje na planeti. Glavna stvar je imati jasno razumijevanje tehničke strane stvari i iznosa potrebnih financijskih ulaganja u bilo koji projekt za stvaranje geotermalnog sustava grijanja.

Najrašireniji sljedeće opcije izmjenjivači topline:

1. Horizontalni izmjenjivač topline. Ova se opcija može smatrati učinkovitim prijedlogom samo ako postoji velika slobodna površina pored kuće. Može se koristiti samo kao jednostavan zeleni travnjak. Štoviše, s površinom kuće od, na primjer, 220 četvornih metara. m. izmjenjivač topline bit će smješten na površini od 600 m2. Cijevi se polažu u posebne rovove, čija dubina treba biti ispod razine smrzavanja tla na ovom području.
2. Vertikalni izmjenjivač topline. S gledišta uštede prostora, ova opcija, naravno, ima određene prednosti. Problem može biti stvaranje posebnih bušotina, čija dubina doseže 200 m, promjera oko 150 mm. Radovi na iskopu s bušilicama nisu jeftini ni u jednoj regiji. Ali tlo na takvoj dubini uvijek ima temperaturu od oko 15, što osigurava pouzdan rad sustavi s vertikalnim izmjenjivačem topline.
3. Izmjenjivač topline na dnu spremnika. Najekonomičnija i najjednostavnija metoda za stvaranje vanjske petlje geotermalnog sustava grijanja. Pogotovo ako imate vlastiti pouzdani ribnjak ili dozvolu za korištenje javnog rezervoara. Udaljenost do rezervoara od kuće ne smije biti veća od 100 m, a njegova dubina treba biti 3 m.
4. Postoji opcija otvoreni sustav grijanje na temelju korištenja vode koja dolazi iz arteškog bunara. Provodi se kroz dizalicu topline kao rashladno sredstvo. Da bi se preokrenuo ispuštanje vode, potrebno je izgraditi drugi arteški bunar. Ali takav sustav nije moguć na svakom mjestu. Istovremeno vrlo važan faktor je vraćanje vode u istoj količini u duboke slojeve tla radi održavanja pritiska u slojevima.

Zanimljivo je da su prvi pokušaji bušenja bunara za iskorištavanje topline napravljeni sredinom 18. stoljeća, ali tek je 1907. jedan islandski farmer uspio usmjeriti vruću paru iz obližnjeg izvora kroz cementnu cijev u svoj dom.

Sljedeći korak također je napravljen na Islandu i tek 1903. prvi cjevovod, dug 3 km, pojavio se u Reykjaviku. Trenutno su geotermalni sustavi grijanja vrlo popularni u mnogim europskim zemljama, SAD-u, Meksiku, Japanu i Novom Zelandu.

Prednosti i nedostatci

Geotermalna energija, čije su rezerve toliko velike da samo 1% skrivene u zemljinoj kori s ukupnom dubinom od 10 km može dati volumen 500 puta veći od svih svjetskih rezervi nafte i plina.

Postoje četiri glavne vrste geotermalne energije:

1. To je toplina zemlje iz malih dubina koju koriste dizalice topline.
2. Energija vruće pare, vode u zemljinoj kori, trenutno se koristi za proizvodnju električne energije.
3. Toplina koja dolazi iz dubokih slojeva bez prisustva vode i energije magme akumulirane u vulkanskim zonama.
4. Korištenje ovog nevjerojatnog dara prirode određeno je samo postojećom razinom tehnologije, tehnološkim mogućnostima i ekonomskim proračunima.

Moderni geotermalni projekti sustavi grijanja imaju i pozitivne i negativne aspekte.

Glavna negativna točka je trošak. Ali to se čini samo u prvom trenutku. Svi troškovi se vraćaju, prema raznim podacima, za 4, 5 godina. To je zbog činjenice da moderni modeli dizalica topline troše mnogo manje energije za rad nego bilo koji drugi sustav grijanja. Pri trošenju 1 kW električne energije njihov učinak je 5 kW.

Pozitivne točke:

1. Ne izgaraju gorivo i ne proizvode štetne emisije raznih spojeva u okoliš.
2. Minimalni troškovi održavanja uz visoku učinkovitost.
3. Sigurnost okoliša.
4. Pouzdana svojstva sigurnost od požara sustava.

Učinkovitost i isplativost

Ne može se nazvati geotermalna energija besplatan dar prirode. Stvaranje sustava grijanja koji se temelje na njemu može koštati više od milijun rubalja, isključujući troškove toplinske pumpe. Sve ovisi o potrebnim količinama grijanja, njegovoj funkcionalnoj namjeni i vrsti. Obično se ekonomska isplativost geotermalnih sustava grijanja izračunava usporedbom troškova njegovog održavanja.

Trošak bilo koje vrste korištene energije nije konstantan i nikada se neće smanjiti. U tom smislu, njihova alternativna zamjena korištenjem topline unutarnjih slojeva je, naravno, ekonomski isplativa i svrsishodna, budući da dizalice topline ne troše puno energije, a za izdvajanje i preradu toplinskih rezervi nema potrebe za skupom izgradnjom tvornice i elektrane.

Štoviše, svaka generacija znanstvenika pronalazi nova rješenja za stvaranje opreme i tehnologija u tom smjeru. Osim toga, točnije je procijeniti troškove sustava grijanja jednako za sve vrste goriva od nule bez korištenja postojećih centralizirani sustavi opskrba, na primjer, plinom. I tada će isplativost sustava u 5 godina postati prava vrijednost.

Korištenje geotermalnih sustava grijanja podsjeća na pitanje zašto danas ne voziti Zaporozhets. Naravno, možete, pogotovo izvan ceste i u šumu po gljive. Ali želite to brže i udobnije. Tako je i u ovom slučaju. Jedan je to pomislio vlastiti sustav grijanje ne narušava okoliš, ne ometa život ni najmanjih i najnepoznatijih bića u prirodi, što će potvrditi ispravnost odabira geotermalnog sustava.

Montaža i Montaža

Bolje je instalirati takav sustav grijanja ne sami, već barem uključivanjem stručnjaka pojedinačne vrste raditi sa samopouzdanjem.

Glavne faze su sljedeće:

1. Proračun unutarnjeg kruga sustava grijanja. To uključuje detaljno ukupnu duljinu cjevovoda, broj radijatora, stvaranje grijanih podova, korištenje topline za proizvodnju Vruća voda u kući.
2. Izračun dubine polaganja vanjskih cijevi za odabrani tip izmjenjivača topline. Potrebno je voditi računa o geodetskim podacima područja.
3. Bušenje potrebnog okna i postavljanje cijevi. Ako istodobno ne postoji centralizirana opskrba vodom, najlakši je način riješiti pitanje stvaranja drugih bunara. Tehnologija za njihovo stvaranje je drugačija i zahtijeva posebna znanja.
4. Izbor i ugradnja potreban model toplinska pumpa.
5. Montaža automatski uređaji , praćenje rada cijelog sustava i reguliranje mikroklime u bilo kojem dijelu prostorije.

Pregled crpki: proizvođači i modeli

Učinkovito funkcioniranje cijelog sustava određeno je pravi izbor toplinska pumpa. Po principu rada pumpe spadaju u moderne ekološke čisti tip oprema. Tijekom njihovog rada nema otpuštanja štetne tvari u okolinu.

Dijele se na:

• kompresija;
• apsorpcijske dizalice topline;

Prvi se napajaju električnom energijom, drugi mogu koristiti energiju drugih vrsta goriva.

Trenutno postoji prilično velik broj tvrtki na tržištu za ovu vrstu opreme. To vam omogućuje kupnju dizalice topline za bilo koju snagu kroz kombinaciju razni modeli, što je prikladno za stvaranje geotermalnih sustava grijanja na industrijskoj razini.

Klasična opcija je korištenje dizalica topline Waterkotte Njemačka. Ovo je oprema sa konstantna vrijednost Učinkovitost do 500%, neovisno o vanjski faktori. Počevši proizvoditi dizalice topline od 1970. godine, tvrtka stalno ažurira veliki asortiman moderni modeli bez gubitka visoke kvalitete.

Nova nagrađivana serija pumpi EcoTouch potvrđuje tu činjenicu. Uključuje modele poput DC 5027 s izlaznom snagom od 6 do 26 kW i praktičnim intuitivnim kontrolama na dodir. Među najboljima moderne pumpe uključuje model Nibe F1245 (Švedska), “Corsa”, Rusija. Tablica prikazuje procijenjeni trošak pojedinih modela pumpi.

Cijena toplinske pumpe

Ime	Snaga grijanja, maksimalna vrijednost, kW	Grijana površina, m2	Cijena, rubalja
EcoTouch Ai 1 Geo	od 7.8 do 13.8	200-400	538 800 – 590 700
EcoTouch DS 5027 AI	od 5.9 do 7.3	100-200	337 800 – 379 000
F1126	od 5.56	100-200	od 240.000
F1145 PC	3,85	do 100	316 300 – 397 200
HOTJET H-16w	od 5.53	200-400	291 560

Pregled cijena geotermalnog grijanja kod kuće

Potpuni izračun stvaranja geotermalnog sustava grijanja može se provesti samo prema određenoj aplikaciji, uzimajući u obzir sve zahtjeve. Ispravno je odabrati najbližu tvrtku koja radi u tom smjeru i razraditi sve detalje pod vodstvom stručnjaka. Primjer je cijena niza usluga Ruska tvrtka"Geotherm-Comfort".

Cijena instalacije geotermalnog grijanja:

Grijana površina kuće (m²)	Snaga toplinske pumpe (kW)	Cijena toplinske pumpe (RUB)	Zbroj svih troškova za ugradnju zemljanog kruga, uključujući bušenje bunara i spajanje pumpe (rub.)	Ukupno:
90-110	10,5	250 000	324 000	574 000
140-150	14	260 000	427 000	687 000
170-190	17,5	280 000	476 000	756 000
200-230	21	315 000	529 000	844 000
330-370	35	470 000	850 000	1 320 000

Izgledi razvoja

Suvremene industrijske tehnologije koje se koriste za stvaranje nove opreme omogućuju gotovo svakom vlasniku vlastitog doma da iskoristi toplinu dubokih slojeva zemlje. Važnost mogućnosti smanjenja troškova energije za održavanje doma s vremenom će samo rasti. Stoga se proces razvoja i implementacije geotermalnih sustava grijanja ne može zaustaviti niti skupim projektima. Jer, u konačnici, ovo je nedvojbeni dobitak, a također i briga za ekološku baštinu sljedećih generacija našeg planeta.

Za sustav grijanja koristi se geotermalno grijanje.

Služi kao glavni ili dodatni izvor topline. energija zemlje.

Grijanje kuće toplinom iz podzemlja: što je to?

Na ruskom teritoriju izvori visoke temperature (termalni). smješteni su izrazito neravnomjerno, uglavnom udaljeni od naselja, što ih čini teškim za korištenje u svrhu grijanja.

S razvojem tehnologije i uvođenjem novih vrsta opreme postalo je moguće koristiti i izvori niske temperature .

Između ostalog, podzemni slojevi koji se nalaze na udaljenosti 50-100 metara ispod površine zemlje, imaju pozitivnu temperaturu jednaku 10-12 °C. Takve vrijednosti se održavaju bez obzira na vrijeme, što omogućuje korištenje grijanja tijekom cijele godine.

Prednosti geotermalni sustavi grijanja:

• Ekonomičan. Izvori su obnovljivi izvori, što vam omogućuje izbjegavanje financijskih ulaganja u kupnju goriva, kao u slučaju korištenja tradicionalnih sustava. Neće biti dodatnih troškova povezanih s prijevozom i skladištenjem goriva.
• Sigurnost. Malo je vjerojatno da će doći do bilo kakvih hitnih slučajeva, eksplozija ili požara.
• Ekološka prihvatljivost. Budući da se proces izgaranja ne koristi u geotermalnom sustavu, njegove inherentne emisije u atmosferu su eliminirane.
• Autonomija. U prisutnosti automatska kontrola, ne zahtijeva česte intervencije niti stalnu vanjsku kontrolu.

Mane:

• Značajan početni novčani izdaci.
• Intenzivan rad montaža.
• Nužnost izvor električne energije.

Kako funkcionira geotermalni sustav grijanja?

Toplina za grijanje doma ili opskrbu toplom vodom dobiva se ovom metodom transformacija ga iz energije okoliša pomoću posebnog jedinica.

Glavni element geotermalne instalacije je Toplinska pumpa, koji je spojen na unutarnji i vanjski krug grijanja.

Struktura unutarnjeg kruga slična je tradicionalnoj opciji grijanja (plin, voda). Ovaj: cijevi i radijatori.

Vanjska kontura, čija je veličina mnogo veća od unutarnje, postavljanje pod zemljom, je nevidljiv tijekom svog rada. Rashladna tekućina cirkulira unutar njega. Ovo je: ili oko obična voda, ili antifriz, u pravilu, na temelju Etilen glikol. I, druga opcija je mnogo poželjnija.

Temperatura rashladne tekućine se izjednačava s temperaturom medija kada je u vanjskom krugu, a zatim se šalje u dizalicu topline. Prolazeći kroz njega, zagrijane mase se usmjeravaju duž unutarnja kontura.

Prisutnost dizalice topline glavni je čimbenik za dobivanje toplinske energije, koja je namijenjena za naknadnu upotrebu potrošača (grijanje kućišta, opskrba toplom vodom).

Učinkovitost Ovaj bi uređaj neke mogao iznenaditi. Konzumiranje električna energija u volumenu 1 kW kao rezultat njegova rada "izdaje" malo više - 4-5 kW,što izgleda vrlo čudno.

To je zbog kako konstrukcijskih značajki uređaja tako i činjenice da, osim električne energije, kao dodatnu koristi i toplinsku energiju zemlje (čak i pri niskim temperaturama tla).

Dizalica topline je sposobna za rad tijekom cijele godine i koristiti za 15-25 godina.

Bilješka! Neki stručnjaci tvrde da uzimajući u obzir trenje ili trošenje, stvarno vrijeme akcije sustava bez prestanka izvođenja popravci iznosi oko 10 godina.

Moglo bi vas također zanimati:

DIY instalacija

Prije nego što se odlučite na takav korak, trebate usporediti sposobnosti s obujmom i složenošću svih potrebnih poslova za ugradnju geotermalnog sustava.

Obračun troškova

Izračun troška postavljanja geotermalnog sustava izračunava se u odnosu na:

• akvizicije toplinska pumpa određena moć;
• cijene ukupno cjevovod, u skladu sa snagom pumpe;
• proizvodnja srodnih zemljani radovi (bušenje bunara, kopanje rovova), kao i troškovi polaganja mreža;
• instalacija i spajanje toplinska pumpa.

Slika 1. Geotermalna dizalica topline model Vitocal 300-W Pro s električnim pogonom za grijanje, proizvođač - Viessmann.

U kalkulaciju ulazi i kupnja dizalice topline čija cijena varira ovisno o snazi ​​i proizvođaču.

Modeli s kapacitetom u području 4-5 kW procijenit će se na 3-7 tisuća. e. Snaga uređaja 5-10 kW troškovi 4-8 tisuća. e. Iza 10-15 kW— 5-10 tisuća. e.

Postavljanje razdjelnika

Postoji podjela prema načinu ugradnje vanjske konture ( kolektor). U tlo može se postaviti okomito ili vodoravno. U zemlji rezervoar— vodoravno. Svaki od ovih slučajeva ima svoje prednosti i nedostatke.

Vertikalni tip

Prilikom izgradnje instalacije okomitog tipa, postoji potreba za bušenjem bunari dubine 50-200 metara. Odnosno, do sloja koji ima povišena temperatura. Jedna od osovina, nazvana debitna osovina, služi za prikupljanje topline.

Rashladna tekućina u njemu raste, zahvaljujući pumpi, zatim se isporučuje u cijevi i radijatore unutarnjeg kruga.

Povratak, nakon završetka cijelog ciklusa, rashladne tekućine bačen kroz drugo okno natrag u podzemne slojeve.

Vjeruje se da je vijek trajanja takve instalacije oko stotinama godina.

Prilikom ugradnje kolektora vertikalnog tipa sa dvije osovine učinkovitost njegove upotrebe za grijanje privatne kuće je smanjena, jer će biti potrebno osigurati rad kružne crpke značajnu količinu električne energije. Ovo je prikladna opcija za ugradnju sustava "toplog poda".

S ekonomičnijim Klastera metoda, broj bunara se povećava, ali se njihova dubina smanjuje.

Za vertikalna instalacija Postoji i opcija koja uključuje ojačavanje spremnika (spremnika) koji sadrži antifriz, na dubini od 100 m. Kontinuirano kretanje ove tekućine, zagrijane tlom, osigurava dizalica topline.

Ako ne uzmete u obzir mogućnost bušenja bušotina za okomitu strukturu, što zahtijeva vještine i opremu, tada se posao može obaviti samostalno.

Horizontalni izmjenjivač topline

Za ugradnju vodoravnog tipa izmjenjivača topline bit će potrebno malo truda, ali će toplinska snaga u ovom slučaju biti manja. Za izgradnju će biti potrebni iskopi iskop ispod oznake smrzavanja tla. Cjevovod vanjskog kruga polaže se u iskopane rovove, a nakon toga se cijela konstrukcija ponovno pokriva zemljom.

Temperatura sloja tla bit će znatno niža, a duljina će biti duža nego kod uporabe izmjenjivača topline vertikalnog tipa. Kvadrat približno dvostruko prostorija koja se grije.