Sistemele de încălzire geotermale ale unei case de țară: caracteristici de a face singur

Știm că geotermia este căldura Pământului, iar termenul de „geotermă” este adesea asociat cu vulcani și gheizere din țara noastră. În Rusia, energia geotermală este folosită mai ales la scară industrială, de exemplu, există centrale electrice din Extremul Orient care operează pe baza căldurii planetei noastre.

Mulți oameni sunt siguri că a face încălzire geotermală acasă este ceva din domeniul fanteziei. Nu-i așa? Dar acest lucru este complet greșit! Odată cu dezvoltarea tehnologiei moderne, utilizarea internă a „energiei verzi” a devenit destul de reală.

Vom vorbi despre principiile încălzirii alternative, avantajele și dezavantajele acesteia, comparabile cu sistemele tradiționale de încălzire. Veți afla, de asemenea, despre locația schimbătorului de căldură și cum să montați singur încălzirea geotermală.

Câteva fapte istorice

Când criza petrolului a izbucnit în anii 70 ai secolului trecut, în Occident a apărut o nevoie arzătoare surse alternative de energie. În acest moment au început să fie create primele sisteme de încălzire geotermale.

Astăzi, acestea sunt utilizate pe scară largă în Statele Unite, Canada și țările Europei de Vest.

De exemplu, în Suedia, apa Mării Baltice este utilizată în mod activ, a cărei temperatură este de + 4 ° С. În Germania, introducerea sistemelor de încălzire geotermală este chiar sponsorizată la nivel de stat.

În Rusia funcționează Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya și alte centrale electrice geotermale. Dar faptele utilizării energiei Pământului în sectorul nostru privat sunt foarte puține.

Avantajele și dezavantajele reale

Dacă în Rusia încălzirea geotermală a sectorului privat este relativ mică, asta înseamnă că ideea nu merită costul implementării sale? Poate că nu ar trebui să abordezi această problemă? S-a dovedit că nu este așa.

Folosirea unui sistem de încălzire geotermală este o soluție profitabilă. Există mai multe motive pentru aceasta. Printre ele se numără instalarea rapidă a echipamentelor care pot lucra mult timp fără întreruperi.

Dacă nu utilizați apă, ci antigel de înaltă calitate în sistemul de încălzire, acesta nu va îngheța, iar uzura sa va fi minimă.

Enumerăm alte avantaje ale acestui tip de încălzire.

• Procedura de ardere a combustibilului este exclusă. Creăm un sistem absolut ignifug, care, în timpul funcționării sale, nu va putea provoca nicio deteriorare a carcasei. În plus, sunt excluse o serie de alte aspecte legate de prezența combustibilului: acum nu este necesar să căutați un loc pentru depozitarea acestuia, pentru a se implica în pregătirea sau livrarea acestuia.
• Beneficii economice semnificative. În timpul funcționării sistemului, nu sunt necesare investiții suplimentare. Încălzirea anuală este asigurată de forțele naturii, pe care nu le cumpărăm. Desigur, în timpul funcționării pompei de căldură, energia electrică este cheltuită, dar, în același timp, volumul de energie produs depășește semnificativ consumul.
• Factorul de mediu. Încălzirea geotermală a unei case de țară private este o soluție ecologică. Lipsa unui proces de ardere exclude intrarea produselor de ardere în atmosferă. Dacă mulți oameni își dau seama de acest lucru și un astfel de sistem de alimentare cu căldură va primi o distribuție pe scară largă, impactul negativ al oamenilor asupra naturii va fi mult redus.
• Sistem compact. Nu trebuie să organizați o cameră separată de cazane în casa dvs. Tot ce va fi necesar este o pompă de căldură, care poate fi plasată, de exemplu, la subsol. Cel mai voluminos contur al sistemului va fi amplasat subteran sau sub apă, pe suprafața site-ului dvs. nu îl veți vedea.
• Versatilitate. Sistemul poate funcționa atât pentru încălzire în sezonul rece, cât și pentru răcire în timpul căldurii de vară. Aceasta este, de fapt, va înlocui pentru dumneavoastră nu numai un încălzitor, ci și un aparat de aer condiționat.
• Confort acustic. Pompa de căldură funcționează aproape în tăcere.

Alegerea unui sistem de încălzire geotermală este viabilă economic, în ciuda faptului că trebuie să cheltuiți bani pentru achiziționarea și instalarea echipamentelor.

Apropo, dezavantajul sistemului este tocmai costurile pe care trebuie să le mergi pentru a instala sistemul și a-l pregăti pentru lucru. Va fi necesar să cumpărați pompa în sine și unele materiale, pentru a finaliza instalarea colectorului extern și a circuitului intern.

Cu toate acestea, aceste costuri plătesc doar în primii ani de funcționare. Utilizarea ulterioară a unui colector pus în pământ sau scufundat în apă poate economisi costuri semnificative.

În plus, procesul de instalare în sine nu este atât de complicat încât să invite specialiști externi pentru implementarea sa. Dacă nu găuriți, atunci orice altceva se poate face independent.

Trebuie menționat că unii meșteri, în efortul de a economisi bani, au învățat să strângă geotermale pompă de căldură proprie.

Despre sursele de încălzire geotermală

Pentru încălzirea geotermală, puteți utiliza următoarele surse de energie termică terestră:

• temperatura ridicata;
• temperatura scazuta

Sursele cu temperaturi ridicate includ, de exemplu, izvoarele termice. Le puteți folosi, dar domeniul de aplicare al acestora este limitat la locația reală a unor astfel de surse.

Dacă acest tip de energie este utilizat în mod activ în Islanda, în Rusia apele termale sunt departe de așezări. Pe cât posibil, acestea sunt concentrate în Kamchatka, unde apa subterană este folosită ca lichid de răcire și livrată sistemelor de alimentare cu apă caldă.

Dar pentru utilizarea surselor cu temperaturi scăzute, avem toate premisele necesare. În acest scop, masele de aer, pământul sau apa din jur sunt potrivite.

Pentru a extrage energia necesară folosind o pompă de căldură. Cu ajutorul său, are loc procedura de transformare a temperaturii mediului în energie termică nu numai de încălzire, dar și de furnizare de apă caldă a unei proprietăți de locuințe private.

Principiul funcționării unei astfel de încălziri

Dacă sunteți familiarizați cu modul în care funcționează aer conditionat sau frigider, atunci asemănarea acestor procese cu principiul funcționării încălzirii geotermale este evidentă. Baza sistemului este o pompă de căldură, care este inclusă în două circuite - externe și interne.

Pentru a organiza un sistem tradițional de încălzire în orice casă, este necesară montarea conductelor în ea pentru transportul lichidului de răcire, iar caloriferele, atunci când sunt încălzite, căldura va intra în incintă. În cazul nostru, sunt necesare și conducte și calorifere. Ele formează circuitul intern al sistemului. Poate fi adăugat la circuit podele calde.

Circuitul extern pare mult mai mare decât cel intern, deși dimensiunile acestuia pot fi estimate doar în perioada de planificare și instalare. În timpul funcționării, este invizibil, deoarece este subteran sau sub apă. Antigelul obișnuit pe bază de apă sau etilenglicol circulă în acest circuit, ceea ce este de preferat.

agent de transfer termic în circuitul extern se încălzește până la starea mediului în care este scufundat și este trimis într-o formă „încălzită” către pompa de căldură. Prin intermediul acestuia, căldura concentrată este comunicată circuitului intern, în urma căreia apa din conducte, calorifere și încălzire în pardoseală este încălzită.

Astfel, elementul cheie care revitalizează întregul sistem este pompa de căldură. Dacă casa dvs. are o mașină de spălat obișnuită, atunci știți: această pompă va ocupa aproximativ aceeași zonă.

Pentru a lucra are nevoie de energie electrică, dar, consumând doar 1 kW, asigură producerea de 4-5 kW de căldură. Și acesta nu este un miracol, deoarece este cunoscută sursa de energie „suplimentară” - acesta este mediul înconjurător.

Două tipuri de aranjamente schimbătoare de căldură

Există două opțiuni pentru încălzirea unei case particulare folosind elemente de temperatură scăzută ale mediului. Baza sistemului în toate cele trei cazuri este o pompă geotermală.

Circuitul intern rămâne neschimbat pentru orice metodă de încălzire, iar diferența principală este amplasarea circuitului extern.

Încălzirea geotermală se întâmplă cu un schimbător de căldură situat:

• vertical - localizate în puțuri care dezvăluie sau nu deschid acviferul;
• orizontal - schimbătoarele de căldură ale sistemelor sunt amplasate într-o groapă sau un iaz deschis sub forma unui fel de bobină.

Fiecare dintre tipurile de încălzire oferite aici se caracterizează prin caracteristicile, dezavantajele și avantajele sale.

Dacă intenționați să creați un astfel de sistem de încălzire cu propriile mâini, veți fi interesat să aflați mai multe despre fiecare tip.

Opțiunea # 1. Amplasarea verticală a unui colector extern

Acest tip de încălzire se bazează pe un fenomen natural interesant: la o adâncime de 50-100 m sau mai mult de suprafața sa, pământul are aceeași temperatură constantă de 10-12 ° C pe tot parcursul anului.

Pentru a putea folosi această energie a pământului, este necesar găuriți puțuri verticale. Tehnologia este aproape aceeași cu pregătirea unei surse de apă.

Pentru a maximiza păstrarea peisajului, puteți găuri mai multe conducte din același punct de plecare, dar din unghiuri diferite.

Circuitul extern al sistemului va fi montat direct în aceste puțuri. Acest lucru își va elimina în mod eficient căldura de pe pământ. Desigur, această metodă cu greu poate fi numită simplă și cu buget redus.

Este relevant în cazul în care teritoriul adiacent casei este deja echipat, iar încălcarea peisajului său este inadecvată. Adâncimea de forare a puțului poate ajunge de la 50 la 200 de metri.

Parametrii specifici ai puțului depind de situația geologică a sitului și de parametrii viitoarei structuri. Durata de viață a acestui proiect este de aproximativ 100 de ani.

Pentru a instala o versiune verticală a unui sistem cu un schimbător de căldură care extrage energia subterană a apei, va fi necesar să găuriți două acvifere.

Dintre una dintre ele, numită debit, cu ajutorul unei pompe, se trage apă, care după transferul de căldură se contopește în a doua generație primitoare.

Opțiunea # 2. Aranjament orizontal al colectorului de sol

Pentru a configura conturul extern cu un tip de încălzire orizontală, trebuie să știți cât de adânc înghețează pământul în zona dvs.

Țevile sunt așezate sub nivelul de îngheț în tranșee pregătite în prealabil, captând în același timp un spațiu destul de mare: pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 200-250 de metri pătrați. m, trebuie să folosiți aproximativ 600 de metri pătrați. m schimbător de căldură. Adică șase sute de părți.

Este clar că în asemenea condiții, volumul lucrărilor de pământ va fi semnificativ.În plus, trebuie să luați în considerare în ceea ce privește locația copacilor și a altor vegetații pe site, pentru a nu le îngheța. De exemplu, este imposibil să așezați conductele colectorului mai aproape de un metru și jumătate de copaci.

Această metodă de instalare este utilizată, de regulă, în acele cazuri în care site-ul este doar stăpânit pentru construcție. Toate calculele și planurile pentru construcția căsuței, organizarea încălzirii sale și planificarea terenului se fac cel mai bine simultan.

Imersia unui schimbător de căldură orizontal într-un iaz

Această metodă necesită un aranjament special al proprietății casei - la o distanță de aproximativ 100 m de un rezervor cu adâncime suficientă. În plus, rezervorul specificat nu trebuie să înghețe în partea de jos, unde va fi amplasat circuitul extern al sistemului. Și pentru aceasta, suprafața rezervorului nu poate fi mai mică de 200 de metri pătrați. m.

Avantajul evident al acestei metode este lipsa unei excavații obligatorii care necesită intensitate a forței de muncă, deși trebuie totuși să vă legați de locația subacvatică a colectorului. Și va fi nevoie și de un permis special pentru o astfel de muncă.

Cu toate acestea, o instalație geotermală care utilizează energia apei este încă cea mai economică.

Fă-o singur: ce și cum

Dacă deja instalați propria încălzire geotermală, atunci circuitul extern este încă mai bine să cumpărați gata gata. Desigur, avem în vedere doar modalități de aranjare orizontală a schimbătorului de căldură extern: sub suprafața solului sau sub apă.

Este mult mai dificil să montați singur un colector vertical de foraje dacă nu aveți echipament și abilități de foraj.

Pompa de căldură nu este echipament prea mare. În casa ta, nu ocupă mult spațiu. La urma urmei, în dimensiune, este comparabil, de exemplu, cu un cazan convențional cu combustibil solid. Conectarea conturului intern al casei dvs. la aceasta este o sarcină simplă.

De fapt, totul se face exact la fel ca atunci când se organizează și cablaj de încălzire folosind surse de căldură tradiționale. Principala dificultate este amenajarea circuitului extern.

Cea mai bună opțiune ar fi să folosiți un corp de apă dacă există unul la o distanță de cel mult 100 m. Este necesar ca suprafața sa să depășească 200 mp. m și adâncime - 3 m (parametrul mediu de îngheț). Dacă acest rezervor nu vă aparține, atunci o problemă poate fi obținerea permisiunii de utilizare a acestuia.

Dacă rezervorul este un iaz care este în posesia dvs., problema este simplificată. Apa din iaz poate fi pompată temporar. Apoi, lucrările de pe fundul său se pot realiza cu ușurință: va fi necesar să așezi țevile într-o spirală, fixându-le în această poziție.

Lucrările la pământ vor fi necesare numai pentru săparea unui șanț, care va fi necesară pentru conectarea circuitului extern la pompa de căldură.

După ce toate lucrările au fost finalizate, iazul poate fi umplut din nou cu apă. În următorii ani, un schimbător de căldură extern ar trebui să funcționeze corect și să nu creeze probleme proprietarului său.

Dacă aveți la dispoziție un teren pe care trebuie doar să construiți locuințe și să cultivați o grădină, are sens să planificați un schimbător de căldură orizontal de tip sol.

Pentru aceasta, trebuie făcut un calcul preliminar al suprafeței viitorului colector, pe baza parametrilor deja indicați mai sus: 250-300 mp. m de colector la 100 de metri pătrați. m de suprafață încălzită a casei.

Șanțurile în care să așeze conductele circuitului trebuie săpate sub nivelul de îngheț al solului.

Și chiar mai bine - îndepărtați solul până la adâncimea înghețării sale, așezați conductele și apoi întoarceți solul la locul său. Munca este consumatoare de timp, dificilă, dar cu o mare dorință și determinare, o poți finaliza.

Costuri și perspective de rambursare

Costurile echipamentului și instalarea acestuia în timpul construcției de încălzire geotermală depind de capacitatea unității și de producător.

Fiecare alege un producător, ghidat de propriile considerente și informații despre reputația și fiabilitatea unei anumite mărci. Dar puterea depinde de zona camerei care urmează să fie deservită.

Dacă luăm în considerare cu exactitate puterea, atunci costul pompelor de căldură variază în următoarele intervale:

• 4-5 kW - 3000-7000 de unități convenționale;
• 5-10 kW - 4000-8000 de unități convenționale;
• 10-15 kW - 5000-10000 unități convenționale.

Dacă adăugăm la această sumă costurile necesare pentru finalizarea lucrărilor de instalare (20-40%), atunci vom primi o sumă care pentru mulți pare complet nerealistă.

Dar toate aceste costuri vor plăti în condiții destul de rezonabile. În viitor, va trebui să plătiți doar cheltuieli nesemnificative pentru electricitatea necesară funcționării pompei. Și asta este totul!

După cum arată practica, încălzirea geotermală este deosebit de benefică pentru locuințele cu o suprafață totală încălzită de 150 de metri pătrați. m. Timp de cinci până la opt ani, toate costurile amenajării sistemelor de încălzire în aceste case plătesc integral.

Dacă încălzirea geotermală nu are o cerere deosebită în rândul proprietarilor de case particulare, atunci eficiența sistemelor de gel a fost deja apreciată de rezidenții din regiunile sudice. tehnologie instalații de încălzire solară suficient de simplu, iar eficiența și eficiența costurilor sale este confirmată de mulți ani de experiență în utilizarea țărilor occidentale și a compatrioților noștri.

Informații suplimentare privind sursele alternative de energie sunt furnizate în acest articol.

Concluzii și video util pe această temă

Dacă vă este mai ușor să percepeți informații vizuale, atunci acest videoclip vă va permite să vedeți singur modul în care funcționează sistemul geotermic, precum și să aflați mai multe despre cine și de ce este benefic acest tip de încălzire.

Vă invităm să vizionați un videoclip scurt în care proprietarul unui colector de subsol orizontal va spune despre impresiile sale despre funcționarea sa.În plus, urmărind acest videoclip, veți afla despre costurile de funcționare asociate cu funcționarea unui sistem de încălzire geotermală.

Fiecare proprietar al unei case private alege singur să cumpere serviciile organizațiilor care furnizează resurse sau să se bazeze doar pe el însuși. În acest sens, el este ghidat de o listă de considerente.

Scopul pe care ni l-am propus nu este să vă împingem la o concluzie gata, ci să împărtășim informații despre opțiunile pentru rezolvarea problemei cu care vă confruntați.

Aveți ceva de completat sau aveți întrebări despre încălzirea geotermală a unei case private? Puteți lăsa comentarii la publicație. Formularul de contact se află în blocul inferior.