Technologia ogrzewania domu ciepłem podziemnym. Podziemne ogrzewanie geotermalne domu ciepłem ziemi. Montaż i instalacja ogrzewania geotermalnego

W systemie grzewczym stosowane jest ogrzewanie geotermalne.

Jako główne lub dodatkowe źródło ciepła energia ziemi.

Ogrzewanie domu ciepłem z ziemi: co to jest

Na terytorium Rosji źródła wysokotemperaturowe (termiczne). położone są wyjątkowo nierównomiernie, głównie daleko od osiedli, co utrudnia wykorzystanie ich do celów grzewczych.

Wraz z rozwojem technologii i wprowadzeniem nowych typów urządzeń do produkcji energii cieplnej stało się możliwe wykorzystanie i źródła niskiej temperatury .

Między innymi warstwy podziemne położone w pewnej odległości 50-100 metrów pod powierzchnią ziemi, mają dodatnią temperaturę równą 10-12°C. Wartości te przechowywane są niezależnie od czasu, co pozwala na korzystanie z ogrzewania przez cały rok.

Zalety systemy ogrzewania geotermalnego:

Gospodarka. Źródła są zasoby odnawialne, co pozwala uniknąć inwestycje finansowe przy zakupie paliwa, podobnie jak w przypadku korzystania z tradycyjnych systemów. Nie będzie żadnych dodatkowych kosztów związanych z transportem, magazynowaniem paliwa.
Bezpieczeństwo. Jest mało prawdopodobne, że jakikolwiek sytuacje awaryjne, eksplozje i pożary.
Przyjazność dla środowiska. Ponieważ w systemie geotermalnym nie stosuje się procesu spalania, wykluczona jest jego nieodłączna emisja do atmosfery.
autonomia. Dzięki automatycznemu sterowaniu nie wymaga częstej interwencji ani stałej kontroli zewnętrznej.

Wady:

Znaczny inicjał wydatki pieniężne.
pracochłonne instalacja.
Konieczność źródło energii elektrycznej.

Jak działa system ogrzewania geotermalnego?

Ciepło do ogrzewania mieszkań lub dostarczania ciepłej wody użytkowej pozyskuje się poprzez przemiany mu zabrakło energii środowisko przy pomocy specjalnego jednostka.

Głównym elementem instalacji geotermalnej jest Pompa ciepła, który jest podłączony do wewnętrznego i zewnętrznego obiegu grzewczego.

Struktura obwodu wewnętrznego jest podobna do tradycyjnej opcji ogrzewania (gaz, woda). Ten: rury i grzejniki.

Pętla zewnętrzna, którego rozmiar jest znacznie większy niż wewnętrzny, jest umieszczony pod ziemią, jest niewidoczny podczas pracy. Wewnątrz niego krąży czynnik chłodzący. To: lub bycza woda, Lub płyn przeciw zamarzaniu zwykle opiera się glikol etylenowy. Druga opcja jest znacznie bardziej preferowana.

Temperatura nośnika ciepła wyrównywana jest z temperaturą otoczenia, gdy znajduje się on w obiegu zewnętrznym, a następnie przekazywana jest do pompy ciepła. Po przejściu przez nią nagrzane masy kierowane są dalej wewnętrzny kontur.

Dostępność Pompa ciepła i jest głównym czynnikiem pozyskiwania energii cieplnej, która przeznaczona jest do jej późniejszego wykorzystania przez odbiorcę (ogrzewanie mieszkań, zaopatrzenie w ciepłą wodę).

efektywność to urządzenie może niektórych zaskoczyć. Trawiący energia elektryczna w objętości 1 kW w wyniku ich pracy „Daje” trochę więcej - 4-5 kW, co wygląda bardzo dziwnie.

Wynika to z tego, jak cechy konstrukcyjne urządzenie oraz fakt, że oprócz energii elektrycznej wykorzystuje jako dodatkową energię cieplną ziemi (nawet przy niskich temperaturach gleby).

Pompa ciepła może pracować cały rok i działać przez cały czas 15-25 lat.

Notatka! Niektórzy eksperci twierdzą, że biorąc pod uwagę tarcie lub zużycie, okres czasu rzeczywistego systemów bez przerywania przewodzenia prace naprawcze Jest około 10 lat.

Będziesz także zainteresowany:

Instalacja samodzielnie

Zanim zdecydowałeś się na taki krok, porównaj możliwości z wielkością i złożonością wszystkich niezbędnych prac zainstalować system geotermalny.

Kalkulacja kosztów

Kalkulacja kosztu urządzenia systemu geotermalnego jest obliczana w oparciu o:

przejęcia Pompa ciepła pewna moc;
ceny całkowite rurociąg, w zależności od mocy pompy;
produkcja powiązanych prace ziemne(wiercenie studni, kopanie rowów), a także koszt układania sieci;
instalacja i podłączenie Pompa ciepła.

Zdjęcie 1. Geotermalna pompa ciepła model Vitocal 300-W Pro z elektrycznym napędem do ogrzewania, produkcji firmy Viessmann.

W kalkulacji uwzględniony jest także zakup pompy ciepła, której cena różni się w zależności od mocy i producenta.

Modele zasilania w okolicy 4-5 kW zostanie oceniony w 3-7 tys. mi. Moc urządzenia 5-10 kW koszty 4-8 tys. mi. Za 10-15 kW— 5-10 tys. mi.

Umieszczenie kolektora

Istnieje podział ze względu na sposób montażu kontur zewnętrzny (kolektor). W grunt można go umieścić pionowo Lub poziomo. w ziemi zbiornik— poziomo. Każdy z tych przypadków ma swoje zalety i wady.

Typ pionowy

Budując instalację pionową istnieje konieczność wykonania wierceń studnie o głębokości 50-200 metrów. To znaczy do warstwy o podwyższonej temperaturze. Jedna z kopalni, zwana debetem, służy do odbioru ciepła.

Poziom płynu chłodzącego wzrasta, dzięki pompie, wówczas następuje zasilanie rur i grzejników obwodu wewnętrznego.

Powrót po przejściu całego cyklu płynu chłodzącego wyrzucony przez inną kopalnię z powrotem do podziemnych warstw.

Uważa się, że żywotność takiej rośliny dobiega końca setki lat.

Podczas układania kolektora pionowego z dwoma wałami efektywność jego wykorzystania do ogrzewania prywatnego domu jest zmniejszona, ponieważ to zajmie znaczna ilość energii elektrycznej. To jest odpowiednia opcja do montażu systemu „ciepłej podłogi”.

Z bardziej ekonomicznym grupa metody zwiększa się liczba odwiertów, ale ich głębokość maleje.

W przypadku montażu pionowego istnieje również możliwość wzmocnienia pojemnika (zbiornika) zawierającego środek przeciw zamarzaniu, na głębokości 100 m. Ciągły ruch tej cieczy, podgrzanej z gruntu, zapewnia pompę ciepła.

Jeśli nie weźmiesz pod uwagę opcji wiercenia studni dla konstrukcji pionowej, która wymaga umiejętności i sprzętu, pracę można wykonać niezależnie.

Poziomy wymiennik ciepła

Aby zainstalować poziomy wymiennik ciepła (typ), zajmie to trochę wysiłku, ale moc cieplna w tym przypadku będzie mniejsza. Do budowy wymagane są wykopy wykop poniżej poziomu zamarzania. Rurociąg konturu zewnętrznego układa się w wykopanych rowach, a następnie całą konstrukcję ponownie zasypuje się ziemią.

Temperatura warstwy gleby będzie znacznie niższa, a długość będzie dłuższa niż przy zastosowaniu wymiennika pionowego. Kwadrat około dwa razy więcej pomieszczenie do ogrzania.

Ograniczone zasoby naturalnych zasobów energii skłaniają ludzkość do poszukiwania alternatywnych źródeł energii. Ogrzewanie geotermalne domu jest doskonałą alternatywą dla tradycyjnych metod ogrzewania. Potwierdzają to faktyczne dane dotyczące powszechnego stosowania systemów ogrzewania geotermalnego w Europie i Ameryce jako głównych źródeł ciepła.

Trochę historii! Systemy ogrzewania geotermalnego „rozrosły się” znacznie pod koniec lat osiemdziesiątych ubiegłego wieku, głównie w Ameryce. Początkowo solidna inwestycja w montaż takiej instalacji pozwalała na korzystanie z niej jedynie zamożnym osobom, a po kilku latach ten gruby system stał się dostępny dla mniej zamożnych Amerykanów, podnosząc znaczenie systemów ogrzewania geotermalnego na rynku ciepłowniczym.

W Europie dwie dekady temu liczba instalacji geotermalnych przekroczyła 12 milionów, a dziś można się jedynie domyślać wielkości „osiedlenia się” instalacji geotermalnych w domach prywatnych.

Dlaczego to się dzieje?

Wszystko jest bardzo proste! Najtańszy i najwygodniejszy system ogrzewania gazowego pozwala na zmniejszenie zapasów paliw kopalnych za pieniądze z Twojej kieszeni. I spalanie paliwo stałe(drewno opałowe, węgiel, torf) jest nie tylko niewygodne, ale także towarzyszy mu wydzielanie szkodliwego dwutlenku węgla, sadzy i smoły. Potrzebuje także dodatkowej przestrzeni do przechowywania paliwa.

Jak działa system

Geotermalne systemy grzewcze mają podobną zasadę działania jak lodówka (klimatyzator). Sama lodówka chłodzi powietrze, a geotermalna pompa ciepła podgrzewa płyn chłodzący w systemie grzewczym.

Do ogrzewania pomieszczeń wykorzystywane jest ciepło (energia) Ziemi. Zlokalizowana w domu pompa ciepła pobiera energię woda gruntowa lub samą glebę, przekształcając ją w ciepło. Następnie to „ciepło” jest wykorzystywane do podgrzania chłodziwa samego systemu grzewczego domu.

Zasada działania pompy ciepła opiera się na odwrotnym cyklu Carnota, opracowanym jeszcze w XIX wieku.

„Sercem” takiego układu jest sprężarka, która „spręża” i „przekazuje” ciepło. Aby to zrobić, potrzebuje zewnętrznego źródła energii - sieci elektrycznej.

W firmie sprężarkami w obwodzie wewnętrznym pompy ciepła są: skraplacz, parownik i przepustnica.

Pompa ciepła działa w następujący sposób:

Kolektor dolotowy jest wypełniony płynem niezamarzającym (glikolem, wodą i alkoholem lub słoną wodą), który będzie transportował ciepło „podziemne” lub „podwodne” do pompy.
Ta energia cieplna w parowniku przekazywana jest czynnikowi chłodniczemu o bardzo niskiej temperaturze wrzenia, co prowadzi do jego szybkiego wrzenia i odparowania (zamieniania się w parę).
Pracująca sprężarka zwiększa ciśnienie tej pary, co odpowiednio prowadzi do wzrostu jej temperatury.
W skraplaczu czynnik chłodniczy jest schładzany, przekazując ciepło do obiegu grzewczego domu i skrapla się.
Przez zawór dławiący czynnik chłodniczy dostaje się do sprężarki i cykl powtarza się ponownie ...

Pompę ciepła można również nazwać inaczej lodówką „wywróconą na lewą stronę”. Rzeczywiście, w lodówce czynnik chłodniczy jest podgrzewany przez ciepło umieszczonych w nim produktów (lodówka), a poprzez system rur jest odprowadzany na tylną ścianę, podgrzewając powietrze na zewnątrz lodówki.

W przypadku pompy ciepła uwolnione ciepło podgrzewa płyn chłodzący w systemie grzewczym samego domu. Jako urządzenia grzewcze w takich systemach grzewczych najczęściej i efektywniej wykorzystuje się „ciepłe podłogi”.

Ogłoszenie! W obecności wysokiej jakości i prawidłowo obliczonego obwodu „poboru ciepła”, zużywając 1 kW energii elektrycznej, pompa ciepła jest w stanie dostarczyć do systemu do 5 kW energii cieplnej!

Rodzaje wymienników ciepła do systemów ogrzewania geotermalnego

Poziomy wymiennik ciepła

Rury o konturze poziomym układa się na głębokość przekraczającą grubość warstwy zamarzania gleby.

Ta wersja obwodu termicznego jest optymalna, gdy dostępna jest duża powierzchnia osobista fabuła bez nasadzeń ogrodowych (drzew). Niedopuszczalne jest układanie rury pętlowej w odległości mniejszej niż 1,5 m od korony drzewa.

Do ogrzewania domu o powierzchni 250 m 2 potrzebna będzie powierzchnia 600 m 2, aby pomieścić obieg wymiany ciepła. A ten obszar nie zawsze jest dostępny. Zwłaszcza w gęsto zaludnionych miasteczkach z domkami letniskowymi.

Czynnik ten można nazwać wadą tego typu wymiennika ciepła.

Pionowy wymiennik ciepła

Pionowy wymiennik ciepła to luksus, na który nie może sobie pozwolić każdy deweloper. Aby „ułożyć” taki wymiennik ciepła, będziesz potrzebować specjalnego sprzętu wiertniczego.

Obwód wymiennika ciepła jest opuszczany do studni o głębokości 50-200 m. Aby zwiększyć moc cieplną, stosuje się kilka takich studni, których rurociągi są połączone za pomocą specjalnych jednostek kolektorowych.

Zaletą organizacji takiego układu obiegu wymiennika ciepła jest możliwość pracy na zagospodarowanym terenie - ta metoda nie uszkodzi istniejącego krajobrazu.

Wymiennik ciepła umieszczony w wodzie

Ta opcja jest najbardziej ekonomiczna w instalacji - nie ma potrzeby wykonywania prac ziemnych, ale wymaga zbiornika o powierzchni co najmniej 200 m 2 w odległości nie większej niż 100 m od domu. Rury obwodu układane są na głębokość większą niż głębokość zamarzania (co najmniej 2-3 m) do dna.

Zalety i wady systemów ogrzewania geotermalnego

Jedną z najważniejszych zalet systemów ogrzewania geotermalnego jest bezpieczeństwo ekologiczne dla Twojego domu. Przecież procesowi normalnej pracy pompy ciepła nie towarzyszą żadne szkodliwe emisje do atmosfery. A brak substancji palnych w pompie paliwa w obecności sprawnego okablowania elektrycznego w rzeczywistości neguje ryzyko pożaru.

Brak paliwa oznacza brak wydatków na jego dostawę i magazynowanie.

Niskie zużycie energii elektrycznej przy stosunkowo dużym przenikaniu ciepła (od 1 kW energii elektrycznej do 5 kW energii cieplnej) to kolejny ważny (lub najważniejszy) czynnik decydujący o wyborze systemu ogrzewania geotermalnego Chatka.

Autonomia geotermalnego systemu grzewczego uwalnia Cię od konieczności jego monitorowania i konserwacji.

Ważną zaletą funkcjonalną systemu ogrzewania geotermalnego jest jego zdolność do pracy jako klimatyzator w czasie upałów. W tym trybie dzieje się odwrotnie: ciepło z pomieszczenia podgrzewa czynnik chłodniczy, który przekazuje go do zewnętrznego kolektora ciepła.

Wadą takiego systemu jest złożoność jego instalacji, a co za tym idzie, wysoki koszt, jak Roboty instalacyjne jak i sam sprzęt.

System ogrzewania geotermalnego jest najdroższym w instalacji i zakupie sprzętu.

W takim przypadku możesz zaoszczędzić pieniądze samodzielny montaż tego systemu, ale trzeba zwrócić dużą uwagę na obliczenia i konsultacje z „profesjonalistów”.

Korzystanie z biwalentnego schematu ogrzewania

System biwalentny oznacza równoległe wykorzystanie dwóch źródeł ciepła podczas szczytowych obciążeń (at niskie temperaturyśrodowisko).

W takim układzie równolegle do pompy ciepła podłączony jest dodatkowy kocioł, np. kocioł elektryczny. Stosuje się go, gdy konieczne jest zastosowanie trybu intensywnego ogrzewania przy niskich temperaturach otoczenia.

Jeśli w regionie Twojego zamieszkania jest niewiele „mroźnych” dni w roku, obecność takiego „asystenta” pozwala zaoszczędzić na mocy pompy ciepła, co znacząco wpływa na jej koszt.

Większość z nas rozumie, że wykorzystanie węgla, gazu i drewna jako paliwa nie odbywa się bez śladu dla środowiska. Jednakże wprowadzanie alternatywnych źródeł energii jest utrudniane przez nie wysoki koszt i wydajnością, które wciąż ustępują tradycyjnym. Jednak ostatnio producenci coraz większą uwagę zwracają na takie produkty, dlatego mamy nadzieję, że wkrótce będą one łatwiejsze w montażu i nie tak drogie.

Dzisiaj rozważymy ogrzewanie geotermalne, które można zainstalować w prywatnym domu własnymi rękami. Poznasz zasadę jego działania, rodzaje, cechy i sposób samodzielnego montażu.

Warto to powiedzieć w kraje europejskie i Stanach Zjednoczonych ogrzewanie z gruntu stopniowo staje się głównym źródłem ogrzewania w domach, jednak na razie tego typu systemy w naszym kraju stanowią jedynie alternatywę dla bardziej tradycyjnych.

Wygląd i dystrybucja

Energia ziemi do ogrzewania zaczęła się rozprzestrzeniać w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat 80. ubiegłego wieku w miastach przeżywających trudny kryzys. Systemem natychmiast zainteresowali się ludzie zamożni, którym dał on możliwość zaoszczędzenia na ogrzewaniu domów. Potem zaczęło być taniej i zaczęła z niego korzystać również biedniejsza klasa ludności.

Po pewnym czasie ciepło ziemi do ogrzewania stało się przywilejem większości właścicieli prywatnych domów. W Europie z roku na rok wzrasta liczba gospodarstw domowych korzystających z ogrzewania gruntowego w swoich domach.

Ten trend w rozpowszechnianiu się ogrzewania geotermalnego jest całkiem zrozumiały. Wykorzystanie ciepła gruntu do ogrzewania pozwala na znaczne oszczędności budżet rodzinny, jest bezpieczny i ekonomiczny.

Działanie ogrzewania geotermalnego

Jego zasadę działania można porównać z konwencjonalną lodówką i odwrotnie. Ziemia stale zatrzymuje ciepło, dzięki czemu może ogrzewać obiekty znajdujące się na jej powierzchni.

Znaczenie tej metody polega na tym, że od wewnątrz planeta jest podgrzewana przez gorącą magmę, a od góry gleba nie pozwala jej zamarznąć. Powstałą energię cieplną wykorzystuje geotermalny system grzewczy oparty na specjalnej pompie ciepła.

Zachodzi następujący proces:

Powierzchniowa pompa ciepła.
W ziemi wierci się otwór, w który opuszcza się wymiennik ciepła..
Woda gruntowa przepływająca przez pompę jest podgrzewana i następnie wykorzystywana do celów bytowych i przemysłowych..

Główną zaletą systemu jest stosunek energii elektrycznej do mocy odbieranej - od 1 do 4-6 kW. Na przykład przy korzystaniu z konwencjonalnego klimatyzatora okazuje się, że 1 do 1. Dlatego instalacja będzie w stanie zwrócić się w krótkim czasie.

Osobliwości

Samoogrzewanie domu z ziemi wiąże się z pewnymi trudnościami, które omówimy poniżej:

Zaczynają od produkcji szybu kopalnianego.
Jego obliczenia przeprowadza się osobno dla każdego konkretnego przypadku, biorąc pod uwagę:

klimat na danym obszarze;
typ gleby;
charakterystyka budowy skorupy ziemskiej na danym obszarze;
obszar grzewczy.

Zwykle głębokość waha się w granicach 25-100 m.

W kolejnym etapie do szybu opuszczane są rury, które mają za zadanie pobrać ciepło z wnętrzności i dostarczyć je do pompy podnoszącej temperaturę czynnika chłodzącego w instalacji grzewczej.

Wskazówka: pracę najlepiej wykonywać z asystentem, ponieważ rury często mają dość dużą masę.

Latem ogrzewanie energią ziemną może działać jako klimatyzator. Dlaczego aktywowany jest mechanizm odwrotny? Podczas pracy wymiennik ciepła zacznie pobierać energię chłodzącą.

Rodzaje

Dla przyjaznych dla środowiska i efektywna praca System ma trzy główne opcje:

woda gruntowa	W tym przypadku do ogrzewania budynku wykorzystywana jest energia cieplna wód gruntowych znajdujących się na dużych głębokościach. Ma dość wysoką temperaturę, więc ją podnosi i podgrzewa. Następnie woda przepływająca przez wymiennik ciepła zapewnia główną część dostępnej energii.
Płyn przeciw zamarzaniu	Metoda wymaga dodatkowych kosztów. Zbiornik ze środkiem przeciw zamarzaniu jest opuszczany na głębokość 75 m i poniżej, a jego cena jest dość wysoka. Gdy się nagrzeje, jest unoszony przez pompę ciepła do wymiennika ciepła. Po uwolnieniu ciepła środek przeciw zamarzaniu ponownie dostaje się do pojemnika.
Woda	Metoda ta nie wymaga wyposażenia kopalni gruntowej. Takie ogrzewanie domu z ziemi jest odpowiednie, jeśli jest dostęp do zbiornika. Na dnie zbiornika umieszczone są poziome sondy wychodzące z wymiennika ciepła, które pomagają w przetwarzaniu ciepła wody.

Korzyści z ogrzewania geotermalnego

Dowiedzmy się teraz, jakie zalety mają takie systemy i czy mogą spełnić nasze żądania:

Energia cieplna jest uwalniana kilkakrotnie więcej niż energia elektryczna zużywana do pracy pompy.
Nie ma szkodliwych emisji, więc ogrzewanie wiejskiego domu z ziemi jest sposobem przyjaznym dla środowiska.
System do działania potrzebuje jedynie prądu. Nie są wymagane żadne środki chemiczne ani paliwa.
Podczas pracy nie ma ryzyka wybuchu ani pożaru.
Prawidłowy montaż systemu grzewczego gwarantuje pracę bez wsparcia technicznego przez około 30 lat.

Samodzielna instalacja ogrzewania geotermalnego

Od razu trzeba powiedzieć, że ogrzanie domu energią ziemi będzie wymagało dużej jednorazowej inwestycji. Lwia część z tego zostanie przeznaczona na zagospodarowanie szybu kopalnianego.

Wskazówka: najdroższą częścią pompy ciepła jest sprężarka. Jeśli nie chcesz problemów, nie kupuj go w chińskiej fabryce.
Lepiej zastosować Danfoss lub Copeland (najlepiej nie z Chin).

Zalecamy również stosowanie systemu ciepłej podłogi zamiast grzejników. Czasami można więc zmniejszyć zwrot kosztów zakupu sprzętu. Należy uwzględnić także coroczną podwyżkę stawek na tradycyjne nośniki energii, co jednocześnie pozwoli uniknąć skoków cenowych.

Wewnątrz domu nic nie będzie Ci przypominać, że korzystasz z ogrzewania ziemnego. Główna część projektu – studnia i wymiennik ciepła – zostanie ukryta pod ziemią. Wystarczy wyznaczyć małe miejsce na urządzenie, na przykład w piwnicy, która generuje ciepło.

Urządzenie pozwala na regulację temperatury i dostarczanie ciepła. Instrukcje instalacji systemu grzewczego w domu nie różnią się od metody tradycyjnej, więc nie ma w niej żadnych funkcji.

Wniosek

Zastosowanie pomp ciepła pozwala pozbyć się tradycyjnych rodzajów paliw, które z roku na rok stają się coraz droższe, choć początkowe koszty będą dość duże. Całkiem możliwe jest samodzielne wykonanie instalacji ogrzewania geotermalnego, tylko przy instalowaniu rur w szybie kopalni zaleca się wyłączenie asystenta.

Zwrot projektu zależy od izolacji mieszkania, a także od sposobu ogrzewania - grzejnikowe lub podłogowe. Film w artykule będzie okazją do znalezienia Dodatkowe informacje na powyższy temat.

Przytulny i wygodny dom, w którym jest chłodno latem i ciepło zimą, to bez przesady marzenie każdego człowieka. Istnieje wiele rodzajów ogrzewania domu - drewno, torf, prąd, węgiel, gaz, ogrzewanie geotermalne. Jednak sprzętu zasilanego węglem, gazem, torfem i tym podobnymi nie można sklasyfikować jako przyjaznego dla środowiska i bezpiecznego. A koszt takiego paliwa jest bardzo zróżnicowany.

Wiele osób myśli że ogrzewanie gazowe prywatny dom jest najlepsza opcja. Jednak są też pewne bardzo istotne wady. W niektórych przypadkach nie można zainstalować takiego ogrzewania, jeśli do domku nie jest podłączona sieć gazowa. Instalacja instalacja gazowa wymaga stałej konserwacji, ścisłego przestrzegania wszelkich norm bezpieczeństwa, a także specjalnych zezwoleń.

Jednak jest jeden wystarczający dobra opcja ogrzewanie bez gazu to geotermalne ogrzewanie domu. Liczba użytkowników takich systemów rośnie z dnia na dzień, ponieważ takie ogrzewanie może pochwalić się wieloma pozytywne cechy. Do najważniejszych należy fakt, że taki system ogrzewania jest najbardziej ekonomiczny, a także przyjazny dla środowiska i bezpieczny.

Zasada działania

System ogrzewania z ciepła ziemi składa się z 3 głównych elementów:

Kontur wewnętrzny;
Kontur zewnętrzny;
Pompa ciepła.

Wiele osób interesuje się pytaniem: co to jest ogrzewanie energią ziemi? Konstrukcja takiego systemu jest dość trudna do zrozumienia, dlatego dla wyjaśnienia podamy mały przykład.

Można powiedzieć, że system geotermalny jest w pewnym sensie lodówką, tylko „na odwrót”.

Parownik, który pełni tutaj rolę zamrażarki, znajduje się głęboko w wnętrznościach ziemi. Skraplacz wykonany w formie miedzianej cewki służy do doprowadzenia powietrza lub wody do wymaganej temperatury. Temperatura parownika zlokalizowanego pod ziemią jest znacznie niższa niż na powierzchni.

Według producentów takich systemów grzewczych temperatura mieści się w przedziale od 5 do 8 stopni Celsjusza.

Zasada działania.

Zastosowanie solidnych i niezawodnych sprężarek oraz innowacyjnych technologii układów chłodniczych, umożliwia tworzenie niepowtarzalnych i niezwykłe sposoby Ciepło „niskiej jakości”, które znajduje się nad ziemią, na ciepło „wysokiej jakości”, które jest dalej wykorzystywane do ogrzewania geotermalnego prywatnego domu.

W rezultacie pozwala to zacząć produkcja przemysłowa Głównym elementem tej metody ogrzewania pomieszczeń są pompy ciepła.

Geotermalne systemy grzewcze działają na zasadzie fizycznego przekazywania ciepła do czynnika chłodniczego dzięki energii ziemi. W przybliżeniu ta sama zasada działania jest realizowana w konwencjonalnej lodówce. Ponad 75% całkowitej ilości ciepła uwalnianego podczas pracy systemu grzewczego w domu to energia otoczenia, która jest następnie akumulowana i przedostaje się do salonów i innych pomieszczeń domku.

Z tego powodu energia ta ma niezwykłą zdolność do samoleczenia, dzięki czemu system ogrzewania geotermalnego nie powoduje żadnych szkód w bilansie ekologicznym i energetycznym naszej planety.

Historia wyglądu

Główną przyczyną pojawienia się takich systemów ogrzewania domków letniskowych są kryzysy energetyczne, które miały miejsce w latach 70. ubiegłego wieku. Początkowo tylko najbardziej elitarne i zamożne rodziny pozwoliły sobie na zainstalowanie innowacyjnego systemu ogrzewania z ziemi.

W przyszłości, dzięki stopniowemu rozwojowi nauki i techniki oraz pojawianiu się nowych technologii, systemy tego typu stały się coraz bardziej powszechne, gdyż koszt ich nabycia stale malał.

Teraz dla rodziny o średnich dochodach system ogrzewania geotermalnego jest dostępny bez poważnych szkód dla budżetu. W dalszym ciągu prowadzone są prace nad doskonaleniem i modernizacją urządzeń geotermalnych, gdyż instalacja nowych jednostek prowadzi do zmniejszenia zużycia energii i dużych oszczędności.

plusy

Działanie takich systemów grzewczych odbywa się na jakościowo nowym i nietypowym paliwie - energia wnętrzności ziemi jest wykorzystywana do klimatyzacji, a także ogrzewania prywatnego domu. Energia ta stwarza optymalne i komfortowe warunki do życia, a przy tym nie zanieczyszcza środowiska. szkodliwe substancje i odpady. Ogrzewanie domu odbywa się za pomocą darmowej energii, za 1 kW energii elektrycznej system zwraca 4-5 kW ciepła

Geotermia działa wydajnie i bezpiecznie, bez procesów spalania, więc nie ma warunku, aby system się zapalił lub eksplodował.

Równie ważną zaletą jest brak konieczności zakupu dodatkowych okapów i kominów, które mogą być wymagane w celu zapewnienia sprawnego funkcjonowania innych typów systemów grzewczych. Podczas pracy grzewczej z ziemi nie wydobywają się szkodliwe opary i zapachy, system taki nie generuje niepotrzebnego hałasu, a poza tym nie zajmuje dużo miejsca.

Jednostki geotermalne w odróżnieniu od instalacji na paliwo stałe i płynne są praktycznie niewidoczne dla ludzi, nie niszczą integralności elewacji i wnętrza domu. Nie ma potrzeby tracić czasu na myślenie o kwestiach takich jak magazynowanie, dostawa i zakup paliwa, ponieważ energia planety jest niewyczerpana.

Kolejnym bardzo niezwykłym faktem jest to, że za jego pomocą można ogrzać pomieszczenie zimą lub schłodzić domek podczas upałów.

Jeśli potrzebujesz ogrzać swój dom ciepłem ziemi, to powinieneś rozważyć także jego stronę finansową. Natychmiast zauważamy, że proces instalacji takiego systemu będzie wymagał Wysokie koszty w porównaniu do urządzeń zasilanych olejem napędowym i gazem.

W przeciwieństwie do tego można zauważyć, że poziom zużycia energii elektrycznej jest znacznie mniejszy, dzięki czemu w dłuższej perspektywie ekonomiczna opłacalność zakupu sprzętu geotermalnego jest widoczna gołym okiem. Według twórców z każdego kilowata wydanej energii elektrycznej zostanie zwróconych do pięciu kilowatów energii cieplnej.

Instalacja

Istnieje kilka sposobów wykorzystania minimalnej przestrzeni na instalację pomp ciepła:

działanie sond podziemnych. Aby to zrobić, musisz uruchomić specjalny obwód w głębokiej studni wypełnionej środkiem niezamarzającym;
eksploatacja ciepłych wód gruntowych. Aby to zrobić, musisz wywiercić dość głęboką studnię. Przez wymiennik ciepła przepuszczana jest woda gruntowa, uprzednio wypompowana za pomocą pompy;
ułożenie specjalnych parasoli w pozycji poziomej poniżej poziomu zlodowacenia zimowego na dnie zbiornika.

Wniosek

Na koniec zauważamy, że przyjazne dla środowiska ogrzewanie geotermalne okazało się najskuteczniejsze w połączeniu z „ ciepłe podłogi„. Dzięki temu właściciel domu może cieszyć się wyjątkową przytulnością i komfortem, a także zaoszczędzić sporo pieniędzy.

Główną zaletą tak nietypowego połączenia jest zapewnienie zasady równomiernego ogrzewania całego pomieszczenia, zapobiegając tworzeniu się stref przegrzania. W ciągu roku eksploatacji oszczędności wynikające ze stosowania takiego systemu ogrzewania podłogowego i ogrzewania geotermalnego sięgają około 20% w porównaniu do tradycyjnych baterii grzejnikowych.

Ogrzewanie geotermalne zrób to sam to bardzo realny projekt, który obiecuje wiele korzyści właścicielom prywatnych domów. Oczywiście część sprzętu będzie musiała zostać zakupiona jako gotowa, ponieważ jego produkcja w domu jest po prostu niemożliwa. Ale dość dużą ilość pracy można wykonać samodzielnie, bez angażowania specjalistów.

Znaczące oszczędności to tylko jedna z zalet tego rozwiązania. Kolejnym „plusem” jest pewność co do jakości materiałów i wykonanej pracy.

Treść

Aby zapewnić ciepło prywatnemu domowi, tradycyjnie stosuje się jednostki zasilane energią elektryczną, paliwami stałymi, gazowymi lub płynnymi. W ostatnich dziesięcioleciach jako alternatywne źródło energii cieplnej zaczęto wykorzystywać kolektory słoneczne i ciepło. wnętrze ziemi. Ogrzewanie domu ciepłem ziemi nazywa się ogrzewaniem domu geotermalnym.

Ogrzewanie geotermalne domu dzięki energii ziemi

Zapotrzebowanie na ciepło z gruntu rośnie w związku ze stałym wzrostem kosztów konwencjonalnych nośników energii przy jednoczesnym spadku dostaw paliw kopalnych. Inwestycja w ogrzewanie ziemne wiejski domek całkiem opłacalne, biorąc pod uwagę perspektywy ekonomiczne i znaczne oszczędności na autonomicznym zaopatrzeniu w ciepło w okresie grzewczym.

Metody pozyskiwania naturalnej energii cieplnej

Geotermalne pompy ciepła różnią się sposobem pozyskiwania ciepła:

Instalacje wykorzystujące ciepło głębokich wód gruntowych, gorące gejzery itp.
Systemy zawierające zbiornik przeciw zamarzaniu montowany w ziemi na głębokości 75 metrów. Ogrzewanie z wnętrzności ziemi zapewnia naturalne ogrzewanie pojemnika środkiem przeciw zamarzaniu; w rezultacie czynnik chłodniczy przechodząc przez wymiennik ciepła oddaje odebrane ciepło i wraca do zbiornika.
Obwód geotermalny ułożony jest wzdłuż dna zbiornika, który jest naturalnym akumulatorem ciepła. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że zbiornik może całkowicie zamarznąć w zimie.

Rodzaje geotermalnych pomp ciepła

Ogrzewanie domu energią ziemną wymaga szeroko zakrojonych prac instalacyjnych, jest jednak przyjaznym dla środowiska sposobem na uzyskanie praktycznie darmowej energii cieplnej. Aby ogrzać dom, będziesz potrzebować niewielkich wydatków na energię elektryczną niezbędną do funkcjonowania systemu.

Zasady działania ogrzewania geotermalnego

Ogrzewanie energią ziemi z powodzeniem stosuje się w różnych strefach klimatycznych: systemy mogą pracować zarówno w regionach południowych, jak i północnych.

Instalacja geotermalna w trakcie swojej działalności wykorzystuje m.in własność fizyczna niektóre ciecze lubią zdolność parowania, co prowadzi do wychłodzenia powierzchni. To właśnie to zjawisko leży u podstaw działania urządzeń chłodniczych.

Wprowadzono zasadę działania ogrzewania geotermalnego Odwrotna strona proces chłodzenia. Tak działają klimatyzatory, które mogą nie tylko chłodzić, ale także podgrzewać powietrze w pomieszczeniu.

Jak działa pompa ciepła

Centrale klimatyzacyjne mają jednak ograniczoną wydajność – nie mogą pracować w temperaturach poniżej -5°C. A system geotermalny jest w stanie zapewnić ogrzewanie domu, niezależnie od temperatury powietrza na powierzchni. Dzieje się tak dlatego, że w środowisku, z którego pobiera energię cieplną, w sposób naturalny utrzymują się stabilne warunki temperaturowe.

Urządzenie systemu ogrzewania geotermalnego

Geotermia (nauka o stanie cieplnym Ziemi) umożliwiła praktyczne zastosowanie energii cieplnej, którą skorupa ziemska otrzymuje od gorącej magmy w centrum planety.

Specjalnie zaprojektowana pompa ciepła do ogrzewania domu instalowana jest na powierzchni, a wymiennik ciepła montowany jest w ziemi lub na dnie zbiornika. Energia cieplna jest „wypompowywana” na powierzchnię i umożliwia podgrzanie czynnika chłodniczego w obiegu grzewczym domu lub obiektu niemieszkalnego.

Jak przebiega proces ogrzewania

Ogrzewanie geotermalne prywatnego domu jest opłacalną opcją. Jeśli do ogrzewania domu wykorzystasz energię ziemi, to na każdy kilowat energii elektrycznej potrzebnej do obsługi sprzętu przypada od 4 do 6 kW użytecznej energii cieplnej uzyskanej z wnętrzności planety.

W porównaniu z pracą klimatyzatora zobaczymy, że podczas jego pracy do uzyskania 1 kW energii cieplnej potrzeba ponad 1 kW energii elektrycznej. Wynika to z nieuniknionych strat w konwersji jednej energii na drugą i tak dalej.

Ogrzewanie budynku mieszkalnego energią cieplną wnętrza ziemi jest bardzo opłacalne, jednak okres zwrotu kosztów sprzętu i instalacji zajmie trochę czasu.

Wykorzystanie ciepła ziemi do ogrzewania domu nie wymaga instalowania tradycyjnego kotła do podgrzewania chłodziwa.

W tym przypadku system składa się z trzech elementów:

obieg grzewczy - geotermalne źródło energii cieplnej;
obieg grzewczy wewnątrz domu - grzejnik niskotemperaturowy lub podłoga;
przepompownia - pompa ciepła służąca do pompowania energii cieplnej do obiegu grzewczego z obiegu grzewczego znajdującego się w ziemi lub pod wodą.

System ogrzewania geotermalnego można również wykorzystać do ogrzewania szklarni, budynków pomocniczych, wody w basenach, ścieżki ogrodowe itp.

Urządzenia do ogrzewania geotermalnego

Urządzenia geotermalne do głębokiego systemu grzewczego pozwalają na akumulację energii cieplnej pobranej z otoczenia i przekazanie jej do czynnika chłodzącego w obiegu grzewczym.

Lista urządzeń do ogrzewania gruntowego obejmuje:

Parownik. Urządzenie umieszczone jest na głębokości i służy do pochłaniania energii cieplnej znajdującej się w wodach geotermalnych lub glebie.
Kondensator. Pozwala doprowadzić temperaturę płynu niezamarzającego do wartości niezbędnej do funkcjonowania układu.
Pompa ciepła. Zapewnia cyrkulację środka przeciw zamarzaniu w obiegu grzewczym, steruje pracą instalacji geotermalnej.
Zbiornik buforowy - pojemnik do gromadzenia podgrzanego płynu niezamarzającego. Umożliwia przeniesienie energii cieplnej wnętrza ziemi do chłodziwa. Zbiornik, przez który przepływa płyn chłodzący, wyposażony jest w wymiennik ciepła w postaci wężownicy. Podgrzany płyn niezamarzający porusza się wzdłuż niego, wydzielając ciepło.

Schemat urządzenia pompy ciepła

Instalacja systemu

Ogrzewanie geotermalne domu wiejskiego na etapie aranżacji wymaga solidnej inwestycji finansowej. Wysoki całkowity koszt systemu wynika w dużej mierze z dużej ilości prac ziemnych związanych z instalacją obiegu grzewczego.

Z biegiem czasu koszty finansowe się zwracają, ponieważ energia cieplna zużywana w sezonie grzewczym jest wydobywana z głębi ziemi przy minimalnym zużyciu energii elektrycznej.

Montaż poziomego wymiennika ciepła dla systemu ogrzewania geotermalnego

Aby zapewnić ogrzewanie domu ciepłem ziemi, konieczne jest zainstalowanie systemu:

główna część powinna znajdować się pod ziemią lub na dnie zbiornika;
w samym domu instaluje się tylko dość kompaktowy sprzęt i układa się grzejnik lub obwód ogrzewania podłogowego. Sprzęt znajdujący się w domu pozwala dostosować poziom ogrzewania chłodziwa.

Jak wygląda sprzęt geotermalny w domu?

Projektując ogrzewanie ze względu na ciepło ziemi, należy określić możliwość montażu obwodu roboczego i rodzaj kolektora.

Istnieją dwa rodzaje kolektorów:

Pionowy - zanurza się w ziemię na kilkadziesiąt metrów. Aby to zrobić, w niewielkiej odległości od domu, należy wywiercić kilka studni. Kontur jest zanurzony w studniach (najbardziej niezawodna opcja- rury z polietylenu usieciowanego).

Wady: Wysokie koszty finansowe wiercenia kilku studni w ziemi o głębokości 50 metrów lub większej.

Korzyści: Zapewnia podziemne położenie rur na głębokości, na której temperatura gruntu jest stabilna wysoka wydajność operacja systemowa. Ponadto kolektor pionowy zajmuje niewielką powierzchnię.

Poziomy. Stosowanie takiego kolektora jest dozwolone w regionach o klimacie ciepłym i umiarkowanym, ponieważ głębokość zamarzania gleby nie powinna przekraczać 1,5 metra.

Wady: Konieczność wykorzystania dużego obszaru witryny (główna wada). Ten kawałek ziemi po ułożeniu konturu nie może być przeznaczony pod ogród lub warzywnik, ponieważ system działa z wydzielaniem chłodu podczas transportu czynnika chłodniczego, co spowoduje zamarznięcie korzeni roślin.

Korzyści: Tańsze prace ziemne, które można wykonać nawet samodzielnie.

Typ kolektora poziomego i pionowego

Energię geotermalną można wytworzyć poprzez ułożenie poziomego obwodu geotermalnego na dnie niezamarzającego zbiornika. Jest to jednak trudne do zrealizowania w praktyce: zbiornik może znajdować się poza terenem prywatnym i wówczas konieczna będzie koordynacja montażu wymiennika ciepła. Odległość ogrzewanego obiektu od zbiornika nie powinna przekraczać 100 metrów.

Ważny! Temperatura otoczenia kolektora nie może spaść poniżej +5°C. Górną część kolektora stykającą się z zamarzającym gruntem należy zabezpieczyć izolacją termiczną, aby zapobiec utracie ciepła.

Zalety i wady

Ogrzewanie energią ziemną ma szereg zalet:

Efektywność. W porównaniu do kosztu prądu potrzebnego do pracy pompy ciepła, system pozwala uzyskać kilkukrotnie więcej energii cieplnej.
Przyjazność dla środowiska. Ten rodzaj ogrzewania jest całkowicie nieszkodliwy dla środowiska, nie powstają żadne emisje do atmosfery.
Bezpieczeństwo. Nie trzeba używać żadnego paliwa, chemikalia itp., nie ma niebezpieczeństwa wybuchu lub pożaru sprzętu.
Minimalne zapotrzebowanie na wsparcie techniczne. Prawidłowo zainstalowany system jest w stanie pracować bez żadnej interwencji przez co najmniej 30 lat.
Rentowność. Podczas eksploatacji nie ma kosztów napraw, co pozwala na zwrot kosztów instalacji grzewczej w ciągu 5-8 lat.
Nie ma potrzeby kontrolowania pracy systemu.
Niski poziom hałasu podczas pracy urządzenia.
Niewyczerpane źródło energii cieplnej, nie wymaga zakupu i magazynowania nośnika energii.

Przyjazność dla środowiska wykorzystania energii cieplnej podłoża

Wady obejmują:

początkowo wysokie koszty sprzętu;
konieczność przeprowadzenia skomplikowanych prac wiertniczych na terenie pod instalację obiegu pionowego lub zepsucie krajobrazu poprzez przygotowanie rowów pod poziomy wymiennik ciepła.

W klimacie umiarkowanym instalacje geotermalne udowodniły swoją skuteczność. W regionach północnych ten gatunek ogrzewanie nadaje się do małych domów (do 200 m 2).

Po ustaleniu, jak działa system i z jakich części jest wykonany, możesz określić możliwość zainstalowania go na własnej stronie. Najczęściej ogrzewanie z gruntu wyposaża się na etapie budowy domu – w tym przypadku jest to łatwiejsze do przeprowadzenia wykop, od układu strony i stworzenia projektowanie krajobrazu wciąż na prowadzeniu.