Геотермални системи грејања за сеоску кућу: карактеристике уради сам

Знамо да је геотермија топлота Земље, а концепт „геотермални“ се често повезује са вулканима и гејзирима. У Русији се геотермална енергија користи првенствено у индустријском обиму; на пример, постоје далекоисточне електране које раде користећи топлоту наше планете.

Многи људи су сигурни да је геотермално грејање код куће сопственим рукама нешто из научне фантастике. Зар не? Али ово апсолутно није тачно! Са развојем савремених технологија, домаћа употреба „зелене енергије“ постала је сасвим могућа.

Говорићемо о принципима рада алтернативног грејања, његовим предностима и недостацима и упоредити га са традиционалним системима грејања. Такође ћете научити како да поставите измењивач топлоте и како да инсталирате геотермално грејање сопственим рукама.

Неколико историјских чињеница

Када је 70-их година прошлог века избила нафтна криза, на Западу се појавила горућа потреба за алтернативни извори енергије. У то време су почели да се стварају први геотермални системи грејања.

Данас су распрострањени у Сједињеним Државама, Канади и западноевропским земљама.

На пример, у Шведској активно користе воду из Балтичког мора, чија је температура +4°Ц. У Немачкој се увођење геотермалних система грејања чак спонзорише на државном нивоу.

Када поменемо геотермалне изворе енергије, увек замишљамо долину гејзира или вулкана, али извори који су нам потребни су много ближи. И они ће нам помоћи да останемо топли зими и хладни лети.

У Русији постоје Паужетскаја, Верхне-Мутновскаја, Океанска и друге геотермалне електране. Али постоји врло мало доказа о коришћењу Земљине енергије у нашем приватном сектору.

Стварне предности и мане

Ако је геотермално грејање у приватном сектору релативно мало распрострањено у Русији, да ли то значи да идеја није вредна трошкова њене имплементације? Можда није вредно бавити се овим питањем? Испоставило се да то није случај.

Коришћење геотермалног система грејања за ваш дом је исплативо решење.А за то постоји неколико разлога. То укључује брзу инсталацију опреме која може радити дуго времена без икаквих прекида.

Ако у систему грејања користите висококвалитетни антифриз, а не воду, он се неће смрзавати и његово хабање ће бити минимално.

Наводимо и друге предности ове врсте грејања.

• Поступак сагоревања горива је искључен. Стварамо апсолутно ватроотпоран систем, који током свог рада не може оштетити кућиште. Поред тога, елиминисан је низ других питања у вези са присуством горива: сада нема потребе да тражите место за складиштење, бавите се његовом припремом или испоруком.
• Значајна економска корист. Током рада система неће бити потребна додатна улагања. Годишње грејање обезбеђују силе природе које ми не купујемо. Наравно, при раду топлотне пумпе троши се електрична енергија, али количина произведене енергије знатно премашује количину потрошене енергије.
• Фактор животне средине. Геотермално грејање приватне сеоске куће је еколошки прихватљиво решење. Одсуство процеса сагоревања елиминише ослобађање продуката сагоревања у атмосферу. Ако многи људи то схвате, а такав систем снабдевања топлотом постане широко распрострањен, негативни утицај људи на природу ће се вишеструко смањити.
• Компактност система. Не морате да организујете посебну котларницу у свом дому. Потребна је само топлотна пумпа, која се може поставити, на пример, у подрум.Најобимнија контура система ће се налазити под земљом или под водом, нећете је видети на површини вашег сајта.
• Мултифункционалност. Систем може да ради и за грејање у хладној сезони и за хлађење током летњих врућина. То јест, у ствари, он ће заменити не само ваш грејач, већ и ваш клима уређај.
• Акустични комфор. Топлотна пумпа ради скоро нечујно.

Избор геотермалног система грејања је исплатив, упркос чињеници да ћете морати да потрошите новац на куповину и уградњу опреме.

Иначе, као недостатак система наводе управо трошкове који ће морати да буду урађени да би се систем инсталирао и припремио за рад. Мораћете да купите саму пумпу и неке материјале и обавите радове на уградњи спољашњег разводника и унутрашњег кола.

Није тајна да ресурси из године у годину постају све скупљи, тако да ће аутономни систем грејања који се може исплатити за неколико година увек бити економски користан за свог власника

Међутим, ови трошкови се исплате у само првих неколико година рада. Накнадна употреба колектора положеног у земљу или потопљеног у воду омогућава значајне уштеде.

Поред тога, сам процес инсталације није толико компликован да захтева позивање стручњака треће стране да га изврше. Ако не радите бушење, онда све остало можете да урадите сами.

Треба напоменути да су неки мајстори, у настојању да уштеде новац, научили да сакупљају геотермалне ДИИ топлотна пумпа.

О геотермалним изворима грејања

За геотермално грејање могу се користити следећи извори земаљске топлотне енергије:

• висока температура;
• ниске температуре.

У високотемпературне спадају, на пример, термални извори. Могу се користити, али њихов обим је ограничен стварном локацијом таквих извора.

Док се на Исланду ова врста енергије активно користи, у Русији се термалне воде налазе далеко од насељених места. Они су што је више могуће концентрисани на Камчатки, где се подземна вода користи као расхладно средство и испоручује се у системе топле воде.

Да бисте ефикасно користили топлотну енергију Земље, није вам потребан вулкан. Довољно је користити оне ресурсе који се налазе на само 200 метара од површине земље

Али имамо све потребне предуслове за коришћење нискотемпературних извора. За ову сврху су погодне околне ваздушне масе, земља или вода.

Топлотна пумпа се користи за екстракцију потребне енергије. Уз његову помоћ, спроводи се поступак претварања температуре околине у топлотну енергију не само за грејање, већ и за снабдевање топлом водом приватног домаћинства.

Принцип рада таквог грејања

Ако сте упознати како то функционише клима уређај или фрижидер, онда је очигледна сличност ових процеса са принципом рада геотермалног грејања. Основа система је топлотна пумпа, која је повезана са два круга - екстерним и унутрашњим.

Да бисте организовали традиционални систем грејања у било којој кући, потребно је уградити цеви за транспорт расхладне течности и радијатора, када се загревају, топлота ће тећи у просторије. У нашем случају су потребне и цеви и радијатори. Они чине унутрашњу контуру система. Може се додати дијаграму топли под.

Спољна контура изгледа много већа од унутрашње, иако се њене димензије могу проценити само током планирања и уградње. Током рада је невидљив јер је под земљом или под водом. Унутар овог кола циркулише обична вода или антифриз на бази етилен гликола, што је много боље.

Геотермални систем грејања укључује два круга - унутрашње и спољашње, као и срце система грејања - топлотну пумпу, која компресијом расхладног средства повећава његову температуру (+)

Дакле, кључни елемент који анимира цео систем је топлотна пумпа. Ако ваш дом има обичну машину за прање веша, онда знајте: ова пумпа ће заузети приближно исту површину.

За рад, потребна му је струја, али, трошећи само 1 кВ, производи 4-5 кВ топлоте. И то није чудо, јер је извор „додатне“ енергије познат - ово је животна средина.

Две врсте локација измењивача топлоте

Постоје две опције за грејање приватне куће коришћењем енергије ниске температуре из елемената животне средине. Основа система у сва три случаја је геотермална пумпа.

Унутрашњи круг остаје непромењен за било који начин грејања, а главна разлика је локација спољашњег кола.

Геотермално грејање долази са измењивачем топлоте који се налази:

• вертикално — налази се у бунарима који продиру или не продиру у водоносни слој;
• хоризонтално — измењивачи топлоте система се постављају у јаму или отворени резервоар у виду неке врсте намотаја.

Сваки од овде наведених типова грејања карактерише своје карактеристике, недостатке и предности.

Ако намеравате да направите такав систем грејања сопственим рукама, бићете заинтересовани да сазнате више о свакој врсти.

Опција 1. Вертикално постављање спољашњег колектора

Ова врста грејања заснива се на занимљивом природном феномену: на дубини од 50-100 м или више од своје површине, земља има исту и константну температуру од 10-12°Ц током целе године.

Да бисте могли да користите ову земаљску енергију, неопходно је бушити вертикалне бунаре. Технологија је скоро слична припреми извора за унос воде.

Да би се што боље очувао пејзаж, може се избушити неколико цеви са исте почетне тачке, али под различитим угловима.

Екстерно коло система ће бити уграђено директно у ове бунаре. Ово ће вам омогућити да ефикасно одузмете њену топлоту из земље. Наравно, овај метод се тешко може назвати једноставним и нискобуџетним.

Да бисте направили вертикални геотермални систем грејања, потребно је да користите опрему за бушење бунара; без употребе опреме за бушење, решавање проблема изградње система биће прилично радно интензивно (+)

То је релевантно у случају када је територија поред куће већ развијена, а нарушавање њеног пејзажа је непрактично. Дубина бушења бунара може досећи од 50 до 200 метара.

Специфични параметри бунара зависе од геолошке ситуације на локацији и параметара будуће структуре. Век трајања овог дизајна је око 100 година.

Да бисте инсталирали вертикалну верзију система са измењивачем топлоте који извлачи енергију подземне воде, мораћете да избушите два водоносна бунара.

Из једне од њих, која се зове дебитна, пумпом се црпи вода која се, након преноса топлоте, одводи у други, пријемни отвор.

Недостатак геотермалног система са два бунара је што није довољно ефикасан за загревање сеоске куће. Циркулациона пумпа троши превише енергије. Али за снабдевање расхладне течности у круг загрејаног пода, резултујућа топлотна енергија је сасвим довољна

Опција #2. Хоризонтални распоред земљаног колектора

Да бисте поставили спољни круг за хоризонтално грејање, морате знати до које дубине се земља замрзава у вашем подручју.

Цеви се полажу испод нивоа смрзавања у унапред припремљеним рововима, покривајући прилично велики простор: за загревање куће чија је површина 200-250 квадратних метара. м, потребно је да користите око 600 квадратних метара. м измењивач топлоте. То је шест стотина квадратних метара.

Недостатак овог дизајна је велика површина коју заузима. Ако вам је потребан травњак прекривен травом и цвећем на вашем имању, ово је ваша опција. Боље је држати колекторске цеви даље од воћака (+)

Јасно је да ће под таквим условима обим радова на ископавању бити значајан. Поред тога, у свом плану морате узети у обзир локацију дрвећа и друге вегетације на локацији како их не бисте замрзнули. На пример, колекторске цеви не би требало да се налазе ближе од једног и по метра од дрвећа.

Овај метод уградње се, по правилу, користи у случајевима када се локација тек развија за изградњу. Сви прорачуни и планови за изградњу викендице, организовање њеног грејања и планирање земљишне парцеле најбоље се обављају истовремено.

Урањање хоризонталног измењивача топлоте у резервоар

Ова метода захтева посебну локацију домаћинства - на удаљености од око 100 м од резервоара довољне дубине. Поред тога, наведени резервоар не би требало да се замрзне до самог дна, где ће се налазити спољна контура система. А за ово, површина резервоара не може бити мања од 200 квадратних метара. м.

Ова опција за постављање измењивача топлоте сматра се најјефтинијим, али такав распоред домаћинстава још увек није уобичајен. Поред тога, могу настати потешкоће ако је резервоар јавно власништво.

Очигледна предност ове методе је одсуство обавезних радно интензивних радова на ископавању, иако и даље морате да се бавите подводном локацијом колектора. Такође ће бити потребна посебна дозвола за обављање таквог посла.

Међутим, геотермална инсталација која користи енергију воде је и даље најекономичнија.

Урадите сами: шта и како

Ако ћете сами да инсталирате геотермално грејање, боље је купити спољни круг готов. Наравно, разматрамо само начине хоризонталног позиционирања спољног измењивача топлоте: испод површине тла или под водом.

Много је теже сами инсталирати вертикални колектор бунара ако немате опрему и вештине бушења.

Топлотна пумпа није баш велики комад опреме. Неће заузети много простора у вашем дому. На крају крајева, по величини је упоредив, на пример, са конвенционалним котлом на чврсто гориво. Повезивање унутрашњег кола вашег дома са њим није тежак задатак.

У ствари, све се ради потпуно исто као и при организовању и ожичење грејања користећи традиционалне изворе топлоте. Главна потешкоћа је дизајн спољашњег кола.

Овакав распоред куће у односу на рибњак је чешћи. Главна ствар је да резервоар није даље од 100 метара од викендице

Најбоља опција би била употреба резервоара ако се налази на удаљености не већој од 100 м. Неопходно је да његова површина прелази 200 квадратних метара. м, а дубина је 3 м (просечан параметар смрзавања). Ако ово водно тело не припада вама, добијање дозволе за коришћење може постати проблем.

Ако је резервоар рибњак који се налази на вашем имању, онда ствар постаје једноставнија. Вода из рибњака може се привремено испумпати. Затим се рад на његовом дну може лако обавити: мораћете да поставите цеви у спиралу, причвршћујући их у овом положају.

Радови на ископавању биће потребни само за копање рова, који ће бити потребан за повезивање спољног кола са топлотном пумпом.

Након што су сви радови завршени, рибњак се може поново напунити водом. У наредних сто година спољни измењивач топлоте треба да ради исправно и да не ствара проблеме свом власнику.

Ако имате на располагању земљиште на коме само треба да изградите становање и узгајате башту, има смисла планирати хоризонтални измењивач топлоте приземног типа.

Да бисте то урадили, требало би да направите прелиминарни прорачун површине будућег колектора, на основу већ наведених параметара: 250-300 квадратних метара. м колектора на 100 квадратних метара. м грејне површине куће.

Ако имате парцелу без зграда или вегетације коју бисте желели да сачувате, земљиште се једноставно може уклонити приликом израде спољне хоризонталне контуре тла: ово је лакше него копати ровове

Ровови у које се постављају цеви за струјно коло морају се ископати испод нивоа смрзавања тла.

Још боље, једноставно уклоните земљу до дубине замрзавања, поставите цеви, а затим вратите земљу на своје место. Посао је радно интензиван и сложен, али уз велику жељу и одлучност можете га довршити.

Трошкови и изгледи за поврат

Трошкови опреме и њене уградње током изградње геотермалног грејања зависе од снаге јединице и произвођача.

Свако бира произвођача на основу сопствених разматрања и информација о репутацији и поузданости одређеног бренда. Али снага зависи од површине собе која се служи.

Ова цифра сумира предности коришћења геотермалног система грејања. Управо овај однос долазне и одлазеће енергије омогућава систему да прво брзо плати за себе, а затим уштеди новац свог власника (+)

Ако узмемо у обзир снагу, цена топлотних пумпи варира у следећим распонима:

• на 4-5 кВ – 3000-7000 конвенционалних јединица;
• на 5-10 кВ – 4000-8000 конвенционалних јединица;
• на 10-15 кВ – 5000-10000 конвенционалних јединица.

Ако овом износу додамо трошкове који су потребни за извођење инсталатерских радова (20-40%), добићемо износ који ће многима изгледати апсолутно нереално.

Али сви ови трошкови ће бити надокнађени у врло разумном временском оквиру. У будућности ћете морати да плаћате само мање трошкове за електричну енергију потребну за рад пумпе. И то је све!

Због недовољне ефикасности геотермалних система за грејање стамбених зграда, користе се као додатак главним топлотним мрежама или се уграђују у комплекс са два или више измењивача топлоте.

Као што показује пракса, геотермално грејање је посебно корисно за куће са укупном загрејаном површином од 150 квадратних метара. м. У року од пет до осам година сви трошкови за уградњу система грејања у овим кућама се у потпуности надокнађују.

Ако геотермално грејање није посебно тражено међу власницима приватних кућа, онда су ефикасност соларних система већ ценили становници јужних региона. Технологија соларне грејне конструкције је прилично једноставан, а његову ефикасност и практичност потврђује дугогодишње искуство у употреби западних земаља и наших сународника.

За више информација о алтернативним изворима енергије, погледајте Овај чланак.

Закључци и користан видео на тему

Ако вам је лакше да перципирате визуелне информације, онда ће вам овај видео омогућити да својим очима видите како тачно функционише геотермални систем, као и да сазнате више о томе ко има користи од ове врсте грејања и зашто.

Позивамо вас да погледате кратак видео у којем ће власник хоризонталног колектора говорити о својим утисцима о његовом раду.Поред тога, гледајући овај видео, научићете о текућим трошковима повезаним са радом геотермалног система грејања.

Сваки власник приватне куће бира за себе да ли ће купити услуге организација за снабдевање ресурсима или се ослањати само на себе. При томе се руководи читавом листом разматрања.

Циљ који смо себи поставили није да вас терамо на готов закључак, већ да поделимо информације о опцијама за решавање проблема са којим се суочавате.

Имате ли нешто да додате или имате питања о геотермалном грејању приватне куће? Можете оставити коментаре на публикацију. Контакт образац се налази у доњем блоку.