Geotermální topné systémy venkovského domu: vlastnosti, díky kterým je možné si je vyrobit sami

Víme, že geotermie je žár Země a termín „geotermální“ je v naší zemi často spojován s vulkány a gejzíry. V Rusku je geotermální energie využívána hlavně v průmyslovém měřítku, například existují elektrárny na Dálném východě, které fungují na základě tepla naší planety.

Mnoho lidí je přesvědčeno, že domácí geotermální vytápění doma je něco z říše fantazie. Správně? Ale to je úplně špatně! S vývojem moderních technologií se domácí využití „zelené energie“ stalo skutečným.

Budeme hovořit o principech alternativního vytápění, jeho výhodách a nevýhodách, srovnatelných s tradičními topnými systémy. Dozvíte se také o umístění tepelného výměníku a o tom, jak namontovat geotermální vytápění sami.

Několik historických faktů

Když v 70. letech minulého století vypukla ropná krize, na Západě vzešla pálivá potřeba alternativní zdroje energie. V této době začaly vznikat první geotermální topné systémy.

Dnes jsou široce používány ve Spojených státech, Kanadě a zemích západní Evropy.

Například ve Švédsku se aktivně používá voda z Baltského moře, jejíž teplota je + 4 ° С. V Německu je zavedení geotermálních topných systémů dokonce sponzorováno na státní úrovni.

Při zmínce o geotermálních zdrojích energie si vždy představujeme údolí gejzírek nebo sopek, ale zdroje, které potřebujeme, jsou mnohem blíž. A pomohou nám udržet se v zimě v teple a v létě chladit

V Rusku fungují elektrárny Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya a další geotermální elektrárny. Fakta o využití energie Země v našem soukromém sektoru je však jen velmi málo.

Skutečné výhody a nevýhody

Pokud je v Rusku geotermální vytápění soukromého sektoru relativně malé, znamená to, že myšlenka nestojí za náklady na jeho realizaci? Možná byste se touto otázkou neměli zabývat? Ukázalo se, že tomu tak není.

Použití geotermálního topného systému je výhodné řešení. Existuje několik důvodů. Mezi nimi je rychlá instalace zařízení, které je schopné pracovat po dlouhou dobu bez přerušení.

Pokud v topném systému nepoužíváte vodu, ale vysoce kvalitní nemrznoucí směs, nezamrzne a její opotřebení bude minimální.

Uvádíme další výhody tohoto typu vytápění.

• Postup pro spalování paliva je vyloučen. Vytváříme naprosto ohnivzdorný systém, který během jeho provozu nebude schopen poškodit bydlení. Kromě toho je vyloučeno množství dalších aspektů souvisejících s přítomností paliva: nyní není třeba hledat místo pro jeho skladování, zapojit se do jeho přípravy nebo dodávky.
• Významné ekonomické přínosy. Během provozu systému nejsou zapotřebí žádné další investice. Roční vytápění zajišťují přírodní síly, které nekupujeme. Při provozu tepelného čerpadla se samozřejmě spotřebovává elektrická energie, ale současně produkovaná energie výrazně převyšuje spotřebu.
• Faktor prostředí. Geotermální vytápění soukromého venkovského domu je ekologickým řešením. Nepřítomnost procesu spalování vylučuje vstup produktů spalování do atmosféry. Pokud si to mnoho lidí uvědomí a takový systém zásobování teplem bude dostávat řádné rozšíření distribuce, bude negativní dopad lidí na přírodu výrazně snížen.
• Kompaktní systém. Ve vašem domě nemusíte organizovat samostatnou kotelnu. Vše, co bude potřeba, je tepelné čerpadlo, které může být umístěno například v suterénu. Nejobsáhlejší obrys systému bude umístěn pod vodou nebo pod vodou, na povrchu vašeho webu jej neuvidíte.
• Multifunkčnost. Systém může pracovat jak pro vytápění v chladném období, tak pro chlazení během letního vedra. Ve skutečnosti to pro vás nahradí nejen topení, ale také klimatizaci.
• Akustický komfort. Tepelné čerpadlo běží téměř tiše.

Výběr geotermálního topného systému je ekonomicky životaschopný, přestože musíte na nákup a instalaci zařízení utratit peníze.

Mimochodem, nevýhodou systému jsou právě náklady, které musíte jít na instalaci systému a jeho přípravu na práci. Pro dokončení instalace externího rozdělovače a vnitřního okruhu bude nutné zakoupit čerpadlo samotné a některé materiály.

Není žádným tajemstvím, že zdroje se rok od roku stávají dražšími, takže autonomní systém vytápění, který se za pár let vyplatí, bude pro svého majitele vždy ekonomicky výhodný

Tyto náklady se však vyplácejí pouze v prvních několika letech provozu. Další použití kolektoru položeného do země nebo ponořeného do vody může ušetřit značné náklady.

Kromě toho samotný proces instalace není tak komplikovaný, že k jeho implementaci zve externí odborníky. Pokud nebudete vrtat, pak všechno ostatní se dá udělat nezávisle.

Je třeba poznamenat, že někteří řemeslníci se ve snaze ušetřit peníze naučili sbírat geotermální energii vlastní tepelné čerpadlo.

O zdrojích geotermálního vytápění

Pro geotermální vytápění můžete použít následující zdroje pozemské tepelné energie:

• vysoká teplota;
• nízká teplota.

Mezi zdroje vysoké teploty patří například termální prameny. Můžete je použít, ale rozsah jejich aplikace je omezen na skutečné umístění takových zdrojů.

Pokud je tento druh energie aktivně využíván na Islandu, v Rusku jsou termální vody daleko od osad. V maximální možné míře se koncentrují v Kamčatce, kde se podzemní voda používá jako chladivo a dodává se do systémů dodávky teplé vody.

Pro efektivní využití tepelné energie Země nepotřebuje sopku. Stačí použít ty zdroje, které jsou jen 200 metrů od zemského povrchu.

Ale pro použití nízkoteplotních zdrojů máme všechny nezbytné předpoklady. Pro tento účel jsou vhodné masy okolního vzduchu, země nebo voda.

Získat potřebnou energii pomocí tepelného čerpadla. S jeho pomocí dochází k přeměně okolní teploty na tepelnou energii nejen vytápění, ale také dodávky teplé vody v soukromém vlastnictví domu.

Princip fungování takového vytápění

Pokud jste obeznámeni s tím, jak to funguje klimatizace nebo lednice, pak je zřejmá podobnost těchto procesů s principem fungování geotermálního ohřevu. Základem systému je tepelné čerpadlo, které je součástí dvou obvodů - externího a interního.

Pro uspořádání tradičního vytápěcího systému v každém domě je nutné do něj namontovat potrubí pro přepravu chladicí kapaliny a radiátory, když se zahřívá, teplo vstupuje do areálu. V našem případě jsou také potřeba potrubí a radiátory. Tvoří vnitřní obvod systému. Lze přidat do okruhu teplé podlahy.

Vnější obvod vypadá mnohem větší než vnitřní, i když jeho rozměry lze odhadnout pouze během plánovacího a instalačního období. Během provozu je neviditelný, protože je pod zemí nebo pod vodou. Uvnitř tohoto okruhu cirkuluje běžná nemrznoucí směs na bázi vody nebo ethylenglykolu, což je mnohem výhodnější.

Struktura geotermálního topného systému zahrnuje dva okruhy - vnitřní a vnější, jakož i srdce topného systému - tepelné čerpadlo, které kompresí chladicího média zvyšuje jeho teplotu (+)

Klíčovým prvkem, který revitalizuje celý systém, je tedy tepelné čerpadlo. Pokud má váš dům běžnou pračku, pak to víte: toto čerpadlo zabírá přibližně stejnou oblast.

K práci potřebuje elektřinu, ale při spotřebě pouze 1 kW poskytuje výrobu 4-5 kW tepla. A to není zázrak, protože je znám zdroj „další“ energie - to je životní prostředí.

Dva typy uspořádání tepelného výměníku

Existují dvě možnosti vytápění soukromého domu pomocí nízkoteplotních energetických prvků prostředí. Základem systému ve všech třech případech je geotermální čerpadlo.

Vnitřní obvod zůstává pro jakýkoli způsob ohřevu nezměněn a hlavní rozdíl spočívá v umístění vnějšího obvodu.

Geotermální ohřev probíhá s výměníkem tepla:

• vzpřímeně - nachází se v jamkách, které odhalují nebo neotevírají aquifer;
• vodorovně - výměníky tepla systémů jsou umístěny v jámě nebo v otevřeném rybníku ve formě druhu cívky.

Každý z zde uvedených typů ohřevu se vyznačuje svými vlastnostmi, nevýhodami a výhodami.

Pokud máte v úmyslu vytvořit takový topný systém vlastními rukama, budete mít zájem dozvědět se více o každém typu.

Možnost č. 1. Vertikální umístění externího kolektoru

Tento typ vytápění je založen na zajímavém přírodním jevu: v hloubce 50 - 100 m nebo více od jeho povrchu má Země stejnou a stálou teplotu 10 - 12 ° C po celý rok.

Abychom mohli tuto zemskou energii využívat, je nutné vyvrtat vertikální studny. Tato technologie je téměř stejná jako příprava zdroje vody.

Chcete-li maximalizovat zachování krajiny, můžete vyvrtat několik trubek ze stejného výchozího bodu, ale z různých úhlů.

Externí obvod systému bude namontován přímo do těchto jamek. Tím se účinně odebere jeho teplo ze Země. Tuto metodu samozřejmě nelze nazvat jednoduchou a nízkorozpočtovou.

Chcete-li vytvořit vertikální systém geotermálního vytápění, je nutné použít zařízení pro vrtání vrtů, bez použití vrtné soupravy, řešení problémů s instalací systému bude docela pracné (+)

To je relevantní v případě, kdy je území sousedící s domem již vybaveno a narušení jeho krajiny je nevhodné. Hloubka vrtů může dosahovat 50 až 200 metrů.

Specifické parametry studny závisí na geologické situaci na lokalitě a na parametrech budoucí struktury. Životnost tohoto designu je přibližně 100 let.

Pro instalaci vertikální verze systému s výměníkem tepla, který odebírá energii podzemní vody, bude nutné vyvrtat dva kolektory.

Z jednoho z nich, nazývaného debet, je pomocí čerpadla čerpána voda, která se po přenosu tepla sloučí do druhé, přijímající generace.

Mínus geotermálního systému se dvěma studnami je nedostatečný pro vytápění venkovského domu. Cirkulační čerpadlo spotřebuje příliš mnoho energie. Ale pro přívod chladicího média stačí obrys teplé podlahy přijímané tepelné energie

Možnost č. 2. Horizontální uspořádání sběrače půdy

Chcete-li položit vnější konturu horizontálním typem vytápění, musíte vědět, jak hluboko v zemi zamrzá země.

Trubky jsou položeny pod úrovní mrazu v předem připravených zákopech, přičemž zachycují poměrně velký prostor: k vytápění domu o rozloze 200-250 metrů čtverečních. m, musíte použít asi 600 metrů čtverečních. m výměníku tepla. To je šest set dílů.

Nevýhodou tohoto designu je velká plocha, kterou zabírá. Pokud potřebujete na pozemku trávník pokrytý trávou a květinami, je to vaše volba. A je lepší držet sběrné trubky mimo plodící stromy (+)

Je zřejmé, že za těchto podmínek bude objem zemních prací významný.Kromě toho je třeba zvážit umístění stromů a další vegetace na místě, abyste je nezmrazili. Například není možné umístit sběrné potrubí blíže než jeden a půl metru od stromů.

Tento způsob instalace se zpravidla používá v těch případech, kdy je staveniště právě ovládáno pro stavbu. Všechny výpočty a plány na výstavbu chaty, organizaci jejího vytápění a plánování pozemku se nejlépe provádějí současně.

Ponoření horizontálního tepelného výměníku do rybníka

Tato metoda vyžaduje zvláštní uspořádání vlastnictví domu - ve vzdálenosti asi 100 m od nádrže s dostatečnou hloubkou. Kromě toho by specifikovaná nádrž neměla mrznout až na dno, kde bude umístěn vnější obvod systému. A proto nesmí být plocha nádrže menší než 200 metrů čtverečních. m

Tato možnost umístění výměníku tepla je považována za nejméně nákladnou, ale podobné uspořádání vlastnictví domu stále není běžné. Kromě toho mohou nastat potíže, pokud nádrž patří do veřejných zařízení

Zjevnou výhodou této metody je nedostatek povinně vykopávek náročných na práci, i když stále musíte pohrávat s podvodním umístěním kolektoru. Pro tuto práci bude také zapotřebí zvláštní povolení.

Geotermální zařízení využívající vodní energii je však stále nejúspornější.

Udělejte to sami: co a jak

Pokud již instalujete vlastní geotermální vytápění, pak je ještě lepší koupit externí obvod. Samozřejmě zvažujeme pouze způsoby horizontálního uspořádání vnějšího tepelného výměníku: pod povrchem půdy nebo pod vodou.

Pokud nemáte vybavení a vrtné dovednosti, je mnohem obtížnější namontovat svislý sběrač vrtu sami.

Tepelné čerpadlo není příliš velké zařízení. Ve vašem domě nezabírá mnoho místa. Konec konců je ve své velikosti srovnatelný například s konvenčním kotlem na pevná paliva. Připojení vnitřního obrysu vašeho domu k němu je jednoduchý úkol.

Ve skutečnosti se všechno děje úplně stejně jako při organizování a topné kabely používání tradičních zdrojů tepla. Hlavní obtíž je uspořádání vnějšího obvodu.

Toto uspořádání domu vzhledem k rybníku je běžnější. Hlavní věc je, že nádrž by neměla být dále než 100 metrů od chaty

Nejlepší možností by bylo použít vodní útvar, pokud je jeden ve vzdálenosti ne větší než 100 m. Je nutné, aby jeho plocha přesáhla 200 čtverečních metrů. m, a hloubka - 3 m (průměrný parametr zmrazení). Pokud vám tato nádrž nepatří, může být problém získat povolení k jejímu používání.

Pokud je nádrž rybníkem, který vlastníte, pak je záležitost zjednodušena. Voda z rybníka může být dočasně čerpána. Poté lze práci na jejím dně snadno provést: bude nutné položit trubky ve spirále a upevnit je v této poloze.

Zemní práce bude zapotřebí pouze pro kopání příkopu, který bude potřebovat pro připojení externího okruhu k tepelnému čerpadlu.

Po dokončení všech prací je možné rybník znovu naplnit vodou. V příštích několika letech by externí výměník tepla měl správně fungovat a nezpůsobovat majiteli potíže.

Pokud máte k dispozici pozemek, na kterém musíte pouze postavit bydlení a pěstovat zahradu, má smysl naplánovat horizontální výměník tepla typu půdy.

Za tímto účelem by měl být proveden předběžný výpočet plochy budoucího kolektoru na základě výše uvedených parametrů: 250-300 sq. m kolektoru na 100 metrů čtverečních. m vytápěné plochy domu.

Pokud jste dostali místo bez budov a vegetace, které byste chtěli zachovat, můžete jednoduše odstranit půdu během výstavby vnějšího vodorovného půdního obrysu: je to snazší než kopat zákopy

Příkopy, ve kterých se mají položit potrubí obvodu, musí být vykopány pod úrovní zamrznutí půdy.

A ještě lépe - stačí odstranit půdu do hloubky jejího zamrznutí, položit potrubí a potom vrátit půdu na své místo. Práce je časově náročná, náročná, ale s velkou touhou a odhodláním ji můžete dokončit.

Náklady a vyhlídky na návratnost

Náklady na zařízení a jeho instalaci při výstavbě geotermálního vytápění závisí na kapacitě jednotky a na výrobci.

Každý si vybere výrobce, který se řídí svými vlastními úvahami a informacemi o reputaci a spolehlivosti konkrétní značky. Ale síla závisí na oblasti místnosti, která má být opravena.

Tento obrázek stručně odráží podstatu výhod plynoucích z použití geotermálního topného systému. Právě tento poměr příchozí a odchozí energie umožňuje systému rychle se vyplatit nejprve a poté ušetřit peníze svého majitele (+)

Pokud vezmeme v úvahu přesně výkon, pak se náklady na tepelná čerpadla liší v následujících rozsazích:

• 4-5 kW - 3000 až 7 000 konvenčních jednotek;
• 5-10 kW - 4 000 - 8 000 konvenčních jednotek;
• 10-15 kW - 5000 - 10000 konvenčních jednotek.

Pokud k této částce připočteme náklady, které jsou nutné k dokončení instalačních prací (20–40%), dostaneme částku, která se pro mnohé jeví jako zcela nereálná.

Všechny tyto náklady se však vyplatí docela rozumně. V budoucnu budete muset zaplatit pouze nevýznamné náklady za elektřinu nezbytnou pro provoz čerpadla. A to je vše!

Vzhledem k nedostatečné účinnosti geotermálních systémů pro vytápění bytových domů se používají jako doplněk k hlavním topným sítím nebo jsou konstruovány v kombinaci se dvěma nebo více výměníky tepla

Jak ukazuje praxe, geotermální vytápění je zvláště výhodné pro domácnosti s celkovou vytápěnou plochou 150 metrů čtverečních. m. Po dobu pěti až osmi let se všechny náklady na uspořádání topných systémů v těchto domech plně vyplácejí.

Pokud mezi majiteli soukromých domů není požadavek na geotermální vytápění zvlášť, obyvatelé jižních regionů již ocenili účinnost gelových systémů. Technologie solární zařízení je dostatečně jednoduchý a jeho nákladová efektivita a praktičnost potvrzují mnohaleté zkušenosti s používáním západních zemí a našich krajanů.

Další informace o alternativních zdrojích energie jsou uvedeny v tento článek.

Závěry a užitečné video na toto téma

Pokud je pro vás snazší vnímat vizuální informace, toto video vám umožní na vlastní oči vidět, jak funguje geotermální systém, a také se dozvědět více o tom, kdo a proč je tento typ vytápění prospěšný.

Zveme vás ke shlédnutí krátkého videa, ve kterém majitel horizontálního sběrače podloží řekne o jeho dojmech z jeho provozu.Sledováním tohoto videa se navíc dozvíte o provozních nákladech spojených s provozováním geotermálního topného systému.

Každý majitel soukromého domu si sám vybere, zda si zakoupí služby organizací poskytujících zdroje nebo se spoléhá pouze na sebe. Přitom se řídí seznamem úvah.

Cílem, které jsme si sami stanovili, není nutit vás, abyste byli připraveni k závěru, ale sdílet informace o možnostech řešení problému, kterému čelíte.

Máte něco k doplnění, nebo máte dotazy ohledně geotermálního vytápění soukromého domu? K publikaci můžete zanechat komentáře. Kontaktní formulář je umístěn ve spodním bloku.