Geothermische Heizsysteme eines Landhauses: Merkmale, um es selbst zu machen

Wir wissen, dass Geothermie die Wärme der Erde ist, und der Begriff „Geothermie“ wird in unserem Land häufig mit Vulkanen und Geysiren in Verbindung gebracht. In Russland wird Geothermie hauptsächlich im industriellen Maßstab genutzt. Beispielsweise gibt es fernöstliche Kraftwerke, die auf der Grundlage der Wärme unseres Planeten betrieben werden.

Viele Menschen sind sich sicher, dass die Herstellung von Erdwärme zu Hause etwas aus dem Bereich der Fantasie ist. Oder? Das ist aber völlig falsch! Mit der Entwicklung der modernen Technologie ist die häusliche Nutzung von „grüner Energie“ ziemlich real geworden.

Wir werden über die Prinzipien der alternativen Heizung, ihre Vor- und Nachteile, vergleichbar mit herkömmlichen Heizsystemen, sprechen. Sie erfahren auch, wo sich der Wärmetauscher befindet und wie Sie die Erdwärme selbst montieren können.

Einige historische Fakten

Als die Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts ausbrach, entstand im Westen ein brennender Bedarf alternative Energiequellen. Zu dieser Zeit begannen die ersten geothermischen Heizsysteme zu entstehen.

Heute sind sie in den USA, Kanada und westeuropäischen Ländern weit verbreitet.

In Schweden wird beispielsweise das Ostseewasser aktiv genutzt, dessen Temperatur + 4 ° C beträgt. In Deutschland wird die Einführung von Erdwärmesystemen sogar auf Landesebene gefördert.

In Russland sind Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya und andere Geothermiekraftwerke in Betrieb. Es gibt jedoch nur sehr wenige Fakten über die Nutzung der Energie der Erde in unserem privaten Sektor.

Die wirklichen Vor- und Nachteile

Wenn in Russland die geothermische Erwärmung des Privatsektors relativ gering ist, bedeutet dies, dass die Idee die Kosten ihrer Umsetzung nicht wert ist? Vielleicht sollten Sie sich nicht mit diesem Problem befassen? Es stellte sich heraus, dass dies nicht so ist.

Die Verwendung eines Erdwärmesystems ist eine rentable Lösung. Dafür gibt es mehrere Gründe. Dazu gehört die schnelle Installation von Geräten, die lange ohne Unterbrechungen arbeiten können.

Wenn Sie im Heizsystem kein Wasser, sondern hochwertiges Frostschutzmittel verwenden, gefriert es nicht und der Verschleiß ist minimal.

Wir listen weitere Vorteile dieser Art der Heizung auf.

• Das Verfahren zum Verbrennen von Kraftstoff ist ausgeschlossen. Wir entwickeln ein absolut feuerfestes System, das während des Betriebs keine Schäden am Gehäuse verursachen kann. Darüber hinaus sind eine Reihe anderer Aspekte im Zusammenhang mit dem Vorhandensein von Kraftstoff ausgeschlossen: Jetzt besteht keine Notwendigkeit mehr, nach einem Ort für die Lagerung zu suchen, um sich an der Vorbereitung oder Lieferung zu beteiligen.
• Erhebliche wirtschaftliche Vorteile. Während des Betriebs des Systems sind keine zusätzlichen Investitionen erforderlich. Die jährliche Heizung erfolgt durch die Naturgewalten, die wir nicht kaufen. Natürlich wird während des Betriebs der Wärmepumpe elektrische Energie verbraucht, aber gleichzeitig übersteigt das erzeugte Energievolumen den Verbrauch erheblich.
• Umweltfaktor. Die geothermische Heizung eines privaten Landhauses ist eine umweltfreundliche Lösung. Das Fehlen eines Verbrennungsprozesses schließt den Eintritt von Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre aus. Wenn viele Menschen dies erkennen und ein solches Wärmeversorgungssystem eine weit verbreitete Verteilung erhält, werden die negativen Auswirkungen der Menschen auf die Natur erheblich verringert.
• Kompaktes System. Sie müssen keinen separaten Heizraum in Ihrem Haus einrichten. Es wird lediglich eine Wärmepumpe benötigt, die beispielsweise im Keller aufgestellt werden kann. Die voluminöseste Kontur des Systems befindet sich unter der Erde oder unter Wasser. Auf der Oberfläche Ihres Standorts sehen Sie sie nicht.
• Multifunktionalität. Das System kann sowohl zum Heizen in der kalten Jahreszeit als auch zum Kühlen während der Sommerhitze verwendet werden. Das heißt, es wird für Sie nicht nur eine Heizung, sondern auch eine Klimaanlage ersetzen.
• Akustischer Komfort. Die Wärmepumpe läuft fast geräuschlos.

Die Wahl eines geothermischen Heizsystems ist wirtschaftlich sinnvoll, obwohl Sie Geld für den Kauf und die Installation von Geräten ausgeben müssen.

Der Nachteil des Systems sind übrigens genau die Kosten, die Sie aufbringen müssen, um das System zu installieren und für die Arbeit vorzubereiten. Es ist erforderlich, die Pumpe selbst und einige Materialien zu kaufen und den externen Kollektor und den internen Stromkreis zu installieren.

Diese Kosten zahlen sich jedoch bereits in den ersten Betriebsjahren aus. Die spätere Verwendung eines im Boden verlegten oder in Wasser getauchten Kollektors kann erhebliche Kosten einsparen.

Darüber hinaus ist der Installationsprozess selbst nicht so kompliziert, dass externe Spezialisten zur Implementierung eingeladen werden. Wenn Sie nicht bohren, kann alles andere unabhängig durchgeführt werden.

Es sollte beachtet werden, dass einige Handwerker, um Geld zu sparen, gelernt haben, Geothermie zu sammeln eigene Wärmepumpe.

Über geothermische Heizquellen

Für die geothermische Heizung können Sie folgende terrestrische Wärmequellen nutzen:

• hohe Temperatur;
• niedrige Temperatur.

Hochtemperaturquellen umfassen beispielsweise Wärmequellen. Sie können sie verwenden, aber der Umfang ihrer Anwendung ist auf den tatsächlichen Standort solcher Quellen beschränkt.

Wenn diese Art von Energie in Island aktiv genutzt wird, sind Thermalwasser in Russland weit entfernt von Siedlungen. Sie konzentrieren sich so weit wie möglich auf Kamtschatka, wo unterirdisches Wasser als Kühlmittel verwendet und an Warmwasserversorgungssysteme geliefert wird.

Für den Einsatz von Niedertemperaturquellen haben wir jedoch alle notwendigen Voraussetzungen. Zu diesem Zweck sind die umgebenden Luftmassen, Erde oder Wasser geeignet.

Die notwendige Energie mit einer Wärmepumpe extrahieren. Mit seiner Hilfe erfolgt die Umwandlung der Umgebungstemperatur in Wärmeenergie nicht nur der Heizung, sondern auch der Warmwasserversorgung eines privaten Wohneigentums.

Das Funktionsprinzip einer solchen Heizung

Wenn Sie mit der Funktionsweise vertraut sind Klimaanlage oder KühlschrankDann ist die Ähnlichkeit dieser Prozesse mit dem Funktionsprinzip der Erdwärme offensichtlich. Die Basis des Systems ist eine Wärmepumpe, die in zwei Kreisläufen enthalten ist - extern und intern.

Um ein traditionelles Heizsystem in einem Haus zu organisieren, müssen Rohre für den Transport des Kühlmittels und Heizkörper in das Haus eingebaut werden. Wenn diese erwärmt werden, gelangt die Wärme in die Räumlichkeiten. In unserem Fall werden auch Rohre und Heizkörper benötigt. Sie bilden den internen Schaltkreis des Systems. Kann der Schaltung hinzugefügt werden warme Böden.

Der externe Stromkreis sieht viel größer aus als der interne, obwohl seine Abmessungen nur während des Planungs- und Installationszeitraums geschätzt werden können. Während des Betriebs ist es unsichtbar, da es sich unter der Erde oder unter Wasser befindet. In diesem Kreislauf zirkuliert gewöhnliches Frostschutzmittel auf Wasser- oder Ethylenglykolbasis, was sehr bevorzugt ist.

Kühlmittel im externen Kreislauf erwärmt es sich auf den Zustand des Mediums, in das es eingetaucht ist, und wird in einer „erhitzten“ Form zur Wärmepumpe geschickt. Durch sie wird konzentrierte Wärme an den internen Kreislauf übertragen, wodurch das Wasser in den Rohren, Heizkörpern und der Fußbodenheizung erwärmt wird.

Das Schlüsselelement, das das gesamte System neu belebt, ist daher die Wärmepumpe. Wenn Ihr Haus über eine normale Waschmaschine verfügt, wissen Sie: Diese Pumpe nimmt ungefähr dieselbe Fläche ein.

Um zu arbeiten, braucht er Strom, verbraucht aber nur 1 kW und erzeugt 4-5 kW Wärme. Und das ist kein Wunder, denn die Quelle „zusätzlicher“ Energie ist bekannt - das ist die Umwelt.

Zwei Arten von Wärmetauscheranordnungen

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Privathaus mit Niedertemperatur-Energieelementen der Umgebung zu heizen. Die Basis des Systems ist in allen drei Fällen eine Erdwärmepumpe.

Der interne Stromkreis bleibt für jede Heizmethode unverändert, und der Hauptunterschied ist die Position des externen Stromkreises.

Geothermische Erwärmung erfolgt mit einem Wärmetauscher:

• aufrecht - sich in Brunnen befinden, die den Grundwasserleiter freilegen oder nicht öffnen;
• horizontal - Wärmetauscher von Systemen werden in Form einer Art Spule in einer Grube oder einem offenen Teich platziert.

Jede der hier angegebenen Heizarten zeichnet sich durch ihre Eigenschaften, Nachteile und Vorteile aus.

Wenn Sie beabsichtigen, ein solches Heizsystem mit Ihren eigenen Händen zu erstellen, werden Sie interessiert sein, mehr über jeden Typ zu erfahren.

Variante 1. Vertikale Platzierung eines externen Kollektors

Diese Art der Erwärmung basiert auf einem interessanten Naturphänomen: In einer Tiefe von 50 bis 100 m oder mehr von ihrer Oberfläche hat die Erde das ganze Jahr über die gleiche und konstante Temperatur von 10 bis 12 ° C.

Um diese Erdenergie nutzen zu können, ist es notwendig vertikale Brunnen bohren. Die Technologie ist fast die gleiche wie die Vorbereitung einer Wasserquelle.

Um die Erhaltung der Landschaft zu maximieren, können Sie mehrere Rohre vom selben Startpunkt aus, jedoch aus unterschiedlichen Winkeln, bohren.

Der externe Stromkreis des Systems wird direkt in diesen Vertiefungen montiert. Dadurch wird der Erde effektiv Wärme entzogen. Natürlich kann diese Methode kaum als einfach und kostengünstig bezeichnet werden.

Dies ist relevant, wenn das an das Haus angrenzende Gebiet bereits ausgestattet ist und eine Verletzung seiner Landschaft unangemessen ist. Die Tiefe der Bohrungen kann zwischen 50 und 200 Metern liegen.

Die spezifischen Parameter des Bohrlochs hängen von der geologischen Situation am Standort und den Parametern der zukünftigen Struktur ab. Die Lebensdauer dieses Designs beträgt ca. 100 Jahre.

Um eine vertikale Version eines Systems mit einem Wärmetauscher zu installieren, der unterirdische Wasserenergie extrahiert, müssen zwei Grundwasserleiter gebohrt werden.

Von einem von ihnen, der als Lastschrift bezeichnet wird, wird mit Hilfe einer Pumpe Wasser entnommen, das nach der Wärmeübertragung in die zweite, empfangende Generation übergeht.

Option 2. Horizontale Anordnung des Bodensammlers

Um die Außenkontur mit einer horizontalen Heizung zu verlegen, müssen Sie wissen, wie tief der Boden in Ihrer Region gefriert.

Die Rohre werden in vorbereiteten Gräben unterhalb des Gefrierpunkts verlegt, wobei ein ziemlich großer Raum erfasst wird: um ein Haus mit einer Fläche von 200 bis 250 Quadratmetern zu heizen. m, müssen Sie etwa 600 Quadratmeter verwenden. m Wärmetauscher. Das sind sechshundert Teile.

Es ist klar, dass unter solchen Bedingungen das Volumen der Erdarbeiten erheblich sein wird.Darüber hinaus müssen Sie die Position von Bäumen und anderer Vegetation auf dem Gelände berücksichtigen, um sie nicht einzufrieren. Zum Beispiel ist es unmöglich, die Sammelrohre näher als eineinhalb Meter von den Bäumen entfernt zu platzieren.

Diese Installationsmethode wird in der Regel in den Fällen verwendet, in denen die Site nur für den Bau gemastert wird. Alle Berechnungen und Pläne für den Bau des Hauses, die Organisation seiner Heizung und die Planung des Grundstücks werden am besten gleichzeitig durchgeführt.

Eintauchen eines horizontalen Wärmetauschers in einen Teich

Diese Methode erfordert eine spezielle Anordnung des Wohneigentums - in einer Entfernung von etwa 100 m von einem Reservoir mit ausreichender Tiefe. Außerdem sollte der angegebene Behälter nicht am Boden gefrieren, wo sich der externe Stromkreis des Systems befindet. Und dafür darf die Fläche des Stausees nicht weniger als 200 Quadratmeter betragen. m

Der offensichtliche Vorteil dieser Methode ist das Fehlen einer obligatorischen arbeitsintensiven Ausgrabung, obwohl Sie immer noch an der Unterwasserposition des Sammlers basteln müssen. Eine Sondergenehmigung für solche Arbeiten wird ebenfalls benötigt.

Eine geothermische Anlage mit Wasserenergie ist jedoch immer noch die wirtschaftlichste.

Mach es selbst: was und wie

Wenn Sie bereits eine eigene Erdwärmeheizung installieren, ist es immer noch besser, den externen Stromkreis fertig zu kaufen. Natürlich betrachten wir nur Möglichkeiten der horizontalen Anordnung des externen Wärmetauschers: unter der Bodenoberfläche oder unter Wasser.

Es ist viel schwieriger, einen vertikalen Bohrlochsammler selbst zu montieren, wenn Sie nicht über die Ausrüstung und die Bohrfähigkeiten verfügen.

Die Wärmepumpe ist kein zu großes Gerät. In Ihrem Haus nimmt es nicht viel Platz ein. Schließlich ist es in seiner Größe beispielsweise mit einem herkömmlichen Festbrennstoffkessel vergleichbar. Das Anschließen der Innenkontur Ihres Hauses ist eine einfache Aufgabe.

Tatsächlich wird alles genauso gemacht wie beim Organisieren und Heizungsverkabelung unter Verwendung traditioneller Wärmequellen. Die Hauptschwierigkeit ist die Anordnung der externen Schaltung.

Die beste Option wäre die Verwendung eines Gewässers, wenn sich eines in einer Entfernung von nicht mehr als 100 m befindet. Es ist erforderlich, dass seine Fläche 200 m² überschreitet. m und Tiefe - 3 m (durchschnittlicher Gefrierparameter). Wenn dieses Reservoir Ihnen nicht gehört, besteht möglicherweise ein Problem darin, die Erlaubnis zur Verwendung zu erhalten.

Wenn der Stausee ein Teich ist, der sich in Ihrem Besitz befindet, wird die Angelegenheit vereinfacht. Wasser aus dem Teich kann vorübergehend abgepumpt werden. Dann kann die Arbeit an seinem Boden leicht erledigt werden: Es wird notwendig sein, die Rohre in einer Spirale zu verlegen und sie in dieser Position zu fixieren.

Erdarbeiten werden nur zum Graben eines Grabens benötigt, der zum Verbinden des externen Stromkreises mit der Wärmepumpe benötigt wird.

Nach Abschluss aller Arbeiten kann der Teich wieder mit Wasser gefüllt werden. In den nächsten Jahren sollte ein externer Wärmetauscher ordnungsgemäß funktionieren und seinem Besitzer keine Probleme bereiten.

Wenn Sie über ein Grundstück verfügen, auf dem Sie nur Wohnungen bauen und einen Garten anlegen müssen, ist es sinnvoll, einen horizontalen Wärmetauscher vom Bodentyp zu planen.

Hierzu sollte eine vorläufige Berechnung der Fläche des zukünftigen Sammlers auf der Grundlage der oben bereits angegebenen Parameter vorgenommen werden: 250-300 sq. m Sammler pro 100 Quadratmeter. m beheizter Bereich des Hauses.

Die Gräben, in denen die Rohre des Kreislaufs verlegt werden sollen, müssen unterhalb des Gefriergrades des Bodens gegraben werden.

Und noch besser - entfernen Sie einfach den Boden bis zum Einfrieren, verlegen Sie die Rohre und bringen Sie den Boden wieder an seinen Platz zurück. Die Arbeit ist zeitaufwändig, schwierig, aber mit einem großen Wunsch und einer großen Entschlossenheit können Sie sie erledigen.

Kosten und Amortisationsaussichten

Die Kosten für Geräte und deren Installation während des Baus der Erdwärme hängen von der Kapazität des Geräts und vom Hersteller ab.

Jeder wählt einen Hersteller, der sich an seinen eigenen Überlegungen und Informationen über den Ruf und die Zuverlässigkeit einer bestimmten Marke orientiert. Die Leistung hängt jedoch vom Bereich des zu wartenden Raums ab.

Wenn wir die Leistung genau berücksichtigen, variieren die Kosten für Wärmepumpen in den folgenden Bereichen:

• 4-5 kW - 3000-7000 konventionelle Einheiten;
• 5-10 kW - 4000-8000 konventionelle Einheiten;
• 10-15 kW - 5000-10000 konventionelle Einheiten.

Wenn wir zu diesem Betrag die Kosten hinzufügen, die für die Fertigstellung der Installationsarbeiten erforderlich sind (20-40%), erhalten wir einen Betrag, der für viele völlig unrealistisch erscheint.

Aber all diese Kosten werden sich zu vernünftigen Konditionen auszahlen. In Zukunft müssen Sie nur noch unwesentliche Kosten für den für den Betrieb der Pumpe erforderlichen Strom bezahlen. Und das ist alles!

Wie die Praxis zeigt, ist die geothermische Heizung besonders für Häuser mit einer beheizten Gesamtfläche von 150 Quadratmetern von Vorteil. m. Für fünf bis acht Jahre zahlen sich alle Kosten für die Einrichtung von Heizungssystemen in diesen Häusern vollständig aus.

Wenn Geothermie bei Eigentümern von Privathäusern nicht besonders gefragt ist, haben die Bewohner der südlichen Regionen die Effizienz der Gelsysteme bereits geschätzt. Technologie Solaranlagen einfach genug, und seine Kosteneffizienz und Praktikabilität wird durch langjährige Erfahrung in der Verwendung durch westliche Länder und unsere Landsleute bestätigt.

Weitere Informationen zu alternativen Energiequellen finden Sie in dieser Artikel.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wenn Sie visuelle Informationen leichter wahrnehmen können, können Sie in diesem Video mit eigenen Augen sehen, wie das geothermische System funktioniert, und mehr darüber erfahren, wer und warum diese Art der Heizung von Vorteil ist.

Wir laden Sie ein, sich ein kurzes Video anzusehen, in dem der Besitzer eines horizontalen Untergrundsammlers über seine Eindrücke von seiner Funktionsweise berichtet.In diesem Video erfahren Sie außerdem, welche Betriebskosten mit dem Betrieb eines Erdwärmesystems verbunden sind.

Jeder Eigentümer eines Privathauses entscheidet für sich, ob er die Dienste von ressourcenversorgenden Organisationen kauft oder sich nur auf sich selbst verlässt. Dabei orientiert er sich an einer Liste von Überlegungen.

Das Ziel, das wir uns gesetzt haben, ist nicht, Sie zu einem fertigen Abschluss zu bringen, sondern Informationen über Optionen zur Lösung des Problems auszutauschen, mit dem Sie konfrontiert sind.

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