Sistemi di riscaldamento geotermico di una casa di campagna: caratteristiche per realizzarlo da soli

Sappiamo che la geotermia è il calore della Terra e il termine "geotermia" è spesso associato a vulcani e geyser nel nostro paese. In Russia, l'energia geotermica viene utilizzata principalmente su scala industriale, ad esempio ci sono centrali elettriche dell'Estremo Oriente che operano sulla base del calore del nostro pianeta.

Molte persone sono sicure che il riscaldamento geotermico domestico a casa sia qualcosa del regno della fantasia. Non è vero? Ma questo è completamente sbagliato! Con lo sviluppo della tecnologia moderna, l'uso domestico di "energia verde" è diventato abbastanza reale.

Parleremo dei principi del riscaldamento alternativo, dei suoi vantaggi e svantaggi, comparabili con i sistemi di riscaldamento tradizionali. Imparerai anche la posizione dello scambiatore di calore e come montare tu stesso il riscaldamento geotermico.

Alcuni fatti storici

Quando la crisi petrolifera è scoppiata negli anni '70 del secolo scorso, in Occidente è sorto un ardente bisogno fonti di energia alternativa. Fu in quel momento che iniziarono a essere creati i primi sistemi di riscaldamento geotermico.

Oggi sono ampiamente utilizzati negli Stati Uniti, in Canada e nei paesi dell'Europa occidentale.

Ad esempio, in Svezia viene utilizzata attivamente l'acqua del Mar Baltico, la cui temperatura è + 4 ° С. In Germania, l'introduzione di sistemi di riscaldamento geotermico è persino sponsorizzata a livello statale.

In Russia operano Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya e altre centrali geotermiche. Ma i fatti relativi all'utilizzo dell'energia della Terra nel nostro settore privato sono molto pochi.

I veri vantaggi e svantaggi

Se in Russia il riscaldamento geotermico del settore privato è relativamente piccolo, significa che l'idea non vale il costo della sua attuazione? Forse non dovresti affrontare questo problema? Si è scoperto che non è così.

L'uso di un sistema di riscaldamento geotermico è una soluzione redditizia. Ci sono diverse ragioni per questo. Tra questi vi è la rapida installazione di apparecchiature in grado di funzionare a lungo senza interruzioni.

Se non usi acqua, ma antigelo di alta qualità nel sistema di riscaldamento, non si congela e la sua usura sarà minima.

Elenchiamo altri vantaggi di questo tipo di riscaldamento.

• È esclusa la procedura per la combustione del combustibile. Stiamo creando un sistema assolutamente ignifugo che, durante il suo funzionamento, non sarà in grado di causare danni alle abitazioni. Inoltre, sono esclusi una serie di altri aspetti legati alla presenza di carburante: ora non è necessario cercare un posto per il suo stoccaggio, per impegnarsi nella sua preparazione o consegna.
• Significativi benefici economici. Durante il funzionamento del sistema, non sono richiesti ulteriori investimenti. Il riscaldamento annuale è fornito dalle forze della natura, che non acquistiamo. Naturalmente, durante il funzionamento della pompa di calore, viene consumata energia elettrica, ma allo stesso tempo, il volume di energia prodotta supera significativamente il consumo.
• Fattore ambientale. Il riscaldamento geotermico di una casa di campagna privata è una soluzione ecologica. L'assenza di un processo di combustione esclude l'ingresso di prodotti della combustione nell'atmosfera. Se molte persone lo capiranno e un tale sistema di fornitura di calore riceverà la dovuta distribuzione diffusa, l'impatto negativo delle persone sulla natura sarà notevolmente ridotto.
• Sistema compatto. Non è necessario organizzare un locale caldaia separato in casa. Tutto ciò che sarà necessario è una pompa di calore, che può essere posizionata, ad esempio, nel seminterrato. Il contorno più voluminoso del sistema sarà localizzato sottoterra o sott'acqua, sulla superficie del tuo sito non lo vedrai.
• Versatilità. Il sistema può funzionare sia per il riscaldamento nella stagione fredda, sia per il raffreddamento durante la calura estiva. Cioè, in realtà, sostituirà per te non solo un riscaldatore, ma anche un condizionatore d'aria.
• Comfort acustico. La pompa di calore funziona quasi in silenzio.

La scelta di un sistema di riscaldamento geotermico è economicamente praticabile, nonostante sia necessario spendere soldi per l'acquisto e l'installazione di attrezzature.

A proposito, lo svantaggio del sistema sono proprio i costi che devi sostenere per installare il sistema e prepararlo al lavoro. Sarà necessario acquistare la pompa stessa e alcuni materiali per completare l'installazione del collettore esterno e del circuito interno.

Tuttavia, questi costi pagano solo nei primi anni di attività. L'uso successivo di un collettore steso nel terreno o immerso in acqua può risparmiare costi significativi.

Inoltre, il processo di installazione stesso non è così complicato da invitare specialisti esterni per la sua implementazione. Se non esegui il drill, tutto il resto può essere eseguito in modo indipendente.

Va notato che alcuni artigiani, nel tentativo di risparmiare denaro, hanno imparato a raccogliere geotermia propria pompa di calore.

Informazioni sulle fonti di riscaldamento geotermico

Per il riscaldamento geotermico, è possibile utilizzare le seguenti fonti di energia termica terrestre:

• alta temperatura;
• bassa temperatura.

Le fonti ad alta temperatura includono, ad esempio, sorgenti termali. Puoi usarli, ma l'ambito della loro applicazione è limitato alla posizione effettiva di tali fonti.

Se questo tipo di energia viene attivamente utilizzato in Islanda, in Russia le acque termali sono lontane dagli insediamenti. Per quanto possibile, sono concentrati in Kamchatka, dove l'acqua sotterranea viene utilizzata come refrigerante e fornita ai sistemi di approvvigionamento di acqua calda.

Ma per l'uso di fonti a bassa temperatura, abbiamo tutti i prerequisiti necessari. A tale scopo, sono adatte le masse d'aria circostanti, la terra o l'acqua.

Per estrarre l'energia necessaria usando una pompa di calore. Con il suo aiuto, esiste una procedura per convertire la temperatura ambiente in energia termica non solo per il riscaldamento, ma anche per l'approvvigionamento di acqua calda a un'abitazione privata.

Il principio di funzionamento di tale riscaldamento

Se hai familiarità con come funziona condizionatore d'aria o frigo, quindi la somiglianza di questi processi con il principio di funzionamento del riscaldamento geotermico è evidente. La base del sistema è una pompa di calore, che è inclusa in due circuiti: esterno e interno.

Per organizzare un sistema di riscaldamento tradizionale in qualsiasi casa, è necessario montare tubi per il trasporto del liquido di raffreddamento e i radiatori, quando riscaldati, il calore entrerà nei locali. Nel nostro caso, sono necessari anche tubi e radiatori. Costituiscono il circuito interno del sistema. Può essere aggiunto al circuito pavimenti caldi.

Il circuito esterno sembra molto più grande di quello interno, sebbene le sue dimensioni possano essere stimate solo durante il periodo di pianificazione e installazione. Durante il funzionamento, è invisibile perché è sotterraneo o sott'acqua. Antigelo ordinario a base di acqua o glicole etilenico circola all'interno di questo circuito, il che è molto preferibile.

mezzo termico nel circuito esterno si riscalda allo stato del mezzo in cui è immerso e viene inviato in forma "riscaldata" alla pompa di calore. Attraverso di esso, il calore concentrato viene comunicato al circuito interno, a seguito del quale viene riscaldata l'acqua nei tubi, nei radiatori e nel riscaldamento a pavimento.

Pertanto, l'elemento chiave che rivitalizza l'intero sistema è la pompa di calore. Se la tua casa ha una normale lavatrice, allora sappi: questa pompa occuperà approssimativamente la stessa area.

Per lavorare, ha bisogno di elettricità, ma, consumando solo 1 kW, fornisce la generazione di 4-5 kW di calore. E questo non è un miracolo, poiché la fonte di energia "aggiuntiva" è nota: questo è l'ambiente.

Due tipi di disposizione degli scambiatori di calore

Esistono due opzioni per il riscaldamento di una casa privata utilizzando elementi energetici a bassa temperatura dell'ambiente. La base del sistema in tutti e tre i casi è una pompa geotermica.

Il circuito interno rimane invariato per qualsiasi metodo di riscaldamento e la differenza principale è la posizione del circuito esterno.

Il riscaldamento geotermico avviene con uno scambiatore di calore situato:

• verticale - situato in pozzi che rivelano o non aprono la falda acquifera;
• orizzontalmente - gli scambiatori di calore dei sistemi sono collocati in una fossa o in uno stagno aperto sotto forma di una sorta di bobina.

Ciascuno dei tipi di riscaldamento qui indicati è caratterizzato dalle sue caratteristiche, svantaggi e vantaggi.

Se hai intenzione di creare un tale sistema di riscaldamento con le tue mani, sarai interessato a saperne di più su ogni tipo.

Opzione n. 1. Posizionamento verticale di un collettore esterno

Questo tipo di riscaldamento si basa su un interessante fenomeno naturale: a una profondità di 50-100 m o più dalla sua superficie, la terra ha la stessa e costante temperatura di 10-12 ° C tutto l'anno.

Per poter utilizzare questa energia terrestre, è necessario perforare pozzi verticali. La tecnologia è quasi uguale alla preparazione di una fonte d'acqua.

Al fine di massimizzare la conservazione del paesaggio, è possibile perforare più tubi dallo stesso punto di partenza, ma da diverse angolazioni.

Il circuito esterno del sistema verrà montato direttamente in questi pozzi. Questo effettivamente toglierà il suo calore dalla terra. Ovviamente, questo metodo difficilmente può essere definito semplice ed economico.

È rilevante nel caso in cui il territorio adiacente alla casa sia già attrezzato e la violazione del suo paesaggio sia inappropriata. La profondità della perforazione del pozzo può raggiungere da 50 a 200 metri.

I parametri specifici del pozzo dipendono dalla situazione geologica del sito e dai parametri della struttura futura. La durata di questo design è di circa 100 anni.

Per installare una versione verticale di un sistema con uno scambiatore di calore che estrae l'energia dell'acqua sotterranea, sarà necessario perforare due falde acquifere.

Di uno di questi, chiamato debito, con l'aiuto di una pompa, viene prelevata l'acqua, che dopo il trasferimento di calore si fonde nella seconda, ricevendo generazione.

Opzione n. 2. Disposizione orizzontale del collettore del suolo

Per posare il contorno esterno con un tipo di riscaldamento orizzontale, devi sapere quanto in profondità il terreno si congela nella tua zona.

I tubi vengono posati al di sotto del livello di congelamento in trincee pre-preparate, catturando allo stesso tempo uno spazio piuttosto grande: riscaldare una casa con un'area di 200-250 metri quadrati. m, devi usare circa 600 metri quadrati. m di scambiatore di calore. Sono seicento parti.

È chiaro che in tali condizioni, il volume dei lavori di sterro sarà significativo.Inoltre, devi considerare in termini di posizione degli alberi e altra vegetazione sul sito, in modo da non congelarli. Ad esempio, è impossibile posizionare i tubi del collettore a meno di un metro e mezzo dagli alberi.

Questo metodo di installazione viene utilizzato, di regola, in quei casi in cui il sito è appena stato masterizzato per la costruzione. Tutti i calcoli e i piani per la costruzione del cottage, l'organizzazione del suo riscaldamento e la pianificazione del terreno vengono eseguiti contemporaneamente.

Immersione di uno scambiatore di calore orizzontale in uno stagno

Questo metodo richiede una disposizione speciale della proprietà della casa - a una distanza di circa 100 m da un serbatoio di profondità sufficiente. Inoltre, il serbatoio specificato non deve congelare fino in fondo, dove verrà posizionato il circuito esterno del sistema. E per questo, l'area del serbatoio non può essere inferiore a 200 metri quadrati. m.

L'ovvio vantaggio di questo metodo è la mancanza di scavi obbligatori ad alta intensità di lavoro, sebbene sia ancora necessario armeggiare con la posizione subacquea del collettore. E sarà necessario anche un permesso speciale per tale lavoro.

Tuttavia, un impianto geotermico che utilizza l'energia dell'acqua è ancora il più economico.

Fai da te: cosa e come

Se installi già il tuo riscaldamento geotermico, allora è meglio acquistare un circuito già pronto per il circuito esterno. Naturalmente, consideriamo solo i modi di disposizione orizzontale dello scambiatore di calore esterno: sotto la superficie del terreno o sott'acqua.

È molto più difficile montare da soli un collettore verticale da pozzo se non si dispone dell'attrezzatura e delle capacità di perforazione.

La pompa di calore non è un'apparecchiatura troppo grande. Nella tua casa, non occupa molto spazio. Dopotutto, per dimensioni è paragonabile, ad esempio, a una caldaia convenzionale a combustibile solido. Collegare il contorno interno della tua casa ad esso è un compito semplice.

In effetti, tutto è fatto esattamente come quando si organizza e cablaggio di riscaldamento utilizzando fonti di calore tradizionali. La principale difficoltà è la disposizione del circuito esterno.

L'opzione migliore sarebbe quella di utilizzare un corpo idrico se ce n'è uno a una distanza non superiore a 100 m. È necessario che la sua superficie superi i 200 mq. m, e profondità - 3 m (parametro di congelamento medio). Se questo serbatoio non ti appartiene, è possibile che si stia ottenendo l'autorizzazione per utilizzarlo.

Se il serbatoio è uno stagno che è in tuo possesso, allora la questione è semplificata. L'acqua dello stagno può essere temporaneamente espulsa. Quindi il lavoro sul suo fondo può essere fatto facilmente: sarà necessario posare i tubi a spirale, fissandoli in questa posizione.

I lavori di terra saranno necessari solo per scavare una trincea, che sarà necessaria per collegare il circuito esterno alla pompa di calore.

Dopo che tutti i lavori sono stati completati, lo stagno può essere riempito di nuovo con acqua. Nei prossimi anni, uno scambiatore di calore esterno dovrebbe funzionare correttamente e non causare problemi al suo proprietario.

Se hai a disposizione un appezzamento di terreno sul quale devi solo costruire alloggi e far crescere un giardino, ha senso pianificare uno scambiatore di calore orizzontale del tipo di terreno.

Per questo, dovrebbe essere effettuato un calcolo preliminare dell'area del futuro collezionista, sulla base dei parametri che sono già indicati sopra: 250-300 mq. m di collettore per 100 metri quadrati. m di area riscaldata della casa.

Le trincee in cui posare i tubi del circuito devono essere scavate al di sotto del livello di congelamento del terreno.

E ancora meglio: basta rimuovere il terreno fino alla profondità del suo gelo, posare i tubi e quindi riportare il terreno al suo posto. Il lavoro richiede tempo, è difficile, ma con un grande desiderio e determinazione, puoi completarlo.

Costi e prospettive di rimborso

I costi delle attrezzature e della loro installazione durante la costruzione del riscaldamento geotermico dipendono dalla capacità dell'unità e dal produttore.

Ognuno sceglie un produttore, guidato dalle proprie considerazioni e informazioni sulla reputazione e l'affidabilità di un particolare marchio. Ma la potenza dipende dall'area della stanza da riparare.

Se prendiamo in considerazione con precisione la potenza, il costo delle pompe di calore varia nei seguenti intervalli:

• 4-5 kW - 3000-7000 unità convenzionali;
• 5-10 kW - 4000-8000 unità convenzionali;
• 10-15 kW - 5000-10000 unità convenzionali.

Se aggiungiamo a questo importo i costi necessari per completare il lavoro di installazione (20-40%), otterremo un importo che per molti sembra completamente irrealistico.

Ma tutti questi costi pagheranno in termini abbastanza ragionevoli. In futuro, dovrai pagare solo spese insignificanti per l'elettricità necessaria per il funzionamento della pompa. E questo è tutto!

Come dimostra la pratica, il riscaldamento geotermico è particolarmente vantaggioso per le case con una superficie riscaldata totale di 150 metri quadrati. Da cinque a otto anni, tutti i costi di organizzazione dei sistemi di riscaldamento in queste case pagano completamente.

Se il riscaldamento geotermico non è particolarmente richiesto tra i proprietari di case private, l'efficienza dei sistemi di gel è già stata apprezzata dai residenti delle regioni meridionali. tecnologia impianti di riscaldamento solare abbastanza semplice, e la sua efficacia in termini di costi e praticità è confermata da molti anni di esperienza nell'uso da parte dei paesi occidentali e dei nostri compatrioti.

Ulteriori informazioni sulle fonti energetiche alternative sono fornite in questo articolo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Se per te è più facile percepire informazioni visive, questo video ti consentirà di vedere con i tuoi occhi come funziona il sistema geotermico, oltre a saperne di più su chi e perché questo tipo di riscaldamento è vantaggioso.

Ti invitiamo a guardare un breve video in cui il proprietario di un collezionista di sottosuolo orizzontale parlerà delle sue impressioni sul suo funzionamento.Inoltre, guardando questo video, imparerai i costi di gestione associati al funzionamento di un sistema di riscaldamento geotermico.

Ogni proprietario di una casa privata sceglie da solo se acquistare i servizi di organizzazioni che forniscono risorse o fare affidamento solo su se stesso. Nel fare ciò, è guidato da un elenco di considerazioni.

L'obiettivo che ci prefiggiamo non è di portarti a una conclusione pronta, ma di condividere informazioni sulle opzioni per risolvere il problema che stai affrontando.

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