Geothermische verwarmingssystemen van een landhuis: kenmerken om het zelf te maken

We weten dat geothermie de hitte van de aarde is, en de term 'geothermie' wordt vaak geassocieerd met vulkanen en geisers in ons land. In Rusland wordt aardwarmte voornamelijk op industriële schaal gebruikt, er zijn bijvoorbeeld elektriciteitscentrales uit het Verre Oosten die draaien op de warmte van onze planeet.

Veel mensen weten zeker dat het thuis maken van geothermische verwarming iets is uit het rijk van de fantasie. Juist? Maar dit is helemaal verkeerd! Met de ontwikkeling van moderne technologie is het huishoudelijk gebruik van "groene energie" heel reëel geworden.

We zullen praten over de principes van alternatieve verwarming, de voor- en nadelen ervan, vergelijkbaar met traditionele verwarmingssystemen. Ook leert u zelf waar de warmtewisselaar zich bevindt en hoe u zelf aardwarmte monteert.

Enkele historische feiten

Toen de oliecrisis uitbrak in de jaren 70 van de vorige eeuw, ontstond er in het Westen een brandende behoefte alternatieve energiebronnen. Het was in die tijd dat de eerste geothermische verwarmingssystemen werden gecreëerd.

Tegenwoordig worden ze veel gebruikt in de Verenigde Staten, Canada en West-Europese landen.

In Zweden wordt bijvoorbeeld actief gebruik gemaakt van het Oostzeewater, waarvan de temperatuur + 4 ° С bedraagt. In Duitsland wordt de introductie van geothermische verwarmingssystemen zelfs op staatsniveau gesponsord.

In Rusland werken Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya en andere geothermische centrales. Maar de feiten over het gebruik van de energie van de aarde in onze privésector zijn er maar heel weinig.

De echte voor- en nadelen

Als in Rusland de geothermische verwarming van de particuliere sector relatief klein is, betekent dit dan dat het idee de kosten van de implementatie niet waard is? Misschien moet je dit probleem niet aanpakken? Dit bleek niet zo te zijn.

Het gebruik van een geothermisch verwarmingssysteem is een winstgevende oplossing. Hiervoor zijn verschillende redenen. Onder hen is de snelle installatie van apparatuur die lange tijd zonder onderbrekingen kan werken.

Als u geen water maar hoogwaardige antivries in het verwarmingssysteem gebruikt, zal het niet bevriezen en zal de slijtage minimaal zijn.

We noemen andere voordelen van dit type verwarming.

• De procedure voor het verbranden van brandstof is uitgesloten. We creëren een absoluut brandveilig systeem, dat tijdens de werking geen schade aan de behuizing kan veroorzaken. Bovendien zijn een aantal andere aspecten die verband houden met de aanwezigheid van brandstof uitgesloten: nu is het niet nodig om een ​​plaats te zoeken voor opslag, om deel te nemen aan de voorbereiding of levering.
• Significante economische voordelen. Tijdens de werking van het systeem zijn geen extra investeringen vereist. Jaarlijkse verwarming wordt geleverd door de krachten van de natuur, die we niet kopen. Natuurlijk wordt tijdens de werking van de warmtepomp elektrische energie verbruikt, maar tegelijkertijd overschrijdt het geproduceerde volume van energie het verbruik aanzienlijk.
• Omgevingsfactor. Geothermische verwarming van een privé landhuis is een milieuvriendelijke oplossing. De afwezigheid van een verbrandingsproces sluit het binnendringen van verbrandingsproducten in de atmosfeer uit. Als veel mensen dit beseffen en een dergelijk warmtetoevoersysteem een ​​wijdverbreide verspreiding zal krijgen, zal de negatieve impact van mensen op de natuur sterk worden verminderd.
• Compact systeem. U hoeft in uw woning geen aparte stookruimte te organiseren. Het enige dat nodig is, is een warmtepomp, die bijvoorbeeld in de kelder kan worden geplaatst. De meest volumineuze contour van het systeem bevindt zich ondergronds of onder water, op het oppervlak van uw site zult u het niet zien.
• Multifunctionaliteit. Het systeem kan zowel voor verwarming in het koude seizoen als voor koeling tijdens de zomerhitte werken. Dat wil zeggen, het zal voor u niet alleen een verwarming vervangen, maar ook een airconditioning.
• Akoestisch comfort. De warmtepomp werkt bijna geruisloos.

De keuze voor een geothermisch verwarmingssysteem is economisch haalbaar, ondanks het feit dat u geld moet uitgeven aan de aanschaf en installatie van apparatuur.

Het nadeel van het systeem zijn trouwens juist de kosten die je moet maken om het systeem te installeren en klaar te maken voor werk. Het is noodzakelijk om de pomp zelf en sommige materialen te kopen om de installatie van het externe spruitstuk en het interne circuit te voltooien.

Deze kosten betalen zich echter al in de eerste paar jaar van gebruik uit. Het gebruik van een opvangbak die in de grond is gelegd of in water is ondergedompeld, kan aanzienlijke kosten besparen.

Bovendien is het installatieproces zelf niet zo ingewikkeld dat het externe specialisten uitnodigt voor de implementatie ervan. Als u niet boort, kan al het andere onafhankelijk worden gedaan.

Opgemerkt moet worden dat sommige ambachtslieden, in een poging om geld te besparen, geothermie hebben leren verzamelen eigen warmtepomp.

Over bronnen van geothermische verwarming

Voor geothermische verwarming kunt u de volgende bronnen van terrestrische thermische energie gebruiken:

• hoge temperatuur;
• lage temperatuur.

Hoge temperatuurbronnen zijn bijvoorbeeld thermische bronnen. U kunt ze gebruiken, maar de reikwijdte van hun toepassing is beperkt tot de daadwerkelijke locatie van dergelijke bronnen.

Als dit type energie actief wordt gebruikt in IJsland, zijn de thermische wateren in Rusland verre van nederzettingen. Ze zijn zoveel mogelijk geconcentreerd in Kamtsjatka, waar ondergronds water als koelmiddel wordt gebruikt en aan warmwatervoorzieningssystemen wordt geleverd.

Maar voor het gebruik van lagetemperatuurbronnen hebben we alle noodzakelijke voorwaarden. Voor dit doel zijn de omringende luchtmassa's, aarde of water geschikt.

Om de benodigde energie te onttrekken met behulp van een warmtepomp. Met zijn hulp vindt de procedure voor het omzetten van de omgevingstemperatuur in thermische energie van niet alleen verwarming, maar ook de warmwatervoorziening van een privéwoningbezit plaats.

Het principe van de werking van dergelijke verwarming

Als u bekend bent met hoe het werkt airconditioning of koelkast, dan is de overeenkomst van deze processen met het principe van de werking van geothermische verwarming duidelijk. De basis van het systeem is een warmtepomp, die is opgenomen in twee circuits - extern en intern.

Om een ​​traditioneel verwarmingssysteem in elk huis te organiseren, moeten er buizen in worden gemonteerd voor het transport van de koelvloeistof en radiatoren, wanneer verwarmd, zal de warmte het pand binnenkomen. In ons geval zijn ook leidingen en radiatoren nodig. Ze vormen het interne circuit van het systeem. Kan aan het circuit worden toegevoegd warme vloeren.

Het externe circuit ziet er veel groter uit dan het interne, hoewel de afmetingen alleen kunnen worden geschat tijdens de planning- en installatieperiode. Tijdens bedrijf is het onzichtbaar omdat het ondergronds of onder water is. Gewoon water of antivries op basis van ethyleenglycol circuleert in dit circuit, wat veel de voorkeur heeft.

Koelvloeistof in het externe circuit warmt het op tot de toestand van het medium waarin het is ondergedompeld en wordt het in “verwarmde” vorm naar de warmtepomp gestuurd. Hierdoor wordt geconcentreerde warmte gecommuniceerd naar het interne circuit, waardoor het water in de leidingen, radiatoren en vloerverwarming wordt verwarmd.

Het belangrijkste element dat het hele systeem nieuw leven inblaast, is dus de warmtepomp. Als uw huis een gewone wasmachine heeft, weet dan: deze pomp zal ongeveer hetzelfde gebied in beslag nemen.

Om te werken heeft hij elektriciteit nodig, maar met een verbruik van slechts 1 kW zorgt hij voor de opwekking van 4-5 kW warmte. En dit is geen wonder, aangezien de bron van "extra" energie bekend is - dit is de omgeving.

Twee soorten warmtewisselaaropstellingen

Er zijn twee opties om een ​​privéwoning te verwarmen met energie-elementen van lage temperatuur uit de omgeving. De basis van het systeem is in alle drie de gevallen een geothermische pomp.

Het interne circuit blijft ongewijzigd voor elke verwarmingsmethode en het belangrijkste verschil is de locatie van het externe circuit.

Geothermische verwarming gebeurt met een warmtewisselaar die is geplaatst:

• rechtop - gelokaliseerd in putten die de watervoerende laag onthullen of niet openen;
• horizontaal - warmtewisselaars van systemen worden in de vorm van een soort spiraal in een put of open vijver geplaatst.

Elk van de hier gegeven soorten verwarming wordt gekenmerkt door zijn kenmerken, nadelen en voordelen.

Als u van plan bent om met uw eigen handen zo'n verwarmingssysteem te maken, zult u meer willen weten over elk type.

Optie # 1. Verticale plaatsing van een externe verzamelaar

Dit type verwarming is gebaseerd op een interessant natuurlijk fenomeen: op een diepte van 50-100 m en meer van het oppervlak heeft de aarde het hele jaar door dezelfde en constante temperatuur van 10-12 ° C.

Om deze aardsenergie te kunnen gebruiken, is het nodig boor verticale putten. De technologie is bijna hetzelfde als het voorbereiden van een waterbron.

Om het behoud van het landschap te maximaliseren, kunt u vanuit hetzelfde startpunt, maar vanuit verschillende hoeken, meerdere buizen boren.

Het externe circuit van het systeem wordt direct in deze putten gemonteerd. Hierdoor wordt de warmte van de aarde effectief afgevoerd. Deze methode is natuurlijk moeilijk eenvoudig en low-budget te noemen.

Het is relevant in het geval dat het gebied naast het huis al is uitgerust en schending van het landschap ongepast is. De diepte van boorputten kan oplopen van 50 tot 200 meter.

De specifieke parameters van de put hangen af ​​van de geologische situatie op de site en de parameters van de toekomstige structuur. De levensduur van dit ontwerp is ongeveer 100 jaar.

Om een ​​verticale versie van een systeem te installeren met een warmtewisselaar die ondergrondse waterkracht onttrekt, moeten twee waterlagen worden geboord.

Van een van hen, debet genaamd, wordt met behulp van een pomp water onttrokken, dat na warmteoverdracht overgaat in de tweede, ontvangende generatie.

Optie # 2. Horizontale opstelling van grondopvangbak

Om de buitencontour te leggen met een horizontale verwarmingsmethode, moet u weten hoe diep de grond in uw gebied bevriest.

Leidingen worden onder het vriesniveau gelegd in vooraf voorbereide greppels, terwijl ze een vrij grote ruimte innemen: om een ​​huis te verwarmen met een oppervlakte van 200-250 vierkante meter. m, je moet ongeveer 600 vierkante meter gebruiken. m van warmtewisselaar. Dat zijn zeshonderd delen.

Het is duidelijk dat onder dergelijke omstandigheden het volume aan grondwerk aanzienlijk zal zijn.Bovendien moet u rekening houden met de locatie van bomen en andere vegetatie op de site, om ze niet te bevriezen. Zo is het bijvoorbeeld onmogelijk om de collectorpijpen dichter dan anderhalve meter van de bomen te plaatsen.

Deze installatiemethode wordt in de regel gebruikt in die gevallen waarin de site net onder de knie is voor constructie. Alle berekeningen en plannen voor de bouw van het huisje, de organisatie van de verwarming en de planning van het land kunnen het beste tegelijkertijd worden gedaan.

Onderdompeling van een horizontale warmtewisselaar in een vijver

Deze methode vereist een speciale regeling van het eigenwoningbezit - op een afstand van ongeveer 100 m van een reservoir met voldoende diepte. Bovendien mag het gespecificeerde reservoir niet naar beneden bevriezen, waar het externe circuit van het systeem zich zal bevinden. En hiervoor mag de oppervlakte van het reservoir niet minder zijn dan 200 vierkante meter. m

Het voor de hand liggende voordeel van deze methode is het ontbreken van verplichte arbeidsintensieve graafwerkzaamheden, al moet je nog wel sleutelen aan de onderwaterlocatie van de verzamelaar. En voor dergelijke werkzaamheden is ook een speciale vergunning nodig.

Een geothermische installatie met waterkracht is echter nog steeds de meest economische.

Doe het zelf: wat en hoe

Als u al uw eigen geothermische verwarming installeert, is het externe circuit nog steeds beter om kant-en-klaar te kopen. Uiteraard kijken we alleen naar manieren van horizontale plaatsing van de externe warmtewisselaar: onder de grond of onder water.

Het is veel moeilijker om zelf een verticale boorgatcollector te monteren als u niet over de apparatuur en boorvaardigheden beschikt.

De warmtepomp is niet te groot apparaat. In je huis neemt het niet veel ruimte in beslag. Qua formaat is het bijvoorbeeld vergelijkbaar met een conventionele vaste brandstofketel. Het aansluiten van de interne contour van uw huis is een eenvoudige taak.

In feite wordt alles precies hetzelfde gedaan als bij het organiseren en verwarming bedrading met traditionele warmtebronnen. De grootste moeilijkheid is de opstelling van het externe circuit.

De beste optie zou zijn om een ​​waterlichaam te gebruiken als er een is op een afstand van niet meer dan 100 m. Het is noodzakelijk dat het gebied groter is dan 200 vierkante meter. m, en diepte - 3 m (gemiddelde vriesparameter). Als dit reservoir niet van u is, kan het een probleem zijn om toestemming te krijgen om het te gebruiken.

Als het reservoir een vijver is die in uw bezit is, wordt de zaak vereenvoudigd. Water uit de vijver kan tijdelijk worden weggepompt. Dan kan het werken aan de onderkant gemakkelijk worden gedaan: het is nodig om de buizen in een spiraal te leggen en ze in deze positie te bevestigen.

Grondwerk is alleen nodig voor het graven van een greppel, die nodig is om het externe circuit op de warmtepomp aan te sluiten.

Nadat alle werkzaamheden zijn afgerond, kan de vijver weer met water worden gevuld. De komende jaren moet een externe warmtewisselaar naar behoren werken en mag hij de eigenaar geen problemen bezorgen.

Als u beschikt over een stuk grond waarop u alleen woningen hoeft te bouwen en een tuin moet laten groeien, is het logisch om een ​​horizontale warmtewisselaar van het bodemtype te plannen.

Hiervoor moet een voorlopige berekening van de oppervlakte van de toekomstige verzamelaar worden gemaakt, op basis van de parameters die hierboven al zijn aangegeven: 250-300 vierkante meter. m verzamelaar per 100 vierkante meter. m van verwarmde ruimte van het huis.

De sleuven waarin de leidingen van het circuit moeten worden gelegd, moeten onder het vriesniveau van de grond worden gegraven.

En nog beter: verwijder gewoon de grond tot de diepte van het vriespunt, leg de pijpen en breng de grond vervolgens terug op zijn plaats. Het werk is tijdrovend, moeilijk, maar met een groot verlangen en vastberadenheid kun je het voltooien.

Kosten en terugverdiend vooruitzicht

De kosten van apparatuur en de installatie ervan tijdens de constructie van geothermische verwarming zijn afhankelijk van de capaciteit van de unit en van de fabrikant.

Iedereen kiest een fabrikant, geleid door zijn eigen overwegingen en informatie over de reputatie en betrouwbaarheid van een bepaald merk. Maar de stroom is afhankelijk van het gebied van de kamer dat moet worden onderhouden.

Als we precies rekening houden met het vermogen, variëren de kosten van warmtepompen in de volgende bereiken:

• 4-5 kW - 3000-7000 conventionele units;
• 5-10 kW - 4000-8000 conventionele eenheden;
• 10-15 kW - 5000-10000 conventionele eenheden.

Tellen we bij dit bedrag de kosten die nodig zijn om de installatiewerkzaamheden te voltooien (20-40%), dan krijgen we een bedrag dat voor velen volkomen onrealistisch lijkt.

Maar al deze kosten zullen in redelijk redelijke termen worden beloond. In de toekomst hoeft u alleen onbeduidende kosten te betalen voor elektriciteit die nodig is voor de werking van de pomp. En dat is alles!

Zoals de praktijk laat zien, is geothermische verwarming vooral gunstig voor woningen met een totaal verwarmd oppervlak van 150 vierkante meter. m. Gedurende vijf tot acht jaar betalen alle kosten voor het installeren van verwarmingssystemen in deze huizen hun vruchten af.

Als geothermische verwarming niet bijzonder in trek is bij eigenaren van privéwoningen, wordt de efficiëntie van de gelsystemen al gewaardeerd door inwoners van de zuidelijke regio's. Technologie zonne-verwarming eenvoudig genoeg, en de kosteneffectiviteit en bruikbaarheid wordt bevestigd door jarenlange ervaring in het gebruik door westerse landen en onze landgenoten.

Aanvullende informatie over alternatieve energiebronnen is opgenomen in dit artikel.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Als u gemakkelijker visuele informatie kunt waarnemen, kunt u met deze video met eigen ogen zien hoe het geothermische systeem functioneert en leert u meer over wie en waarom dit type verwarming nuttig is.

We nodigen u uit om een ​​korte video te bekijken waarin de eigenaar van een horizontale ondergrondverzamelaar vertelt over zijn indrukken van de werking.Door deze video te bekijken, leert u bovendien over de lopende kosten in verband met het gebruik van een geothermisch verwarmingssysteem.

Elke eigenaar van een privéwoning kiest zelf of hij de diensten van hulpbronnenleveranciers koopt of alleen op zichzelf vertrouwt. Daarbij laat hij zich leiden door een lijst met overwegingen.

Het doel dat we onszelf hebben gesteld, is niet om u tot een definitieve conclusie te brengen, maar om informatie te delen over opties voor het oplossen van het probleem waarmee u wordt geconfronteerd.

Heeft u iets aan te vullen of heeft u vragen over de geothermische verwarming van een woonhuis? Je kunt reacties achterlaten op de publicatie. Het contactformulier bevindt zich in het onderste blok.