Geotermalne systemy grzewcze w wiejskim domu: cechy samodzielnego wykonania

Wiemy, że geotermia jest ciepłem Ziemi, a termin „geotermia” jest często kojarzony z wulkanami i gejzerami w naszym kraju. W Rosji energia geotermalna jest wykorzystywana głównie na skalę przemysłową, na przykład istnieją elektrownie Dalekiego Wschodu działające w oparciu o ciepło naszej planety.

Wiele osób jest przekonanych, że domowe ogrzewanie geotermiczne w domu to coś z dziedziny fantasy. Tak? Ale to całkowicie źle! Wraz z rozwojem nowoczesnych technologii domowe wykorzystanie „zielonej energii” stało się całkiem realne.

Porozmawiamy o zasadach alternatywnego ogrzewania, jego zaletach i wadach, porównywalnych z tradycyjnymi systemami grzewczymi. Dowiesz się również o lokalizacji wymiennika ciepła i samodzielnym montażu ogrzewania geotermalnego.

Kilka faktów historycznych

Kiedy w latach 70. ubiegłego wieku wybuchł kryzys naftowy, na Zachodzie pojawiła się paląca potrzeba alternatywne źródła energii. W tym czasie zaczęły powstawać pierwsze geotermalne systemy grzewcze.

Obecnie są szeroko stosowane w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i krajach Europy Zachodniej.

Na przykład w Szwecji aktywnie wykorzystuje się wodę Morza Bałtyckiego, której temperatura wynosi + 4 ° С. W Niemczech wprowadzenie geotermalnych systemów grzewczych jest nawet sponsorowane na szczeblu państwowym.

W Rosji działają Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i inne elektrownie geotermalne. Ale faktów dotyczących wykorzystania energii Ziemi w naszym sektorze prywatnym jest bardzo niewiele.

Prawdziwe zalety i wady

Jeśli w Rosji geotermalne ogrzewanie sektora prywatnego jest stosunkowo niewielkie, czy to oznacza, że ​​pomysł nie jest wart kosztów jego wdrożenia? Może nie powinieneś poradzić sobie z tym problemem? Okazało się, że tak nie jest.

Korzystanie z geotermalnego systemu grzewczego jest opłacalnym rozwiązaniem. Jest tego kilka przyczyn. Jedną z nich jest szybka instalacja sprzętu, który jest w stanie pracować przez długi czas bez żadnych zakłóceń.

Jeśli nie użyjesz wody, ale wysokiej jakości środek przeciw zamarzaniu w systemie grzewczym, nie zamarznie, a jego zużycie będzie minimalne.

Podajemy inne zalety tego rodzaju ogrzewania.

• Procedura spalania paliwa jest wykluczona. Tworzymy absolutnie ognioodporny system, który podczas jego działania nie będzie w stanie spowodować żadnych szkód w obudowie. Ponadto wykluczono wiele innych aspektów związanych z obecnością paliwa: teraz nie trzeba szukać miejsca do przechowywania, aby zaangażować się w jego przygotowanie lub dostawę.
• Znaczące korzyści ekonomiczne. Podczas działania systemu nie są wymagane żadne dodatkowe inwestycje. Coroczne ogrzewanie zapewniają siły natury, których nie kupujemy. Oczywiście podczas pracy pompy ciepła zużywa się energię elektryczną, ale jednocześnie ilość wytwarzanej energii znacznie przekracza zużycie.
• Czynnik środowiskowy. Ogrzewanie geotermalne prywatnego wiejskiego domu jest rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska. Brak procesu spalania wyklucza wprowadzanie produktów spalania do atmosfery. Jeśli wiele osób zdaje sobie z tego sprawę, a taki system zaopatrzenia w ciepło zostanie odpowiednio rozpowszechniony, negatywny wpływ ludzi na przyrodę zostanie znacznie zmniejszony.
• Kompaktowy system. W domu nie musisz organizować osobnej kotłowni. Wszystko, co będzie potrzebne, to pompa ciepła, którą można umieścić na przykład w piwnicy. Najbardziej obszerny kontur systemu będzie znajdować się pod ziemią lub pod wodą, na powierzchni witryny nie będzie go widać.
• Wielofunkcyjność. System może pracować zarówno do ogrzewania w zimnych porach roku, jak i do chłodzenia podczas letnich upałów. Oznacza to, że zastąpi dla ciebie nie tylko grzejnik, ale także klimatyzator.
• Komfort akustyczny. Pompa ciepła pracuje prawie bezgłośnie.

Wybór geotermalnego systemu grzewczego jest ekonomicznie opłacalny, pomimo faktu, że musisz wydać pieniądze na zakup i instalację sprzętu.

Nawiasem mówiąc, wadą systemu są właśnie koszty, które trzeba poświęcić na instalację systemu i przygotowanie go do pracy. Konieczne będzie zakupienie samej pompy i niektórych materiałów, aby zakończyć instalację zewnętrznego kolektora i obwodu wewnętrznego.

Jednak koszty te zwracają się już w pierwszych kilku latach działalności. Późniejsze użycie kolektora położonego w ziemi lub zanurzonego w wodzie może zaoszczędzić znaczne koszty.

Ponadto sam proces instalacji nie jest tak skomplikowany, aby zaprosić zewnętrznych specjalistów do jego wdrożenia. Jeśli nie wiercisz, wszystko inne można zrobić niezależnie.

Należy zauważyć, że niektórzy rzemieślnicy, chcąc zaoszczędzić pieniądze, nauczyli się zbierać energię geotermalną własna pompa ciepła.

O źródłach ogrzewania geotermalnego

Do ogrzewania geotermalnego można wykorzystać następujące źródła naziemnej energii cieplnej:

• wysoka temperatura;
• niska temperatura.

Źródła wysokotemperaturowe obejmują na przykład źródła termalne. Możesz z nich korzystać, ale zakres ich zastosowania jest ograniczony do faktycznej lokalizacji takich źródeł.

Jeśli ten rodzaj energii jest aktywnie wykorzystywany na Islandii, w Rosji wody termalne są dalekie od osad. W miarę możliwości koncentrują się one na Kamczatce, gdzie woda podziemna jest wykorzystywana jako czynnik chłodzący i dostarczana do systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Ale do korzystania ze źródeł niskotemperaturowych mamy wszystkie niezbędne warunki wstępne. W tym celu odpowiednie są otaczające masy powietrza, ziemia lub woda.

Aby uzyskać niezbędną energię za pomocą pompy ciepła. Z jego pomocą odbywa się procedura przekształcania temperatury otoczenia w energię cieplną nie tylko ogrzewania, ale także zaopatrzenia w ciepłą wodę prywatnego właściciela domu.

Zasada działania takiego ogrzewania

Jeśli wiesz, jak to działa klimatyzator lub lodówka, podobieństwo tych procesów do zasady funkcjonowania ogrzewania geotermalnego jest oczywiste. Podstawą systemu jest pompa ciepła, która jest zawarta w dwóch obwodach - zewnętrznym i wewnętrznym.

Aby zorganizować tradycyjny system ogrzewania w dowolnym domu, konieczne jest zamontowanie w nim rur do transportu chłodziwa, a grzejniki po podgrzaniu ciepło wejdzie do pomieszczeń. W naszym przypadku potrzebne są również rury i grzejniki. Tworzą wewnętrzny obwód systemu. Można dodać do obwodu ciepłe podłogi.

Obwód zewnętrzny wygląda na znacznie większy niż obwód wewnętrzny, chociaż jego wymiary można oszacować tylko w okresie planowania i instalacji. Podczas pracy jest niewidoczny, ponieważ znajduje się pod ziemią lub pod wodą. Zwykły płyn przeciwzamrożeniowy na bazie wody lub glikolu etylenowego krąży w tym obwodzie, co jest znacznie bardziej korzystne.

Płyn chłodzący w obwodzie zewnętrznym rozgrzewa się do stanu medium, w którym jest zanurzony, i jest przesyłany w „podgrzanej” formie do pompy ciepła. Za jego pośrednictwem skoncentrowane ciepło jest przekazywane do obwodu wewnętrznego, w wyniku czego woda w rurach, grzejnikach i ogrzewaniu podłogowym jest podgrzewana.

Dlatego kluczowym elementem, który rewitalizuje cały system, jest pompa ciepła. Jeśli twój dom ma zwykłą pralkę, wiedz: ta pompa zajmie mniej więcej ten sam obszar.

Do pracy potrzebuje prądu, ale zużywając tylko 1 kW, zapewnia wytwarzanie 4-5 kW ciepła. I to nie jest cud, ponieważ znane jest źródło „dodatkowej” energii - to środowisko.

Dwa rodzaje rozmieszczenia wymienników ciepła

Istnieją dwie opcje ogrzewania prywatnego domu za pomocą niskotemperaturowych elementów energetycznych otoczenia. Podstawą systemu we wszystkich trzech przypadkach jest pompa geotermalna.

Obwód wewnętrzny pozostaje niezmieniony dla dowolnej metody ogrzewania, a główną różnicą jest lokalizacja obwodu zewnętrznego.

Ogrzewanie geotermalne odbywa się przy wymienniku ciepła:

• pionowo - znajduje się w studniach, które odsłaniają lub nie otwierają warstwy wodonośnej;
• poziomo - wymienniki ciepła systemów są umieszczone w wykopie lub otwartym stawie w postaci cewki.

Każdy z wymienionych tutaj rodzajów ogrzewania charakteryzuje się cechami, wadami i zaletami.

Jeśli zamierzasz stworzyć taki system ogrzewania własnymi rękami, będziesz zainteresowany, aby dowiedzieć się więcej na temat każdego rodzaju.

Opcja nr 1. Pionowe ustawienie zewnętrznego kolektora

Ten rodzaj ogrzewania opiera się na ciekawym zjawisku naturalnym: na głębokości 50-100 m lub więcej od jego powierzchni ziemia ma tę samą i stałą temperaturę przez cały rok 10-12 ° C.

Aby móc użyć tej energii ziemi, jest to konieczne wywiercić pionowe studnie. Technologia jest prawie taka sama jak przygotowanie źródła wody.

Aby zmaksymalizować zachowanie krajobrazu, możesz wywiercić kilka rur z tego samego punktu początkowego, ale pod różnymi kątami.

Zewnętrzny obwód systemu zostanie zamontowany bezpośrednio w tych studniach. To skutecznie odbierze jego ciepło z ziemi. Oczywiście tej metody trudno nazwać prostą i niskobudżetową.

Ma to znaczenie w przypadku, gdy terytorium sąsiadujące z domem jest już wyposażone, a naruszenie jego krajobrazu jest niewłaściwe. Głębokość wiercenia studni może sięgać od 50 do 200 metrów.

Konkretne parametry odwiertu zależą od sytuacji geologicznej na stanowisku i parametrów przyszłej struktury. Żywotność tego projektu wynosi około 100 lat.

Aby zainstalować pionową wersję systemu z wymiennikiem ciepła, który pobiera podziemną energię wody, konieczne będzie wywiercenie dwóch warstw wodonośnych.

Z jednego z nich, zwanego debetowym, za pomocą pompy pobierana jest woda, która po przeniesieniu ciepła łączy się z drugim, otrzymującym pokolenie.

Opcja nr 2. Poziomy układ kolektora gleby

Aby ułożyć kontur zewnętrzny za pomocą poziomego ogrzewania, musisz wiedzieć, jak głęboko ziemia zamarza w twoim obszarze.

Rury układa się poniżej poziomu zamarzania we wstępnie przygotowanych okopach, jednocześnie zajmując dość dużą przestrzeń: do ogrzania domu o powierzchni 200-250 metrów kwadratowych. m, musisz użyć około 600 metrów kwadratowych. m wymiennika ciepła. To jest sześćset części.

Oczywiste jest, że w takich warunkach objętość robót ziemnych będzie znacząca.Ponadto należy wziąć pod uwagę lokalizację drzew i innej roślinności na stronie, aby ich nie zamrozić. Na przykład niemożliwe jest umieszczenie rur kolektora bliżej niż półtora metra od drzew.

Ta metoda instalacji jest z reguły stosowana w tych przypadkach, gdy strona jest właśnie opanowywana do budowy. Wszystkie obliczenia i plany budowy domku, organizacji jego ogrzewania i planowania terenu najlepiej wykonywać jednocześnie.

Zanurzenie poziomego wymiennika ciepła w stawie

Ta metoda wymaga specjalnego uzgodnienia własności domu - w odległości około 100 m od zbiornika o wystarczającej głębokości. Ponadto określony zbiornik nie powinien zamarzać na dno, gdzie będzie znajdować się zewnętrzny obwód systemu. W tym celu powierzchnia zbiornika nie może być mniejsza niż 200 metrów kwadratowych. m

Oczywistą zaletą tej metody jest brak obowiązkowych pracochłonnych wykopów, choć nadal trzeba majstrować przy podwodnym położeniu kolektora. Potrzebne będzie również specjalne zezwolenie na taką pracę.

Jednak instalacja geotermalna wykorzystująca energię wody jest nadal najbardziej ekonomiczna.

Zrób to sam: co i jak

Jeśli już zainstalujesz własne ogrzewanie geotermalne, to lepiej jest kupić obwód zewnętrzny, aby kupić gotowe. Oczywiście rozważamy jedynie sposoby poziomego ustawienia zewnętrznego wymiennika ciepła: pod powierzchnią ziemi lub pod wodą.

Znacznie trudniej jest samodzielnie zamontować pionowy kolektor odwiertów, jeśli nie masz sprzętu i umiejętności wiercenia.

Pompa ciepła nie jest zbyt dużym urządzeniem. W twoim domu nie zajmuje dużo miejsca. W końcu pod względem wielkości jest on porównywalny na przykład z konwencjonalnym kotłem na paliwo stałe. Podłączenie do niego wewnętrznego konturu domu to proste zadanie.

W rzeczywistości wszystko odbywa się dokładnie tak samo, jak podczas organizowania i okablowanie grzewcze przy użyciu tradycyjnych źródeł ciepła. Główną trudnością jest ułożenie obwodu zewnętrznego.

Najlepszym rozwiązaniem byłoby użycie akwenu, jeśli jest on w odległości nie większej niż 100 m. Konieczne jest, aby jego powierzchnia przekraczała 200 m2. m, a głębokość - 3 m (średni parametr zamrażania). Jeśli ten zbiornik nie należy do ciebie, problemem może być uzyskanie zgody na jego użycie.

Jeśli zbiornikiem jest staw, który jest w twoim posiadaniu, sprawa jest uproszczona. Wodę ze stawu można tymczasowo wypompować. Następnie pracę na dnie można łatwo wykonać: konieczne będzie ułożenie rur w spirali, ustalając je w tej pozycji.

Prace ziemne będą potrzebne tylko do wykopania rowu, który będzie potrzebny do podłączenia obwodu zewnętrznego do pompy ciepła.

Po zakończeniu wszystkich prac staw można ponownie napełnić wodą. W ciągu najbliższych kilku lat zewnętrzny wymiennik ciepła powinien działać poprawnie i nie powodować problemów właścicielowi.

Jeśli masz do dyspozycji działkę, na której musisz tylko zbudować mieszkanie i wyhodować ogród, warto zaplanować poziomy wymiennik ciepła typu gruntowego.

W tym celu należy wykonać wstępne obliczenie powierzchni przyszłego kolektora, w oparciu o parametry, które zostały już wskazane powyżej: 250-300 m2. m kolektora na 100 metrów kwadratowych. m ogrzewanej powierzchni domu.

Rowy, w których należy układać rury obwodu, należy wykopać poniżej poziomu zamarzania gleby.

A nawet lepiej - po prostu usuń glebę do głębokości zamarznięcia, ułóż rury, a następnie umieść glebę na swoim miejscu. Praca jest czasochłonna, trudna, ale z wielkim pragnieniem i determinacją możesz ją wykonać.

Koszty i perspektywy zwrotu

Koszty sprzętu i jego instalacji podczas budowy ogrzewania geotermalnego zależą od wydajności urządzenia i od producenta.

Każdy wybiera producenta, kierując się własnymi względami i informacjami o reputacji i wiarygodności danej marki. Ale moc zależy od powierzchni pomieszczenia, które ma być obsługiwane.

Jeśli weźmiemy pod uwagę dokładnie moc, koszt pomp ciepła zmienia się w następujących zakresach:

• 4–5 kW - 3000–7000 jednostek konwencjonalnych;
• 5-10 kW - 4000–8000 jednostek konwencjonalnych;
• 10-15 kW - 5000-10000 jednostek konwencjonalnych.

Jeśli dodamy do tej kwoty koszty potrzebne do ukończenia prac instalacyjnych (20-40%), otrzymamy kwotę, która dla wielu wydaje się całkowicie nierealna.

Ale wszystkie te koszty zwrócą się w dość rozsądnych warunkach. W przyszłości będziesz musiał ponosić jedynie nieznaczne wydatki na energię elektryczną niezbędną do działania pompy. I to wszystko!

Jak pokazuje praktyka, ogrzewanie geotermalne jest szczególnie korzystne w domach o łącznej ogrzewanej powierzchni 150 metrów kwadratowych. m. Przez pięć do ośmiu lat wszystkie koszty instalacji systemów grzewczych w tych domach w pełni się opłacają.

Jeśli ogrzewanie geotermalne nie jest szczególnie pożądane wśród właścicieli domów prywatnych, to wydajność systemów żelowych została już doceniona przez mieszkańców południowych regionów. Technologia instalacje do ogrzewania słonecznego dość proste, a jego opłacalność i praktyczność jest potwierdzona wieloletnim doświadczeniem w stosowaniu przez kraje zachodnie i naszych rodaków.

Dodatkowe informacje na temat alternatywnych źródeł energii znajdują się w ten artykuł.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Jeśli łatwiej jest ci dostrzec informacje wizualne, ten film pozwoli ci zobaczyć na własne oczy, jak działa system geotermalny, a także dowiedzieć się więcej o tym, kto i dlaczego ten rodzaj ogrzewania jest korzystny.

Zapraszamy do obejrzenia krótkiego filmu, w którym właściciel poziomego kolektora gruntu opowie o swoich wrażeniach z jego działania.Ponadto, oglądając ten film, poznasz koszty bieżące związane z eksploatacją geotermalnego systemu grzewczego.

Każdy właściciel prywatnego domu sam decyduje, czy kupić usługi organizacji dostarczających zasoby, czy też polegać wyłącznie na sobie. Czyniąc to, kieruje się listą rozważań.

Celem, który sobie wyznaczyliśmy, nie jest doprowadzenie cię do gotowych wniosków, ale dzielenie się informacjami na temat opcji rozwiązania napotkanego problemu.

Masz coś do uzupełnienia lub masz pytania dotyczące ogrzewania geotermalnego prywatnego domu? Możesz zostawić komentarz do publikacji. Formularz kontaktowy znajduje się w dolnym bloku.