Geotermiska värmesystem i ett hus på landet: funktioner för att göra det själv

Vi vet att geotermi är jordens värme, och termen "geotermisk" är ofta associerad med vulkaner och gejsrar i vårt land. I Ryssland används geotermisk energi huvudsakligen i industriell skala, till exempel finns det kraftverk i Fjärran Östern som arbetar på basis av värmen på vår planet.

Många är säkra på att det är något från fantasin att göra hemvärme hemma hemma. Är det inte det? Men detta är helt fel! Med utvecklingen av modern teknik har den inhemska användningen av ”grön energi” blivit ganska verklig.

Vi kommer att prata om principerna för alternativ uppvärmning, dess fördelar och nackdelar, jämförbara med traditionella värmesystem. Du kommer också att lära dig om värmeväxlarens placering och hur du själv monterar geotermisk uppvärmning.

Några historiska fakta

När oljekrisen bröt ut på 70-talet av förra seklet uppstod ett brinnande behov i väst alternativa energikällor. Det var vid denna tidpunkt som de första geotermiska värmesystemen började skapas.

Idag används de ofta i USA, Kanada och Västeuropeiska länder.

I Sverige används till exempel aktivt Östersjövattnet, vars temperatur är + 4 ° С. I Tyskland sponsras införandet av geotermiska värmesystem till och med på statlig nivå.

I Ryssland är Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya och andra geotermiska kraftverk verksamma. Men fakta om att använda jordens energi i vår privata sektor är mycket få.

De verkliga fördelarna och nackdelarna

Om geotermisk uppvärmning i den privata sektorn är relativt liten i Ryssland, betyder det att idén inte är värd kostnaden för dess genomförande? Du kanske inte ska ta itu med den här frågan? Det visade sig att detta inte är så.

Att använda ett geotermiskt värmesystem är en lönsam lösning. Det finns flera skäl till detta. Bland dem är den snabba installationen av utrustning som kan arbeta under lång tid utan några avbrott.

Om du inte använder vatten, utan högkvalitativ frostskyddsmedel i värmesystemet, fryser det inte och slitaget blir minimalt.

Vi listar andra fördelar med denna typ av uppvärmning.

• Förfarandet för att bränna bränsle är uteslutet. Vi skapar ett helt brandsäker system, som under dess drift inte kommer att kunna orsaka skador på bostäder. Dessutom är ett antal andra aspekter relaterade till närvaron av bränsle uteslutna: nu finns det inget behov att leta efter en plats för dess lagring, för att delta i beredningen eller leveransen.
• Betydande ekonomiska fördelar. Under drift av systemet krävs inga ytterligare investeringar. Årlig uppvärmning tillhandahålls av naturkrafterna, som vi inte köper. Naturligtvis under drift av värmepumpen förbrukas elektrisk energi, men samtidigt överstiger den producerade energinivån avsevärt förbrukningen.
• Miljöfaktor. Geotermisk uppvärmning av ett privat hus är en miljövänlig lösning. Avsaknaden av en förbränningsprocess utesluter inträde av förbränningsprodukter i atmosfären. Om många människor inser detta, och ett sådant värmeförsörjningssystem kommer att få tillräcklig spridning, kommer människors negativa påverkan att minska kraftigt.
• Kompakt system. Du behöver inte organisera ett separat pannrum i ditt hus. Allt som behövs är en värmepump, som till exempel kan placeras i källaren. Systemets mest omfattande kontur kommer att ligga under jord eller under vatten, på ytan på din webbplats kommer du inte att se det.
• Mångsidighet. Systemet kan fungera både för uppvärmning under den kalla säsongen och för kylning under sommaren. Det är faktiskt att det kommer att ersätta för dig inte bara en värmare utan också en luftkonditionering.
• Akustisk komfort. Värmepumpen går nästan tyst.

Valet av ett geotermiskt värmesystem är ekonomiskt hållbart, trots att du måste spendera pengar på inköp och installation av utrustning.

Förresten, är nackdelen med systemet just de kostnader du måste gå för att installera systemet och förbereda det för arbete. Det kommer att vara nödvändigt att köpa själva pumpen och vissa material för att slutföra installationen av det externa grenröret och den interna kretsen.

Dessa kostnader lönar sig dock bara under de första åren av drift. Senare användning av en kollektor som ligger i marken eller nedsänkt i vatten kan spara betydande kostnader.

Dessutom är själva installationsprocessen inte så komplicerad att man bjuder in externa specialister för dess implementering. Om du inte borrar, kan allt annat göras oberoende.

Det bör noteras att vissa hantverkare, i ett försök att spara pengar, lärde sig att samla geotermisk energi egen värmepump.

Om källor till geotermisk uppvärmning

För geotermisk uppvärmning kan du använda följande källor för markvärmeenergi:

• hög temperatur;
• låg temperatur.

Källor med hög temperatur inkluderar till exempel värmefjädrar. Du kan använda dem, men omfattningen av deras applikation är begränsad till den faktiska platsen för sådana källor.

Om denna typ av energi används aktivt på Island är termiska vatten i Ryssland långt ifrån bosättningar. Så mycket som möjligt koncentreras de i Kamchatka, där underjordiskt vatten används som kylvätska och levereras till varmvattenförsörjningssystem.

Men för användning av lågtemperaturkällor har vi alla nödvändiga förutsättningar. För detta ändamål är de omgivande luftmassorna, jorden eller vatten lämpliga.

För att utvinna nödvändig energi med hjälp av en värmepump. Med sin hjälp finns det ett förfarande för att omvandla omgivningstemperaturen till värmeenergi, inte bara för uppvärmning, utan också till varmvattenförsörjning till ett privat hushåll.

Principen för drift av sådan uppvärmning

Om du känner till hur det fungerar luftkonditionering eller kyl, då är likheten mellan dessa processer med principen om funktionen av geotermisk uppvärmning uppenbar. Grunden för systemet är en värmepump, som ingår i två kretsar - extern och intern.

För att organisera ett traditionellt värmesystem i vilket hus som helst, är det nödvändigt att montera rör i det för att transportera kylvätska och radiatorer, när värmen kommer in, kommer värmen in i lokalerna. I vårt fall behövs också rör och radiatorer. De utgör systemets interna krets. Kan läggas till i kretsen varma golv.

Den externa kretsen ser mycket större ut än den interna, även om dess dimensioner endast kan uppskattas under planerings- och installationsperioden. Under drift är det osynligt eftersom det är under jord eller under vatten. Vanligt vatten eller etylenglykolbaserat frostskyddsmedel cirkulerar inuti denna krets, vilket är mycket att föredra.

värmeöverföringsmedel i den externa kretsen värms den upp till tillståndet för mediet i vilket det är nedsänkt och skickas i en "uppvärmd" form till värmepumpen. Genom den överförs koncentrerad värme till den inre kretsen, vilket resulterar i att vattnet i rören, radiatorerna och golvvärmen värms upp.

Således är nyckelelementet som vitaliserar hela systemet värmepumpen. Om ditt hus har en vanlig tvättmaskin, vet då: denna pump kommer att uppta ungefär samma område.

För att arbeta behöver han el, men han konsumerar bara 1 kW och genererar 4-5 kW värme. Och detta är inte ett mirakel, eftersom källan till "ytterligare" energi är känd - det är miljön.

Två typer av värmeväxlararrangemang

Det finns två alternativ för att värma ett privat hus med låga temperaturelement i miljön. Grunden för systemet i alla tre fallen är en geotermisk pump.

Den interna kretsen förblir oförändrad för alla värmemetoder, och huvudskillnaden är placeringen av den externa kretsen.

Geotermisk uppvärmning sker med en värmeväxlare lokaliserad:

• upprätt - beläget i brunnar som avslöjar eller inte öppnar akvifern;
• horisontellt - värmeväxlare av system placeras i en grop eller ett öppet damm i form av en slags spole.

Var och en av de här uppvärmningstyperna kännetecknas av dess egenskaper, nackdelar och fördelar.

Om du tänker skapa ett sådant värmesystem med dina egna händer kommer du att vara intresserad av att lära dig mer om varje typ.

Alternativ 1. Vertikal placering av en extern samlare

Denna typ av uppvärmning är baserad på ett intressant naturfenomen: på ett djup på 50-100 m eller mer från ytan har jorden samma och konstant temperatur på 10-12 ° C året runt.

För att kunna använda denna jordenergi är det nödvändigt borra vertikala brunnar. Tekniken är nästan densamma som att förbereda en vattenkälla.

För att maximera bevarandet av landskapet kan du borra flera rör från samma startpunkt, men från olika vinklar.

Systemets externa krets kommer att monteras direkt i dessa brunnar. Detta kommer effektivt att ta bort värmen från jorden. Naturligtvis kan denna metod knappast kallas enkel och lågbudget.

Det är relevant i fallet när territoriet intill huset redan är utrustat och brott mot landskapet är olämpligt. Djupet för borrborrning kan nå 50 till 200 meter.

De specifika parametrarna för brunnen beror på den geologiska situationen på platsen och parametrarna för den framtida strukturen. Produktens livslängd är ungefär 100 år.

För att installera en vertikal version av ett system med en värmeväxlare som utvinner underjordisk vattenenergi, kommer det att behöva borras två akviferer.

Av en av dem, kallad debitering, med hjälp av en pump dras vatten, som efter värmeöverföringen slås samman till den andra, mottagande generationen.

Alternativ # 2. Horisontellt arrangemang av jorduppsamlare

För att lägga den yttre konturen med en horisontell typ av uppvärmning, måste du veta hur djupt marken fryser i ditt område.

Rör läggs under frysnivån i förberedda skyttegravar, medan de fångar ett ganska stort utrymme: att värma ett hus med en yta på 200-250 kvadratmeter. m, du måste använda cirka 600 kvadratmeter. m värmeväxlare. Det är sex hundra delar.

Det är uppenbart att under sådana förhållanden kommer jordbearbetningsvolymen att vara betydande.Dessutom måste du ta hänsyn till platsen för träd och annan vegetation på platsen för att inte frysa dem. Till exempel är det omöjligt att placera uppsamlarrören närmare än en och en halv meter från träden.

Denna installationsmetod används som regel i de fall då webbplatsen bara behärskas för konstruktion. Alla beräkningar och planer för byggandet av stugan, organisationen av uppvärmningen och planeringen av marken görs bäst samtidigt.

Nedsänkning av en horisontell värmeväxlare i ett damm

Denna metod kräver ett speciellt arrangemang av hemägande - på ett avstånd av cirka 100 m från en reservoar med tillräckligt djup. Dessutom bör den specificerade behållaren inte frysa till botten, där systemets externa krets kommer att vara belägen. Och för detta kan behållarens area inte vara mindre än 200 kvadratmeter. m.

Den uppenbara fördelen med denna metod är avsaknaden av obligatorisk arbetsintensiv utgrävning, även om du fortfarande måste tänka på kollektorns undervattensplats. Och ett särskilt tillstånd för sådant arbete kommer också att behövas.

En geotermisk installation som använder vattenenergi är dock fortfarande den mest ekonomiska.

Gör det själv: vad och hur

Om du redan installerar din egen geotermisk värme, är den externa kretsen fortfarande bättre att köpa färdiga. Naturligtvis överväger vi bara sätt att horisontellt arrangera den externa värmeväxlaren: under markytan eller under vatten.

Det är mycket svårare att montera en vertikal borrhålssamlare själv om du inte har utrustningen och borrförmågan.

Värmepumpen är inte för stor utrustning. I ditt hus tar det inte mycket utrymme. När allt är i storlek det till exempel jämförbart med en konventionell fast bränslepanna. Att ansluta ditt inre kontur till det är en enkel uppgift.

I själva verket görs allt exakt på samma sätt som när man organiserar och värmekablar med traditionella värmekällor. Den största svårigheten är arrangemanget av den externa kretsen.

Det bästa alternativet skulle vara att använda en vattenmassa om det finns en på ett avstånd av högst 100 m. Det är nödvändigt att dess areal överstiger 200 kvm. m och djup - 3 m (genomsnittlig frysparameter). Om denna behållare inte tillhör dig, kan ett problem vara att få tillstånd att använda den.

Om behållaren är ett damm som finns i din besittning, förenklas saken. Vatten från dammet kan tillfälligt pumpas ut. Då kan arbetet på dess botten enkelt utföras: det kommer att vara nödvändigt att lägga rören i en spiral och fixera dem i detta läge.

Jordbearbetning kommer endast att behövas för att gräva en dike, vilket kommer att behövas för att ansluta den externa kretsen till värmepumpen.

När allt arbete har avslutats kan dammet fyllas igen med vatten. Under de närmaste åren bör en extern värmeväxlare fungera ordentligt och inte orsaka problem för ägaren.

Om du har till ditt förfogande en tomt som du bara behöver bygga bostäder och odla en trädgård är det vettigt att planera en horisontell jordvärmeväxlare.

För detta bör en preliminär beräkning av den framtida samlarens area göras, baserat på parametrarna som redan anges ovan: 250-300 kvadratmeter. m samlare per 100 kvadratmeter. m av uppvärmd yta av huset.

Skyttegraven för att lägga kretsens rör måste grävas under jordens frysningsnivå.

Och ännu bättre - ta bort jorden till djupet i dess frysning, lägg rören och återför sedan jorden till sin plats. Arbetet är tidskrävande, svårt, men med en stor önskan och beslutsamhet kan du slutföra det.

Kostnader och återbetalningsutsikter

Kostnaderna för utrustning och dess installation under konstruktion av geotermisk värme beror på enhetens kapacitet och tillverkaren.

Alla väljer en tillverkare, styrd av sina egna överväganden och information om ett visst märkes anseende och tillförlitlighet. Men kraften beror på det område i rummet som ska servas.

Om vi ​​tar exakt hänsyn till kraften, varierar kostnaden för värmepumpar inom följande områden:

• 4-5 kW - 3000-7000 konventionella enheter;
• 5-10 kW - 4000-8000 konventionella enheter;
• 10-15 kW - 5000-10000 konventionella enheter.

Om vi ​​lägger till detta belopp de kostnader som krävs för att slutföra installationsarbetet (20-40%), kommer vi att få ett belopp som för många verkar helt orealistiskt.

Men alla dessa kostnader kommer att betala sig på ganska rimliga villkor. I framtiden måste du endast betala obetydliga kostnader för el som behövs för pumpens drift. Och det är allt!

Som praxis visar är geotermisk uppvärmning särskilt fördelaktigt för bostäder med en total uppvärmd yta på 150 kvadratmeter. m. Under fem till åtta år betalar alla kostnader för att ordna värmesystem i dessa hus fullt ut.

Om geotermisk uppvärmning inte är särskilt efterfrågad bland ägare av privata hus, har gelsystemets effektivitet redan uppskattats av invånare i de södra regionerna. teknik solvärmeanläggningar tillräckligt enkelt och dess kostnadseffektivitet och praktiska bekräftas av många års erfarenhet av användning av västerländska länder och våra landsmän.

Ytterligare information om alternativa energikällor finns i den här artikeln.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Om det är lättare för dig att uppfatta visuell information kommer den här videon att låta dig själv se hur det geotermiska systemet fungerar, samt lära dig mer om vem och varför den här typen av uppvärmning är fördelaktig.

Vi inbjuder dig att titta på en kort video där ägaren till en horisontell underjordisk samlare kommer att berätta om sina intryck av dess funktion.Genom att titta på den här videon kommer du också att lära dig om driftskostnaderna för att driva ett geotermiskt värmesystem.

Varje ägare av ett privat hus väljer själv om han ska köpa tjänster från resurstillförande organisationer eller bara förlita sig på sig själv. På så sätt styrs han av en lista över överväganden.

Målet som vi sätter oss själva är inte att driva dig till en klar slutsats, utan att dela information om alternativ för att lösa problemet du står inför.

Har du något att komplettera eller har frågor om geotermisk uppvärmning av ett privat hus? Du kan lämna kommentarer på publikationen. Kontaktformuläret finns i det nedre blocket.