Kategorie

Týdenní Aktuality

1 Kotle
Domovní vytápění - jaké jsou topné systémy a schémata zapojení
2 Palivo
Kuznetsovova vytápěcí kamna: výkresy a objednání do-it-yourself
3 Čerpadla
Jak ovlivňuje objem části hliníkových radiátorů výběr hlavních prvků topného systému?
4 Palivo
Kondenzační kotle: princip činnosti, typy, výhody a nevýhody zařízení
Hlavní / Radiátory

Jak udělat geotermální vytápění domu vlastním rukama


Progresivní metoda geotermálního vytápění doma využívá princip činnosti, který spočívá v aplikaci tepla země na vytápění místnosti. Vzhledem k tomu, že tradiční paliva patří k vyčerpatelným přírodním zdrojům, je vhodné si předem starat o přechod na nejnovější nevyčerpatelné zdroje energie.

Vedoucími pracovníky v oblasti výroby a provozu systémů geotermálního vytápění pro domy jsou skandinávské země. Tuto verzi instalací popularizují a nabízejí je regionům, které mají široký potenciál pro jejich využití.

Aplikace zařízení

Nesprávné je předpokládat, že vytápění ze země může být využito pouze tam, kde jsou zdroje horké vody, jsou zde teplé gejzíry a další přírodní zdroje podzemního vytápění. Nejnovější technologie umožňují úspěšné využívání geotermálního vytápění doma av mírných zeměpisných šířkách.

Dnes u nás je tento typ vytápění stále spojen s alternativními metodami získávání tepla. Ve většině případů je však téměř ideální pro venkovské nebo venkovské domy. Instalované geotermální vytápění domů s vlastními rukama může pracovat ve dvou režimech:

  • vytápění v zimě;
  • chlazení během horkého počasí.

Tím se vytváří nejpříznivější atmosféra v místnosti.

VIDEO: Jak funguje geotermální vytápění

Provoz systému

Dům musí instalovat tepelné čerpadlo. Bude to vyžadovat energii z půdy nebo podzemní vody, což jí dá cirkulující chladicí kapalinu, která cirkuluje v domě. Tento princip práce byl odhalen v 19. století francouzským fyzikem Sadi Carnotem.

Základními prvky základního uzlu jsou:

  • kompresor;
  • výparník;
  • kondenzátor;
  • škrtící ventil.

Kompresor se zabývá "kompresí" tepla a přemístí ho do spotřebiče. Samotné zařízení potřebuje externí zdroj napájení.

Provoz tepelného čerpadla se provádí podle následujícího algoritmu:

  1. Tepelný kolektor by měl obsahovat kapalinu, která má nízkou teplotu mrazu. Často při výrobě geotermálního ohřevu s vlastními rukama uvnitř nalijte vodu s vysokým obsahem solí, alkohol zředěný vodou, glykolové směsi.
  2. V modulu výparníku se teplo odvádí do chladicího prostředku s nízkým bodem varu, kdy se vaří a změní se do stavu par.
  3. Kompresor instalovaný v okruhu přispívá ke zvýšení tlaku par, což vede ke zvýšení teploty látky na 78-80 ° C.
  4. Vstup do kondenzátoru - chladicí kapalina vstupuje do kapalné fáze a současně se do topného okruhu uvolňuje energie.
  5. Návrat vytvořené kapaliny do kompresoru se provádí přes škrticí ventil.

Vzhledem k tomu, že tepelné čerpadlo pro vytápění domu funguje na principu chladničky, je často označováno jako "lednice v opačném směru". V mnoha případech se energie ze země používá k instalaci podlahového vytápění.

Správně provedené výpočty a dobře provedená instalace výměníku tepla umožňují návrat z kilowattu spotřebovaného čerpadlem na pětinásobný nárůst výstupního výkonu.

VIDEO: Jak funguje geotermální tepelné čerpadlo

Instalace výměníku tepla

Aktuální typy instalace jsou tyto možnosti:

  • vertikální, když potřebujete vrtat několik vrtů;
  • horizontální, kde jsou vykopány příkopy pod hloubkou zmrazení;
  • pod vodou, pokud se pokládání provádí na dně nejbližší nádrže.

Vrtání vrtů

Chcete-li efektivně využívat tepelnou energii země, je-li oblast poblíž budovy malá, je nutné vrtat hluboké vrty. V hlubinách země na několika metrech zůstává stabilní kladná teplota. Použití takových geotermálních vrtů poskytuje teplo okruhu výměníku tepla. Dále je toto teplo přeneseno do druhého vnitřního obvodu umístěného v místnosti.

Často vrtání několika vrtů stojí ještě nižší než položení na dně nádrže. Díky tomu se tento proces stává dostupným pro více lidí.

Proces je prováděn malým vrtacím zařízením a malým množstvím pomocných zařízení. To téměř neovlivňuje okolní oblast. Stavba studny je povolená i ve vodě, ale nesmí být menší než 2 až 3 metry od obytné budovy.

Maximální použitá hloubka je až 200 m, ale efektivita se často projeví z úrovně 50 m. V dalším stupni je studna postavena. Do dutiny je umístěna plastová trubka o průměru 40 mm. Přenáší se z jedné až čtyř smyček kolektoru.

Dutina mezi půdou a vnější stěnou trubky musí být vyplněna tepelně vodivým materiálem. Topné vedení je připojeno k tepelnému čerpadlu.

Energie vody

Tato nákladová volba je nejvíce racionální, protože nevyžaduje přípravu zákopů, jámy a dalších pozemních prací. Ale to není k dispozici pro každého - minimální množství vody, které je dostatečné pro vytápění domu je 100 m2. musí být nejméně 200 metrů krychlových a nesmí se nacházet déle než 100 metrů od domu.

Ve vodních trubkách položených podél dna, aby nedošlo k jejich zmrznutí na špičce mrazu.

Výpočty

Pro provedení výpočtu systému je nutné zvážit základní parametry:

  • v hloubce přesahující 15-20 m ve středním Rusku se teplota udržuje na + 8- + 10 0 С;
  • u vertikálních konstrukcí je obvyklé počítat výslednou hodnotu výkonu 50 W na 1 m výšku a přesnější hodnoty závisí na obsahu vlhkosti horniny, přítomnosti podzemních vod apod.;
  • suchá skála dává 20-25 W / m;
  • vlhká hlína nebo pískovec 45-55 W / m;
  • masivní žulové kameny poskytují až 85 W / m;
  • přítomnost podzemní vody dává až 110 W / m.

Použití tepelného čerpadla

Trvanlivost systému závisí na vlastnostech a podmínkách, ve kterých tepelné čerpadlo pracuje. V geotermálních zařízeních je schopen pracovat přibližně 1800 hodin ročně. Toto je průměr pro zeměpisné šířky bez tepelných podpovrchových zdrojů.

Princip provozu tepelného čerpadla

Princip fungování systému tepelného vytápění je totožný a v žádném případě není spojen se zemí původu nebo značky. Geotermální čerpadla se mohou lišit konstrukcí, velikostí, vzhledu, ale koeficient výroby tepla bude vždy stejný pro čerpadla různých společností a různých zemí. To je způsobeno zvláštností zpracování přírodní energie do tepla.

Není možné dovolit příliš velký výkon čerpadla, protože tento proces může vést k významnému poklesu teploty půdy kolem studny a někdy dojde k jejímu zmrazení.

Důsledky takového nesprávného výpočtu vedou k katastrofálním následkům - země se nerovnoměrně rozbíhá, na některých místech jde velmi hluboko, což způsobuje poškození ochranných plastových trubek. Pokud se dům nachází v blízkosti, může dojít k deformaci základů nebo stěn v důsledku geologických změn.

Pravidelně je nutné přijmout opatření k "regeneraci" půdy, pro kterou je do tepelného výměníku dodávána dodatečná tepelná energie. Může se jednat o energii solárního kolektoru nebo o ohřev sondy při použití tepelného čerpadla v režimu chlazení prostor.

Závěrem je třeba poznamenat, že geotermální zařízení ještě není k dispozici všem. V některých případech může doba návratnosti trvat déle než 10 let, ale nakonec jsou právě takové metody vytápění domu, které se v blízké budoucnosti stanou nejen alternativou, ale jedinou možností.

Podzemní geotermální vytápění doma

Pro poskytování soukromého domu s teplem se tradičně používají jednotky využívající elektřinu, tuhé, plynné nebo kapalné palivo. V posledních desetiletích byly jako alternativní zdroj tepelné energie využívány sluneční kolektory a teplo střev Země. Ohřev domu s teplem země se nazývá geotermální vytápění domu.

Geotermální vytápění domu díky energii země

Vytápění ze země je ve vzrůstající poptávce, protože náklady na konvenční nosiče energie stále roste, zatímco zásoby fosilních paliv jsou sníženy. Investování do vytápění venkovské chaty je poměrně ziskové vzhledem k ekonomickým vyhlídkám a významným úsporám na autonomním vytápění během topné sezóny.

Způsoby získání přírodní tepelné energie

Geotermální tepelná čerpadla se liší metodou získávání tepla:

  1. Zařízení využívající teplo hlubokých podzemních vod, horké gejzíry apod.
  2. Systémy, které obsahují nemrznoucí nádrž instalovanou v zemi v hloubce 75 metrů. Ohřev z ústí země je zajištěn přirozeným ohřevem nádrže pomocí nemrznoucí kapaliny; v důsledku toho chladivo, které prochází tepelným výměníkem, přenáší výsledné teplo a vrací se do nádrže.
  3. Geotermální obrys je položen na spodní straně nádrže, která je přirozeným tepelným akumulátorem. V takovém případě je třeba vzít v úvahu, že nádrž může úplně zmrazit v zimě.
Druhy geotermálních tepelných čerpadel

Vytápění domu se zemní energií vyžaduje rozsáhlou instalaci systému, ale je to ekologický způsob získání téměř volné tepelné energie. Chcete-li zahřát dům, budete potřebovat malé náklady na elektrickou energii potřebnou pro provoz systému.

Principy provozu geotermálního vytápění

Vytápění díky energii země bylo úspěšně využito v různých klimatických zónách: systémy jsou schopné pracovat v jižních a severních oblastech.

Geotermální instalace v průběhu provozu využívá takové fyzikální vlastnosti některých kapalin, například schopnost odpařování, což vede k ochlazování povrchu. Tento jev je základem pro provoz chladicího zařízení.

Principem geotermálního vytápění je proces zpětného chlazení. Takto fungují klimatizační jednotky, které nejen ochlazují, ale také ohřívají vzduch v místnosti.

Princip provozu tepelného čerpadla

Avšak klimatizační jednotky mají omezenou dostupnost - nemohou fungovat při teplotách pod -5 ° C. Geotermální systém je schopen zajistit vytápění doma bez ohledu na teplotu vzduchu na povrchu. To je způsobeno skutečností, že v prostředí, ze kterého přechází tepelná energie, jsou přirozeně udržovány stabilní teplotní podmínky.

Zařízení geotermálního vytápění zařízení

Geotermie (věda o tepelném stavu Země) umožnila praktické použití tepelné energie, kterou kůra přijímá z červené horké magmaty ve středu planety.

Speciálně navržené tepelné čerpadlo pro vytápění domu je instalováno na povrchu a výměník tepla je umístěn v zemi nebo ve spodní části nádrže. Tepelná energie je "čerpána" na povrch a umožňuje ohřívat chladicí kapalinu ve vytápěcím okruhu v domě nebo v neobytném zařízení.

Jaký je proces vytápění

Geotermální vytápění soukromého domu je nákladově efektivní řešení. Používáte-li energii země k vytápění vašeho domova, pak pro každý kilowatt elektřiny potřebné pro provoz zařízení je 4 až 6 kW užitečné tepelné energie přijaté z vnitřností planety.

Ve srovnání s provozem klimatizačního zařízení zjistíme, že během jeho provozu je nutné vynaložit více než 1 kW elektřiny na výrobu 1 kW tepelné energie. To je způsobeno nevyhnutelnými ztrátami při přeměně jedné energie na druhou atd.

Je velmi výhodné vytápět obytný dům kvůli tepelné energii vnitřního prostředí Země, avšak doba návratnosti nákladů na zařízení a instalace bude nějakou dobu trvat.

Použití tepla země pro vytápění domu nevyžaduje instalaci tradičního kotle pro ohřev chladicí kapaliny.

V tomto případě se systém skládá ze tří částí:

  • topný okruh - geotermální zdroj tepelné energie;
  • topný okruh uvnitř domu - nízkoteplotní radiátor nebo podlaha;
  • čerpací stanice - tepelné čerpadlo pro čerpání tepelné energie z topného okruhu v zemi nebo pod vodou do topného okruhu.

Geotermální vytápěcí systém může být také využíván k ohřevu skleníků, pomocných budov, bazénové vody, zahradních cest atd.

Zařízení pro uspořádání geotermálního vytápění

Geotermální zařízení pro systém hlubokého vytápění umožňuje akumulaci tepelné energie vytěžené z prostředí a přemístění do chladicí kapaliny ve vytápěcím okruhu.

Seznam zařízení pro ohřev zemního tepla obsahuje:

  • Výparník Zařízení je umístěno v hloubce a slouží k absorpci tepelné energie v geotermálních vodách nebo půdě.
  • Kondenzátor Umožňuje nastavit teplotu nemrznoucí kapaliny na požadovanou hodnotu pro fungování systému.
  • Tepelné čerpadlo. Míra nemrznoucí kapaliny v topném okruhu, řídí provoz geotermální instalace.
  • Buffer cisterny - nádoba na shromažďování vyhřívané nemrznoucí kapaliny. Umožňuje přenášet tepelnou energii vnitřek země na chladicí kapalinu. Nádrž, přes kterou prochází chladicí kapalina, je vybavena výměníkem tepla ve formě cívky. Na to, dávat teplo, zahřáté nemrznoucí pohyby.
Schéma zařízení tepelného čerpadla

Instalace systému

Geotermální vytápění venkovského domu ve stadiu výstavby vyžaduje značné investice do peněz. Vysoká konečná cena systému je z velké části způsobena velkým množstvím podkladů spojených s instalací topného okruhu.

V průběhu času se finanční náklady vyplácejí, protože tepelná energie používaná během topné sezóny je získávána z hlubin země s minimální spotřebou energie.

Montáž geotermálního topného systému s vodorovným výměníkem tepla

Pro zajištění vytápění domu pomocí zemního tepla je nutná instalace systému:

  • hlavní část by měla být umístěna v podzemí nebo ve spodní části nádrže;
  • v samotném domě je instalováno pouze dostatečně kompaktní zařízení a je položen radiátor nebo podlahový topný okruh. Zařízení umístěné uvnitř domu umožňuje nastavit úroveň vytápění chladicí kapaliny.
Jak funguje geotermální zařízení v domě

Při návrhu topení v důsledku tepla zeminy je nutné určit možnost montáže pracovního okruhu a typu kolektoru.

Existují dva typy sběratelů:

  1. Svislé - ponořené do země několik desítek metrů. Chcete-li to udělat, v krátké vzdálenosti od domu, je nutné vrtat několik vrtů. Obrys je ponořen do jamek (nejspolehlivější možností jsou trubky vyrobené ze síťovaného polyethylenu).

Nevýhody: velké finanční náklady na vrtání několika vrtů v půdě o hloubce 50 metrů.

Výhody: Podzemní umístění potrubí v hloubce, kde je teplota půdy stabilní, zajišťuje vysokou účinnost systému. Navíc vertikální kolektor zaujímá malou plochu pozemku.

Nevýhody: Potřeba použít velkou plochu místa (hlavní nevýhoda). Tento pozemek po pokládce obrysu nelze použít jako zahradu nebo zeleninovou zahradu, protože systém pracuje s uvolněním nachlazení při přepravě chladiva, kvůli němuž kořeny rostlin zamrznou.

Výhody: Levnější zemní práce, které lze dokonce provést samy.

Horizontální a vertikální typ kolektoru

Geotermální energie může být vyrobena položením vodorovného geotermálního obrysu na dno nemrznoucího vodního tělesa. V praxi je však obtížné ji realizovat: nádrž může být umístěna mimo soukromé území a instalace výměníku tepla bude muset být koordinována. Vzdálenost od vytápěného zařízení k nádrži by neměla přesáhnout 100 metrů.

Je to důležité! Teplota okolního kolektoru nesmí klesnout pod + 5 ° C. Při kontaktu s mrazícím místem by horní část kolektoru měla být chráněna tepelnou izolací, aby nedošlo ke ztrátě tepelné energie.

Výhody a nevýhody

Ohřev zemní energie má řadu výhod:

  • Účinnost. Ve srovnání s náklady na elektrickou energii pro tepelné čerpadlo systém umožňuje přijímat několikrát více tepelné energie.
  • Šetrnost k životnímu prostředí. Tento typ vytápění je environmentálně neškodný, do atmosféry nevznikají žádné emise.
  • Bezpečnost Není třeba používat žádné palivo, chemikálie atd., Není zde žádná hrozba výbuchu nebo požární techniky.
  • Minimální potřeba technické podpory. Správně namontovaný systém je schopen pracovat bez jakéhokoli zásahu po dobu nejméně 30 let.
  • Účinnost. Během provozu nedochází k žádným nákladům na opravu, což umožňuje obnovit instalaci vytápění během 5-8 let.
  • Není třeba ovládat systém.
  • Nízká hlučnost při provozu zařízení.
  • Neomezitelnost zdroje tepelné energie, není nutné nakupovat a ukládat energii.
Ekologické využití tepelné energie podloží

Nevýhody zahrnují:

  • zpočátku vysoké náklady na vybavení;
  • potřebu provést složité vrtné práce na místě pro instalaci vertikálního obrysu nebo znehodnotit krajinu přípravou příkopů pro vodorovný výměník tepla.

V mírném podnebí se ukázalo, že geotermální zařízení jsou účinné. V severních oblastech je tento typ topení vhodný pro malé domy (do 200 m 2).

Když jste zjistili, jak funguje systém a od jakých částí stojí, můžete určit možnost jeho instalace na vašem webu. Převážně je vytápění z pozemku vybaveno během fáze výstavby domu - v tomto případě je snadnější provádět zemní práce, neboť plánování místa a vytvoření krajinného designu jsou ještě před námi.

Používáme teplo země k ohřevu domu

Vytápění domu s teplem země je výhodnější ve srovnání se solární a větrnou energií. V Evropě jsou již rozšířené solární systémy, které vám umožňují využívat sluneční paprsky k ohřevu vašeho domu a teplá voda (přečtěte si také: "Heliosystems pro vytápění"). Nicméně jejich využití je omezené - pokud jsou v zemích s teplým podnebím dostatek pro plné vytápění bydlení, pak v oblastech s mírným podnebím je příliš mnoho zakalených dní. Kromě toho by solární kolektory měly mít velkou plochu a velký tepelný akumulátor a výsledkem je, že vytvoření vytápěcího systému stojí velké množství (přečtěte si: "Solární ohřívač do domu").

Geotermální čerpadla, která využívají teplo země k ohřevu domu

  • plynné chladivo je stlačeno kompresorem a současně je velmi horké;
  • chladicí médium prochází tepelným výměníkem, odvádí přebytečné teplo a ochlazuje na pokojovou teplotu;
  • po ochlazení tato látka vstupuje do chladicího okruhu mrazničky, kde se pak rozšiřuje. V důsledku změn ve stavu agregace z kapaliny na plyn, chladivo chladně ochlazuje a ochladí vše kolem něj;
  • pak se vrátí zpět do kompresoru a cyklus se znovu opakuje.

Podobně vytápění domu probíhá s energií země. Například chladnička zvedá teplo z chladného předmětu a přenáší ho na teplý předmět, takže teplo se přenáší z mrazničky s mírnou teplotou do místnosti. Množství čerpané energie je několikrát větší než spotřeba elektřiny kompresoru.

  • vertikální;
  • horizontální.

Než začnete používat teplo ze země k zahřátí vašeho domu, musíte se rozhodnout pro typ kolektoru. Jak vypadají, můžete vidět na fotografii.

Vertikální kolektory pro vytápění domu od země

Měli bychom však vzít v úvahu významnou nevýhodu tohoto systému: vytápění ze střev zem je drahé. Samozřejmě, že počáteční náklady se budou následně splácet, ale stále nemusí každá rodina tyto náklady dovolit. Náklady na vrtání jsou vysoké a vynaloží spoustu peněz na to, aby se několik studní stalo 50 metrů hluboko.

Horizontální kolektory pro ohřev domu s teplem země

Vytápění zemní energií je tedy dobrý nápad, ale je velmi obtížné jej realizovat. Situace je stejná při solárním ohřevu. Z tohoto důvodu nejsou dnes alternativní zdroje energie široce rozšířeny.

Vzduchové kolektory

  • odstranit ventilaci přívodu vzduchu pod úroveň zmrazování půdy;
  • umístit zakřivený, přímý nebo vícedílný kolektor pomocí běžných kanalizačních potrubí (tvar je zvolen v závislosti na místě, každý metr čtverce domu by měl činit 1,5 m od kolektoru);
  • na konci kolektoru daleko od domu nastavte odvzdušňovač, pohybujte potrubí ve výšce nejméně 1,5 metru od země a vybavte ho deštníkem (samozřejmě bude do domu vnucen vzduch).

V tomto případě nebudou podlahové vytápění schopny dům plně zásobovat teplem.

Geotermální topení dům dělat sami

Víme, že geotermie je teplo Země a termín "geotermální" je často spojován se sopkami a gejzíry. V Rusku se geotermální energie používá především v průmyslovém měřítku, například existují daleko východní elektrárny pracující na základě tepla Země.

Mnozí věří, že geotermální vytápění domu s vlastními rukama je něco z oblasti fantasy. Není to tak? Ale to není absolutně ten případ! S rozvojem moderních technologií se stal zcela reálným.

V tomto materiálu budeme hovořit o principu fungování alternativního vytápění, jeho výhodách a nevýhodách tradičním způsobem. Dozvíte se také, jak uspořádat výměník tepla a jak instalovat geotermální vytápění vlastním rukama.

Některé historické fakty

Když vypukla ropná krize v 70. letech minulého století, na Západě vznikla spalující potřeba alternativních zdrojů energie. Tehdy se začaly vytvářet první systémy geotermálního vytápění.

Dnes jsou rozšířené ve Spojených státech, v Kanadě av západoevropských státech.

Například ve Švédsku se aktivně využívá voda v Baltském moři, jejíž teplota je + 4 stupně. V Německu je zavedení systémů geotermálního vytápění dokonce sponzorováno na státní úrovni.

Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya a další geotermální elektrárny působí v Rusku. Ale je velmi málo faktů o využití energie Země v našem soukromém sektoru.

Skutečné výhody a nevýhody

Pokud v Rusku je geotermální vytápění soukromého sektoru poměrně malé, znamená to, že tato myšlenka nestojí za náklady na jeho realizaci? Možná by se tato otázka neměla řešit? Ukázalo se, že to není.

Použití systému geotermálního vytápění pro dům je nákladově efektivní řešení. A je zde několik důvodů. Mezi ně patří rychlá instalace zařízení, která může pracovat dlouho bez jakýchkoli přerušení.

Používáte-li v topném systému ne vodu, ale vysoce kvalitní nemrznoucí směs, nezmrazí a její opotřebení bude minimální.

Uvádíme další výhody tohoto typu vytápění.

  • Postup při spalování paliva je vyloučen. Vytváříme systém absolutně protipožární, který v průběhu provozu nebude schopen způsobit škody na bydlení. Navíc jsou vyloučeny řada dalších otázek souvisejících s přítomností paliva: nyní není třeba hledat místo, kde by bylo možné je ukládat, zapojit se do nákupu nebo dodávky.
  • Akustické pohodlí. Tepelné čerpadlo běží téměř tiše.
  • Významné ekonomické výhody. Během provozu systému nebude vyžadovat žádné další investice. Roční vytápění zajišťují síly přírody, které nekupujeme. Samozřejmě, že při provozu tepelného čerpadla dochází k vyčerpání elektrické energie, ale současně objem vyráběné energie výrazně převyšuje velikost spotřeby.
  • Ekologický faktor. Geotermální vytápění soukromého venkovského domu je ekologickým řešením. Absence spalovacího procesu eliminuje uvolňování spalovacích produktů do atmosféry. Pokud o tom mnozí vědí, a takový systém vytápění bude náležitě všudypřítomný, negativní vliv lidí na přírodu se mnohokrát snižuje.
  • Kompaktní systém. Nemusíte ve svém domě organizovat samostatnou kotelnu. Vše, co bude zapotřebí, je tepelné čerpadlo, které může být umístěno například v suterénu. Nejvíce objemový obrys systému bude umístěn pod zemí nebo pod vodou, nebude to vidět na povrchu vašeho webu.
  • Multifunkční. Systém může pracovat jak pro vytápění v chladné sezóně, tak pro chlazení v letním období. To znamená, že vás nahradí nejen ohřívač, ale i klimatizaci.

Výběr systému geotermálního vytápění je ekonomicky přínosný, přestože bude muset vynaložit peníze na nákup a instalaci zařízení.

Mimochodem, jako nevýhoda systému jsou náklady, které budou muset být zmíněny za účelem instalace systému a jeho přípravy na provoz. Bude nutné koupit samotné čerpadlo a některé materiály, abyste mohli pracovat s instalací externího kolektoru a vnitřního okruhu.

Tyto náklady se však vyplatí během prvních několika let provozu. Následné použití kolektoru uloženého v zemi nebo ponořeného do vody šetří značné zdroje. Navíc proces instalace sám o sobě není tak komplikovaný, že jej vyzývá k tomu, aby jej provedli další odborníci. Pokud nechcete vrtat, pak vše ostatní může být provedeno nezávisle.

Geotermální vytápění

V posledních desetiletích začaly aktivní živobytí lidí, kteří uspokojují jejich potřeby, velmi negativní dopad na přírodu a životní prostředí. A tepelné elektrárny hrály v tomto procesu významnou roli. Současně společnost začala chápat, že zdroje přírody nejsou nekonečné, a proto v posledních letech začaly představovat analogy zdrojů tepla. Jedním z těchto alternativních způsobů vytápění domu je geotermální vytápění. Systém je jednoduchý a efektivní a můžete to udělat sami.

Všimněte si, že geotermální vytápění ve Spojených státech a evropských zemích se stalo hlavním zdrojem tepla, nicméně v Rusku se dnes považuje pouze za alternativu k plynu, elektrickému, tuhému paliva a jiným druhům vytápění. Brzy se geotermální vytápění stane hlavní, protože recenze naznačují, že je to nákladově efektivní způsob vytápění vašeho domu bez poškození životního prostředí a ve vaší výhodě.

Princip činnosti

Takový jev, jako je geotermální vytápění, jehož princip funguje podobně jako obyčejná chladnička, je právě naopak - je stále populárnější. Země zachovává teplo neustále, je možné ohřívat předměty na povrchu. Dolní linie je, že horká magma ohřívá zem zevnitř a zezadu ji nezmrazuje zem kvůli zemi.

Tepelná energie, která se získává při procesu vytápění, využívá geotermální systém založený na speciálním tepelném čerpadle.

A princip fungování je následující: tepelné čerpadlo je umístěno nahoře, výměník tepla je spuštěn do speciální hliníkové šachty. Podzemní voda protéká čerpadlem a ohřeje se. Takto získané teplo se používá pro průmyslové nebo domácí účely. Takto funguje podzemní vytápění.

Schematický diagram tepelného čerpadla

Je třeba poznamenat, že hlavní výhodou takového systému je to, že při spotřebě energie 1 kW získáme užitečnou tepelnou energii v rozsahu od 4 do 6 kW. Pro srovnání konvenční klimatizační zařízení není schopno přeměnit 1 kW elektrické energie na 1 kW tepelné energie (zákon o úsporách energie, protože ztráty byly zrušeny při přepočtu jednoho typu energie na jiný). Vytápění způsobené teplem zeminy se dostatečně rychle vyplatí se správným přístupem k provádění geotermálního vytápění.

Systémové funkce

Samozřejmě není tak snadné dělat geotermální vytápění vlastními silami, ale je to docela možné. A pro začátek je moje. Parametry dolu se vypočítají pro každý případ zvlášť. Jeho rozměry budou záviset na klimatu ve vaší oblasti, druhu půdy, strukturálních rysech krajské kůry, v oblasti, kde bude umístěn takový systém. Hloubka dolu je zpravidla od 25 do 100 m.

Vrtání vrtů pro tepelné čerpadlo

Dále instalace geotermálního vytápění znamená takový krok, jako je snížení trubek absorbujících teplo do šachty zeminy. Funkce těchto trubek jsou následující: dodávají teplo čerpadlu, což zvýší teplotu kapaliny a přivede ji k ohřevu. Všimněte si, že pokud se rozhodnete vytvořit geotermální topení vlastním rukama, budete potřebovat pomocníka, protože potrubí je velmi těžké.

Upozorňujeme, že v letním období funguje vytápění ze země jako klimatizace. Chcete-li to provést, aktivujte zpětný mechanismus. Během provozu dochází k výměně tepla chladicí energie.

Způsob, jakým funguje systém

Jedná se o účinný a šetrný k životnímu prostředí systém - tepelné vytápění, princip fungování může pokračovat třemi hlavními způsoby:

  1. Používá se tepelná energie hlubokých podzemních vod. Tato voda má vysokou teplotu, tepelné čerpadlo ji zvedne a ohřívá. Poté voda prochází výměníkem tepla a rozvádí většinu své energie.
  2. Tato metoda vyžaduje dodatečné náklady od vlastníků. V hloubce země od 75 m a níže spouštějí nádrž, ve které se nachází nemrznoucí směs. Ohřívá a pomocí tepelného čerpadla stoupá k výměníku tepla. Po přivedení tepla do výměníku tepla se nemrznoucí směs dostane zpět do nádrže.
  3. A pro třetí způsob, jak funguje systém, není vůbec třeba vybavit důlní důl. Takové vytápění ze země je vhodné pro vytápění budov, které mají přístup do nádrže. Takže na dně nádrže z výměníku tepla jsou umístěny sondy vodorovného typu a přeměňují vodu na dno.
Druhy tepelných čerpadel

Výhody systému geotermálního vytápění

Geotermální topné systémy mají několik výhod:

  • Uvolňování tepelné energie je několikanásobně vyšší než spotřeba elektrické energie, která vyžaduje čerpadlo.
  • Bezpečnost životního prostředí je větší než u jiných systémů vytápění, protože systémy vytápění geotermální nevyvíjejí žádné škodlivé emise.
  • Aby geotermální systém fungoval, není třeba žádné palivo ani další chemikálie. Proto je pro majitele a pro životní prostředí bezpečné.
  • Při provozu takového vytápění nevzniká nebezpečí výbuchu nebo požáru.
  • Pokud je topný systém správně nainstalován, bude pracovat bez technické podpory nejméně 30 let.

Geotermální vytápění instalujeme nezávisle

Okamžitě si všimneme tuto vlastnost: ti, kteří se rozhodnou vybavit vytápění teplom Země, musí jednou investovat obrovské množství peněz. Samozřejmě, že časem se tyto náklady vyplatí, protože ne budeme stavět bydlení pro sebe za rok nebo dva. Kromě toho se každoročně zvyšuje cena plynu a elektřiny a geotermální systém nebudete vědět, jaké jsou tyto cenové skoky.

Všimněte si, že uvnitř místnosti, kterou chcete ohřát, položte topné články, které se neliší od ohřevu vody. Váš kryt bude ohříván radiátory a teplo v nich bude procházet potrubím.

Nicméně v tomto systému bude většina skrytá pod zemí. Ohřevem se zemní energií je přítomnost studny a výměníku tepla. V bytě stačí jen položit zařízení, které generuje teplo - obvykle to nevyžaduje mnoho prostoru.

Princip provozu tepelného čerpadla

Na takovém zařízení bude uživatel schopen regulovat teplotu a dodávat tepelnou energii. Instalace samotného topného systému v domě se provádí jako obvykle s rozvětvením potrubí a radiátorem. Pokud máte soukromý dům, nebo samotná budova je malá, pak se v tomto případě generátor systému zobrazí v samostatné místnosti nebo v suterénu.

Zvyšte systém geotermálního vytápění

Ohřev zemského tepla se začal šířit koncem osmdesátých let v amerických městech, které byly zvláště těžké v době krize. Zpočátku byl takový systém využíván bohatými lidmi, kteří takovou cestou zachránili, ale systém se brzy stal levnějším a chudší Američané se o ni začali zajímat. A brzy se využívání tepla ze země pro vytápění stalo výsadou většiny Američanů, kteří vlastnili soukromé domy. V evropských zemích před 20 lety statistiky uváděly, že asi 12 milionů lidí využívalo geotermální topné systémy. Během této doby až do dneška se toto číslo zvýšilo pouze.

Trendy v šíření geotermálního vytápění jsou jasné. Koneckonců, vytápění díky energii země je výhodné, úsporné a bezpečné.

Přestože topný systém plynu je nejoblíbenější, ze stejného důvodu se každý rok sníží zásoby zemního plynu, náklady na něj rostou a rostou. A použití tuhého paliva pro vytápění domů je náročné na práci. Dále se v důsledku spalování dřeva a uhlí uvolňuje škodlivý oxid uhličitý, tvoří saze a dehet. Geotermální vytápění je proto v Rusku stále častější.

Geotermální vytápění domu - náklady na práce na klíč

Určitě jste slyšeli o geotermálním vytápění více než jednou. Takové systémy jsou instalovány v mnoha evropských zemích a jsou velmi populární a populární. Je možné s námi uvést? Abyste to pochopili, musíte pochopit princip fungování a také zvážit všechny výhody takového systému.

Výhody geotermálního vytápění

  1. Nezávislost na dostupnosti standardních zdrojů.
  2. Systém šetrný k životnímu prostředí. Takové vytápění nevyvolává žádné emise do atmosféry, jak to dělají běžné spalovací kotle.
  3. Velký koeficient přenosu tepla.
  4. Multitasking systém. V chladné sezoně může v místnosti zahřát a chladit v létě. Systém pracuje také na ohřevu vody. Kdykoli můžete mít teplou vodu.
  5. Bezhlucnost Úroveň zvuku pracovní jednotky čerpadla nepřesahuje 27 decibelů.
  6. Účinnost. Navzdory vysokým počátečním nákladům na instalaci systému budete platit pouze za elektřinu, která spotřebovává tepelné čerpadlo. A jeho výdaje jsou minimální.

Náklady na geotermální vytápění doma

Pravděpodobně je to jediný okamžik, kvůli kterému systém ještě nebyl široce používán. Počáteční náklady mohou dosáhnout jednoho milionu rublů. Vše záleží na tom, jaké oblasti vašeho domova a zdroje tepla. Takže položení topného okruhu do vodních útvarů je levnější za stejné náklady pro čerpací stanici a související materiály (potrubí, těsnicí materiály atd.).

Nejvýhodnější taková instalace pro malé domy. Náklady jsou vypláceny ve dvou až třech letech, protože není zapotřebí platit za plyn / uhlí / palivové dříví a všechny náklady jsou sníženy na platbu za malé množství elektrické energie, která se vynakládá na provoz čerpacího zařízení. Je třeba ušetřit takovou instalací, ne na klíč, ale na vlastní pěst? Možná, pokud pečlivě prozkoumáte všechny vlastnosti procesu. V praxi existují případy úspěšné shromáždění samotnými vlastníky.

Náklady na práce na klíč jsou:

  • z výpočtů výkonu čerpadla délka topného okruhu;
  • ceny práce v zemi nebo ve vodě (vrtání, kopání příkopů, položení pod vodou), jakož i související práce na pokládání a instalaci;
  • od instalace a připojení čerpací stanice.

Jako příklad uvádíme přibližné výpočty pro dům o rozloze 150 m2. m

  1. U takových domů je třeba tepelné čerpadlo o výkonu 14 kW. Jeho cena je 260 tisíc rublů.
  2. Částka pro veškeré práce na uspořádání vertikálního hliněného obrysu je přibližně 427 tisíc rublů. Může se lišit podle typů půdy.

Celkem - 687 tis. Vidíme, že velmi významné počáteční náklady na instalaci geotermálního vytápění. Cena běžných kotlů je mnohem levnější. Pro porovnání vypočítejte, jaké jsou vaše stávající náklady na vytápění, a vypočítat, kolik budete utrácet s využitím geotermálního vytápění. Zvažte oba případy v perspektivě po mnoho let (10-15 let). Rozdíl je velmi, velmi významný.

Hlavní komponenty systémů geotermálního vytápění

Geotermální vytápění nepoužívá obvyklé zdroje tepla. O palivovém dříví, uhlí, plynu nebo elektřině se nehovoří (v množství, které používá běžný elektrický kotel).

Celý systém se skládá ze tří hlavních prvků. Jsou to:

  • topný okruh uvnitř domu;
  • topný okruh;
  • čerpací stanice.

Jako vytápěcí okruh, který bude umístěn uvnitř domu, mohou působit jak obvyklé běžné radiátory, tak i podlahové vytápění (k větrání se používá větší množství energie). Kromě toho lze tento systém přinést k předehřátí skleníku, bazénů, cest uvnitř místa atd.

V tomto případě je topný okruh geotermální zdroje tepla. Takže je ohříván pomocí energie země, vody a také vzduchu.

Čerpací stanice je nezbytná k přenosu tepla z topného okruhu do topného okruhu.

Více o způsobu vytápění

Pro vytápění místnosti používá geotermální topení energii, která je uložena v prostředí. Princip práce je zapůjčen z návrhu chladničky. V něm je teplo z vnitřní komory vyvedeno tak, aby dosáhlo minimálních hodnot teploty v samotné komoře. Když k tomu dojde, zahřívá se zadní stěna. Při geotermálním vytápění je do obývacího pokoje přiváděno teplo ze země (nebo vody, vzduchu). Rozdíl je v tom, že zdroj tepla není ochlazený, ale má stabilní teplotu. Z tohoto důvodu může docházet k ohřevu místnosti v jakékoliv chladné sezóně. A v teple, můžete systém nakonfigurovat tak, aby bylo zajištěno chlazení skříně.

Zvažte příklad s topným okruhem pro vytápění obydlí uvnitř země. Tato možnost je nejčastější, protože poloha geotermálního obrysu ve vodních zdrojích vyžaduje přítomnost v blízkosti domu. To je méně obvyklé.

Teplo ze země

V určité hloubce má země svou teplotu. Nezáleží na povětrnostních podmínkách a čase roku. Jedná se o ty vrstvy, které jsou pod úrovní mrazu. To znamená, že topný okruh je položen tam, kde má teplota vždy stabilní kladnou hodnotu.

Způsoby umístění trubek topných okruhů v zemi

Vertikální stohování

Faktem je, že hluboké vrty jsou vyvrtány v oblasti, kde budou kladeny trubky. Jejich hloubka závisí na tom, jakou oblast bude třeba zahřát. Hodnota dosahuje až 300 metrů. Výpočet je založen na skutečnosti, že 50 až 60 W tepelné energie země tvoří jeden metr geotermálního potrubí. Pro čerpadlo o výkonu 10 kilowattů (vhodné pro dům o rozloze až 120 čtverečních metrů) potřebujete studnu o hloubce 170 až 200 m. Můžete vrtat několik vrtů, ale mělší. Výhoda metody spočívá v tom, že s touto instalací dochází k nejmenšímu zásahu do krajiny vašeho webu, pokud je dům již vybudován a místo je dáno správným způsobem. Současně však dochází k velkým nákladům na práci.

Horizontální styling

Na podélném pozemku se vytahuje zákop obrovské plochy. Jejich hloubka závisí na úrovni zamrznutí půdy ve vašem regionu (od 3 metrů a hlouběji) a oblasti jámy - od náměstí domu. Mělo by se vypočítat ze skutečnosti, že 1 až 20 wattů energie představuje 1 metr potrubí. Pokud instalujete stejné tepelné čerpadlo na 10 kW, délka okruhu by měla být od 300 do 500 m. Trubky jsou položeny podél dna těchto zákopů a pak jsou naplněny zeminou.

Schéma celé struktury

Ve skutečnosti existují tři obvody, kterými cirkuluje tekutina. První z nich jsme označovali jako vytápění. Další okruh je uvnitř čerpadla. Zde chladiče získává teplo z topného okruhu a přenáší ho do třetího cyklu přes potrubí do domu.

Chladicí kapalina prochází po obrysu pod zemí a ohřeje na teplotu 7 ° C (to je indikátor v hloubce pod úrovní mrazu). Veškerá energie, kterou chladicí kapalina vzala ze země, přichází k tepelnému čerpadlu.

Tepelné čerpadlo má první výměník tepla. V něm chladicí kapalina z hliníkových okruhů ohřívá chladivo, což zvyšuje nejen teplotu, ale také tlak. V plynovém stavu jde chladicí kapalina k druhému výměníku tepla. Zde ohřívá chladicí kapalinu, která cirkuluje potrubí uvnitř domu a pak se vrací do tekutého stavu.

Vytápění ze země: komplexní a jednoduchá implementace

Tématem tohoto článku je použití tepla ze země pro vytápění. Je možné převzít tepelnou energii z hlubin?

A pokud ano, hovoříme výlučně o složitých a nákladných high-tech konstrukcích, nebo se něco může udělat vlastním rukama?

Pod tenkou kůrou jádro planety stále vaří. Je možné použít toto teplo na povrch?

Předpoklady

Proč ve skutečnosti potřebujete vytápění ze země? Koneckonců, moderní trh nabízí spoustu hotových řešení pro elektřinu, plyn, solárium a tuhá paliva...

Je to jednoduché. Ceny energií rostou, daleko před růstem ruského příjmu. Současně není těžké předpovědět další růst exponentem: protože plynové a ropné zásoby skončí už v životě naší generace, jejich pozůstatky budou prodávány za přehnané ceny.

Je logické přejít na obnovitelné zdroje tepla. Ale které z nich?

Vyhodnoťme možnosti.

  • Slunce je skvělý zdroj tepla. Ale příliš nestabilní: několik týdnů jasného počasí může být nahrazeno sněhem a šedou závojem nad hlavou.
    Kromě toho v noci přinutí buď akumulovat teplo, nebo použít solární kolektory domácího vytápění pouze jako pomocný zdroj energie.

Je užitečné: v teplém slunném klimatu je topení na solárních kolektorech v zásadě efektivní, ale má obrovskou plochu a prostorný tepelný akumulátor.
Záložní zdroj tepla je však stále potřebný v případě prodlouženého špatného počasí.

  • Vítr je příliš nestabilní. Navíc není všude možné použít: údolí a reliéfní záhyby vytvářejí mnoho oblastí s neustálým klidem.

Ale vytápění domu s teplem země s pomocí geotermální energie nemá žádný takový problém. V hloubce od jednoho metru do pěti nebo šesti, půda všude a vždy má konstantní teplotu, která se zvyšuje s rostoucí hloubkou.

Hloubka zamrznutí se však v závislosti na regionu liší.

Geotermální čerpadlo

Jak může být teplo země použito pro vytápění?

Řešení připravená již několik desetiletí. Jedná se o tepelná čerpadla geotermální pro vytápění domů. Jak jsou uspořádány?

Představte si, jak funguje lednička.

  • Plynné chladivo je stlačeno kompresorem, velmi horké současně.
  • Poté se provádí výměníkem tepla, čímž se přebytečné teplo odvádí a ochladí se na pokojovou teplotu.
  • Chladné chladivo vstupuje do chladicího okruhu mrazícího prostoru, kde se rozšiřuje a stejně jako jakákoli látka, když se agregační stav změní z kapaliny na plynnou, ochladí se rychle a... ochladí prostor kolem něj.
  • Poté se chladivo opět přivede do kompresoru pro kompresi - a pak v kruhu.

Jsme zvědaví na dvě skutečnosti:

  1. Chladnička je schopna odnést teplo z chladného předmětu a dát ho teplému. V tomto případě se teplo přenáší z mrazáku z jeho -18 ° C do vzduchu v místnosti.
  2. Množství čerpané tepelné energie je několikrát více než spotřeba energie pro provoz kompresoru.

Nyní namísto mrazničky nahradíte půdu v ​​mělké hloubce s konstantní teplotou - a získáte pracovní model geotermálního tepelného čerpadla. Poznámka - z větší části využívá energii země k zahřátí vašeho domova. Náklady na elektřinu nepřesahují 30% své tepelné kapacity.

Vytápění domu ze země je spojeno především s geotermálními čerpadly.

Je zřejmé, že topení na zemi vyžaduje nejen vytápění chladiče, ale také výměník tepla na druhé straně okruhu, který odvádí teplo ze země. Jak to může být?

Vertikální kolektor

Nejčastěji se přenos tepla provádí svislými sondami ponořenými do hloubky několika desítek metrů. V krátké vzdálenosti od domu se vrtují několik vrtů, do kterých jsou ponořeny trubky (obvykle z polyetylenu zesítěného). Velká hloubka znamená absolutně stabilní a vysokou teplotu; Kromě toho, zatímco výměníky tepla nevyžadují velkou plochu pro umístění.

Významnou nevýhodou, že dům má vytápění s energií země v takové realizaci, je vysoká cena instalace. Přesněji, cena vrtání: začíná od 2000 rublů na jeden lineární metr studny. Celkové náklady na 2-4 studny o hloubce 50-60 metrů lze snadno vypočítat.

Horizontální kolektor

Avšak v těch oblastech země, kde zima není příliš těžká a hloubka zamrznutí půdy nepřesahuje jeden a půl metru, se často používají horizontální kolektory. Stejné trubkové výměníky tepla jsou umístěny v zákopu, který se snadno vykopává. Je zřejmé, že náklady na instalaci se současně opakovaně snižují.

Poznámka: nepodceňujte rozsah práce. Například celková délka kolektorových trubek pro dům o rozloze 275 m2 bude přibližně 1200 metrů.

Kromě plísní z lopaty zahřívá teplo země v takovém provedení slibuje další problém. Pod sběratelem bude obsazena velká plocha, mnohokrát celková plocha domu. A nemůžete ji použít pro zahradu nebo zahradu: kořeny rostlin zmrznou sběratel.

V fotoelektrickém horizontálním výměníku tepla.

Vzduchový kolektor

Naštěstí kromě geotermálního vytápění tepelného čerpadla, který stojí desítky tisíc věčně zelených jednotek, můžete najít další způsoby, jak realizovat vytápění venkovského domu ze země. Jeden z nejjednodušších - vzduchových hliněných kolektorů.

Nezapomeňte: pro ohřev vzduchu na přijatelnou úroveň v rezidenční oblasti potřebujete určité množství tepelné energie. Kromě toho čím nižší je počáteční teplota vzduchu - tím vyšší jsou náklady.

Ale zvýšení teploty vzduchu na vstupu ventilačního systému může být zcela zdarma. Konstantní teplota na zemi, pamatuješ?

Pokyn, který vám umožňuje používat energii vytápění země, je velmi jednoduchý:

  • Odvodíme přívod vzduchu do země pod bodem mrznutí.
  • Provádíme přímý, ohýbaný nebo vícedílný kolektor s běžnými kanalizačními trubkami. Tvar je určen vaším dvorem. Přibližná celková délka kolektoru je 1,5 metru na čtvereční metr plochy domu.
  • Přívod vzduchu na konci sběrače děláme daleko od domova, přesuňte potrubí do výšky alespoň jeden a půl metru od země a zajistěte jej deštníkem-deflektor. Je zřejmé, že nucený vzduch do domu bude muset být nucen.

Nepolaťte se: popsané vytápění z tepla země nevyřeší Vaše problémy s tepelnou energií zcela a bezplatně.

Ale umožní vám implementovat jeden z jednoduchých a levných programů:

  • Přiváděný vzduch s teplotou asi 10 ° C může být ohříván jakýmkoli ohřívačem (elektrický, plynový, naftový atd.) A zředěn ventilačními kanály v místnostech. Náklady v porovnání s potřebou ohřát studený vnější vzduch se mnohokrát sníží.
  • Alternativním řešením je použít vstřikovaný vzduch z podzemní vody, aby se vyfukala venkovní jednotka tepelného čerpadla vzduch-voda nebo konvenčního klimatizačního zařízení. Při + 10 ° C může libovolná externí jednotka kteréhokoli zařízení této třídy pracovat efektivně. Hlavním technickým problémem je zajištění požadovaného průtoku vzduchu.

Toto je schéma, které zde vidíme. Vzduch odvádí teplo ze země a vstupuje do tepelného čerpadla a poté je odváděno mimo dům.

Závěr

A konečně - trochu osobní zkušenosti. Autor článku žije v soukromém domě, v regionu s poměrně teplým klimatem. Pod domem se nachází suterén s betonovou podlahou o rozloze 75 m2, který má celoroční teplotu ve výši 10-12 stupňů. Je zřejmé, že s takovou oblastí výměníku tepla a teplotou vzduchu v suterénu je poměrně stabilní.


Jedním z topných zařízení v domě je běžná domácí klimatizační jednotka s vnější jednotkou v suterénu a vnitřní jednotka v prvním patře. V důsledku tohoto uspořádání, i když je venkovní teplota zřetelně pod nulou, funguje klimatizační jednotka s maximální účinností, přičemž teplo ze vzduchu v suterénu a potom ze země.

Vnější jednotka děleného systému je tradičně umístěna na ulici. Nicméně, pokud je ve vašem suterénu stabilní teplota - proč ji nepřevádět?

Jako obvykle najdete další informace ve videu připojeném k článku. Teplé zimy!

Top