Категория

Седмичен Новини

1 Радиатори
Как да заобиколите стандартната консумация на топлинна енергия за отопление и спестяване
2 Помпи
Какво е най-икономичното отопление или по-изгодното за отопление на частна къща?
3 Камини
Как да изберем сензори за налягане и температура за отоплителната система
4 Радиатори
Най-добри въглищни котли според рецензиите на клиентите
Основен / Котли

Отоплява една къща ефективно чрез топлина и енергия на земята: анализ и съвети за подреждане


Геотермалното отопление е един от най-обещаващите от общия брой алтернативни източници на енергия. За разлика от хелиосистемите, практически не зависи от сезона. Но домашното отопление е печелившо поради топлината и енергията на земята?

Геотермално отопление у дома

Първо трябва да разберете принципите за получаване на топлинна енергия. Те се основават на повишаване на температурата, когато тя се влива дълбоко в земята. На пръв поглед, увеличението на степента на отопление леко. Но благодарение на появата на нови технологии, затоплянето на дома поради горещината на земята се превърна в реалност.

Основното условие за организирането на геотермалното отопление е температурата не по-ниска от 6 ° С. Това е типично за средните и дълбоките слоеве на почвата и водните тела. Последните са по-зависими от индикатора за външна температура, поради което те рядко се използват. Как можете да организирате домашно отопление със земна енергия?

За да направите това, трябва да направите три вериги, пълни с течности с различни технически характеристики:

  • Открит. По-често той циркулира антифриз. То се загрява до температура не по-ниска от 6 ° С поради енергията на земята;
  • Топлинна помпа. Без нея отоплението с енергия на земята е невъзможно. Топлоносителят от външната верига прехвърля енергията си в хладилния агент, използвайки топлообменник. Температурата на изпаряване е по-ниска от 6 ° С. След това той влиза в компресора, където, след компресиране, температурата се повишава до 70 ° C;
  • Вътрешен контур. По подобен начин топлината се прехвърля от компресираното охлаждащо вещество към водата в преодоляващата система. По този начин има отопление от земните недра с минимални разходи.

Въпреки ясните предимства такива системи рядко могат да бъдат намерени. Това е свързано с високи разходи за закупуване на оборудване и организиране на външния контур на топлинния прием.

Най-добре е да се повери изчисляването на топлината от топлината на земята до професионалистите. От точността на изчисленията ще зависи от ефективността на цялата система.

Принципът на действие на термопомпата

"Сърцето" на геотермалното отопление е термопомпа. Състои се от няколко компонента, чиято работа пряко влияе върху ефективността на цялата система. Ето защо, преди да планирате отоплението на частна къща от земята - трябва да разберете основните характеристики на този сайт.

Тъй като това устройство принадлежи към категорията сложно оборудване - препоръчва се да се закупят само фабрични модели. Конструкцията на термопомпата включва следните компоненти:

  • Изпарителя. В това устройство енергията се прехвърля от външната верига;
  • Компресор. Необходимо е да се създаде високо налягане в средата на хладилния агент;
  • Капилярна. Той служи за намаляване на вътрешното налягане в охладителната верига;
  • Система за управление. Използва се за регулиране на отоплението на частна къща от земята - температурният режим на работа, скоростта на преминаване на топлоносителите и т.н.

Основният проблем при самостоятелното производство на термопомпа е да се намалят топлинните загуби и да се нормализира работата на вътрешната верига с хладилния агент. Фабричните модели са настроени на етапа на производство, а дизайнът им дава възможност за регулиране на параметрите им.

Как да се изчисли правилно параметрите на помпата, така че топлината на земята за отопление на къщата да осигури нормална температура? За това трябва да знаете топлинната мощност на помпата. За приблизително изчисление можете да използвате следната формула:

Q = (t1-t2) * V

Когато t1-t2 е температурната разлика на входящата и връщащата тръба, ° С, V е изчисленият обем на потока охлаждащ агент, m³ / h, Q е номиналната мощност на термопомпата, W.

Тази техника не е приложима за сложни системи, тъй като те съдържат много допълнителни фактори. По-специално - топлинни загуби по магистралата. Това е особено вярно за онези райони, където е възможно най-близо до земната повърхност. За да се сведат до минимум топлинните загуби, топлинните тръби в земята трябва да бъдат изолирани.

Тъй като работата на термопомпата зависи от електричеството - препоръчително е да инсталирате аварийно захранващо устройство.

Възможности за организиране на геотермално отопление

За да използвате енергията на земята за отопление на къщата възможно най-много - трябва да изберете правилната външна верига. Всъщност източникът на топлинна енергия може да бъде всяка среда - под земята, водата или въздуха. Но е важно да се вземат предвид сезонните промени в метеорологичните условия, както бе споменато по-горе.

В момента съществуват два вида системи, които ефективно се използват за отопление на една къща поради топлината на земята - хоризонтална и вертикална. Основният фактор за избор е площта. На това зависи от оформлението на тръбите за отопление на къщата с енергията на земята.

Освен това се вземат предвид такива фактори:

  • Съставът на почвата. В скалисти и глинести е трудно да се правят вертикални стволове за полагане на магистрали;
  • Ниво на замръзване на почвата. Тя ще определи оптималната дълбочина на тръбата;
  • Разположението на подпочвените води. Колкото по-високи са, толкова по-добре за геотермалното отопление. В този случай температурата ще се увеличи с дълбочината, което е оптималното условие за отопление поради енергията на земята.

Вие също трябва да знаете за възможността за обратна трансфер на енергия през лятото. Тогава отоплението на частна къща от земята няма да функционира и излишната топлина ще премине от къщата в почвата. Всички хладилни системи работят на един и същ принцип. Но за това трябва да инсталирате допълнително оборудване.

Невъзможно е да планирате инсталирането на външната верига на разстояние от къщата. Това ще увеличи загубата на топлина при нагряване от недрата на земята.

Хоризонтална геотермална отоплителна схема

Най-често срещаният начин за инсталиране на външни магистрали. Той е удобен за лесна инсталация и възможност за сравнително бърза подмяна на дефектни участъци от тръбопровода.

За монтаж съгласно тази схема се използва колекторна система. За тази цел са направени няколко схеми, разположени на минимално разстояние от 0.3 m един от друг. Те са свързани чрез колектор, който подава охлаждащата течност към термопомпата. Това ще осигури максимален енергиен поток към отоплението от топлината на земята.

Но трябва да вземете под внимание редица важни нюанси:

  • Голяма площ на парцела. За къща от около 150 квадратни метра, тя трябва да бъде най-малко 300 m²;
  • Тръбопроводите са задължителни, на дълбочина под нивото на замръзване на почвата;
  • С възможното движение на почвата по време на пролетните наводнения се увеличава вероятността от преместване на магистрали.

Решаващото предимство на нагряването от земната топлина на хоризонталния тип е възможността за самостоятелно подреждане. В повечето случаи това не изисква участието на специално оборудване.

За максимален топлообмен трябва да използвате тръби с висока топлопроводимост - тънкостенни полимери. Но в същото време е необходимо да се обмислят начини за изолиране на отоплителните тръби в земята.

Вертикална схема на геотермалното отопление

Това е по-трудоемък начин за организиране на отоплението на частна къща от земята. Тръбопроводите са разположени вертикално, в специални кладенци. Важно е да знаем, че такава схема е много по-ефективна от вертикалната.

Основното му предимство е да се увеличи степента на отопление на водата във външната верига. Т.е. колкото по-дълбоко се намират тръбите - толкова по-голямо количество топлина от земята за отопление на къщата ще влезе в системата. Друг фактор е малката земна площ. В някои случаи, разположението на външния контур на геотермалното отопление се извършва преди изграждането на къщата в непосредствена близост до основата.

Какви трудности могат да се срещнат при получаването на енергия от земята за отопление на една къща според тази схема?

  • Количествено до качествено. За вертикално позициониране дължината на магистралите е значително по-висока. Тя се компенсира от по-висока температура на почвата. За това е необходимо да направите кладенци с дълбочина до 50 метра, което е трудоемка работа;
  • Съставът на почвата. За скалисти почви е необходимо да се използват специални сондажни машини. В глината, за да се предотврати падането на кладенец, защитната обвивка е сглобена от стоманобетон или пластмаса с дебели стени;
  • В случай на неизправност или загуба на плътност, процесът на ремонт става по-сложен. В този случай може да има дълготрайни повреди в отоплението на къщата за топлинната енергия на земята.

Но въпреки високите първични разходи и сложността на инсталацията, вертикалното подреждане на магистралите е оптимално. Експертите съветват да се използва само такава инсталационна схема.

За циркулацията на охлаждащата течност във външната верига във вертикална система са необходими мощни циркулационни помпи.

Организация за геотермално отопление

Потребителите все още имат основния въпрос - възможно ли е да се използва отоплението на селска къща със земна енергия като основна? Това е възможно, но само с професионален подход на всички етапи - от изчисляването и завършването с инсталирането и проверката на системата.

Преди всичко трябва да изберете правилната термопомпа. Предвид високата им цена - първо трябва да извършите предварителните изчисления на неговите характеристики. Само в този случай отоплението, дължащо се на топлинната енергия на Земята, ще има максимален показател за ефективност. Сред надеждните производители могат да се отличат фирмите Buderus, Vaillant и Veissman. Средната цена на термопомпа за отопление от земни недра е около 360 хил. Рубли с номинална мощност от 6 кВт. По-продуктивните модели могат да струват повече от 1 милион рубли.

В допълнение към разходите, които трябва да обърнете внимание на тръбите за производство на материали. За да се намалят топлинните загуби при нагряване от топлинната енергия на Земята, се препоръчва да се използват следните:

  • Омрежен полиетилен. Различава се при ниска цена - това е оптимално за хоризонтални схеми;
  • Тръба от неръждаема стомана. Използва се за отопление с помощта на топлинна енергия на земята с вертикално подреждане на външния контур. Благоприятно се различава от омрежен полиетилен чрез висока топлопроводимост и механична якост. Недостатъкът е високата цена.

За оптимизация се препоръчва да се монтират външни и вътрешни температурни сензори, както и акумулатор на топлина. Това ще сведе до минимум разходите за отопление на частна къща за енергията на земята.

Като се имат предвид всички тези фактори, в повечето случаи геотермалното нагряване от енергията на Земята се установява като допълнителна. С течение на времето цената на компонентите и ефективността на термопомпите ще се увеличи - и едва тогава ще бъде възможно тези системи да се разглеждат като основни.

Пример за инсталиране на геотермално отопление в частна къща може да бъде намерен чрез гледане на видеоклипа:

Как да направите отопление на геотермалната къща със собствените си ръце

Прогресивният метод на геотермално отопление у дома използва принципа на работа, който се състои в прилагане на топлината на земята за загряване на помещението. Тъй като традиционните горива принадлежат към изчерпаеми природни ресурси, струва си да се тревожим предварително за преминаването към най-новите неизчерпаеми източници на енергия.

Лидерите в производството и експлоатацията на геотермални отоплителни системи за дома са държавите от Скандинавия. Те популяризират тази версия на инсталациите и я предлагат на региони, които имат широк потенциал за използване.

Приложение на оборудването

Неправилно е да се предположи, че отоплението от земята може да се използва само когато има източници на топла вода, има топли гейзери и други естествени източници на подземно отопление. Най-новите технологии позволяват успешното използване на геотермалното отопление у дома и в умерените географски ширини.

Днес в нашата страна този тип отопление все още е свързано с алтернативни методи за получаване на топлина. Въпреки това, в повечето случаи тя е почти идеална за къщи или селски къщи. Инсталираните отоплителни системи за домашно отопление със собствени ръце могат да работят в два режима:

  • отопление през зимата;
  • охлаждане при горещо време.

Така се формира най-благоприятната атмосфера в стаята.

VIDEO: Как действа геотермалното отопление

Работа на системата

Къщата трябва да инсталира термопомпа. То ще отнеме енергия от почвата или подземните води, което ще даде на циркулиращата охлаждаща течност, която циркулира в къщата. Този принцип на работа е разкрит през 19 век от френския физик Сади Карно.

Съставните елементи на базовия възел са:

  • компресор;
  • изпарител;
  • кондензатор;
  • клапан за газта.

Компресорът се захваща за "компресиране" на топлина и го премества на потребителите. Самото устройство се нуждае от външно захранване.

Работата на термопомпата се извършва съгласно следния алгоритъм:

  1. Топлинният колектор трябва да съдържа вътрешна течност, която има ниска точка на замръзване. Често в производството на геотермално отопление със собствените си ръце вътре излива вода с високо съдържание на соли, алкохол разреден с вода, гликол смеси.
  2. В модула на изпарителя топлината се отделя на охлаждащия агент с ниска точка на кипене, в което момент се вари и се превръща в състояние на пара.
  3. Компресор, инсталиран във веригата, допринася за увеличаване на налягането на парите, което означава, че температурата на веществото се повишава до 78-80 ° С.
  4. Влизането в хладилния агент на кондензатора навлиза в течната фаза, като същевременно се отделя енергия и към отоплителния кръг.
  5. Връщането на образуваната течност към компресора се осъществява чрез клапана на газта.

Тъй като термопомпата за домашно отопление работи на принципа на хладилника, често се нарича "хладилник в обратен ред". В много случаи енергията от земята се използва за инсталиране на подово отопление.

Правилно извършените изчисления и добре изпълнената инсталация на топлообменника са в състояние да осигурят възвращаемост от консумираната от помпа консумация на киловат до петкратно увеличение на изходната мощност.

VIDEO: Как функционира геотермална термопомпа

Инсталация на топлообменника

Текущите типове инсталация са такива опции:

  • вертикално, когато трябва да пробиете няколко кладенци;
  • хоризонтално, където са изкопани окопите под дълбочината на замръзване;
  • под вода, когато полагането се извършва на дъното на най-близкия резервоар.

Добър пробив

За ефективно използване на топлинната енергия на Земята, ако районът в близост до сградата е малък, е необходимо да се пробиват дълбоки кладенци. В дълбините на земята на няколко метра остава стабилна положителна температура. Използването на такива геотермални кладенци осигурява топлина към веригата на топлообменника. Освен това тази топлина се прехвърля към втората вътрешна верига, разположена в стаята.

Често, пробиването на няколко кладенци струва дори по-ниско от това на дъното на резервоара. Поради това процесът става достъпен за повече хора.

Процесът се осъществява от малка сондажна платформа и малко помощно оборудване. Тя почти не се отразява на околния район. Изграждането на кладенец е позволено дори във вода, но не трябва да бъде по-близо от 2-3 метра от жилищна структура.

Използваната максимална дълбочина е до 200 м, но често се получава ефективност от 50 м. На следващия етап ямката е изградена. От вътрешната страна на кухината се поставя пластмасова тръба с диаметър 40 мм. Предава се от един до четири контури на колектора.

Кухината между почвата и външната стена на тръбата трябва да бъде запълнена с топлопроводящ материал. Нагревателната линия е свързана с термопомпата.

Водна енергия

Тази опция за цена е най-рационална, тъй като не изисква подготовка на окопи, яма и други земни работи. Но това не е достъпно за всички - минималното количество вода, което е достатъчно за отопление на една къща е 100 кв.м. трябва да бъде най-малко 200 кубически метра и да се намира не повече от 100 метра от сградата на къщата.

Във водопроводните тръби, разположени по дъното, за да се предотврати замръзването им при високи температури.

Извършване на изчисления

За да се извърши изчисление на системата, е необходимо да се вземат предвид основните параметри:

  • на дълбочина над 15-20 м в Централна Русия, температурата се поддържа на + 8- + 10 0 С;
  • за вертикални структури е обичайно да се вземат в изчисленията получената мощност от 50 W на 1 m височина и по-точните стойности зависят от съдържанието на влага в скалата, наличието на подземни води и т.н.
  • сухата скала дава 20-25 W / m;
  • влажна глина или пясъчник от 45 до 55 W / m;
  • твърдите гранитни скали ще осигурят до 85 W / m;
  • наличието на подземни води дава до 110 W / m.

Използвайте термопомпата

Устойчивостта на системата зависи от характеристиките и условията, при които работи термопомпата. В геотермалните инсталации тя може да работи приблизително 1800 часа годишно. Това е средна стойност за географските ширини без термични подземни източници.

Принципът на действие на термопомпата

Принципът на работа на топлоелектрическата система е идентичен и по никакъв начин не е свързан със страната на произход или марката. Геотермалните помпи могат да се различават при проектирането, размера, външния вид, но коефициентът на производство на топлина винаги ще бъде същият за помпите на различни компании и различни страни. Това се дължи на особеностите на преработването на естествената енергия в топлина.

Невъзможно е да се допусне твърде много изходна помпа, тъй като този процес може да доведе до значително понижаване на температурата на почвата около кладенеца, а понякога и до замръзване.

Последиците от такива погрешни изчисления в крайна сметка водят до катастрофални последици - земята се разтърсва неравномерно, на някои места се стига много дълбоко, в резултат на което се повреждат защитните пластмасови тръби. Ако къщата се намира наблизо, тогава може да възникне деформация на основата или стените поради геоложки промени.

Периодично е необходимо да се вземат мерки за "регенериране" на почвата, за която се подава допълнителна топлинна енергия към топлообменника. Това може да е енергията на слънчевия колектор или нагряването на сондата при използване на термопомпа в режим на охлаждане на помещенията.

В заключение, трябва да се отбележи, че геотермалната инсталация все още не е достъпна за всички. В някои случаи периодът за изплащане може да продължи повече от 10 години, но в крайна сметка точно такива методи за отопление на една къща, която в близко бъдеще ще стане не само алтернатива, а единствената възможна.

Използваме топлината на земята за затопляне на къщата

Отоплението на къщата с топлината на земята е по-предпочитано в сравнение със слънчевата и вятърната енергия. В Европа слънчевите системи вече са широко разпространени, което ви позволява да използвате лъчите на слънцето, за да затоплите дома си и да затоплите водата (вижте също: "Хелиосистеми за отопление"). Въпреки това използването им е ограничено - ако в страни с топъл климат има достатъчно за пълно отопление на жилищата, то в райони с умерен климат има прекалено много облачни дни. В допълнение, слънчевите колектори трябва да имат голяма площ и голям акумулатор за топлина и в резултат на това създаването на отоплителна система струва голяма сума (да се чете: "Направи си сам").

Геотермални помпи, които използват топлината на земята за отопление на дома

  • газовият хладилен агент се компресира от компресора и в същото време е много горещ;
  • хладилният агент преминава през топлообменника, изпускайки излишната топлина и охлаждането до стайна температура;
  • след охлаждане, това вещество влиза в охлаждащата верига на фризера, където то се разширява. В резултат на промените в състоянието на агрегация от течност към газообразна, охладителят охлажда рязко и охлажда всичко около него;
  • след това се връща към компресора и цикълът се повтаря отново.

По същия начин затоплянето на къщата се извършва с енергията на земята. Например, хладилникът взима топлина от студен предмет и го прехвърля на топъл предмет, така че топлината се прехвърля от фризера с минус на температурата към помещението. Количеството на изпомпваната енергия е няколко пъти по-голямо от консумираната от компресора електроенергия.

  • вертикално;
  • хоризонтално.

Преди да започнете да използвате топлината от земята, за да затоплите дома си, трябва да решите кой тип колектор. Как изглеждат, можете да видите на снимката.

Вертикални колектори за отопление на дома от земята

Все пак трябва да се вземе предвид значителен недостатък на тази схема: отоплението от земните недра е скъпо. Разбира се, първоначалните разходи впоследствие ще се изплатят, но все пак не всяко семейство може да си позволи такива разходи. Цената на сондажите е висока и това ще отнеме много пари, за да се направят няколко кладенци на дълбочина 50 метра.

Хоризонтални колектори за отопление на къщата с топлина на земята

По този начин отоплението със земна енергия е добра идея, но е много трудно да се приложи. При слънчево отопление ситуацията е еднаква. Поради тази причина алтернативните източници на енергия днес не са широко разпространени.

Въздушни колектори

  • отстранете вентилацията за всмукване на въздух под нивото на замръзване на почвата;
  • да се постави извит, праволинеен или многотръбен колектор, използващ обикновени канализационни тръби (формата се избира в зависимост от мястото, всеки метър от квадрата на къщата трябва да е на 1,5 м от колектора);
  • направете вентилационен отвор в края на колектора далеч от къщата, преместете тръбата на височина най-малко на 1,5 метра от земята и я оборудвайте с чадър-дефлектор (разбира се, въздухът ще бъде принуден да влезе в къщата.

В този случай наземното отопление няма да може напълно да осигури на къщата топлина.

Подземно геотермално отопление у дома

За осигуряването на частна къща с топлина, традиционно се използват единици, използващи електроенергия, твърдо, газово или течно гориво. През последните десетилетия слънчевите колектори и топлината на земните черва са използвани като алтернативен източник на топлинна енергия. Отоплението на къщата с топлината на земята се нарича геотермално отопление на къщата.

Геотермално отопление на къщата поради енергията на земята

Отоплението от Земята е в нарастващо търсене, тъй като цената на конвенционалните енергийни носители непрекъснато се увеличава и резервите от изкопаеми горива намаляват. Инвестирането в наземно отопление на селска къща е доста изгодно предвид икономическите перспективи и значителните икономии на автономно отопление през отоплителния сезон.

Начини за получаване на естествена топлинна енергия

Геотермалните топлинни помпи се различават по метода на извличане на топлина:

  1. Инсталации, използващи топлината на дълбоки подземни води, горещи гейзери и др.
  2. Системи, които включват антифриз резервоар инсталиран в земята на дълбочина от 75 метра. Отоплението от земните недра се осигурява от естественото загряване на резервоара с антифриз; в резултат на това охлаждащият агент, преминаващ през топлообменника, прехвърля получената топлина и се връща в резервоара.
  3. Геотермалният контур е разположен върху дъното на резервоара, който е естествен акумулатор на топлина. В този случай трябва да имате предвид, че резервоарът може напълно да замръзне през зимата.
Видове геотермални термопомпи

Отоплението на къща със земна енергия изисква мащабна инсталация на системата, но това е екологичен начин за получаване на почти безплатна топлинна енергия. За да отоплявате къщата, ще ви трябват малки разходи за електроенергия, необходими за работата на системата.

Принципи на действие на геотермалното отопление

Отоплението, което се дължи на енергията на Земята, се използва успешно в различни климатични зони: системите могат да работят в южните и северните райони.

Геотермалната инсталация в хода на експлоатацията използва такава физическа свойства на някои течности, като например способността за изпаряване, което води до охлаждане на повърхността. Това явление стои в основата на работата на хладилното оборудване.

Принципът на геотермалното отопление е процес на обратно охлаждане. Това е начинът, по който климатиците работят, което може не само да охлади, но и да загрява въздуха в стаята.

Принципът на действие на термопомпата

Климатичните инсталации обаче имат ограничена наличност - те не могат да функционират при температури под -5 ° С. Геотермалната система може да осигури отопление у дома, независимо от температурата на въздуха на повърхността. Това се дължи на факта, че в околната среда, от която се използва топлинна енергия, естествено се поддържат стабилни температурни условия.

Система за геотермално нагряване на устройството

Геотермията (науката за термичното състояние на Земята) направи възможно практическото приложение на топлинната енергия, която кората получава от червената гореща магма в центъра на планетата.

Специално разработена термопомпа за отопление на дома е монтирана на повърхността и топлообменник е монтиран в земята или в дъното на резервоара. Топлинната енергия се "изпомпва" на повърхността и позволява отоплението на охлаждащата течност в отоплителната верига на къща или нежилищен обект.

Как се отоплява процесът

Геотермалното отопление на частна къща е икономически ефективен вариант. Ако използвате енергията на Земята за затопляне на дома си, тогава за всеки киловат електричество, необходимо за работа с оборудването, се получава от 4 до 6 kW полезна топлинна енергия, получена от недрата на планетата.

В сравнение с работата на климатика, ще видим, че по време на експлоатацията му се изисква да похарчи повече от 1 кВт електричество, за да произведе 1 кВт топлинна енергия. Това се дължи на неизбежните загуби в преобразуването на една енергия в друга и т.н.

Много е рентабилно да се затопли жилищна сграда, поради топлинната енергия на вътрешността на Земята, но периодът на изплащане на разходите за оборудване и инсталация ще отнеме известно време.

Използването на топлината на земята за отопление на къщата не изисква инсталиране на традиционен бойлер за отопление на охлаждащата течност.

В този случай системата се състои от три компонента:

  • отоплителна верига - геотермален източник на топлинна енергия;
  • отоплителна верига вътре в къщата - радиатор или подовете с ниска температура;
  • помпена станция - термопомпа за изпомпване на топлинна енергия от отоплителна верига в земята или под водата до отоплителната верига.

Системата за геотермално отопление може да се използва и за отопление на оранжерии, спомагателни сгради, басейн, градински пътеки и др.

Оборудване за организиране на геотермално отопление

Геотермалното оборудване за система за дълбоко отопление позволява натрупването на топлинна енергия, извлечена от околната среда, и прехвърлянето й към охлаждащата течност в отоплителния кръг.

Списъкът на оборудването за отопление с топлинна енергия на земята включва:

  • Изпарителя. Устройството е разположено на дълбочина и служи за абсорбиране на топлинна енергия в геотермални води или почва.
  • Кондензатора. Позволява ви да приведете температурата на антифриз до необходимата стойност за функционирането на системата.
  • Топлинна помпа. Той циркулира антифриз в отоплителната верига, контролира работата на геотермалната инсталация.
  • Буферен резервоар - контейнер за събиране на отопляем антифриз. Той позволява прехвърлянето на топлинна енергия от вътрешността на земята към охлаждащата течност. Резервоарът, през който преминава охладителната течност, е снабден с топлообменник под формата на намотка. На него, давайки топлина, загрята антифриз се движи.
Диаграма на устройството за термопомпа

Инсталация на системата

Геотермалното отопление на селска къща на етап строителство изисква значителни парични инвестиции. Високата крайна цена на системата се дължи главно на голямото количество основи, свързани с монтажа на отоплителната верига.

С течение на времето финансовите разходи се изплащат, защото топлинната енергия, използвана по време на отоплителния сезон, се извлича от дълбочината на земята с минимално потребление на енергия.

Монтаж на хоризонтална топлообменна геотермална отоплителна система

За да се осигури отоплението на къщата с топлината на земята, инсталирането на системата е необходимо:

  • основната част трябва да бъде разположена под земята или в долната част на резервоара;
  • в самата къща се инсталира само достатъчно компактно оборудване и се полага радиатор или подово отопление. Оборудването, разположено вътре в къщата, ви позволява да регулирате нивото на отопление на охлаждащата течност.
Как се използва геотермалното оборудване в къщата

При проектиране на отопление поради топлината на земята е необходимо да се определи опцията за монтиране на работната верига и вида на колектора.

Има два типа колекционери:

  1. Вертикално - потопено в земята за няколко десетки метра. За да направите това, на кратко разстояние от къщата, е необходимо да се пробие редица кладенци. Контурът е потопен в кладенците (най-надеждният вариант е тръбите, направени от омрежен полиетилен).

Недостатъци: Големи финансови разходи за пробиване в почвата на няколко кладенци с дълбочина 50 метра.

Предимства: Подземното разположение на тръбите на дълбочина, където температурата на почвата е стабилна, осигурява висока ефективност на системата. В допълнение, вертикалният колектор заема малка площ от земя.

Недостатъци: Необходимостта да се използва голяма площ от обекта (основният недостатък). Този парцел след полагане на контура не може да се използва като градина или зеленчукова градина, тъй като системата работи с освобождаването на студено при транспортиране на хладилен агент, поради което корените на растенията ще замръзнат.

Предимства: По-евтини земни работи, които дори могат да се извършат сами.

Хоризонтален и вертикален тип колектор

Геотермалната енергия може да се произведе чрез полагане на хоризонтален геотермален контур на дъното на не замръзващо водно тяло. Трудно е обаче да се приложи на практика: резервоарът може да бъде разположен извън частната територия и след това инсталирането на топлообменника трябва да бъде координирано. Разстоянието от отопляемото съоръжение до резервоара трябва да бъде не повече от 100 метра.

Това е важно! Температурата на околния колектор не трябва да пада под + 5 ° С. При контакт с замръзващата земя, горната част на колектора трябва да бъде защитена с топлоизолация, за да се избегне загубата на топлинна енергия.

Предимства и недостатъци

Отоплението със земна енергия има редица предимства:

  • Ефективност. В сравнение с цената на електроенергията за термопомпата, системата позволява да се получи няколко пъти повече топлинна енергия.
  • Екологичност. Този тип отопление е екологично безопасно, няма атмосферни емисии.
  • Security. Не е необходимо да използвате гориво, химикали и др., Няма опасност от експлозия или пожароизвестителна техника.
  • Минимална необходимост от техническа поддръжка. Правилно монтираната система може да работи без намеса поне от 30 години.
  • Икономиката. По време на операцията няма разходи за ремонт, което прави възможно възстановяването на инсталацията на отопление в рамките на 5-8 години.
  • Няма нужда да контролирате системата.
  • Нисък шум при работа с оборудване.
  • Неизползваем източник на топлинна енергия, не се изисква да купува и съхранява енергия.
Екологично използване на топлинната енергия на подпочвата

Недостатъците включват:

  • първоначално високи разходи за оборудване;
  • необходимостта от извършване на сложни сондажни операции на площадката за монтиране на вертикален контур или разваляне на ландшафта чрез подготовка на окопи за хоризонтален топлообменник.

В умерените климатични условия геотермалните инсталации се оказаха ефективни. В северните райони този тип отопление е подходящо за малки къщи (до 200 м 2).

Като разберете как работи системата и от кои части струва, можете да определите възможността за нейното инсталиране на собствения си сайт. Преобладаващо отоплението от земята е оборудвано по време на строителната фаза на къщата - в този случай е по-лесно да се извършват земни работи, тъй като планирането на обекта и създаването на ландшафтен дизайн все още предстои.

Геотермална отоплителна къща направете го сами

Знаем, че геотермията е топлината на Земята, а терминът "геотермална" често се свързва с вулкани и гейзери. В Русия геотермалната енергия се използва предимно в промишлен мащаб, например, има далекоизточни електроцентрали, работещи на базата на топлината на Земята.

Мнозина вярват, че геотермалното отопление на къщата със собствените си ръце е нещо от сферата на фантазията. Не е ли така? Но това съвсем не е така! С развитието на съвременната технология стана съвсем реална.

В този материал ще говорим за принципите на работа на алтернативното отопление, неговите предимства и недостатъци по традиционния начин. Също така ще научите как да подредите топлообменника и как да инсталирате геотермалното отопление със собствените си ръце.

Някои исторически факти

Когато петролната криза избухна през 70-те години на миналия век, на Запад възниква огнищна нужда от алтернативни източници на енергия. По това време започнаха да се създават първите геотермални отоплителни системи.

Днес те са широко разпространени в САЩ, Канада и западноевропейските държави.

Например в Швеция активно се използва водите на Балтийско море, чиято температура е + 4 градуса. В Германия въвеждането на геотермални отоплителни системи е дори спонсорирано на държавно ниво.

Пауцхетская, Верхне-Мутньоваяска, Океанская и други геотермални централи оперират в Русия. Но има много малко факти за използването на енергията на Земята в нашия частен сектор.

Истинските предимства и недостатъци

Ако в Русия геотермалното отопление на частния сектор е сравнително малко, това означава ли, че идеята не струва цената за нейното прилагане? Може би този въпрос не бива да бъде решен? Оказа се, че не е така.

Използването на геотермална отоплителна система за дома е рентабилно решение. И има няколко причини за това. Сред тях е бързата инсталация на оборудване, което може да работи дълго време без никакви прекъсвания.

Ако използвате в отоплителната система не вода, а висококачествен антифриз, той няма да замръзне и износването му ще бъде минимално.

Ние изброяваме другите предимства на този тип отопление.

  • Процедурата за изгаряне на гориво е изключена. Създаваме абсолютно огнеустойчива система, която в хода на експлоатацията няма да може да причини никакви щети на жилището. Освен това се изключват и редица други въпроси, свързани с наличието на гориво: сега не е необходимо да се търси място за съхранение, за ангажиране в доставката или доставянето му.
  • Акустичен комфорт. Топлинната помпа работи почти безшумно.
  • Значителни икономически ползи. По време на експлоатацията на системата няма да се налагат допълнителни инвестиции. Годишното отопление се осигурява от природните сили, които не купуваме. Разбира се, при работата на термопомпата се изразходва електрическа енергия, но в същото време обемът на произведената енергия значително надвишава размера на потреблението.
  • Екологичен фактор. Геотермалното отопление на частна селска къща е екологично решение. Отсъствието на процеса на изгаряне елиминира изпускането на продукти на горене в атмосферата. Ако мнозина са наясно с това и такава отоплителна система ще получи подходящо разпространение, негативното влияние на хората върху природата ще намалява многократно.
  • Компактна система. Не е нужно да организирате в къщата си отделна котелна кабина. Всичко, което ще е необходимо, е термопомпа, която може да се постави например в мазето. Най-обемистият контур на системата ще бъде разположен под земята или под вода, няма да я видите на повърхността на вашия сайт.
  • Универсалност. Системата може да работи както за отопление през студения сезон, така и за охлаждане през лятото. Това означава, че всъщност ще ви замести не само нагревател, но и климатик.

Изборът на геотермална отоплителна система е от икономическа гледна точка въпреки факта, че ще трябва да похарчи средства за покупката и инсталирането на оборудване.

Между другото, като недостатък на системата, това са разходите, които ще трябва да бъдат споменати, за да се инсталира системата и да се подготви за работа. Ще е необходимо да купите самата помпа и някои материали, за да извършите работа по инсталирането на външния колектор и вътрешната верига.

Тези разходи обаче се изплащат само през първите няколко години от експлоатацията. Последващото използване на колектор, положен в земята или потънал във вода, спестява значителни ресурси. В допълнение, самият процес на инсталиране не е толкова сложен, колкото да покани специалисти от трети страни да го изпълнят. Ако не тренирате, всичко останало може да се направи самостоятелно.

Подземно геотермално отопление на къщата с топлина на земята

Как да отопляваме къщата от земята

Как геотермалното отопление работи у дома, как работи

Как действа геотермалното отопление

Геотермално оборудване за използване на топлината на земята

Монтаж и монтаж на геотермално отопление

Ефективно ли е геотермалното отопление на север?

Гейзер за отопление на частна къща

Как да отопляваме къща с геотермална помпа

Изчисляване на мощността и температурата на пода на топлата вода

Калкулатор на котлована за отопление

Калкулатор за изчисляване на броя секции от радиатори

Калкулатор за изчисляване на кадъра от тръба с топла вода

Изчисляване на топлинните загуби и ефективността на котела

Изчисляване на разходите за отопление в зависимост от типа гориво

Калкулатор за обем на разширителния резервоар

Калкулатор за изчисляване на отопление PLEN и електрически бойлер

Цената на отоплението на котела и термопомпата

Геотермално отопление: принципът на действие, плюсовете и минусите, тънкостите на строителството

Има много различни варианти за отопление на домовете. На хората вниманието е насочено естествено към намирането на начини, които консумират най-малко енергия. Жизнените спорове се дължат на такъв прогресивен начин за получаване на топлина, като използването на подземни източници.

Как действа?

Принципът на геотермалното отопление включва използването на термопомпи. Те работят в съответствие с класическия цикъл Carnot, като вземат студена охлаждаща течност дълбоко долу и получават в замяна поток от течност, нагрята до 50 градуса вътре в отоплителната система. Оборудването работи с ефективност от 350 до 450% (това не противоречи на основните физически закони, защо - ще се каже по-късно). Стандартната термопомпа загрява къща или друга сграда поради горещината на земята над 100 хиляди часа (това е средният интервал между превантивните ремонти).

Отоплението до 50 градуса не е случайно. Съгласно резултатите от специалните изчисления и при проучването на практически въведени системи този показател беше признат за най-ефективен. Ето защо наземното отопление, което използва потока на енергия от дълбините, се допълва основно не от радиатори, а от топла подова или въздушна верига. Средно на 1000 W енергия, която задвижва помпата, е възможно да се повиши нагоре с около 3500 W топлинна енергия. На фона на нарастващата цена на охлаждащата течност в основната мрежа и други методи за нагряване, това е много приятен показател.

Геотермалното отопление се формира от три вериги:

  • колектор за земя;
  • термопомпа;
  • всъщност, отоплителен комплекс у дома.

Колекторът е колекция от тръби, които се допълват с помпа за рециклиране. Охлаждащата течност във външната верига има температура от 3 до 7 градуса. И дори такова малко разпръсване навън позволява на системата ефективно да решава задачите. За пренос на топлина се използва или чист етилен гликол, или неговата смес с вода. Напълно подземните отоплителни кръгове са рядкост.

Причината е проста - водата, която се намира в достатъчно загряван слой почва бързо ерозира оборудването. И дори такава течност може да се намери не в произволно място. Изборът на конкретна охлаждаща течност се определя от конструктивните решения на инженерите. Помпата се избира в зависимост от устройството от останалите части на системата. Тъй като дълбочината на кладенеца (нивото на оборудването) се определя от природните условия, решаващите различия между видовете геотермални системи се свързват с устройството на резервоара в земята.

Хоризонталната структура предполага местоположението на колектора под линията на замръзване на почвата. В зависимост от конкретното местоположение това означава задълбочаване от 150 до 200 см. Такива колектори могат да бъдат оборудвани с различни тръби, като мед (с външен слой от PVC) и изработени от метална пластмаса. За да получите от 7 до 9 кВт топлина, ще трябва да поставите минимум 300 квадратни метра. m колектор. Тази техника не позволява приближаване до дърветата с повече от 150 см, а при завършване на инсталацията е необходимо да се подобри територията.

Вертикално изложеният резервоар предполага пробиване на няколко кладенци и задължително насочен в различни посоки, като всяко от тях води от своя ъгъл. Вътре в кладенеца са геотермални сонди, топлинната възвращаемост от 1 движение. m достига около 50 вата. Лесно е да се изчисли, че за еднакво количество топлина (7-9 kW) ще трябва да се доставят 150-200 м кладенци. Предимството в този случай е не само в икономиката, но и във факта, че ландшафтната структура на територията не се променя. Необходимо е само да се разпредели малка площ за монтиране на каусон и за поставяне на концентриращ колектор.

Контур, затоплен от вода, е практичен, ако е възможно да се донесе външен топлообменник в езеро или езеро до дълбочина от 200 до 300 см. Но местоположението на резервоара в радиус от 0,1 километра от отопляемата сграда и водна площ от поне 200 квадратни метра ще бъде съществено условие. м. Има и въздушни топлообменници, когато топлината се генерира от външна верига от атмосферата. Такова решение напълно се проявява в южните райони на страната и не изисква изкопни работи. Слабостите на системата са ниска ефективност при слана от 15 градуса и пълна спирка, ако температурата падне до 20 градуса.

Специални характеристики

Геотермалното отопление на селска къща, на първо място, не консумира скъпо и замърсяващо въздушно минерално гориво. Вече 7 от 10-те нови къщи, построени в Швеция, се отопляват по този начин. В горещите дни геотермалното оборудване от нагревателя става средство за пасивно кондициониране. Противно на общоприетото схващане, такава отоплителна система не се нуждае от вулкани или гейзери. В най-обикновения плосък терен той не се влошава.

Единственото условие е термичният контур да достигне точка под линията на замръзване, където температурата на почвата винаги е от 3 до 15 градуса. Изключително високата ефективност изглежда само противоречи на законите на природата; термопомпата се насища с фреон, който се изпарява под действието на дори "ледена" вода, която изглежда на хората. Парата загрява третата схема. Такава схема е хладилник, обърнат навън. Поради това ефективността на помпата се отнася само за количественото съотношение на електрическата енергия и топлинните ресурси. Самият той е "както трябва", с неизбежна загуба на енергия.

Силни и слаби страни

Обективните предимства на геотермалното отопление могат да бъдат разгледани:

  • отлична ефективност;
  • солиден период на експлоатация (термопомпата работи 2-3 десетилетия, а геоложките сонди са на възраст до 100 години);
  • стабилност на работата при почти всякакви условия;
  • липса на обвързване с енергийните превозвачи;
  • пълна автономия.

Има един сериозен проблем, който възпрепятства геотермалното отопление да бъде наистина често решение. Това, както се вижда от прегледите на собствениците, високата цена на създадения дизайн. Затопляне на обичайната къща от 200 квадратни метра. m (не толкова редки), ще е необходимо да се изгради система "до ключ" за 1 милион рубли, до 1/3 от тази сума е термопомпа. Автоматизираните инсталации са много удобни и ако всичко е настроено правилно, те могат да работят от години без намесата на хора. Всичко зависи само от наличието на средства. Друг недостатък е зависимостта от захранването на помпената апаратура.

Рискът от запалване на геотермална отоплителна система е нула. Не трябва да се страхувате да го заемате с излишно пространство, а в самата къща необходимите части ще изискват приблизително същата площ като обикновената перална машина. Освен това се освобождава пространство, което обикновено трябва да се разпределя за доставка на гориво. Лично изграждането на необходимите контури е малко вероятно да успее. Проектирането също е по-добре да се повери на професионалистите, тъй като най-малката грешка може да доведе до неприятни последствия.

украса

Доста хора се опитват да създадат геотермално отопление със собствените си ръце. Но за да функционира такава система, трябва да се направят внимателни изчисления и също така е необходимо оформлението на тръбното окабеляване. Невъзможно е да се доближи добре до къщата с повече от 2-3 метра. Максималната допустима дълбочина на пробиване достига 200 м, обаче, кладенци, достигащи добри 50 км, показват добра ефективност.

Как да направят отоплението на земята в частна къща

Повечето от нас разбират, че използването на въглища, газ и дървесина като гориво не е без разходи за околната среда. Въвеждането на алтернативни източници на енергия обаче се възпрепятства от високите им разходи и ефективност, които все още са по-ниски от традиционните. Но напоследък производителите все повече започнаха да обръщат внимание на такива продукти, затова се надяваме, че скоро ще бъдат по-лесни за инсталиране и по-евтини.

Днес ние разглеждаме геотермалното отопление, което може да бъде инсталирано за частна къща със собствени ръце. Ще научите за принципа на неговата работа, типове, характеристики и самосъединяване.

Как се отоплява топлината на земята на селска къща

Струва си да се каже, че в европейските страни и САЩ отоплението от земята постепенно се превръща в основен източник на отопление у дома, но засега такива системи са само алтернатива на по-традиционните.

Външен вид и разпространение

Енергията на земята за отопление започна да се разпространява в Съединените щати по-близо до края на 80-те години на миналия век в градовете, които са били в сериозна криза. Системата веднага се интересува от богати хора, на които тя дава възможност да спестят на отопление жилища. Тогава стана по-евтино и по-бедната класа започна да го прилага.

След известно време топлината на земята за отопление се превърна в прерогатив на мнозинството собственици на частни къщи. В Европа броят на домакинствата, използващи топлината на къщата с топлината на земята, се увеличава всяка година.

Тази тенденция на геотермално отопление е съвсем разбираема. Използването на топлината на земята за отопление може значително да спести семейния бюджет, то е безопасно и икономично.

Операцията на геотермалното отопление

Принципът му на работа може да бъде сравнен с конвенционален хладилник, точно обратното. Земята поддържа постоянно топлина, така че е възможно да се нагреят с нея обекти, разположени на нейната повърхност.

Значението на метода е, че във вътрешността на планетата се нагрява с гореща магма и на земята не й позволява да замръзне. Получената топлинна енергия се използва от геотермална отоплителна система, базирана на специална термопомпа.

Получаването на топлина от топлината на земята може да се дължи на термопомпата

Провежда се следният процес:

  1. Термопомпата е монтирана на повърхността.
  2. В земята е пробита дупка, в която е свален топлообменникът.
  3. Подземната вода, преминаваща през помпата, се нагрява и след това се използва за битови и промишлени цели.

С помощта на термопомпа е възможно да се преобразува 1 kW електроенергия в 4-6 kW топлинна енергия

Основното предимство на системата е съотношението на електрическата енергия и получената мощност - 1 до 4-6 kW. Например, когато използвате конвенционален климатик отива 1 към 1. Затова инсталацията ще може да си плати скоро.

Специални характеристики

Независимото отопление на къща от земята има някои трудности, които описваме по-долу:

  1. Те започват с производството на минния вал.
    Тя се изчислява отделно за всеки отделен случай, като се отчита:
    • климата в района;
    • вид на почвата;
    • характерна за структурата на земната кора в региона;
    • отоплителна площ.

На снимката - основата на геотермалното отопление у дома е дълбоко кладенец и термопомпа.

Обикновено дълбочината варира от 25-100 метра.

  1. На следващия етап тръбите се спускат в цевта, която трябва да абсорбира топлината от дълбочината и да я захранва към помпата, което повишава температурата на охлаждащата течност в отоплителната система.

Съвет: по-добре е да работите с асистент, тъй като тръбите често са доста големи.

През лятото отоплението със земна енергия може да се стартира като климатик. За които се активира обратният механизъм. По време на работа, топлообменникът ще започне да получава енергия на охлаждане.

За екологична и ефективна система има три основни опции:

Видове геотермално отопление

Предимства на геотермалното отопление

Сега ще разберем какви са предимствата на тези системи и дали те ще могат да удовлетворят нашите искания:

  1. Топлинната енергия се отделя няколко пъти повече от консумацията на енергия за работа с помпата.
  2. Няма вредни емисии, така че отоплението на селска къща от земята е екологосъобразен начин.
  3. Системата се нуждае само от електричество. Не се изисква употребата на химикали и гориво.
  4. По време на работа няма опасност от експлозия или пожар.
  5. Правилната инсталация на отоплителната система гарантира експлоатация без техническа поддръжка за около 30 години.

Как да използваме самостоятелно топлината на земята за загряване на къщата

Независима инсталация на геотермално отопление

Трябва да се каже веднага, че отоплението на къща с енергията на земята ще изисква еднократна голяма инвестиция на средства. Лъвският дял ще отиде до подреждането на минния вал.

Съвет: Най-скъпата част от термопомпата е компресорът. Ако не искате проблеми, не го купувайте от китайска фабрика.
По-добре е да използвате Danfoss или Copeland (за предпочитане не от Китай).

Също така препоръчваме да използвате подово отопление вместо радиатори. Така че, понякога можете да намалите възвръщаемостта на оборудването. Необходимо е да се вземе предвид годишното увеличение на тарифите за традиционните енергийни източници, като в същото време системата за отопление с геотермална енергия у дома ще избегне ценови скокове.

Вътре в къщата нищо няма да ви напомни, че използвате наземно отопление. Основната част от схемата - кладенецът и топлообменникът ще бъдат скрити под земята. Необходимо е само да се разпредели малко място за устройството, например в сутерена, което генерира топлинна енергия.

Дизайн на топлинната помпа

Устройството ви позволява да регулирате температурата и подаването на топлина. Инструкциите за монтаж на отоплителната система в къщата не се различават от традиционния метод, така че няма специални функции.

заключение

Използването на термопомпи дава възможност да се отървете от традиционните видове горива, които се увеличават всяка година, въпреки че първоначалните разходи ще бъдат доста големи. Монтажът на геотермалното отопление е напълно възможно да се извърши самостоятелно, само когато се инсталират тръби в шахта, е препоръчително да се постави асистент.

Възстановяването на проекта зависи от изолацията на жилището, както и от метода на отопление - радиатор или подово отопление. Видеоклипът в статията ще ви даде възможност да намерите допълнителна информация по горепосочената тема.

Top