За да се осигури топлина на частна къща, традиционно се използват агрегати, работещи на електричество, твърди, газови или течни горива. През последните десетилетия слънчевите колектори и топлината на земните недра се използват като алтернативен източник на топлинна енергия. Отоплението на дом с топлината на земята се нарича геотермално отопление на дома.
Геотермално отопление на къщата, използвайки енергията на земята
Отоплението от земята е в нарастващо търсене, тъй като цената на конвенционалните енергийни източници непрекъснато се увеличава, докато запасите от изкопаеми горива намаляват. Инвестирането на пари в земно отопление на селска вила е доста изгодно, като се вземат предвид икономическите перспективи и значителните спестявания при автономно топлоснабдяване през отоплителния сезон.
Методи за получаване на естествена топлинна енергия
Термопомпите с наземен източник се различават по начина, по който извличат топлина:
- Инсталации, които използват топлината на дълбоки подпочвени води, горещи гейзери и др.
- Системи, които включват резервоар за антифриз, монтиран в земята на дълбочина 75 метра. Отоплението от земните недра се осигурява чрез естествено нагряване на резервоара с антифриз; В резултат на това хладилният агент, преминавайки през топлообменника, отделя получената топлина и се връща в контейнера.
- Геотермалната верига е положена по дъното на резервоара, което е естествен акумулатор на топлина. В този случай трябва да вземете предвид, че резервоарът може напълно да замръзне през зимата.
Видове земни термопомпи
Отоплението на къща с енергията на земята изисква обширна работа по инсталирането на системата, но това е екологичен начин за получаване на почти безплатна топлинна енергия. За да отоплявате къща, ще ви е необходимо малко количество електричество, необходимо за функционирането на системата.
Разходи и перспективи за изплащане
Разходите за оборудване и неговото инсталиране по време на изграждането на геотермално отопление зависят от капацитета на блока и от производителя. Всеки избира производител, ръководен от собствените си съображения и информация за репутацията и надеждността на определена марка. Но мощността зависи от площта на помещението, което ще се обслужва.
Тази цифра обобщава предимствата на геотермалната отоплителна система. Именно това съотношение на входящата и изходящата енергия позволява на системата първоначално да се изплати и след това да спести пари за собственика си.
Ако вземем предвид мощността, тогава цената на термопомпите варира в следните диапазони:
- за 4-5 kW - 3000-7000 условни единици;
- за 5-10 kW - 4000-8000 условни единици;
- за 10-15 kW - 5000-10000 условни единици.
Ако добавим към тази сума разходите, необходими за монтажните работи (20-40%), тогава ще получим сума, която за мнозина ще изглежда абсолютно нереална. Но всички тези разходи ще се изплатят в много разумен срок. В бъдеще обаче ще трябва да платите само незначителни разходи за електроенергия, необходими за работа на помпата. И всичко това!
Поради недостатъчната ефективност на геотермалните системи за отопление на жилищни сгради, те се използват като допълнение към основните отоплителни мрежи или се изграждат в комбинация с два или повече топлообменници.
Както показва практиката, геотермалното отопление е особено полезно за къщи с обща отопляема площ от 150 кв. метри. За пет до осем години всички разходи по подреждането на отоплителни системи в тези къщи са напълно изплатени.
Принципи на действие на геотермалното отопление
Отоплението от енергията на земята се използва успешно в различни климатични зони: системите могат да работят както в южните, така и в северните региони.
В хода на своята работа геотермалната инсталация използва такова физическо свойство на някои течности като способността да се изпарява, което води до охлаждане на повърхността. Именно този феномен е в основата на работата на хладилното оборудване.
Принципът на действие на геотермалното отопление е обратен процес на охлаждане. Така работят климатиците, способни не само да охлаждат, но и да затоплят въздуха в стаята.
Как работи термопомпата
Климатичните устройства обаче имат ограничена функционалност - те не могат да функционират при температури под -5 ° C. И геотермалната система е в състояние да осигури отопление на къщата, независимо от температурата на въздуха на повърхността. Това се дължи на факта, че в средата, от която тя взема топлинна енергия, естествено се поддържат стабилни температурни условия.
Няколко исторически факта
Когато петролната криза избухна през 70-те години на миналия век, на Запад възникна гореща нужда от алтернативни енергийни източници. По това време започват да се създават първите геотермални отоплителни системи. Днес те са широко разпространени в САЩ, Канада и западноевропейските държави.
Когато споменаваме геотермални енергийни източници, винаги си представяме долина от гейзери или вулкани, но източниците, от които се нуждаем, са много по-близо. И те ще ни помогнат да се затоплим през зимата и да се охладим през лятото.
Например в Швеция активно се използва водата на Балтийско море, чиято температура е + 4 градуса. В Германия въвеждането на геотермални отоплителни системи дори се спонсорира на държавно ниво. Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya и други геотермални електроцентрали работят в Русия. Но има много малко факти за използването на земната енергия в нашия частен сектор.
Устройство за геотермална отоплителна система
Геотермията (науката за топлинното състояние на Земята) направи възможно практическото използване на топлинна енергия, която земната кора получава от горещата магма в центъра на планетата.
На повърхността е монтирана специално проектирана термопомпа за отопление на къща, а топлообменникът е монтиран в земята или в дъното на резервоара. Топлинната енергия се "изпомпва" към повърхността и ви позволява да загреете охлаждащата течност в отоплителния кръг на къща или нежилищно съоръжение.
Как протича процесът на отопление
Геотермалното отопление на частна къща е рентабилен вариант. Ако използвате енергията на земята за отопление на къща, тогава за всеки киловат електроенергия, необходим за работата на оборудването, има 4 до 6 kW полезна топлинна енергия, получена от недрата на планетата.
В сравнение с работата на климатика, ще видим, че по време на неговата работа са необходими повече от 1 kW електричество, за да се получи 1 kW топлинна енергия. Това се дължи на неизбежните загуби за преобразуване на една енергия в друга и т.н.
Много е изгодно да се отоплява жилищна сграда, като се използва топлинната енергия на земните недра, но периодът на изплащане на разходите за оборудване и монтаж ще отнеме известно време.
Използването на топлината на земята за отопление на къща не изисква инсталирането на традиционен котел за отопление на охлаждащата течност.
В този случай системата се състои от три компонента
:
- отоплителен кръг - геотермален източник на топлинна енергия;
- отоплителна верига вътре в къщата - нискотемпературен радиатор или под;
- помпена станция - термопомпа за изпомпване на топлинна енергия в отоплителния кръг от отоплителния кръг в почвата или под вода.
Геотермална отоплителна система може да се използва и за отопление на оранжерии, спомагателни сгради, вода в басейна, градински пътеки и др.
Предимства и недостатъци
професионалисти
- Почти неизчерпаем и стабилен източник на енергия;
- Производителите на такива системи наричат такова отопление безплатно за собственика. Но това не е така, тъй като не трябва да забравяме за цената на електричеството. Той обаче е по-евтин от традиционните отоплителни системи;
- Геотермалното отопление може да се използва в почти всеки регион, с изключение на северните;
- Геотермалните отоплителни системи нямат вредни емисии;
- Те заемат малко място в къщата (приблизително колкото хладилник);
- Възможно е да се конфигурира работата на блоковете както за отопление, така и за охлаждане;
- Ако е необходимо, геотермалната инсталация може да бъде интегрирана в отоплителната система на къща с газов или електрически котел.
Минуси
- Дълъг период на изплащане;
- Голяма сума първоначална инвестиция в закупуването и инсталирането на геотермална отоплителна система.
Оборудване за подреждане на геотермално отопление
Геотермалното оборудване за дълбока отоплителна система позволява натрупване на топлинна енергия, извлечена от околната среда, и пренасянето й към охлаждащата течност в отоплителния кръг.
Списъкът на оборудването за отопление с топлина от земята включва
:
- Изпарител. Устройството е разположено на дълбочина и служи за абсорбиране на топлинна енергия, намираща се в геотермални води или почва.
- Кондензатор. Позволява ви да доведете температурата на антифриза до стойността, необходима за функционирането на системата.
- Топлинна помпа. Осигурява циркулация на антифриза в отоплителния кръг, контролира работата на геотермалната инсталация.
- Буферен резервоар - контейнер за събиране на нагрят антифриз. Позволява ви да прехвърляте топлинна енергия от земните недра към охлаждащата течност. Резервоарът, през който преминава охлаждащата течност, е оборудван с топлообменник с форма на намотка. По него се движи отопляем антифриз, отделящ топлина.
Схема на устройството на термопомпата
Инсталация на системата
Геотермалното отопление на селска къща на етапа на подреждане изисква солидна инвестиция. Високите общи разходи за системата до голяма степен се дължат на голямото количество земя, свързана с инсталирането на отоплителния кръг.
С течение на времето финансовите разходи се изплащат, тъй като използваната топлинна енергия по време на отоплителния сезон се извлича от дълбините на земята с минимално потребление на енергия.
Монтаж на хоризонтален топлообменник за геотермална отоплителна система
За да се осигури отопление на къщата с топлината на земята, монтаж на системата
:
- основната част трябва да бъде разположена под земята или в дъното на резервоара;
- в самата къща е инсталирано само достатъчно компактно оборудване и е положен радиатор или подов отоплителен кръг. Оборудването, разположено вътре в къщата, ви позволява да регулирате нивото на отопление на охлаждащата течност.
Как изглежда геотермалното оборудване в дома
Когато проектирате отопление с помощта на топлината на земята, е необходимо да вземете решение за опцията за монтаж на работната верига и вида на колектора.
Има два вида колектори
:
- Вертикално - потъва в земята за няколко десетки метра. За да направите това, на кратко разстояние от къщата, трябва да пробиете редица кладенци. В кладенците е потопен контур (най-надеждният вариант е омрежените полиетиленови тръби).
- Недостатъци: Големи финансови разходи за пробиване на няколко дупки в земята с дълбочина 50 метра.
Предимства: Подземното разположение на тръбите на дълбочина, където температурата на земята е стабилна, осигурява висока ефективност на системата. Освен това вертикалният колектор заема малка площ от парцела.
- Хоризонтално.Използването на такъв колектор е разрешено в региони с топъл и умерен климат, тъй като дълбочината на замръзване на почвата не трябва да надвишава 1,5 метра.
- Недостатъци: Необходимостта да се използва голяма площ от сайта (основният недостатък). След полагането на контура това парче земя не може да се използва за градина или зеленчукова градина, тъй като системата работи с отделянето на студ при транспортиране на хладилен агент, което ще доведе до замръзване на корените на растенията.
Предимства: По-евтина земна работа, която дори може да се извърши сама.
Хоризонтален и вертикален тип колектор
Геотермалната енергия може да бъде получена чрез полагане на хоризонтална геотермална верига в дъното на резервоар без замръзване. Това обаче е трудно да се приложи на практика: резервоарът може да бъде разположен извън частната територия и тогава инсталирането на топлообменника ще трябва да бъде координирано. Разстоянието от нагретия обект до резервоара трябва да бъде не повече от 100 метра.
Важно! Околната температура на колектора не трябва да пада под + 5 ° C. Горната част на колектора в контакт с замръзващата почва трябва да бъде защитена с топлоизолация, за да се избегне загуба на топлинна енергия.
Видео за принципите и резултатите от работата
Ако ви е по-лесно да възприемате визуална информация, тогава това видео ще ви позволи да видите с очите си как точно функционира геотермалната система, както и да научите повече за това кой и защо този тип отопление е от полза.
Каним ви да гледате кратко видео, в което собственикът на хоризонтален подземен колектор ще ви разкаже за своите впечатления от работата му. Освен това, като гледате това видео, ще научите за текущите разходи, свързани с експлоатацията на геотермална отоплителна система.
Всеки собственик на частна къща сам избира дали да закупи услугите на доставчици на ресурси или да разчита само на себе си. По този начин той се ръководи от цял списък от съображения. Задачата, която сме си поставили, не е да ви подтикнем към готов извод, а да споделим информация за възможностите за решаване на проблема пред вас. публикувано
P.S. И помнете, просто като промените консумацията си - заедно променяме света! © econet
