Na zabezpečenie tepla v súkromnom dome sa tradične používajú jednotky na elektrinu, tuhé, plynné alebo kvapalné palivá. V posledných desaťročiach sa ako alternatívny zdroj tepelnej energie používali slnečné kolektory a teplo zemského interiéru. Vykurovanie domu teplom zeme sa nazýva geotermálne vykurovanie domu.
Geotermálne vykurovanie domu pomocou zemskej energie
Vykurovanie zo zeme rastie v raste dopytu, pretože náklady na konvenčné zdroje energie sa neustále zvyšujú, zatiaľ čo zásoby fosílnych palív sa znižujú. Investovanie peňazí do hlineného vykurovania vidieckej chaty je celkom výnosné, ak vezmeme do úvahy ekonomické vyhliadky a značné úspory autonómneho zásobovania teplom počas vykurovacej sezóny.
Metódy získavania prírodnej tepelnej energie
Tepelné čerpadlá na zemi sa líšia v spôsobe získavania tepla:
- Zariadenia, ktoré využívajú teplo hlbokej podzemnej vody, horúce gejzíry atď.
- Systémy, ktoré obsahujú nemrznúcu nádrž nainštalovanú v zemi v hĺbke 75 metrov. Ohrev z útrob zeme je zabezpečený prirodzeným ohrevom nádrže nemrznúcou zmesou; Výsledkom je, že chladivo prechádzajúce cez výmenník tepla sa vzdáva prijatého tepla a vracia sa do nádoby.
- Geotermálny okruh je položený pozdĺž dna nádrže, ktorá je prírodným akumulátorom tepla. V takom prípade musíte počítať s tým, že nádrž môže v zime úplne zamrznúť.
Typy tepelných čerpadiel zemného zdroja
Vykurovanie domu energiou zeme vyžaduje rozsiahle práce na inštalácii systému, ale je to ekologický spôsob získavania takmer bezplatnej tepelnej energie. Vykurovanie domácnosti vyžaduje málo elektriny, aby bol systém funkčný.
Náklady a vyhliadky na návratnosť
Náklady na zariadenie a jeho inštaláciu počas výstavby geotermálneho vykurovania závisia od kapacity bloku a od výrobcu. Každý si vyberie výrobcu, ktorý sa bude riadiť vlastnými úvahami a informáciami o reputácii a spoľahlivosti konkrétnej značky. Výkon však závisí od oblasti miestnosti, ktorá má byť servisovaná.
Tento obrázok sumarizuje výhody geotermálneho vykurovacieho systému. Práve tento pomer prichádzajúcej a odchádzajúcej energie umožňuje systému najskôr sa rýchlo vyplatiť a potom ušetriť peniaze jeho vlastníkovi.
Ak vezmeme do úvahy výkon, potom náklady na tepelné čerpadlá kolíšu v nasledujúcich rozsahoch:
- pre 4-5 kW - 3000-7000 konvenčných jednotiek;
- pre 5-10 kW - 4000-8000 konvenčných jednotiek;
- pre 10 - 15 kW - 5 000 - 10 000 konvenčných jednotiek.
Ak k tejto sume pripočítame náklady potrebné na inštalačné práce (20 - 40%), dostaneme sumu, ktorá sa pre mnohých bude javiť ako absolútne nereálna. Všetky tieto náklady sa ale vyplatia vo veľmi rozumnom čase. V budúcnosti však budete musieť zaplatiť iba nepatrné náklady na elektrickú energiu potrebnú na prevádzku čerpadla. A je to všetko!
Z dôvodu nedostatočnej účinnosti geotermálnych systémov na vykurovanie bytových budov sa používajú ako doplnok k hlavným vykurovacím sieťam alebo sa stavajú v kombinácii s dvoma alebo viacerými tepelnými výmenníkmi.
Ako ukazuje prax, geotermálne vykurovanie je obzvlášť výhodné pre domy s celkovou vykurovanou plochou 150 štvorcových metrov. metrov. Za päť až osem rokov sú všetky náklady na usporiadanie vykurovacích systémov v týchto domoch úplne splatené.
Princípy činnosti geotermálneho vykurovania
Kúrenie z energie zeme sa úspešne používa v rôznych klimatických pásmach: systémy sú schopné pracovať v južných aj severných oblastiach.
Geotermálna inštalácia počas svojej prevádzky využíva také fyzikálne vlastnosti niektorých tekutín, ako je schopnosť odparovať sa, čo vedie k ochladeniu povrchu. Práve tento jav je základom činnosti chladiacich zariadení.
Princípom činnosti geotermálneho vykurovania je reverzný chladiaci proces. Takto fungujú klimatizácie, ktoré sú schopné nielen chladiť, ale aj ohrievať vzduch v miestnosti.
Ako funguje tepelné čerpadlo
Klimatizačné jednotky však majú obmedzenú funkčnosť - nemôžu pracovať pri teplotách pod -5 ° C. A geotermálny systém je schopný zabezpečiť vykurovanie domu bez ohľadu na teplotu vzduchu na povrchu. Je to spôsobené tým, že v prostredí, z ktorého získava tepelnú energiu, sa prirodzene udržiavajú stabilné teplotné podmienky.
Niekoľko historických faktov
Keď v 70. rokoch vypukla ropná kríza, na Západe vznikla pálčivá potreba alternatívnych zdrojov energie. Práve v tom čase sa začali vytvárať prvé geotermálne vykurovacie systémy. Dnes sú rozšírené v Spojených štátoch, Kanade a štátoch západnej Európy.
Keď spomenieme zdroje geotermálnej energie, vždy si predstavíme údolie gejzírov alebo sopiek, ale zdroje, ktoré potrebujeme, sú oveľa bližšie. A pomôžu nám zahriať sa v zime a ochladiť v lete.
Napríklad vo Švédsku sa aktívne používa voda z Baltského mora, ktorej teplota je + 4 stupne. V Nemecku je zavedenie geotermálnych vykurovacích systémov sponzorované dokonca na štátnej úrovni. V Rusku pôsobia elektrárne Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya a ďalšie geotermálne elektrárne. Existuje ale len veľmi málo faktov o využití energie Zeme v našom súkromnom sektore.
Zariadenie geotermálneho vykurovacieho systému
Geotermia (veda o tepelnom stave Zeme) umožnila praktické využitie tepelnej energie, ktorú zemská kôra prijíma z horúcej magmy v strede planéty.
Špeciálne navrhnuté tepelné čerpadlo na vykurovanie domu je inštalované na povrchu a výmenník tepla je namontovaný v zemi alebo na dne nádrže. Tepelná energia sa „odčerpáva“ na povrch a umožňuje vám ohriať chladiacu kvapalinu vo vykurovacom okruhu domu alebo nebytového zariadenia.
Ako prebieha ohrev
Geotermálne vykurovanie súkromného domu je nákladovo efektívna možnosť. Ak použijete zemskú energiu na vykurovanie domu, potom na každý kilowatt elektriny potrebný na prevádzku zariadenia pripadá 4 až 6 kW užitočnej tepelnej energie získanej z útrob planéty.
V porovnaní s prevádzkou klimatizácie uvidíme, že počas jej prevádzky je potrebných viac ako 1 kW elektrickej energie na získanie 1 kW tepelnej energie. Je to spôsobené nevyhnutnými stratami pri premene jednej energie na druhú atď.
Je veľmi ziskové vykurovať obytnú budovu pomocou tepelnej energie zo zemského interiéru, ale doba návratnosti nákladov na vybavenie a inštaláciu bude nejaký čas trvať.
Používanie zemského tepla na vykurovanie domu si nevyžaduje inštaláciu tradičného kotla na vykurovanie tepelného nosiča.
V takom prípade sa systém skladá z troch komponentov
:
- vykurovací okruh - geotermálny zdroj tepelnej energie;
- vykurovací okruh vo vnútri domu - nízkoteplotný radiátor alebo podlaha;
- prečerpávacia stanica - tepelné čerpadlo na prečerpávanie tepelnej energie do vykurovacieho okruhu z vykurovacieho okruhu v pôde alebo pod vodou.
Geotermálny vykurovací systém možno použiť aj na vykurovanie skleníkov, vedľajších budov, vody v bazéne, záhradných chodníkov atď.
Výhody a nevýhody
klady
- Takmer nevyčerpateľný a stabilný zdroj energie;
- Výrobcovia takýchto systémov volajú takéto kúrenie pre majiteľa zadarmo. Ale to tak nie je, pretože nesmieme zabúdať na náklady na elektrinu. Je to však lacnejšie ako tradičné vykurovacie systémy;
- Geotermálne vykurovanie možno použiť takmer v každom regióne, s výnimkou severných;
- Geotermálne vykurovacie systémy neobsahujú škodlivé emisie;
- V dome zaberajú málo miesta (asi ako chladnička);
- Je možné nakonfigurovať prevádzku jednotiek pre vykurovanie aj chladenie;
- Geotermálnu inštaláciu je možné v prípade potreby integrovať do vykurovacieho systému domu pomocou plynového alebo elektrického kotla.
Mínusy
- Dlhá doba návratnosti;
- Veľké množstvo počiatočných investícií do nákupu a inštalácie geotermálneho vykurovacieho systému.
Zariadenia na usporiadanie geotermálneho vykurovania
Geotermálne zariadenie pre hlboké vykurovacie systémy umožňuje akumuláciu tepelnej energie extrahovanej z okolitého prostredia a jej prenos na tepelný nosič vo vykurovacom okruhu.
Zoznam zariadení na vykurovanie teplom zo zeme obsahuje
:
- Výparník. Zariadenie je umiestnené v hĺbke a slúži na absorbovanie tepelnej energie nachádzajúcej sa v geotermálnych vodách alebo v pôde.
- Kondenzátor. Umožňuje vám zvýšiť teplotu nemrznúcej zmesi na hodnotu potrebnú pre fungovanie systému.
- Tepelné čerpadlo. Zabezpečuje cirkuláciu nemrznúcej zmesi vo vykurovacom okruhu, riadi činnosť geotermálnej inštalácie.
- Vyrovnávacia nádrž - nádoba na zber ohriatej nemrznúcej zmesi. Umožňuje vám preniesť tepelnú energiu zemského interiéru na chladiacu kvapalinu. Nádrž, cez ktorú prechádza chladiaca kvapalina, je vybavená výmenníkom tepla v tvare špirály. Po ňom sa pohybuje vyhrievaná nemrznúca zmes, ktorá vydáva teplo.
Schéma zariadenia tepelného čerpadla
Inštalácia systému
Geotermálne vykurovanie vidieckeho domu v štádiu usporiadania si vyžaduje solídne finančné prostriedky. Vysoké celkové náklady na systém sú do veľkej miery spôsobené veľkým objemom pozemných prác spojených s inštaláciou vykurovacieho okruhu.
Časom sa finančné náklady vrátia, pretože tepelná energia použitá počas vykurovacej sezóny sa získava z hlbín Zeme s minimálnou spotrebou energie.
Inštalácia horizontálneho výmenníka tepla pre geotermálny vykurovací systém
Na zabezpečenie vykurovania domu teplom zeme je potrebná inštalácia systému
:
- hlavná časť by mala byť umiestnená pod zemou alebo na dne nádrže;
- v samotnom dome je nainštalované iba dostatočne kompaktné zariadenie a je položený okruh radiátora alebo podlahového kúrenia. Zariadenie umiestnené vo vnútri domu umožňuje regulovať úroveň vykurovania chladiacej kvapaliny.
Ako vyzerá geotermálne zariadenie v domácnosti
Pri projektovaní vykurovania pomocou zemského tepla je potrebné rozhodnúť o možnosti inštalácie pracovného okruhu a typu kolektora.
Existujú dva typy zberačov
:
- Vertikálne - ponorí sa do zeme na niekoľko desiatok metrov. Aby ste to dosiahli, v krátkej vzdialenosti od domu musíte vyvŕtať niekoľko studní. V jamkách je ponorený obrys (najspoľahlivejšou možnosťou sú sieťované polyetylénové rúry).
- Nevýhody: Veľké finančné náklady na vyvŕtanie niekoľkých otvorov v zemi s hĺbkou 50 metrov.
Výhody: Umiestnenie podzemného potrubia v hĺbke, kde je stabilná teplota pôdy, poskytuje vysokú účinnosť systému. Vertikálny kolektor navyše zaberá malú plochu pôdy.
- Horizontálne.Použitie takého kolektora je povolené v regiónoch s teplým a miernym podnebím, pretože hĺbka zamrznutia pôdy by nemala presiahnuť 1,5 metra.
- Nevýhody: Potreba využívať veľkú plochu stránky (hlavná nevýhoda). Po položení obrysu nemožno tento pozemok použiť na záhradu alebo zeleninovú záhradu, pretože systém pracuje s uvoľňovaním chladu počas prepravy chladiva, v dôsledku čoho zamrznú korene rastlín.
Výhody: Lacnejšia práca na zemi, ktorú je možné vykonať aj svojpomocne.
Horizontálny a vertikálny typ kolektora
Geotermálnu energiu je možné získať položením horizontálneho geotermálneho okruhu na dno bezmrazovej nádrže. V praxi je to však ťažko realizovateľné: nádrž môže byť umiestnená mimo súkromného územia a potom bude potrebné koordinovať inštaláciu výmenníka tepla. Vzdialenosť od vykurovaného objektu k nádrži by nemala byť väčšia ako 100 metrov.
Dôležité! Teplota okolia kolektora nesmie klesnúť pod + 5 ° C. Horná časť kolektora, ktorá prichádza do styku s mrazivou zeminou, musí byť chránená tepelnou izoláciou, aby nedošlo k strate tepelnej energie.
Video o princípoch a výsledkoch činnosti
Ak pre vás je ľahšie vnímať vizuálne informácie, potom vám toto video umožní vidieť na vlastné oči presne, ako funguje geotermálny systém, ako aj dozvedieť sa viac o tom, kto a prečo je tento typ vykurovania prospešný.
Pozývame vás na sledovanie krátkeho videa, v ktorom vám majiteľ horizontálneho podpovrchového kolektora povie o svojich dojmoch z jeho fungovania. Okrem toho sa sledovaním tohto videa dozviete o prevádzkových nákladoch spojených s prevádzkou geotermálneho vykurovacieho systému.
Každý majiteľ súkromného domu si sám vyberie, či si zaobstará služby organizácií poskytujúcich zdroje, alebo sa bude spoliehať iba sám na seba. Pri tom sa riadi celým radom úvah. Úlohou, ktorú sme si stanovili, nie je tlačiť vás k hotovému záveru, ale zdieľať pred vami informácie o možnostiach riešenia problému. publikované
P.S. A pamätajte, že iba zmenou svojej spotreby - spoločne meníme svet! © econet
