Znamo da je geotermija toplina Zemlje, a pojam geotermalni se u našoj zemlji često povezuje s vulkanima i gejzirima. U Rusiji se geotermalna energija koristi uglavnom u industrijskim razmjerima, na primjer, postoje elektrane dalekog istoka koje djeluju na temelju topline našeg planeta.
Mnogi su sigurni da je izrada geotermalnog grijanja kod kuće vlastitim rukama nešto iz carstva mašte. Nije li? Ali ovo je potpuno pogrešno! Razvojem suvremene tehnologije domaća upotreba „zelene energije“ postala je sasvim stvarna.
Govorit ćemo o načelima alternativnog grijanja, njegovim prednostima i nedostacima, usporedivim s tradicionalnim sustavima grijanja. Također ćete naučiti o mjestu izmjenjivača topline i kako sami montirati geotermalno grijanje.
Nekoliko povijesnih činjenica
Kada je 70-ih godina prošlog stoljeća naftna kriza izbila, na Zapadu se pojavila goruća potreba za alternativnim izvorima energije. U to su vrijeme počeli stvarati prvi geotermalni sustavi grijanja.
Danas se široko koriste u Sjedinjenim Državama, Kanadi i zapadnoeuropskim zemljama.
Galerija slika
Fotografija s
Korištenje energije iz Zemljine unutrašnjosti ima značajnu prednost: korišteni resursi su besplatni i obnavljaju se spontano.
Unutarnji blok geotermalnog sustava zauzima malo prostora, izvana podsjeća na uobičajene kućanske uređaje
Početna ulaganja u dizajn sustava koji koristi geotermalnu energiju veća su od ugradnje kotla, ali minimalni troškovi održavanja i rada opravdavaju i brzo otplaćuju projekt
Oprema koja prerađuje energiju zemlje u toplinu ne emitira proizvode izgaranja, ne popravlja nepovratno drva, ugljen, treset, plin
Izgledi za geotermalno grijanje
Dimenzije unutarnjeg bloka geotermalnog sustava
Trošak instaliranja i rada toplinske crpke
Okolišni prioriteti za toplinske pumpe
Na primjer, u Švedskoj se aktivno koristi voda Baltičkog mora čija je temperatura + 4 ° S. U Njemačkoj se uvođenje geotermalnih sustava grijanja sponzorira čak i na državnoj razini.
Kada spominjemo geotermalne izvore energije, uvijek zamišljamo dolinu gejzira ili vulkana, ali izvori koji su nam potrebni su mnogo bliži. A oni će nam pomoći da zagrijavamo zimi i hladimo ljeti
U Rusiji postoje Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i druge geotermalne elektrane. Ali činjenica o korištenju energije Zemlje u našem privatnom sektoru je vrlo malo.
Prave prednosti i nedostaci
Ako je u Rusiji geotermalno grijanje privatnog sektora relativno malo, znači li to da ideja nije vrijedna troškova njegove implementacije? Možda se ne biste trebali baviti ovim pitanjem? Pokazalo se da to nije tako.
Korištenje geotermalnog sustava grijanja kuća je isplativo rješenje. Postoji nekoliko razloga za to. Među njima je brza ugradnja opreme koja može dugo raditi bez ikakvih prekida.
Ako u sustavu grijanja ne upotrebljavate vodu, već visokokvalitetni antifriz, neće se smrznuti i trošenje će biti minimalno.
Navodimo i druge prednosti ove vrste grijanja.
- Postupak izgaranja goriva nije isključen. Stvaramo apsolutno vatrootporni sustav koji tijekom svog rada neće biti u mogućnosti nanijeti štetu kućištu. Pored toga, isključeni su brojni drugi aspekti koji se odnose na prisutnost goriva: sada nema potrebe tražiti mjesto za njegovo skladištenje, sudjelovanje u njegovoj pripremi ili isporuci.
- Značajne ekonomske koristi. Tijekom rada sustava nisu potrebna dodatna ulaganja. Godišnje grijanje osiguravaju sile prirode, koje ne kupujemo. Naravno, tijekom rada toplinske crpke troši se električna energija, ali istodobno volumen proizvedene energije značajno prelazi potrošnju.
- Faktor okoliša. Geotermalno grijanje privatne seoske kuće je ekološki prihvatljivo rješenje. Nepostojanje procesa izgaranja isključuje ulazak proizvoda izgaranja u atmosferu. Ako mnogi ljudi to shvate, a takav sustav opskrbe toplinom dobit će široku distribuciju, negativni utjecaj ljudi na prirodu uvelike će se smanjiti.
- Kompaktan sustav. Ne morate organizirati zasebnu kotlovnicu u svojoj kući. Sve što će trebati je toplinska pumpa, koja se može postaviti, na primjer, u podrum. Najopsežnija kontura sustava bit će smještena pod zemljom ili pod vodom, na površini vaše stranice nećete je vidjeti.
- Multifunkcionalnost. Sustav može raditi i za grijanje u hladnoj sezoni, kao i za hlađenje tijekom ljetnih vrućina. To je, u stvari, zamijenit će vam ne samo grijač, već i klima uređaj.
- Akustična udobnost. Toplinska pumpa radi gotovo tiho.
Izbor geotermalnog sustava grijanja ekonomski je isplativ, unatoč činjenici da morate potrošiti novac na kupnju i ugradnju opreme.
Usput, nedostatak sustava su upravo troškovi koje morate ići da biste instalirali sustav i pripremili ga za rad. Bit će potrebno kupiti samu crpku i neke materijale, dovršiti ugradnju vanjskog razdjelnika i unutarnjeg kruga.
Nije tajna da resursi iz godine u godinu postaju sve skuplji, pa će zato autonomni sustav grijanja koji se za sebe isplati u nekoliko godina uvijek biti ekonomski koristan za svog vlasnika
Međutim, ti se troškovi isplaćuju u samo prvih nekoliko godina poslovanja. Naknadna upotreba kolektora postavljenog u zemlju ili uronjenog u vodu može uštedjeti značajne troškove.
Pored toga, sam postupak instalacije nije toliko kompliciran da bi za njegovu provedbu mogao pozvati vanjske stručnjake. Ako ne bušite, onda sve ostalo možete učiniti samostalno.
Galerija slika
Fotografija s
Unutarnja jedinica sustava koja koristi toplinu utroje u zemlji uključuje samu toplinsku pumpu, zasebno ugrađeni ili integrirani grijač vode u pumpi i spremnik pufera
Toplinska energija stijena i podzemnih voda dovoljna je za organiziranje grijanja i opskrbe toplom vodom seoske kuće
Unatoč stvarnim prednostima rada toplinskih pumpi, grijanje kuće plinskim bojlerom je jeftinije, ali geotermalna energija i dalje se koristi, na primjer, za zagrijavanje vode u bazenu
Međutim, u ne gasificiranim područjima, mjestima na kojima se ne opskrbljuje električnom energijom, toplinska pumpa s dovodom energije tla i vode može postati jedinica koja opskrbljuje pitkom vodom i sustavima grijanja.
Razumno je koristiti besplatnu energiju podzemnih voda i stijena za opskrbu toplinama u kućanstvima, staklenicima, sportskim kompleksima
Toplinske pumpe s unosom energije iz crijeva zemlje mogu poslužiti kao dodatni izvori energije neophodni u slučaju nestanka struje
U slučaju prelaska kuće u potpunosti na geotermalno grijanje, najčešće je potrebno izgraditi nekoliko krugova, za servisiranje određenih prstenova, na primjer, za grijanje radijatorom i podnim grijanjem, bolje je koristiti dvije toplinske pumpe, a za kućnu toplu vodu
Geotermalni krugovi grijaćeg uređaja savršeno se kombiniraju s tradicionalnim opcijama i drugim vrstama izvora: solarnim pločama, vjetroelektranama i drugima
Unutarnja jedinica geotermalnog sustava grijanja
Geotermalni izvori za grijanje privatne kuće
Toplinska pumpa od zemlje do vode za grijanje vode u bazenu
Geotermalni sustavi u uređenju prigradskih zgrada
Geotermalni uređaj za grijanje u stakleniku
Toplinska pumpa kao dodatak glavnom krugu grijanja
Geotermalni sustav s više krugova u privatnoj kući
Geotermalno grijanje upareno sa solarnim pločama
Treba napomenuti da su neki obrtnici, u nastojanju da uštede novac, naučili kako sastaviti geotermalnu toplinsku pumpu vlastitim rukama.
O izvorima geotermalnog grijanja
Za geotermalno grijanje možete koristiti sljedeće izvore zemaljske toplinske energije:
- visoka temperatura;
- niska temperatura.
Izvori visoke temperature uključuju, na primjer, termalne opruge. Možete ih koristiti, ali opseg njihove primjene je ograničen na stvarno mjesto takvih izvora.
Ako se ova vrsta energije aktivno koristi na Islandu, tada su u Rusiji termalne vode daleko od naselja. Što je više moguće koncentrirani su na Kamčatki, gdje se podzemna voda koristi kao toplinski nosač i dovodi u sustave opskrbe toplom vodom.
Za učinkovito korištenje toplinske energije zemlji ne treba vulkan. Dovoljno je upotrijebiti one resurse koji se nalaze samo 200 metara od zemljine površine.
Ali za upotrebu izvora niske temperature imamo sve potrebne preduvjete. U tu svrhu su pogodne okolne zračne mase, zemlja ili voda.
Da biste dobili toplinsku pumpu potrebnu energiju. Uz njegovu pomoć, postoji postupak pretvaranja temperature okoline u toplinsku energiju ne samo za grijanje, već i za opskrbu toplom vodom u privatno kućanstvo.
Galerija slika
Fotografija s
Ograda slobodne podzemne vode i topline stijena
Vanjski izmjenjivač topline
Vanjski izmjenjivač topline u prirodnom ribnjaku
Toplinska pumpa geotermalno dobro
Načelo rada takvog grijanja
Ako ste upoznati s funkcioniranjem klima uređaja ili hladnjaka, očigledna je sličnost tih procesa s načelom funkcioniranja geotermalnog grijanja. Osnova sustava je toplinska pumpa, koja je uključena u dva kruga - vanjski i unutarnji.
Da biste organizirali tradicionalni sustav grijanja u bilo kojoj kući, potrebno je u njemu montirati cijevi za transport rashladne tekućine, a radijatori, kada se zagrijavaju, toplina će ući u prostorije. U našem slučaju potrebne su i cijevi i radijatori. Oni tvore unutarnji krug sustava. U krug se može dodati podno grijanje.
Vanjski krug izgleda mnogo veći od unutarnjeg, iako se njegove dimenzije mogu procijeniti samo tijekom razdoblja planiranja i ugradnje. Tijekom rada nevidljiv je jer je pod zemljom ili pod vodom. Obična antifriz na bazi vode ili etilen glikola cirkulira unutar ovog kruga, što je mnogo poželjnije.
Sastav geotermalnog sustava grijanja uključuje dva kruga - unutarnji i vanjski, kao i srce sustava grijanja - toplinsku pumpu, koja, komprimirajući rashladno sredstvo, povećava njegovu temperaturu (+)
Rashladno sredstvo u vanjskom krugu zagrijava se do stanja medija u koju je uronjeno, te se u „zagrijanom“ obliku šalje toplinskoj pumpi. Kroz nju se koncentrirana toplina dovodi u unutarnji krug, zbog čega se voda u cijevima, radijatorima i podnim grijanjem zagrijava.
Dakle, ključni element koji revitalizira cijeli sustav je toplinska pumpa. Ako vaša kuća ima običnu perilicu rublja, znajte: ova će pumpa zauzeti približno isto područje.
Da bi radio, potrebna mu je struja, ali, trošeći samo 1 kW, osigurava proizvodnju 4-5 kW topline. I ovo nije čudo, jer je izvor "dodatne" energije poznat - ovo je okoliš.
Dvije vrste izmjenjivača topline
Postoje dvije mogućnosti grijanja privatne kuće uz korištenje niskotemperaturne energije iz elemenata okoliša. Osnova sustava u sva tri slučaja je geotermalna crpka.
Unutarnji krug ostaje nepromijenjen za bilo koji način grijanja, a glavna razlika je mjesto vanjskog kruga.
Geotermalno grijanje se događa s izmjenjivačem topline koji se nalazi:
- uspravan - smješteni u bunarima koji otkrivaju ili ne otvaraju vodonosnik;
- vodoravno - izmjenjivači topline sustava postavljaju se u jamu ili otvoreni ribnjak u obliku vrste zavojnice.
Svaka ovdje navedena vrsta grijanja karakterizira svoje značajke, nedostatke i prednosti.
Ako namjeravate stvoriti takav sustav grijanja vlastitim rukama, bit će vam zanimljivo saznati više o svakoj vrsti.
Galerija slika
Fotografija s
Okomiti način postavljanja kolektora
Skupina vertikalnih petlji razdjelnika toplinske pumpe
Vanjski razdjelnik toplinske pumpe za veliku kuću
Vodovodna toplinska pumpa ulazna pumpa za podzemnu vodu
Postavljanje vanjske jedinice razdjelnika u prorez
Instaliranje izmjenjivača topline kao grupe košara
Polaganje cjevovoda duž zidova i dna jame
Prostor za skupljanje koji kompenzira bušotine za dovršavanje
Opcija 1. Okomito postavljanje vanjskog kolektora
Ova vrsta grijanja temelji se na zanimljivom prirodnom fenomenu: na dubini od 50-100 m od njene površine zemlja ima istu i konstantnu temperaturu od 10-12 ° C tijekom cijele godine.
Da bismo mogli iskoristiti tu energiju zemlje, potrebno je izbušiti okomite bušotine. Tehnologija je gotovo jednaka pripremi izvora vode.
Da biste maksimalno očuvali krajolik, možete izbušiti nekoliko cijevi s istog polazišta, ali iz različitih kutova.
Vanjski krug sustava bit će montiran izravno u ove bušotine. To će učinkovito oduzeti njegovu toplinu iz zemlje. Naravno, ovu metodu teško mogu nazvati jednostavnom i niskobudžetnom.
Za stvaranje vertikalnog sustava geotermalnog grijanja potrebno je koristiti opremu za bušenje bušotina, bez upotrebe opreme za bušenje, rješavanje problema ugradnje sustava bit će prilično naporno (+)
Važno je u slučaju kada je teritorij koji se nalazi uz kuću već opremljen, a kršenje njegova krajolika nije prikladno. Dubina bušenja bušotine može doseći od 50 do 200 metara.
Specifični parametri bušotine ovise o geološkoj situaciji na nalazištu i parametrima buduće građevine. Vijek trajanja ovog dizajna je oko 100 godina.
Da biste instalirali vertikalnu verziju sustava s izmjenjivačem topline koji izvlači energiju podzemne vode, bit će potrebno bušiti dva vodonosnika.
Od jednog od njih, nazvanog debitant, uz pomoć crpke crpi se voda koja se nakon prijenosa topline spaja u drugu, primajuću generaciju.
Minus geotermalnog sustava s dva bušotina nije dovoljan za grijanje seoske kuće. Cirkulacijska pumpa troši previše energije. Ali za opskrbu rashladnom tekućinom kontura toplog poda dobiva toplinsku energiju dovoljno
Opcija br. 2 Horizontalni raspored sakupljača tla
Za postavljanje vanjskog kruga s horizontalnom vrstom grijanja, morate znati koliko duboko smrzava tlo u vašem području.
Cijevi su postavljene ispod razine smrzavanja u unaprijed pripremljenim rovovima, a pritom zauzimaju prilično velik prostor: za zagrijavanje kuće, čija je površina 200-250 četvornih metara. m, trebate koristiti oko 600 četvornih metara. m izmjenjivača topline. To je šest stotina dijelova.
Nedostatak ovog dizajna je velika površina koju zauzima. Ako vam je na travnjaku potreban travnjak prekriven travom i cvijećem, ovo je vaša mogućnost.I bolje je držati cijevi za sakupljanje dalje od plodnih stabala (+)
Jasno je da će u takvim uvjetima obujam zemljanih radova biti značajan. Osim toga, morate uzeti u obzir položaj stabala i druge vegetacije na mjestu, kako ih ne bi zamrznuli. Na primjer, nemoguće je postaviti kolektorske cijevi bliže jedan i pol metara od stabala.
Ova metoda instalacije koristi se u pravilu u onim slučajevima kada je mjesto tek ovlašteno za izgradnju. Svi proračuni i planovi za izgradnju vikendice, organizacija njegovog grijanja i planiranje zemljišta najbolje se rade istovremeno.
Galerija slika
Fotografija s
Polaganje razdjelnika topline u jamu
Spajanje kolektora na cijevi izlaza i ulaza u kuću
Priključak na bojler
Raspored mjesta sa vanjskim sakupljačem
Uranjanje vodoravnog izmjenjivača topline u ribnjak
Ova metoda zahtijeva poseban raspored vlasništva nad kućom - na udaljenosti od oko 100 m od rezervoara dovoljne dubine. Pored toga, navedeni rezervoar ne smije se smrzavati do dna, gdje će se nalaziti vanjski krug sustava. A za to, područje rezervoara ne može biti manje od 200 četvornih metara. m
Ova opcija postavljanja izmjenjivača topline smatra se najmanje skupom, ali sličan raspored vlasništva kuće još uvijek nije uobičajen. Osim toga, mogu se pojaviti poteškoće ako rezervoar pripada javnim objektima
Očigledna prednost ove metode je nedostatak obveznog napornog iskopavanja, iako se još uvijek morate pozabaviti podvodnim položajem kolektora. A potrebna će i posebna dozvola za takav rad.
Međutim, geotermalna instalacija koja koristi vodenu energiju i dalje je najisplativija.
Učinite to sami: što i kako
Ako već sami instalirate geotermalno grijanje, onda je vanjski krug još uvijek bolje kupiti gotove proizvode. Naravno, razmatramo samo načine horizontalnog rasporeda vanjskog izmjenjivača topline: pod površinom tla ili pod vodom.
Montiranje vertikalnog kolektora bušotine mnogo je teže ako nemate opremu i vještine bušenja.
Toplinska pumpa nije prevelika oprema. U vašoj kući ne zauzima puno prostora. Napokon, po veličini usporediva, na primjer, s uobičajenim kotlom na kruto gorivo. Spajanje unutarnjeg kruga vašeg doma jednostavan je zadatak.
Zapravo, sve je napravljeno potpuno isto kao i kod organiziranja i distribucije grijanja korištenjem tradicionalnih izvora topline. Glavna poteškoća je raspored vanjskog kruga.
Ovakav raspored kuće u odnosu na ribnjak je češći. Glavna stvar je da rezervoar ne smije biti udaljen više od 100 metara od vikendice
Najbolja opcija bila bi upotreba vodenog tijela ako se nalazi na udaljenosti ne većoj od 100 m. Potrebno je da njegova površina pređe 200 četvornih metara. m, a dubina - 3 m (prosječni parametar smrzavanja). Ako ovaj rezervoar ne pripada vama, možda je problem dobiti pribavljanje dozvole za njegovo korištenje.
Ako je rezervoar ribnjak koji je u vašem vlasništvu, tada je stvar pojednostavljena. Voda iz ribnjaka može se privremeno ispumpati. Tada se posao na njegovom dnu može obaviti lako: bit će potrebno položiti cijevi u spiralu, učvršćujući ih u ovom položaju.
Zemaljski radovi bit će potrebni samo za kopanje rova koji će biti potreban za spajanje vanjskog kruga na toplinsku pumpu.
Nakon završetka svih radova, ribnjak se može ponovo napuniti vodom. U sljedećih nekoliko godina, vanjski izmjenjivač topline trebao bi raditi ispravno i ne bi stvarao probleme svom vlasniku.
Ako imate na raspolaganju zemljište na kojem trebate samo graditi kućište i uzgajati vrt, ima smisla planirati horizontalni izmjenjivač topline tla.
Za to treba napraviti preliminarni izračun površine budućeg kolektora, na temelju parametara koji su već navedeni: 250-300 kvadratnih. m kolektora na 100 četvornih metara. m grijane površine kuće.
Ako imate lokalitet bez građevina i vegetacije koji želite sačuvati, tlo možete jednostavno ukloniti tijekom izgradnje vanjske vodoravne konture tla: to je lakše nego kopanje rovova
Rovovi u kojima će se postaviti cijevi kruga moraju se iskopati ispod razine smrzavanja tla.
I još bolje - samo uklonite tlo do dubine zamrzavanja, položite cijevi, a zatim vratite tlo na svoje mjesto. Rad je dugotrajan, težak, ali s velikom željom i odlučnošću to možete učiniti.
Troškovi i izgledi za povrat
Troškovi opreme i njezine instalacije tijekom izgradnje geotermalnog grijanja ovise o kapacitetu jedinice i proizvođaču.
Svatko bira proizvođača, vođen vlastitim razmatranjima i informacijama o ugledu i pouzdanosti određene marke. Ali snaga ovisi o području prostorije koju treba servisirati.
Ova slika ukratko odražava suštinu koristi proizašlih iz upotrebe geotermalnog sustava grijanja. Upravo taj omjer ulazne i odlazne energije omogućuje sustavu da se prvo najprije isplati, a zatim uštedi novac svog vlasnika (+)
Ako točno uzmemo u obzir snagu, tada trošak toplinskih crpki varira u sljedećim rasponima:
- 4-5 kW - 3000-7000 konvencionalnih jedinica;
- 5-10 kW - 4000-8000 konvencionalnih jedinica;
- 10-15 kW - 5000-10000 konvencionalnih jedinica.
Ako ovom iznosu dodamo troškove koji su potrebni za instalacijske radove (20-40%), dobit ćemo iznos koji se mnogima čini potpuno nerealan.
Ali svi ti troškovi isplatit će se u sasvim razumnim uvjetima. Ubuduće ćete morati plaćati samo neznatne troškove za električnu energiju potrebnu za rad crpke. I sve je to!
Zbog nedovoljne učinkovitosti geotermalnih sustava za grijanje stambenih zgrada, oni se koriste kao dodatak glavnim mrežama grijanja ili se grade u kombinaciji s dva ili više izmjenjivača topline.
Kao što pokazuje praksa, geotermalno grijanje posebno je korisno za kuće s ukupnom grijanom površinom od 150 četvornih metara. m. Za pet do osam godina svi troškovi uređenja sustava grijanja u tim kućama u potpunosti se isplaćuju.
Ako geotermalno grijanje nije osobito potraženo među vlasnicima privatnih kuća, stanovnici južnih regija već su primijetili učinkovitost gel sustava. Tehnologija izgradnje solarnog grijanja prilično je jednostavna, a njezinu učinkovitost i praktičnost potvrđuju višegodišnje iskustvo korištenja zapadnih zemalja i naših sunarodnjaka.
Dodatne informacije o alternativnim izvorima energije nalaze se u ovom članku.
Ako vam je lakše uočiti vizualne informacije, onda će vam ovaj videozapis omogućiti da sami vidite kako funkcionira geotermalni sustav, kao i saznati više o tome tko je i zašto ova vrsta grijanja korisna.
Pozivamo vas da pogledate kratki video u kojem će vlasnik vodoravnog sakupljača podzemlja ispričati svoje dojmove o radu. Osim toga, gledanjem ovog videozapisa naučit ćete tekuće troškove povezane s radom geotermalnog sustava grijanja.
Svaki vlasnik privatne kuće za sebe bira hoće li kupiti usluge organizacija koje opskrbljuju resurse ili se osloniti samo na sebe. Pri tome, on se vodi popisom razmatranja.
Cilj koji smo si postavili za sebe nije da vas potaknemo na spreman zaključak, već da razmijenimo informacije o opcijama za rješenje problema s kojim se suočavate.
Imate li nešto za nadopuniti ili imate pitanja o geotermalnom grijanju privatne kuće? Na objavu možete ostaviti komentare. Kontaktni obrazac nalazi se u donjem bloku.