Aby zapewnić ciepło w prywatnym domu, tradycyjnie stosuje się jednostki zasilane energią elektryczną, paliwami stałymi, gazowymi lub płynnymi. W ostatnich dziesięcioleciach kolektory słoneczne i ciepło z wnętrza ziemi były wykorzystywane jako alternatywne źródło energii cieplnej. Ogrzewanie domu ciepłem ziemi nazywane jest ogrzewaniem domu geotermalnym.
Ogrzewanie geotermalne domu energią ziemi
Wzrasta zapotrzebowanie na ogrzewanie z gruntu, ponieważ koszt konwencjonalnych źródeł energii stale rośnie, a rezerwy paliw kopalnych ulegają zmniejszeniu. Inwestowanie pieniędzy w ziemne ogrzewanie wiejskiej chaty jest dość opłacalne, biorąc pod uwagę perspektywy ekonomiczne i znaczne oszczędności na autonomicznym zaopatrzeniu w ciepło w sezonie grzewczym.
Metody pozyskiwania naturalnej energii cieplnej
Gruntowe pompy ciepła różnią się sposobem pozyskiwania ciepła:
- Instalacje wykorzystujące ciepło głębokich wód gruntowych, gorących gejzerów itp.
- Systemy zawierające zbiornik płynu niezamarzającego zainstalowany w ziemi na głębokości 75 metrów. Ogrzewanie z wnętrzności ziemi zapewnia naturalne ogrzewanie zbiornika środkiem przeciw zamarzaniu; W efekcie czynnik chłodniczy przechodząc przez wymiennik ciepła oddaje odebrane ciepło i wraca do zbiornika.
- Obieg geotermalny ułożony jest wzdłuż dna zbiornika, który jest naturalnym akumulatorem ciepła. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że zbiornik może całkowicie zamarznąć zimą.
Rodzaje gruntowych pomp ciepła
Ogrzewanie domu energią ziemi wymaga instalacji systemu na dużą skalę, ale jest to przyjazny dla środowiska sposób na uzyskanie niemal darmowej energii cieplnej. Aby ogrzać dom, będziesz potrzebować niewielkiej ilości energii elektrycznej potrzebnej do działania systemu.
Koszty i perspektywy zwrotu
Koszty wyposażenia i jego montażu w trakcie budowy ogrzewania geotermalnego zależą od wydajności bloku i producenta. Każdy wybiera producenta, kierując się własnymi przemyśleniami i informacjami o reputacji i niezawodności danej marki. Ale moc zależy od powierzchni obsługiwanego pomieszczenia.
Ta liczba podsumowuje zalety systemu ogrzewania geotermalnego. To właśnie ten stosunek energii przychodzącej i wychodzącej pozwala systemowi na początku szybko się spłacić, a następnie zaoszczędzić pieniądze jego właścicielowi.
Jeśli weźmiemy pod uwagę moc, to koszt pomp ciepła waha się w następujących przedziałach:
- dla 4-5 kW - 3000-7000 jednostek konwencjonalnych;
- dla 5-10 kW - 4000-8000 jednostek konwencjonalnych;
- dla jednostek konwencjonalnych 10-15 kW - 5000-10000.
Jeśli do tej kwoty dodamy koszty, które są potrzebne na prace instalacyjne (20-40%), to otrzymamy kwotę, która dla wielu wyda się absolutnie nierealna. Ale wszystkie te koszty zwrócą się w bardzo rozsądnym czasie. W przyszłości będziesz musiał zapłacić tylko niewielki koszt energii elektrycznej potrzebnej do działania pompy. I to wszystko!
Ze względu na niewystarczającą wydajność systemów geotermalnych do ogrzewania budynków mieszkalnych są one stosowane jako dodatek do głównych sieci ciepłowniczych lub są budowane w połączeniu z dwoma lub więcej wymiennikami ciepła.
Jak pokazuje praktyka, ogrzewanie geotermalne jest szczególnie korzystne w przypadku domów o łącznej powierzchni ogrzewanej 150 m2. metrów. Za pięć do ośmiu lat wszystkie koszty aranżacji instalacji grzewczych w tych domach są w pełni spłacane.
Zasady działania ogrzewania geotermalnego
Ogrzewanie z energii ziemi jest z powodzeniem wykorzystywane w różnych strefach klimatycznych: systemy mogą działać zarówno w regionach południowych, jak i północnych.
Instalacja geotermalna w trakcie swojej eksploatacji wykorzystuje taką fizyczną właściwość niektórych płynów, jak zdolność parowania, co prowadzi do ochłodzenia powierzchni. To właśnie to zjawisko leży u podstaw działania urządzeń chłodniczych.
Zasada działania ogrzewania geotermalnego polega na odwróconym procesie chłodzenia. Tak działają klimatyzatory, które mogą nie tylko chłodzić, ale także ogrzewać powietrze w pomieszczeniu.
Jak działa pompa ciepła
Klimatyzatory mają jednak ograniczoną funkcjonalność - nie mogą działać w temperaturach poniżej -5 ° C. A system geotermalny jest w stanie zapewnić ogrzewanie domu niezależnie od temperatury powietrza na powierzchni. Wynika to z faktu, że w środowisku, z którego pobiera energię cieplną, w naturalny sposób utrzymywane są stabilne warunki temperaturowe.
Kilka faktów historycznych
Kiedy w latach 70. ubiegłego wieku wybuchł kryzys naftowy, na Zachodzie pojawiło się palące zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii. W tym czasie zaczęły powstawać pierwsze geotermalne systemy grzewcze. Dziś są szeroko stosowane w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i krajach Europy Zachodniej.
Kiedy wspominamy o źródłach energii geotermalnej, zawsze wyobrażamy sobie dolinę gejzerów lub wulkanów, ale źródła, których potrzebujemy, są znacznie bliżej. Pomogą nam utrzymać ciepło zimą i chłód latem.
Na przykład w Szwecji aktywnie wykorzystuje się wodę Morza Bałtyckiego, której temperatura wynosi + 4 stopnie. W Niemczech wprowadzenie geotermalnych systemów grzewczych jest nawet sponsorowane na szczeblu państwowym. Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i inne elektrownie geotermalne działają w Rosji. Ale jest bardzo niewiele faktów na temat wykorzystania energii Ziemi w naszym sektorze prywatnym.
Urządzenie systemu ogrzewania geotermalnego
Geotermia (nauka o stanie termicznym Ziemi) umożliwiła praktyczne wykorzystanie energii cieplnej, którą skorupa ziemska otrzymuje z gorącej magmy w centrum planety.
Na powierzchni zainstalowana jest specjalnie zaprojektowana pompa ciepła do ogrzewania domu, a wymiennik ciepła w gruncie lub na dnie zbiornika. Energia cieplna jest „wypompowywana” na powierzchnię i umożliwia podgrzanie chłodziwa w obiegu grzewczym domu lub obiektu niemieszkalnego.
Jak przebiega proces ogrzewania
Ogrzewanie geotermalne prywatnego domu jest opłacalną opcją. Jeśli wykorzystujesz energię ziemi do ogrzania domu, to na każdy kilowat energii elektrycznej potrzebny do działania sprzętu przypada od 4 do 6 kW użytecznej energii cieplnej uzyskanej z trzewi planety.
W porównaniu z pracą klimatyzatora przekonamy się, że podczas jego pracy potrzeba więcej niż 1 kW energii elektrycznej, aby uzyskać 1 kW energii cieplnej. Wynika to z nieuniknionych strat związanych z zamianą jednej energii na inną itp.
Ogrzewanie budynku mieszkalnego energią cieplną z wnętrza ziemi jest bardzo opłacalne, ale okres zwrotu kosztów sprzętu i instalacji może zająć trochę czasu.
Wykorzystanie ciepła ziemi do ogrzania domu nie wymaga instalacji tradycyjnego kotła do podgrzewania chłodziwa.
W tym przypadku system składa się z trzech komponentów
:
- obieg grzewczy - geotermalne źródło energii cieplnej;
- obwód grzewczy w domu - grzejnik niskotemperaturowy lub podłoga;
- pompownia - pompa ciepła służąca do pompowania energii cieplnej do obiegu grzewczego z obiegu grzewczego w gruncie lub pod wodą.
System ogrzewania geotermalnego można również wykorzystać do ogrzewania szklarni, budynków pomocniczych, wody basenowej, ścieżek ogrodowych itp.
Zalety i wady
plusy
- Prawie niewyczerpane i stabilne źródło energii;
- Producenci takich systemów nazywają takie ogrzewanie bezpłatnie dla właściciela. Ale tak nie jest, ponieważ nie możemy zapominać o koszcie energii elektrycznej. Jest jednak tańszy niż tradycyjne systemy grzewcze;
- Ogrzewanie geotermalne można zastosować w prawie każdym regionie, z wyjątkiem północnych;
- Geotermalne systemy grzewcze nie powodują szkodliwych emisji;
- Zajmują mało miejsca w domu (wielkości lodówki);
- Istnieje możliwość skonfigurowania pracy jednostek zarówno w trybie ogrzewania, jak i chłodzenia;
- W razie potrzeby instalację geotermalną można zintegrować z systemem grzewczym domu z kotłem gazowym lub elektrycznym.
Wady
- Długi okres zwrotu;
- Duża kwota inwestycji początkowej w zakup i montaż systemu ogrzewania geotermalnego.
Sprzęt do aranżacji ogrzewania geotermalnego
Urządzenia geotermalne do systemu ogrzewania głębokiego pozwalają na gromadzenie energii cieplnej wydobywanej z otoczenia i przekazywanie jej do chłodziwa w obiegu grzewczym.
Lista urządzeń do ogrzewania ciepłem z ziemi obejmuje
:
- Parownik. Urządzenie znajduje się na głębokości i służy do pochłaniania energii cieplnej znajdującej się w wodach geotermalnych lub glebie.
- Kondensator. Pozwala podnieść temperaturę płynu niezamarzającego do wartości wymaganej do funkcjonowania układu.
- Pompa ciepła. Zapewnia cyrkulację płynu niezamarzającego w obiegu grzewczym, steruje pracą instalacji geotermalnej.
- Zbiornik buforowy - pojemnik do zbierania podgrzanego płynu niezamarzającego. Pozwala przenieść energię cieplną wnętrza ziemi do chłodziwa. Zbiornik, przez który przepływa chłodziwo, jest wyposażony w wymiennik ciepła w kształcie wężownicy. Podgrzewany płyn niezamarzający porusza się wzdłuż niego, wydzielając ciepło.
Schemat urządzenia pompy ciepła
Instalacja systemu
Ogrzewanie geotermalne wiejskiego domu na etapie aranżacji wymaga solidnej inwestycji. Wysoki całkowity koszt systemu w dużej mierze wynika z dużej ilości prac ziemnych związanych z instalacją obiegu grzewczego.
Z biegiem czasu koszty finansowe się zwracają, ponieważ energia cieplna wykorzystywana w sezonie grzewczym jest pozyskiwana z głębi ziemi przy minimalnym zużyciu energii.
Montaż poziomego wymiennika ciepła do geotermalnej instalacji grzewczej
Aby zapewnić ogrzewanie domu ciepłem ziemi, wymagana jest instalacja systemu
:
- główna część powinna znajdować się pod ziemią lub na dnie zbiornika;
- w samym domu instalowane jest tylko wystarczająco kompaktowe wyposażenie i układany jest obwód grzejnika lub ogrzewania podłogowego. Sprzęt znajdujący się wewnątrz domu pozwala regulować poziom ogrzewania chłodziwa.
Jak wygląda sprzęt geotermalny w domu
Projektując ogrzewanie wykorzystujące ciepło ziemi należy zdecydować o opcji montażu obwodu roboczego i rodzaju kolektora.
Istnieją dwa rodzaje kolektorów
:
- Pionowo - zanurza się w ziemi na kilkadziesiąt metrów. Aby to zrobić, w niewielkiej odległości od domu musisz wywiercić kilka studni. Kontur jest zanurzony w studzienkach (najbardziej niezawodną opcją są usieciowane rury polietylenowe).
- Wady: Duże koszty finansowe wiercenia kilku otworów w ziemi o głębokości 50 metrów.
Zalety: Podziemne położenie rur na głębokości, na której temperatura gruntu jest stabilna, zapewnia wysoką sprawność systemu. Dodatkowo kolektor pionowy zajmuje niewielką powierzchnię działki.
- Poziomy.Stosowanie takiego kolektora jest dozwolone w regionach o klimacie ciepłym i umiarkowanym, ponieważ głębokość zamarzania gleby nie powinna przekraczać 1,5 metra.
- Wady: Konieczność wykorzystania dużej powierzchni terenu (główna wada). Po ułożeniu obrysu ten kawałek ziemi nie może być wykorzystany na ogród lub ogródek warzywny, ponieważ system działa z uwalnianiem chłodu podczas transportu czynnika chłodniczego, co spowoduje zamarznięcie korzeni roślin.
Korzyści: Tańsza praca na ziemi, którą można wykonać nawet samodzielnie.
Typ kolektora poziomego i pionowego
Energię geotermalną można uzyskać, układając poziomy obwód geotermalny na dnie zabezpieczonego przed mrozem zbiornika. Jednak w praktyce jest to trudne do zrealizowania: zbiornik może znajdować się poza terenem prywatnym i wtedy konieczna będzie koordynacja instalacji wymiennika ciepła. Odległość od ogrzewanego obiektu do zbiornika nie powinna przekraczać 100 metrów.
Ważny! Temperatura otoczenia kolektora nie może spaść poniżej + 5 ° C. Górna część kolektora stykająca się z zamarzniętą ziemią musi być zabezpieczona izolacją termiczną, aby uniknąć strat energii cieplnej.
Film o zasadach i wynikach działania
Jeśli łatwiej jest ci dostrzec informacje wizualne, to ten film pozwoli ci na własne oczy zobaczyć dokładnie, jak działa system geotermalny, a także dowiedzieć się więcej o tym, kto i dlaczego ten rodzaj ogrzewania jest korzystny.
Zapraszamy do obejrzenia krótkiego filmu, w którym właściciel poziomego kolektora podpowierzchniowego opowie o swoich wrażeniach z jego działania. Ponadto, oglądając ten film, dowiesz się o kosztach eksploatacji związanych z eksploatacją systemu ogrzewania geotermalnego.
Każdy właściciel prywatnego domu sam decyduje, czy kupować usługi organizacji dostarczających zasoby, czy też polegać tylko na sobie. Robiąc to, kieruje się całą listą rozważań. Zadanie, które sobie postawiliśmy, to nie doprowadzenie do gotowego wniosku, ale podzielenie się przed Tobą informacjami o możliwościach rozwiązania problemu. opublikowany
P.S. I pamiętaj, po prostu zmieniając swoje zużycie - razem zmieniamy świat! © econet
