K zajištění tepla v soukromém domě se tradičně používají jednotky na elektřinu, tuhá, plynná nebo kapalná paliva. V posledních desetiletích byly solární kolektory a teplo zemského interiéru používány jako alternativní zdroj tepelné energie. Vytápění domu teplem Země se nazývá geotermální vytápění domu.
Geotermální vytápění domu pomocí zemské energie
Vytápění ze země roste v poptávce, protože náklady na konvenční zdroje energie se neustále zvyšují, zatímco se snižují zásoby fosilních paliv. Investice peněz do hliněného vytápění venkovské chaty je docela výnosná, s přihlédnutím k ekonomickým perspektivám a významným úsporám na autonomním zásobování teplem během topné sezóny.
Metody získávání přírodní tepelné energie
Tepelná čerpadla země-zdroj se liší ve způsobu, jakým odebírají teplo:
- Zařízení využívající teplo hluboké podzemní vody, horké gejzíry atd.
- Systémy, které zahrnují nemrznoucí nádrž instalovanou v zemi v hloubce 75 metrů. Ohřev z útrob Země je zajištěn přirozeným ohřevem nádrže nemrznoucí směsí; Výsledkem je, že chladivo procházející výměníkem tepla vydává přijaté teplo a vrací se do nádoby.
- Geotermální okruh je položen podél dna nádrže, která je přirozeným akumulátorem tepla. V takovém případě musíte počítat s tím, že nádrž může v zimě úplně zamrznout.
Typy tepelných čerpadel země
Vytápění domu energií Země vyžaduje rozsáhlou instalaci systému, ale je to ekologický způsob, jak získat téměř bezplatnou tepelnou energii. K vytápění domu budete potřebovat malé množství elektřiny potřebné k fungování systému.
Odhadované náklady a návratnost systému
Při výběru tepelného vytápění, jehož princip je již znám, by si majitelé měli být vědomi toho, že budou zapotřebí určité investice. Značka zařízení se vybírá podle požadavků uživatele, cena jednotek závisí na mnoha faktorech, například na výkonu.
Zařízení pro 4-5 kW se odhadují na 3000-7000 $, na 5-10 kW stojí 4000-8000 $, na 10-15 kW je to již 5000-10000 $. Navíc 40-50% z částky budou náklady na instalační práce a spuštění systému. Výsledkem je velmi působivá částka nákladů. Ale všechny se to vyplatí asi za 3–5 let a poté zůstanou jen účty za elektřinu, které spotřebuje tepelné čerpadlo.
Principy fungování geotermálního vytápění
Vytápění ze zemské energie se úspěšně používá v různých klimatických pásmech: systémy jsou schopné provozu v jižních i severních oblastech.
V průběhu svého provozu využívá geotermální zařízení takové fyzikální vlastnosti některých tekutin, jako je schopnost odpařovat se, což vede k ochlazení povrchu. Právě tento jev je základem činnosti chladicích zařízení.
Principem činnosti geotermálního vytápění je reverzní proces chlazení. Takto fungují klimatizace, která jsou schopna nejen chlazení, ale také ohřívání vzduchu v místnosti.
Jak funguje tepelné čerpadlo
Klimatizační jednotky však mají omezenou funkčnost - nemohou fungovat při teplotách pod -5 ° C. A geotermální systém je schopen zajistit vytápění domu bez ohledu na teplotu vzduchu na povrchu.To je způsobeno skutečností, že v prostředí, ze kterého odebírá tepelnou energii, jsou přirozeně udržovány stabilní teplotní podmínky.
Výstup
Použití tepelných čerpadel vám umožní každý rok se zbavit dražších tradičních paliv, i když počáteční náklady budou poměrně vysoké. Instalaci geotermálního vytápění lze provádět samostatně, pouze při instalaci potrubí do důlní šachty je vhodné hasit pomocníka.
Návratnost projektu závisí na izolaci bydlení a také na způsobu vytápění - radiátorem nebo teplými podlahami. Video v článku poskytne příležitost najít další informace k výše uvedenému tématu.
Líbil se vám článek? Přihlaste se k odběru našeho kanálu Yandex.Zen
Zařízení geotermálního topného systému
Geotermie (věda o tepelném stavu Země) umožnila praktické využití tepelné energie, kterou zemská kůra přijímá z horkého magmatu ve středu planety.
Speciálně navržené tepelné čerpadlo pro vytápění domu je instalováno na povrchu a výměník tepla je namontován v zemi nebo na dně nádrže. Tepelná energie je „odčerpávána“ na povrch a umožňuje vám ohřívat chladicí kapalinu v topném okruhu domu nebo nebytového zařízení.
Jak probíhá ohřev?
Geotermální vytápění soukromého domu je nákladově efektivní možností. Používáte-li zemskou energii k vytápění domu, pak na každý kilowatt elektřiny potřebný k provozu zařízení připadá 4 až 6 kW užitečné tepelné energie získané z útrob planety.
Ve srovnání s provozem klimatizace uvidíme, že během jejího provozu je k získání 1 kW tepelné energie zapotřebí více než 1 kW elektřiny. Je to způsobeno nevyhnutelnými ztrátami při přeměně jedné energie na druhou atd.
Je velmi ziskové vytápět obytnou budovu pomocí tepelné energie zemského interiéru, ale doba návratnosti nákladů na vybavení a instalaci bude nějakou dobu trvat.
Využití zemského tepla k vytápění domu nevyžaduje instalaci tradičního kotle na ohřev chladicí kapaliny.
V tomto případě se systém skládá ze tří komponent
:
- topný okruh - geotermální zdroj tepelné energie;
- topný okruh uvnitř domu - nízkoteplotní radiátor nebo podlaha;
- čerpací stanice - tepelné čerpadlo pro čerpání tepelné energie do topného okruhu z topného okruhu v půdě nebo pod vodou.
Geotermální topný systém lze také použít k vytápění skleníků, pomocných budov, vody v bazénu, zahradních cest atd.
Typy geotermálních zařízení
Po zjištění, co je geotermální vytápění doma, princip fungování zařízení, zvážíme typy systémů.
Celkově existují 3 typy instalací:
- Podzemní voda je považována za nejúčinnější systém pro vytápění obytných místností. Princip činnosti se sníží na spotřebu tepla ze země pomocí sond, kolektorů a přenosu energie do topného systému s vodním tepelným nosičem.
Účel a princip činnosti hydraulického spínače pro vytápění
- Voda-voda používá jako energii zdroj teplé vody. K zajištění funkčnosti systému je zapotřebí zdroj (rybník, řeka, jezero). Odborníci poznamenávají, že tento design je teplotně nejstabilnější.
- Vzduch-vzduch používá neomezenou a dostupnou přírodní rezervu pro práci. Funkčnost systému zajišťují ventilátory, výparníky spojené do jednoho komplexu. Nejvyšší účinnosti je dosaženo při teplotách do -15 ° C; při ochlazení vzduchu dojde ke ztrátě části výkonu systému.
Zařízení pro uspořádání geotermálního vytápění
Geotermální zařízení pro hluboký topný systém umožňuje akumulaci tepelné energie extrahované z prostředí a její přenos na chladivo v topném okruhu.
Seznam zařízení pro vytápění teplem ze Země obsahuje
:
- Výparník. Zařízení je umístěno v hloubce a slouží k absorpci tepelné energie umístěné v geotermálních vodách nebo v půdě.
- Kondenzátor. Umožňuje nastavit teplotu nemrznoucí směsi na hodnotu požadovanou pro fungování systému.
- Tepelné čerpadlo. Zajišťuje cirkulaci nemrznoucí směsi v topném okruhu, řídí provoz geotermální instalace.
- Vyrovnávací nádrž - nádoba na sběr vyhřívané nemrznoucí směsi. Umožňuje přenášet tepelnou energii zemského interiéru na chladicí kapalinu. Nádrž, kterou prochází chladivo, je vybavena výměníkem tepla ve tvaru spirály. Po něm se pohybuje vyhřívaná nemrznoucí směs, která vydává teplo.
Schéma zařízení tepelného čerpadla
Jak si vyrobit geotermální jednotku vlastními rukama?
Chcete-li geotermální vytápění doma vlastními rukama, budete potřebovat následující součásti:
- výparník;
- kompresorová jednotka;
- škrticí klapka;
- kondenzátor.
Tepelné čerpadlo lze vyrobit ze staré chladničky. Za tímto účelem je z ní odstraněna cívka. Bude fungovat jako kondenzátor. Je umístěn v kontejneru z odolného materiálu. Ke kontejneru je připojen kompresor a výparník je vyroben z plastového válce. Všechny základní prvky jsou vzájemně spojeny a poté je jednotka připojena k topnému systému domu pomocí polymerních trubek.
Chcete-li vyrobit čerpadlo z klimatizace, musí být vyměněna venkovní a vnitřní jednotka. Jako nosič tepla se používá voda nebo vzduch. Systém je vybaven čtyřcestným ventilem. Chcete-li jej nainstalovat, potřebujete pomoc odborníků.
Instalace systému
Geotermální vytápění venkovského domu ve fázi uspořádání vyžaduje solidní investice. Vysoké celkové náklady na systém jsou do značné míry způsobeny velkým množstvím pozemních prací spojených s instalací topného okruhu.
Postupem času se finanční náklady vyplácejí, protože tepelná energie použitá během topné sezóny se získává z hlubin země s minimální spotřebou energie.
Instalace horizontálního výměníku tepla pro geotermální topný systém
K zajištění vytápění domu teplem Země je nutná instalace systému
:
- hlavní část by měla být umístěna pod zemí nebo na dně nádrže;
- v samotném domě je instalováno pouze dostatečně kompaktní zařízení a je položen radiátor nebo okruh podlahového vytápění. Zařízení umístěné uvnitř domu umožňuje regulovat úroveň ohřevu chladicí kapaliny.
Jak vypadá geotermální zařízení v domácnosti
Při návrhu vytápění využívajícího zemské teplo je nutné rozhodnout o možnosti instalace pracovního okruhu a typu kolektoru.
Existují dva typy sběratelů
:
- Svisle - ponoří se do země na několik desítek metrů. Chcete-li to provést, v krátké vzdálenosti od domu musíte vyvrtat několik studní. Do jamek je ponořen obrys (nejspolehlivější možností jsou zesítěné polyetylenové trubky).
- Nevýhody: Velké finanční náklady na vyvrtání několika otvorů v zemi s hloubkou 50 metrů.
Výhody: Umístění podzemního potrubí v hloubce, kde je stabilní teplota země, zajišťuje vysokou účinnost systému. Vertikální kolektor navíc zabírá malou plochu půdy.
- Horizontální. Použití takového kolektoru je povoleno v oblastech s teplým a mírným podnebím, protože hloubka zamrznutí půdy by neměla přesáhnout 1,5 metru.
- Nevýhody: Nutnost využívat velkou plochu webu (hlavní nevýhoda).Po položení obrysu nelze tento pozemek použít pro zahradu nebo zeleninovou zahradu, protože systém pracuje s uvolňováním chladu při přepravě chladiva, což způsobí zamrznutí kořenů rostlin.
Výhody: Levnější práce na zemi, kterou lze dokonce provádět sami.
Horizontální a vertikální typ kolektoru
Geotermální energii lze získat položením horizontálního geotermálního okruhu na dno bezmrazové nádrže. To je však v praxi obtížné realizovat: nádrž může být umístěna mimo soukromé území a poté bude nutné koordinovat instalaci výměníku tepla. Vzdálenost od vyhřívaného objektu k nádrži by neměla být větší než 100 metrů.
Důležité! Okolní teplota kolektoru nesmí klesnout pod + 5 ° C. Horní část kolektoru, která je v kontaktu s mrazivou půdou, musí být chráněna tepelnou izolací, aby nedošlo ke ztrátě tepelné energie.
