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, се отказва от 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 термопомпи за земни източници
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. Отоплението на дома изисква малко електричество, за да поддържа системата работеща.
Очаквани разходи и възвръщаемост на системата
Избирайки топлинно отопление, чийто принцип вече е известен, собствениците трябва да са наясно, че ще са необходими определени инвестиции. Марката на оборудването се избира според изискванията на потребителя, като цената на блоковете зависи от много фактори, например мощност.
Устройствата за 4-5 kW се оценяват на $ 3000-7000, за 5-10 kW те струват $ 4000-8000, за 10-15 kW вече са $ 5000-10000. Плюс 40-50% от сумата ще бъдат разходите за монтажни работи и стартиране на системата. Резултатът е много впечатляващ размер на разходите. Но всички те ще се изплатят за около 3-5 години и тогава остават само сметките за ток, които ще се консумират от термопомпата.
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.
Геотермалната инсталация по време на своята експлоатация 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. А 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 отнема топлинна енергия, естествено се поддържат стабилни температурни условия.
Изход
Използването на термопомпи ви позволява да се отървете от по-скъпите традиционни горива всяка година, въпреки че първоначалните разходи ще бъдат доста високи. Монтажът на геотермално отопление може да се извърши самостоятелно, само когато се монтират тръби в шахта, препоръчително е да се гаси асистент.
Възвръщаемостта на проекта зависи от изолацията на корпуса, както и от метода на отопление - радиатор или топъл под. Видеото в статията ще даде възможност да се намери допълнителна информация по горната тема.
Хареса ли ви статията? Абонирайте се за нашия канал Yandex.Zen
Устройство за геотермална отоплителна система
Геотермията (науката за топлинното състояние на Земята) направи възможно практическото използване на топлинната енергия, която земната кора получава от горещата магма в центъра на планетата.
На повърхността е инсталирана специално проектирана термопомпа за отопление на къща, а топлообменник 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 превръщането 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.
Видове геотермални инсталации
След като разбрахме какво е геотермалното отопление у дома, принципът на действие на оборудването, ще разгледаме видовете системи.
Общо има 3 вида инсталации:
- Подземните води се считат за най-ефективната система за отопление на жилищни помещения. Принципът на работа се свежда до консумацията на топлина от земята посредством сонди, колектори и прехвърлянето на енергия към отоплителна система с воден топлоносител.
Предназначение и принцип на работа на хидравличния превключвател за отопление
- Водата-вода използва ресурс на топла вода като енергия. За да се осигури функционалността на системата, е необходим източник (езерце, река, езеро). Експертите отбелязват, че този дизайн е най-стабилен по отношение на температурата.
- Air-air използва неограничен и наличен природен резерват за работа. Функционалността на системата се осигурява от вентилатори, изпарители, свързани в един комплекс. Най-голяма ефективност се постига при температури до -15 C; когато въздухът се охлади, част от мощността на системата се губи.
Оборудване за подреждане на геотермално отопление
Геотермалното оборудване за дълбоки отоплителни системи позволява да се натрупва топлинна енергия, извлечена от околната среда, и да се прехвърля към топлоносителя 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
Как да направите геотермална единица със собствените си ръце?
За да направите геотермално отопление у дома със собствените си ръце, ще ви трябват следните компоненти:
- изпарител;
- компресорен агрегат;
- дроселова клапа;
- кондензатор.
Термопомпа може да бъде направена от стар хладилник. За това намотката се отстранява от нея. Той ще действа като кондензатор. Поставя се в контейнер, изработен от траен материал. Към контейнера е прикрепен компресор, а изпарителят е направен от пластмасова цев. Всички съставни елементи са свързани помежду си и след това уредът е свързан към отоплителната система на къщата с помощта на полимерни тръби.
За да се направи помпа от климатик, външното и вътрешното тяло трябва да се сменят. Като топлоносител се използва вода или въздух. Системата е оборудвана с четирипътен клапан. За да го инсталирате, ще ви е необходима помощта на специалисти.
Инсталация на системата
Геотермалното отопление на селска къща на етапа на подреждане изисква солидна парична 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 топлинната енергия, използвана през 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, е необходима инсталация 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 се проектира отопление с помощта на топлината на земята, е необходимо да се вземе 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 земя.
- 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 полагане на контура, този парцел земя не може да се използва за градина или зеленчукова градина, тъй като системата работи с отделяне на студ по време на транспортирането на хладилен агент, поради което корените на растенията ще замръзнат.
Предимства: По-евтина земя, която дори можете да направите сами.
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 нагрятия обект до резервоара не трябва да бъде 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.
