Aby zapewnić ciepło w prywatnym domu, tradycyjnie stosuje się jednostki zasilane energią elektryczną, paliwem stałym, gazem lub płynem. 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 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.
Szacunkowe koszty i zwrot kosztów systemu
Wybierając ogrzewanie termiczne, którego zasada jest już znana, właściciele powinni mieć świadomość, że wymagane będą pewne inwestycje. Marka sprzętu dobierana jest zgodnie z wymaganiami użytkownika, cena jednostek zależy od wielu czynników, np. Mocy.
Urządzenia o mocy 4-5 kW szacuje się na 3000-7000 USD, za 5-10 kW kosztują 4000-8000 USD, a za 10-15 kW to już 5000-10000 USD. Dodatkowo 40-50% kwoty stanowić będą koszty prac instalacyjnych i uruchomienia systemu. Rezultatem jest bardzo imponująca kwota kosztów. Ale wszystkie z nich zwrócą się za około 3-5 lat, a wtedy pozostają tylko rachunki za prąd, który zostanie zużyty przez pompę ciepła.
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.
Wynik
Zastosowanie pomp ciepła pozwala co roku pozbyć się droższych paliw tradycyjnych, choć początkowe koszty będą dość wysokie. Montaż ogrzewania geotermalnego można przeprowadzić samodzielnie, tylko przy montażu rur w szybie kopalni należy ugasić pomocnika.
Zwrot projektu zależy od izolacji obudowy, a także od sposobu ogrzewania - grzejnika lub ciepłej podłogi. Film w artykule będzie okazją do znalezienia dodatkowych informacji na powyższy temat.
Podobał Ci się artykuł? Zapisz się do naszego kanału Yandex.Zen
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 zainstalowano specjalnie zaprojektowaną pompę 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 zajmie 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.
Rodzaje instalacji geotermalnych
Po ustaleniu, czym jest ogrzewanie geotermalne w domu, zasada działania sprzętu, rozważymy rodzaje systemów.
W sumie istnieją 3 rodzaje instalacji:
- Woda gruntowa uważana jest za najbardziej efektywny system ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych. Zasada działania sprowadza się do poboru ciepła z gruntu za pomocą sond, kolektorów i przekazania energii do instalacji grzewczej z wodnym nośnikiem ciepła.
Cel i zasada działania przełącznika hydraulicznego do ogrzewania
- Woda-woda wykorzystuje jako energię źródło ciepłej wody. Do zapewnienia funkcjonalności systemu potrzebne jest źródło (staw, rzeka, jezioro). Eksperci zauważają, że ten projekt jest najbardziej stabilny pod względem temperatury.
- Air-air wykorzystuje do pracy nieograniczoną i dostępną rezerwę przyrody. Funkcjonalność systemu zapewniają wentylatory, parowniki połączone w jeden kompleks. Największą wydajność osiąga się w temperaturach do -15 C, kiedy powietrze staje się zimne, część mocy układu zostaje utracona.
Sprzęt do aranżacji ogrzewania geotermalnego
Wyposażenie geotermalne dla systemu głębokiego ogrzewania umożliwia 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
Jak zrobić jednostkę geotermalną własnymi rękami?
Aby zrobić ogrzewanie geotermalne w domu własnymi rękami, będziesz potrzebować następujących elementów:
- parownik;
- agregat sprężarkowy;
- zawór dławiący;
- kondensator.
Pompę ciepła można wykonać ze starej lodówki. W tym celu cewka jest z niego usuwana. Będzie działać jako kondensator. Umieszczony jest w pojemniku wykonanym z wytrzymałego materiału. Do pojemnika przymocowana jest sprężarka, a parownik wykonany jest z plastikowej beczki. Wszystkie elementy składowe są ze sobą połączone, a następnie urządzenie jest podłączane do systemu grzewczego domu za pomocą rur polimerowych.
Aby wykonać pompę z klimatyzatora, należy zamienić jednostkę zewnętrzną i wewnętrzną. Jako nośnik ciepła używana jest woda lub powietrze. System wyposażony jest w zawór czterodrogowy. Aby go zainstalować, będziesz potrzebować pomocy specjalistów.
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 zamarzniętym gruntem musi być zabezpieczona izolacją termiczną, aby uniknąć strat energii cieplnej.
