Pentru a furniza o casă privată cu căldură, sunt utilizate în mod tradițional unități care funcționează cu electricitate, combustibili solizi, gaz sau lichizi. În ultimele decenii, colectoarele solare și căldura din interiorul pământului au fost folosite ca sursă alternativă de energie termică. Încălzirea unei case cu căldura pământului se numește încălzire geotermală a casei.
Încălzirea geotermală a casei folosind energia pământului
Încălzirea de la sol are o cerere crescândă, deoarece costul surselor convenționale de energie crește constant, în timp ce oferta de combustibili fosili scade. Investiția de bani în încălzirea cu pământ a unei cabane rurale este destul de profitabilă, ținând seama de perspectivele economice și de economiile semnificative în furnizarea autonomă de căldură în timpul sezonului de încălzire.
Metode de obținere a energiei termice naturale
Pompele de căldură de la sol diferă prin modul în care extrag căldura:
- Instalații care utilizează căldura apelor subterane adânci, gheizerele fierbinți etc.
- Sisteme care includ un rezervor antigel instalat în pământ la o adâncime de 75 de metri. Încălzirea din intestinele pământului este asigurată de încălzirea naturală a rezervorului cu antigel; Drept urmare, agentul frigorific, trecând prin schimbătorul de căldură, degajă căldura primită și se întoarce în recipient.
- Circuitul geotermal este așezat de-a lungul fundului rezervorului, care este un acumulator natural de căldură. În acest caz, trebuie să luați în considerare faptul că rezervorul poate îngheța complet iarna.
Tipuri de pompe de căldură sursă la sol
Încălzirea unei case cu energia pământului necesită lucrări ample la instalarea sistemului, dar este un mod ecologic de a obține energie termică aproape gratuită. Pentru a încălzi o casă, veți avea nevoie de o cantitate mică de electricitate necesară pentru ca sistemul să funcționeze.
Costuri estimate și rambursarea sistemului
Alegând încălzirea termică, al cărei principiu este deja cunoscut, proprietarii ar trebui să fie conștienți de faptul că vor fi necesare anumite investiții. Marca echipamentului este selectată în funcție de cerințele utilizatorului, prețul unităților depinde de mulți factori, de exemplu, putere.
Dispozitivele pentru 4-5 kW sunt estimate la 3000-7000 USD, pentru 5-10 kW costă 4000-8000 USD, pentru 10-15 kW sunt deja 5000-10000 USD. Plus 40-50% din sumă va fi costul lucrărilor de instalare și al pornirii sistemului. Rezultatul este o sumă foarte impresionantă de costuri. Dar toți vor răsplăti în aproximativ 3-5 ani și apoi rămân doar facturile de energie electrică, care vor fi consumate de pompa de căldură.
Principiile de funcționare ale încălzirii geotermale
Încălzirea din energia pământului este utilizată cu succes în diferite zone climatice: sistemele sunt capabile să funcționeze atât în regiunile sudice, cât și în cele nordice.
În timpul funcționării sale, o instalație geotermală folosește o astfel de proprietate fizică a unor fluide, cum ar fi capacitatea de evaporare, ceea ce duce la răcirea suprafeței. Acest fenomen stă la baza funcționării echipamentelor frigorifice.
Principiul de funcționare a încălzirii geotermale este un proces de răcire inversat. Așa funcționează aparatele de aer condiționat, capabile nu numai să se răcească, ci și să încălzească aerul din cameră.
Cum funcționează pompa de căldură
Cu toate acestea, unitățile de climatizare au funcționalitate limitată - nu pot funcționa la temperaturi sub -5 ° C. Și sistemul geotermal este capabil să asigure încălzirea casei, indiferent de temperatura aerului de la suprafață.Acest lucru se datorează faptului că în mediul din care ia energie termică, condițiile stabile de temperatură sunt menținute în mod natural.
Ieșire
Utilizarea pompelor de căldură vă permite să scăpați de combustibilii tradiționali mai scumpi în fiecare an, deși costurile inițiale vor fi destul de mari. Instalarea încălzirii geotermale poate fi realizată independent, numai atunci când instalați țevi într-un arbore de mină, este recomandabil să stingeți un asistent.
Rambursarea proiectului depinde de izolația carcasei, precum și de metoda de încălzire - radiator sau podele calde. Videoclipul din articol va oferi o oportunitate de a găsi informații suplimentare pe tema de mai sus.
Ți-a plăcut articolul? Abonați-vă la canalul nostru Yandex.Zen
Dispozitiv de sistem de încălzire geotermală
Geotermia (știința stării termice a Pământului) a făcut posibilă utilizarea practică a energiei termice pe care scoarța terestră o primește de la magma fierbinte din centrul planetei.
O pompă de căldură special concepută pentru încălzirea unei case este instalată la suprafață, iar un schimbător de căldură este montat în pământ sau în partea de jos a rezervorului. Energia termică este „pompată” la suprafață și vă permite să încălziți lichidul de răcire în circuitul de încălzire al unei case sau al unei instalații nerezidențiale.
Cum este procesul de încălzire
Încălzirea geotermală a unei case private este o opțiune rentabilă. Dacă folosiți energia pământului pentru a încălzi o casă, atunci pentru fiecare kilowatt de electricitate necesar pentru funcționarea echipamentului, există 4 până la 6 kW de energie termică utilă obținută din intestinele planetei.
În comparație cu funcționarea aparatului de aer condiționat, vom vedea că, în timpul funcționării acestuia, sunt necesari mai mult de 1 kW de energie electrică pentru a obține 1 kW de energie termică. Acest lucru se datorează pierderilor inevitabile pentru conversia unei energii în alta etc.
Este foarte profitabil să încălziți o clădire rezidențială folosind energia termică a interiorului pământului, însă perioada de recuperare a costurilor pentru echipamente și instalare va dura ceva timp.
Folosirea căldurii pământului pentru încălzirea unei case nu necesită instalarea unui cazan tradițional pentru încălzirea lichidului de răcire.
În acest caz, sistemul este format din trei componente
:
- circuit de încălzire - sursă geotermală de energie termică;
- circuit de încălzire în interiorul casei - radiator sau podea cu temperatură scăzută;
- stație de pompare - o pompă de căldură pentru pomparea energiei termice în circuitul de încălzire din circuitul de încălzire din sol sau sub apă.
Un sistem de încălzire geotermală poate fi, de asemenea, utilizat pentru încălzirea serelor, clădirilor auxiliare, apei piscinei, cărărilor de grădină etc.
Tipuri de instalații geotermale
După ce ne-am dat seama ce este încălzirea geotermală la domiciliu, principiul de funcționare al echipamentului, vom lua în considerare tipurile de sisteme.
În total, există 3 tipuri de instalații:
- Apa subterană este considerată a fi cel mai eficient sistem de încălzire a locuințelor. Principiul de funcționare este redus la consumul de căldură de la sol prin intermediul sondelor, colectoarelor și transferului de energie către un sistem de încălzire cu un purtător de căldură cu apă.
Scopul și principiul de funcționare al întrerupătorului hidraulic pentru încălzire
- Apa-apa folosește o resursă de apă caldă ca energie. Pentru a asigura funcționalitatea sistemului, este necesară o sursă (iaz, râu, lac). Experții notează că acest design este cel mai stabil din punct de vedere al temperaturii.
- Air-air folosește o rezervație naturală nelimitată și disponibilă pentru muncă. Funcționalitatea sistemului este asigurată de ventilatoare, evaporatoare conectate într-un singur complex. Cea mai mare eficiență se obține la temperaturi de până la -15 C; când aerul se răcește, o parte din puterea sistemului se pierde.
Echipamente pentru amenajarea încălzirii geotermale
Echipamentele geotermale pentru un sistem de încălzire profundă permit acumularea energiei termice extrase din mediul înconjurător și transferarea acesteia la purtătorul de căldură din circuitul de încălzire.
Lista echipamentelor pentru încălzirea cu căldură de pe pământ include
:
- Evaporator. Dispozitivul este situat la o adâncime și servește la absorbția energiei termice situate în apele geotermale sau în sol.
- Condensator. Vă permite să aduceți temperatura antigelului la valoarea necesară pentru funcționarea sistemului.
- Pompa de caldura. Asigură circulația antigelului în circuitul de încălzire, controlează funcționarea instalației geotermale.
- Rezervor tampon - un recipient pentru colectarea antigelului încălzit. Vă permite să transferați energia termică din interiorul pământului către agentul de răcire. Rezervorul prin care trece lichidul de răcire este echipat cu un schimbător de căldură în formă de bobină. Antigelul încălzit se mișcă de-a lungul acestuia, degajând căldură.
Diagrama dispozitivului pompei de căldură
Cum să faci o unitate geotermală cu propriile mâini?
Pentru a face încălzirea geotermală acasă cu propriile mâini, veți avea nevoie de următoarele componente:
- evaporator;
- unitate compresor;
- clapetei de accelerație;
- condensator.
O pompă de căldură poate fi făcută dintr-un frigider vechi. Pentru aceasta, bobina este îndepărtată din ea. Acesta va acționa ca un condensator. Este plasat într-un recipient din material durabil. Un recipient este atașat la recipient, iar evaporatorul este fabricat dintr-un butoi de plastic. Toate elementele constitutive sunt conectate între ele, iar apoi unitatea este conectată la sistemul de încălzire al casei folosind conducte din polimer.
Pentru a face o pompă dintr-un aparat de aer condiționat, unitățile exterioare și interioare trebuie schimbate. Apa sau aerul sunt utilizate ca purtătoare de căldură. Sistemul este echipat cu o supapă cu patru căi. Pentru a-l instala, veți avea nevoie de ajutorul specialiștilor.
Instalarea sistemului
Încălzirea geotermală a unei case de țară în etapa de amenajare necesită o investiție solidă. Costul total ridicat al sistemului se datorează în mare parte cantității mari de terenuri asociate cu instalarea circuitului de încălzire.
În timp, costurile financiare dau roade, deoarece energia termică utilizată în timpul sezonului de încălzire este extrasă din adâncurile pământului cu un consum minim de energie.
Instalarea unui schimbător de căldură orizontal pentru un sistem de încălzire geotermală
Pentru a asigura încălzirea casei cu căldura pământului, este necesar să instalați sistemul
:
- partea principală ar trebui să fie situată sub pământ sau la baza rezervorului;
- în casă însăși, este instalat doar echipament suficient de compact și este instalat un radiator sau un circuit de încălzire prin pardoseală. Echipamentul situat în interiorul casei vă permite să reglați nivelul de încălzire al lichidului de răcire.
Cum arată echipamentele geotermale într-o casă
Atunci când proiectați încălzirea utilizând căldura pământului, este necesar să decideți opțiunea de instalare pentru circuitul de lucru și tipul de colector.
Există două tipuri de colecționari
:
- Vertical - se aruncă în pământ pentru câteva zeci de metri. Pentru a face acest lucru, la mică distanță de casă, trebuie să găuriți o serie de puțuri. Un contur este scufundat în puțuri (cea mai fiabilă opțiune sunt țevile din polietilenă reticulată).
- Dezavantaje: costuri financiare mari pentru găurirea mai multor găuri în pământ cu o adâncime de 50 de metri.
Avantaje: Amplasarea conductei subterane la o adâncime în care temperatura solului este stabilă, asigură o eficiență ridicată a sistemului. În plus, colectorul vertical ocupă o mică suprafață a terenului.
- Orizontală. Utilizarea unui astfel de colector este permisă în regiunile cu climă caldă și temperată, deoarece adâncimea înghețului solului nu trebuie să depășească 1,5 metri.
- Dezavantaje: necesitatea de a utiliza o zonă mare a site-ului (principalul dezavantaj).După așezarea conturului, această bucată de teren nu poate fi folosită pentru o grădină sau o grădină de legume, deoarece sistemul funcționează cu eliberarea de frig la transportul agentului frigorific, ceea ce va determina înghețarea rădăcinilor plantelor.
Beneficii: Lucrări terestre mai ieftine, care pot fi realizate chiar și pe cont propriu.
Tip colector orizontal și vertical
Energia geotermală poate fi obținută prin așezarea unui circuit orizontal geotermal în partea de jos a unui rezervor fără îngheț. Cu toate acestea, acest lucru este dificil de implementat în practică: rezervorul poate fi amplasat în afara teritoriului privat și atunci va trebui coordonată instalarea schimbătorului de căldură. Distanța de la obiectul încălzit la rezervor nu trebuie să depășească 100 de metri.
Important! Temperatura ambiantă a colectorului nu trebuie să scadă sub + 5 ° C. Partea superioară a colectorului în contact cu solul înghețat trebuie protejată cu izolație termică pentru a evita pierderea de energie termică.
