Na zabezpečenie tepla v súkromnom dome sa tradične používajú jednotky na elektrinu, tuhé, plynné alebo kvapalné palivá. V posledných desaťročiach sa ako alternatívny zdroj tepelnej energie používali slnečné kolektory a teplo zemského interiéru. Vykurovanie domu teplom zeme sa nazýva geotermálne vykurovanie domu.
Geotermálne vykurovanie domu pomocou zemskej energie
Vykurovanie zo zeme rastie v raste dopytu, pretože náklady na konvenčné zdroje energie sa neustále zvyšujú, zatiaľ čo sa znižujú zásoby fosílnych palív. Investovanie peňazí do hlineného vykurovania vidieckej chaty je celkom výnosné, ak vezmeme do úvahy ekonomické vyhliadky a značné úspory autonómneho zásobovania teplom počas vykurovacej sezóny.
Metódy získavania prírodnej tepelnej energie
Tepelné čerpadlá na zemi sa líšia v spôsobe získavania tepla:
- Zariadenia, ktoré využívajú teplo hlbokej podzemnej vody, horúce gejzíry atď.
- Systémy, ktoré zahŕňajú nemrznúcu nádrž nainštalovanú v zemi v hĺbke 75 metrov. Ohrev z útrob zeme je zabezpečený prirodzeným ohrevom nádrže nemrznúcou zmesou; Výsledkom je, že chladivo prechádzajúce cez výmenník tepla vydáva prijaté teplo a vracia sa do nádoby.
- Geotermálny okruh je položený pozdĺž dna nádrže, ktorá je zásobníkom prírodného tepla. V takom prípade musíte počítať s tým, že nádrž môže v zime úplne zamrznúť.
Typy tepelných čerpadiel zemného zdroja
Vykurovanie domu energiou zeme vyžaduje rozsiahle práce na inštalácii systému, ale je to ekologický spôsob získania takmer bezplatnej tepelnej energie. Na vykurovanie domu budete potrebovať malé množstvo elektriny potrebnej na fungovanie systému.
Odhadované náklady a návratnosť systému
Majitelia by si mali byť vedomí toho, že pri výbere tepelného vykurovania, ktorého princíp je už známy, si budú potrebné určité investície. Značka vybavenia sa vyberá podľa požiadaviek používateľa, cena jednotiek závisí od mnohých faktorov, napríklad od výkonu.
Zariadenia pre 4-5 kW sa odhadujú od 3000-7000 dolárov, pre 5-10 kW stoja 4000-8000 dolárov, pre 10-15 kW je to už 5000-10000 dolárov. Plus 40 - 50% zo sumy budú náklady na inštalačné práce a spustenie systému. Výsledkom je veľmi pôsobivá suma nákladov. Všetky sa ale vyplatia asi za 3 - 5 rokov a potom zostanú iba účty za elektrinu, ktoré spotrebuje tepelné čerpadlo.
Princípy činnosti geotermálneho vykurovania
Kúrenie z energie zeme sa úspešne používa v rôznych klimatických pásmach: systémy sú schopné pracovať v južných aj severných oblastiach.
V priebehu svojej činnosti geotermálna inštalácia využíva také fyzikálne vlastnosti niektorých tekutín, ako je schopnosť odparovať sa, čo vedie k ochladeniu povrchu. Práve tento jav je základom činnosti chladiacich zariadení.
Princípom činnosti geotermálneho vykurovania je reverzný chladiaci proces. Takto fungujú klimatizácie, ktoré sú schopné nielen chladiť, ale aj ohrievať vzduch v miestnosti.
Ako funguje tepelné čerpadlo
Klimatizačné jednotky majú však obmedzenú funkčnosť - nemôžu fungovať pri teplotách pod -5 ° C. A geotermálny systém je schopný zabezpečiť vykurovanie domu bez ohľadu na teplotu vzduchu na povrchu.Je to spôsobené tým, že v prostredí, z ktorého získava tepelnú energiu, sa prirodzene udržiavajú stabilné teplotné podmienky.
Výkon
Použitie tepelných čerpadiel vám umožní každý rok zbaviť sa drahších tradičných palív, hoci počiatočné náklady budú dosť vysoké. Inštaláciu geotermálneho vykurovania je možné vykonať nezávisle, iba pri inštalácii potrubí do banskej šachty je vhodné hasiť pomocníka.
Návratnosť projektu závisí od izolácie bývania, ako aj od spôsobu vykurovania - radiátor alebo teplé podlahy. Video v článku poskytne príležitosť nájsť ďalšie informácie o vyššie uvedenej téme.
Páčil sa vám článok? Prihláste sa na odber nášho kanála Yandex.Zen
Zariadenie geotermálneho vykurovacieho systému
Geotermia (veda o tepelnom stave Zeme) umožnila praktické využitie tepelnej energie, ktorú zemská kôra prijíma z horúcej magmy v strede planéty.
Špeciálne určené tepelné čerpadlo na vykurovanie domu je inštalované na povrchu a výmenník tepla je namontovaný v zemi alebo na dne nádrže. Tepelná energia sa „odčerpáva“ na povrch a umožňuje vám ohriať chladiacu kvapalinu vo vykurovacom okruhu domu alebo nebytového zariadenia.
Ako prebieha ohrev
Geotermálne vykurovanie súkromného domu je nákladovo efektívna možnosť. Ak použijete zemskú energiu na vykurovanie domu, potom na každý kilowatt elektriny potrebný na prevádzku zariadenia pripadá 4 až 6 kW užitočnej tepelnej energie získanej z útrob planéty.
V porovnaní s prevádzkou klimatizácie uvidíme, že počas jej prevádzky je na získanie 1 kW tepelnej energie potrebných viac ako 1 kW elektrickej energie. Je to spôsobené nevyhnutnými stratami pri premene jednej energie na druhú atď.
Je veľmi ziskové vykurovať obytnú budovu pomocou tepelnej energie zemského interiéru, ale doba návratnosti nákladov na vybavenie a inštaláciu bude nejaký čas trvať.
Používanie zemského tepla na vykurovanie domu nevyžaduje inštaláciu tradičného kotla na ohrev chladiacej kvapaliny.
V takom prípade sa systém skladá z troch komponentov
:
- vykurovací okruh - geotermálny zdroj tepelnej energie;
- vykurovací okruh vo vnútri domu - nízkoteplotný radiátor alebo podlaha;
- prečerpávacia stanica - tepelné čerpadlo na prečerpávanie tepelnej energie do vykurovacieho okruhu z vykurovacieho okruhu v pôde alebo pod vodou.
Geotermálny vykurovací systém možno použiť aj na vykurovanie skleníkov, vedľajších budov, vody v bazéne, záhradných chodníkov atď.
Typy geotermálnych zariadení
Po zistení, čo je geotermálne vykurovanie doma, čo je princíp fungovania zariadenia, zvážime typy systémov.
Celkovo existujú 3 typy inštalácií:
- Podzemná voda sa považuje za najefektívnejší systém na vykurovanie bytových priestorov. Princíp činnosti sa zníži na spotrebu tepla zo zeme pomocou sond, kolektorov a prenosu energie do vykurovacieho systému s vodným tepelným nosičom.
Účel a princíp činnosti hydraulického spínača na vykurovanie
- Voda-voda využíva ako energiu zdroj teplej vody. Na zabezpečenie funkčnosti systému je potrebný zdroj (rybník, rieka, jazero). Odborníci poznamenávajú, že táto konštrukcia je z hľadiska teploty najstabilnejšia.
- Vzduch-vzduch využíva na prácu neobmedzenú a dostupnú prírodnú rezervu. Funkčnosť systému zabezpečujú ventilátory, výparníky spojené do jedného komplexu. Najvyššia účinnosť sa dosahuje pri teplotách do -15 ° C, pri ochladení vzduchu sa stratí časť výkonu systému.
Zariadenia na usporiadanie geotermálneho vykurovania
Geotermálne zariadenie pre hlboký vykurovací systém umožňuje akumuláciu tepelnej energie extrahovanej z okolitého prostredia a jej prenos na chladiacu kvapalinu vo vykurovacom okruhu.
Zoznam zariadení na vykurovanie teplom zo zeme obsahuje
:
- Výparník. Zariadenie je umiestnené v hĺbke a slúži na absorbovanie tepelnej energie nachádzajúcej sa v geotermálnych vodách alebo v pôde.
- Kondenzátor. Umožňuje vám zvýšiť teplotu nemrznúcej zmesi na hodnotu potrebnú pre fungovanie systému.
- Tepelné čerpadlo. Zabezpečuje cirkuláciu nemrznúcej zmesi vo vykurovacom okruhu, riadi činnosť geotermálnej inštalácie.
- Vyrovnávacia nádrž - nádoba na zber ohriatej nemrznúcej zmesi. Umožňuje vám preniesť tepelnú energiu zemského interiéru na chladiacu kvapalinu. Nádrž, cez ktorú prechádza chladiaca kvapalina, je vybavená výmenníkom tepla v tvare špirály. Po ňom sa pohybuje vyhrievaná nemrznúca zmes, ktorá vydáva teplo.
Schéma zariadenia tepelného čerpadla
Ako vyrobiť geotermálnu jednotku vlastnými rukami?
Na výrobu geotermálneho vykurovania doma vlastnými rukami budete potrebovať nasledujúce komponenty:
- výparník;
- kompresorová jednotka;
- škrtiaca klapka;
- kondenzátor.
Tepelné čerpadlo je možné vyrobiť zo starej chladničky. Za týmto účelom je z neho odstránená cievka. Bude fungovať ako kondenzátor. Je umiestnený v nádobe z odolného materiálu. K nádobe je pripojený kompresor a výparník je vyrobený z plastového suda. Všetky základné prvky sú navzájom spojené a potom je jednotka pripojená k vykurovaciemu systému domu pomocou polymérových rúrok.
Ak chcete vyrobiť čerpadlo z klimatizačného zariadenia, musí sa vymeniť vonkajšia a vnútorná jednotka. Ako nosič tepla sa používa voda alebo vzduch. Systém je vybavený štvorcestným ventilom. Pri jeho inštalácii budete potrebovať pomoc špecialistov.
Inštalácia systému
Geotermálne vykurovanie vidieckeho domu v štádiu usporiadania si vyžaduje solídne investície. Vysoké celkové náklady na systém sú do veľkej miery spôsobené veľkým objemom pozemných prác spojených s inštaláciou vykurovacieho okruhu.
Časom sa finančné náklady vrátia, pretože tepelná energia použitá počas vykurovacej sezóny sa získava z hlbín Zeme s minimálnou spotrebou energie.
Inštalácia horizontálneho výmenníka tepla pre geotermálny vykurovací systém
Na zabezpečenie vykurovania domu zemským teplom, inštalácia systému
:
- hlavná časť by mala byť umiestnená pod zemou alebo na dne nádrže;
- v samotnom dome je nainštalované iba dostatočne kompaktné zariadenie a je položený radiátor alebo okruh podlahového vykurovania. Zariadenie umiestnené vo vnútri domu umožňuje regulovať úroveň vykurovania chladiacej kvapaliny.
Ako vyzerá geotermálne zariadenie v domácnosti
Pri projektovaní vykurovania pomocou zemského tepla je potrebné rozhodnúť o možnosti inštalácie pracovného okruhu a typu kolektora.
Existujú dva typy zberačov
:
- Vertikálne - ponorí sa do zeme na niekoľko desiatok metrov. Aby ste to dosiahli, v krátkej vzdialenosti od domu musíte vyvŕtať niekoľko studní. V jamkách je ponorený obrys (najspoľahlivejšou možnosťou sú sieťované polyetylénové rúry).
- Nevýhody: Veľké finančné náklady na vyvŕtanie niekoľkých otvorov v zemi s hĺbkou 50 metrov.
Výhody: Umiestnenie podzemného potrubia v hĺbke, kde je stabilná teplota pôdy, poskytuje vysokú účinnosť systému. Vertikálny kolektor navyše zaberá malú plochu pozemku.
- Horizontálne. Použitie takého kolektora je povolené v regiónoch s teplým a miernym podnebím, pretože hĺbka zamrznutia pôdy by nemala presiahnuť 1,5 metra.
- Nevýhody: Potreba využívať veľkú plochu stránky (hlavná nevýhoda).Po položení obrysu nemožno tento pozemok použiť na záhradu alebo zeleninovú záhradu, pretože systém pracuje s uvoľňovaním chladu pri preprave chladiva, čo spôsobí zamrznutie koreňov rastlín.
Výhody: Lacnejšia práca na zemi, ktorú je možné vykonať aj svojpomocne.
Horizontálny a vertikálny typ kolektora
Geotermálnu energiu je možné získať položením horizontálneho geotermálneho okruhu na dno bezmrazovej nádrže. V praxi je to však ťažko realizovateľné: nádrž môže byť umiestnená mimo súkromného územia a potom bude potrebné koordinovať inštaláciu výmenníka tepla. Vzdialenosť od ohriateho objektu k nádrži by nemala byť väčšia ako 100 metrov.
Dôležité! Teplota okolia kolektora nesmie klesnúť pod + 5 ° C. Horná časť kolektora, ktorá prichádza do styku s mrazivou zeminou, musí byť chránená tepelnou izoláciou, aby nedošlo k strate tepelnej energie.
