Геотермални отоплителни системи за селска къща: характеристики "направи си сам".

Знаем, че геотермията е топлината на Земята и понятието „геотермална“ често се свързва с вулкани и гейзери. В Русия геотермалната енергия се използва главно в промишлен мащаб; например има далекоизточни електроцентрали, които работят с топлината на нашата планета.

Много хора са сигурни, че правенето на геотермално отопление у дома със собствените си ръце е нещо извън научната фантастика. Не е ли? Но това абсолютно не е вярно! С развитието на съвременните технологии домашното използване на „зелена енергия“ стана напълно възможно.

Ще говорим за принципите на работа на алтернативното отопление, неговите предимства и недостатъци и ще го сравним с традиционните системи за отопление. Ще научите също как да поставите топлообменника и как да инсталирате геотермално отопление със собствените си ръце.

Малко исторически факти

Когато избухна петролната криза през 70-те години на миналия век, на Запад се появи остра нужда от алтернативни източници на енергия. По това време започват да се създават първите геотермални отоплителни системи.

Днес те са широко разпространени в САЩ, Канада и страните от Западна Европа.

Например в Швеция активно използват вода от Балтийско море, чиято температура е +4°C. В Германия въвеждането на геотермални отоплителни системи дори се спонсорира на държавно ниво.

В Русия има Паужетская, Верхне-Мутновская, Океанская и други геотермални електроцентрали. Но има много малко доказателства за използването на земната енергия в нашия частен сектор.

Реални предимства и недостатъци

Ако геотермалното отопление в частния сектор е получило относително малко разпространение в Русия, означава ли това, че идеята не си струва разходите за нейното изпълнение? Може би не си струва да преследвате този проблем? Оказа се, че това не е така.

Използването на геотермална отоплителна система за вашия дом е изгодно решение.И има няколко причини за това. Те включват бърз монтаж на оборудване, което може да работи дълго време без никакви прекъсвания.

Ако използвате висококачествен антифриз, а не вода, в отоплителната система, той няма да замръзне и износването му ще бъде минимално.

Изброяваме и други предимства на този вид отопление.

• Процедурата за изгаряне на горивото е изключена. Ние създаваме абсолютно огнеупорна система, която по време на работа не може да причини никакви щети на жилищата. Освен това се елиминират редица други проблеми, свързани с наличието на гориво: сега няма нужда да търсите място за съхранението му, да се занимавате с подготовката или доставката му.
• Значителна икономическа изгода. По време на експлоатацията на системата няма да са необходими допълнителни инвестиции. Годишното отопление се осигурява от природните сили, които ние не купуваме. Разбира се, при работа на термопомпа се консумира електрическа енергия, но количеството произведена енергия значително надвишава количеството консумирана енергия.
• Екологичен фактор. Геотермалното отопление на частна селска къща е екологично решение. Липсата на горивен процес елиминира изпускането на продукти от горенето в атмосферата. Ако много хора осъзнаят това и такава система за топлоснабдяване стане широко разпространена, отрицателното въздействие на хората върху природата ще намалее многократно.
• Компактност на системата. Не е необходимо да организирате отделно котелно помещение в дома си. Необходима е само термопомпа, която може да се постави например в мазето.Най-обемният контур на системата ще бъде разположен под земята или под водата, няма да го видите на повърхността на вашия сайт.
• Многофункционалност. Системата може да работи както за отопление през студения сезон, така и за охлаждане през летните жеги. Тоест на практика ще замени не само парното, но и климатика.
• Акустичен комфорт. Термопомпата работи почти безшумно.

Изборът на геотермална отоплителна система е рентабилен, въпреки факта, че ще трябва да харчите пари за закупуване и инсталиране на оборудване.

Между другото, като недостатък на системата те посочват именно разходите, които ще трябва да бъдат направени за инсталиране на системата и подготовката й за работа. Ще трябва да закупите самата помпа и някои материали и да извършите монтажа на външния колектор и вътрешната верига.

Тези разходи обаче се изплащат само през първите няколко години от експлоатацията. Последващото използване на положен в земята или потопен във вода колектор позволява значителни икономии.

Освен това самият процес на инсталиране не е толкова сложен, че да изисква поканата на специалисти от трети страни да го извършат. Ако не правите пробиване, тогава можете да направите всичко останало сами.

Трябва да се отбележи, че някои занаятчии, в опит да спестят пари, са се научили да събират геотермална Направи си сам термопомпа.

За геотермалните източници на отопление

За геотермално отопление могат да се използват следните източници на земна топлинна енергия:

• висока температура;
• ниска температура.

Към високотемпературните спадат например термалните извори. Те могат да бъдат използвани, но техният обхват е ограничен от действителното местоположение на такива източници.

Докато в Исландия този вид енергия се използва активно, в Русия термалните води се намират далеч от населените места. Те са концентрирани максимално в Камчатка, където подпочвените води се използват като охладител и се подават към системите за топла вода.

Но ние имаме всички необходими предпоставки за използването на нискотемпературни източници. За тази цел са подходящи околните въздушни маси, земя или вода.

За извличане на необходимата енергия се използва термопомпа. С негова помощ се извършва процедурата за преобразуване на околната температура в топлинна енергия не само за отопление, но и за захранване с топла вода на частно домакинство.

Принципът на работа на такова отопление

Ако сте запознати с това как работи климатик или хладилник, тогава сходството на тези процеси с принципа на работа на геотермалното отопление е очевидно. В основата на системата е термопомпа, която е свързана към два кръга – външен и вътрешен.

За да организирате традиционна отоплителна система във всяка къща, е необходимо да инсталирате тръби за транспортиране на охлаждаща течност и радиатори, при нагряване топлината ще тече в помещенията. В нашия случай също са необходими тръби и радиатори. Те формират вътрешния контур на системата. Може да се добави към диаграмата топъл под.

Външният контур изглежда много по-голям от вътрешния, въпреки че размерите му могат да бъдат оценени само по време на планирането и монтажа. По време на работа е невидим, защото е под земята или под водата. Обикновена вода или антифриз на основата на етиленгликол циркулира в тази верига, което е много за предпочитане.

Антифриз във външната верига се нагрява до състоянието на средата, в която е потопен, и се изпраща в „загрята“ форма към термопомпата. Чрез него се пренася концентрирана топлина към вътрешния кръг, в резултат на което водата в тръбите, радиаторите и отопляемите подове се нагрява.

Така ключовият елемент, който оживява цялата система, е термопомпата. Ако в дома ви има обикновена пералня, тогава знайте: тази помпа ще заеме приблизително същата площ.

За да работи, той се нуждае от електричество, но, консумирайки само 1 kW, произвежда 4-5 kW топлина. И това не е чудо, тъй като източникът на „допълнителна“ енергия е известен - това е околната среда.

Два вида разположение на топлообменника

Има два варианта за отопление на частен дом, използвайки нискотемпературна енергия от елементи на околната среда. Основата на системата и в трите случая е геотермална помпа.

Вътрешната верига остава непроменена за всеки метод на отопление, а основната разлика е местоположението на външната верига.

Геотермалното отопление се предлага с топлообменник, разположен:

• вертикално — разположени в кладенци, които проникват или не проникват във водоносния хоризонт;
• хоризонтално — топлообменниците на системите се поставят в яма или открит резервоар под формата на намотка.

Всеки от изброените тук видове отопление се характеризира със своите характеристики, недостатъци и предимства.

Ако възнамерявате да създадете такава отоплителна система със собствените си ръце, ще ви е интересно да научите повече за всеки тип.

Опция 1. Вертикално разположение на външния колектор

Този тип отопление се основава на интересен природен феномен: на дълбочина 50-100 m или повече от повърхността си земята има една и съща и постоянна температура от 10-12°C през цялата година.

За да можем да използваме тази земна енергия, е необходимо пробийте вертикални кладенци. Технологията е почти подобна на подготовката на водоприемник.

За да се запази максимално пейзажът, могат да се пробият няколко тръби от една и съща начална точка, но под различни ъгли.

Външната верига на системата ще бъде инсталирана директно в тези кладенци. Това ще ви позволи ефективно да отнемате топлината му от земята. Разбира се, този метод трудно може да се нарече прост и нискобюджетен.

Уместно е в случаите, когато територията, прилежаща към къщата, вече е разработена и нарушаването на нейния пейзаж е непрактично. Дълбочината на пробиване на кладенец може да достигне от 50 до 200 метра.

Конкретните параметри на кладенеца зависят от геоложката ситуация на обекта и параметрите на бъдещата структура. Срокът на експлоатация на този дизайн е приблизително 100 години.

За да инсталирате вертикална версия на системата с топлообменник, който извлича енергията на подпочвените води, ще трябва да пробиете два водоносни кладенеца.

От един от тях, наречен дебитен, с помощта на помпа се изтегля вода, която след пренос на топлина се отвежда във втория, приемен изход.

Вариант #2. Хоризонтално разположение на почвения колектор

За да поставите външната верига за хоризонтално отопление, трябва да знаете до каква дълбочина замръзва земята във вашия район.

Тръбите се полагат под нивото на замръзване в предварително подготвени окопи, покриващи доста голямо пространство: за отопление на къща, чиято площ е 200-250 квадратни метра. м, трябва да използвате приблизително 600 кв. m топлообменник. Това е шестстотин квадратни метра.

Ясно е, че при такива условия обемът на изкопните работи ще бъде значителен. Освен това трябва да вземете предвид местоположението на дърветата и друга растителност на сайта в плана си, за да не ги замразите. Например, колекторните тръби не трябва да се намират по-близо от един и половина метра от дърветата.

Този метод на инсталиране се използва като правило в случаите, когато обектът току-що се разработва за строителство. Всички изчисления и планове за изграждане на вила, организиране на нейното отопление и планиране на парцела е най-добре да се извършват едновременно.

Потапяне на хоризонтален топлообменник в резервоар

Този метод изисква специално местоположение на домакинството - на разстояние около 100 м от резервоар с достатъчна дълбочина. Освен това посоченият резервоар не трябва да замръзва до самото дъно, където ще бъде разположен външният контур на системата. И за това площта на резервоара не може да бъде по-малка от 200 квадратни метра. м.

Очевидното предимство на този метод е липсата на задължителни трудоемки изкопни работи, въпреки че все още трябва да се занимавате с подводното местоположение на колектора. Освен това ще се изисква специално разрешение за извършване на такава работа.

Въпреки това геотермалната инсталация, използваща водна енергия, все още е най-икономичната.

Направи го сам: какво и как

Ако сами ще инсталирате геотермално отопление, тогава е по-добре да закупите външната верига готова. Разбира се, ние обмисляме само начини за хоризонтално позициониране на външния топлообменник: под повърхността на почвата или под водата.

Много по-трудно е сами да инсталирате колектор за вертикален кладенец, ако нямате оборудване и умения за сондиране.

Термопомпата не е много голямо оборудване. Няма да заема много място в дома ви. В края на краищата, по размер той е сравним, например, с конвенционален котел на твърдо гориво. Свързването на вътрешната верига на вашия дом към него не е трудна задача.

Всъщност всичко се прави точно както при организирането и отоплителна инсталация използване на традиционни източници на топлина. Основната трудност е дизайнът на външната верига.

Най-добрият вариант е да се използва водоем, ако такъв се намира на разстояние не повече от 100 м. Необходимо е площта му да надвишава 200 кв.м. m, а дълбочината е 3 m (среден параметър на замръзване). Ако това водно тяло не ви принадлежи, тогава получаването на разрешение за използването му може да се превърне в проблем.

Ако резервоарът е езерце, което е във вашия имот, тогава въпросът става по-прост. Водата от езерцето може временно да се изпомпва. Тогава работата по дъното му може да се извърши лесно: ще трябва да поставите тръбите в спирала, като ги закрепите в това положение.

Изкопни работи ще са необходими само за изкопаване на изкоп, който ще е необходим за свързване на външния кръг към термопомпата.

След приключване на цялата работа езерото може да се напълни отново с вода. През следващите сто години външният топлообменник трябва да работи правилно и да не създава проблеми на собственика си.

Ако имате на ваше разположение парцел земя, върху който просто трябва да построите жилище и да отглеждате градина, има смисъл да планирате хоризонтален топлообменник от земен тип.

За да направите това, трябва да направите предварително изчисление на площта на бъдещия колектор въз основа на вече посочените по-горе параметри: 250-300 кв. м колектор на 100 кв. м отопляема площ на къщата.

Траншеите, в които ще бъдат положени тръбите на веригата, трябва да бъдат изкопани под нивото на замръзване на почвата.

Още по-добре, просто отстранете почвата до дълбочината на замръзване, поставете тръбите и след това върнете почвата на мястото й. Работата е трудоемка и сложна, но с голямо желание и решителност можете да я изпълните.

Разходи и перспективи за изплащане

Разходите за оборудване и неговото инсталиране по време на изграждането на геотермално отопление зависят от мощността на агрегата и производителя.

Всеки избира производител въз основа на собствените си съображения и информация за репутацията и надеждността на определена марка. Но мощността зависи от площта на стаята, която ще се обслужва.

Ако вземем предвид мощността, цената на термопомпите варира в следните граници:

• при 4-5 kW – 3000-7000 условни единици;
• при 5-10 kW – 4000-8000 условни единици;
• при 10-15 kW – 5000-10000 условни единици.

Ако добавим към тази сума разходите, необходими за извършване на монтажни работи (20-40%), тогава ще получим сума, която за мнозина ще изглежда абсолютно нереалистична.

Но всички тези разходи ще бъдат възстановени в много разумен срок. В бъдеще ще трябва да плащате само незначителни разходи за електроенергията, необходима за работата на помпата. И това е всичко!

Както показва практиката, геотермалното отопление е особено полезно за къщи с обща отопляема площ от 150 квадратни метра. м. В рамките на пет до осем години всички разходи за инсталиране на отоплителни системи в тези къщи се възстановяват напълно.

Ако геотермалното отопление не е особено търсено сред собствениците на частни къщи, тогава ефективността на слънчевите системи вече е оценена от жителите на южните райони. технология слънчеви отоплителни конструкции е доста проста, а нейната ефективност и практичност се потвърждават от дългогодишен опит в използването от западни страни и нашите сънародници.

За повече информация относно алтернативните източници на енергия вж тази статия.

Изводи и полезно видео по темата

Ако ви е по-лесно да възприемате визуална информация, тогава това видео ще ви позволи да видите със собствените си очи как точно функционира една геотермална система, както и да научите повече за това кой се възползва от този вид отопление и защо.

Каним ви да гледате кратко видео, в което собственикът на хоризонтален подпочвен колектор ще разкаже за впечатленията си от работата му.Освен това, като гледате това видео, ще научите за текущите разходи, свързани с експлоатацията на геотермална отоплителна система.

Всеки собственик на частен дом избира сам дали да закупи услугите на организации за доставка на ресурси или да разчита само на себе си. При това той се ръководи от цял ​​списък съображения.

Целта, която сме си поставили, не е да ви подтикнем към готово заключение, а да споделим информация за варианти за решаване на проблема, който стои пред вас.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно геотермалното отопление на частен дом? Можете да оставяте коментари към публикацията. Формата за контакт се намира в долния блок.