A geotermikus fűtés az egyik legígéretesebb alternatív energiatermelési forrás. A naprendszerektől eltérően ez gyakorlatilag nem az évszaktól függ. De vajon jövedelmező-e a ház fűtését a föld hőjének és energiájának felhasználásával?
Geotermikus fűtés otthon
Először meg kell értenie a hőenergia megszerzésének alapelveit. Ezek a hőmérséklet-emelkedésen alapulnak, amikor mélyebbre mész a földbe. Első pillantásra a fűtési fok növekedése elhanyagolható. De az új technológiák megjelenésének köszönhetően valósággá vált a ház fűtése a föld hőjének felhasználásával.
A geotermikus fűtés megszervezésének fő feltétele legalább 6 ° C hőmérséklet. Ez jellemző a talaj és a víztestek középső és mély rétegeire. Ez utóbbiak nagymértékben függenek a külső hőmérséklet-mutatótól, ezért rendkívül ritkán használják őket. Hogyan lehet gyakorlatilag megszervezni egy ház fűtését a föld energiájával?
Ehhez 3 áramkört kell készíteni különböző műszaki jellemzőkkel rendelkező folyadékokkal:
- Külső... Gyakrabban fagyálló folyadék kering benne. Legfeljebb 6 ° C hőmérsékletűre történő felmelegedése a föld energiája miatt következik be;
- Hő pumpa... Enélkül a föld energiájából történő fűtés lehetetlen. A külső körből származó hőhordozó hőcserélő segítségével továbbítja az energiáját a hűtőközegbe. Párolgási hőmérséklete kevesebb, mint 6 ° C. Ezt követően belép a kompresszorba, ahol a kompresszió után a hőmérséklet 70 ° C-ra emelkedik;
- Belső kontúr... Hasonló sémát használnak a hő átadására a sűrített hűtőközegből a vízbe a leküzdő rendszerben. Így a föld beléből történő fűtés minimális költséggel történik.
A nyilvánvaló előnyök ellenére az ilyen rendszerek ritkák. Ennek oka a berendezések megvásárlásának és a hőfelvétel külső áramkörének megszervezésének magas költsége.
A legjobb, ha a földhőtől való fűtés kiszámítását szakemberekre bízzák. A teljes rendszer hatékonysága a számítások helyességétől függ.
Hogyan működik a hőszivattyú
A geotermikus fűtés szíve a hőszivattyú. Több összetevőből áll, amelyek munkája közvetlenül befolyásolja a teljes rendszer hatékonyságát. Ezért, mielőtt egy magánház fűtését tervezné a földről, meg kell találnia ennek az egységnek a fő jellemzőit.
Mivel ez az eszköz a komplex berendezések kategóriájába tartozik, ezért csak gyári modelleket ajánlott megvásárolni. A hőszivattyú kialakítása a következő alkatrészeket tartalmazza:
- Párologtató... Ebben a blokkban az energia a külső áramkörből kerül átadásra;
- Kompresszor... Szükséges a hűtőközeg környezetében magas nyomás létrehozásához;
- Hajszálcsöves... A hűtőközeg belső nyomásának csökkentésére szolgál;
- Vezérlő rendszer... Segítségével szabályozzák a magánház földi fűtését - a működési hőmérsékleti rendszert, a hőhordozók áthaladásának sebességét stb.
A hőszivattyú független gyártásának fő problémája a hőveszteség csökkentése és a belső áramkör hűtőközeggel történő működésének normalizálása. A gyári modelleket a gyártási szakaszban állítják fel, és a tervezés lehetővé teszi a paraméterek beállítását.
Hogyan lehet helyesen kiszámítani a szivattyú paramétereit, hogy a ház fűtésére szolgáló föld hője normális hőmérsékletet biztosítson? Ehhez ismernie kell a szivattyú hőteljesítményét. Körülbelüli számításhoz a következő képletet használhatja:
Q = (t1-t2) * V
Hol t1-t2 - hőmérséklet-különbség a be- és visszatérő csöveken, ° С,V - a hőhordozó-fogyasztás becsült mennyisége, m³ / h,Q - a hőszivattyú névleges teljesítménye, W.
Ez a technika nem alkalmazható komplex rendszereknél, mivel számos további tényező van bennük. Különösen a hálózati hőveszteségek. Különösen igaz ez azokra a területekre, ahol a lehető legközelebb kerül ki a talaj felszínéhez. A hőveszteség minimalizálása érdekében szükséges a fűtőcsövek szigetelését a talajban.
Mivel a hőszivattyú működése a villamos energiától függ, ajánlatos vészhelyzeti tápegységet telepíteni.
Geotermikus fűtési lehetőségek
Annak érdekében, hogy a föld energiáját a lehető legnagyobb mértékben fel lehessen használni a ház fűtésére, ki kell választania a megfelelő külső kapcsolási rajzot. Valójában bármilyen közeg - földalatti, víz vagy levegő - hőenergia-forrás lehet. De ugyanakkor fontos figyelembe venni az időjárási viszonyok évszakos változásait, amint azt fentebb említettük.
Jelenleg kétféle rendszer létezik, amelyeket hatékonyan használnak a ház fűtésére a föld hőjének felhasználásával - vízszintes és függőleges. A legfontosabb kiválasztási tényező a telek területe. A ház földenergiával történő fűtésére szolgáló csövek elrendezése ettől függ.
Ezen felül a következő tényezőket veszik figyelembe:
- Talajösszetétel... Sziklás és agyagos területeken nehéz függőleges aknákat készíteni az autópályák lefektetéséhez;
- A talaj fagyási szintje... Meg fogja határozni az optimális csőmélységet;
- A felszín alatti vizek elhelyezkedése... Minél magasabbak, annál jobb a geotermikus fűtés. Ebben az esetben a hőmérséklet a mélységgel növekszik, ami a föld energiáját használó fűtés optimális feltétele.
Tudnia kell a nyáron történő fordított energiaátadás lehetőségéről is. Ekkor egy magánház fűtése a földtől nem fog működni, és a felesleges hő átkerül a házból a talajba. Valamennyi hűtőrendszer ugyanazon elv szerint működik. De ehhez további felszerelést kell telepítenie.
Nem tervezheti a külső áramkör telepítését otthontól távol. Ez megnöveli a föld beléből történő fűtés hőveszteségét.
Vízszintes geotermikus fűtési séma
A külső autópályák telepítésének leggyakoribb módja. Kényelmes a könnyű telepítés és a hibás csővezeték szakaszok viszonylag gyors cseréje miatt.
Az e séma szerinti telepítéshez kollektor rendszert használnak. Ehhez több kontúr készül, amelyek egymástól legalább 0,3 m távolságban helyezkednek el. Egy kollektor segítségével vannak összekötve, amely továbbviszi a hőszivattyút a hőszivattyúba. Ez maximális energiaellátást biztosít a fűtéshez a föld hőjétől.
De ugyanakkor számos fontos árnyalatot is figyelembe kell vennie:
- A személyes telek nagy területe. Körülbelül 150 m²-es háznak legalább 300 m²-esnek kell lennie;
- A csöveket kötelezően meg kell határozni a talaj fagyásszintje alatti mélységig;
- A talaj esetleges mozgásával a tavaszi árvíz idején nő az autópályák elmozdulásának valószínűsége.
A vízszintes típusú föld hőjétől történő fűtés meghatározó előnye a független elrendezés lehetősége. A legtöbb esetben ez nem igényli speciális berendezések bevonását.
A maximális hőátadás érdekében magas hővezető képességű csöveket kell használni - vékony falú polimer. De ugyanakkor meg kell fontolnia a fűtési csövek földszigetelésének módjait.
Függőleges geotermikus fűtési séma
Ez egy időigényesebb módja annak, hogy megszervezzük a magánház földi fűtését. A csővezetékeket függőlegesen helyezzük speciális kutakba. Fontos tudni, hogy egy ilyen rendszer sokkal hatékonyabb, mint egy vertikális.
Fő előnye, hogy növeli a vízmelegítés mértékét a külső körben. Azok. minél mélyebben helyezkednek el a csövek, annál inkább bejut a rendszerbe a ház fűtésére szolgáló földhőmennyiség. További tényező a telek kis területe. Bizonyos esetekben a külső geotermikus fűtési kör elrendezését még a ház építése előtt, az alapozás közvetlen közelében végzik.
Milyen nehézségekkel szembesülhet, ha energiát nyer a földből egy ház fűtésére e rendszer szerint?
- Mennyiségi és minőségi szempontból... Függőleges elrendezés esetén az autópályák hossza sokkal hosszabb. A magasabb talajhőmérséklet kompenzálja. Ehhez 50 m mély kutakat kell készítenie, ami fáradságos munka;
- Talajösszetétel... Sziklás talajhoz speciális fúrógépeket kell használni. A vályogban a kút széttörésének megakadályozása érdekében vasbetonból vagy vastag falú műanyagból készült védőhéjat szerelnek fel;
- Meghibásodás vagy feszességvesztés esetén a javítási folyamat bonyolultabbá válik... Ebben az esetben a ház fűtésének hosszú távú megszakításai lehetségesek a föld hőenergia szempontjából.
De a magas elsődleges költségek és a telepítés fáradságossága ellenére az autópályák függőleges elrendezése optimális. A szakértők tanácsot adnak egy ilyen telepítési séma használatára.
A hűtőfolyadék keringéséhez a külső áramkörben függőleges rendszerben nagy teljesítményű keringető szivattyúkra van szükség.
Geotermikus fűtés szervezése
A fogyasztóknak továbbra is az a fő kérdésük, hogy egy vidéki ház fűtését a föld energiájával lehet-e főnek használni? Ez lehetséges, de csak professzionális megközelítéssel, minden szakaszban - a számítástól a telepítésig és a rendszer teszteléséig.
Először ki kell választania a megfelelő hőszivattyút. Tekintettel a magas költségekre, először el kell végeznie a jellemzőinek összes előzetes számítását. Csak ebben az esetben a föld hőenergia miatti fűtés maximális hatékonysági tényezővel bír. A megbízható gyártók közé tartozik a Buderus, a Vaillant és a Veissman. Az altalajból történő fűtésre szolgáló hőszivattyú átlagos költsége körülbelül 360 ezer rubel, 6 kW névleges teljesítmény mellett. A produktívabb modellek több mint 1 millió rubelbe kerülhetnek.
A költségek mellett figyelmet kell fordítania a csövek gyártásának anyagára. A föld hőenergiájából származó hőveszteség minimalizálása érdekében a következőket ajánljuk:
- XLPE... Alacsony költséggel különbözik - optimális a vízszintes sémákhoz;
- Rozsdamentes acélcső... Fűtésre használják a föld hőenergiájával, a külső áramkör függőleges elrendezésével. Magas hővezető képessége és mechanikai szilárdsága miatt előnyösen különbözik a térhálósított polietiléntől. Hátránya a magas költség.
Az optimalizálás érdekében ajánlott külső és belső hőmérséklet-érzékelők, valamint hő-akkumulátor felszerelése. Ez minimalizálja a magánház fűtési költségeit.
Mindezeket a tényezőket figyelembe véve a legtöbb esetben a föld energiájából származó geotermikus fűtést kiegészítő berendezésként telepítik. Idővel az alkatrészek költsége és a hőszivattyúk hatékonysága növekszik - és csak ezután tekinthetők az ilyen rendszerek a főeknek.
A videó megnézésével példa a geotermikus fűtés beépítésére egy magánházba:
