Geotermisk oppvarming er en av de mest lovende alternative energikildene. I motsetning til solsystemer, er det praktisk talt ikke avhengig av årstid. Men er det lønnsomt å varme opp et hus ved hjelp av jordens varme og energi?
Geotermisk oppvarming hjemme
Først må du forstå prinsippene for å skaffe termisk energi. De er basert på temperaturstigningen når du går dypere ned i bakken. Ved første øyekast er økningen i oppvarmingsgraden ubetydelig. Men takket være fremveksten av ny teknologi har oppvarming av et hus med jordens varme blitt en realitet.
Hovedbetingelsen for å organisere geotermisk oppvarming er en temperatur på minst 6 ° C. Dette er typisk for midtre og dype lag av jord og vannforekomster. Sistnevnte er sterkt avhengige av den eksterne temperaturindikatoren, derfor brukes de ekstremt sjelden. Hvordan er det praktisk mulig å organisere oppvarming av et hus med jordens energi?
For å gjøre dette er det nødvendig å lage 3 kretser fylt med væsker med forskjellige tekniske egenskaper:
- Ytre... Oftere sirkulerer frostvæske i den. Dens oppvarming til en temperatur ikke lavere enn 6 ° C skjer på grunn av jordens energi;
- Varmepumpe... Uten det er oppvarming fra jordens energi umulig. Varmebæreren fra den eksterne kretsen ved hjelp av en varmeveksler overfører sin energi til kjølemediet. Fordampningstemperaturen er mindre enn 6 ° C. Deretter kommer den inn i kompressoren, hvor temperaturen etter kompresjon stiger til 70 ° C;
- Indre kontur... En lignende ordning brukes til å overføre varme fra det komprimerte kjølemediet til vann i det overvinnende systemet. Dermed skjer oppvarming fra jordens tarm til minimale kostnader.
Til tross for de åpenbare fordelene er slike systemer sjeldne. Dette skyldes de høye kostnadene for innkjøp av utstyr og organisering av den eksterne kretsen for inntak av varme.
Det er best å overlate beregningen av oppvarming fra varmen fra jorden til fagfolk. Effektiviteten til hele systemet vil avhenge av korrekte beregninger.
Hvordan varmepumpen fungerer
Hjertet i geotermisk oppvarming er varmepumpen. Den består av flere komponenter, hvis arbeid direkte påvirker effektiviteten til hele systemet. Derfor må du finne ut de viktigste egenskapene til denne enheten før du planlegger å varme opp et privat hus fra bakken.
Siden denne enheten tilhører kategorien av komplisert utstyr, anbefales det å kjøpe bare fabrikkmodeller. Varmepumpens design inkluderer følgende komponenter:
- Fordamper... I denne blokken overføres energi fra den eksterne kretsen;
- Kompressor... Nødvendig for å skape høyt trykk i kjølemediemiljøet;
- Kapillær... Det tjener til å redusere det indre trykket i kjølemediekretsen;
- Kontrollsystem... Med hjelpen reguleres oppvarmingen av et privat hus fra bakken - temperaturregimet for drift, hastigheten på varmebærere osv.
Hovedproblemet ved uavhengig produksjon av en varmepumpe er å redusere varmetap og normalisere driften av den interne kretsen med kjølemediet. Fabrikkmodellene ble satt opp på produksjonsstadiet, og designet gir mulighet for å justere parametrene.
Hvordan beregne pumpeparametrene riktig slik at varmen fra jorden for oppvarming av huset gir en normal temperatur? For å gjøre dette må du vite pumpens varmeeffekt. For en grov beregning kan du bruke følgende formel:
Q = (t1-t2) * V
Hvor t1-t2 - temperaturforskjell på innløps- og returrør, ° С,V - estimert volum av varmebærerforbruk, m³ / t,Spørsmål - nominell effekt til varmepumpen, W.
Denne teknikken er ikke anvendelig for komplekse systemer, siden det er mange andre faktorer i dem. Spesielt varmetap på strømnettet. Dette gjelder spesielt de områdene der den kommer så nær bakken som mulig. For å minimere varmetap er det nødvendig å isolere varmerørene i bakken.
Siden driften av varmepumpen er avhengig av strøm, anbefales det å installere en nødstrømforsyningsenhet.
Alternativer for geotermisk oppvarming
For at jordens energi skal brukes til å varme opp huset så mye som mulig, må du velge riktig eksternt kretsskjema. Faktisk kan ethvert medium - underjordisk, vann eller luft - være en kilde til varmeenergi. Men samtidig er det viktig å ta hensyn til sesongmessige endringer i værforhold, som nevnt ovenfor.
For tiden er det to typer systemer som effektivt brukes til å varme opp et hus ved hjelp av jordens varme - horisontal og vertikal. Den viktigste valgfaktoren er arealet til tomten. Utformingen av rørene for oppvarming av huset med jordens energi avhenger av dette.
I tillegg til det tas følgende faktorer i betraktning:
- Jordkomposisjon... I steinete og leirete områder er det vanskelig å lage vertikale sjakter for å legge motorveier;
- Jordfrysningsnivå... Han vil bestemme den optimale rørdybden;
- Grunnvannssted... Jo høyere de er, jo bedre for geotermisk oppvarming. I dette tilfellet vil temperaturen øke med dybden, som er den optimale tilstanden for oppvarming ved hjelp av jordens energi.
Du må også vite om muligheten for omvendt overføring av energi om sommeren. Da vil ikke oppvarming av et privat hus fra bakken fungere, og overflødig varme vil overføres fra huset til jorden. Alle kjølesystemer fungerer etter samme prinsipp. Men for dette må du installere ekstra utstyr.
Det er umulig å planlegge installasjonen av den eksterne kretsen på avstand fra hjemmet. Dette vil øke varmetapet ved oppvarming fra jordens tarm.
Horisontal ordning for geotermisk oppvarming
Den vanligste måten å installere eksterne motorveier på. Det er praktisk for enkel installasjon og evnen til relativt raskt å erstatte defekte rørledningsdeler.
For installasjon i henhold til dette skjemaet brukes et samlersystem. For dette lages det flere konturer, som ligger i en minimumsavstand på 0,3 m fra hverandre. De er koblet sammen ved hjelp av en kollektor, som forsyner varmebæreren videre til varmepumpen. Dette vil gi maksimal energiforsyning for oppvarming fra varmen fra jorden.
Men samtidig må du ta hensyn til en rekke viktige nyanser:
- Stort område av den personlige tomten. For et hus på ca 150 m² må det være minst 300 m²;
- Rør bestemmes obligatorisk til en dybde under nivået for jordfrysing;
- Med den mulige bevegelsen av jord under vårflom øker sannsynligheten for forskyvning av motorveier.
Den definerende fordelen med oppvarming fra varmen fra jorden av den horisontale typen er muligheten for uavhengig arrangement. I de fleste tilfeller krever dette ikke involvering av spesialutstyr.
For maksimal varmeoverføring er det nødvendig å bruke rør med høy varmeledningsevne - tynnvegget polymer. Men samtidig bør du vurdere måter å isolere varmerør i bakken.
Vertikal geotermisk oppvarmingsplan
Dette er en mer tidkrevende måte å organisere oppvarming av et privat hus fra bakken. Rørledningene plasseres vertikalt i spesielle brønner. Det er viktig å vite at en slik ordning er mye mer effektiv enn en vertikal.
Hovedfordelen er å øke graden av vannoppvarming i den eksterne kretsen. De. jo dypere rørene er plassert, jo mer vil mengden jordvarme for oppvarming av huset komme inn i systemet. En annen faktor er det lille arealet på tomten. I noen tilfeller utføres ordningen av den eksterne kretsen for geotermisk oppvarming allerede før byggingen av huset i umiddelbar nærhet av fundamentet.
Hvilke vanskeligheter kan du møte når du skaffer deg energi fra jorden til oppvarming av et hus i henhold til denne ordningen?
- Kvantitativ til kvalitativ... For vertikalt arrangement er lengden på motorveiene mye lengre. Det kompenseres av høyere jordtemperatur. For å gjøre dette må du lage brønner opp til 50 m dype, noe som er en møysommelig jobb;
- Jordkomposisjon... For steinete underlag må det brukes spesielle boremaskiner. For å forhindre at brønnen knuses, er det montert et beskyttende skall laget av armert betong eller tykkvegget plast;
- I tilfelle funksjonsfeil eller tap av tetthet reparasjonsprosessen blir mer komplisert... I dette tilfellet er langsiktige forstyrrelser i driften av oppvarming av huset for jordens termiske energi mulig.
Men til tross for de høye primærkostnadene og arbeidskraften ved installasjonen, er den vertikale plasseringen av motorveiene optimal. Eksperter anbefaler å bruke nettopp en slik installasjonsplan.
For sirkulasjon av kjølevæsken i den eksterne kretsen i et vertikalt system, er det behov for kraftige sirkulasjonspumper.
Organisering av geotermisk oppvarming
Forbrukerne har fortsatt hovedspørsmålet - er det mulig å bruke oppvarming av et landsted med jordens energi som det viktigste? Dette er mulig, men bare med en profesjonell tilnærming i alle ledd - fra beregning til installasjon og testing av systemet.
Først og fremst må du velge riktig varmepumpe. Gitt de høye kostnadene, bør du først utføre alle foreløpige beregninger av egenskapene. Bare i dette tilfellet vil oppvarming på grunn av jordens termiske energi ha en maksimal effektivitetsfaktor. Pålitelige produsenter inkluderer Buderus, Vaillant og Veissman. Den gjennomsnittlige kostnaden for en varmepumpe for oppvarming fra undergrunnen er ca 360 tusen rubler med en nominell effekt på 6 kW. Mer produktive modeller kan koste over 1 million rubler.
I tillegg til kostnadene må du ta hensyn til materialet for produksjon av rør. For å minimere varmetap ved oppvarming fra jordens termiske energi, anbefales det å bruke følgende:
- XLPE... Skiller seg med lave kostnader - optimal for horisontale ordninger;
- Rustfritt stålrør... Den brukes til oppvarming ved hjelp av jordens termiske energi med et vertikalt arrangement av den ytre kretsen. Den skiller seg gunstig fra tverrbundet polyetylen i sin høye varmeledningsevne og mekaniske styrke. Ulempen er de høye kostnadene.
For optimalisering anbefales det å installere eksterne og interne temperatursensorer, samt en varmeakkumulator. Dette vil minimere kostnadene ved å varme opp et privat hus med landenergi.
Tatt i betraktning alle disse faktorene, er så langt i de fleste tilfeller geotermisk oppvarming fra jordenergi installert som en ekstra. Over tid vil kostnadene for komponenter og effektiviteten til varmepumper øke - og først da kan slike systemer anses å være avgjørende.
Et eksempel på installering av geotermisk oppvarming i et privat hus finner du ved å se videoen:
