Геотермално грејање је један од најперспективнијих алтернативних извора производње енергије. За разлику од соларних система, то практично не зависи од годишњег доба. Али да ли је исплативо грејати кућу користећи топлоту и енергију земље?
Геотермално грејање код куће
Прво, морате да разумете принципе добијања топлотне енергије. Заснивају се на порасту температуре док улазите дубље у земљу. На први поглед пораст степена загревања је занемарљив. Али захваљујући појави нових технологија, грејање куће користећи топлоту земље постало је стварност.
Главни услов за организовање геотермалног грејања је температура од најмање 6 ° Ц. Ово је типично за средње и дубоке слојеве тла и водених тела. Потоњи су веома зависни од индикатора спољне температуре, па се изузетно ретко користе. Како је практично могуће организовати грејање куће енергијом земље?
Да бисте то урадили, потребно је направити 3 круга испуњена течностима са различитим техничким карактеристикама:
- Спољашњи... У њему чешће циркулише антифриз. Његово загревање на температуру не нижу од 6 ° С настаје услед енергије земље;
- Топлотна пумпа... Без ње је грејање из енергије земље немогуће. Носач топлоте из спољног круга уз помоћ измењивача топлоте преноси своју енергију у расхладно средство. Његова температура испаравања је мања од 6 ° Ц. После тога улази у компресор, где се након компресије температура подиже на 70 ° Ц;
- Унутрашња контура... Слична шема се користи за пренос топлоте из компримованог расхладног средства у воду у превладавајућем систему. Дакле, грејање из утробе земље одвија се уз минималне трошкове.
Упркос очигледним предностима, такви системи су ретки. То је због високих трошкова за куповину опреме и организације спољног круга за унос топлоте.
Најбоље је поверити прорачун грејања од топлоте земље професионалцима. Ефикасност читавог система зависиће од исправности прорачуна.
Како ради топлотна пумпа
Срце геотермалног грејања је топлотна пумпа. Састоји се од неколико компоненти, чији рад директно утиче на ефикасност читавог система. Због тога, пре планирања грејања приватне куће из земље, морате сазнати главне карактеристике ове јединице.
Будући да овај уређај спада у категорију сложене опреме, препоручује се куповина само фабричких модела. Дизајн топлотне пумпе укључује следеће компоненте:
- Испаривач... У овом блоку се енергија преноси из спољног кола;
- Компресор... Потребно за стварање високог притиска у окружењу расхладног средства;
- Капиларни... Служи за смањење унутрашњег притиска у кругу расхладног средства;
- Контролни систем... Уз његову помоћ регулише се грејање приватне куће из земље - температурни режим рада, брзина проласка носача топлоте итд.
Главни проблем независне производње топлотне пумпе је смањење губитака топлоте и нормализација рада унутрашњег круга са расхладним средством. Фабрички модели постављају се у фази производње, а дизајн пружа могућност прилагођавања његових параметара.
Како правилно израчунати параметре пумпе тако да топлота земље за загревање куће пружа нормалну температуру? Да бисте то урадили, морате знати излазну топлоту пумпе. За грубу прорачун можете користити следећу формулу:
К = (т1-т2) * В.
Где т1-т2 - температурна разлика на доводним и повратним цевима, ° С,В. - процењени обим потрошње носача топлоте, м³ / х,К - називна снага топлотне пумпе, В.
Ова техника је непримењива за сложене системе, јер у њима постоји много додатних фактора. Конкретно, губици топлоте на мрежи. Ово се посебно односи на она подручја где излази што ближе површини тла. Да бисте смањили губитке топлоте, потребно је изоловати грејне цеви у земљи.
Будући да рад топлотне пумпе зависи од електричне енергије, препоручује се уградња јединице за хитно напајање.
Опције геотермалног грејања
Да би се енергија земље користила за загревање куће што је више могуће, потребно је да изаберете прави спољни дијаграм кола. У ствари, било који медијум - под земљом, вода или ваздух - може бити извор топлотне енергије. Али истовремено је важно узети у обзир сезонске промене временских услова, као што је горе поменуто.
Тренутно постоје две врсте система који се ефикасно користе за загревање куће користећи топлоту земље - хоризонтални и вертикални. Кључни фактор избора је површина земљишне парцеле. Распоред цеви за грејање куће земаљском енергијом зависи од овога.
Поред тога, узимају се у обзир следећи фактори:
- Састав тла... У стеновитим и иловастим подручјима тешко је направити вертикалне осовине за полагање аутопутева;
- Ниво смрзавања тла... Он ће одредити оптималну дубину цеви;
- Локација подземних вода... Што су веће, то је боље за геотермално грејање. У овом случају, температура ће се повећавати са дубином, што је оптималан услов за грејање користећи енергију земље.
Такође морате знати о могућности обрнутог преноса енергије лети. Тада грејање приватне куће из земље неће функционисати, а вишак топлоте ће се пренети из куће на тло. Сви расхладни системи раде по истом принципу. Али за ово морате инсталирати додатну опрему.
Не можете да планирате да инсталирате спољни круг на удаљености од куће. Ово ће повећати губитке топлоте у грејању из утробе земље.
Хоризонтална геотермална шема грејања
Најчешћи начин постављања спољних аутопутева. Погодан је због једноставности уградње и могућности релативно брзе замене неисправних делова цевовода.
За уградњу према овој шеми користи се колекторски систем. За ово је направљено неколико контура, које се налазе на минималној удаљености од 0,3 м једна од друге. Повезани су помоћу колектора, који допрема носач топлоте даље до топлотне пумпе. Ово ће обезбедити максимално снабдевање енергијом за грејање из топлоте земље.
Али истовремено морате узети у обзир низ важних нијанси:
- Велика површина личне парцеле. За кућу од око 150 м² мора бити најмање 300 м²;
- Цеви се обавезно одређују до дубине испод нивоа смрзавања тла;
- Са могућим кретањем тла током пролећних поплава, повећава се вероватноћа расељавања аутопутева.
Дефинитивна предност грејања од топлоте земље хоризонталног типа је могућност самосталног уређења. У већини случајева то не захтева укључивање посебне опреме.
За максималан пренос топлоте потребно је користити цеви високе топлотне проводљивости - полимер танких зидова. Али истовремено треба размотрити начине изолације цеви за грејање у земљи.
Вертикална геотермална шема грејања
Ово је дуготрајнији начин организације грејања приватне куће са земље. Цевоводи се постављају вертикално у посебне бунаре. Важно је знати да је таква шема много ефикаснија од вертикалне.
Његова главна предност је повећање степена загревања воде у спољном кругу. Они. што се дубље налазе цеви, то ће већа количина земљине топлоте за грејање куће ући у систем. Други фактор је мала површина земљишне парцеле. У неким случајевима, уређење спољног круга геотермалног грејања врши се и пре изградње куће у непосредној близини темеља.
Са којим потешкоћама се можете суочити приликом добијања енергије из земље за грејање куће према овој шеми?
- Квантитативни до квалитативни... За вертикални распоред дужина аутопутева је много већа. Надокнађује се вишом температуром тла. Да бисте то урадили, морате направити бунаре дубоке до 50 м, што је напоран посао;
- Састав тла... За каменито тло морају се користити посебне машине за бушење. У иловачи, како би се спречило разбијање бунара, постављена је заштитна шкољка од армираног бетона или пластике дебелих зидова;
- У случају квара или губитка непропусности поступак поправке постаје компликованији... У овом случају су могући дуготрајни прекиди у раду грејања куће за топлотну енергију земље.
Али упркос високим примарним трошковима и мукотрпности уградње, вертикални распоред аутопутева је оптималан. Стручњаци саветују употребу управо такве шеме инсталације.
За циркулацију расхладне течности у спољном кругу у вертикалном систему потребне су моћне циркулационе пумпе.
Организација геотермалног грејања
Потрошачи и даље имају главно питање - да ли је могуће грејање сеоске куће енергијом земље користити као главно? То је могуће, али само уз професионални приступ у свим фазама - од прорачуна до инсталације и испитивања система.
Пре свега, морате одабрати праву топлотну пумпу. С обзиром на њихову високу цену, прво бисте требали извршити све прелиминарне прорачуне његових карактеристика. Само у овом случају грејање због топлотне енергије земље имаће максималан фактор ефикасности. Поуздани произвођачи укључују Будерус, Ваиллант и Веиссман. Просечни трошак топлотне пумпе за грејање из подземља је око 360 хиљада рубаља са номиналном снагом од 6 кВ. Продуктивнији модели могу коштати преко 1 милион рубаља.
Поред трошкова, морате обратити пажњу на материјал за производњу цеви. Да би се смањили губици топлоте у грејању из топлотне енергије земље, препоручује се употреба следећег:
- КСЛПЕ... Разликује се по ниским трошковима - оптимално за хоризонталне шеме;
- Цев од нерђајућег челика... Користи се за грејање топлотном енергијом земље са вертикалним распоредом спољног круга. Повољно се разликује од умреженог полиетилена по високој топлотној проводљивости и механичкој чврстоћи. Недостатак је висока цена.
За оптимизацију препоручује се уградња спољних и унутрашњих температурних сензора, као и акумулатора топлоте. Ово ће минимизирати трошкове грејања приватне куће са земљишном енергијом.
Узимајући у обзир све ове факторе, у већини случајева се геотермално грејање из енергије земље инсталира као додатно. Временом ће се повећати трошкови компонената и ефикасност топлотних пумпи - и тек тада се такви системи могу сматрати главним.
Пример инсталирања геотермалног грејања у приватној кући можете пронаћи гледајући видео:
