Geotermalno grijanje jedan je od najperspektivnijih od ukupnog broja alternativnih izvora energije. Za razliku od solarnih sustava, praktički je neovisan o doba godine. No, je li grijanje kuće korisno zbog topline i energije zemlje?
Geotermalno grijanje kuće
Prvo morate razumjeti principe dobivanja toplinske energije. Temelje se na porastu temperature pri produbljivanju duboko u zemlju. Na prvi pogled povećanje stupnja zagrijavanja je beznačajno. Ali zahvaljujući pojavljivanju novih tehnologija, grijanje kuće zbog zemljine topline postala je stvarnost.
Glavni uvjet za organiziranje geotermalnog grijanja je temperatura od najmanje 6 ° C. To je tipično za srednje i duboke slojeve tla i vodenih tijela. Potonji su u velikoj mjeri ovisni o pokazatelju vanjske temperature, pa se vrlo rijetko koriste. Kako je praktično moguće organizirati grijanje kuće energijom zemlje?
Da biste to učinili, morate napraviti 3 kruga napunjena tekućinom različitih tehničkih karakteristika:
- Vanjski, Češće u njemu cirkulira antifriz. Njegovo zagrijavanje na temperaturu od najmanje 6 ° C je zbog energije zemlje;
- Toplinska pumpa, Bez njega je grijanje zbog zemljine energije nemoguće. Rashladno sredstvo iz vanjskog kruga prenosi svoju energiju u rashladno sredstvo pomoću izmjenjivača topline. Temperatura njegovog isparavanja manja je od 6 ° C. Nakon toga ulazi u kompresor, gdje se nakon kompresije temperatura diže na 70 ° C;
- Unutarnja kontura, Prema sličnoj shemi, toplina se iz komprimiranog rashladnog sredstva prenosi u vodu u sustavu za pečenje. Tako se zagrijavanje događa iz utrobe zemlje uz minimalne troškove.
Unatoč očitim prednostima, takve se sustave rijetko može pronaći. To je povezano s visokim troškovima za kupnju opreme i organizaciju vanjskog kruga dovoda topline.
Najbolje je povjeriti izračunavanje grijanja iz topline zemlje profesionalcima. Učinkovitost cijelog sustava ovisit će o ispravnosti izračuna.
Princip rada toplinske crpke
Srce geotermalnog grijanja je toplinska pumpa. Sastoji se od nekoliko komponenti, čija rad izravno utječe na pokazatelj učinkovitosti cijelog sustava. Stoga, prije nego što planirate grijanje privatne kuće od tla - morate saznati glavne karakteristike ove stranice.
Budući da ovaj uređaj pripada kategoriji složene opreme - preporučuje se kupnja samo tvorničkih modela. Dizajn toplinske pumpe uključuje sljedeće komponente:
- isparivač, U tom se bloku energija prenosi iz vanjskog kruga;
- Kompresor, Potrebno je stvoriti visok tlak u rashladnom mediju;
- kapilarna, Služi za smanjenje unutarnjeg tlaka u krugu rashladnog sredstva;
- Kontrolni sustav, Uz njegovu pomoć regulira se grijanje privatne kuće od tla - temperaturni način rada, brzina prolaska rashladnih sredstava itd.
Glavni problem u samostalnoj proizvodnji toplinske crpke je smanjiti gubitak topline i normalizirati rad unutarnjeg kruga s rashladnim sredstvom. Tvornički modeli postavljaju se u fazi proizvodnje, a dizajn predviđa mogućnost podešavanja njegovih parametara.
Kako ispravno izračunati parametre crpke, tako da toplina zemlje za grijanje kuće daje normalnu temperaturu? Da biste to učinili, saznajte toplinsku snagu crpke. Za približni izračun možete upotrijebiti sljedeću formulu:
Q = (t1-t2) * V
Gdje t1 t2- - temperaturnu razliku na ulaznom i povratnom cjevovodu, ° C,V - procijenjeni protok rashladne tekućine, m³ / h,P - nazivna snaga toplinske pumpe, vati.
Ova tehnika nije primjenjiva za složene sustave, jer postoji mnogo dodatnih čimbenika. Konkretno, toplinski gubici na autocesti. To se posebno odnosi na ona područja gdje izlazi što je moguće bliže zemlji. Da biste smanjili gubitak topline, zagrijavajte cijevi za grijanje u zemlji.
Budući da rad toplinske crpke ovisi o električnoj energiji, preporuča se instalirati hitno napajanje.
Opcije geotermalnog grijanja
Da bi se energija zemlje mogla što više zagrijati kuća - trebate odabrati pravi dijagram vanjskog kruga. U stvari, svaki medij može biti izvor toplinske energije - podzemlje, voda ili zrak. No, važno je uzeti u obzir sezonske promjene vremenskih uvjeta, kao što je gore spomenuto.
Trenutno postoje dvije vrste sustava koji se učinkovito koriste za grijanje kuće zbog topline zemlje - vodoravni i vertikalni. Ključni čimbenik izbora je veličina zemljišta. O tome ovisi raspored cijevi za grijanje kuće zemaljskom energijom.
Pored njega, u obzir se uzimaju i sljedeći faktori:
- Sastav tla, U kamenitim i ilovastim teško je napraviti vertikalne kanale za polaganje autocesta;
- Zamrzavanje tla, Odredit će optimalnu dubinu cijevi;
- Lokacija podzemne vode, Što su veći, to je bolje za geotermalno grijanje. U tom će se slučaju temperatura povećavati s dubinom, što je optimalni uvjet za grijanje zbog energije zemlje.
Također trebate znati o mogućnosti obrnutog prijenosa energije ljeti. Tada grijanje privatne kuće od tla neće funkcionirati, a višak topline preći će iz kuće u tlo. Svi rashladni sustavi rade na isti način. Ali za to je potrebno instalirati dodatnu opremu.
Ne možete planirati instalirati vanjski krug izvan kuće. To će povećati gubitak topline zagrijavanjem iz utrobe zemlje.
Vodoravna shema geotermalnog grijanja
Najčešći način postavljanja vanjskih autocesta. Prikladan je za jednostavnu ugradnju i mogućnost relativno brze zamjene neispravnih dijelova cjevovoda.
Za ugradnju prema ovoj shemi koristi se sustav kolektora. Da biste to učinili, nekoliko krugova se nalazi na udaljenosti najmanje 0,3 m jedan od drugog. Spojeni su pomoću kolektora, koji rashladnu tekućinu dovodi dalje u toplinsku pumpu. To će osigurati maksimalni unos energije za grijanje iz zemljine topline.
No istovremeno treba uzeti u obzir i niz važnih nijansi:
- Velika površina zemljišta. Za kuću od oko 150 m² trebala bi biti najmanje 300 m²;
- Cijevi su nužno udubljene u dubinu ispod razine smrzavanja tla;
- Mogućim kretanjem tla tijekom proljetnih poplava povećava se vjerojatnost pomicanja autocesta.
Definirajuća prednost zagrijavanja od topline zemlje vodoravnog tipa je mogućnost samopoređivanja. U većini slučajeva to neće zahtijevati uključivanje posebne opreme.
Za maksimalni prijenos topline trebate koristiti cijevi visoke toplinske vodljivosti - polimer tankog zida. Ali istodobno treba razmotriti načine zagrijavanja cijevi za grijanje u tlu.
Okomito geotermalno grijanje
Ovo je naporniji način organiziranja grijanja privatne kuće od zemlje. Cevovodi se nalaze vertikalno u posebnim bunarima. Važno je znati da je takva shema mnogo učinkovitija od vertikalne.
Njegova glavna prednost je povećati stupanj zagrijavanja vode u vanjskom krugu. Oni. što su dublje cijevi smještene, to će veća količina kopnene topline za grijanje kuće ući u sustav. Drugi je čimbenik mala površina zemlje. U nekim se slučajevima uređenje vanjskog geotermalnog kruga grijanja provodi i prije izgradnje kuće u neposrednoj blizini temelja.
Koje se poteškoće mogu susresti u dobivanju energije zemlje za grijanje kuće u skladu s ovom shemom?
- Kvantitativno do kvalitativno, Za vertikalni raspored duljina linija je mnogo veća. Nadoknađuje je višom temperaturom tla. Da biste to učinili, morate napraviti bušotine duboke do 50 m, što je naporan posao;
- Sastav tla, Za kamenito tlo potrebno je koristiti posebne strojeve za bušenje. U sljepoočnici kako bi se spriječilo prolijevanje bušotine ugrađena je zaštitna školjka od armiranog betona ili plastike s debelim zidom;
- U slučaju kvara ili gubitka nepropusnosti postupak popravka je kompliciran, U ovom slučaju mogu se pojaviti dugotrajne neispravnosti u radu grijanja kuće na toplinsku energiju zemlje.
No usprkos velikim početnim troškovima i složenosti ugradnje, vertikalni raspored linija je optimalan. Stručnjaci savjetuju korištenje upravo takve instalacijske sheme.
Za cirkulaciju rashladne tekućine u vanjskom krugu u vertikalnom sustavu potrebne su snažne cirkulacijske crpke.
Organizacija geotermalnog grijanja
Potrošači i dalje imaju glavno pitanje - je li moguće koristiti grijanje seoske kuće s energijom zemlje kao glavnom? Moguće je, ali samo uz profesionalni pristup u svim fazama - od izračuna do instalacije i testiranja sustava.
Prije svega, trebate odabrati pravu toplinsku pumpu. S obzirom na njihovu visoku cijenu - prvo morate izvršiti sve preliminarne proračune njegovih karakteristika. Samo u ovom slučaju grijanje zbog zemljine toplinske energije imat će maksimalan koeficijent učinkovitosti. Među pouzdanim proizvođačima su Buderus, Vaillant i Veissman. Prosječni troškovi toplinske crpke za grijanje iz podzemlja su oko 360 tisuća rubalja s nazivnom snagom od 6 kW. Produktivniji modeli mogu koštati više od milijun rubalja.
Osim troškova, morate obratiti pažnju na materijal izrade cijevi. Da biste smanjili gubitak topline za zagrijavanje iz toplinske energije zemlje, preporuča se koristiti sljedeće:
- Umreženi polietilen, Razlikuje se u niskim troškovima - optimalan je za horizontalne sheme;
- Cijev od nehrđajućeg čelika, Koristi se za grijanje pomoću toplinske energije zemlje s vertikalnim rasporedom vanjskog kruga. Povoljno se uspoređuje s umreženim polietilenom visoke toplinske vodljivosti i mehaničke čvrstoće. Nedostatak su visoki troškovi.
Za optimizaciju se preporučuje ugradnja vanjskih i unutarnjih osjetnika temperature, kao i akumulator topline. To će umanjiti troškove grijanja zemljišta za privatni dom.
S obzirom na sve ove faktore, do sada u većini slučajeva ugrađuju geotermalno grijanje iz zemaljske energije kao dodatni. S vremenom će se povećati trošak komponenti i učinkovitost toplinskih crpki - i tek tada se takvi sustavi mogu smatrati glavnim.
Primjer instaliranja geotermalnog grijanja u privatnoj kući možete pronaći gledajući video:
