Il riscaldamento geotermico è uno dei più promettenti del numero totale di fonti alternative di energia. A differenza dei sistemi solari, è praticamente indipendente dal periodo dell'anno. Ma il riscaldamento di una casa è benefico a causa del calore e dell'energia della terra?
Riscaldamento geotermico domestico
Per prima cosa devi capire i principi per ottenere energia termica. Si basano su un aumento della temperatura quando si approfondisce in profondità nella terra. A prima vista, l'aumento del grado di riscaldamento è insignificante. Ma grazie all'avvento delle nuove tecnologie, il riscaldamento domestico dovuto al calore della terra è diventato realtà.
La condizione principale per l'organizzazione del riscaldamento geotermico è una temperatura di almeno 6 ° C. Questo è tipico per strati medi e profondi di corpi idrici e del suolo. Questi ultimi dipendono fortemente dall'indicatore della temperatura esterna, pertanto vengono usati raramente. Come può essere praticamente possibile organizzare il riscaldamento di una casa con l'energia della terra?
Per fare questo, è necessario creare 3 circuiti riempiti con liquidi con diverse caratteristiche tecniche:
- Esterno. Più spesso in esso circola l'antigelo. Il suo riscaldamento ad una temperatura di almeno 6 ° C è dovuto all'energia della terra;
- Pompa di calore. Senza di essa, il riscaldamento dovuto all'energia terrestre è impossibile. Il refrigerante dal circuito esterno trasferisce la sua energia al refrigerante usando uno scambiatore di calore. La sua temperatura di evaporazione è inferiore a 6 ° C. Successivamente, entra nel compressore, dove dopo la compressione la temperatura sale a 70 ° C;
- Contorno interno. Secondo uno schema simile, il calore viene trasferito dal refrigerante compresso all'acqua nel sistema di cottura. Pertanto, il riscaldamento avviene dalle viscere della terra con un costo minimo.
Nonostante gli ovvi vantaggi, tali sistemi si trovano raramente. Ciò è associato a costi elevati per l'acquisto di attrezzature e l'organizzazione del circuito esterno della presa di calore.
È meglio affidare il calcolo del riscaldamento dal calore della terra ai professionisti. L'efficienza dell'intero sistema dipenderà dalla correttezza dei calcoli.
Il principio di funzionamento della pompa di calore
Il "cuore" del riscaldamento geotermico è la pompa di calore. È composto da diversi componenti, il cui funzionamento influenza direttamente l'indicatore di efficienza dell'intero sistema. Pertanto, prima di pianificare il riscaldamento di una casa privata da terra, è necessario scoprire le caratteristiche principali di questo sito.
Poiché questo dispositivo appartiene alla categoria delle apparecchiature complesse, si consiglia di acquistare solo modelli di fabbrica. Il design della pompa di calore include i seguenti componenti:
- evaporatore. In questo blocco, l'energia viene trasferita dal circuito esterno;
- Compressore. È necessario creare alta pressione nel mezzo refrigerante;
- Capillare. Serve per ridurre la pressione interna nel circuito del refrigerante;
- Sistema di controllo. Con il suo aiuto, viene regolato il riscaldamento di una casa privata da terra: la modalità di funzionamento della temperatura, la velocità di passaggio dei refrigeranti, ecc.
Il problema principale nell'autoproduzione di una pompa di calore è ridurre la perdita di calore e normalizzare il funzionamento del circuito interno con refrigerante. I modelli di fabbrica sono installati in fase di produzione e il design prevede la possibilità di regolare i suoi parametri.
Come calcolare correttamente i parametri della pompa, in modo che il calore della terra per riscaldare la casa fornisca una temperatura normale? Per fare ciò, scopri la potenza termica della pompa. Per un calcolo approssimativo, è possibile utilizzare la seguente formula:
Q = (t1-t2) * V
Dove T1-T2 - la differenza di temperatura all'ingresso e al tubo di ritorno, ° C,V - portata stimata del liquido di raffreddamento, m³ / h,Q - potenza nominale della pompa di calore, watt.
Questa tecnica non è applicabile per sistemi complessi, poiché ci sono molti altri fattori. In particolare, perdite di calore in autostrada. Ciò è particolarmente vero per quelle aree in cui esce il più vicino possibile alla superficie del terreno. Per ridurre al minimo la perdita di calore, riscaldare i tubi di riscaldamento nel terreno.
Poiché il funzionamento della pompa di calore dipende dall'elettricità, si consiglia di installare un alimentatore di emergenza.
Opzioni di riscaldamento geotermico
Affinché l'energia della terra possa essere utilizzata per riscaldare la casa il più possibile, è necessario scegliere il giusto schema elettrico esterno. In effetti, qualsiasi mezzo può essere una fonte di energia termica - sotterranea, acqua o aria. Ma è importante tenere conto dei cambiamenti stagionali delle condizioni meteorologiche, come discusso in precedenza.
Attualmente, ci sono due tipi di sistemi che vengono effettivamente utilizzati per il riscaldamento di una casa a causa del calore della terra: orizzontale e verticale. Il fattore chiave di scelta è la dimensione del terreno. La disposizione dei tubi per il riscaldamento di una casa con energia terrestre dipende da questo.
Inoltre, tali fattori sono presi in considerazione:
- Composizione del suolo. In roccioso e argilloso è difficile realizzare tronchi verticali per la posa di autostrade;
- Congelamento del suolo. Determinerà la profondità ottimale del tubo;
- Posizione delle acque sotterranee. Più sono alti, meglio è per il riscaldamento geotermico. In questo caso, la temperatura aumenterà con la profondità, che è la condizione ottimale per il riscaldamento a causa dell'energia della terra.
È inoltre necessario conoscere la possibilità di inversione del trasferimento di energia in estate. Quindi il riscaldamento di una casa privata da terra non funzionerà e il calore in eccesso passerà dalla casa al suolo. Tutti i sistemi di refrigerazione funzionano allo stesso modo. Ma per questo è necessario installare apparecchiature aggiuntive.
Non puoi pianificare l'installazione di un circuito esterno lontano da casa. Ciò aumenterà la perdita di calore nel riscaldamento delle viscere della terra.
Schema orizzontale di riscaldamento geotermico
Il modo più comune per installare autostrade esterne. È comodo per facilitare l'installazione e la possibilità di sostituire relativamente rapidamente sezioni difettose della tubazione.
Per l'installazione secondo questo schema, viene utilizzato un sistema di raccolta. Per fare ciò, diversi circuiti si trovano a una distanza minima di 0,3 m l'uno dall'altro. Sono collegati per mezzo di un collettore, che alimenta ulteriormente il liquido di raffreddamento nella pompa di calore. Ciò garantirà il massimo apporto di energia al riscaldamento dal calore della terra.
Allo stesso tempo, devono essere prese in considerazione alcune importanti sfumature:
- Ampia area della trama. Per una casa di circa 150 m², dovrebbe essere di almeno 300 m²;
- I tubi sono necessariamente incassati a una profondità inferiore al livello di congelamento del suolo;
- Con il possibile movimento del suolo durante le inondazioni primaverili, aumenta la probabilità di spostamento delle autostrade.
Il vantaggio determinante del riscaldamento dal calore della terra di tipo orizzontale è la possibilità di auto-disposizione. Nella maggior parte dei casi, ciò non richiederà il coinvolgimento di attrezzature speciali.
Per il massimo trasferimento di calore, è necessario utilizzare tubi con un'alta conduttività termica - polimero a parete sottile. Ma allo stesso tempo, dovrebbero essere considerati i modi per riscaldare i tubi di riscaldamento nel terreno.
Riscaldamento geotermico verticale
Questo è un modo più laborioso di organizzare il riscaldamento di una casa privata da terra. Le condutture sono posizionate verticalmente in pozzi speciali. È importante sapere che un tale schema è molto più efficace di uno verticale.
Il suo principale vantaggio è quello di aumentare il grado di riscaldamento dell'acqua nel circuito esterno. Coloro. più sono profondi i tubi, maggiore sarà la quantità di calore del suolo per il riscaldamento della casa. Un altro fattore è la piccola area della terra. In alcuni casi, la disposizione del circuito di riscaldamento geotermico esterno viene eseguita anche prima della costruzione della casa nelle immediate vicinanze della fondazione.
Quali difficoltà si possono incontrare per ottenere l'energia della terra per riscaldare una casa secondo questo schema?
- Da quantitativo a qualitativo. Per la disposizione verticale, la lunghezza delle linee è molto più alta. È compensato da una temperatura del suolo più elevata. Per fare questo, è necessario realizzare pozzi fino a 50 m di profondità, che è un lavoro laborioso;
- Composizione del suolo. Per terreni rocciosi, è necessario utilizzare perforatrici speciali. Nel terriccio per impedire lo spargimento del pozzo, è montato un guscio protettivo di cemento armato o plastica a pareti spesse;
- In caso di malfunzionamenti o perdita di tenuta il processo di riparazione è complicato. In questo caso, potrebbero esserci malfunzionamenti a lungo termine nel lavoro di riscaldamento della casa per l'energia termica della terra.
Ma nonostante i grandi costi iniziali e la complessità dell'installazione, la disposizione verticale delle linee è ottimale. Gli esperti consigliano di utilizzare solo un tale schema di installazione.
Per la circolazione del liquido di raffreddamento nel circuito esterno in un sistema verticale, sono necessarie potenti pompe di circolazione.
Organizzazione del riscaldamento geotermico
I consumatori hanno ancora la domanda principale: è possibile utilizzare il riscaldamento di una casa di campagna con l'energia della terra come principale? È possibile, ma solo con un approccio professionale in tutte le fasi - dal calcolo all'installazione e al collaudo del sistema.
Prima di tutto, devi scegliere la pompa di calore giusta. Dato il loro costo elevato, devi prima eseguire tutti i calcoli preliminari delle sue caratteristiche. Solo in questo caso, il riscaldamento dovuto all'energia termica della terra avrà un massimo coefficiente di efficienza. Tra i produttori affidabili ci sono Buderus, Vaillant e Veissman. Il costo medio di una pompa di calore per il riscaldamento dal sottosuolo è di circa 360 mila rubli con una potenza nominale di 6 kW. I modelli più produttivi possono costare più di 1 milione di rubli.
Oltre ai costi, è necessario prestare attenzione al materiale di fabbricazione dei tubi. Per ridurre al minimo la perdita di calore in riscaldamento dall'energia termica della terra, si consiglia di utilizzare quanto segue:
- Polietilene reticolato. Differisce a basso costo - è ottimale per schemi orizzontali;
- Tubo di acciaio inossidabile. Viene utilizzato nel riscaldamento utilizzando l'energia termica della terra con una disposizione verticale del circuito esterno. Si confronta favorevolmente con polietilene reticolato con elevata conducibilità termica e resistenza meccanica. Lo svantaggio è l'alto costo.
Per l'ottimizzazione, si consiglia l'installazione di sensori di temperatura interni ed esterni, nonché di un accumulatore di calore. Ciò minimizzerà il costo del riscaldamento di una terra di energia domestica privata.
Dati tutti questi fattori, finora nella maggior parte dei casi installano il riscaldamento geotermico dall'energia della terra come ulteriore. Nel tempo, il costo dei componenti e l'efficienza delle pompe di calore aumenteranno - e solo allora tali sistemi potranno essere considerati come i principali.
Un esempio dell'installazione del riscaldamento geotermico in una casa privata può essere trovato guardando il video:
