Geotermisk oppvarming er en av de mest lovende av det totale antall alternative energikilder. I motsetning til solsystemer er den praktisk talt uavhengig av tiden på året. Men er oppvarming av et hus gunstig på grunn av varmen og energien i jorden?
Jordvarmeoppvarming
Først må du forstå prinsippene for å skaffe termisk energi. De er basert på en temperaturøkning når de dypes ned i jorden. Ved første øyekast er økningen i oppvarmingsgraden ubetydelig. Men takket være fremkomsten av nye teknologier, har hjemmevarme på grunn av varmen fra jorden blitt en realitet.
Hovedbetingelsen for å organisere geotermisk oppvarming er en temperatur på minst 6 ° C. Dette er typisk for mellomste og dype lag med jord og vannmasser. De sistnevnte er veldig avhengig av indikatoren for ekstern temperatur, og derfor blir de sjelden brukt. Hvordan kan det være praktisk mulig å organisere oppvarming av et hus med jordens energi?
For å gjøre dette, må du lage tre kretser fylt med væsker med forskjellige tekniske egenskaper:
- ytre. Oftere sirkulerer frostvæsken. Oppvarmingen til en temperatur på minst 6 ° C skyldes jordens energi;
- Varmepumpe. Uten det er oppvarming på grunn av jordens energi umulig. Kjølevæsken fra den eksterne kretsen overfører sin energi til kjølemediet ved hjelp av en varmeveksler. Fordampningstemperaturen er under 6 ° C. Etter det kommer den inn i kompressoren, hvor temperaturen etter komprimering stiger til 70 ° C;
- Indre kontur. I henhold til et lignende opplegg overføres varme fra det komprimerte kjølemediet til vann i bakesystemet. Dermed skjer oppvarming fra tarmene på jorden med minimale kostnader.
Til tross for de åpenbare fordelene, kan det sjelden finnes slike systemer. Dette er forbundet med høye kostnader for kjøp av utstyr og organisering av den eksterne kretsen til varmeinntaket.
Det er best å overlate fagfolk beregningen av oppvarming fra jordens varme. Effektiviteten til hele systemet vil avhenge av riktigheten i beregningene.
Prinsippet for drift av varmepumpen
Hjertet til geotermisk oppvarming er varmepumpen. Den består av flere komponenter, hvis drift direkte påvirker effektivitetsindikatoren for hele systemet. Derfor, før du planlegger oppvarming av et privat hus fra bakken - må du finne ut de viktigste egenskapene til dette nettstedet.
Siden denne enheten hører til kategorien komplekst utstyr - anbefales det å kjøpe bare fabrikkmodeller. Varmepumpekonstruksjonen inkluderer følgende komponenter:
- Fordamper. I denne blokken overføres energi fra den eksterne kretsen;
- kompressor. Det er nødvendig å skape høyt trykk i kjølemediet;
- capillary. Det tjener til å redusere det indre trykket i kjølemediet.
- Kontrollsystem. Med sin hjelp reguleres oppvarmingen av et privat hus fra bakken - temperaturmodus for drift, hastigheten på passering av kjølevæsker, etc.
Hovedproblemet i egenproduksjonen av en varmepumpe er å redusere varmetapet og normalisere driften av den interne kretsen med kjølemedium. Fabrikkmodeller er satt opp på produksjonsstadiet, og designet gir mulighet for å justere parametrene.
Hvordan beregne pumpeparameterne riktig, slik at jordvarmen for oppvarming av huset gir en normal temperatur? For å gjøre dette, finn ut varmekraften til pumpen. For en omtrentlig beregning kan du bruke følgende formel:
Q = (t1-t2) * V
Hvor T1-T2 - temperaturforskjellen ved inn- og returrøret, ° C,V - beregnet strømningshastighet for kjølevæsken, m³ / t,Q - nominell effekt på varmepumpen, watt.
Denne teknikken er ikke anvendelig for komplekse systemer, siden det er mange tilleggsfaktorer. Spesielt varmetap på motorveien. Dette gjelder spesielt for de områdene der den kommer ut så nær bakken som mulig. For å minimere varmetapet må du varme opp rørene i bakken.
Siden drift av varmepumpen er avhengig av strøm, anbefales det å installere en nødstrømforsyning.
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 være en kilde til termisk energi - underjordisk, vann eller luft. Men det er viktig å ta hensyn til sesongmessige endringer i værforholdene, som diskutert over.
For tiden er det to typer systemer som effektivt brukes til å varme opp et hus på grunn av jordens varme - horisontalt og vertikalt. Nøkkelfaktoren du velger er størrelsen på landet. Oppsettet av rørene for oppvarming av et hus med jordenergi avhenger av dette.
I tillegg til det tas slike faktorer med i betraktningen:
- Jordblanding. I steinete og lerret er det vanskelig å lage vertikale badebukser for å legge motorveier;
- Frysbar jord. Han vil bestemme den optimale dybden på røret;
- Grunnvannsplassering. Jo høyere de er, jo bedre for jordvarme. I dette tilfellet vil temperaturen øke med dybden, som er den optimale betingelsen for oppvarming på grunn av jordens energi.
Du må også vite om muligheten for omvendt energioverføring om sommeren. Da vil ikke oppvarmingen av et privat hus fra bakken fungere, og overflødig varme vil passere fra huset til jorda. Alle kjølesystemer fungerer på samme måte. Men for dette er det nødvendig å installere tilleggsutstyr.
Du kan ikke planlegge å installere en ekstern krets hjemmefra. Dette vil øke varmetapet ved oppvarming fra tarmen på jorden.
Horisontalt plan for geotermisk oppvarming
Den vanligste måten å installere eksterne motorveier. Det er praktisk for enkel installasjon og muligheten til å raskt erstatte defekte deler av rørledningen.
For installasjon i henhold til denne ordningen brukes et kollektorsystem. For å gjøre dette er flere kretsløp lokalisert i en minste avstand på 0,3 m fra hverandre. De kobles til ved hjelp av en oppsamler, som fører kjølevæsken videre inn i varmepumpen. Dette vil sikre maksimal energiinngang til oppvarmingen fra jordvarmen.
Men samtidig må en rekke viktige nyanser tas i betraktning:
- Stort område av tomten. For et hus på omtrent 150 m², bør det være minst 300 m²;
- Rør er nødvendigvis innfelt til en dybde under nivået av frysing av jord;
- Med mulig jordbevegelse under vårflom øker sannsynligheten for fortrengning av motorveier.
Den definerende fordelen ved oppvarming fra varmen fra jorden av horisontal type er muligheten for selvinnretning. I de fleste tilfeller vil dette ikke kreve involvering av spesialutstyr.
For maksimal varmeoverføring, må du bruke rør med høy varmeledningsevne - tynnvegget polymer. Men samtidig bør man vurdere måter å varme opp varmerørene i bakken.
Vertikal geotermisk oppvarming
Dette er en mer arbeidskrevende måte å organisere oppvarming av et privat hus fra bakken. Rørledninger er plassert vertikalt i spesielle brønner. Det er viktig å vite at et slikt opplegg er mye mer effektivt enn et vertikalt.
Den viktigste fordelen er å øke oppvarmingsgraden av vann i den eksterne kretsen. De. jo dypere rørene er plassert, desto større blir landvarmen for oppvarming av huset inn i systemet. En annen faktor er det lille området av landet. I noen tilfeller utføres arrangementet av den eksterne geotermiske varmekretsen allerede før byggingen av huset i umiddelbar nærhet av fundamentet.
Hvilke vanskeligheter kan man møte med å skaffe jordens energi til å varme opp et hus i henhold til denne ordningen?
- Kvantitativ til kvalitativ. For loddrett arrangement er lengden på linjene mye høyere. Det blir kompensert av høyere jordtemperatur. For å gjøre dette, må du lage brønner opp til 50 m dypt, noe som er en arbeidskrevende jobb;
- Jordblanding. For steinete jord er det nødvendig å bruke spesielle boremaskiner. I lerret for å forhindre utstøting av brønnen er det montert et beskyttende skall av armert betong eller tykkvegget plast;
- Ved funksjonsfeil eller tetthetstap reparasjonsprosessen er komplisert. I dette tilfellet kan det være langsiktige funksjonsfeil i arbeidet med å varme opp huset for jordens termiske energi.
Men til tross for de store startkostnadene og kompleksiteten i installasjonen, er linjens vertikale utforming optimal. Eksperter anbefaler å bruke nettopp et slikt installasjonsskjema.
For sirkulasjon av kjølevæsken i den eksterne kretsen i et vertikalt system er det nødvendig med kraftige sirkulasjonspumper.
Organisering av geotermisk oppvarming
Forbrukerne har fremdeles hovedspørsmålet - er det mulig å bruke oppvarmingen av et landsted med jordens energi som det viktigste? Det er mulig, men bare med en profesjonell tilnærming i alle ledd - fra beregning til installasjon og verifisering av systemet.
Først av alt, må du velge riktig varmepumpe. Gitt deres høye kostnader - må du først utføre alle foreløpige beregninger av dens egenskaper. Bare i dette tilfellet vil oppvarming på grunn av den termiske energien til jorden ha en maksimal effektivitetskoeffisient. Blant pålitelige produsenter er Buderus, Vaillant og Veissman. Gjennomsnittlig kostnad for en varmepumpe for oppvarming fra undergrunnen er omtrent 360 tusen rubler med en nominell effekt på 6 kW. Mer produktive modeller kan koste mer enn 1 million rubler.
I tillegg til kostnadene, må du ta hensyn til materialet fra rørproduksjon. For å minimere varmetapet ved oppvarming fra jordens varmeenergi anbefales det å bruke følgende:
- Tverrbundet polyetylen. Forskjeller til lave kostnader - det er optimalt for horisontale ordninger;
- Rustfritt stålrør. Det brukes til oppvarming ved bruk av jordens termiske energi med et vertikalt arrangement av den eksterne kretsen. Det sammenlignes gunstig med tverrbundet polyetylen med høy varmeledningsevne og mekanisk styrke. Ulempen er de høye kostnadene.
For optimalisering anbefales installasjon av eksterne og interne temperatursensorer, samt en varmeakkumulator. Dette vil minimere kostnadene for å varme opp et privat hjem energiland.
Gitt alle disse faktorene, installerer de så langt i de fleste tilfeller geotermisk oppvarming fra jordens energi som et tillegg. Over tid vil kostnadene for komponenter og effektiviteten til varmepumper øke - og først da kan slike systemer betraktes som de viktigste.
Et eksempel på installasjon av geotermisk oppvarming i et privat hus kan du finne ved å se videoen:
