Геотермално грејање је један од најперспективнијих од укупног броја алтернативних извора енергије. За разлику од соларних система, практично је независно од доба године. Али да ли је грејање куће корисно због топлине и енергије земље?
Геотермално грејање куће
Прво морате да разумете принципе добијања топлотне енергије. Заснивају се на порасту температуре при продубљивању дубоко у земљу. На први поглед пораст степена загревања је занемарљив. Али захваљујући појави нових технологија, грејање куће због земљине топлоте је постала стварност.
Главни услов за организовање геотермалног грејања је температура од најмање 6 ° Ц. То је типично за средње и дубоке слојеве тла и водених тела. Потоњи су у великој мери зависни од индикатора спољне температуре, па се ретко користе. Како је практично могуће организовати грејање куће земљом енергијом?
Да бисте то учинили, потребно је да направите 3 круга напуњена течностима различитих техничких карактеристика:
- Спољашњи. Чешће у њему циркулише антифриз. Његово загревање до температуре од најмање 6 ° Ц настаје услед енергије земље;
- Топлотна пумпа. Без њега је загревање због енергије земље немогуће. Расхладна течност из спољног круга преноси своју енергију у расхладно средство помоћу измењивача топлоте. Температура његовог испаравања је мања од 6 ° Ц. Након тога улази у компресор, где се после компресије температура диже на 70 ° Ц;
- Унутрашња контура. Према сличној шеми, топлота се из компримованог расхладног средства преноси у воду у систему за печење. Дакле, загревање се дешава из црева земље уз минималне трошкове.
Упркос очигледним предностима, такви системи се ретко могу наћи. Ово је повезано са високим трошковима за набавку опреме и организацију спољног круга довода топлоте.
Најбоље је поверити израчунавање грејања из земљине топлоте професионалцима. Ефикасност целог система зависиће од исправности израчуна.
Принцип рада топлотне пумпе
„Срце“ геотермалног грејања је топлотна пумпа. Састоји се од неколико компоненти, чија рад директно утиче на показатељ ефикасности целог система. Стога, пре него што планирате грејање приватне куће од земље - морате да сазнате главне карактеристике овог места.
С обзиром да овај уређај припада категорији сложене опреме - препоручује се куповина само фабричких модела. Дизајн топлотне пумпе укључује следеће компоненте:
- Испаривач. У овом блоку енергија се преноси из спољног круга;
- Компресор. Потребно је створити висок притисак у медијуму за хлађење;
- Капилара. Служи за смањење унутрашњег притиска у кругу расхладног средства;
- Контролни систем. Уз његову помоћ регулише се загревање приватне куће од земље - температурни режим рада, брзина проласка расхладних течности, итд.
Главни проблем у самопроизводњи топлотне пумпе је смањење губитка топлоте и нормализација рада унутрашњег круга са расхладним средством. Фабрички модели постављају се у фази производње, а дизајн предвиђа могућност подешавања његових параметара.
Како правилно израчунати параметре пумпе, тако да топлота земље за грејање куће даје нормалну температуру? Да бисте то учинили, сазнајте топлотну снагу пумпе. За приближни прорачун можете користити следећу формулу:
К = (т1-т2) * В
Где т1-т2 - температурну разлику на улазној и повратној цеви, ° Ц,В - процијењени проток расхладне течности, м³ / х,К - називна снага топлотне пумпе, вати.
Ова техника није применљива за сложене системе, јер постоји много додатних фактора. Конкретно, топлотни губици на аутопуту. Ово се посебно односи на она подручја где излази што је могуће ближе земљи. Да бисте смањили губитак топлоте, загрејте цеви за грејање у земљи.
Пошто рад топлотне пумпе зависи од електричне енергије, препоручује се инсталирање хитног напајања.
Геотермалне могућности грејања
Да би се енергија Земље искористила за што бољу загревање куће - морате одабрати прави спољни дијаграм. У ствари, сваки медиј може бити извор топлотне енергије - подземно, вода или ваздух. Али важно је узети у обзир сезонске промене временских услова, као што је горе дискутирано.
Тренутно постоје две врсте система који се ефикасно користе за грејање куће због топлине земље - хоризонтални и вертикални. Кључни фактор избора је величина земљишта. О томе зависи и распоред цеви за грејање куће земаљском енергијом.
Поред њега, у обзир се узимају и ови фактори:
- Састав тла. У каменитим и иловастим је тешко направити вертикалне канале за полагање аутопута;
- Смрзавање тла. Он ће одредити оптималну дубину цеви;
- Локација подземне воде. Што су већи, то је боље за геотермално грејање. У том случају ће се температура повећавати са дубином, што је оптимални услов за загревање услед енергије земље.
Такође би требало да знате о могућности обрнутог преноса енергије током лета. Тада загревање приватне куће из земље неће функционисати, а вишак топлоте ће прећи из куће у земљу. Сви расхладни системи раде на исти начин. Али за то је потребно уградити додатну опрему.
Не можете да планирате да инсталирате спољни круг ван куће. То ће повећати губитак топлоте загревањем из црева у земљи.
Хоризонтална шема геотермалног грејања
Најчешћи начин постављања спољних аутопута. Прикладан је за једноставну инсталацију и могућност да релативно брзо замене неисправне делове цевовода.
За уградњу према овој шеми користи се систем колектора. Да бисте то учинили, неколико кругова је смештено на минималној удаљености од 0,3 м један од другог. Повезани су помоћу колектора који доводи расхладну течност даље у топлотну пумпу. На тај начин ће се обезбедити максимални унос енергије за загревање из земљине топлоте.
Али истовремено треба узети у обзир и низ важних нијанси:
- Велика површина плаца. За кућу од око 150 м² требало би да буде најмање 300 м²;
- Цеви су нужно удубљене до дубине испод нивоа смрзавања тла;
- С могућим кретањем тла током пролећних поплава, вероватноћа померања аутопута расте.
Дефинирајућа предност загревања од топлоте земље хоризонталног типа је могућност самопоправка. У већини случајева ово неће захтевати укључивање посебне опреме.
За максимални пренос топлоте потребно је користити цеви високе топлотне проводљивости - полимер танког зида. Али истовремено треба размотрити начине загревања грејних цеви у земљи.
Вертикално геотермално грејање
Ово је напорнији начин организовања грејања приватне куће од земље. Цевоводи се налазе вертикално у посебним бунарима. Важно је знати да је таква шема много ефикаснија од вертикалне.
Његова главна предност је повећати степен загревања воде у спољњем кругу. Они. дубље су цеви постављене, већа количина копнене топлоте за грејање куће ће ући у систем. Други фактор је мала површина земљишта. У неким случајевима се распоред спољног геотермалног грејног круга врши и пре изградње куће у непосредној близини темеља.
Са којим потешкоћама се може суочити у добијању енергије земље за грејање куће по овој шеми?
- Квантитативно до квалитативно. За вертикално постављање дужина линија је много већа. Надокнађује је вишом температуром тла. Да бисте то учинили, треба да направите бушотине дубоке до 50 м, што је напоран посао;
- Састав тла. За каменито тло је потребно користити посебне машине за бушење. У иловачу ради спречавања пролијевања бунара поставља се заштитна шкољка од армираног бетона или пластике са дебљим зидом;
- У случају квара или губитка непропусности процес поправке је компликован. У овом случају могу се десити дуготрајне неисправности у раду грејања куће за топлотну енергију земље.
Али упркос великим почетним трошковима и сложености уградње, вертикални распоред линија је оптималан. Стручњаци савјетују да се користи управо таква инсталациона шема.
За циркулацију расхладне течности у спољњем кругу у вертикалном систему потребне су снажне циркулационе пумпе.
Организација геотермалног грејања
Потрошачи и даље имају главно питање - да ли је могуће користити грејање сеоске куће са земљом енергијом као главном? Могуће је, али само уз професионални приступ у свим фазама - од израчуна до инсталације и тестирања система.
Пре свега, морате да одаберете праву топлотну пумпу. С обзиром на њихову високу цену - прво морате извршити све прелиминарне прорачуне његових карактеристика. Само у овом случају, загревање услед топлотне енергије земље имаће максимални коефицијент ефикасности. Међу поузданим произвођачима су Будерус, Ваиллант и Веиссман. Просечна цена топлотне пумпе за грејање из подземља је око 360 хиљада рубаља са номиналном снагом од 6 кВ. Продуктивнији модели могу коштати више од милион рубаља.
Поред трошкова, морате обратити пажњу и на материјал израде цеви. Да бисте умањили губитак топлоте у загревању од топлотне енергије земље, препоручује се коришћење следећег:
- Умрежени полиетилен. Разликује се у ниским трошковима - оптимално је за хоризонталне шеме;
- Цев од нехрђајућег челика. Користи се за грејање коришћењем топлотне енергије земље са вертикалним распоредом спољног круга. Повољно се упоређује са умреженим полиетиленом високе топлотне проводљивости и механичке чврстоће. Недостатак су високи трошкови.
За оптимизацију се препоручује уградња спољних и унутрашњих сензора температуре, као и акумулатор топлоте. То ће умањити трошкове грејања земљишта за приватни дом.
Имајући у виду све ове факторе, до сада у већини случајева инсталирају геотермално грејање из енергије земље као додатни. Временом ће се повећати трошкови компоненти и ефикасност топлотних пумпи - и тек тада се такви системи могу сматрати главним.
Пример уградње геотермалног грејања у приватној кући можете пронаћи тако што ћете погледати видео:
