Наземно отопление. Топлината на земята в услуга на човека или какво е геотермално отопление

Търсене алтернативни източнициенергия доведе до изобретяването на устройства, които са способни да акумулират топлина, която се намира в големи количества в човешката среда. слънчеви лъчи, гейзерни извори, почва - всичко това в една или друга степен може да задоволи нуждите от отопление на охлаждащата течност за отоплителната система и захранването с топла вода.

Въпреки че геотермалното отопление, използващо топлината на земята, е сравнително нова посока, перспективите за такова решение са очевидни. Благодарение на инсталирането на специално оборудване става възможно да се получи евтин, почти безкраен вид топлинна енергия.

Как да получите топлина в къща от земята

Възможно ли е да се възползваме от способността на земята да акумулира топлина, да я извлича и използва за загряване на охлаждащата течност? Със сигурност! Но за да стане възможно алтернативно отопление на частна къща с помощта на земна топлина, ще трябва да се решат следните проблеми:

• Получаване на топлина - ще трябва да се натрупа топлинна енергияи го изпратете в резервоара за съхранение.
• Загряване на охлаждащата течност. Нагрятият антифриз трябва да пренася топлинна енергия към течността, която циркулира в системата за отопление и топла вода.
• Охладеният антифриз трябва да се върне в топлообменника за по-нататъшно нагряване.

Как работи геотермалното отопление у дома, принцип на работа

Дори през миналия век беше отбелязано, че когато някои видове течности се изпарят, те могат да охладят повърхността. Точно това се случва, когато изтрият кожата със спирт преди инжекция или поливат нагрят на слънце павиран участък. Този принцип беше взет като основа за разработването на хладилно оборудване.

Тогава възникна идеята: защо да не стартираме процеса на охлаждане в обратна посока и да получим горещ въздух вместо студен. Повечето съвременни климатици са в състояние не само да охлаждат въздуха в помещението, но и да работят за неговото отопление. Но недостатъкът на такива устройства е, че те са ограничени от температурата среда. Така че, след като марката достигне -5 градуса, те спират да работят.

Геотермалните помпи за отопление на частни къщи от земята са напълно лишени от този недостатък, въпреки че използват принцип, който в много отношения напомня на работата на климатик за отопление на стая.

Как работи геотермалното отопление?

• В долните слоеве на почвата, на дъното на река или езеро, са монтирани водни колектори, през които циркулира антифриз. Колекторите абсорбират топлината и отделят студа.
• Нагрятият антифриз се издига нагоре с помощта на помпа.
• Топлообменът се извършва в буферния резервоар. Отопляемият антифриз пренася топлинна енергия към охлаждащата течност или загрява водата.
• Охладеният антифриз се връща обратно към колекторите.

Има инсталации, които могат самостоятелно да отопляват големи помещения, други се използват изключително като спомагателно оборудванев състояние да осигури 50-75% от топлинните нужди на помещението.

Геотермално оборудване за използване на топлината на земята

• Изпарителят е разположен дълбоко под земята. Функцията на изпарителя е да абсорбира топлинна енергия, намираща се в околната почва.
• Кондензатор - довежда антифриза до необходимата температура.
• Термопомпа - циркулира антифриз в системата. Следи работата на цялата инсталация.
• Буферен резервоар - събира нагрят антифриз на едно място за пренос на енергия към охлаждащата течност. Състои се от вътрешен резервоар, съдържа вода от отоплителната система и вътрешна намотка, през която се движи нагрят антифриз.

Въпреки че естественото нискотемпературно геотермално отопление на къща с топлината на земята осигурява достатъчно топлинна енергия, най-много практичен вариантотоплението с това решение е да го свържете към системата „топъл под“.

Монтаж и монтаж на геотермално отопление

След като се свържете със специалисти, геотермалните отоплителни системи за частни къщи, използващи топлината на земята, се инсталират на следните няколко етапа:

1. Инженер посещава дома ви. При първото посещение се вземат почвени проби, определят се характеристиките на района и се взема решение за най-ефективното инсталиране на геотермалната система. Ефективността на инсталацията може да бъде повлияна и от източника на предвидената топлина. Счита се за по-продуктивно инсталирането на топлообменници на дъното на резервоара или в източниците на топлинни източници.
2. Сключване на договор и придобиване необходимо оборудване . Цените могат да варират значително в зависимост от сложността на монтажните работи и други нюанси. Но средно, ако се избере качествена немски производител, цената на монтажа ще бъде приблизително равна на цената му. Закупуване до ключ на инсталация Vaillant за къща 350 кв. м. ще струва приблизително 21 хиляди $
3. Монтажна работа . Отоплението на частна къща с подземни геотермални източници на топлина или по-скоро ефективността му зависи до голяма степен правилно изпълнениеработи на етап монтаж. След монтирането на водните топлообменници в земята се осъществява връзка с геотермалната инсталация и системата за отопление на дома.
4. Пусконаладъчни работи. Инженерът стартира системата и прави фини настройки на устройството. След настройката се подписва Сертификатът за завършена работа.

Съгласно действащото законодателство компанията, която инсталира оборудването, може да предостави допълнителни гаранции при заплащане на тези услуги. Такива гаранции ще струват допълнително $1000.

Ефективно ли е геотермалното отопление на север?

• Температурата на почвения слой, в който са разположени топлообменниците, не трябва да пада под +5.+7°C градуса.
• В цялата система, през която протича антифризът, са създадени условия за предотвратяване на замръзване.
• Геотермално отопление селска къщазавършен в края на краищата необходими изчисленияи проектна документация.

Гейзерно отопление на частна къща

Преди инсталирането на оборудването трябва да се извършат геоложки проучвания. Ако топла пролетразположени на територията на къщата, има смисъл да поставите топлообменниците на дъното на този резервоар. Геотермална енергияв този случай ще се изплати много по-бързо.

Как да отоплявате къща с помощта на геотермална помпа

Алтернативните методи за геотермално отопление на дома стават все по-популярни, особено като се има предвид непрекъснато нарастващата цена на газа.

Топлинната енергия буквално лежи под краката ви. Въпросът е само да се наведете и да го „вдигнете“. Това може да помогне геотермална инсталация. Инсталирането на помпата позволява, в зависимост от района, или напълно да компенсира нуждите от топлинна енергия, или да ги задоволи частично, като значително намали натоварването на основния източник на отопление и БГВ системачастен дом.

Алтернативните методи за отопление на домовете стават модерни. За такива системи не е необходимо къщата да се намира в близост до газопроводи. В същото време проектите не предвиждат никакво изгаряне на гориво. Един от ефективни опциие парно отопление на къщата. Развиващите се технологии допринасят за появата на различни модели от този тип отопление на вътрешния пазар.

Приложение на земната енергия

Трябва да се има предвид, че почвата, дори при силен студ, не замръзва твърде дълбоко в повечето региони на страната. Това свойство се използва дори от строители, които полагат тръбопроводи под средното ниво на замръзване на почвата. Топлинната стойност е +5-+7 0 C. Това ви позволява да използвате енергията на земята за отопление на къщата.

Топлината, получена благодарение на модерна инсталацияуспява да натрупа. Принципът на работа на геотермалното отопление у дома, според прегледите на собствениците, е подобен на принципа на работа на хладилника. Алгоритъмът на работния цикъл е както следва:

• трябва да получите топлина, за да я съхраните и пренасочите към енергийната батерия;
• антифризът се нагрява в една от системните вериги и предава енергия на водата, циркулираща във втория контур за отопление и топла вода;
• охладеният антифриз се пренасочва към зоната на топлообменника, за да получи отново топлина.

Този подход ви позволява да използвате топлината на земята, за да отоплявате къщата си. Системите използват геотермални помпи. Възстановената топлина може да бъде достатъчна както за работата на инсталацията като основен източник на топлина в помещението, така и за работата й като резервен или спомагателен кръг.

ВИДЕО: Чудо на техниката - топлина от под земята

Принцип на действие

Отоплението от земята вече не е фантастично или изолирано развитие. В много европейски държавиТова направление е приоритетно. У нас също печели своите почитатели.

Отдавна е отбелязано, че по време на изпаряване някои вещества охлаждат повърхността, която оставят. Това свойство е използвано за първи път в битови и индустриални хладилници за охлаждане. По-късно възниква идеята да се използва обратният ефект на това явление, получаването топъл въздух. Въведен е в климатици, които работят за отопление. Те обаче не могат да функционират при температури под -50C. Геотермалните устройства нямат този недостатък.

Схема на работа на оборудването

Основното звено в системата е термопомпа, използвана в два кръга:

• първа верига - класическа системаотоплителна система с воден охладител, състояща се от главни тръби, радиатори и спирателни кранове;
• втората верига е голям топлообменник, разположен дълбоко в почвата или под голямо открито водно тяло.

Във втората верига се използват както специален антифриз, така и подготвена вода. Отоплява се от енергия вътрешна топлиназемята и отива към термопомпата. От него топлината се прехвърля към вътрешния кръг и навлиза в радиаторите.

Важна част е термопомпата. Размерите му не надвишават размера пералня. Консумирайки 1 kW, устройството произвежда 4-5 kW отоплителна мощност. За сравнение климатиците работят приблизително в режим консумация/мощност 1 към 1.

Днес цената на земната топлина за отопление на къщата все още остава висока, но непрекъснато намалява.

Основните разходи по време на инсталационния процес отиват за скъпо чуждо оборудване и работа с почвата. Има и разработки за самостоятелно конструиране на геотермални помпи, които създават топлина в къщата.

Предимства на системата

Геотермалното отопление има много положителни качества, които го отличават от други системи, като газ или електричество. Предимствата включват:

• инсталацията е абсолютно безопасна по отношение на пожар, тъй като в нея няма пламък;
• няма нужда да пробивате комини за монтаж;
• няма вредни емисии, шум или неприятни миризми;
• компактното оборудване не заема много място;
• не е необходимо да се доставя или съхранява гориво;
• използва се неизчерпаемата енергия на земята;
• оборудването може да работи за отопление през зимата и охлаждане през лятото;
• висока производителност при живот на батерията;
• въпреки че разходите за монтаж са скъпи, но експлоатационни разходиняколко пъти по-малко от традиционните източници на отопление.

Видове оформление

Има няколко възможности за инсталиране на геотермални системи. Те са сходни по ефективност и се използват в зависимост от възможностите на близкия ландшафт и температурни условиярегион.

Вертикални инсталации

Основната разлика е инсталирането на топлообменника. Най-компактното е вертикалното му разположение. Тази опция не изисква значителни земна площ. Необходимо е обаче да се използва сондажна машина, тъй като ще са необходими дълбоки кладенци.

Приблизителната дълбочина на кладенците за геотермални системи е 50-200 m за ефективна работа.

Този тип е най-скъпият за инсталиране, но очакваният му експлоатационен живот според производителите е до 100 години, което все още е най-дългият период сред подобни системи. Основното предимство вертикален монтаже максималното запазване на прилежащия ландшафт.

Хоризонтален монтаж

За региони, където нивото на замръзване на почвата е относително плитко, е изгодно топлообменникът да се постави в хоризонтална равнина. В тази ситуация тръбите са разположени в изкопан изкоп. Тя взима достатъчно голяма площ, което често се представя като недостатък на това оформление. В тази ситуация обаче не е необходимо скъпо сондиране.

Колекторът под формата на тръби се разпределя в контури в определената зона. Необходимо е да се отдалечите на 1,5-2 м от корените на дърветата, за да не наранят конструкцията. Приблизителната площ за отопление на къща от 250 м2 ще бъде около 600 м2. Не всеки има ресурсите да разполага с геотермален резервоар.

Подводно поставяне

Инсталирането на колектор под водния стълб е един от най ефективни начиниотопление на дома. Желателно е резервоарът да се намира на не повече от 100 м от жилищната конструкция. Колекторните спирали се монтират на дълбочина най-малко 2,5-3 м, което ще им позволи да бъдат под точката на замръзване. Площта на резервоара трябва да бъде най-малко 200 m2.

Когато колекторът е поставен във вода, необходимостта от работа с вода значително намалява и няма загуба на ефективност на инсталацията.

Вътре в къщата такова отопление ще прилича на класическо водна системас радиатори. Загряването на охлаждащата течност обаче ще се извършва без използване на гориво.

Разбира се, такава система все още е много скъпа - 2-3 пъти по-скъпа отопление на газ. Но ако изчислите икономиите на гориво, надеждността и безопасността на оборудването, продължителността на експлоатация - обикновено къщите се строят не за 10 или дори 20 години, а за много по-дълъг период, става ясно, че такива системи са бъдещето . Можете да опитате да го инсталирате точно сега или можете да изчакате още няколко години, когато местните разработки се появят на пазара.

ВИДЕО: Икономично отоплениекъщи видове термопомпи схема на свързване

Земните недра- източник на топлина, известен от древността. На дълбочина 6 метра от земната повърхност започва област със стабилна температура, което е равно на средната годишна атмосферна температура на региона през цялата година (приблизително +15 ⁰С в умерен климатична зона). Нека поговорим за недостатъците на геотермалното отопление.

Днес топлината на земните недра се използва активно за организация.
Разбира се, въпреки неизчерпаемата топлинна енергия на почвата, организирането на геотермално отопление е свързано с множество трудности, както технически, така и икономически. По отношение на финансовите ползи инсталирането на геотермална система отстъпва на традиционното отопление на твърдо гориво, газ и електричество.

Основните недостатъци на геотермалното отопление

1. Необходимост електрическа енергия. Най-простата геотермална система изисква поне 1 (kW) електричество, за да произведе 4 (kW) топлинна енергия.

Приемане на топлина от земята не се случва от само себе си. За топлообмен задължително и със сигурност се използва помпа. Ако нещо се случи с електрическата мрежа, отоплителната верига незабавно ще спре да осигурява топлина на обекта, тъй като термопомпата ще спре без захранване.

2. Ниско ниво на топлообмен.Традиционен хоризонтална системаосигурява геотермално отопление, което отива под земята на дълбочина 15-30 метра само 40 (W) топлинна енергияот всяка линеен метърподземна магистрала.

За да получите 4 (kW) топлинна енергия, трябва да използвате най-малко 100 (m) от тръбопроводната верига. Ако планирате да отоплявате съоръжението обща площ 250 (m2) (височина на тавана 2,5-3 метра), трябва да използвате мощност от най-малко 27,5 (kW). За да управлявате такова оборудване, ще ви трябва минимум 688 линейни метра подземен тръбопровод.

Това не са всички недостатъци на геотермалната енергия термопомпа.

3. Ограничен обхват.Геотермалното отопление не може да се инсталира във всяко съоръжение. Например за отопление на самостоятелен апартамент в многоетажна сграда или магазин в централните части на града определено няма да работи. Малко вероятно е някой да позволи копаене в гъсто населени жилищни райони.

Друг е въпросът дали геотермалното отопление е организирано на територията на жилищен имот от частния сектор или за някакво предприятие в покрайнините на града.

4. Високите разходи за инсталиране на геотермално отопление.Самото оборудване за организиране на геотермални разходи за отопление поне 10 пъти по-скъпоподобни по мощност на газовото оборудване.

Но закупуването на оборудване далеч не е пълен разход. Разходите за инсталиране на геотермално отопление трябва допълнително да включват разходите за създаване и оборудване на подземни комуникации. Не забравяйте за пускане в експлоатация, както и сервиз.

Геотермалното отопление е много скъпо.

5. Дълго изплащане.Периодът на изплащане на средната геотермална система е в голяма степен надхвърля 10-15 години. Дългосрочен планизплащането се дължи на високата цена на оборудването и инсталирането на комуникации.

За сравнение, традиционна битова мощност до 12 (kW) се изплаща средно за 5 години.

Заключение

Разбира се има и недостатъци от този типотоплението се компенсира добре от предимствата на геотермалните системи. Заслужава да се отбележи, че геотермалното отопление не вреди на околната среда. Ако сте привърженик на „зелената енергия“ и не сте много ограничени в бюджета, тогава би било грях да не използвате геотермална енергия.

Друго важно предимство на геотермалните комуникации е, че те не се нуждаят от поддръжка. Същото като за добър хладилник, геотермалната помпа може да не работи през първите 30 години със сигурност.

Има редица автономни инженерни системи, които са неразделна част от всяка частна селска къща. Една от тях е отоплителна система, която осигурява комфортна температуравътрешен въздух на къщата за живеене по всяко време на годината, в съответствие с метеорологичните условия.

Геотермалното отопление е обещаващ вариант за отопление въз основа на използването природни ресурси- топлината на земята, която е неизчерпаем ресурс. Термопомпата предава топлина от земята или повърхностни водиохлаждаща течност, циркулираща през отоплителна системавътре в къщата.

Компанията Gidroinzhstroy ще извърши цялата работа, необходима за организиране на геотермално отопление: ще подготвим проект, ще изберем и доставим оборудване, ще изпълним земни работи, ние ще извършим монтаж и пускане в експлоатация. Всичко ще бъде изпълнено в рамките на уговорения срок и максимално високо качество. Даваме гаранция за извършената работа.

Предимства на геотермалното отопление

Геотермално отопление на къщата: принцип на работа

Геотермалната отоплителна система на дома има три затворени контура. Тръбите на външната верига, разположени в земята или водата, циркулират физиологичен разтворили антифриз, който премахва топлината. Преминавайки през топлообменника (изпарителя) в термопомпената инсталация, той отдава топлина на хладилния агент на вътрешната верига. Нагрятият хладилен агент се изпомпва от компресора, което води до повишаване на температурата на хладилния агент. Чрез друго топлообменно устройство (кондензатор) хладилният агент предава енергията си към отоплителната верига на къщата.

Външният контур може да бъде хоризонтален колектор или вертикална сонда.

Хоризонтален колектор

1. Полагат се колекторните тръби хоризонтална повърхностдъното на изкоп, изкопан на дълбочина 1,5 метра - под нивото на замръзване на почвата. За полагане на тръби е необходима свободна площ голяма площ, средно - около 500 квадратни метра.

2. Колекторът се поставя на дъното на резервоара.

Вертикална сонда

Ако наблизо няма река, езеро или езеро и площта на обекта е такава, че не е възможно да се монтира хоризонтален топлинен колектор, можете пробийте артезиански кладенеци спуснете вертикална сонда в нея - чифт u-образни HDPE тръби, през които ще тече саламура и ще събира топлината на почвата. Броят и дълбочината на кладенците се изчисляват в зависимост от отопляемата площ на къщата и хидрогеоложките условия на обекта.

Недостатъци на геотермалното отопление

Цената на геотермалното отопление

Организирането на отопление на базата на геотермална термопомпа ще изисква значителни финансови разходи. Но в този случай високата цена може да се счита само за недостатък като разтягане. Ефективна, екологична и икономична, системата си заслужава големите първоначални разходи (които ще се изплатят с времето). Цената на системата зависи от много фактори: площта на отопляемите помещения, мощността на нагревателя, възможността за инсталиране на колектора и др. Например цената на термопомпена инсталация до ключ с капацитет 11 kW (подходящ за отопление на къща с площ от 150-170 кв. М) ще варира от 700 000 до 850 000 рубли.

Други опции за отоплителна система

Днес има много различни системиотопление, но отоплителната система, използваща течна охлаждаща течност, стана най-широко използваната. В сравнение с други системи, той има най-висока ефективност, практичност и безопасност. Принципът на неговото действие е, че генераторът на топлина (бойлер) загрява вода или незамръзваща течност (антифриз), която влиза в отоплителни уреди(радиатори, конвектори), затопляйки ги, които от своя страна загряват въздуха в помещението, и се връщат обратно на мястото на загряването му.

Въз основа на вида на енергоносителя топлогенераторите се разделят на 4 групи:

газ.
Най-често срещаните и относително евтин вариант. Газовото отопление изисква наличието на магистрален газопровод или инсталирането на газови резервоари. Предимства: рентабилност и висока степен на автоматизация.

Течно гориво.
Течно отопление дизелово гориво- по-скъп метод.

Електрически.
Удобно е, но не е евтино да отоплявате дома си с електрически котел.

Твърдо гориво.
Котел, който работи на дърва или други твърди горими материали, е много неприятен: трябва редовно да зареждате гориво и да го почиствате горивна камераот пепелта.