Отопление от топлината на земята. Направи си сам геотермално отопление у дома. Някои характеристики на работа

Знаем, че геотермалната е топлината на Земята и терминът „геотермален“ често се свързва с вулкани и гейзери. В Русия геотермалната енергия се използва главно в индустриален мащаб, например има електроцентрали от Далечния изток, работещи на базата на топлината на нашата планета.

Мнозина са сигурни, че правенето на геотермално отопление у дома със собствените си ръце е нещо извън сферата на фантазията. Не е ли? Но това абсолютно не е така! С развитието на съвременните технологии използването на „зелена енергия“ от домакинствата стана съвсем реално.

Ще ви разкажем за принципите на действие на алтернативното отопление, неговите предимства и недостатъци в сравнение с традиционните отоплителни системи. Освен това ще научите как да позиционирате топлообменника и как да монтирате геотермално отопление със собствените си ръце.

Когато петролната криза избухна през 70-те години на миналия век, на Запад възниква гореща нужда. По това време започват да се създават първите геотермални отоплителни системи.

Днес те се използват широко в Съединените щати, Канада и западноевропейските държави.

Галерия с изображения

За източниците на геотермално отопление

За геотермално отопление могат да се използват следните източници на наземна топлинна енергия:

висока температура;
ниска температура.

Към високотемпературните се отнасят например термалните извори. Можете да ги използвате, но обхватът на тяхното приложение е ограничен от действителното местоположение на такива източници.

Ако в Исландия този вид енергия се използва активно, то в Русия термалните води се намират далеч от населени места. Те са най-концентрирани в Камчатка, където подземната вода се използва като топлоносител и се подава към системите за топла вода.

Външният контур изглежда много по-голям от вътрешния, въпреки че размерите му могат да бъдат оценени само по време на периода на планиране и монтаж. По време на работа той е невидим, тъй като е под земята или под вода. В тази верига циркулира обикновен антифриз на базата на вода или етиленгликол, което е много за предпочитане.

Изводи и полезно видео по темата

Ако ви е по-лесно да възприемате визуална информация, тогава това видео ще ви позволи да видите със собствените си очи как точно функционира геотермалната система, както и да научите повече за това кой и защо този тип отопление е полезен.

Каним ви да гледате кратко видео, в което собственикът на хоризонтален подпочвен колектор ще ви разкаже за впечатленията си от неговата експлоатация. Освен това, като гледате това видео, ще научите за текущите разходи, свързани с експлоатацията на геотермална отоплителна система.

Всеки собственик на частна къща избира сам дали да купува услугите на организации за доставка на ресурси или да разчита само на себе си. При това той се ръководи от цял списък от съображения.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно геотермалното отопление на частна къща? Можете да оставяте коментари към публикацията. Формата за контакт е в долния блок.

Съдържание

За осигуряване на частна къща с топлина традиционно се използват агрегати, които работят на електричество, твърди, газ или течни горива. През последните десетилетия слънчевите колектори и топлината на земните недра се използват като алтернативен източник на топлинна енергия. Отоплението на дом с топлината на земята се нарича геотермално отопление на дома.

Геотермално отопление на къщата с помощта на енергията на земята

Отоплението от земята е в нарастващо търсене, тъй като цената на конвенционалните енергийни източници постоянно нараства, докато запасите от изкопаеми горива намаляват. Инвестирането на пари в земно отопление на селска вила е доста изгодно, като се вземат предвид икономическите перспективи и значителни спестявания от автономно топлоснабдяване през отоплителния сезон.

Методи за получаване на естествена топлинна енергия

Термопомпите на земята се различават по начина, по който извличат топлина:

Инсталации, които използват топлината на дълбоки подпочвени води, горещи гейзери и др.
Системи, които включват резервоар за антифриз, инсталиран в земята на дълбочина от 75 метра. Отоплението от земните недра се осигурява чрез естествено нагряване на резервоара с антифриз; В резултат на това хладилният агент, преминавайки през топлообменника, отдава получената топлина и се връща в контейнера.
Геотермалната верига е положена по дъното на резервоара, който е естествен акумулатор на топлина. В този случай трябва да имате предвид, че резервоарът може напълно да замръзне през зимата.

Видове наземни термопомпи

Отоплението на къща с енергията на земята изисква обширна работа по инсталирането на системата, но е екологично чист начин за получаване на почти безплатна топлинна енергия. Отоплението на дома изисква малко електричество, за да поддържа системата работеща.

Принципи на работа на геотермалното отопление

Отоплението от земната енергия се използва успешно в различни климатични зони: системите са в състояние да работят както в южните, така и в северните райони.

В хода на своята работа геотермалната инсталация използва такова физическо свойство на някои флуиди като способността да се изпаряват, което води до охлаждане на повърхността. Именно това явление е в основата на работата на хладилното оборудване.

Принципът на действие на геотермалното отопление е процес на охлаждане с обратен ход. Така работят климатиците, способни не само да охлаждат, но и да затоплят въздуха в помещението.

Как работи термопомпата

Климатичните устройства обаче имат ограничена функционалност - те не могат да работят при температури под -5 °C. А геотермалната система е в състояние да осигури отопление на къщата, независимо от температурата на въздуха на повърхността. Това се дължи на факта, че в средата, от която взема топлинна енергия, естествено се поддържат стабилни температурни условия.

Устройство на геотермална отоплителна система

Геотермията (науката за топлинното състояние на Земята) направи възможно практическото използване на топлинната енергия, която земната кора получава от горещата магма в центъра на планетата.

На повърхността е монтирана специално проектирана термопомпа за отопление на къща, а в земята или на дъното на резервоара се монтира топлообменник. Топлинната енергия се "изпомпва" на повърхността и ви позволява да загрявате охлаждащата течност в отоплителния кръг на къща или нежилищно съоръжение.

Как протича процесът на нагряване

Геотермалното отопление на частна къща е рентабилен вариант. Ако използвате енергията на земята за отопление на къща, тогава за всеки киловат електроенергия, необходима за работата на оборудването, има 4 до 6 kW полезна топлинна енергия, получена от недрата на планетата.

В сравнение с работата на климатика, ще видим, че по време на неговата работа са необходими повече от 1 kW електричество за получаване на 1 kW топлинна енергия. Това се дължи на неизбежните загуби за преобразуване на една енергия в друга и т.н.

Много е изгодно да се отоплява жилищна сграда с помощта на топлинната енергия на вътрешността на земята, но периодът на изплащане на разходите за оборудване и монтаж ще отнеме известно време.

Използването на топлината на земята за отопление на къща не изисква инсталирането на традиционен котел за отопление на топлоносителя.

В този случай системата се състои от три компонента:

отоплителен кръг - геотермален източник на топлинна енергия;
отоплителен кръг вътре в къщата - нискотемпературен радиатор или под;
помпена станция - термопомпа за изпомпване на топлинна енергия в отоплителния кръг от отоплителния кръг в почвата или под водата.

Геотермална отоплителна система може да се използва и за отопление на оранжерии, спомагателни сгради, вода в басейни, градински пътеки и др.

Оборудване за подреждане на геотермално отопление

Геотермалното оборудване за система за дълбоко отопление позволява акумулиране на топлинна енергия, извлечена от околната среда и прехвърлянето й към охлаждащата течност в отоплителния кръг.

Списъкът на оборудването за отопление с топлина от земята включва:

Изпарител. Устройството е разположено на дълбочина и служи за поглъщане на топлинна енергия, намираща се в геотермални води или почва.
кондензатор. Позволява ви да доведете температурата на антифриза до стойността, необходима за функционирането на системата.
Топлинна помпа. Осигурява циркулация на антифриз в отоплителния кръг, контролира работата на геотермалната инсталация.
Буферен резервоар - контейнер за събиране на нагрят антифриз. Позволява ви да прехвърлите топлинната енергия от вътрешността на земята към охлаждащата течност. Резервоарът, през който преминава охлаждащата течност, е оборудван с топлообменник с форма на намотка. Нагретият антифриз се движи по него, отделяйки топлина.

Схема на устройството за термопомпа

Инсталиране на системата

Геотермалното отопление на селска къща на етапа на подреждане изисква значителна инвестиция. Високата обща цена на системата до голяма степен се дължи на голямото количество земя работа, свързана с инсталирането на отоплителния кръг.

С течение на времето финансовите разходи се изплащат, тъй като топлинната енергия, използвана през отоплителния сезон, се извлича от дълбините на земята с минимална консумация на енергия.

Монтаж на хоризонтален топлообменник за геотермална отоплителна система

За да се осигури отопление на къщата с топлината на земята, е необходима инсталация на системата:

основната част трябва да бъде разположена под земята или на дъното на резервоара;
в самата къща е инсталирано само достатъчно компактно оборудване и се полага верига за радиатор или подово отопление. Оборудването, разположено вътре в къщата, ви позволява да регулирате нивото на нагряване на охлаждащата течност.

Как изглежда геотермалното оборудване в дома

При проектирането на отопление с помощта на топлината на земята е необходимо да се вземе решение за опцията за монтаж на работната верига и вида на колектора.

Има два вида колектори:

Вертикално - потъва в земята за няколко десетки метра. За да направите това, на кратко разстояние от къщата, трябва да пробиете редица кладенци. В кладенците се потапя контур (най-надеждният вариант са тръбите от омрежен полиетилен).

Недостатъци: Големи финансови разходи за пробиване на няколко дупки в земята с дълбочина 50 метра или повече.

Предимства: Разположението на подземната тръба на дълбочина, където температурата на земята е стабилна, осигурява висока ефективност на системата. В допълнение, вертикалният колектор заема малка площ земя.

Хоризонтална. Използването на такъв колектор е разрешено в региони с топъл и умерен климат, тъй като дълбочината на замръзване на почвата не трябва да надвишава 1,5 метра.

Недостатъци: Необходимостта от използване на голяма площ от сайта (основният недостатък). След полагане на контура този парцел не може да се използва за градина или зеленчукова градина, тъй като системата работи с освобождаване на студ при транспортиране на хладилен агент, което ще доведе до замръзване на корените на растенията.

Предимства: По-евтина земя, която дори може да се извърши самостоятелно.

Хоризонтален и вертикален тип колектор

Геотермалната енергия може да се получи чрез полагане на хоризонтална геотермална верига на дъното на резервоар без замръзване. Това обаче е трудно да се приложи на практика: резервоарът може да бъде разположен извън частната територия и тогава инсталирането на топлообменника ще трябва да бъде координирано. Разстоянието от нагретия обект до резервоара трябва да бъде не повече от 100 метра.

Важно! Температурата на околната среда на колектора не трябва да пада под + 5 ° C. Горната част на колектора в контакт със замръзващата почва трябва да бъде защитена с топлоизолация, за да се избегне загуба на топлинна енергия.

Предимства и недостатъци

Отоплението с енергия от земята има редица предимства:

Ефективност. В сравнение с разходите за електроенергия за работа на термопомпа, системата ви позволява да получите няколко пъти повече топлинна енергия.
Екологичност. Този тип отопление е напълно екологично чист, няма емисии в атмосферата.
Сигурност. Не е необходимо да използвате гориво, химикали и др., няма опасност от експлозия или пожар на оборудване.
Минимална нужда от техническа поддръжка. Правилно инсталираната система може да работи без никаква намеса поне 30 години.
рентабилност. По време на работа няма разходи за ремонт, което прави възможно възстановяването на инсталацията за отопление в рамките на 5-8 години.
Няма нужда да наблюдавате системата.
Ниско ниво на шум по време на работа на оборудването.
Неизчерпаемост на източника на топлинна енергия, не се изисква закупуване и съхранение на енергийния носител.

Екологичност на използването на топлинна енергия на недрата

Недостатъците включват:

първоначално високи разходи за оборудване;
необходимостта от извършване на сложни сондажни операции на обекта за инсталиране на вертикален контур или разваляне на ландшафта чрез подготовка на окопи за хоризонтален топлообменник.

В умерен климат геотермалните инсталации са доказали своята стойност. В северните райони този тип отопление е подходящо за малки къщи (до 200 m 2).

След като разберете как работи системата и от какви части се състои, можете да определите възможността да я инсталирате на собствения си сайт. Най-вече отоплението от земята е оборудвано на етапа на изграждане на къща - в този случай е по-лесно да се извършват земни работи, тъй като оформлението на обекта и създаването на ландшафтен дизайн все още предстоят.

Геотермалното отопление е един от най-обещаващите алтернативни източници за производство на енергия. За разлика от слънчевите системи, той практически не зависи от сезона. Но дали е изгодно да се отоплява къща, използвайки топлината и енергията на земята?

Геотермално отопление у дома

Първо, трябва да разберете принципите за получаване на топлинна енергия. Те се основават на повишаването на температурата, когато навлизате по-дълбоко в земята. На пръв поглед увеличаването на степента на нагряване е незначително. Но благодарение на навлизането на новите технологии, отоплението на къща с помощта на топлината на земята се превърна в реалност.

Основното условие за организиране на геотермално отопление е температура най-малко 6 ° C. Това е характерно за средните и дълбоките слоеве на почвата и водните обекти. Последните са силно зависими от индикатора за външна температура, поради което се използват изключително рядко. Как е практически възможно да се организира отоплението на къща с енергията на земята?

За да направите това, е необходимо да направите 3 вериги, пълни с течности с различни технически характеристики:

Външен... По-често в него циркулира антифриз. Нагряването му до температура не по-ниска от 6 ° С се осъществява поради енергията на земята;
Топлинна помпа... Без него отоплението от енергията на земята е невъзможно. Топлоносителят от външната верига с помощта на топлообменник предава енергията си на хладилния агент. Температурата му на изпарение е под 6°C. След това влиза в компресора, където след компресия температурата се повишава до 70 ° C;
Вътрешен контур... Подобна схема се използва за пренос на топлина от компресирания хладилен агент към водата в преодоляващата система. По този начин отоплението става от недрата на земята с минимални разходи.

Въпреки очевидните предимства, такива системи са рядкост. Това се дължи на високите разходи за закупуване на оборудване и организацията на външната верига за прием на топлина.

Най-добре е да поверите изчисляването на отоплението от топлината на земята на професионалисти. Ефективността на цялата система ще зависи от правилността на изчисленията.

Как работи термопомпата

Сърцето на геотермалното отопление е термопомпата. Състои се от няколко компонента, чиято работа пряко влияе върху ефективността на цялата система. Ето защо, преди да планирате отопление на частна къща от земята, трябва да разберете основните характеристики на това устройство.

Тъй като това устройство принадлежи към категорията на сложното оборудване, се препоръчва да се купуват само фабрични модели. Конструкцията на термопомпата включва следните компоненти:

Изпарител... В този блок енергията се прехвърля от външната верига;
Компресор... Необходими за създаване на високо налягане в хладилната среда;
Капилярна... Той служи за намаляване на вътрешното налягане в кръга на хладилния агент;
Контролна система... С негова помощ се регулира отоплението на частна къща от земята - температурният режим на работа, скоростта на преминаване на топлоносители и др.

Основният проблем при самостоятелното производство на термопомпа е да се намалят топлинните загуби и да се нормализира работата на вътрешния кръг с хладилния агент. Фабричните модели се създават на етапа на производство, а дизайнът предвижда възможност за регулиране на параметрите му.

Как правилно да изчислим параметрите на помпата, така че топлината на земята за отопление на къщата да осигури нормална температура? За да направите това, трябва да знаете топлинната мощност на помпата. За грубо изчисление можете да използвате следната формула:

Q = (t1-t2) * V

Където t1-t2- температурна разлика на входната и връщащата тръба, ° С, V- прогнозен обем на потребление на топлоносител, m³ / h, В- номинална мощност на термопомпата, W.

Тази техника е неприложима за сложни системи, тъй като в тях има много допълнителни фактори. По-специално, топлинните загуби в електрическата мрежа. Това важи особено за онези зони, където тя излиза възможно най-близо до повърхността на земята. За да се сведат до минимум топлинните загуби, е необходимо да се изолират отоплителните тръби в земята.

Тъй като работата на термопомпата зависи от електричеството, се препоръчва инсталирането на аварийно захранване.

Опции за геотермално отопление

За да може енергията на земята да се използва за максимално отопление на къщата, трябва да изберете правилната външна схема. Всъщност всяка среда - под земята, водата или въздуха - може да бъде източник на топлинна енергия. Но в същото време е важно да се вземат предвид сезонните промени в метеорологичните условия, както бе споменато по-горе.

В момента има два вида системи, които ефективно се използват за отопление на къща, използвайки топлината на земята - хоризонтални и вертикални. Основният фактор за избор е площта на парцела. От това зависи разположението на тръбите за отопление на къщата с енергията на земята.

В допълнение към него се вземат предвид следните фактори:

Състав на почвата... В скалисти и глинести райони е трудно да се направят вертикални шахти за полагане на магистрали;
Ниво на замръзване на почвата... Той ще определи оптималната дълбочина на тръбата;
Местоположение на подземните води... Колкото по-високи са те, толкова по-добре за геотермално отопление. В този случай температурата ще се увеличава с дълбочина, което е оптималното условие за отопление с помощта на енергията на земята.

Трябва да знаете и за възможността за обратен трансфер на енергия през лятото. Тогава отоплението на частна къща от земята няма да функционира, а излишната топлина ще се прехвърли от къщата към почвата. Всички хладилни системи работят на същия принцип. Но за това трябва да инсталирате допълнително оборудване.

Не можете да планирате да инсталирате външната верига на разстояние от дома. Това ще увеличи топлинните загуби при отопление от земните недра.

Хоризонтална схема за геотермално отопление

Най-често срещаният начин за инсталиране на външни магистрали. Той е удобен с лекота на монтаж и възможността за сравнително бърза подмяна на дефектни тръбопроводни секции.

За монтаж по тази схема се използва колекторна система. За това се правят няколко контура, разположени на минимално разстояние от 0,3 m един от друг. Свързват се посредством колектор, който захранва отоплителната среда по-нататък към термопомпата. Това ще осигури максимално захранване с енергия за отопление от топлината на земята.

Но в същото време трябва да вземете предвид редица важни нюанси:

Голяма площ на личния парцел. За къща от около 150 m² тя трябва да бъде най-малко 300 m²;
Тръбите задължително се определят на дълбочина под нивото на замръзване на почвата;
С възможното движение на почвата по време на пролетни наводнения, вероятността от изместване на магистралите се увеличава.

Определящото предимство на отоплението от топлината на хоризонталния тип земя е възможността за независимо подреждане. В повечето случаи това не изисква участието на специално оборудване.

За максимален пренос на топлина е необходимо да се използват тръби с висока топлопроводимост - тънкостенен полимер. Но в същото време трябва да помислите за начини за изолация на отоплителните тръби в земята.

Вертикална геотермална схема за отопление

Това е по-трудоемък начин за организиране на отопление на частна къща от земята. Тръбопроводите се поставят вертикално в специални кладенци. Важно е да се знае, че такава схема е много по-ефективна от вертикалната.

Основното му предимство е да увеличи степента на нагряване на водата във външния кръг. Тези. колкото по-дълбоко са разположени тръбите, толкова повече количеството земна топлина за отопление на къщата ще влезе в системата. Друг фактор е малката площ на парцела. В някои случаи подреждането на външната геотермална отоплителна верига се извършва още преди изграждането на къщата в непосредствена близост до основата.

Какви трудности можете да срещнете при получаване на енергия от земята за отопление на къща по тази схема?

Количествено към качествено... За вертикално подреждане дължината на магистралите е много по-дълга. То се компенсира от по-високата температура на почвата. За да направите това, трябва да направите кладенци с дълбочина до 50 m, което е трудоемка работа;
Състав на почвата... За каменист терен трябва да се използват специални сондажни машини. В глинеста почва, за да се предотврати разбиването на кладенеца, се монтира защитна обвивка от стоманобетон или дебелостенна пластмаса;
В случай на неизправност или загуба на херметичност процесът на ремонт става по-сложен... В този случай са възможни дългосрочни прекъсвания в работата на отоплението на къщата за топлинната енергия на земята.

Но въпреки високите първични разходи и трудоемката инсталация, вертикалното разположение на магистралите е оптимално. Експертите съветват да се използва точно такава инсталационна схема.

За циркулацията на охлаждащата течност във външния кръг във вертикална система са необходими мощни циркулационни помпи.

Организация на геотермално отопление

Потребителите все още имат основния въпрос - възможно ли е да се използва отоплението на селска къща с енергията на земята като основна? Това е възможно, но само с професионален подход на всички етапи – от изчисляване до монтаж и тестване на системата.

На първо място, трябва да изберете правилната термопомпа. Като се има предвид тяхната висока цена, първо трябва да извършите всички предварителни изчисления на неговите характеристики. Само в този случай отоплението поради топлинната енергия на земята ще има максимален коефициент на ефективност. Надеждни производители включват Buderus, Vaillant и Veissman. Средната цена на термопомпа за отопление от недра е около 360 хиляди рубли с номинална мощност 6 kW. По-продуктивните модели могат да струват над 1 милион рубли.

1.
2.
3.
4.

Днес енергията от земята рядко се използва за отопление на къща - повечето хора предпочитат да използват традиционни източници на енергия. Но цените на горивата непрекъснато растат, а запасите от газ, въглища и петрол в крайна сметка ще свършат, дори след много години. Поради тази причина става необходимо да се търсят алтернативни източници на топлина, по-специално - топлината на земята за отопление на къща.

Отоплението на къщата с топлината на земята е за предпочитане в сравнение със слънчевата и вятърната енергия. В Европа слънчевите системи вече са широко разпространени, позволяващи използването на слънчевите лъчи за отопление на къща и загряване на вода (прочетете също: ""). Използването им обаче е ограничено - ако в страни с топъл климат има достатъчно от тях за пълно отопление на жилищата, то в региони с умерен климат има твърде много облачни дни. Освен това слънчевите колектори трябва да имат голяма площ и топлинен акумулатор с голям капацитет и в резултат на това създаването на отоплителна система струва много (прочетете: "").

Също така не пречи да имате допълнителен източник на топлина при продължително лошо време. Вятърната енергия също не е най-добрият вариант: нейната сила се променя, а гънките на релефа допринасят за образуването на места с постоянно спокойствие.

Ако използвате топлината на земята за отопление на къща, тогава не е необходим допълнителен източник на енергия - през всеки ден почвата на дълбочина от няколко метра поддържа постоянна температура. Колкото по-голяма е дълбочината на потапяне на геотермалната помпа, толкова по-висока е температурата на земята и съответно ефективността на отоплението (по-подробно: ""). Въпреки това, трябва да запомните дълбочината на замръзване - тя се различава в различните региони.

Наземни помпи, които използват топлината на земята за отопление на дом

Отоплението от енергията на земята става благодарение на специално устройство - геотермална помпа.

Принципът му на действие е подобен на този на хладилника:

газообразният хладилен агент се компресира от компресора и в същото време се нагрява много;
хладилният агент преминава през топлообменника, отделяйки излишната топлина и охлаждайки до стайна температура;
след охлаждане това вещество влиза в охладителната верига на фризера, където след това се разширява. В резултат на промяна в агрегатното състояние от течно в газообразно, хладилният агент рязко се охлажда и охлажда всичко около него;
след това се връща към компресора и цикълът се повтаря отново.

По подобен начин става и отоплението на къщата с енергията на земята. Например, хладилник събира топлина от студен предмет и я прехвърля към топъл предмет, като по този начин пренася топлината от фризер с минусови температури към стаята. Количеството на изпомпаната енергия е няколко пъти по-голямо от електроенергията, консумирана от компресора.

Отоплението от топлината на земята е високоефективно - топлинната мощност е три пъти по-голяма от количеството консумирана електроенергия. Ако сравним термопомпа с хладилник, тогава в този случай почвата, която има постоянна температура, замества фризера.

При създаването на отоплителна система е необходимо да се монтират не само радиатори за пренос на топлина, но и топлообменник от втората страна на веригата, който ще взема топлина от земята.

Има два вида колектори:

вертикален;
хоризонтален.

Преди да започнете да използвате топлината от земята за отопление на къщата си, трябва да вземете решение за вида на колектора. Можете да видите как изглеждат на снимката.

Вертикални колектори за отопление на къщата от земята

Най-често се използват точно такива колектори - те са потопени в земята на дълбочина от няколко десетки метра. За да направите това, на кратко разстояние от къщата се пробива необходимият брой кладенци, след което в тях се поставят тръби (обикновено изработени от омрежен полиетилен). На такава дълбочина температурата на почвата остава висока и стабилна, съответно отоплението на частна къща с топлината на земята е високоефективно. При тази опция колекторите не изискват голяма площ.

Трябва обаче да се има предвид значителен недостатък на тази схема: отоплението от земните недра е скъпо. Разбира се, първоначалните разходи ще се изплатят по-късно, но все пак не всяко семейство може да си позволи такива разходи. Цената на пробиване е висока и ще са необходими много пари, за да се направят няколко кладенеца с дълбочина 50 метра.

Хоризонтални колектори за отопление на къщата с топлината на земята

Използват се в региони с относително топъл климат, където дълбочината на замръзване на почвата не надвишава 1-1,5 метра. В този случай е много по-лесно да се организира отопление на къщата от земята, тъй като окопите могат да бъдат изкопани самостоятелно, а цената на работата значително ще намалее.

Но тази схема има и недостатъци. На първо място, не е толкова лесно да извършите отопление от земята със собствените си ръце: например за къща с площ от 275 "квадрата" ще трябва да поставите 1200 метра тръби в окопи. Освен че отделят много време за копаене на окопи, тръбите ще заемат и голяма площ. Невъзможно е да се използва този сайт, например, за градина или зеленчукова градина: корените на растенията ще замръзнат поради особеностите на колектора.

По този начин отоплението с енергия от земята е добра идея, но много трудна за изпълнение. Подобна е ситуацията и със слънчевото отопление. Поради тази причина алтернативните енергийни източници не се използват широко днес.

Въздушни колектори

Подземното отопление на частна къща може да се реализира и с помощта на въздушни колектори. Това е по-лесен начин от предишните два.

Необходимо е определено количество топлина, за да се загрее въздухът в помещението до комфортна температура. Колкото по-ниска е първоначалната температура, толкова по-високи са разходите. С вентилационната система и топлината от почвата можете безплатно да повишите температурата на въздуха в дома си. Загряването на земята с топлината в този случай е много просто.

За организиране на отоплителната система се нуждаете от:

приведете вентилационния въздух под нивото на замръзване на почвата;
поставете извит, прав или многотръбен колектор, като използвате обикновени канализационни тръби (формата се избира в зависимост от обекта, за всеки квадратен метър от площта на къщата трябва да има 1,5 метра колектор);
направете изход за въздух в края на колектора, най-отдалечен от къщата, като изведете тръбата на височина най-малко 1,5 метра от земята и я оборудвате с чадър-дефлектор (разбира се, въздушният поток в къщата ще бъде принуден .

В този случай парното отопление няма да може напълно да осигури на къщата топлина.

Това обаче дава възможност да се реализират две идеи:

Въздухът, влизащ през вентилацията, може да се нагрява с всеки нагревател (газов топлогенератор, слънчев, електрически и др.) и след това да се разпределя между помещенията с помощта на вентилационни канали. Такова отопление от земята няма да бъде напълно безплатно, но все пак разходите ще намалеят: не студен уличен въздух ще се нагрее, а този, който вече е загрят до около +10 градуса. Можете да спестите особено добре, ако зимите в региона са студени.
Въздухът, загрят от топлината на земята, може да се използва за продухване на външното тяло на конвенционален климатик или термопомпа въздух-въздух. Всяко устройство от този клас ще може да работи ефективно при температура от около +10 градуса. Трудността на изпълнението е само в осигуряването на необходимия въздушен поток. В резултат на това въздухът се затопля от топлината на почвата, влиза в термопомпата и се изхвърля извън къщата.

Наземното отопление е добра алтернатива на традиционните методи за отопление, но не се използва широко в момента (прочетете също: ""). Това се дължи главно на сложността на монтажа и високите първоначални разходи. Най-добрият вариант е да пробиете кладенци и да поставите тръби в тях, но такава отоплителна система е твърде скъпа. От друга страна ви позволява да отоплявате дома си с безплатен източник на топлина.

Също така, не трябва да забравяме, че тази опция за отопление е екологична и високоефективна, тъй като температурата на почвата остава постоянна на дълбочина от няколко десетки метра.

Видео за това как да използвате топлината на земята за отопление на къща:

Изгарянето на природните запаси от въглеводороди - нефт и газ - достигна такива размери, че призракът на екологична и енергийна катастрофа започна да придобива съвсем реални форми.

След като най-накрая осъзна сериозността на ситуацията, човечеството все повече развива възобновяеми (или алтернативни) енергийни източници.

Никола Тесла твърди, че нашият свят е изпълнен с безплатна енергия, просто трябва да се научите как да я получите. Учени от цял свят работят усилено, за да оживеят тази теза.

Тяхната работа не беше напразна: в допълнение към традиционните вятърни турбини и слънчеви панели беше добавен още един източник на безплатна енергия - геотермално отопление. Същността му е ясна от името: топлината на Земята се използва за отопление.

Първият мит: горещи извори са необходими.

Наистина, когато се спомене терминът „топлота на Земята“, въображението на обикновения гражданин веднага рисува свистящи гейзери и езера от вряща вода на фона на събуждащ се вулкан.

Нека се съгласим: горещите извори могат да се използват и за геотермално отопление, но това е рядко, тъй като те се намират само в някои региони.

В други случаи терминът "топлина на Земята" означава температура от 5-7 градуса, която се поддържа стабилно в почвата или водата под дълбочината на замръзване.

Да, да, дръзките учени наричат тази студенина "топлина" и дори успяват да затоплят вода от нея в отоплителната система.

Вторият мит: геотермалното отопление е нещо като вечен двигател и следователно не може да съществува.

Причината за това погрешно схващане беше невероятната ефективност на геотермалните отоплителни системи: при консумация на енергия от 1 kW е възможно да се получи от 3 до 5 kW.

И това, както вече споменахме, при пълна липса на видими източници на топлина: бълбукащи гейзери, огнедишащи вулкани или поне печка с горящи дърва или въглища.

Но, както знаете, енергията не може да дойде отникъде и да изчезне в нищото. За съжаление съществуването на вечен двигател е наистина невъзможно.

Но геотермалната отоплителна система няма нищо общо с това. А причините за неговата ефективност се крият в умелото прилагане на добре познатите закони на физиката.

Устройство и принцип на действие

Геотермалната отоплителна система се състои от три кръга и термопомпа, която поддържа циркулацията на средата във веригите и топлообмена между тях. Термопомпата е подобна по размер на модерна перална машина. Нека разгледаме всеки от контурите по-подробно.

Външен контур

Чрез външната верига цялата система възприема топлинната енергия на почвата или резервоара, в който се намира тази верига.

Предпоставка е контурът да е под дълбочината на замръзване, характерна за региона.

Вътре във веригата циркулира охлаждаща течност - саламура или друга незамръзваща течност. Натрупаната топлинна енергия се прехвърля към фреона, съдържащ се във втория кръг чрез топлообменник, монтиран в термопомпата.

Фреонова верига

Тази верига е изцяло поместена в корпуса на термопомпата и е пълна с фреон. Характерна особеност на фреона е ниската точка на кипене, по време на която фреонът се изпарява, превръщайки се в газ.

Вътрешен контур

Това всъщност е отоплителен кръг, състоящ се от тръби и отоплителни радиатори. В по-сложна версия вътрешният кръг може да бъде разделен на отоплителни вериги, вериги за подаване на топла вода, отопление на верандата (размразяване) и др.

Традиционно вътрешният кръг се пълни с вода, но могат да се използват и други видове топлопреносни течности.

Как работи

Принципът на работа на геотермалната отоплителна система е както следва:

Топлинната енергия на почвата или водата се предава на саламурата във външния кръг, което води до повишаване на температурата му с около 5 градуса и става например +3 градуса.
Вътре в термопомпата саламура се изпомпва през топлообменник, в който част от нейната топлинна енергия се прехвърля на фреон. Саламурата, която се е охладила след това, отново влиза във външния кръг.
След като получи малко топлина от саламура, фреонът във втората верига се изпарява. Полученият газ влиза в компресора, където се компресира. В резултат на това температурата на фреона се повишава до 100 градуса. Горещият газ се подава към топлообменника, в който отдава част от топлинната си енергия на охлаждащата течност на третия - вътрешен - кръг.
Загрята до температура 50-70 градуса, охлаждащата течност на вътрешната верига се подава към отоплителните радиатори, поради което се поддържа комфортна температура в къщата. Фреонът, чиято температура в резултат на топлообмен пада до 70 градуса, влиза в разширителния екран, където налягането и температурата му падат до първоначалните си стойности.
Целият цикъл се повтаря отново.

Сред другите необичайни отоплителни системи заслужава внимание.

Предимства и недостатъци

Положителна страна

Тази система има широк набор от предимства:

Ефективността на системата варира от 300% до 500%.
Енергията, използвана за отопление, е неизчерпаема и възобновяема.
Няма опасност от пожар.
Няма нужда от доставка и съхранение на горивни материали.
Абсолютна екологична безопасност: работата на геотермалната отоплителна система не е придружена от емисии на вредни вещества или образуване на отпадъци.
Напълно автономен режим на работа.
Минимални оперативни разходи.

Отрицателна страна

Основният недостатък на геотермалната отоплителна система на селска къща е нейната цена. Така че цената на термопомпата може да варира от 3 до 10 хиляди евро.

Цената на монтажните работи е средно половината от цената на помпата, но при злощастна комбинация от обстоятелства може да я надвиши.

Схеми за изграждане на отоплителната система

Въпреки простотата на системата, инсталирането на геотермално отопление за селска къща е доста скъп и отнемащ време процес.

Това се дължи не толкова на високата цена на термопомпата, колкото на мащаба на външната верига: средно нейната площ трябва да надвишава отопляемата площ с 2,5 пъти. Външният контур се позиционира по един от трите начина:

Хоризонтално в земята

Тръбите на контура са разположени под повърхността на земята под дълбочината на замръзване.

При отопление на къща с площ от 200 кв. м за хоризонтално поставяне на външния контур, ще ви е необходим парцел с площ от 500 кв. м.

Недостатъците на този метод са очевидни: ще трябва да изкопаете солидно парче земя, като напълно унищожите пейзажа, разположен върху него.

Ако дърветата растат на обекта, задачата става по-сложна: тръбите на контура в плана трябва да са на не по-близо от 1,5 м от дървото.

Цялата работа по хоризонталното поставяне на външния контур в земята може да се извърши независимо и това е основното предимство на този метод. Процесът е сравнително прост, макар и отнема много време: изкопаване на окопи, заваряване и полагане на тръби.

Хоризонтално полагане на дъното на резервоара

Ако близо до къщата ви има водно тяло, можете да направите без земни работи, като същевременно поддържате съществуващото озеленяване на обекта в близост до къщата. Изискванията за резервоара са, както следва: той трябва да се намира на не повече от 100 м от къщата и да има площ не по-малко от 200 кв. м.

Ако не го притежавате, най-вероятно ще ви е необходимо разрешение от местните власти, за да поставите външния контур на вашата геотермална система във водното тяло.

Оптималната дълбочина, на която трябва да се поставят тръбите, е 2,2-2,5 m.

Можете също така сами да поставите външния контур в резервоара, тази работа не изисква специален опит или висока квалификация. Ако е възможно да се източи вода от резервоара по време на монтажа, задачата ще изисква още по-малко усилия.

Вертикално поставяне в земята

В този случай се изгражда кладенец за поставяне на външния контур. Както самата конструкция, така и монтажът на тръбите в кладенеца ще изисква участието на специалисти и сондажно оборудване. Но всички съществуващи насаждения и елементи за озеленяване остават непокътнати.

Освен това поставянето на контура в кладенеца прави отоплителната система по-ефективна, тъй като почвата на голяма дълбочина (дълбочината на кладенеца е от 50 до 200 m) поддържа постоянна температура от 10-12 градуса през цялата година.

Допълнително предимство е дългият живот на кладенеца, който може да бъде до 100 години.

Има и друг вид геотермална отоплителна система за селска къща, която се нарича отворена. В него няма външен контур, а ролята на топлоносител играе вода, която се изпомпва в термопомпата от артезиански кладенец.

Изгражда се втори кладенец за заустване на вода на същата дълбочина. Част от артезианската вода може да се използва за водоснабдяване на къщата, така че този вид геотермално отопление е по-често срещан в онези региони, където няма централизирано водоснабдяване.

Понякога само геотермалното отопление може да не е достатъчно и трябва да загреете отоплителната среда.

За такива случаи, например, или е подходящ. Изберете въз основа на наличността на гориво.