Знаем, че геотермията е топлината на Земята, а терминът „геотермална“ често се свързва с вулкани и гейзери у нас. В Русия геотермалната енергия се използва главно в индустриален мащаб, например има централи от Далечния Изток, работещи на базата на топлината на нашата планета.
Много хора са сигурни, че правенето на геотермално отопление у дома със собствените си ръце е нещо от сферата на фантазията. Не е ли? Но това е напълно погрешно! С развитието на съвременните технологии, битовата употреба на „зелена енергия“ стана съвсем реална.
Ще говорим за принципите на алтернативното отопление, неговите предимства и недостатъци, съпоставими с традиционните отоплителни системи. Ще научите и за местоположението на топлообменника и как сами да монтирате геотермалното отопление.
Няколко исторически факта
Когато през 70-те години на миналия век избухна нефтената криза, на Запад възникна горяща нужда от алтернативни енергийни източници. Точно по това време започват да се създават първите геотермални отоплителни системи.
Днес те се използват широко в САЩ, Канада и западноевропейски страни.
Галерия с изображения
Снимка от
Използването на енергия от земната вътрешност има значително предимство: използваните ресурси са достъпни безплатно и се възстановяват спонтанно.
Вътрешният блок на геотермалната система заема малко място, външно наподобява конвенционалните домакински уреди
Първоначалните инвестиции в проектирането на система, използваща геотермална енергия, са по-високи от инсталирането на бойлер, но минималните средства за поддръжка и експлоатация оправдават и бързо плащат за проекта
Оборудване, което преработва енергията на земята в топлина, не отделя продукти от горенето, не изгаря безвъзвратно дърва за огрев, въглища, торф, газ
Перспективи за геотермално отопление
Размери на вътрешния блок на геотермалната система
Разходите за инсталиране и работа на термопомпа
Екологични приоритети за термопомпите
Например в Швеция активно се използва водата в Балтийско море, чиято температура е + 4 ° С. В Германия въвеждането на геотермални отоплителни системи се спонсорира дори на държавно ниво.
При споменаването на геотермални източници на енергия винаги си представяме долина от гейзери или вулкани, но източниците, от които се нуждаем, са много по-близки. И ще ни помогнат да се затоплим през зимата и да се охлаждаме през лятото
В Русия има Паужецкая, Верхне-Мутновская, Океанская и други геотермални централи. Но фактите за използване на енергията на Земята в нашия частен сектор са много малко.
Реалните предимства и недостатъци
Ако в Русия геотермалното отопление на частния сектор е сравнително малко, означава ли това, че идеята не струва разходите за неговото прилагане? Може би не бива да се занимавате с този въпрос? Оказа се, че това не е така.
Използването на геотермална отоплителна система е изгодно решение. Има няколко причини за това. Сред тях е бързата инсталация на оборудване, което е в състояние да работи дълго време без никакви прекъсвания.
Ако използвате не вода, а висококачествен антифриз в отоплителната система, той няма да замръзне и износването му ще бъде минимално.
Ние изброяваме други предимства на този тип отопление.
- Процедурата за изгаряне на гориво е изключена. Ние създаваме абсолютно пожароустойчива система, която по време на експлоатацията си няма да може да причини никакви щети на жилищата. Освен това са изключени редица други аспекти, свързани с наличието на гориво: сега няма нужда да се търси място за неговото съхранение, да се ангажира с неговото приготвяне или доставка.
- Значителни икономически ползи. По време на работата на системата не се изискват допълнителни инвестиции. Годишното отопление се осигурява от силите на природата, които ние не купуваме. Разбира се, по време на работа на термопомпата се изразходва електрическа енергия, но в същото време обемът на произведената енергия значително надвишава потреблението.
- Фактор на околната среда. Геотермалното отопление на частна селска къща е екологично решение. Липсата на горивен процес изключва навлизането на горивни продукти в атмосферата. Ако много хора осъзнаят това и подобна система за подаване на топлина ще получи дължимо широко разпространение, отрицателното въздействие на хората върху природата ще бъде значително намалено.
- Компактна система. Не е нужно да организирате отделна котелна стая в къщата си. Всичко, което ще е необходимо, е термопомпа, която може да бъде поставена например в мазето. Най-обемният контур на системата ще бъде разположен под земята или под вода, на повърхността на вашия сайт няма да го видите.
- Мултифункционално. Системата може да работи както за отопление в студения сезон, така и за охлаждане през летните горещини. Тоест, всъщност той ще замени за вас не само нагревател, но и климатик.
- Акустичен комфорт. Термопомпата работи почти безшумно.
Изборът на геотермална отоплителна система е икономически изгоден, въпреки факта, че трябва да харчите пари за закупуването и монтажа на оборудване.
Между другото, недостатъкът на системата са именно разходите, които трябва да отидете, за да инсталирате системата и да я подготвите за работа. Ще е необходимо да закупите самата помпа и някои материали, да извършите монтаж на външния колектор и вътрешната верига.
Не е тайна, че ресурсите стават все по-скъпи от година на година, следователно автономна отоплителна система, която може да се изплати за няколко години, винаги ще бъде икономически изгодна за своя собственик
Тези разходи обаче се изплащат само през първите няколко години на експлоатация. Последващата употреба на колектор, положен в земята или потопен във вода, може да спести значителни разходи.
Освен това самият процес на инсталиране не е толкова сложен, че да се канят външни специалисти за неговото изпълнение. Ако не пробиете, тогава всичко останало може да се направи независимо.
Галерия с изображения
Снимка от
Вътрешното тяло на система, която използва топлината на земните недра, включва самата термопомпа, отделно инсталиран или интегриран бойлер в помпата и буферен резервоар
Топлинната енергия на скалите и подземните води е достатъчна за организиране на отопление и снабдяване с топла вода на селска къща
Въпреки реалните ползи от използването на термопомпи, отоплението на къща с помощта на газов котел е по-евтино, но геотермалната енергия все още се използва, например, за загряване на вода в басейн
Въпреки това, в райони, които не са газифицирани, местата, където не се доставя електричество, термопомпата с енергиен прием на почви и вода може да се превърне в единица, осигуряваща БГВ и отоплителни системи
Разумно е да използвате безплатна енергия от подземни води и скали за осигуряване на топлина на битови сгради, оранжерии, спортни комплекси
Топлинните помпи с прием на енергия от земните недра могат да служат като допълнителни източници на енергия, необходими в случай на прекъсване на електрозахранването
В случай на напълно преминаване на къщата към геотермално отопление, най-често е необходимо изграждането на няколко вериги, за обслужване на определени пръстени, например за отопление с радиатор и топъл под, по-добре е да използвате две термопомпи, а за битова гореща вода
Геотермалните вериги на отоплителното устройство са перфектно комбинирани както с традиционните опции, така и с други видове алтернативни източници: слънчеви панели, ветрогенератори и други
Вътрешно тяло на геотермална отоплителна система
Геотермални източници при отопление на частна къща
Термопомпа от вода до вода за отопление на водата в басейна
Геотермални системи в подреждането на крайградските сгради
Геотермално отоплително устройство в оранжерия
Топлинна помпа като допълнение към основния отоплителен кръг
Геотермална система с много вериги в частна къща
Геотермално отопление, сдвоено със слънчеви панели
Трябва да се отбележи, че някои занаятчии, в опит да спестят пари, се научиха как да сглобят геотермална термопомпа със собствените си ръце.
Относно източниците на геотермално отопление
За геотермално отопление можете да използвате следните източници на земна топлинна енергия:
- висока температура;
- ниска температура.
Високотемпературните източници включват например термални пружини. Можете да ги използвате, но обхватът на тяхното приложение е ограничен до действителното местоположение на такива източници.
Ако този вид енергия се използва активно в Исландия, тогава в Русия термалните води са далеч от населените места. Колкото е възможно, те са концентрирани в Камчатка, където подземните води се използват като топлоносител и се доставят до системи за водоснабдяване с гореща вода.
За ефективно използване на топлинната енергия на земята не е необходим вулкан. Достатъчно е да използвате тези ресурси, които са само на 200 метра от земната повърхност.
Но за използването на източници с ниска температура имаме всички необходими предпоставки. За тази цел са подходящи околните въздушни маси, земя или вода.
За извличане на необходимата енергия с помощта на термопомпа. С негова помощ има процедура за преобразуване на околната температура в топлинна енергия не само за отопление, но и за подаване на топла вода в частно домакинство.
Галерия с изображения
Снимка от
Ограда от свободна подземна вода и скална топлина
Външен топлообменник
Външен топлообменник в естествено езерце
Геотермална кладенец с термопомпа
Принципът на работа на такова отопление
Ако сте запознати с това как работи климатик или хладилник, тогава приликата на тези процеси с принципа на функциониране на геотермалното отопление е очевидна. Основата на системата е термопомпа, която е включена в две вериги - външна и вътрешна.
За да организирате традиционна отоплителна система във всяка къща, е необходимо да се монтират тръби в нея за транспортиране на охлаждащата течност, а радиаторите, когато се нагряват, топлината ще влезе в помещенията. В нашия случай също са необходими тръби и радиатори. Те образуват вътрешната верига на системата. Подово отопление може да се добави към веригата.
Външната верига изглежда много по-голяма от вътрешната, въпреки че нейните размери могат да бъдат оценени само през периода на планиране и инсталиране. По време на работа той е невидим, защото е под земята или под вода. Обикновената антифриз на базата на вода или етилен гликол циркулира вътре в тази верига, което е много за предпочитане.
Структурата на геотермалната отоплителна система включва две вериги - вътрешна и външна, както и сърцевината на отоплителната система - термопомпа, която, компресирайки охлаждащата течност, повишава нейната температура (+)
Топлоносителят във външната верига се нагрява до състоянието на средата, в която е потопен, и се изпраща в „затоплена“ форма към термопомпата. Чрез него концентрираната топлина се съобщава на вътрешната верига, в резултат на което водата в тръбите, радиаторите и подово отопление се нагрява.
По този начин ключовият елемент, който съживява цялата система, е термопомпата. Ако къщата ви има обикновена пералня, тогава знайте: тази помпа ще заема приблизително същата площ.
За да работи, той се нуждае от електричество, но, консумирайки само 1 кВт, той осигурява генерирането на 4-5 кВт топлина. И това не е чудо, тъй като източникът на "допълнителна" енергия е известен - това е околната среда.
Два вида топлообменник
Има две възможности за отопление на частна къща, използвайки нискотемпературна енергия от елементи на околната среда. Основата на системата и в трите случая е геотермална помпа.
Вътрешната верига остава непроменена за всеки метод за отопление, а основната разлика е местоположението на външната верига.
Геотермалното отопление се случва с топлообменник, разположен:
- изправено - разположени в кладенци, които разкриват или не отварят водоносния хоризонт;
- хоризонтално - топлообменниците на системите се поставят в яма или открито езерце под формата на намотка.
Всеки от видовете отопление, дадени тук, се характеризира със своите характеристики, недостатъци и предимства.
Ако възнамерявате да създадете такава отоплителна система със собствените си ръце, ще ви е интересно да научите повече за всеки от видовете.
Галерия с изображения
Снимка от
Вертикален начин за поставяне на колектора
Група вертикални бримки на колектора на термопомпата
Външен колектор за термопомпа за голяма къща
Хоризонтална помпа за входяща подземна вода
Полагане на колектора на външното тяло в изкоп
Инсталиране на топлообменник като група кошници
Полагане на тръбопровода по стените и дъното на ямата
Свиване на площ, компенсиращо завършване на кладенци
Опция 1. Вертикално поставяне на външен колектор
Този тип отопление се основава на интересен природен феномен: на дълбочина 50-100 м и повече от повърхността му земята има същата и постоянна температура 10-12 ° C през цялата година.
За да можем да използваме тази енергия на земята, е необходимо да се пробият вертикални кладенци. Технологията е почти същата като приготвянето на водоизточник.
За да постигнете максимално запазване на пейзажа, можете да пробиете няколко тръби от една и съща начална точка, но от различни ъгли.
Външната верига на системата ще бъде монтирана директно в тези кладенци. Това ефективно ще отнеме топлината му от земята. Разбира се, този метод трудно може да се нарече прост и нискобюджетен.
За да се създаде вертикална система за геотермално отопление, е необходимо да се използва оборудване за сондажни кладенци, без използването на сондаж, решаването на проблемите с инсталирането на системата ще бъде доста трудоемко (+)
Уместно е в случая, когато територията в съседство с къщата вече е оборудвана и нарушаването на нейния пейзаж е неподходящо. Дълбочината на сондажното пробиване може да достигне от 50 до 200 метра.
Конкретните параметри на кладенеца зависят от геоложката ситуация на обекта и параметрите на бъдещата конструкция. Срокът на експлоатация на този дизайн е приблизително 100 години.
За да инсталирате вертикална версия на система с топлообменник, която извлича енергия от подземна вода, ще е необходимо да се пробият два водоносни хоризонтала.
От един от тях, наречен дебит, с помощта на помпа се изтегля вода, която след пренос на топлина се слива във второто, приемащо поколение.
Минусът на геотермалната система с два кладенеца е недостатъчен за отопление на селска къща. Циркулационната помпа харчи твърде много енергия. Но за доставката на охлаждаща течност, контурът на топлия под получена топлинна енергия е достатъчен
Вариант №2. Хоризонтално подреждане на почвен колектор
За да положите външната верига с хоризонталния тип отопление, трябва да знаете колко дълбоко замръзва земята във вашия район.
Тръбите се полагат под нивото на замръзване в предварително подготвени окопи, като същевременно заснемат доста голямо пространство: за да се отоплява къща с площ от 200-250 квадратни метра. м, трябва да използвате около 600 квадратни метра. м топлообменник. Това са шестстотин части.
Недостатъкът на този дизайн е голямата площ, която заема. Ако имате нужда от тревна площ, покрита с трева и цветя на парцела, това е вашата възможност.И по-добре е колекторните тръби да се пазят от плододаващите дървета (+)
Ясно е, че при такива условия обемът на земните работи ще бъде значителен. Освен това трябва да вземете предвид по отношение на местоположението на дърветата и друга растителност на обекта, за да не ги замразявате. Например, невъзможно е колекторните тръби да се поставят по-близо от един и половина метра от дърветата.
Този метод на инсталиране се използва, като правило, в случаите, когато сайтът просто се овладява за изграждане. Всички изчисления и планове за изграждането на вилата, организацията на нейното отопление и планирането на земята се извършват най-добре едновременно.
Галерия с изображения
Снимка от
Полагане на колектора за всмукване на топлина в ямата
Свързване на колектора към тръбите на изхода и входа на къщата
Свързване към бойлер за съхранение
Подреждане на обекта с външен колектор
Потапяне на хоризонтален топлообменник в езерце
Този метод изисква специално подреждане на собствеността на дома - на разстояние около 100 м от резервоар с достатъчна дълбочина. Освен това посоченият резервоар не трябва да замръзва до дъното, където ще бъде разположена външната верига на системата. И за това площта на резервоара не може да бъде по-малка от 200 квадратни метра. m
Тази опция за поставяне на топлообменник се счита за най-малко скъпа, но подобна уредба на собствеността на дома все още не е често срещана. Освен това могат да възникнат трудности, ако резервоарът принадлежи на обществени съоръжения
Очевидното предимство на този метод е липсата на задължителни трудоемки разкопки, въпреки че все още трябва да се занимавате с подводното местоположение на колектора. И специално разрешение за подобна работа също ще е необходимо.
Въпреки това, геотермалната инсталация, използваща водна енергия, все още е най-икономичната.
Направете го сами: какво и как
Ако вече инсталирате собствено геотермално отопление, тогава външната верига е по-добре да купите готови. Разбира се, ние разглеждаме само начини за хоризонтално подреждане на външен топлообменник: под повърхността на почвата или под водата.
Монтирането на вертикален колектор за сондажи е много по-трудно, ако нямате оборудване и умения за пробиване.
Термопомпата не е твърде голямо оборудване. Във вашата къща тя не заема много място. В края на краищата, по размер той е сравним например с конвенционален котел на твърдо гориво. Свързването на вътрешната верига на вашия дом към него е проста задача.
Всъщност всичко се прави точно както при организирането и разпределението на отоплението с помощта на традиционните източници на топлина. Основната трудност е подреждането на външната верига.
Тази подредба на къщата спрямо езерцето е по-често срещана. Основното е, че резервоарът не трябва да е на повече от 100 метра от вилата
Най-добрият вариант би бил използването на водно тяло, ако има такова на разстояние не повече от 100 м. Необходимо е неговата площ да надвишава 200 квадратни метра. m, а дълбочина - 3 m (среден параметър на замръзване). Ако този резервоар не принадлежи на вас, може да възникне проблем с получаването на разрешение за използването му.
Ако резервоарът е езерце, което е във ваше притежание, тогава въпросът е опростен. Водата от водоема може временно да се изпомпва. Тогава работата по дъното му може да се извърши лесно: ще е необходимо тръбите да се поставят в спирала, като ги фиксирате в това положение.
Земните работи ще са необходими само за изкопаване на окоп, който ще е необходим за свързване на външната верига към термопомпата.
След приключване на цялата работа езерцето може да се напълни отново с вода. В следващите няколко години външен топлообменник трябва да работи правилно и да не създава проблеми на собственика си.
Ако имате на ваше разположение парцел, върху който трябва само да изградите жилища и да отглеждате градина, има смисъл да планирате хоризонтален почвен тип топлообменник.
За това трябва да се направи предварително изчисление на площта на бъдещия колектор въз основа на параметрите, които вече са посочени по-горе: 250-300 кв. м колектор на 100 квадратни метра. м отопляема площ на къщата.
Ако имате сайт без сгради и растителност, които бихте искали да запазите, можете просто да премахнете почвата по време на изграждането на външния хоризонтален почвен контур: това е по-лесно от копаенето на окопи
Изкопите, в които да се полагат тръбите на веригата, трябва да бъдат изкопани под нивото на замръзване на почвата.
И още по-добре - просто извадете почвата до дълбочината на замръзването й, поставете тръбите и след това върнете почвата на мястото си. Работата е отнемаща време, трудна, но с голямо желание и решителност можете да я направите.
Разходи и перспективи за изплащане
Разходите за оборудване и инсталирането му по време на изграждането на геотермалното отопление зависят от капацитета на агрегата и от производителя.
Всеки избира производител, ръководен от собствените си съображения и информация за репутацията и надеждността на определена марка. Но мощността зависи от площта на стаята, която ще се обслужва.
Тази цифра отразява накратко същността на ползите, получени от използването на геотермална отоплителна система. Именно това съотношение на входяща и изходяща енергия позволява на системата бързо да се изплати и след това да спести парите на своя собственик (+)
Ако вземем предвид точно мощността, тогава цената на термопомпите варира в следните диапазони:
- 4-5 кВт - 3000-7000 конвенционални единици;
- 5-10 кВт - 4000-8000 конвенционални единици;
- 10-15 кВт - 5000-10000 конвенционални единици.
Ако добавим към тази сума разходите, необходими за инсталационната работа (20-40%), тогава ще получим сума, която за мнозина изглежда напълно нереалистична.
Но всички тези разходи ще се изплатят в съвсем разумни условия. В бъдеще ще трябва да плащате само незначителни разходи за електричество, необходимо за работата на помпата. И всичко е!
Поради недостатъчната ефективност на геотермалните системи за отопление на жилищни сгради, те се използват като допълнение към основните отоплителни мрежи или са изградени в комбинация с два или повече топлообменника.
Както показва практиката, геотермалното отопление е особено полезно за домове с обща отопляема площ от 150 квадратни метра. м. За пет до осем години всички разходи за организиране на отоплителни системи в тези къщи се изплащат напълно.
Ако геотермалното отопление не е особено търсено сред собствениците на частни къщи, тогава ефективността на геловите системи вече е оценена от жителите на южните райони. Технологията за изграждане на слънчево отопление е доста проста, а нейната ефективност и практичност се потвърждава от дългогодишния опит в използването на западните страни и нашите сънародници.
Допълнителна информация за алтернативните източници на енергия е предоставена в тази статия.
Ако ви е по-лесно да възприемате визуална информация, тогава това видео ще ви позволи да видите сами как функционира геотермалната система, както и да научите повече за това кой и защо този вид отопление е от полза.
Каним ви да гледате кратко видео, в което собственикът на хоризонтален колектор за подпочвени разкази ще разкаже за своите впечатления от работата му. Освен това, гледайки това видео, ще научите за текущите разходи, свързани с работата на геотермалната отоплителна система.
Всеки собственик на частна къща сам избира дали да купува услугите на организации, доставящи ресурси, или да разчита само на себе си. При това той се ръководи от списък от съображения.
Целта, която си поставим за себе си е да не ви подтикнем към готов извод, а да споделим информация за опциите за решаване на проблема, пред който сте изправени.
Имате нещо за допълване или имате въпроси относно геотермалното отопление на частна къща? Можете да оставяте коментари за публикацията. Контактната форма се намира в долния блок.