Pentru a furniza o casă privată cu căldură, se folosesc în mod tradițional unități care funcționează cu combustibil electric, solid, gazos sau lichid. În ultimele decenii, colectoarele solare și căldura din interiorul pământului au fost folosite ca sursă alternativă de energie termică. Încălzirea unei case cu căldura pământului se numește încălzire geotermală a casei.
Încălzirea geotermală a casei folosind energia pământului
Încălzirea de la sol are o cerere tot mai mare, deoarece costul surselor convenționale de energie crește constant, în timp ce rezervele de combustibili fosili sunt reduse. Investiția de bani în încălzirea cu pământ a unei cabane rurale este destul de profitabilă, ținând seama de perspectivele economice și de economiile semnificative în furnizarea autonomă de căldură în timpul sezonului de încălzire.
Metode de obținere a energiei termice naturale
Pompele de căldură de la sol diferă prin modul în care extrag căldura:
- Instalații care utilizează căldura apelor subterane adânci, gheizerele fierbinți etc.
- Sisteme care includ un rezervor antigel instalat în pământ la o adâncime de 75 de metri. Încălzirea din intestinele pământului este asigurată de încălzirea naturală a rezervorului cu antigel; Drept urmare, agentul frigorific, trecând prin schimbătorul de căldură, degajă căldura primită și se întoarce în recipient.
- Circuitul geotermal este așezat de-a lungul fundului rezervorului, care este un acumulator natural de căldură. În acest caz, trebuie să luați în considerare faptul că rezervorul poate îngheța complet iarna.
Tipuri de pompe de căldură sursă de sol
Încălzirea unei case cu energia pământului necesită instalarea la scară largă a sistemului, dar este un mod ecologic de a obține energie termică aproape gratuită. Pentru a încălzi o casă, veți avea nevoie de o cantitate mică de electricitate necesară pentru ca sistemul să funcționeze.
Costuri și perspective de rambursare
Costurile echipamentului și instalarea acestuia în timpul construcției de încălzire geotermală depind de capacitatea unității și de producător. Toată lumea alege un producător, ghidat de propriile considerații și informații despre reputația și fiabilitatea unui anumit brand. Dar puterea depinde de zona camerei care trebuie întreținută.
Această figură rezumă beneficiile unui sistem de încălzire geotermală. Acest raport de energie de intrare și de ieșire este cel care permite sistemului să plătească rapid la început și apoi să economisească bani pentru proprietarul său.
Dacă luăm în considerare puterea, atunci costul pompelor de căldură fluctuează în următoarele intervale:
- pentru 4-5 kW - 3000-7000 unități convenționale;
- pentru 5-10 kW - 4000-8000 unități convenționale;
- pentru 10-15 kW - 5000-10000 unități convenționale.
Dacă la această sumă adăugăm costurile necesare lucrărilor de instalare (20-40%), atunci vom obține o sumă care pentru mulți va părea absolut nerealistă. Dar toate aceste costuri se vor achita într-un timp foarte rezonabil. În viitor, va trebui să plătiți doar un cost minor de energie electrică necesar pentru funcționarea pompei. Și tot!
Datorită eficienței insuficiente a sistemelor geotermale pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, acestea sunt utilizate ca un plus la rețelele principale de încălzire sau sunt construite în combinație cu două sau mai multe schimbătoare de căldură.
După cum arată practica, încălzirea geotermală este benefică în special pentru casele cu o suprafață totală încălzită de 150 mp. metri. În cinci până la opt ani, toate costurile amenajării sistemelor de încălzire în aceste case sunt achitate integral.
Principiile de funcționare ale încălzirii geotermale
Încălzirea din energia pământului este utilizată cu succes în diferite zone climatice: sistemele sunt capabile să funcționeze atât în regiunile sudice, cât și în cele nordice.
În timpul funcționării sale, o instalație geotermală folosește o astfel de proprietate fizică a unor fluide precum capacitatea de evaporare, ceea ce duce la răcirea suprafeței. Acest fenomen stă la baza funcționării echipamentelor frigorifice.
Principiul de funcționare a încălzirii geotermale este un proces de răcire inversat. Așa funcționează aparatele de aer condiționat, capabile nu numai să se răcească, ci și să încălzească aerul din cameră.
Cum funcționează pompa de căldură
Cu toate acestea, unitățile de aer condiționat au funcționalitate limitată - nu pot funcționa la temperaturi sub -5 ° C. Iar sistemul geotermal este capabil să asigure încălzirea casei, indiferent de temperatura aerului de la suprafață. Acest lucru se datorează faptului că în mediul din care ia energie termică, condițiile stabile de temperatură sunt menținute în mod natural.
Mai multe fapte istorice
Când a izbucnit criza petrolului în anii 70 ai secolului trecut, în Occident a apărut o nevoie arzătoare de surse alternative de energie. În acest moment au început să fie create primele sisteme de încălzire geotermală. Astăzi sunt utilizate pe scară largă în Statele Unite, Canada și statele din Europa de Vest.
Când menționăm sursele de energie geotermală, ne imaginăm întotdeauna o vale de gheizere sau vulcani, dar sursele de care avem nevoie sunt mult mai apropiate. Și ne vor ajuta să ne încălzim iarna și răcoare vara.
De exemplu, în Suedia, apa din Marea Baltică este utilizată activ, a cărei temperatură este de + 4 grade. În Germania, introducerea sistemelor de încălzire geotermală este chiar sponsorizată la nivel de stat. Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya și alte centrale geotermale funcționează în Rusia. Dar există foarte puține fapte despre utilizarea energiei Pământului în sectorul nostru privat.
Dispozitiv de sistem de încălzire geotermală
Geotermia (știința stării termice a Pământului) a făcut posibilă utilizarea practică a energiei termice pe care scoarța terestră o primește de la magma fierbinte din centrul planetei.
La suprafață este instalată o pompă de căldură special concepută pentru încălzirea unei case, iar un schimbător de căldură este montat în pământ sau la baza rezervorului. Energia termică este „pompată” la suprafață și vă permite să încălziți lichidul de răcire în circuitul de încălzire al unei case sau al unei instalații nerezidențiale.
Cum este procesul de încălzire
Încălzirea geotermală a unei case private este o opțiune rentabilă. Dacă folosiți energia pământului pentru a încălzi o casă, atunci pentru fiecare kilowat de electricitate necesar pentru funcționarea echipamentului, există 4 până la 6 kW de energie termică utilă obținută din intestinele planetei.
În comparație cu funcționarea aparatului de aer condiționat, vom vedea că, în timpul funcționării sale, sunt necesari mai mult de 1 kW de energie electrică pentru a obține 1 kW de energie termică. Acest lucru se datorează pierderilor inevitabile pentru conversia unei energii în alta etc.
Este foarte profitabil să încălziți o clădire rezidențială folosind energia termică a interiorului pământului, dar perioada de recuperare a costurilor pentru echipamente și instalare va dura ceva timp.
Folosirea căldurii pământului pentru a încălzi o casă nu necesită instalarea unui cazan tradițional pentru încălzirea lichidului de răcire.
În acest caz, sistemul este format din trei componente
:
- circuit de încălzire - sursă geotermală de energie termică;
- circuit de încălzire în interiorul casei - radiator sau podea cu temperatură scăzută;
- stație de pompare - o pompă de căldură pentru pomparea energiei termice în circuitul de încălzire din circuitul de încălzire din sol sau sub apă.
Un sistem de încălzire geotermală poate fi, de asemenea, utilizat pentru încălzirea serelor, clădirilor auxiliare, apei piscinei, cărărilor de grădină etc.
Avantaje și dezavantaje
pro
- O sursă de energie aproape inepuizabilă și stabilă;
- Producătorii de astfel de sisteme numesc astfel de încălzire gratuită pentru proprietar. Dar acest lucru nu este cazul, deoarece nu trebuie să uităm de costul energiei electrice. Cu toate acestea, este mai ieftin decât sistemele tradiționale de încălzire;
- Încălzirea geotermală poate fi utilizată în aproape orice regiune, cu excepția celor din nord;
- Sistemele de încălzire geotermală nu au emisii nocive;
- Ocupă puțin spațiu în casă (cam de dimensiunea unui frigider);
- Este posibil să configurați funcționarea unităților atât pentru încălzire, cât și pentru răcire;
- Dacă este necesar, instalația geotermală poate fi integrată în sistemul de încălzire al unei case cu un cazan pe gaz sau electric.
Minusuri
- Perioadă lungă de recuperare;
- O sumă mare de investiții inițiale în achiziționarea și instalarea unui sistem de încălzire geotermală.
Echipamente pentru amenajarea încălzirii geotermale
Echipamentele geotermale pentru un sistem de încălzire profundă permit acumularea energiei termice extrase din mediu și transferarea acestuia la agentul de răcire din circuitul de încălzire.
Lista echipamentelor pentru încălzirea cu căldură de pe pământ include
:
- Evaporator. Dispozitivul este situat la o adâncime și servește la absorbția energiei termice situate în apele geotermale sau în sol.
- Condensator. Vă permite să aduceți temperatura antigelului la valoarea necesară pentru funcționarea sistemului.
- Pompa de caldura. Asigură circulația antigelului în circuitul de încălzire, controlează funcționarea instalației geotermale.
- Rezervor tampon - un recipient pentru colectarea antigelului încălzit. Vă permite să transferați energia termică din interiorul pământului către agentul de răcire. Rezervorul prin care trece lichidul de răcire este echipat cu un schimbător de căldură în formă de bobină. Antigelul încălzit se mișcă de-a lungul acestuia, emanând căldură.
Diagrama dispozitivului pompei de căldură
Instalarea sistemului
Încălzirea geotermală a unei case de țară în etapa de amenajare necesită o investiție solidă. Costul total ridicat al sistemului se datorează în mare parte cantității mari de terenuri asociate cu instalarea circuitului de încălzire.
De-a lungul timpului, costurile financiare dau roade, deoarece energia termică utilizată în timpul sezonului de încălzire este extrasă din adâncurile pământului cu un consum minim de energie.
Instalarea unui schimbător de căldură orizontal pentru un sistem de încălzire geotermală
Pentru a asigura încălzirea casei cu căldura pământului, este necesară instalarea sistemului
:
- partea principală ar trebui să fie situată sub pământ sau la baza rezervorului;
- în casă, este instalat doar echipament suficient de compact și este instalat un radiator sau un circuit de încălzire prin pardoseală. Echipamentul situat în interiorul casei vă permite să reglați nivelul de încălzire al lichidului de răcire.
Cum arată echipamentele geotermale într-o casă
Atunci când proiectați încălzirea utilizând căldura pământului, este necesar să decideți opțiunea de instalare pentru circuitul de lucru și tipul de colector.
Există două tipuri de colecționari
:
- Vertical - se aruncă în pământ pentru câteva zeci de metri. Pentru a face acest lucru, la mică distanță de casă, trebuie să găuriți o serie de puțuri. Un contur este scufundat în puțuri (cea mai fiabilă opțiune sunt țevile din polietilenă reticulată).
- Dezavantaje: costuri financiare mari pentru găurirea mai multor găuri în pământ cu o adâncime de 50 de metri.
Avantaje: Amplasarea conductei subterane la o adâncime în care temperatura solului este stabilă, asigură o eficiență ridicată a sistemului. În plus, colectorul vertical ocupă o mică suprafață a terenului.
- Orizontală.Utilizarea unui astfel de colector este permisă în regiunile cu climă caldă și temperată, deoarece adâncimea înghețului solului nu trebuie să depășească 1,5 metri.
- Dezavantaje: necesitatea de a utiliza o zonă mare a site-ului (principalul dezavantaj). După așezarea conturului, această bucată de teren nu poate fi folosită pentru o grădină sau o grădină de legume, deoarece sistemul funcționează cu eliberarea de frig la transportul agentului frigorific, ceea ce va determina înghețarea rădăcinilor plantelor.
Beneficii: Lucrări terestre mai ieftine, care pot fi realizate chiar și pe cont propriu.
Tip colector orizontal și vertical
Energia geotermală poate fi obținută prin amplasarea unui circuit orizontal geotermal la baza unui rezervor fără îngheț. Cu toate acestea, acest lucru este dificil de implementat în practică: rezervorul poate fi amplasat în afara teritoriului privat și atunci va trebui coordonată instalarea schimbătorului de căldură. Distanța de la obiectul încălzit la rezervor nu trebuie să depășească 100 de metri.
Important! Temperatura ambientală a colectorului nu trebuie să scadă sub + 5 ° C. Partea superioară a colectorului în contact cu solul înghețat trebuie protejată cu izolație termică pentru a evita pierderea de energie termică.
Video despre principiile și rezultatele funcționării
Dacă îți este mai ușor să percepi informații vizuale, atunci acest videoclip îți va permite să vezi cu ochii tăi exact cum funcționează sistemul geotermal, precum și să afli mai multe despre cine și de ce este benefic acest tip de încălzire.
Vă invităm să urmăriți un scurt videoclip în care proprietarul unui colector subteran orizontal vă va spune despre impresiile sale despre funcționarea sa. În plus, vizionând acest videoclip, veți afla despre costurile de funcționare asociate cu funcționarea unui sistem de încălzire geotermală.
Fiecare proprietar al unei case private alege singur dacă cumpără serviciile organizațiilor care furnizează resurse sau se bazează doar pe el însuși. Procedând astfel, el este ghidat de o listă întreagă de considerații. Sarcina pe care ne-am propus-o nu este să vă împingem la o concluzie gata făcută, ci să împărtășim informații despre opțiunile de soluționare a problemei în fața dvs. publicat
P.S. Și amintiți-vă, doar schimbându-vă consumul - împreună schimbăm lumea! © econet
