Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Víme, že geotermální energie je teplo Země a termín „geotermální“ je často spojován se sopkami a gejzíry. V Rusku se geotermální energie používá hlavně v průmyslovém měřítku, například existují elektrárny Dálného východu, které pracují na základě tepla naší planety.

Mnozí věří, že dělat geotermální vytápění doma s vlastními rukama je něco z říše fantazie. Není to? Ale to není ten případ! S rozvojem moderních technologií se domácí využití „zelené energie“ stalo reálným.

Budeme hovořit o principech fungování alternativního vytápění, jeho výhodách a nevýhodách, srovnatelných s tradičními topnými systémy. Dozvíte se také, jak uspořádat výměník tepla a jak instalovat geotermální vytápění vlastníma rukama.

Některá historická fakta

Když v 70. letech minulého století vypukla ropná krize, na Západě vznikla pálivá potřeba alternativních zdrojů energie. V této době začaly vznikat první systémy geotermálního vytápění.

Dnes jsou rozšířeny ve Spojených státech, v Kanadě a v západoevropských státech.

Využití energie zemského vnitrozemí má velkou výhodu: použité zdroje jsou získány bezplatně a spontánně obnoveny Vnitřní blok geotermálního systému zabírá málo místa, vypadá jako známé domácí spotřebiče Počáteční investice do zařízení systému využívající geotermální energii je vyšší než instalace kotle, ale minimální prostředky na údržbu a provoz ospravedlňují a rychle platí za projekt Zařízení, která zpracovávají energii země do tepla, nevypouští spaliny, trvale nehorí palivové dřevo, uhlí, rašelinu, plyn

Například ve Švédsku se voda z Baltského moře aktivně používá, jejíž teplota je + 4 ° C. V Německu je zavedení systémů geotermálního vytápění dokonce sponzorováno na státní úrovni.

Při zmínce o zdrojích geotermální energie si vždy představujeme údolí gejzírů nebo sopek, ale zdroje, které potřebujeme, jsou mnohem blíže. Pomohou nám zahřát se v zimě a chladnou v létě.

Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya a další geotermální elektrárny působí v Rusku. Existuje však jen velmi málo faktů o využití energie Země v našem soukromém sektoru.

Skutečné výhody a nevýhody

Pokud je v Rusku geotermální vytápění soukromého sektoru poměrně vzácné, znamená to, že tato myšlenka nestojí za náklady na její realizaci? Možná by se tento problém neměl řešit? Ukázalo se, že to tak není.

Využití systému geotermálního vytápění pro domácnost je nákladově efektivní řešení. A pro to existuje několik důvodů. Mezi nimi je rychlá instalace zařízení, které může pracovat dlouho bez jakýchkoli přerušení.

Pokud používáte v topném systému ne vodu, ale vysoce kvalitní nemrznoucí kapalinu, nezmrzne a její opotřebení bude minimální.

Uvádíme další výhody tohoto typu vytápění.

  • Postup při spalování paliva je vyloučen. Vytváříme absolutně ohnivzdorný systém, který v průběhu provozu nebude schopen poškodit bydlení. Kromě toho je vyloučeno několik dalších otázek týkajících se přítomnosti paliva: nyní není třeba hledat místo, kde by bylo možné skladovat palivo, zabývat se jeho přípravou nebo dodávkou.
  • Podstatné ekonomické přínosy. Během provozu systému nebude vyžadovat žádné další investice. Roční vytápění zajišťují přírodní síly, které nekupujeme. Samozřejmě, při provozu tepelného čerpadla se spotřebuje elektrická energie, ale zároveň objem vyráběné energie výrazně převyšuje spotřebu.
  • Ekologický faktor. Geotermální vytápění soukromého venkovského domu je ekologickým řešením. Absence spalovacího procesu vylučuje uvolňování produktů spalování do atmosféry. Pokud si toho mnozí uvědomují a takový systém vytápění získá všudypřítomnou distribuci, negativní vliv lidí na přírodu se mnohonásobně sníží.
  • Kompaktní systém. Ve vašem domě nemusíte organizovat samostatnou kotelnu. Stačí jen tepelné čerpadlo, které může být umístěno například v suterénu. Nejobjemnější kontura systému bude umístěna v podzemí nebo pod vodou, neuvidíte ho na povrchu vašeho webu.
  • Multifunkční. Systém může pracovat jak pro vytápění v chladném období, tak pro chlazení během letního tepla. To znamená, že vás nahradí nejen topení, ale i klimatizaci.
  • Akustický komfort. Tepelné čerpadlo běží téměř tiše.

Volba systému geotermálního vytápění je ekonomicky výhodná, a to i přesto, že musíte vynaložit peníze na nákup a instalaci zařízení.

Mimochodem, jako nevýhoda systému, je třeba uvést náklady na instalaci systému a jeho přípravu pro provoz. Bude nutné koupit čerpadlo samotné a některé materiály, provádět práce na instalaci externího kolektoru a vnitřního okruhu.

Není žádným tajemstvím, že se zdroje z roku na rok stávají dražšími, takže autonomní systém vytápění, který se může vyplatit během několika let, bude pro jeho majitele vždy ekonomicky výhodný.

Tyto náklady se však vyplatí během prvních několika let provozu. Následné použití kolektoru uloženého v zemi nebo ponořeného ve vodě šetří značné zdroje.

Samotný instalační proces navíc není tak složitý, aby pozval specialisty třetích stran k jeho implementaci. Pokud nechcete vrtat, pak vše ostatní lze udělat nezávisle.

Vnitřní jednotka systému, která využívá teplo ze země, zahrnuje přímo samotné tepelné čerpadlo, ohřívač vody samostatně instalovaný nebo zabudovaný do čerpadla a vyrovnávací nádrž Tepelná energie hornin a podzemních vod je dostatečná pro organizaci vytápění a dodávky teplé vody venkovského domu. Navzdory skutečným přínosům provozních tepelných čerpadel je vytápění domu pomocí plynového kotle stále levnější, ale geotermální energie se stále používá, například k ohřevu vody v bazénu. V oblastech, které nejsou plynofikovány, se však místo, kde není dodávka elektřiny, může tepelné čerpadlo s energetickým odběrem zemin a vody stát agregátem zajišťujícím zásobování teplou vodou a vytápění. Je rozumné využívat volnou energii podzemních vod a hornin při poskytování tepla domácnostem, skleníkům, sportovním komplexům Tepelná čerpadla s energetickým příjmem ze střev zeminy mohou sloužit jako další zdroje energie potřebné v případě výpadků proudu V případě úplného přepnutí domu na geotermální vytápění je často nutné postavit několik okruhů, pro obsluhu některých kroužků, například pro vytápění radiátorů a vytápěné podlahy, je lepší použít dvě tepelná čerpadla a pro TUV třetí. Geotermální topná zařízení jsou perfektně kombinována s tradičními možnostmi a dalšími typy alternativních zdrojů: solární panely, větrné turbíny a další

Je třeba poznamenat, že někteří řemeslníci se ve snaze ušetřit peníze naučili sestavit geotermální tepelné čerpadlo vlastníma rukama.

O geotermálních zdrojích tepla

Pro geotermální vytápění můžete využít následující zdroje zemské tepelné energie:

  • vysoká teplota;
  • nízká teplota.

Zdroje s vysokou teplotou zahrnují například termální prameny. Můžete je použít, ale jejich rozsah je omezen na skutečné umístění těchto zdrojů.

Pokud se na Islandu tento druh energie aktivně využívá, v Rusku jsou termální vody daleko od obydlených oblastí. Jsou maximálně soustředěny v Kamčatce, kde je podzemní voda používána jako chladivo a dodává se do systému TUV.

Pro efektivní využití tepelné energie Země nepotřebuje sopku. Stačí použít ty zdroje, které jsou jen 200 metrů od zemského povrchu.

Ale pro použití nízkoteplotních zdrojů máme všechny nezbytné předpoklady. Pro tento účel jsou vhodné okolní vzduchové hmoty, půda nebo voda.

Odebrat potřebnou energii pomocí tepelného čerpadla. S jeho pomocí se provádí proces přeměny okolní teploty na tepelnou energii nejen vytápění, ale i zásobování teplou vodou v soukromé domácnosti.

Zdroje geotermální energie zahrnují podzemní přírodní objekty: půdy a vodu. Solný roztok cirkuluje podél kontury, která bere teplo půdy. Když je kapalina stlačena kompresorem, stoupá její teplota, která se používá při přípravě chladiva pro topné systémy Podobným způsobem se provádí tepelná energie vody přírodních nádrží, do které se zaplaví vnější kolektor tepelného čerpadla. Při odebírání tepla z podzemní vody z geotermálního vrtu se výměník tepla vrací do studny a vrhá se potrubím do kompresoru vnitřní jednotky.

Princip činnosti takového ohřevu

Pokud jste obeznámeni s tím, jak funguje klimatizace nebo lednice, pak je zřejmá podobnost těchto procesů se zásadou geotermálního vytápění. Základem systému je tepelné čerpadlo, které je součástí dvou okruhů - vnějších i vnitřních.

Pro uspořádání tradičního vytápění v každém domě je nutné do něj instalovat potrubí pro přepravu teplonosné látky a radiátorů, které při zahřívání proudí do areálu. V našem případě jsou také potřeba trubky a radiátory. Tvoří vnitřní obrys systému. Schéma může být přidáno podlahové vytápění.

Vnější obrys vypadá mnohem větší než vnitřní, i když jeho rozměry lze odhadnout pouze během plánovacího a instalačního období. Během provozu je neviditelný, protože je pod zemí nebo pod vodou. V tomto okruhu cirkuluje normální voda nebo nemrznoucí směs na bázi ethylenglykolu, což je mnohem výhodnější.

Systém geotermálního vytápění se skládá ze dvou okruhů - vnitřního a vnějšího, jakož i srdce topného systému - tepelného čerpadla, které kompresí chladiva zvyšuje jeho teplotu (+) Chladicí kapalina v externím okruhu se ohřívá na stav média, do kterého je ponořena a odeslána. ve formě „zahřátého“ tepelného čerpadla. Prostřednictvím ní koncentrované teplo komunikuje s vnitřním okruhem, v důsledku čehož se voda v trubkách, radiátorech a vytápěných podlahách zahřívá.

Tepelné čerpadlo je tedy klíčovým prvkem, který oživuje celý systém. Pokud je ve vašem domě běžná pračka, pak byste měli vědět: toto čerpadlo bude mít přibližně stejnou plochu.

K práci potřebuje elektřinu, ale při spotřebě pouze 1 kW poskytuje teplo 4-5 kW. A to není zázrak, protože zdroj „další“ energie je znám - je to životní prostředí.

Dva typy umístění výměníku tepla

Existují dvě možnosti vytápění rodinného domu s využitím nízkoteplotních energetických prvků prostředí. Základem systému ve všech třech případech je geotermální čerpadlo.

Vnitřní obvod zůstane nezměněn pro jakoukoliv metodu ohřevu a hlavní rozdíl je v umístění externího obvodu.

Geotermální vytápění se děje s výměníkem tepla umístěným:

  • vertikálně - umístěné v studnách, které odhalují nebo neodhalují zvodnělou vrstvu;
  • horizontálně - výměníky tepla systémů jsou umístěny v jámě nebo otevřeném rybníku ve formě druhu cívky.

Každý zde uvedený typ vytápění je charakterizován svými vlastnostmi, nevýhodami a výhodami.

Pokud máte v úmyslu vytvořit takový topný systém vlastníma rukama, budete mít zájem dozvědět se více o každém typu.

Volba způsobu umístění externího kolektoru závisí na dostupnosti volného prostoru v blízkosti kaštieľa Horizontální uspořádání externího kolektoru geotermálního vytápění pro malý dům bude vyžadovat vyřazení pouze 36 m² V případě zařízení pro zásobování teplem domu v rozsahu od 300 do 600 m² musí být z provozu odstraněn pozemek o rozloze 110 m². Pro konstrukci horizontálního provedení kolektoru, který se nachází v zemi, budete potřebovat 200 až 500 m² volného prostoru Aby se zmenšila velikost ploch odebraných z provozu z důvodu uspořádání tepelných sběračů, používají se různé metody, například částečné pokládání v příkopu podél hranic úseku nebo silnic. K seskupení podzemních potrubí se používají různé možnosti. Jeden z nich - instalace závěsů ve formě košů Při volbě schématu pokládání trubek pro vnější část tepelného čerpadla je třeba mít na paměti, že pracovní část systému by měla být pohřbena pod úroveň sezónního zamrzání půdy. Dobrá kombinace horizontálně položených trubek a vertikálních vrtů pomůže snížit velikost místa vyřazeného z provozu.

Možnost # 1. Vertikální umístění externího kolektoru

Tento typ vytápění je založen na zajímavém přírodním jevu: v hloubce 50-100 m a více od jeho povrchu, země má stejnou a konstantní teplotu 10-12 ° С po celý rok.

Aby bylo možné tuto energii země použít, je nutné vyvrtat vertikální studny. Technologie je téměř stejná jako příprava zdroje vody.

Pro maximalizaci ochrany krajiny je možné vyvrtat několik trubek ze stejného výchozího bodu, ale z různých úhlů.

Vnější obvod systému bude namontován přímo do těchto studní. To bude účinně odnést teplo ze země. Samozřejmě, tato metoda se těžko nazývá jednoduchá a nízkorozpočtová.

Pro vytvoření vertikální geotermální vytápěcí soustavy je nutné použít zařízení pro vrtání studní, bez použití vrtné soupravy bude řešení problémů systému časově náročné (+)

Je to relevantní v případě, kdy je území přilehlé k domu již vybaveno a porušení jeho krajiny je nepraktické. Hloubka vrtání se může pohybovat od 50 do 200 metrů.

Specifické parametry vrtu závisí na geologické situaci v lokalitě a parametrech budoucí struktury. Životnost tohoto provedení je přibližně 100 let.

Pro konstrukci vertikální verze systému s výměníkem tepla, který odebírá energii podzemní vody, bude nutné vyvrtat dvě studny s vodou.

Jeden z nich, tzv. Debetní, používá čerpadlo k čerpání vody, které je po přestupu tepla odváděno do druhého přijímacího otvoru.

Mínus geotermální systém se dvěma studnami v nedostatku účinnosti pro vytápění venkovského domu. Příliš mnoho energie je spotřebováno oběhem čerpadla. Pro dodávku chladicí kapaliny do obrysu teplé podlahy je však dostačující energie dostatečná.

Možnost č. 2. Horizontální umístění sběrače půdy

Chcete-li položit vnější obrys s horizontálním pohledem na topení, musíte vědět, jak hluboko je země ve vaší oblasti zamrzlá.

Trubky jsou položeny pod úroveň mrazu v dříve připravených zákopech, zachycují poměrně velký prostor: vytápět dům, jehož plocha je 200-250 m2. m, musíte použít asi 600 metrů čtverečních. m výměník tepla. To je šest akrů.

Nevýhodou tohoto designu je velká plocha, kterou zabírá. Pokud potřebujete trávník pokrytý trávou a květinami na pozemku, je to vaše volba. A je lepší držet kolektorové trubky od ovocných stromů (+)

Je zřejmé, že za těchto podmínek bude objem zemních prací významný. Kromě toho je třeba zvážit, pokud jde o umístění stromů a jiné vegetace na místě, aby nedošlo k jejich zmrazení. Například nemůžete mít sběrnou trubku blíže než jeden a půl metru od stromů.

Tento způsob instalace je zpravidla používán v případech, kdy je staveniště vyvíjeno pouze pro výstavbu. Všechny výpočty a plány na výstavbu chaty, organizace jejího vytápění a plánování pozemku se nejlépe provádějí současně.

Stupeň 1: Zařízení tepelného čerpadla podzemní vody s horizontálním kolektorem začíná vývojem jámy nebo výkopu a pokládáním kolektoru, který sbírá teplo z půdních vrstev. Fáze 2: Panty kolektorů jsou spojeny s trubkami, z nichž jedna shromažďuje solný roztok, který absorbuje teplo ze země, druhá ho vrací po přenosu energie do tepelného čerpadla Krok 3: Po vstupu do tepelného čerpadla vydá solanka energii, která vstupuje do ohřívače vody, která připravuje nosič tepla pro topné okruhy Krok 4: Po připojení a sestavení sítě je testován její provoz. Když jsou získány pozitivní výsledky, je základní jáma naplněna půdou a oblast nad ní je usazena.

Ponorný horizontální výměník tepla v nádrži

Tato metoda vyžaduje zvláštní uspořádání vlastnictví domu - ve vzdálenosti asi 100 m od nádrže, která má dostatečnou hloubku. Uvedený zásobník by navíc neměl zamrznout až na dno, kde bude umístěn vnější obrys systému. A pro tuto oblast nádrže nesmí být menší než 200 metrů čtverečních. m

Tato možnost umístění výměníku tepla je považována za nejméně nákladnou, ale takové uspořádání vlastnictví domu není stále běžné. Kromě toho mohou být potíže, pokud vodní útvar patří do veřejných zařízení.

Zřejmou výhodou této metody je absence povinně pracujících zemních prací, i když se stále musíte drotit podmořským umístěním kolektoru. Také je zapotřebí zvláštního povolení k provedení takové práce.

Nicméně geotermální elektrárna, která využívá vodní energii, je stále nejekonomičtější.

Udělej to sám: co a jak

Pokud instalujete geotermální vytápění sami, pak je lepší koupit externí obvod jako hotový výrobek. Samozřejmě uvažujeme pouze metody horizontálního uspořádání vnějšího výměníku tepla: pod povrchem půdy nebo pod vodou.

Je mnohem obtížnější sestavit svislý sběratel dolů, pokud nemáte vybavení a dovednosti vrtání.

Tepelné čerpadlo není příliš velké zařízení. Ve vašem domě to nezabere mnoho místa. Ve skutečnosti je srovnatelná například s běžným kotlem na tuhá paliva. Připojte k němu vnitřní obrys vašeho domu - úkol je jednoduchý.

Ve skutečnosti se vše provádí stejně jako při organizaci a distribuci vytápění tradičními zdroji tepla. Hlavním problémem je uspořádání vnějšího obrysu.

Toto uspořádání domu vzhledem k rybníku je běžnější. Hlavní věc, že nádrž byla více než 100 metrů od chaty

Nejlepší možností by bylo použít nádrž, pokud existuje ve vzdálenosti nejvýše 100 m. Je nutné, aby její plocha přesahovala 200 metrů čtverečních. m, a hloubka - 3 m (průměrný bod mrazu). Pokud vám tato nádrž nepatří, může být problém získat povolení k jejímu použití.

Pokud je nádržka rybníkem, který vlastníte, pak je záležitost zjednodušena. Voda z rybníka může být dočasně odčerpána. Poté lze snadno pracovat na dně: bude nutné položit trubky do spirály a zajistit je v této poloze.

Výkopové práce budou nutné pouze pro vykopání výkopu, který bude potřebný pro připojení vnějšího okruhu k tepelnému čerpadlu.

Po provedení všech prací může být rybník doplněn vodou. V příštích letech by měl 100 externích výměníků tepla řádně fungovat a nezpůsobovat problémy svému majiteli.

Máte-li k dispozici pozemek, na kterém musíte postavit bydlení a pěstovat zahradu, má smysl plánovat horizontální výměník tepla typu půdy.

K tomu by měl být proveden předběžný výpočet plochy budoucího sběratele, na základě již uvedených parametrů: 250-300 m2. m kolektor na 100 m2. m vytápěná plocha domu.

Máte-li pozemek bez staveb a vegetace, který byste chtěli zachovat, můžete při stavbě vnějšího horizontálního obrysu půdy jednoduše odstranit půdu: je to jednodušší než rýhování zákopů

Výkopy, ve kterých mají být položeny trubky kontury, musí být vytěženy pod úroveň zamrznutí půdy.

A ještě lépe - stačí odstranit půdu do hloubky jejího zamrznutí, položit potrubí a pak vrátit půdu na místě. Práce je časově náročná, obtížná, ale s velkou touhou a odhodláním to můžete udělat.

Náklady a vyhlídky na návratnost

Náklady na zařízení a jeho instalaci během výstavby geotermálního vytápění závisí na kapacitě jednotky a výrobce.

Každý výrobce si vybere, řídí se svými vlastními myšlenkami a informacemi o pověsti a spolehlivosti určité značky. Napájení však závisí na prostoru, který má být obsluhován.

Toto číslo stručně odráží podstatu výhod plynoucích z využívání geotermálního vytápění. Je to právě tento poměr příchozí a odchozí energie, který umožňuje systému rychle se nejprve vyplatit a poté ušetřit peníze vlastníka (+)

Pokud vezmeme v úvahu přesně výkon, náklady na tepelná čerpadla se liší v následujících rozsazích:

  • na 4-5 kW - 3000-7000 konvenčních jednotek;
  • 5–10 kW - 4 000–8 000 jednotek;
  • 10-15 kW - 5 000-10 000 konvenčních jednotek.

Přidáme-li k této částce náklady, které jsou potřebné k provedení instalačních prací (20-40%), pak dostaneme částku, která se pro mnohé bude zdát zcela nereálná.

Ale všechny tyto náklady se vyplatí za poměrně rozumné podmínky. V budoucnu budete muset zaplatit pouze malé náklady na elektřinu potřebnou k provozu čerpadla. A to je vše!

Vzhledem k nedostatečné účinnosti geotermálních systémů pro vytápění obytných budov jsou využívány jako doplněk k hlavním vytápěcím sítím nebo jsou budovány v komplexu se dvěma nebo více výměníky tepla.

Jak ukazuje praxe, geotermální vytápění je zvláště výhodné pro domy s celkovou vytápěnou plochou 150 m2. Po dobu pěti až osmi let jsou veškeré náklady na vybavení topných systémů v těchto domech plně splaceny.

Pokud geotermální vytápění není zvláště žádáno mezi majiteli soukromých domů, pak efektivita gelových systémů již byla odhadnuta obyvateli jižních regionů. Technologie solárního vytápění je poměrně jednoduchá a její účinnost a praktičnost je potvrzena dlouholetými zkušenostmi s využitím západních zemí a našich krajanů.

Další informace o alternativních zdrojích energie jsou uvedeny v tomto článku.

Závěry a užitečné video na toto téma

Pokud je pro vás snazší vizuální informace, pak toto video vám umožní na vlastní oči přesně vidět, jak geotermální systém funguje, a také se dozvědět více o tom, kdo a proč je tento typ vytápění výhodný.

Zveme vás ke sledování krátkého videa, ve kterém majitel horizontálního kolektoru podloží vypráví o svých dojmech z provozu. Kromě toho, po sledování tohoto videa, se dozvíte o probíhajících nákladech spojených s provozem geotermálního vytápění.

Každý vlastník soukromého domu si sám zvolí, zda si pro něj objednává služby organizací poskytujících zdroje, nebo se spoléhá pouze na sebe. Je však veden seznamem úvah.

Cílem, který jsme si stanovili, není nutit vás k hotovému závěru, nýbrž sdílet informace o řešeních, kterým čelíte.

Je něco, co by mohlo doplnit, nebo mít otázky týkající se geotermálního vytápění soukromého domu? Komentáře k publikaci můžete zanechat. Formulář pro komunikaci je ve spodním bloku.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Konstrukce