Încălzirea geotermală a casei și principiul ei de funcționare. Principiul de funcționare a încălzirii geotermale la domiciliu Sisteme geotermale

Știm că geotermia este căldura Pământului, iar conceptul „geotermal” este adesea asociat cu vulcani și gheizere. În Rusia, energia geotermală este utilizată în principal în scara industriala De exemplu, există centrale electrice din Orientul Îndepărtat care funcționează folosind căldura planetei noastre.

Mulți oameni sunt siguri că a face încălzire geotermală acasă cu propriile mâini este ceva din science fiction. Nu-i aşa? Dar acest lucru nu este absolut adevărat! Cu dezvoltarea tehnologii moderne uz casnic„energia verde” a devenit destul de reală.

Vom vorbi despre principiile de funcționare ale încălzirii alternative, avantajele și dezavantajele acesteia și o vom compara cu sistemele tradiționale de încălzire. Veți învăța, de asemenea, cum să poziționați schimbătorul de căldură și cum să instalați încălzirea geotermală cu propriile mâini.

Când criza petrolului a izbucnit în anii 70 ai secolului trecut, în Occident a apărut o nevoie arzătoare. În acest moment au început să fie create primele sisteme de încălzire geotermală.

Astăzi sunt răspândite în Statele Unite, Canada și țările Europei de Vest.

Galerie de imagini

Despre sursele de încălzire geotermală

Următoarele surse de energie termică terestră pot fi utilizate pentru încălzirea geotermală:

temperatură ridicată;
temperatură scăzută.

Cele cu temperaturi ridicate includ, de exemplu, izvoarele termale. Ele pot fi utilizate, dar domeniul lor este limitat de locația reală a acestor surse.

În timp ce în Islanda acest tip de energie este utilizat în mod activ, în Rusia apele termale sunt situate departe de zonele populate. Acestea sunt concentrate pe cât posibil în Kamchatka, unde apa subterană este folosită ca lichid de răcire și furnizată sistemelor de apă caldă.

Conturul exterior pare mult mai mare decât cel intern, deși dimensiunile sale pot fi evaluate doar în timpul planificării și instalării. În timpul funcționării, este invizibil deoarece este subteran sau sub apă. Circulă în cadrul acestui circuit apă plată sau antigel pe bază de etilenglicol, care este mult de preferat.

Concluzii și video util pe această temă

Dacă vă este mai ușor să percepeți informațiile vizuale, atunci acest videoclip vă va permite să vedeți cu ochii tăi exact cum funcționează un sistem geotermal, precum și să aflați mai multe despre cine beneficiază de acest tip de încălzire și de ce.

Vă invităm să urmăriți un scurt videoclip în care proprietarul unui colector orizontal de subsol va vorbi despre impresiile sale despre funcționarea acestuia. În plus, urmărind acest videoclip, veți afla despre costurile curente asociate cu operarea unui sistem de încălzire geotermal.

Fiecare proprietar al unei case private alege singur dacă să cumpere serviciile organizațiilor de furnizare a resurselor sau să se bazeze numai pe el însuși. În acest sens, el este ghidat de o întreagă listă de considerații.

Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări despre încălzirea geotermală a unei case private? Puteți lăsa comentarii la publicație. Formularul de contact este situat în blocul inferior.

Potrivit ultimelor studii statistice, tocmai din cauza vieții active a celor care caută să-și satisfacă exclusiv nevoile impact negativ față de natură și mediu. Centrala termică este departe de ultima pe această listă în proces de poluare. Din fericire, societatea a început să asculte faptul că resursele naturale nu sunt nelimitate și că va fi imposibil să folosiți la nesfârșit materiile prime furnizate de planeta pământ. De aceea mulți au început să caute surse alternative și mai inofensive pentru încălzirea caselor private. Una dintre cele mai populare este încălzirea geotermală acasă, pe care o puteți instala singur. Aparatul este simplu, eficient și nu necesită prea multe investiții pentru întreținere.

Este foarte posibil să încălziți o casă în acest fel cu propriile mâini, dar mai întâi trebuie pregătit un arbore, ai cărui parametri trebuie să fie calculați individual. Dimensiunile depind numai de condițiile climatice ale regiunii în care este instalat echipamentul, precum și de sol și de caracteristicile scoarței terestre.

Adâncimea minelor poate fi în medie de 25-100 m.

Instalarea sistemului începe cu țevile care sunt coborâte în spațiul puțului, prin care casa este alimentată cu căldură. Funcția lor este de a furniza căldură de la sol către pompă. Este de remarcat faptul că atunci când decideți să instalați un astfel de sistem de încălzire, va trebui să solicitați ajutorul a cel puțin încă o persoană, deoarece masa conductelor este departe de a fi mică.

Încălzirea termică pentru o casă privată este o modalitate de a oferi căldură cu caracteristici precum:

Disponibilitate;
Ușurință de instalare;
Practic;
Durată lungă de viață.

Instalarea unei astfel de instalații oferă casei căldură iarna și frig vara. Cu toate acestea, pentru ca aerul rece să intre, va trebui activat mecanismul invers, iar procesul de funcționare în sine va implica furnizarea de energie de răcire.

Cerințe pentru încălzirea geotermală la domiciliu

La prima vedere, poate părea că costurile de amenajare sunt prea mari, totuși, folosind instalația pentru o lungă perioadă de timp, toată lumea poate fi convinsă că dă roade această încălzire rapid și nu necesită nicio investiție.

Geoîncălzirea va necesita:

Investiție unică a unei sume mari de fonduri;
Efort considerabil pentru aranjare;
Pregătire corectă și competentă.

În plus, se remarcă creșterea regulată a prețurilor la resurse precum gazul și electricitatea, care are loc aproape în fiecare lună, dar sistemul geotermal nu depinde de aceste prețuri.

A folosi incalzire la sol, nu este nevoie să instalați țevi sau calorifere moderne suplimentare, iar cele mai obișnuite radiatoare, cum ar fi pentru alimentarea cu apă, sunt suficiente.

O parte a sistemului este situată sub pământ, datorită căruia pământul este folosit ca sursă de căldură. Pentru acest tip de încălzire veți avea nevoie de un puț, o sondă și un schimbător de căldură. Pe teritoriul casei este instalat doar un dispozitiv, datorită căruia se generează căldură și, de regulă, nu necesită prea mult spațiu. Datorită acestui dispozitiv are loc reglarea temperaturii și furnizarea de căldură. La instalarea sistemului, sunt necesare o mică ramură de țeavă și un radiator, iar dacă clădirea are dimensiuni mici, apoi generatorul este instalat la subsol.

Subtilitățile pompei geotermale

Încălzire geotermală casă de țară lucrări prestate montaj corect sistem și, dacă o pompă de căldură dedicată este instalată corect. Nu orice locuință este potrivită pentru instalarea acestui tip de încălzire.

Nuanțe:

Pot exista restricții de teren;
Totul depinde de adâncimea apelor;
Există o dependență de suprafața terenului din apropierea casei;
Ar trebui să existe o sursă în apropiere sub forma unui rezervor sau puț.

Geo-încălzirea alternativă (a nu se confunda cu încălzirea cu gel) poate fi făcută numai dacă există o pompă, iar pentru a implementa un astfel de sistem, va trebui să faceți un proiect competent, acesta ar trebui să fie încredințat exclusiv unui specialist. Pentru a alege cea mai optimă opțiune de pompă, va trebui să acordați atenție mai multor caracteristici.

Puteți construi o casă ecologică cu propriile mâini. Principalul lucru este să faceți calculul corect. Sfaturile noastre vă vor ajuta:

COP este un criteriu important care indică performanța unui produs. De exemplu, COP 3 produce 3 kW de energie termică pentru fiecare 1 kW de energie electrică consumată.

Modul în care este instalat circuitul geotermal afectează direct performanța și depinde de zona de sol în care va fi așezată conducta. Pentru a face calcule preliminare, este suficient să înmulțiți suprafața încălzită cu 3. Rezultatul va indica cât de multă zonă de pe site va trebui ocupată. Nu mai puțin important funcţionalitate, deoarece casele dotate cu un astfel de sistem de încălzire trebuie să fie încălzite iarna și răcite vara. Dacă după instalarea instalației nu se obține rezultatul dorit, atunci trebuie să verificați casa în sine pentru prezența curenților și a găurilor (ventilație). Eficiența pompelor geotermale este mult mai mare decât cea a altor dispozitive de încălzire. Printre modele moderne, destul de des ii gasesti pe cei cu COP egal cu 5.

Cum se încălzește de la sol

Când încălziți o casă cu apă subterană, merită să acordați atenție faptului că sistemul are avantaje atât de importante precum eficiența și respectarea mediului, iar principiul de funcționare a echipamentelor hidrotermale poate fi de 3 tipuri.

prima vedere:

Pentru a furniza căldură casei, pot fi folosite ape subterane adânci;
Apa are o temperatură ridicată;
Datorita pompei, aceasta este ridicata si incalzita;
Apoi, este trimis prin cavitatea schimbătorului de căldură, încălzind casa.

A doua metodă va necesita scufundarea la o adâncime de 75 m într-un rezervor special în care se află antigelul. Când este încălzit, prin pompa de caldura lichidul se ridică la schimbătorul de căldură și, de îndată ce căldura este eliberată, lichidul este returnat în rezervor.

Următorul material vă va spune despre principiul de funcționare al bateriilor solare:

A treia metodă de instalare a încălzirii geotermale este că dispozitivul funcționează fără un arbore de împământare.

Căldura este furnizată de un rezervor, dacă există un astfel de obiect în apropiere. Pentru a fi mai precis, în partea inferioară a rezervorului este instalată o sondă orizontală, prin care apa pătrunde în pompă pentru a fi încălzită și trimisă prin schimbătorul de căldură.

Principiul de funcționare a încălzirii geotermale a unei case private

Pentru a instala încălzirea geotermală, veți avea nevoie de prezența unor componente precum un circuit, rezervoare, echipamente sub formă de pompă și un schimbător de căldură. Este de remarcat faptul că o centrală electrică nu este necesară în acest caz. Încălzirea din intestinele pământului poate, în principiul său de funcționare, să semene cu funcționarea celui mai obișnuit frigider, iar sistemul în sine continuă să câștige popularitate în fiecare zi.

Fiecare persoană știe că pământul reține în mod constant căldura și, prin urmare, este posibil să încălziți elementele situate pe suprafața pământului cu ajutorul acestuia.

Pământul este încălzit de magmă, ceea ce îl împiedică să înghețe afară. Energia termică obținută în timpul funcționării sistemului de încălzire este utilizată pentru încălzirea geotermală, pentru care este instalată o pompă de căldură specială.

Principiul de funcționare aici este special deoarece:

Pompa este instalată;
Schimbătoarele de căldură sunt instalate în interiorul puțului de pământ;
Conexiune în curs ape subterane la pompa datorita prizei de apa;
Apa se încălzește;
Trimis prin spațiul schimbătorului de căldură.

Acest sistem de incalzire are avantaj importantși constă în faptul că este necesar doar 1 kW de energie electrică, iar în schimb puteți obține energie în intervalul 4-6 kW. De exemplu, aparatele de aer condiționat convenționale nu sunt capabile să transforme nici măcar 1 kW de energie electrică în 1 kW de frig. Instalând încălzire de la sol, puteți recupera investiția în doar câțiva ani, cu condiția să aveți o abordare competentă în ceea ce privește instalarea și selectarea echipamentelor.

Avantajele incalzirii casei cu caldura de la sol

Energia termică obținută din pământ este sistem alternativ sistem de incalzire in care este instalat centrala, insa are multe avantaje fata de alte sisteme. Există o oportunitate de a obține multe mai multa caldura, și reduce costurile cu energia electrică, de care cazanele convenționale le necesită foarte mult. Sistemul este complet sigur, atât din punct de vedere al mediului, cât și din punct de vedere operațional. Emisiile nocive sau probleme precum incendiul și altele asemenea sunt strict excluse.

Sistemul nu necesită utilizarea combustibilului sau chimicale, deoarece încălzirea geotermală funcționează doar pe resursă naturală. Exploziile sau incendiile sunt strict excluse. Dacă efectuați instalare corectă sistem, va dura 30 de ani și nu va necesita întreținere suplimentară.

Încălzire de la sol (video)

Astfel de scheme de încălzire au fost folosite destul de mult timp în SUA și Suedia și sunt, de asemenea, solicitate și ocupă o poziție de lider în rândul sistemelor capabile să încălzi casele cu costuri minime. Este foarte posibil să instalați acest tip de încălzire cu propriile mâini, dar sub rezerva asistenței fizice suplimentare.

Căutarea surselor alternative de energie a condus la inventarea unor dispozitive capabile să acumuleze căldură, care se găsește în cantități mari în mediul uman. razele solare, izvoare gheizer, sol - toate acestea, într-o măsură sau alta, pot satisface nevoile de încălzire a lichidului de răcire pentru sistemul de încălzire și alimentarea cu apă caldă.

Deși încălzirea geotermală folosind căldura pământului este o direcție relativ nouă, perspectivele pentru o astfel de soluție sunt evidente. Datorită instalării unor echipamente speciale, devine posibilă obținerea unui tip de energie termică ieftină, aproape nesfârșită.

Cum să introduceți căldură într-o casă de la sol

Pământul este chiar înăuntru perioada de iarna nu îngheață complet în timp. Această caracteristică este utilizată de echipele de instalare care așează conducta sub punctul de îngheț. În mod surprinzător, temperatura acestor straturi scade rar sub +5 +7°C grade.

Este posibil să profităm de capacitatea pământului de a acumula căldură, de a o extrage și de a o folosi pentru a încălzi lichidul de răcire? Cu siguranţă! Dar de făcut încălzire alternativă Pentru o casă privată care folosește căldura pământului, este posibil să se rezolve următoarele probleme:

Primirea căldurii - va trebui să acumulați energie termică și să o direcționați către un rezervor de stocare.
Încălzirea lichidului de răcire. Antigelul încălzit trebuie să transfere energie termică lichidului care circulă în sistemul de încălzire și apă caldă.
Antigelul răcit trebuie returnat la schimbătorul de căldură pentru încălzire suplimentară.

Pentru a rezolva aceste probleme, a fost dezvoltată o pompă geotermală care utilizează căldura pământului. O pompă de căldură geotermală vă permite să extrageți o cantitate de căldură care este mai mult decât suficientă pentru a produce o cantitate mare de căldură și să o utilizați ca echipament principal sau suplimentar de încălzire, în funcție de designul și locația casei.

Cum funcționează încălzirea geotermală acasă, principiu de funcționare

Încălzirea subterană în adâncime de la sol nu mai este o fantezie. Astfel de instalații pot fi achiziționate cu ușurință în Rusia. Mai mult, instalațiile geotermale sunt capabile să funcționeze atât în latitudinile nordice, cât și la cele sudice. Dar ce principiu folosesc ei în munca lor?

Chiar și în ultimul secol, s-a observat că atunci când anumite tipuri de lichide se evaporă, acestea pot răci suprafața. Este exact ceea ce se întâmplă atunci când șterg pielea cu alcool înainte de o injecție sau udă o zonă pavată încălzită sub soare. Acest principiu a fost luat ca bază pentru dezvoltarea echipamentelor frigorifice.

Atunci a apărut ideea: de ce să nu începem procesul de răcire în reversulși nu obțineți aer cald în loc de rece. Majoritatea aparatelor de aer condiționat moderne sunt capabile nu numai să răcească aerul din cameră, ci și să lucreze pentru a-l încălzi. Dar dezavantajul unor astfel de dispozitive este că sunt limitate de temperatură mediu. Deci, după ce semnul ajunge la -5 grade, nu mai funcționează.

Pompele geotermale pentru încălzirea de la sol a caselor private sunt complet lipsite de acest dezavantaj, deși folosesc un principiu care amintește în multe privințe de funcționarea unui aparat de aer condiționat pentru a încălzi o cameră.

Cum funcționează încălzirea geotermală?

După cum sa menționat deja, un sistem de încălzire geotermal din intestinele pământului este în multe privințe similar cu funcționarea unui aparat de aer condiționat în modul de încălzire. Ce se întâmplă în acest moment?

În straturile inferioare ale solului, pe fundul unui râu sau al unui lac, sunt instalate colectoare de apă prin care circulă antigelul. Colectorii absorb căldura și eliberează frigul.
Antigelul încălzit se ridică în partea de sus cu ajutorul unei pompe.
Schimbul de căldură are loc în rezervorul tampon. Antigelul încălzit transferă energie termică lichidului de răcire sau încălzește apa.
Antigelul răcit curge înapoi în colectoare.

Există instalații care se pot încălzi singure spații mari, altele sunt folosite exclusiv ca echipamente auxiliare capabil să asigure 50-75% din necesarul de căldură al încăperii.

Echipamente geotermale pentru utilizarea căldurii pământului

Principiul de funcționare a unui sistem de încălzire profundă a locuinței, folosind energia pământului, se bazează pe utilizarea echipamentelor speciale. Îndeplinește următoarele funcții: acumulează căldură din mediu și o transferă la lichidul de răcire al sistemului de încălzire. Pentru aceasta sunt folosite următoarele noduri:

Evaporatorul este situat adânc sub pământ. Funcția evaporatorului este de a absorbi energia termică găsită în solul înconjurător.
Condensator - aduce antigelul la temperatura dorita.
Pompa de caldura - circula antigelul in sistem. Monitorizează funcționarea întregii instalații.
Rezervor tampon - colectează antigelul încălzit într-un singur loc pentru a transfera energie la lichidul de răcire. Se compune dintr-un rezervor intern care contine apa din sistemul de incalzire si o serpentina interna prin care se misca antigelul incalzit.

Deși încălzirea geotermală naturală la temperatură joasă a unei case cu căldura pământului oferă suficientă energie termică, cea mai practică opțiune de încălzire pentru această soluție este conectarea acesteia la un sistem de „pardoseală caldă”.

Instalare si instalare incalzire geotermala

Principala dificultate in ceea ce priveste instalarea echipamentelor geotermale este legata de instalarea circuitului schimbatorului de caldura in sol-sol. Deși îl puteți găsi pe internet număr mare sfaturi despre cum să faceți singur această lucrare, practica arată că majoritatea sfaturilor nu pot fi aplicate fără educație specială specială, prin urmare, toate lucrările trebuie efectuate de instalatori profesioniști care sunt reprezentanți ai producătorului.

După contactarea specialiștilor, sistemele de încălzire geotermală pentru case private care utilizează căldura pământului sunt instalate în următoarele mai multe etape:

Inginer vă vizitează acasă. La prima vizită se prelevează probe de sol, se determină caracteristicile zonei și se ia o decizie cu privire la cea mai eficientă instalare a sistemului geotermal. Eficiența instalației poate fi afectată și de sursa de căldură dorită. Se consideră mai productivă instalarea schimbătoarelor de căldură în fundul unui rezervor sau la sursele surselor termice.
Incheierea unui contract si achizitie echipamentul necesar . Prețurile pot varia semnificativ în funcție de complexitatea implementării munca de instalare si alte nuante. Dar, în medie, dacă se alege un producător german de înaltă calitate, costul instalării va fi aproximativ egal cu prețul acestuia. Achizitionarea la cheie a instalatiei Vaillant pentru o casa de 350 mp. m va costa aproximativ 21 de mii de dolari
Lucrari de instalare. Încălzirea unei case private cu surse de căldură geotermală subterană, sau mai degrabă, eficiența acesteia depinde în mare măsură implementare corectă lucreaza in faza de instalare. După ce schimbătoarele de căldură cu apă sunt instalate în pământ, se realizează o conexiune la instalația geotermală și la sistemul de încălzire a locuinței.
Lucrări de punere în funcțiune. Inginerul pornește sistemul și face ajustări fine la dispozitiv. După configurare, certificatul de finalizare a lucrărilor este semnat.

Conform legislației în vigoare, compania care instalează echipamentul poate oferi garanții suplimentare cu condiția plății acestor servicii. Astfel de garanții vor costa în plus 1000 USD.

Este eficientă încălzirea geotermală în nord?

Pentru a crea condițiile minime necesare pentru funcționarea unei instalații geotermale, este suficient să respectați următoarele condiții:

Temperatura stratului de sol în care se află schimbătoarele de căldură nu trebuie să scadă sub +5.+7°C grade.
De-a lungul întregului sistem prin care curge antigelul, s-au creat condiții pentru a preveni înghețarea acestuia.
Încălzirea geotermală a unei case de țară a fost efectuată după toate calculele și documentația de proiectare necesare.

Dacă luăm în considerare toate cerințele descrise, devine clar că astfel de instalații pot fi eficiente, sub rezerva condițiilor de mai sus. Încă pentru regiunile nordice este mai indicat să folosiți astfel de instalații pentru încălzirea unor suprafețe mici de până la 150-200 mp. m.

Încălzirea cu gheizer a unei case private

Performanța unei pompe geotermale depinde în mare măsură de temperatura solului sau a apei în care se află schimbătorul de căldură. În acest sens, locuitorii din Kamchatka se află într-o poziție mai avantajoasă. Kamchatka este situat pe peninsula cantitate uriașă izvoare termale - gheizere care nu se răcesc nici măcar în ora de iarna an.

Înainte de instalarea echipamentului, trebuie efectuată o explorare geologică. Dacă primăvară caldă situate pe teritoriul casei, este logic să plasați schimbătoarele de căldură în partea de jos a acestui rezervor. În acest caz, energia geotermală se va amortiza mult mai repede.

Cum să încălziți o casă folosind o pompă geotermală

Tehnologia de încălzire a unei case cu căldură subterană este cea mai căutată în Occident. Acest lucru se datorează în primul rând mentalității locuitorilor ţările occidentale. Ei sunt obișnuiți să facă investiții pe termen lung care se amortizează complet abia după câțiva ani. Și sunt puțini oameni care sunt capabili să plătească aproximativ 20 de mii de dolari la un moment dat pentru instalarea echipamentelor. Dar numărul persoanelor care doresc să devină independenți de alte surse de încălzire este în continuă creștere.

Metodele alternative de încălzire geotermală a locuințelor devin din ce în ce mai populare, mai ales având în vedere costul tot mai mare al gazului.

Energia termică se află literalmente sub picioarele tale. Este doar o chestiune de a te apleca și de a-l „prinde”. O instalație geotermală poate ajuta în acest sens. Instalarea pompei permite, în funcție de zonă, fie să se compenseze complet nevoile de energie termică, fie să le satisfacă parțial, reducând semnificativ sarcina asupra sursei principale de încălzire și Sistem ACM casă privată.

Este un fapt binecunoscut că încălzirea unei case private cu ajutorul unei pompe de căldură este cea mai mare mod eficient dintre toate cele existente în prezent. Subiectul este de interes pentru mulți proprietari din cauza creșterii constante a prețurilor la energie sau a absenței acestora într-o anumită zonă. Să aruncăm o privire mai atentă la ce este încălzirea geotermală într-o casă privată, cum funcționează și ce este necesar pentru instalarea acesteia.

Principiul de funcționare al sistemelor geotermale

Dacă nu ați atins niciodată partea din spate a frigiderului de acasă unde se află grătarul schimbătorului de căldură, încercați. Veți descoperi că grătarul este fierbinte. Se încălzește deoarece transferă căldură spre exterior din spațiul interior în care sunt depozitate alimentele. Ca urmare, temperatura din interior scade, iar căldura exterioară este disipată în zona bucătăriei. Adică, mașina frigorifică transferă energie termică dintr-un loc în altul.

O pompă de căldură este la fel ca o mașină frigorifică, doar că funcționează invers. Acesta este principiul de funcționare al încălzirii geotermale, astfel încât căldura disponibilă în afara casei este transferată în interior pentru a o încălzi. Teoretic, orice substanță sau corp a cărui temperatură este mai mare zero absolut(minus 273 ºС), conține căldură sub formă de energie de mișcare moleculară. Ce putem spune despre temperatura solului sub adâncimea de îngheț, care este întotdeauna constantă și rămâne în intervalul de plus 5-7 ºС.

Pentru referință. Puteți verifica acest lucru coborând într-un subsol adânc. Temperatura aerului acolo este aceeași pe tot parcursul anului. Datorită acestui fapt, în timpul verii, sistemele de încălzire geotermală pot funcționa invers, aducând răcoare în casă în loc de căldură.

În sine, o temperatură de +7 ºС este nepotrivită pentru încălzirea unei clădiri, acest lucru este de înțeles. Problema pe care o rezolvă un sistem de încălzire geotermal este tocmai aceea de a lua o parte din această căldură, de a o transforma și de a o transfera în casă. În acest scop, un circuit de îndepărtare a căldurii este instalat în pământ din multe conducte așezate sub adâncimea de îngheț. Lichidul care nu îngheață se deplasează în mod constant de-a lungul circuitului, acționat de o pompă de circulație.

După ce s-a încălzit până la temperatura pământului, lichidul intră în schimbătorul de căldură - evaporator. Acolo schimbă căldură cu al doilea circuit, unde agentul frigorific (freonul) circulă sub presiunea creată de compresor. Datorită acestui fapt, agentul frigorific se evaporă la o temperatură scăzută, eliminând o cantitate mare de căldură din circuitul primar.

Apoi, trecând prin supapa de expansiune, freonul intră în al doilea schimbător de căldură - condensatorul. În același timp, presiunea sa scade și agentul frigorific se condensează, transferând căldură către cel de-al treilea circuit - sistemul nostru de încălzire. Acesta este principiul încălzirii geotermale, în care sistemul transferă energie din exterior în casă la un cost minim. La urma urmei, se dovedește că funcționarea sa necesită energie electrică pentru a roti rotoarele motoarelor și pompelor compresoarelor. În medie, 3 kW/h de energie electrică vor fi folosite pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 300 m2. Principiul de funcționare este descris mai detaliat în videoclip:

Tipuri de sisteme geotermale

De fapt, sistemele pot diferi doar în structura circuitului extern, în caz contrar, echipamentul folosit este același. Pe în acest moment Există 3 tipuri de contururi externe:

așezat orizontal în pământ;
sonde geotermale verticale;
scufundat pe fundul celui mai apropiat corp de apă.

În primul caz, multe țevi sunt așezate de-a lungul fundului unei gropi orizontale cu o suprafață calculată. Dezavantajul acestei metode este că instalarea încălzirii geotermale va necesita mult spațiu. terenși este recomandat pentru utilizare în etapa de construire a unei case, când puteți săpa o groapă și îngropa conductele direct sub viitoarea casă.

Sondele verticale sub formă de mănunchiuri de țevi cu lichid de răcire sunt coborâte în interior fântâni adânci. Această metodă– cel mai frecvent deoarece este disponibil pe zone mici, deja construit de proprietar. Imersia circuitului la fundul unui rezervor este utilizată ori de câte ori este posibil, adică dacă un astfel de rezervor este disponibil. În ceea ce privește eficiența sistemului, aceste 3 metode sunt practic aceleași, singura diferență este în costul construcției.

Concluzie. Principalul avantaj al pompelor de căldură geotermale pentru încălzire este randamentul lor extrem de ridicat. Dar acest avantaj este compensat de astfel de dezavantaje precum complexitatea și costul prea ridicat al muncii și al echipamentelor. În plus, sistemul depinde de electricitate, așa că va trebui să cheltuiți bani în plus generator diesel, pentru a nu îngheța în caz de oprire.

Să facem imediat o rezervare că încălzirea geotermală este un mit. Lucrările legate de calcularea lungimii circuitelor și a puterii instalației de schimb de căldură, precum și dezvoltarea proiectului în ansamblu, pot fi efectuate doar de un specialist în acest domeniu cu studii inginerești și experiență. În ceea ce privește implementarea proiectului, nu puteți face fără echipamente de terasare sau foraj, nu veți săpa o groapă cu mâna. Același lucru este valabil și pentru instalarea țevilor, așezarea lor în casă și instalarea echipamentelor.

Singurul lucru pe care îl puteți face cu propriile mâini este să asamblați sistem de acasăîncălzire. Puteți obține o mulțime de informații despre acest subiect în alte articole. Vom oferi câteva recomandări generale:

ar trebui încheiat un contract formal cu firma contractantă și toate punctele trebuie stipulate în acesta;
Datorită naturii funcționării sistemelor solare, o schemă de încălzire la temperatură scăzută este cea mai potrivită pentru încălzirea unei case private. Acestea includ pardoseli încălzite și plinte convectoare de apă. Pot fi montate si calorifere traditionale, insa aceasta intentie trebuie comunicata in prealabil specialistilor implicati in calculele pompelor de caldura;
Pentru a fi în siguranță, nu ar strica să aveți un cazan de rezervă în casă, de preferință unul nevolatil care funcționează pe lemne sau motorină. Acest lucru va evita situațiile în care este posibil să rămâneți fără încălzire în mijlocul iernii ca urmare a unui fel de defecțiune sau accident al sistemului;
în același scop trebuie să achiziționați o motorină sau generator de benzină electricitate. Sursele de alimentare neîntreruptibile obișnuite nu vor funcționa, nu vor avea suficientă putere sau încărcare;

Cel mai bine este atunci când schimbătorul de căldură de încălzire geotermală este situat în subsol sau parter acasă, împreună cu alte echipamente de încălzire. Acest lucru face comunicarea mai ușoară și mai ieftină.

Concluzie

Pompa de căldură, ca naștere a celor mai avansate tehnologii, este destul de comună în țări Europa de Vest. La noi in tara este considerat un lux inaccesibil datorita costului sau considerabil. Nici măcar cetățenii bogați nu se grăbesc să investească în astfel de încălzire, deoarece dețin căsuțe suprafata mare, unde încălzirea geotermală va dura prea mult pentru a se amortiza. Din acest punct de vedere cea mai buna varianta Se considera o casa de 150 m2 suprafata.

Arderea rezervelor naturale de hidrocarburi – petrol și gaze – a atins proporții atât de mari încât spectrul unei catastrofe ecologice și energetice a început să capete o formă foarte reală.

După ce în sfârșit și-a dat seama de gravitatea situației, omenirea dezvoltă din ce în ce mai mult surse de energie regenerabilă (sau alternative).

Nikola Tesla a susținut că lumea noastră este plină de energie liberă, trebuie doar să înveți cum să o extragi. Oamenii de știință din întreaga lume fac multe eforturi pentru a aduce această teză la viață.

Munca lor nu a fost în zadar: la generatoarele eoliene tradiționale și panouri solare S-a adăugat o altă sursă de energie gratuită - încălzirea geotermală. Esența sa este clară din nume: căldura Pământului este folosită pentru încălzire.

Mitul unu: izvoarele termale sunt necesare.

Într-adevăr, când este menționat termenul „căldură a Pământului”, imaginația cetățeanului obișnuit imaginează imediat gheizere șuierătoare și lacuri de apă clocotită pe fundalul unui vulcan care se trezește.

Suntem de acord: izvoarele termale pot fi folosite și în încălzirea geotermală, dar acest lucru este rar, deoarece sunt situate doar în unele regiuni.

În alte cazuri, termenul „căldură a Pământului” înseamnă o temperatură de 5-7 grade, care este menținută stabil în sol sau apă sub adâncimea de îngheț.

Da, da, oamenii de știință îndrăzneți numesc acest rece rece „căldură” și chiar reușesc să încălzească apa din ea în sistemul de încălzire.

Mitul doi: încălzirea geotermală este ceva ca o mașină cu mișcare perpetuă și, prin urmare, nu poate exista.

Motivul acestei concepții greșite a fost eficiența uimitoare a sistemelor de încălzire geotermală: cu o cheltuială de energie de 1 kW, este posibil să se obțină de la 3 la 5 kW.

Și aceasta, așa cum am menționat deja, este în absența completă a surselor de căldură vizibile: gheizere clocotite, vulcani care suflă foc sau chiar o sobă cu lemne sau cărbune aprins.

Dar, după cum știți, energia nu poate veni de nicăieri și nu poate dispărea în neant. Din păcate, existența unei mașini cu mișcare perpetuă este cu adevărat imposibilă.

Dar un sistem de încălzire geotermal nu are nimic în comun cu el. Iar motivele eficacității sale stau în aplicarea cu pricepere a binecunoscutelor legi ale fizicii.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Un sistem de încălzire geotermal este format din trei circuite și o pompă de căldură, care menține circulația mediului în circuite și schimbul de căldură între acestea. Dimensiunea pompei de căldură este similară cu cea a unei moderne maşină de spălat. Să ne uităm la fiecare dintre circuite mai detaliat.

Contur exterior

Prin circuitul extern, intregul sistem percepe energia termica a solului sau rezervorului in care se afla acest circuit.

O condiție prealabilă este ca conturul să fie sub adâncimea de îngheț caracteristică regiunii date.

Un lichid de răcire circulă în interiorul circuitului - saramură sau alt lichid care nu îngheață. Acumulat energie termică printr-un schimbător de căldură instalat în pompa de căldură, acesta este transferat la freonul conținut în al doilea circuit.

Circuit cu freon

Acest circuit este complet găzduit în carcasa pompei de căldură și este umplut cu freon. Trăsătură caracteristică freonul este temperatură scăzută fierbere, timp în care freonul se evaporă, transformându-se în gaz.

Circuit interior

Acesta este, de fapt, un circuit de încălzire format din conducte și radiatoare de incalzire. În mai mult versiune complexă circuitul intern poate fi împărțit în circuite de încălzire, circuite de alimentare cu apă caldă, circuite de încălzire verandă (dezghețare) etc.

În mod tradițional, circuitul intern este umplut cu apă, dar pot fi folosite și alte tipuri de lichide de răcire.

Cum funcţionează asta

Principiul de funcționare al unui sistem de încălzire geotermal este următorul:

Energia termică a solului sau a apei este transmisă saramurii situate în circuitul extern, determinând creșterea temperaturii acesteia cu aproximativ 5 grade și să devină egală, de exemplu, cu +3 grade.
În interiorul pompei de căldură, saramura este pompată printr-un schimbător de căldură, care transferă o parte din energia sa termică către freon. Saramura, care s-a răcit după aceasta, intră din nou în circuitul extern.
După ce a primit ceva căldură din saramură, freonul situat în al doilea circuit se evaporă. Gazul rezultat intră în compresor, unde este comprimat. Ca urmare, temperatura freonului crește la 100 de grade. Gazul fierbinte este furnizat unui schimbător de căldură, în care transferă o parte din energia sa termică lichidului de răcire al celui de-al treilea circuit - intern.
Lichidul de răcire încălzit la o temperatură de 50-70 de grade contur intern este alimentat cu calorifere de încălzire, datorită cărora casa se întreține temperatura confortabila. Freonul, a cărui temperatură scade la 70 de grade ca urmare a schimbului de căldură, intră în ecranul de expansiune, unde presiunea și temperatura lui scad la valorile inițiale.
Întregul ciclu se repetă din nou.

Printre alte sisteme de încălzire neobișnuite, merită atenție.

Avantaje și dezavantaje

Partea pozitivă

Acest sistem are o gamă largă de avantaje:

Eficiența sistemului variază de la 300% la 500%.
Energia folosită pentru încălzire este inepuizabilă și regenerabilă.
Nu există risc de incendiu.
Nu este nevoie de livrare și depozitare a materialelor combustibile.
Siguranță absolută a mediului: funcționarea sistemului de încălzire geotermală nu este însoțită de emisii substanțe nocive sau generarea de deșeuri.
Mod de funcționare complet autonom.
Costuri minime de operare.

Partea negativă

Principalul dezavantaj al unui sistem de încălzire geotermal pentru o casă de țară este costul acestuia. Astfel, prețul unei pompe de căldură poate varia de la 3 la 10 mii de euro.

Costul lucrărilor de instalare este în medie jumătate din costul pompei, dar în circumstanțe nefericite poate chiar să-l depășească.

Scheme de construcție a sistemului de încălzire

În ciuda simplității sistemului, instalarea încălzirii geotermale pentru o casă de țară este un proces destul de costisitor și care necesită forță de muncă.

Acest lucru se datorează nu atât costului ridicat al pompei de căldură, cât și dimensiunii circuitului extern: în medie, aria sa ar trebui să depășească zona încălzită de 2,5 ori. Poziționați conturul exterior într-unul din trei moduri:

Orizontal în pământ

Conductele de circuit sunt situate sub suprafața pământului sub adâncimea de îngheț.

La încălzirea unei case de 200 de metri pătrați. m pentru amplasarea orizontală a conturului exterior veți avea nevoie de un teren cu o suprafață de 500 de metri pătrați. m.

Dezavantajele acestei metode sunt evidente: va trebui să săpați o bucată substanțială de pământ, distrugând complet peisajul situat pe ea.

Dacă copacii cresc pe șantier, sarcina devine mai complicată: conductele de circuit din plan nu trebuie să fie mai aproape de 1,5 m de copac.

Toate lucrările de plasare orizontală a conturului extern în pământ se pot face independent, iar acesta este principalul avantaj această metodă. Procesul este relativ simplu, deși necesită forță de muncă: săparea șanțurilor, sudarea și așezarea țevilor.

Instalare orizontală în partea de jos a rezervorului

Dacă există un corp de apă în apropierea casei tale, te poți descurca fără terasamente, pastrandu-se amenajarea existenta a zonei din apropierea casei. Cerințele pentru iaz sunt următoarele: trebuie să fie situat la cel mult 100 m de casă și să aibă o suprafață de nu mai puțin de 200 mp. m.

Dacă nu îl dețineți, probabil că veți avea nevoie de aprobarea guvernului local pentru a plasa bucla exterioară a sistemului dvs. geotermal într-un corp de apă.

Adâncimea optimă la care trebuie amplasate conductele este de 2,2-2,5 m.

De asemenea, puteți plasa singur conturul extern într-un rezervor, o astfel de muncă nu necesită experiență specială sau calificări înalte. Dacă este posibil să se scurgă apa din rezervor în timpul instalării, sarcina va necesita și mai puțin efort.

Amplasare verticală în pământ

În acest caz, un puț este construit pentru a se potrivi conturului exterior. Atât construcția în sine, cât și instalarea conductelor de circuit în puț va necesita implicarea specialiștilor și a echipamentelor de foraj. Dar toate plantările și elementele de amenajare existente rămân neatinse.

În plus, plasarea circuitului în puț face sistem de incalzire mai eficient, deoarece solul la adâncimi mari (adâncimea puțului este de la 50 la 200 m) conservă temperatura constanta la 10-12 grade.

Un avantaj suplimentar este durata lungă de viață a puțului, care poate fi de 100 de ani.

Există un alt tip de sistem de încălzire geotermal pentru o casă de țară, care se numește deschis. Nu există un circuit extern în el, iar rolul lichidului de răcire este jucat de apă, care este pompată în pompa de căldură dintr-o fântână arteziană.

Un al doilea puț este construit pentru a evacua apa la aceeași adâncime. O parte din apa arteziană poate fi folosită pentru alimentarea cu apă a unei locuințe, astfel încât acest tip de încălzire geotermală este mai frecventă în acele regiuni în care nu există alimentare centralizată cu apă.

Uneori, numai încălzirea geotermală poate să nu fie suficientă și trebuie să încălziți lichidul de răcire.

Pentru astfel de cazuri, de exemplu, sau este potrivit. Alegeți în funcție de disponibilitatea combustibilului.