Tudjuk, hogy a geotermia a Föld hője, és a „geotermikus” kifejezést hazánkban gyakran a vulkánok és a gejzírok jellemzik. Oroszországban a geotermikus energiát elsősorban ipari méretekben használják, például vannak távol-keleti erőművek, amelyek bolygónk hője alapján működnek.
Sokan biztosak abban, hogy a geotermikus fűtés otthon a saját kezével a fantázia birodalmából származik. Nem? De ez teljesen rossz! A modern technológia fejlődésével a „zöld energia” hazai felhasználása meglehetősen valóssá vált.
Beszélünk az alternatív fűtés alapelveiről, annak előnyeiről és hátrányairól, összehasonlítva a hagyományos fűtési rendszerekkel. Megtudhatja továbbá a hőcserélő elhelyezkedését és a geotermikus fűtés magának a felszerelését.
Néhány történelmi tény
Amikor a múlt század 70-es éveiben olajválság tört ki, Nyugaton égető igény merült fel alternatív energiaforrások iránt. Ebben az időben kezdték el létrehozni az első geotermikus fűtési rendszereket.
Manapság széles körben használják az Egyesült Államokban, Kanadában és a Nyugat-európai országokban.
Képgaléria
Fotó a
A föld belsejéből származó energia felhasználásának jelentős előnye van: a felhasznált források ingyenesen rendelkezésre állnak, és spontán módon helyreállnak.
A geotermikus rendszer belső blokkja kevés helyet foglal el, kifelé hasonlít a hagyományos háztartási készülékekhez
A geotermikus energiát hasznosító rendszer tervezésébe történő kezdeti beruházások magasabbak, mint egy kazán felszerelése, ám a karbantartáshoz és üzemeltetéshez szükséges minimális források igazolják és gyorsan kifizetik a projektet
A föld energiáját hővel feldolgozó berendezések nem bocsátanak ki égési termékeket, nem égnek állandóan tűzifát, szént, tőzeget, gázt
A geotermikus fűtés kilátásai
A geotermikus rendszer belső blokkjának méretei
A hőszivattyú telepítésének és üzemeltetésének költségei
A hőszivattyúk környezetvédelmi prioritásai
Például Svédországban aktívan használják a balti-tengeri vizet, amelynek hőmérséklete + 4 ° С. Németországban a geotermikus fűtési rendszerek bevezetését állami szinten is támogatják.
A geotermikus energiaforrások említésekor mindig elképzelünk egy gejzír- vagy vulkánvölgyet, de a szükséges források sokkal közelebb állnak egymáshoz. És segítenek nekünk melegen tartani télen és hűvösen nyáron
Oroszországban vannak Pauzhetskaya, Verhne-Mutnovskaya, Okeanskaya és más geotermikus erőművek. De a földi energia magánszektorunkban történő felhasználásának ténye nagyon kevés.
Valós előnyei és hátrányai
Ha Oroszországban a magánszektor geotermikus fűtése viszonylag kicsi, ez azt jelenti, hogy az ötlet nem éri meg a megvalósításának költségeit? Talán nem kellene foglalkoznia ezzel a kérdéssel? Kiderült, hogy nem így van.
A geotermikus fűtési rendszer használata jövedelmező megoldás. Ennek több oka van. Közöttük a berendezések gyors telepítése, amelyek megszakítás nélkül hosszú ideig képesek működni.
Ha nem vizet, hanem jó minőségű fagyállót használ a fűtési rendszerben, akkor nem fagy le, és kopása minimális.
Felsoroljuk az ilyen típusú fűtés egyéb előnyeit.
- Az üzemanyag-égetési eljárás kizárt. Egy abszolút tűzálló rendszert készítünk, amely működése közben nem képes kárt okozni a házban. Ezenkívül számos más szempontot kizárnak az üzemanyag jelenlétével kapcsolatban: most már nem kell helyet keresni a tárolására, elkészítéséhez vagy szállításához.
- Jelentős gazdasági előnyök. A rendszer működése során nincs szükség további beruházásokra. Az éves fűtést a természet erői biztosítják, amelyeket nem vásárolunk meg. Természetesen a hőszivattyú működése során villamos energiát kell felhasználni, ugyanakkor az előállított energia mennyisége jelentősen meghaladja a felhasználást.
- A környezeti tényező. A vidéki ház geotermikus fűtése környezetbarát megoldás. Az égési folyamat hiánya kizárja az égéstermékek belépését a légkörbe. Ha sokan rájönnek erre, és egy ilyen hőellátó rendszer megfelelő eloszlásban részesül, az emberek természetre gyakorolt negatív hatása jelentősen csökken.
- Kompakt rendszer. Nem kell külön kazánházat megszerveznie a házában. Csak egy hőszivattyúra lesz szükség, amelyet például az alagsorba lehet helyezni. A rendszer legerőteljesebb körvonala a föld alatt vagy víz alatt lesz, a webhely felületén nem fogja látni.
- Funkcionalitás. A rendszer egyaránt képes működni a hideg évszakban történő fűtéshez és a nyári meleg hűtéséhez. Vagyis valójában nemcsak a melegítőt, hanem a légkondicionálót is helyettesíti az Ön számára.
- Akusztikus kényelem. A hőszivattyú szinte csendesen működik.
A geotermikus fűtési rendszer megválasztása gazdasági szempontból nyereséges, annak ellenére, hogy pénzt kell költenie berendezések vásárlására és telepítésére.
Mellesleg, a rendszer hátránya pontosan azoknak a költségeknek köszönhető, amelyek a rendszer telepítéséhez és a munka előkészítéséhez szükségesek. Meg kell vásárolni magát a szivattyút és néhány anyagot, a külső elosztócső és a belső áramkör telepítésének befejezéséhez.
Nem titok, hogy az erőforrások évről évre drágulnak, ezért egy olyan önálló fűtési rendszer, amely néhány év alatt kifizetheti magát, mindig gazdasági szempontból hasznos lesz a tulajdonos számára
Ezek a költségek azonban a működés első néhány évében megtérülnek. A földbe helyezett vagy vízbe merített kollektor későbbi használata jelentős költségeket takaríthat meg.
Ezenkívül maga a telepítési folyamat sem annyira bonyolult, hogy külső szakembereket hívjon meg a végrehajtásához. Ha nem fúr, akkor minden más elvégezhető önállóan.
Képgaléria
Fotó a
A föld bélének hőjét felhasználó rendszer beltéri egysége magában foglalja a hőszivattyút, a szivattyúban külön telepített vagy beépített vízmelegítőt és egy puffertartályt
A sziklák és a talajvíz hőenergiája elegendő a vidéki ház fűtésének és melegvízellátásának megszervezéséhez
A hőszivattyúk működésének valódi előnyei ellenére a ház fűtése gázkazánnal olcsóbb, de a geotermikus energiát még mindig felhasználják például a medence vízének melegítésére
A nem gázosított területeken, ahol nem biztosítanak áramot, a talaj és a víz energiafelvételével működő hőszivattyú melegvíz- és fűtőrendszert szolgáltató egységgé válhat.
A föld alatti víz és a sziklák szabad energiáját ésszerű felhasználni a háztartási épületek, üvegházak, sportkomplexumok hőszolgáltatásához
A föld béléből energiabevitelű hőszivattyúk további energiaforrásokként szolgálhatnak, ha áramkimaradásokra van szükség
A ház teljes geotermikus fűtésre való áttérése esetén leggyakrabban több áramkört kell építeni, bizonyos gyűrűk kiszolgálásához, például radiátoros fűtéshez és meleg padlóhoz, jobb két hőszivattyút és háztartási meleg vizet használni.
A fűtőberendezés geotermikus áramkörei tökéletesen kombinálódnak mind a hagyományos opciókkal, mind az alternatív források más típusaival: napelemek, szélgenerátorok és mások
A geotermikus fűtési rendszer beltéri egysége
Geotermikus források egy magánház fűtéséhez
Talaj-víz hőszivattyú a medence vízének melegítéséhez
Geotermikus rendszerek a külvárosi épületek elrendezésében
Geotermikus fűtőberendezés üvegházban
Hőszivattyú a fő fűtőkör kiegészítéseként
Többkörös geotermikus rendszer egy házban
Geotermikus fűtés párosítva napelemekkel
Meg kell jegyezni, hogy néhány kézműves a pénzmegtakarítás érdekében megtanulta, hogyan kell a geotermikus hőszivattyút saját kezűleg összeállítani.
A geotermikus fűtés forrásairól
Geotermikus fűtéshez a következő földi hőenergia-forrásokat használhatja:
- magas hőmérsékletű;
- alacsony hőmérséklet.
A magas hőmérsékletű források közé tartoznak például a hőforrások. Használhatja őket, de alkalmazásuk terjedelme az ilyen források tényleges helyére korlátozódik.
Ha ezt a fajta energiát aktívan használják Izlandon, akkor Oroszországban a termálvizek messze vannak a településektől. A lehető legnagyobb mértékben Kamcsatkán koncentrálódnak, ahol a földalatti vizet hőhordozóként használják, és melegvíz-ellátó rendszerekbe szállítják.
A föld hőenergiájának hatékony felhasználásához nincs szükség vulkánra. Elég felhasználni azokat az erőforrásokat, amelyek mindössze 200 méterre vannak a föld felszínétől.
De az alacsony hőmérsékletű források használatához minden szükséges előfeltétel megvan. Erre a célra a környező levegőtömeg, föld vagy víz megfelelő.
A szükséges energia hőszivattyúval történő kinyerése. Segítségével van egy eljárás a környezeti hőmérséklet hőenergiává történő átalakítására, nemcsak fűtésre, hanem melegvízellátásra egy háztartásban.
Képgaléria
Fotó a
Szabad talajvíz és sziklahő kerítése
Kültéri hőcserélő
Kültéri hőcserélő természetes tóban
Hőszivattyú geotermikus kút
Az ilyen fűtés működésének elve
Ha ismeri a légkondicionáló vagy a hűtő működését, akkor nyilvánvaló ezeknek a folyamatoknak a hasonlósága a geotermikus fűtés működésének elvével. A rendszer alapja egy hőszivattyú, amely két körbe tartozik - a külső és a belső.
A házak hagyományos fűtési rendszereinek megszervezéséhez csöveket kell felszerelni a hűtőfolyadék szállításához, és a fűtőtest fűtésekor a hő a helyiségbe kerül. Esetünkben csövekre és radiátorokra is szükség van. Ezek alkotják a rendszer belső áramkörét. Padlófűtés hozzáadható a körbe.
A külső áramkör sokkal nagyobb, mint a belső áramkör, bár méreteit csak a tervezési és a telepítési időszakban lehet becsülni. Működés közben láthatatlan, mert föld alatt vagy víz alatt van. E körben szokásos víz vagy etilénglikol-alapú fagyálló folyik, amely sokkal előnyösebb.
A geotermikus fűtési rendszer felépítése két áramkört tartalmaz - belső és külső, valamint a fűtési rendszer szívét - egy hőszivattyút, amely a hűtőfolyadék összenyomásával megemeli annak hőmérsékletét (+)
A külső körben lévő hűtőfolyadékot felmelegítik annak a közegnek az állapotába, amelybe merítik, és „melegített” formában továbbítják a hőszivattyúhoz. Ezen keresztül koncentrált hő jut a belső körhöz, amelynek eredményeként a csövekben, a radiátorokban és a padlófűtésben lévő víz felmelegszik.
Így a hőszivattyú az egész rendszert újjáélesztő kulcseleme. Ha házában van egy szokásos mosógép, akkor tudd: ez a szivattyú nagyjából ugyanazt a területet fogja foglalni.
A munkavégzéshez villamos energiára van szüksége, de csak 1 kW-os fogyasztásával 4-5 kW hőtermelést biztosít. És ez nem csoda, mivel a „kiegészítő” energia forrása ismert - ez a környezet.
Kétféle hőcserélő elrendezés
Két lehetőség van a magánház fűtésére, környezeti elemek alacsony hőmérsékleten történő felhasználásával. A rendszer alapja mindhárom esetben egy geotermikus szivattyú.
A belső kör bármely fűtési módszernél változatlan marad, és a fő különbség a külső áramkör helye.
A geotermikus fűtés a következő hőcserélővel történik:
- függőleges - olyan kutakban található, amelyek felfedik vagy nem nyitják meg a víztartót;
- vízszintesen - a rendszerek hőcserélőit egy gödörbe vagy nyílt tóba helyezik egyfajta tekercs formájában.
Az itt megadott fűtési típusok mindegyikét jellemzői, hátrányai és előnyei jellemzik.
Ha saját kezűleg kíván létrehozni egy ilyen fűtési rendszert, érdekel, hogy többet megtudjon az egyes típusokról.
Képgaléria
Fotó a
A kollektor elhelyezésének függőleges módja
A hőszivattyú-elosztó függőleges hurkok csoportja
Külső hőszivattyú-elosztó egy nagy házhoz
Vízszintes hőszivattyú bemeneti talajvízszivattyú
A kültéri egység csatorna rakása árokban
Hőcserélő telepítése kosarak csoportjaként
A csővezeték fektetése a gödör falai és alja mentén
Zsugorodó terület, amely kiegyenlíti a befejező kutyákat
1.opció. Külső kollektor függőleges elhelyezése
Az ilyen típusú fűtés egy érdekes természeti jelenségen alapul: a föld felszínétől legalább 50-100 m mélységben a föld hőmérséklete egész évben azonos és állandó, 10-12 ° C-os.
A föld ezen energiájának felhasználásához függőleges kutak fúrására van szükség. A technológia majdnem megegyezik a vízforrás előállításával.
A táj megőrzésének maximalizálása érdekében több csövet lehet fúrni ugyanabból a kiindulási pontból, de különböző szögekből.
A rendszer külső áramkörét közvetlenül ezekbe a kutakba kell felszerelni. Ez hatékonyan távolítja el hőjét a földtől. Természetesen ezt a módszert alig lehet egyszerűnek és alacsony költségvetésűnek nevezni.
A geotermikus fűtés függőleges rendszerének létrehozásához a kutak fúrására szolgáló berendezéseket kell használni fúrótorony használata nélkül, a rendszer telepítésével kapcsolatos problémák megoldása meglehetősen fárasztó (+)
Ez akkor releváns, ha a ház melletti terület már felszerelt, és tájképének megsértése nem megfelelő. A kútfúrás mélysége 50-200 m lehet.
A kút specifikus paraméterei a hely geológiai helyzetétől és a jövőbeli szerkezet paramétereitől függnek. Ennek a konstrukciónak az élettartama körülbelül 100 év.
A felszín alatti vízenergiát kivonó hőcserélővel rendelkező rendszer függőleges verziójának telepítéséhez két víztartó réteget kell fúrni.
Ezek közül egyiket, úgynevezett debit, egy szivattyú segítségével felveszik a vízből, amelyet a hőátadás után a másodikba juttatnak, a fogadó generációba.
A két kutakkal ellátott geotermikus rendszer mínusz nem elegendő a vidéki ház fűtéséhez. A keringtető szivattyú túl sok energiát költ. A hűtőfolyadék-ellátáshoz azonban elegendő a meleg padló kontúrja a hőenergiához
2. lehetőség. A talajgyűjtő vízszintes elrendezése
A külső áramkör vízszintes típusú fűtéssel történő elhelyezéséhez tudnia kell, hogy a talaj milyen mélyen fagy le a területen.
A csöveket az előre elkészített árokban a fagyasztási szint alatt helyezik el, miközben meglehetősen nagy helyet foglalnak el: 200–250 négyzetméteres ház melegítéséhez. m, kb. 600 négyzetmétert kell használnia. m hőcserélő. Ez hatszáz rész.
Ennek a kialakításnak a hátránya, hogy a nagy területet foglalja el. Ha a parcellára fűvel és virágokkal borított gyepre van szüksége, ez a választás.És jobb, ha a kollektorcsöveket távol tartja a gyümölcsöktől (+)
Nyilvánvaló, hogy ilyen körülmények között a földmunka mennyisége jelentős lesz. Ezen túlmenően figyelembe kell vennie a fák és más növényzet helyszínen történő elhelyezkedését, hogy ne fagyjon be őket. Például lehetetlen a kollektorcsöveket másfél méternél közelebb helyezni a fákatől.
Ezt a telepítési módszert általában azokban az esetekben használják, amikor a helyszínt éppen építés alatt állják. A ház építéséhez, a fűtés megszervezéséhez és a földtervezéshez minden számítást és tervet a legjobban egyszerre lehet elvégezni.
Képgaléria
Fotó a
A hőfelvétel elosztója a gödörben
A kollektor csatlakoztatása a ház kijáratának és bejárata csöveinek
Csatlakozás tároló vízmelegítőhöz
A telek elrendezése külső gyűjtővel
Vízszintes hőcserélő merítése a tóba
Ez a módszer a háztulajdon különleges elrendezését igényli - kb. 100 m távolságra a megfelelő mélységű tározótól. Ezenkívül a megadott tartály nem fagyhat le az aljára, ahol a rendszer külső áramköre található. És ehhez a tározó területe nem lehet kevesebb, mint 200 négyzetméter. m
A hőcserélő elhelyezésének ezt a lehetőségét a legolcsóbbnak tekintik, de a háztulajdonosok hasonló elrendezése még mindig nem gyakori. Ezenkívül nehézségek merülhetnek fel, ha a rezervoár közművekhez tartozik
Ennek a módszernek a nyilvánvaló előnye a kötelező munkaerő-igényes ásatások hiánya, bár továbbra is gondolni kell a kollektor víz alatti helyére. És erre a munkára külön engedélyre is szükség lesz.
A vízenergiát használó geotermikus telepítés azonban továbbra is a leggazdaságosabb.
Csináld magad: mit és hogyan
Ha már telepítette saját geotermikus fűtését, akkor a külső áramkört jobb, ha készen vásárol. Természetesen csak a külső hőcserélő vízszintes elrendezésének lehetőségeit vesszük figyelembe: a talaj felszínén vagy a víz alatt.
Sokkal nehezebb egy vertikális fúrófurat-gyűjtőt maga felszerelni, ha nincs felszerelése és fúrási képességei.
A hőszivattyú nem túl nagy berendezés. A házában nem sok helyet foglal el. Végül is méretben összehasonlítható például egy hagyományos szilárd tüzelésű kazánnal. Egyszerű feladat az otthon belső áramkörének csatlakoztatása.
Valójában minden pontosan ugyanúgy történik, mint a hagyományos hőforrások felhasználásával történő fűtés szervezése és elosztása során. A fő nehézség a külső áramkör elrendezése.
A háznak a tóhoz viszonyított elrendezése gyakoribb. A lényeg az, hogy a tartály legfeljebb 100 méterre lehessen a háztól
A legjobb megoldás egy víztest használata, ha a víztest 100 m-nél nem nagyobb távolságra van. Szükséges, hogy területe meghaladja a 200 négyzetmétert. m, mélysége - 3 m (átlagos fagyási paraméter). Ha ez a tározó nem Önhöz tartozik, akkor problémát jelenthet engedély használata.
Ha a tározó egy tó, amely a birtokában van, akkor az ügy egyszerűsödik. A tóból származó víz átmenetileg kiüríthető. Ezután az alján végzett munka egyszerűen elvégezhető: a csöveket spirálisan kell elhelyezni, és ebben a helyzetben rögzíteni kell.
Földmunkára csak egy árok feltárására lesz szükség, amelyre szükség lesz a külső áramkörnek a hőszivattyúhoz történő csatlakoztatásához.
Miután az összes munka befejeződött, a tó újból megtölthető vízzel. Az elkövetkező néhány évben egy külső hőcserélőnek megfelelően kell működnie, és nem szabad gondot okoznia a tulajdonosának.
Ha rendelkezésére áll egy olyan telek, amelyen csak házat kell építenie és kertet termesztenie, akkor érdemes egy vízszintes talaj típusú hőcserélőt tervezni.
Ehhez előzetesen meg kell számítani a jövőbeli kollektor területét, a fentiekben már megadott paraméterek alapján: 250-300 négyzetméter. m kollektor 100 négyzetméterenként. m fűtött terület a ház.
Ha van olyan épületeidet és növényzet nélküli hely, amelyet meg szeretne őrizni, egyszerűen eltávolíthatja a talajt a külső vízszintes talajkontúr építésekor: ez könnyebb, mint az árkok árokása.
Azokat az árokat, amelyekben az áramkör csöveit el lehet helyezni, a talaj fagyosodása alatt kell ásni.
És még jobb - csak távolítsa el a talajt fagyás mélységéig, fektesse le a csöveket, majd helyezze vissza a talajt a helyére. A munka időigényes, nehéz, de nagy vágy és elszántság mellett meg tudod csinálni.
Költségek és megtérülési kilátások
A berendezések és a geotermikus fűtés építése során történő beszerelésének költségei az egység kapacitásától és a gyártótól függnek.
Mindenki a gyártót választja, saját megfontolásainak és egy adott márka hírnevére és megbízhatóságára vonatkozó információk alapján. Az energiafogyasztás azonban a karbantartandó helyiség területétől függ.
Ez az ábra röviden tükrözi a geotermikus fűtési rendszer használatából származó előnyök lényegét. Ez a bejövő és kimenő energia aránya teszi lehetővé a rendszer számára, hogy először gyorsan megtérüljön, majd megtakarítsa a tulajdonos pénzét (+).
Ha pontosan figyelembe vesszük a teljesítményt, akkor a hőszivattyúk költsége a következő tartományokban változik:
- 4-5 kW - 3000-7000 hagyományos egység;
- 5-10 kW - 4000-8000 hagyományos egység;
- 10-15 kW - 5000-10000 hagyományos egység.
Ha ehhez az összeghez hozzáadjuk a telepítéshez szükséges költségeket (20–40%), akkor olyan összeget kapunk, amely soknak teljesen irreálisnak tűnik.
De ezek a költségek megfizethető módon megtérülnek. A jövőben csak jelentéktelen költségeket kell fizetnie a szivattyú működéséhez szükséges villamos energiáért. És minden!
A lakóépületek fűtésére szolgáló geotermikus rendszerek elégtelen hatékonysága miatt ezeket a fő fűtési hálózatok kiegészítéseként használják, vagy két vagy több hőcserélővel kombinálva készülnek
Mint a gyakorlat azt mutatja, a geotermikus fűtés különösen előnyös azoknak a házaknak, amelyek teljes fűtött területe 150 négyzetméter. m. Öt-nyolc évig a házak fűtési rendszereinek összes költsége teljes mértékben megtérül.
Ha a geotermikus fűtés nem igényel különösebben a magánházak tulajdonosai körében, akkor a gélrendszer hatékonyságát a déli régiók lakosai már megbecsülték. A napkollektoros fűtés gyártásának technológiája meglehetősen egyszerű, költséghatékonyságát és praktikusságát a nyugati országok és honfitársaink által alkalmazott sokéves tapasztalat igazolja.
További információ az alternatív energiaforrásokról ebben a cikkben található.
Ha számodra könnyebb megérteni a vizuális információkat, akkor ez a videó lehetővé teszi, hogy saját magának megnézze a geotermikus rendszer működését, valamint többet megtudjon arról, hogy ki és miért előnyös az ilyen típusú fűtés.
Meghívjuk Önt egy rövid videó megtekintésére, amelyben a vízszintes talajgyűjtő tulajdonosa elmondja a működésével kapcsolatos benyomásait. Ezen felül a videó megtekintésével megismerheti a geotermikus fűtési rendszer üzemeltetésével kapcsolatos működési költségeket.
A magánházak minden egyes tulajdonosának lehetősége van arra, hogy megvásárolja az erőforrásokat szolgáltató szervezetek szolgáltatásait, vagy csak önmagára támaszkodjon. Ennek során vegye figyelembe a megfontolások listáját.
A magunknak kitűzött cél nem az, hogy készen álljon a kész következtetésekre, hanem információt osszon meg az Ön előtt álló probléma megoldásának lehetőségeiről.
Van valami kiegészítése, vagy kérdése van egy magánház geotermikus fűtésével kapcsolatban? Megjegyzéseket fűzhet a kiadványhoz. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.