Geotermální do-it-yourself vytápění domu: nejlepší systémy pro venkovský dům

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 potřeba hoření alternativních zdrojů energie. V této době začaly vznikat první systémy geotermálního vytápění.

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

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.

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 souvisejících s přítomností paliva: nyní není třeba hledat místo, kde by bylo možné palivo skladovat, zapojit se do jeho odběru nebo dodání.
• 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.

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.

Je třeba poznamenat, že někteří řemeslníci ve snaze ušetřit se naučili sbírat geotermální energii vlastní tepelné čerpadlo.

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.

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.

Princip činnosti takového ohřevu

Pokud víte, jak to funguje klimatizace nebo ledniceje zřejmá podobnost těchto procesů se zásadou fungování geotermálního vytápění. Základem systému je tepelné čerpadlo, které je součástí dvou okruhů - vnějších i vnitřních.

Chcete-li uspořádat tradiční systém vytápění v každém domě, musíte do něj instalovat potrubí. k přepravě chladiva a radiátorů, když se zahřívá, do kterého bude proudit teplo prostory. V našem případě jsou také potřeba trubky a radiátory. Tvoří vnitřní obrys systému. Program lze přidat vytápěné podlahy.

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.

Nosič tepla v externím obvodu se ohřívá do stavu média, ve kterém je ponořen, a je odeslán do „vyhřívaného“ tvaru do 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 - jsou umístěny v studnách, které odhalují nebo neodhalují zvodnělou vrstvu;
• horizontálně - výměníky tepla systémů jsou uloženy v jámě nebo otevřené vodě ve formě typu 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.

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.

Abychom tuto energii Země mohli využít, je to nezbytné vyvrtat vertikální studny. Technologie je téměř stejná jako příprava zdroje vody.

Abyste maximalizovali ochranu krajiny, můžete vrtat několik trubek ze stejného výchozího bodu, ale v různých úhlech.

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.

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.

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.

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.

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

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 děje stejným způsobem jako v organizaci a topení využívající tradiční zdroje tepla. Hlavním problémem je uspořádání vnějšího obrysu.

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.

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.

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

• při 4-5 kW - 3000-7000 konvenčních jednotek;
• na 5-10 kW - 4000-8000 konvenčních jednotek;
• 10-15 kW - 5000-10000 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!

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 solární zařízení jednoduchost a hospodárnost a praktičnost potvrzená dlouholetými zkušenostmi s využíváním západních zemí a našich krajanů.

Další informace o alternativních zdrojích energie jsou uvedeny v. \ T tohoto článku.

Závěry a užitečné video na toto téma

Pokud je pro vás jednodušší pořídit si vizuální informace, pak toto video vám umožní na vlastní oči vidět, jak Je to geotermální systém, který funguje, a také se dozvědět více o tom, kdo a proč tento typ vytápění ziskové.

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.