Геотермалното отопление е един от най-обещаващите от общия брой алтернативни източници на енергия. За разлика от слънчевите системи, той практически не зависи от времето на годината. Но полезно ли е отоплението на къщата поради топлината и енергията на земята?
Геотермално отопление на дома
Първо трябва да разберете принципите за получаване на топлинна енергия. Те се основават на повишаване на температурата при задълбочаване в дълбочина в земята. На пръв поглед увеличението на степента на нагряване е незначително. Но благодарение на появата на нови технологии отоплението на дома поради топлината на земята се превърна в реалност.
Основното условие за организиране на геотермалното отопление е температура най-малко 6 ° C. Това е характерно за средни и дълбоки слоеве от почва и водни тела. Последните са силно зависими от показателя за външна температура, поради което се използват рядко. Как е възможно практически да се организира отопление на къща със земна енергия?
За да направите това, трябва да направите 3 вериги, пълни с течности с различни технически характеристики:
- външен, По-често в него циркулира антифриз. Нагряването му до температура от поне 6 ° C се дължи на енергията на земята;
- Топлинна помпа, Без него отоплението поради енергията на земята е невъзможно. Топлоносителят от външната верига предава енергията си на хладилния агент, използвайки топлообменник. Температурата му на изпаряване е по-малка от 6 ° C. След това той влиза в компресора, където след компресиране температурата се повишава до 70 ° C;
- Вътрешен контур, Според подобна схема топлината се прехвърля от компресирания хладилен агент във вода в системата за печене. Така нагряването става от недрата на земята с минимални разходи.
Въпреки очевидните предимства, такива системи рядко могат да бъдат намерени. Това е свързано с високите разходи за закупуване на оборудване и организацията на външната верига на топлинния прием.
Най-добре е да поверите изчисляването на отоплението от топлината на земята на професионалисти. Ефективността на цялата система ще зависи от правилността на изчисленията.
Принципът на работа на термопомпата
„Сърцето“ на геотермалното отопление е термопомпата. Състои се от няколко компонента, работата на които пряко влияе върху показателя за ефективност на цялата система. Ето защо, преди да планирате отоплението на частна къща от земята - трябва да разберете основните характеристики на този сайт.
Тъй като това устройство принадлежи към категорията на сложно оборудване - препоръчва се да се купуват само фабрични модели. Дизайнът на термопомпата включва следните компоненти:
- изпарител, В този блок енергията се прехвърля от външната верига;
- компресор, Необходимо е да се създаде високо налягане в хладилната среда;
- капилярен, Той служи за намаляване на вътрешното налягане във веригата на хладилния агент;
- Контролна система, С негова помощ се регулира отоплението на частна къща от земята - температурният режим на работа, преминаването на охлаждащите течности и др.
Основният проблем при самостоятелното производство на термопомпа е намаляване на топлинните загуби и нормализиране на работата на вътрешната верига с хладилен агент. Фабричните модели се настройват на етапа на производство, а дизайнът предвижда възможност за регулиране на неговите параметри.
Как правилно да се изчислят параметрите на помпата, така че топлината на земята за отопление на къщата осигурява нормална температура? За целта разберете топлинната мощност на помпата. За приблизително изчисление можете да използвате следната формула:
Q = (t1-t2) * V
Където t1-t2 - температурната разлика във входящата и връщащата тръба, ° C,V - прогнозен дебит на охлаждащата течност, m³ / h,Q - номинална мощност на термопомпата, ват.
Тази техника не е приложима за сложни системи, тъй като има много допълнителни фактори. По-специално топлинните загуби на магистралата. Това е особено вярно за онези райони, където той излиза възможно най-близо до земната повърхност. За да сведете до минимум топлинните загуби, затоплете отоплителните тръби в земята.
Тъй като работата на термопомпата зависи от електричеството, се препоръчва да се инсталира аварийно захранване.
Опции за геотермално отопление
За да може енергията на земята да се използва за отопление на къщата възможно най-много - трябва да изберете правилната външна схема. Всъщност, всяка среда може да бъде източник на топлинна енергия - под земята, вода или въздух. Но е важно да се вземат предвид сезонните промени в метеорологичните условия, както беше обсъдено по-горе.
В момента има два вида системи, които ефективно се използват за отопление на къща поради топлината на земята - хоризонтална и вертикална. Ключовият фактор за избор е големината на земята. Разположението на тръбите за отопление на къща със земна енергия зависи от това.
В допълнение към нея се вземат предвид такива фактори:
- Състав на почвата, В скалисти и глинести е трудно да се правят вертикални стволове за полагане на магистрали;
- Замръзване на почвата, Той ще определи оптималната дълбочина на тръбата;
- Местоположение на подземните води, Колкото по-високи са те, толкова по-добре за геотермалното отопление. В този случай температурата ще се увеличава с дълбочина, което е оптималното условие за отопление поради енергията на земята.
Също така трябва да знаете за възможността за обратен трансфер на енергия през лятото. Тогава отоплението на частна къща от земята няма да функционира и излишната топлина ще премине от къщата в почвата. Всички хладилни системи работят по един и същи начин. Но за това е необходимо да се инсталира допълнително оборудване.
Не можете да планирате да инсталирате външна верига извън дома. Това ще увеличи топлинните загуби при нагряване от недрата на земята.
Хоризонтална схема на геотермално отопление
Най-често срещаният начин за инсталиране на външни магистрали. Той е удобен за лесна инсталация и възможност за сравнително бързо заместване на дефектни участъци от тръбопровода.
За монтаж по тази схема се използва колекторна система. За да направите това, няколко вериги са разположени, разположени на минимално разстояние 0,3 m един от друг. Те са свързани с помощта на колектор, който подава охлаждащата течност допълнително в термопомпата. Това ще осигури максимален принос на енергия за отопление от земната топлина.
Но в същото време трябва да се вземат предвид редица важни нюанси:
- Голяма площ на парцела. За къща от около 150 м² тя трябва да бъде най-малко 300 м²;
- Тръбите задължително са вдлъбнати до дълбочина под нивото на замръзване на почвата;
- С възможно движение на почвата по време на пролетните наводнения, вероятността от изместване на магистралите се увеличава.
Определящото предимство на отоплението от топлината на земята от хоризонтален тип е възможността за самостоятелно подреждане. В повечето случаи това няма да изисква участието на специално оборудване.
За максимален пренос на топлина е необходимо да използвате тръби с висока топлопроводимост - полимер с тънки стени. Но в същото време трябва да се обмислят начини за затопляне на отоплителните тръби в земята.
Вертикално геотермално отопление
Това е по-трудоемък начин за организиране на отопление на частна къща от земята. Тръбопроводите са разположени вертикално в специални кладенци. Важно е да знаете, че подобна схема е много по-ефективна от вертикална.
Основното му предимство е да се увеличи степента на нагряване на водата във външната верига. Тези. колкото по-дълбоко са разположени тръбите, толкова по-голямо количество земна топлина за отопление на къщата ще влезе в системата. Друг фактор е малката площ на земята. В някои случаи подреждането на външния геотермален отоплителен кръг се извършва още преди изграждането на къщата в непосредствена близост до основата.
Какви трудности може да срещне човек при получаването на земната енергия за отопление на къща в съответствие с тази схема?
- Количествено до качествено, При вертикално подреждане дължината на линиите е много по-голяма. Тя се компенсира с по-висока температура на почвата. За да направите това, трябва да направите кладенци с дълбочина до 50 м, което е трудоемка работа;
- Състав на почвата, За камениста почва е необходимо да се използват специални пробивни машини. В глината, за да се предотврати проливането на кладенеца, се монтира защитна обвивка от стоманобетон или дебелостенна пластмаса;
- В случай на неизправност или загуба на херметичност процесът на ремонт е сложен, В този случай може да има дългосрочни неизправности в работата на отоплението на къщата за топлинната енергия на земята.
Но въпреки големите първоначални разходи и сложността на инсталацията, вертикалното разположение на линиите е оптимално. Експертите съветват да се използва точно такава инсталационна схема.
За циркулацията на охлаждащата течност във външната верига във вертикална система са необходими мощни циркулационни помпи.
Организация на геотермално отопление
Потребителите все още имат основния въпрос - възможно ли е да използват отоплението на селска къща с енергията на земята като основна? Възможно е, но само с професионален подход на всички етапи - от изчисление до инсталиране и тестване на системата.
На първо място, трябва да изберете правилната термопомпа. Предвид високата им цена - първо трябва да извършите всички предварителни изчисления на неговите характеристики. Само в този случай отоплението поради топлинната енергия на земята ще има максимален коефициент на ефективност. Сред надеждните производители са Buderus, Vaillant и Veissman. Средната цена на термопомпа за отопление от подпочвата е около 360 хиляди рубли с номинална мощност от 6 кВт. По-продуктивните модели могат да струват повече от 1 милион рубли.
В допълнение към разходите, трябва да обърнете внимание на материала на производството на тръби. За да се сведе до минимум загубата на топлина при нагряване от топлинната енергия на земята, се препоръчва да се използва следното:
- Омрежен полиетилен, Различава се с ниска цена - това е оптимално за хоризонтални схеми;
- Тръба от неръждаема стомана, Използва се за отопление, използвайки топлинната енергия на земята с вертикално разположение на външната верига. Той се сравнява благоприятно с омрежен полиетилен с висока топлопроводимост и механична якост. Недостатъкът е високата цена.
За оптимизация се препоръчва да се монтират външни и вътрешни температурни датчици, както и топлинен акумулатор. Това ще намали до минимум разходите за отопление на частна къща с енергия.
Като се имат предвид всички тези фактори, досега в повечето случаи те инсталират геотермално отопление от земната енергия като допълнителна. С течение на времето цената на компонентите и ефективността на термопомпите ще се увеличат - и едва тогава такива системи могат да се считат за основни.
Пример за инсталирането на геотермално отопление в частна къща можете да намерите, като гледате видеото:
