Geotermisk opvarmning er en af de mest lovende blandt det samlede antal alternative energikilder. I modsætning til solsystemer er det praktisk taget uafhængigt af årstiden. Men er opvarmning af et hus fordelagtigt på grund af jordens varme og energi?
Geotermisk opvarmning af hjemmet
Først skal du forstå principperne for at få termisk energi. De er baseret på en stigning i temperaturen, når de dyber dybt ned i jorden. Ved første øjekast er stigningen i opvarmningsgraden ubetydelig. Men takket være fremkomsten af nye teknologier er boligopvarmning på grund af jordens varme blevet en realitet.
Den vigtigste betingelse for organisering af geotermisk opvarmning er en temperatur på mindst 6 ° C. Dette er typisk for midterste og dybe lag jord- og vandmasser. Sidstnævnte er meget afhængige af indikatoren for den ydre temperatur, og derfor bruges de sjældent. Hvordan kan det være praktisk muligt at arrangere opvarmning af et hus med jordenergi?
For at gøre dette skal du lave 3 kredsløb fyldt med væsker med forskellige tekniske egenskaber:
- Ydre. Oftere cirkulerer der frostvæske. Dens opvarmning til en temperatur på mindst 6 ° C skyldes jordens energi;
- Varmepumpe. Uden det er opvarmning på grund af jordens energi umulig. Kølevæsken fra det eksterne kredsløb overfører sin energi til kølemediet ved hjælp af en varmeveksler. Dens fordampningstemperatur er mindre end 6 ° C. Derefter kommer den ind i kompressoren, hvor temperaturen efter komprimering stiger til 70 ° C;
- Indre kontur. I henhold til et lignende skema overføres varme fra det komprimerede kølemiddel til vand i bagesystemet. Opvarmning sker således fra jordens tarm med minimale omkostninger.
På trods af de åbenlyse fordele kan sådanne systemer sjældent findes. Dette er forbundet med høje omkostninger til køb af udstyr og tilrettelæggelse af det eksterne kredsløb for varmeindtag.
Det er bedst at overdrage fagfolk beregningen af opvarmning fra jordvarme. Effektiviteten af hele systemet afhænger af korrektheden af beregningerne.
Princippet om drift af varmepumpen
Geotermisk varmes ”hjerte” er varmepumpen. Det består af flere komponenter, hvis funktion direkte påvirker effektivitetsindikatoren for hele systemet. Før du planlægger opvarmning af et privat hus fra jorden - skal du derfor finde ud af de vigtigste egenskaber ved dette sted.
Da denne enhed hører til kategorien komplekst udstyr - anbefales det at købe kun fabriksmodeller. Varmepumpedesignet inkluderer følgende komponenter:
- Fordamper. I denne blok overføres energi fra det eksterne kredsløb;
- Kompressor. Det er nødvendigt at skabe højt tryk i kølemediet;
- kapillær. Det tjener til at reducere det indre tryk i kølemediekredsløbet;
- Kontrolsystem. Med sin hjælp reguleres opvarmningen af et privat hus fra jorden - temperaturen i driftsform, passage af kølevæsker osv.
Hovedproblemet i selvproduktionen af en varmepumpe er at reducere varmetab og normalisere driften af det interne kredsløb med kølemiddel. Fabriksmodeller indstilles på fremstillingsstadiet, og designet giver mulighed for at justere dens parametre.
Hvordan beregnes pumpeparametrene korrekt, så jordens varme til opvarmning af huset giver en normal temperatur? For at gøre dette, find ud af pumpens termiske effekt. Til en omtrentlig beregning kan du bruge følgende formel:
Q = (t1-t2) * V
Hvor t1-t2 - temperaturforskellen ved indløbs- og returledningen, ° C,V - estimeret strømningshastighed for kølevæsken, m³ / hQ - nominel effekt af varmepumpen, watt.
Denne teknik er ikke anvendelig til komplekse systemer, da der er mange yderligere faktorer. Især varmetab på motorvejen. Dette gælder især for de områder, hvor det kommer så tæt på jordoverfladen som muligt. For at minimere varmetab skal du opvarme rørene i jorden.
Da drift af varmepumpen afhænger af elektricitet, anbefales det at installere en nødstrømforsyning.
Geotermiske opvarmningsmuligheder
For at jordens energi skal bruges til at varme huset så meget som muligt - skal du vælge det rigtige eksterne kredsløbsdiagram. Faktisk kan ethvert medium være en kilde til termisk energi - underjordisk, vand eller luft. Men det er vigtigt at tage hensyn til sæsonændringer i vejrforholdene, som diskuteret ovenfor.
I øjeblikket er der to typer systemer, der effektivt bruges til opvarmning af et hus på grund af jordens varme - vandret og lodret. Den vigtigste faktor, du vælger, er landets størrelse. Indretningen af rørene til opvarmning af et hus med jordenergi afhænger af dette.
Derudover tages der hensyn til sådanne faktorer:
- Jordkomposition. I stenet og lerrig er det vanskeligt at fremstille lodrette kufferter til at lægge motorveje;
- Frysning af jord. Han bestemmer den optimale dybde af røret;
- Grundvands placering. Jo højere de er, jo bedre til geotermisk opvarmning. I dette tilfælde vil temperaturen stige med dybden, hvilket er den optimale betingelse for opvarmning på grund af jordens energi.
Du skal også vide om muligheden for omvendt energioverførsel om sommeren. Derefter fungerer opvarmningen af et privat hus fra jorden ikke, og overskydende varme vil passere fra huset til jorden. Alle kølesystemer fungerer på samme måde. Men til dette er det nødvendigt at installere ekstra udstyr.
Du kan ikke planlægge at installere et eksternt kredsløb væk fra hjemmet. Dette vil øge varmetabet ved opvarmning fra jordens tarm.
Horisontalt skema med geotermisk opvarmning
Den mest almindelige måde at installere eksterne motorveje på. Det er praktisk for nem installation og muligheden for relativt hurtigt at udskifte defekte dele af rørledningen.
Til installation i henhold til dette skema bruges et opsamlingssystem. For at gøre dette er flere kredsløb placeret i en mindsteafstand på 0,3 m fra hinanden. De forbindes ved hjælp af en opsamler, der fører kølevæsken videre ind i varmepumpen. Dette vil sikre maksimal energiindgang til opvarmningen fra jordens varme.
Men samtidig skal der tages højde for en række vigtige nuancer:
- Stort areal af grunden. For et hus på cirka 150 m² skal det være mindst 300 m²;
- Rør er nødvendigvis forsænket til en dybde under niveauet for jordfrysning;
- Med mulig jordbevægelse under foråret oversvømmelser øges sandsynligheden for forskydning af motorveje.
Den afgørende fordel ved opvarmning fra varmen fra jorden af vandret type er muligheden for selvindretning. I de fleste tilfælde kræver dette ikke involvering af specielt udstyr.
For maksimal varmeoverførsel skal du bruge rør med en høj varmeledningsevne - tyndvægget polymer. Men på samme tid bør man overveje måder at varme opvarmningsrørene i jorden på.
Lodret geotermisk opvarmning
Dette er en mere besværlig måde at organisere opvarmning af et privat hus fra jorden. Rørledninger er placeret lodret i specielle brønde. Det er vigtigt at vide, at en sådan ordning er meget mere effektiv end en lodret.
Dets største fordel er at øge graden af opvarmning af vand i det eksterne kredsløb. De der. jo dybere rørene er placeret, jo større er mængden af landvarme til opvarmning af huset ind i systemet. En anden faktor er det lille område af jorden. I nogle tilfælde udføres indretningen af det eksterne geotermiske varmekredsløb allerede før opførelsen af huset i umiddelbar nærhed af fundamentet.
Hvilke vanskeligheder kan man støde på at få jordens energi til opvarmning af et hus under denne ordning?
- Kvantitativ til kvalitativ. Ved lodret arrangement er linjernes længde meget højere. Det kompenseres af højere jordtemperatur. For at gøre dette er du nødt til at lave brønde op til 50 m dyb, hvilket er et besværligt job;
- Jordkomposition. Til stenet jord er det nødvendigt at bruge specielle boremaskiner. I lersten for at forhindre udslip af brønden er der monteret en beskyttende skal af armeret beton eller tykvægget plast;
- I tilfælde af funktionsfejl eller tab af tæthed reparationsprocessen er kompliceret. I dette tilfælde kan der være langsigtede funktionsfejl i arbejdet med at opvarme huset til jordens termiske energi.
På trods af de store initialomkostninger og installationens kompleksitet, er linjernes lodrette layout optimal. Eksperter rådgiver at bruge netop sådan en installationsplan.
Til cirkulation af kølevæsken i det eksterne kredsløb i et lodret system er kraftige cirkulationspumper nødvendige.
Organisering af geotermisk opvarmning
Forbrugerne har stadig det vigtigste spørgsmål - er det muligt at bruge opvarmningen af et landsted med jordens energi som det vigtigste? Det er muligt, men kun med en professionel tilgang på alle trin - fra beregning til installation og test af systemet.
Først og fremmest skal du vælge den rigtige varmepumpe. I betragtning af deres høje omkostninger - skal du først udføre alle foreløbige beregninger af dens egenskaber. Kun i dette tilfælde har opvarmning på grund af jordens termiske energi en maksimal effektivitetskoefficient. Blandt de pålidelige producenter er Buderus, Vaillant og Veissman. De gennemsnitlige omkostninger ved en varmepumpe til opvarmning fra undergrunden er omkring 360 tusind rubler med en nominel effekt på 6 kW. Mere produktive modeller kan koste mere end 1 million rubler.
Foruden omkostninger skal du være opmærksom på materialet til fremstilling af rør. For at minimere varmetab ved opvarmning fra jordens varmeenergi anbefales det at bruge følgende:
- Tværbundet polyethylen. Afviger i lave omkostninger - det er optimalt for horisontale ordninger;
- Rustfrit stålrør. Det bruges til opvarmning ved hjælp af jordens termiske energi med et lodret arrangement af det eksterne kredsløb. Det kan sammenlignes med tværbundet polyethylen med en høj termisk ledningsevne og mekanisk styrke. Ulempen er de høje omkostninger.
For optimering anbefales installation af eksterne og interne temperatursensorer samt en varmeakkumulator. Dette vil minimere omkostningerne til opvarmning af et privat hjemmemarkedet.
I betragtning af alle disse faktorer installerer de hidtil i de fleste tilfælde geotermisk opvarmning fra jordens energi som et ekstra. Over tid stiger omkostningerne til komponenter og effektiviteten af varmepumper - og først da kan sådanne systemer betragtes som de vigtigste.
Et eksempel på installation af geotermisk varme i et privat hus kan findes ved at se videoen:
