Încălzirea geotermală este una dintre cele mai promițătoare din numărul total de surse alternative de energie. Spre deosebire de sistemele solare, este practic independent de perioada anului. Dar încălzirea unei case este benefică datorită căldurii și energiei pământului?
Încălzire geotermală pentru locuințe
Mai întâi trebuie să înțelegeți principiile obținerii energiei termice. Ele se bazează pe o creștere a temperaturii atunci când se adâncește adânc în pământ. La prima vedere, creșterea gradului de încălzire este nesemnificativă. Dar, datorită apariției noilor tehnologii, încălzirea la domiciliu din cauza căldurii pământului a devenit o realitate.
Principala condiție pentru organizarea încălzirii geotermale este temperatura de cel puțin 6 ° C. Acest lucru este tipic pentru straturile medii și adânci ale solului și corpurilor de apă. Acestea din urmă depind foarte mult de indicatorul de temperatură externă, de aceea sunt rareori utilizate. Cum poate fi practic posibil să amenajăm încălzirea unei case cu energie pământească?
Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți 3 circuite umplute cu lichide cu caracteristici tehnice diferite:
- Exterior. Mai des în ea circulă antigel. Încălzirea sa la o temperatură de cel puțin 6 ° C se datorează energiei pământului;
- Pompa de caldura. Fără aceasta, încălzirea din cauza energiei pământului este imposibilă. Lichidul de răcire din circuitul extern își transferă energia în agent frigorific folosind un schimbător de căldură. Temperatura sa de evaporare este mai mică de 6 ° C. După aceasta, intră în compresor, unde după compresiune temperatura crește până la 70 ° C;
- Contur interior. Conform unei scheme similare, căldura este transferată din agentul frigorific comprimat în apa din sistemul de coacere. Astfel, încălzirea are loc din intestinele pământului cu costuri minime.
În ciuda avantajelor evidente, astfel de sisteme pot fi rareori găsite. Acest lucru este asociat cu costuri ridicate pentru achiziționarea de echipamente și organizarea circuitului extern al admisiei de căldură.
Cel mai bine este să încredințați profesioniștilor calculul încălzirii de la căldura pământului. Eficiența întregului sistem va depinde de corectitudinea calculelor.
Principiul de funcționare al pompei de căldură
„Inima” încălzirii geotermale este pompa de căldură. Este format din mai multe componente, a căror funcționare afectează direct indicatorul de eficiență al întregului sistem. Prin urmare, înainte de a planifica încălzirea unei case private de la sol - trebuie să aflați principalele caracteristici ale acestui site.
Deoarece acest dispozitiv face parte din categoria echipamentelor complexe - se recomandă achiziționarea numai a modelelor din fabrică. Proiectarea pompei de căldură include următoarele componente:
- Vaporizator. În acest bloc, energia este transferată din circuitul extern;
- Compresor. Este necesară crearea unei presiuni ridicate în mediul frigorific;
- Capilar. Servește la reducerea presiunii interne în circuitul refrigerantului;
- Sistem de control. Cu ajutorul său, încălzirea unei case private de la sol este reglată - modul de funcționare a temperaturii, viteza de trecere a lichidelor de răcire etc.
Principala problemă în auto-producerea unei pompe de căldură este reducerea pierderilor de căldură și normalizarea funcționării circuitului intern cu agent frigorific. Modelele din fabrică sunt configurate în faza de fabricație, iar proiectarea prevede posibilitatea ajustării parametrilor săi.
Cum se calculează corect parametrii pompei, astfel încât căldura pământului pentru încălzirea casei să ofere o temperatură normală? Pentru aceasta, aflați puterea termică a pompei. Pentru un calcul aproximativ, puteți utiliza următoarea formulă:
Q = (t1-t2) * V
Unde T1-T2 - diferența de temperatură la conducta de intrare și retur, ° C,V - debitul estimat al lichidului de răcire, m³ / h,Q - puterea nominală a pompei de căldură, wați.
Această tehnică nu este aplicabilă pentru sistemele complexe, deoarece există mulți factori suplimentari. În special, pierderile de căldură pe autostradă. Acest lucru este valabil mai ales pentru acele zone în care iese cât mai aproape de suprafața solului. Pentru a reduce la minimum pierderile de căldură, încălziți conductele de încălzire în pământ.
Deoarece funcționarea pompei de căldură depinde de electricitate, se recomandă instalarea unei surse de alimentare de urgență.
Opțiuni de încălzire geotermale
Pentru ca energia pământului să poată fi folosită pentru încălzirea casei cât mai mult posibil - trebuie să alegeți diagrama circuitului extern adecvat. De fapt, orice mediu poate fi o sursă de energie termică - subteran, apă sau aer. Dar este important să se țină seama de schimbările sezoniere ale condițiilor meteorologice, după cum am discutat mai sus.
În prezent, există două tipuri de sisteme care sunt utilizate eficient pentru încălzirea unei case din cauza căldurii pământului - orizontală și verticală. Factorul cheie al alegerii este dimensiunea terenului. Depinde de aceasta aspectul conductelor pentru încălzirea unei case cu energie pământească.
Pe lângă acesta, sunt luați în considerare astfel de factori:
- Compoziția solului. În stâncoase și lăcrimate, este dificil să se facă trunchiuri verticale pentru așezarea autostrăzilor;
- Înghețarea solului. El va determina adâncimea optimă a conductei;
- Amplasarea apelor subterane. Cu cât sunt mai mari, cu atât sunt mai bune pentru încălzirea geotermală. În acest caz, temperatura va crește cu adâncimea, care este condiția optimă pentru încălzire datorită energiei pământului.
De asemenea, trebuie să știți despre posibilitatea transferului de energie inversă vara. Apoi, încălzirea unei case private de la sol nu va funcționa, iar căldura în exces va trece din casă în sol. Toate sistemele de refrigerare funcționează în același mod. Dar pentru aceasta este necesar să instalați echipamente suplimentare.
Nu puteți planifica să instalați un circuit extern departe de casă. Acest lucru va crește pierderea de căldură la încălzirea din intestinele pământului.
Schema orizontală de încălzire geotermală
Cel mai obișnuit mod de a instala autostrăzile externe. Este convenabil pentru ușurința instalării și posibilitatea de a înlocui relativ rapid secțiuni defecte ale conductei.
Pentru instalare conform acestei scheme, se folosește un sistem de colecție. Pentru a face acest lucru, mai multe circuite sunt amplasate la o distanță minimă de 0,3 m unul de celălalt. Acestea sunt conectate cu ajutorul unui colector, care alimentează lichidul de răcire în pompa de căldură. Acest lucru va asigura aportul maxim de energie la încălzire de la căldura pământului.
În același timp, trebuie să se țină seama de o serie de nuanțe importante:
- Suprafata mare a parcelei. Pentru o casă de aproximativ 150 mp, ar trebui să fie de cel puțin 300 m²;
- Conductele sunt în mod necesar adâncite la o adâncime sub nivelul de înghețare a solului;
- Cu o posibilă mișcare a solului în timpul inundațiilor de primăvară, probabilitatea deplasării drumurilor crește.
Avantajul definitiv al încălzirii de la căldura pământului de tip orizontal este posibilitatea auto-aranjării. În cele mai multe cazuri, acest lucru nu va necesita implicarea echipamentelor speciale.
Pentru transfer de căldură maximă, trebuie să utilizați conducte cu o conductivitate termică ridicată - polimer cu pereți subțiri. În același timp, trebuie luate în considerare modalitățile de încălzire a conductelor de încălzire în pământ.
Încălzire geotermică verticală
Acesta este un mod mai laborios de a organiza încălzirea unei case private de la sol. Conductele sunt amplasate vertical în puțuri speciale. Este important să știți că o astfel de schemă este mult mai eficientă decât una verticală.
Principalul său avantaj este creșterea gradului de încălzire a apei în circuitul extern. Acestea. cu cât conductele sunt mai adânci, cu atât va fi mai mare cantitatea de căldură a terenului pentru încălzirea casei. Un alt factor este suprafața mică a terenului. În unele cazuri, amenajarea circuitului de încălzire geotermică externă se realizează chiar înainte de construcția casei în imediata vecinătate a fundației.
Ce dificultăți se poate întâmpina în obținerea energiei pământului pentru încălzirea unei case conform acestei scheme?
- Cantitativ la calitativ. Pentru aranjarea verticală, lungimea liniilor este mult mai mare. Este compensat de temperatura mai ridicată a solului. Pentru a face acest lucru, trebuie să faceți puțuri până la 50 m adâncime, ceea ce este o muncă laborioasă;
- Compoziția solului. Pentru solul stâncos, este necesar să folosiți mașini speciale de găurit. În loam pentru a preveni vărsarea sondei, se montează o carcasă protectoare din beton armat sau plastic cu pereți groși;
- În caz de defecțiuni sau pierderi de etanșeitate procesul de reparație este complicat. În acest caz, pot exista defecțiuni pe termen lung în munca de încălzire a casei pentru energia termică a pământului.
În ciuda costurilor inițiale mari și a complexității instalării, dispunerea verticală a liniilor este optimă. Experții recomandă utilizarea unei astfel de scheme de instalare.
Pentru circulația lichidului de răcire în circuitul extern într-un sistem vertical, sunt necesare pompe puternice de circulație.
Organizarea încălzirii geotermale
Consumatorii au încă întrebarea principală - este posibilă utilizarea încălzirii unei case de țară cu energia pământului ca principală? Este posibil, dar numai cu o abordare profesională în toate etapele - de la calcul la instalare și testare a sistemului.
În primul rând, trebuie să alegeți pompa de căldură potrivită. Având în vedere costul ridicat - trebuie să efectuați mai întâi toate calculele preliminare ale caracteristicilor sale. Doar în acest caz, încălzirea datorită energiei termice a pământului va avea un coeficient maxim de eficiență. Printre producătorii de încredere se numără Buderus, Vaillant și Veissman. Costul mediu al unei pompe de căldură pentru încălzirea din subsol este de aproximativ 360 de mii de ruble cu o putere nominală de 6 kW. Modelele mai productive pot costa mai mult de 1 milion de ruble.
În plus față de costuri, trebuie să acordați atenție materialului de fabricare a conductelor. Pentru a reduce la minimum pierderile de căldură în încălzirea din energia termică a pământului, se recomandă utilizarea următoarelor:
- Polietilenă reticulată. Diferențe la costuri reduse - este optim pentru scheme orizontale;
- Țeavă din oțel inoxidabil. Se folosește la încălzire folosind energia termică a pământului cu un aranjament vertical al circuitului extern. Se compară favorabil cu polietilena reticulată, cu o conductivitate termică ridicată și rezistență mecanică. Dezavantajul este costul ridicat.
Pentru optimizare, se recomandă instalarea de senzori de temperatură externi și interni, precum și un acumulator de căldură. Acest lucru va reduce la minimum costurile de încălzire a unui teren energetic pentru locuințe private.
Având în vedere toți acești factori, până în prezent, în majoritatea cazurilor, ei instalează încălzirea geotermală din energia pământului ca suplimentar. În timp, costurile componentelor și eficiența pompelor de căldură vor crește - și abia atunci astfel de sisteme pot fi considerate principalele.
Un exemplu de instalare a încălzirii geotermale într-o casă privată poate fi găsit urmărind videoclipul:
