Az otthoni geotermikus fűtés működési elve. Ház geotermikus fűtése kulcsrakész költséggel barkácsoljon geotermikus fűtést

A geotermikus fűtés alapja a föld alatti objektumok felmelegítése a föld magmából származó hővel. A talaj felső sűrű rétegei megtartják a föld alatti hőt, amely a felszínről egy eszközzel elérhető.

A geotermikus fűtési rendszer fő egysége egy két körben működő hőszivattyú. A belső kör egy ház fűtési rendszere, beleértve a radiátorokat és a csöveket, a külső kör egy hőcserélő, amely egy aknában található a föld alatt vagy a víz alatt. A külső kör hőcserélőjében hűtőfolyadék (fagyálló) kering, felveszi annak a környezetnek a hőmérsékletét, amelyben a hőcserélő található. A felmelegített hűtőfolyadékot a hőszivattyú továbbítja a hőszivattyú freonjához. Amikor a freont kompresszor sűríti, a hőmérséklete 100 fokra emelkedik, és hőjének egy része a ház belső fűtési rendszerébe kerül.

Így a geotermikus hőszivattyú a rendszer kulcselemének szerepét tölti be. Tévhit, hogy a geotermikus fűtés a föld alatti hőforrásokból származó hő felhasználásán alapul. A fagypont alatti, 5-7 fokos talaj a hőforrás az ilyen típusú fűtéshez.

A geotermikus fűtés előnyei és hátrányai

• Ennek a módszernek a hatékonysága 300-500%;
• az ilyen típusú energia rendelkezésre állása és korlátlan mennyisége;
• környezeti Biztonság;
• nincs tűzveszély;
• autonóm üzemmód;
• alacsony működési költségek.

A hátrányok között megjegyezzük a magas költségeket (a hőszivattyú önmagában 3-10 ezer euróba kerül).

A geotermikus fűtés nagyon gazdaságos: 1 kW elfogyasztott áramra 4-6 kW hőenergiát nyernek a föld alól, így a jelentős költségek ellenére egy geotermikus fűtőberendezés 5-8 év alatt megtérül.

Hogyan készítsünk saját geotermikus fűtést

A geotermikus fűtés saját kezű telepítésének nehézségei az aknával kezdődnek, amelynek mérete és mélysége számos tényezőtől függ: a régió földrajzi elhelyezkedésétől, a talaj jellemzőitől, az éghajlattól, a fűtési területtől stb. A bánya mélysége több tíztől több száz méterig terjedhet.

A geotermikus fűtőberendezésekhez háromféle hőcserélő létezik:

1. Függőleges fúrólyuk szivattyúval. Mélysége elérheti a 200 m-t, költsége magas, de az akár 100 éves élettartam indokolja a költségeket.
2. Vízszintes, a talaj fagyáspontja alatt található. Ennek a kialakításnak a hátránya a nagy terület: egy 200 m2-es házhoz 500 m2 hőcserélőre lesz szüksége.
3. Víz alatti, télen a víz fagypontja alatt található. Egy magánlakás számára gyakran ez a legmegfelelőbb lehetőség, amely lehetővé teszi, hogy kiterjedt és költséges ásatási munkákat ne végezzen. Az egyetlen feltétel a tározó jelenléte a háztól legfeljebb 100 m távolságra.

A képen egy vízszintes hőcserélő látható a geotermikus fűtéshez

A külső áramkör polietilén csövekből készül, 40-50 W hőmennyiséggel 1 m kollektorhosszonként. Ha a szivattyú teljesítménye 10 kW, akkor a kút mélysége 160-200 m. Néha egy kút helyett több kutat készítenek a szükséges teljes hosszúságban. Az egy pontból különböző irányokba történő fúrás klaszteres technológiáját is alkalmazzák - ez lehetővé teszi a helyi terület megőrzését.

További információért arról, hogyan lehet geotermikus fűtést készíteni egy vidéki ház számára, nézze meg az alábbi videót.

Milyen vélemények vannak a geotermikus fűtésről?

Az interneten számos vélemény található a geotermikus fűtési rendszerek működéséről. Sikeres munkája mellett a háztulajdonosok megjegyzik:

• a hűtőfolyadék hőmérséklete a rendszerben gyakran alacsonyabb, mint a tervezési hőmérséklet, és a vizet további hőforrással kell melegíteni (például);
• a hőszivattyú magas költsége csak 15-20 év múlva teszi lehetővé a visszafizetését (az elektromos áram és az üzemeltetési költségeket nem vették figyelembe);
• Olcsóbb több ház közös fűtési rendszerének kiépítése.

következtetéseket

1. A geotermikus fűtés továbbra is drága az orosz fogyasztók számára, és csak a fejlett országokban használják széles körben. Ugyanakkor az ilyen fűtés alapjául szolgáló technológia nagyon ígéretes.
2. A hőtermelési technológia fejlesztése és költségcsökkentése kell, hogy legyen a fő tényező e fűtési mód elterjedésében hazánkban.

A geotermikus fűtés az egyik legígéretesebb alternatív energiaforrás. A napelemes rendszerekkel ellentétben gyakorlatilag nem függ az évszaktól. De vajon kifizetődő-e a ház fűtése a föld hőjével és energiájával?

Geotermikus házfűtés

Először meg kell értenie a hőenergia megszerzésének elveit. Ezek a hőmérséklet növekedésén alapulnak, amikor mélyebbre mennek a földbe. Első pillantásra a fűtési fok növekedése jelentéktelen. De az új technológiák megjelenésének köszönhetően a ház fűtése a föld hőjével valósággá vált.

A geotermikus fűtés megszervezésének fő feltétele a legalább 6°C hőmérséklet. Ez jellemző a közepes és mély talajrétegekre és a tározókra. Ez utóbbiak nagymértékben függenek a külső hőmérséklettől, ezért rendkívül ritkán használják őket. Hogyan lehet gyakorlatilag megszervezni egy ház fűtését földenergiával?

Ehhez 3 különböző műszaki jellemzőkkel rendelkező folyadékkal töltött áramkört kell készítenie:

• Külső. Gyakrabban fagyálló kering benne. Legalább 6°C-os hőmérsékletre melegítése a föld energiája miatt következik be;
• Hő pumpa. Enélkül a földenergiával történő fűtés lehetetlen. A külső körből származó hűtőközeg egy hőcserélő segítségével adja át energiáját a hűtőközegnek. Párolgási hőmérséklete 6°C alatt van. Ezt követően belép a kompresszorba, ahol a tömörítés után a hőmérséklet 70 °C-ra emelkedik;
• Belső áramkör. Hasonló sémát alkalmaznak a sűrített hűtőközegből a hűtőrendszerben lévő vízbe történő hő átvitelére. Ily módon a fűtés a föld mélyéről történik minimális költséggel.

A nyilvánvaló előnyök ellenére az ilyen rendszerek ritkák. Ennek oka a berendezések beszerzésének és a külső hőellátó kör megszervezésének magas költségei.

A föld melegéből történő fűtés számítását a legjobb szakemberekre bízni. Az egész rendszer hatékonysága a számítások helyességétől függ.

A hőszivattyú működési elve

A geotermikus fűtés „szíve” a hőszivattyú. Több komponensből áll, amelyek működése közvetlenül befolyásolja a teljes rendszer hatékonyságát. Ezért, mielőtt egy magánház földről történő fűtését tervezné, meg kell találnia ennek az egységnek a fő jellemzőit.

Mivel ez az eszköz a komplex berendezések kategóriájába tartozik, csak a gyári modelleket ajánlott megvásárolni. A hőszivattyú kialakítása a következő összetevőket tartalmazza:

• Párologtató. Ebben a blokkban az energia a külső áramkörből kerül átadásra;
• Kompresszor. A hűtőközeg-környezetben nagy nyomás létrehozásához szükséges;
• Hajszálcsöves. Csökkenti a belső nyomást a hűtőkörben;
• Vezérlő rendszer. Segítségével szabályozható a magánház földről történő fűtése - üzemi hőmérséklet, hűtőfolyadék áramlási sebessége stb.

A hőszivattyú saját készítésekor a fő probléma a hőveszteség csökkentése és a belső kör működésének normalizálása hűtőközeggel. A gyári modellek beállítása a gyártási szakaszban történik, és a tervezés lehetőséget biztosít a paraméterek beállítására.

Hogyan kell helyesen kiszámítani a szivattyú paramétereit, hogy a ház fűtésére szolgáló föld hője normális hőmérsékletet biztosítson? Ehhez meg kell találnia a szivattyú hőteljesítményét. A hozzávetőleges számításhoz a következő képletet használhatja:

Q=(t1-t2)*V

Ahol t1-t2– hőmérséklet-különbség a bemeneti és visszatérő csövek között, °C, V– számított hűtőfolyadék térfogatáram, m³/h, K– a hőszivattyú névleges teljesítménye, W.

Ez a technika nem alkalmazható összetett rendszerekre, mivel sok további tényezőt tartalmaznak. Különösen a fővezeték hőveszteségei. Ez különösen igaz azokra a területekre, ahol a lehető legközelebb kerül ki a talajfelszínhez. A hőveszteség minimalizálása érdekében a fűtőcsöveket a talajban szigetelni kell.

Mivel a hőszivattyú működése az elektromosságtól függ, ajánlatos vészáramellátást beépíteni.

Geotermikus fűtési lehetőségek

Annak érdekében, hogy a föld energiáját a ház fűtésére maximálisan felhasználhassa, ki kell választania a megfelelő külső kapcsolási rajzot. Valójában a hőenergia forrása bármilyen közeg lehet - föld alatti, víz vagy levegő. De fontos figyelembe venni az időjárási viszonyok szezonális változásait, amint azt fentebb tárgyaltuk.

Jelenleg két általánosan elterjedt rendszer létezik, amelyeket hatékonyan használnak a ház fűtésére a föld hőjének felhasználásával - vízszintes és függőleges. A legfontosabb kiválasztási tényező a telek területe. Ettől függ a ház földenergiával történő fűtésére szolgáló csövek elrendezése.

Ezenkívül a következő tényezőket veszik figyelembe:

• A talaj összetétele. Sziklás és agyagos területeken nehéz függőleges törzseket készíteni az autópályák lefektetéséhez;
• A talaj fagyási szintje. Meghatározza a csövek optimális mélységét;
• A talajvíz elhelyezkedése. Minél magasabbak, annál jobb a geotermikus fűtés. Ebben az esetben a hőmérséklet a mélységgel nő, ami az optimális feltétel a földenergiával történő fűtéshez.

Tudni kell a fordított energiaátvitel lehetőségéről is nyáron. Ekkor egy magánház földről történő fűtése nem működik, és a felesleges hő a házból a talajba kerül. Minden hűtőrendszer ugyanazon az elven működik. Ehhez azonban további berendezéseket kell telepíteni.

Nem tervezhet külső áramkör telepítését a háztól távol. Ez növeli a fűtés során fellépő hőveszteséget a föld belsejéből.

Vízszintes geotermikus fűtés diagram

A külső autópályák telepítésének leggyakoribb módja. Kényelmes a könnyű telepítés és a csővezeték hibás szakaszainak viszonylag gyors cseréje miatt.

A séma szerinti telepítéshez kollektorrendszert használnak. Ehhez több kontúrt készítenek, amelyek legalább 0,3 m távolságra vannak egymástól. Csatlakoztatásuk egy elosztó segítségével történik, amely a hűtőfolyadékot továbbítja a hőszivattyúhoz. Ez biztosítja a fűtés maximális energiaellátását a föld hőjéből.

De figyelembe kell vennie számos fontos árnyalatot:

• Nagy telekterület. Egy körülbelül 150 m²-es ház esetében legalább 300 m²-nek kell lennie;
• A csöveket a talajfagyás szintje alá kell helyezni;
• A tavaszi árvizek esetleges talajmozgásával megnő az autópályák eltolódásának valószínűsége.

A vízszintes típusú föld hőjéből történő fűtés meghatározó előnye az önálló elrendezés lehetősége. A legtöbb esetben ez nem igényel speciális felszerelést.

A maximális hőátadás érdekében nagy hővezető képességű csöveket kell használni - vékony falú polimert. Ugyanakkor meg kell fontolnia a fűtőcsövek talajba szigetelésének módjait.

Függőleges geotermikus fűtési rendszer

Ez egy munkaigényesebb módja egy magánház földről történő fűtésének megszervezésének. A csővezetékek függőlegesen speciális kutakban helyezkednek el. Fontos tudni, hogy egy ilyen rendszer sokkal hatékonyabb, mint a függőleges.

Fő előnye a vízmelegítés mértékének növelése a külső körben. Azok. Minél mélyebben helyezkednek el a csövek, annál nagyobb mennyiségű hő jut be a rendszerbe a földből a ház fűtéséhez. Egy másik tényező a föld kis területe. Egyes esetekben a külső geotermikus fűtőkör beépítése még az alapozás közvetlen közelében lévő ház építése előtt megtörténik.

Milyen nehézségekbe ütközhet, amikor ezzel a rendszerrel földenergiát szerez egy ház fűtéséhez?

• Kvantitatív a minőségi. Függőleges elrendezés esetén az autópályák hossza sokkal nagyobb. Ezt a magasabb talajhőmérséklet kompenzálja. Ehhez legfeljebb 50 m mély kutakat kell készíteni, ami munkaigényes munka;
• A talaj összetétele. Sziklás talaj esetén speciális fúrógépeket kell használni. A kút összeomlásának megakadályozása érdekében vasbetonból vagy vastag falú műanyagból készült védőburkolatot kell beépíteni a vályogba;
• Meghibásodás vagy a tömítettség elvesztése esetén a javítási folyamat bonyolultabbá válik. Ebben az esetben a ház fűtésének működésében a föld hőenergiája miatt hosszú távú zavarok léphetnek fel.

De a magas kezdeti költségek és a munkaigényes telepítés ellenére az autópályák függőleges elrendezése optimális. A szakértők pontosan ezt a telepítési sémát tanácsolják.

A hűtőfolyadék keringetéséhez a külső körben függőleges rendszerben nagy teljesítményű keringtető szivattyúkra van szükség.

A geotermikus fűtés szervezése

A fogyasztóknak továbbra is fennáll a fő kérdése - lehetséges-e a földenergiát használni egy vidéki ház fő fűtési forrásaként? Ez lehetséges, de csak professzionális megközelítéssel minden szakaszban - a számítástól a telepítésig és a rendszer teszteléséig.

Először is ki kell választani a megfelelő hőszivattyút. Tekintettel a magas költségekre, először el kell végeznie a jellemzőinek összes előzetes számítását. Csak ebben az esetben lesz maximális hatásfoka a föld hőenergiájával történő fűtés. A megbízható gyártók közé tartozik a Buderus, a Vaillant és a Veissman. A föld mélyéről történő fűtésre szolgáló hőszivattyú átlagos költsége körülbelül 360 ezer rubel, 6 kW névleges teljesítménnyel. A termelékenyebb modellek több mint 1 millió rubelbe kerülhetnek.

Az alternatív energiaforrások keresése olyan eszközök feltalálásához vezetett, amelyek képesek felhalmozni a hőt, amely nagy mennyiségben megtalálható az emberi környezetben. Napsugarak, gejzírforrások, talaj - mindez bizonyos fokig kielégítheti a fűtési rendszer és a melegvíz-ellátás hűtőfolyadékának fűtési igényét.

Bár a földhőt hasznosító geotermikus fűtés viszonylag új irány, a kilátások egy ilyen megoldásra nyilvánvalóak. A speciális berendezések telepítésének köszönhetően lehetővé válik egy olcsó, szinte végtelen típusú hőenergia beszerzése.

Hogyan juttassunk hőt a házba a földről

A talaj még télen sem fagy be teljesen. Ezt a funkciót azok a szerelők használják, akik a csővezetéket a fagypont alatt helyezik el. Meglepő módon ezeknek a rétegeknek a hőmérséklete ritkán esik +5 +7°C fok alá.

Ki lehet-e használni a föld hőgyűjtő képességét, kivonni és a hűtőfolyadék melegítésére használni? Biztosan! De annak érdekében, hogy egy magánház földhővel történő alternatív fűtését lehetővé tegyék, a következő problémákat kell megoldani:

• Hő fogadása - hőenergiát kell felhalmoznia, és egy tárolótartályba kell irányítania.
• A hűtőfolyadék felmelegítése. A felmelegített fagyállónak hőenergiát kell átadnia a fűtési és melegvíz-rendszerben keringő folyadéknak.
• A lehűtött fagyállót vissza kell juttatni a hőcserélőbe további melegítés céljából.

E problémák megoldására egy földhőt használó geotermikus szivattyút fejlesztettek ki. A geotermikus hőszivattyú lehetővé teszi, hogy olyan hőmennyiséget nyerjen ki, amely több mint elegendő nagy mennyiségű hő előállításához, és a ház kialakításától és elhelyezkedésétől függően fő- vagy kiegészítő fűtőberendezésként használja.

Hogyan működik otthon a geotermikus fűtés, működési elv

A föld alatti mélyfűtés már nem képzelet. Az ilyen berendezések könnyen megvásárolhatók Oroszországban. Ezenkívül a geotermikus létesítmények mind az északi, mind a déli szélességi körökben működhetnek. De milyen elvet alkalmaznak munkájuk során?

Még a múlt században is megfigyelték, hogy amikor bizonyos típusú folyadékok elpárolognak, lehűthetik a felületet. Pontosan ez történik, ha az injekció beadása előtt letörlik a bőrt alkohollal, vagy meglocsolnak a nap alatt felmelegített, burkolt területet. Ezt az elvet vették alapul a hűtőberendezések fejlesztésénél.

Aztán felmerült az ötlet: miért ne futtassa a hűtési folyamatot az ellenkező irányba, és hideg levegő helyett meleg levegőt kapjon. A legtöbb modern klímaberendezés nem csak lehűti a helyiség levegőjét, hanem fel is fűti. De az ilyen eszközök hátránya, hogy a környezeti hőmérséklet korlátozza őket. Tehát miután a jel eléri a -5 fokot, abbahagyják a munkát.

A magánházak földről történő fűtésére szolgáló geotermikus szivattyúk teljesen nélkülözik ezt a hátrányt, bár olyan elvet alkalmaznak, amely sok tekintetben a légkondicionáló működésére emlékeztet a helyiség fűtésére.

Hogyan működik a geotermikus fűtés?

Amint már említettük, a föld belsejéből származó geotermikus fűtési rendszer sok tekintetben hasonlít a légkondicionáló fűtési üzemmódban történő működéséhez. Mi történik ebben a pillanatban?

• A talaj alsó rétegeiben, a folyó vagy tó alján vízgyűjtőket szerelnek fel, amelyeken keresztül fagyálló kering. A kollektorok elnyelik a hőt és leadják a hideget.
• A fűtött fagyálló egy szivattyú segítségével a tetejére emelkedik.
• A puffertartályban hőcsere történik. A fűtött fagyálló hőenergiát ad át a hűtőfolyadéknak vagy felmelegíti a vizet.
• A lehűtött fagyálló visszafolyik a kollektorokba.

Vannak olyan berendezések, amelyek képesek önállóan fűteni nagy helyiségeket, másokat kizárólag segédberendezésként használnak, amelyek a helyiség hőszükségletének 50-75%-át képesek biztosítani.

Geotermikus berendezések a föld hőjének hasznosítására

A földenergiát használó mély otthoni fűtési rendszer működési elve speciális berendezések használatán alapul. A következő funkciókat látja el: felhalmozza a hőt a környezetből és továbbítja a fűtési rendszer hűtőfolyadékának. Ehhez a következő csomópontokat használják:

• Az elpárologtató mélyen a föld alatt található. Az elpárologtató feladata a környező talajban található hőenergia felvétele.
• Kondenzátor - a fagyállót a kívánt hőmérsékletre hozza.
• Hőszivattyú - fagyálló keringet a rendszerben. Felügyeli a teljes telepítés működését.
• Puffertartály - a felmelegített fagyállót egy helyen gyűjti össze, hogy energiát adjon át a hűtőfolyadéknak. Ez egy belső tartályból áll, amely a fűtési rendszerből származó vizet tartalmazza, és egy belső hőcserélőből áll, amelyen keresztül a fűtött fagyálló mozog.

Bár a ház természetes alacsony hőmérsékletű geotermikus fűtése a föld hőjével elegendő hőenergiát biztosít, ennél a megoldásnál a legpraktikusabb fűtési lehetőség a „melegpadlós” rendszerhez való csatlakoztatás.

Geotermikus fűtés szerelése, szerelése

A geotermikus berendezések telepítésének fő nehézsége a hőcserélő kör talaj-földbe történő felszerelése. Bár sok tanácsot találhat az interneten, hogyan kell ezt a munkát saját kezűleg elvégezni, a gyakorlat azt mutatja, hogy a tanácsok többsége speciális oktatás nélkül nem alkalmazható, ezért minden munkát professzionális szerelőknek kell elvégezniük, akik a gyártó képviselői. .

A szakemberekkel való kapcsolatfelvétel után a földhőt használó magánházak geotermikus fűtési rendszereit a következő szakaszokban telepítik:

1. Mérnök meglátogatja otthonát. Az első látogatás alkalmával talajmintákat vesznek, meghatározzák a terület adottságait, és döntés születik a geotermikus rendszer leghatékonyabb telepítéséről. A telepítés hatékonyságát a tervezett hőforrás is befolyásolhatja. Termelékenyebbnek tartják a hőcserélők felszerelését a tározó aljára vagy a hőforrások forrásaira.
2. Megállapodás megkötése és a szükséges eszközök beszerzése. Az árak jelentősen eltérhetnek a szerelési munka összetettségétől és egyéb árnyalatoktól függően. Átlagosan azonban, ha egy kiváló minőségű német gyártót választanak, a telepítés költsége megközelítőleg megegyezik az árával. Kulcsrakész Vaillant berendezés vásárlása egy 350 nm-es házhoz. m. körülbelül 21 ezer dollárba kerül
3. Szerelési munka. Egy magánház föld alatti geotermikus hőforrásokkal történő fűtése, vagy inkább annak hatékonysága nagymértékben függ a telepítési szakaszban végzett munka helyes végrehajtásától. A vízhőcserélők talajba szerelése után a geotermikus szerelési és lakásfűtési rendszerhez való csatlakozás történik.
4. Üzembe helyezési munkák. A mérnök elindítja a rendszert, és finombeállításokat végez az eszközön. A beállítás után a munkavégzési igazolás aláírásra kerül.

A hatályos jogszabályok szerint a berendezést telepítő cég e szolgáltatások ellenértéke mellett további garanciákat is vállalhat. Az ilyen garanciák további 1000 dollárba kerülnek.

Hatékony-e a geotermikus fűtés északon?

A geotermikus létesítmény működéséhez szükséges minimális feltételek megteremtéséhez elegendő a következő feltételek betartása:

• A talajréteg hőmérséklete, amelyben a hőcserélők találhatók, nem eshet +5,+7°C alá.
• Az egész rendszerben, amelyen a fagyálló átfolyik, olyan feltételeket teremtettek, amelyek megakadályozzák a fagyást.
• Egy vidéki ház geotermikus fűtését az összes szükséges számítás és tervdokumentáció után végezték el.

Ha az összes leírt követelményt figyelembe vesszük, világossá válik, hogy az ilyen telepítések hatékonyak lehetnek, ha a fenti feltételek teljesülnek. Mindazonáltal az északi régiókban célszerűbb ilyen berendezéseket használni kis, 150-200 négyzetméteres területek fűtésére. m.

Magánház gejzír fűtése

A geotermikus szivattyú teljesítménye nagymértékben függ a talaj vagy víz hőmérsékletétől, amelyben a hőcserélő található. E tekintetben a kamcsatkai lakosok előnyösebb helyzetben vannak. A Kamcsatka-félszigeten rengeteg termálforrás található - gejzírek, amelyek még a téli szezonban sem hűlnek le.

A berendezések telepítése előtt geológiai feltárást kell végezni. Ha a ház területén meleg forrás található, célszerű hőcserélőket elhelyezni a tartály alján. Ebben az esetben a geotermikus energia sokkal gyorsabban megtérül.

Hogyan fűtsünk egy házat geotermikus szivattyúval

A ház föld alatti hővel történő fűtésének technológiája a legkeresettebb Nyugaton. Ez elsősorban a nyugati országok lakóinak mentalitásának köszönhető. Megszokták, hogy hosszú távú befektetéseket hajtsanak végre, amelyek csak néhány év után térülnek meg teljesen. És kevesen vannak, akik képesek egyszerre körülbelül 20 ezer dollárt fizetni a berendezések telepítéséért. De folyamatosan nő azoknak a száma, akik függetlenedni szeretnének más fűtési forrásoktól.

Egyre népszerűbbek a geotermikus otthonfűtés alternatív módszerei, különös tekintettel az egyre növekvő gázárakra.

A hőenergia szó szerint a lábad alatt fekszik. Csak le kell hajolni és „felvenni”. A geotermikus telepítés segíthet ebben. A szivattyú telepítése területtől függően lehetővé teszi a hőenergia-igények teljes kiegyenlítését, vagy azok részleges kielégítését, jelentősen csökkentve a fő fűtési forrás és a magánház használati melegvíz rendszerének terhelését.

El kell ismerni, hogy az átlagember keveset gondol a föld belsejének kimerülésére, a légkör és általában a környezet szénhidrogének elégetése miatti szennyezésére. És csak most kezdtek komolyan odafigyelni az emberek a környezetbarát és megújuló energiaforrásokra, mivel a szénhidrogén üzemanyagok ára folyamatosan emelkedni kezdett. Az ilyen kimeríthetetlen források felhasználásának egyik módja a ház fűtése a föld hőjével. Ennek működéséről és megvalósításáról ebben a cikkben talál információkat.

Hogyan működik?

Közismert tény, hogy a talaj hőmérséklete körülbelül 1,5 m vagy annál nagyobb mélységben egész évben állandó. Értéke plusz 5-7 ° C tartományban van, és a hőmérséklet fokozatosan emelkedik a mélység növekedésével. Ennek a jelenségnek köszönhetően az emberek a pincékben tárolják a kertjükből származó élelmiszereket és zöldségeket.

Kiderült, hogy ott a hőmérséklet mindig pozitív, és vétek lenne nem ezt a föld hőjét felhasználni otthona fűtésére.

Az embereket leginkább az vonzza, hogy a talaj hőenergiája ingyenes. De a kitermelése és a házba küldése egy rendezett összegbe fog kerülni, amiről később beszélünk.

Teljesen értelmetlen ilyen gyenge hőt, mint +7 °C, átvinni a helyiségekbe. A probléma nem így van: energiára van szükségünk, nem hőmérsékletre. Ezen pedig egy rendes klíma segíthet, csak fejjel lefelé. Végül is mit csinál? Nyáron az épület belsejéből veszi fel az energiát és mozgatja kifelé, télen pedig az ellenkező irányba. Ez a hűtőgépen belüli hőcsere folyamatok miatt következik be (Carnot-ciklus).

Röviden és leegyszerűsítve, folyadék – hűtőfolyadék – kering a légkondicionáló belsejében két hőcserélő között. Az elsőben elpárolog, hőt vesz fel a helyiség levegőjéből, a másodikban pedig lecsapódik, kiengedve a környezetbe. A hűtőközeg átmenetét az egyik aggregált állapotból a másikba 2 fő egység - a kompresszor és az expanziós szelep - segíti.

Ugyanígy felszabadul a föld hőenergiája. A +7 °C hőmérsékletre felmelegített hűtőfolyadék a mélyen a talajba helyezett csövek kontúrja mentén mozog. Az első hőcserélőben találkozik a munkafolyadékkal - a freonnal, ami elpárolog. A másodikban a freon lecsapódik, és a kapott hőenergiát átviszi a fűtési rendszerbe.

E mozgás hatására a föld 2-3 °C-kal lehűl, de a ház 20-40 °C-kal felmelegszik. A hőmérsékleti eltérésre nem szabad figyelni, mert a földkörben 10-szer több folyadék kering, mint a fűtőkörben. Az energiafogyasztás elhanyagolható, villamos energiát fogyasztanak a kompresszor, a szivattyú és az automatika működtetése. Általánosságban elmondható, hogy az energiafelhasználás és a talajból kinyert energia aránya körülbelül 1:5-1:7.

A földenergiát fűtésre használó létesítménynek saját neve van – geotermikus hőszivattyú.

A talajhő elvételére szolgáló berendezések típusai

A hőszivattyú fent röviden ismertetett belső szerkezete minden esetben változatlan marad. De a külső áramkör kialakítása, amely energiát nyer ki a földből, kétféle lehet:

• vízszintes: egy meghatározott emelkedésű polimer csövet fektetnek a számított méretű és 1,5-2 m mélységű gödörbe;
• függőleges: a körvezetékeket mély kutakba engedik le. Számukat is számítással határozzák meg.

Kényelmes gödröt ásni egy magánház építésének szakaszában, ezt pontosan azon a helyen kell megtenni, ahol az épületet tervezik felállítani. Vízszintes kontúr is elrendezhető, ha a ház közelében van egy kellően nagy telek. Ha nincs ilyen terület, és nagyon kevés a hely, a föld energiáját geotermikus szondák gyűjtik össze mély kutakból. Ezek közül többet különböző helyeken kell végrehajtania.

Az egy vagy több külső körből származó csövek végeit a föld alá fektetik a házba, és belépnek az épület alagsorába, ahol magához a hőszivattyúhoz csatlakoznak. A föld alatti tekercsekben áramló hűtőfolyadék általában víz vagy nem fagyos folyadék, az építési területtől függően.

A földből történő energianyerés hatékonysága szempontjából a függőleges kontúrok jobbak a vízszinteseknél, mivel gyakran áthaladnak a víztartó rétegeken, és ez javítja a hő kiválasztását. A beépítési költségek terén is vezető szerepet töltenek be, különösen, ha nehéz körülmények között fúrnak kutakat.

Előnyök és hátrányok

A földből kinyert hőenergia, mint azt már megtudtuk, gyakorlatilag nem kerül semmibe, és ez a fő előnye. De vannak mások is:

• a hőforrás megújuló, más szóval kimeríthetetlen;
• a termálberendezés környezetbarátsága és biztonsága páratlan;
• jó energiateljesítmény alacsony költségek mellett;
• nincs szükség beépítési vagy csatlakozási engedélyre;
• magas fokú automatizálás, és ezért kényelem;
• ritka karbantartás;
• alacsony fokú tűzveszélyesség.

Van még egy fontos előnye a geotermikus rendszernek. Mivel a talaj mélységi hőmérséklete egész évben változatlan marad, nyáron a szivattyú megszűnik hőszivattyú lenni, hanem hűsítő lesz. A telepítés nyári üzemmódba kapcsol, a hűtőközeg a másik irányba mozog, a hőcserélők funkcionálisan helyet cserélnek. Ha egy magánház légfűtő egységekkel - fan coilokkal van felszerelve, akkor a rendszer hideg vízzel látja el őket, amely lehűti a helyiségek levegőjét.

A napelemes rendszereknek csak egy hátránya van, de ez annyira jelentős, hogy gyakran minden előnyt kiiktat. Ahogy sejtheti, ez a felszerelés és a szerelési munka költsége. Mindenki meg fogja érteni, hogy a gödrök ásása és a kutak fúrása elég fillérbe kerül, ilyen munkát nem lehet saját kezűleg elvégezni. Körülbelül egy kilométer hosszú csövek, maga a telepítés, automatizálás - mindez egy rendezett összegbe fog kerülni. Éppen ezért a földi hő felhasználása még mindig nagyon kevesek számára elérhető.

Következtetés

Teljesen egyértelmű, hogy a földből származó hőenergia felhasználása egy ház fűtésére hosszú távú kilátásokat rejt magában. Európában az ilyen rendszerek általánossá váltak, polgáraink jövedelme még nem érte el a szükséges szintet. De a hőszivattyúé a jövő, ez sem kétséges.

A természetes energiaforrások korlátozott kínálata arra kényszeríti az emberiséget, hogy alternatív energiaforrások után kutasson. A geotermikus lakásfűtés kiváló alternatívája a hagyományos fűtési módoknak. Ezt megerősítik a geotermikus fűtési rendszerek fő hőforrásként való elterjedtségére vonatkozó tényadatok Európában és Amerikában.

Egy kis történelem! A geotermikus fűtési rendszerek a múlt század nyolcvanas éveinek végén jelentősen „bővültek”, főként Amerikában. Kezdetben az ilyen egység telepítésére fordított jelentős beruházás lehetővé tette, hogy csak tehetős emberek használhassák, de néhány évvel később ez a rendszer a kevésbé gazdag amerikaiak számára is elérhetővé vált, növelve a geotermikus fűtési rendszerek jelentőségét a fűtőberendezések piacán.

Az európai országokban alig két évtizeddel ezelőtt a geotermikus létesítmények száma meghaladta a 12 milliót, de ma már csak találgatni lehet a magánházakban működő geotermikus létesítmények „populációjának” méretéről.

Miért történik ez?

Minden nagyon egyszerű! A legkedvezőbb árú és legkényelmesebb gázfűtési rendszer csökkenti a természetes tüzelőanyag-tartalékokat a zsebéből származó költségek mellett. A szilárd tüzelőanyag (fa, szén, tőzeg) elégetése pedig nemcsak kényelmetlen, hanem káros szén-dioxid felszabadulásával, korom- és kátrányveszteséggel is jár. És az üzemanyag tárolására is több helyre van szükség.

A rendszer működési elve

A geotermikus fűtési rendszerek működési elve hasonló a hűtőszekrény (klíma) működéséhez. Egyszerűen a hűtőhűtő hűti a levegőt, a geotermikus hőszivattyú pedig felmelegíti a fűtési rendszer hűtőfolyadékát.

A Föld hőjét (energiáját) a helyiség fűtésére használják fel. A házban elhelyezett hőszivattyú a talajvízből vagy magából a talajból vesz fel energiát, hővé alakítva azt. Ezt a „hőt” azután a hűtőfolyadék felmelegítésére használják fel magában az otthoni fűtési rendszerben.

A hőszivattyú működési elve a 19. században kifejlesztett fordított Carnot cikluson alapul.

Egy ilyen rendszer „szíve” a kompresszor, amely „összenyomja” és „átadja” a hőt. Ehhez külső energiaforrásra van szüksége - elektromos hálózatra.

Egy kompresszoros cégnél a hőszivattyú belső köre működik: kondenzátor, párologtató és fojtószelep.

A hőszivattyú a következőképpen működik:

• A hőszívó csővezeték fagyálló folyadékkal van megtöltve (glikol keverék, víz és alkohol keveréke vagy sós víz), amely „föld alatti” vagy „víz alatti” hőt szállít a szivattyúhoz.
• Ez a hőenergia az elpárologtatóban átkerül a nagyon alacsony forráspontú hűtőközegbe, aminek következtében az gyorsan felforr és elpárolog (gőzné válik).
• A működő kompresszor növeli ennek a gőznek a nyomását, ami ennek megfelelően a hőmérséklet növekedéséhez vezet.
• A kondenzátorban a hűtőközeg lehűl, hőt ad át a ház fűtőkörébe, és lecsapódik.
• A fojtószelepen keresztül a hűtőközeg visszafolyik a kompresszorba, és a ciklus újra megismétlődik...

A hőszivattyút más szóval „belülről kifelé” hűtőszekrénynek is nevezhetjük. Végül is a hűtőszekrényben a hűtőközeget a benne elhelyezett termékek hője (a hűtőszekrény) melegíti, és egy csőrendszeren keresztül a hátsó falba távozik, felmelegítve a levegőt a hűtőszekrényen kívül.

Hőszivattyú esetén pedig ez a keletkezett hő melegíti fel magának a háznak a fűtési rendszerében a hűtőfolyadékot. A „meleg padlót” leggyakrabban és hatékonyabban használják fűtőberendezésként az ilyen fűtési rendszerekben.

Értesítés! Jó minőségű és helyesen kiszámított „hőfelvételi” kör esetén, 1 kW villamos energia fogyasztással a hőszivattyú akár 5 kW hőenergiát is képes a rendszerbe szállítani!

A geotermikus fűtési rendszerek hőcserélőinek típusai

Vízszintes hőcserélő

A vízszintes csöveket a talaj fagyos rétegének vastagságát meghaladó mélységig fektetik le.

Ez a termálköri lehetőség akkor optimális, ha egy személyes telek nagy területe van kerti ültetések (fák) nélkül. A körvezetéket a fa koronájától 1,5 m-nél kisebb távolságra fektetni nem szabad.

Egy 250 m2-es ház fűtésekor 600 m2-es területre lesz szükség a hőcserélő kör befogadásához. De ilyen hely nem mindig áll rendelkezésre. Főleg a sűrűn lakott nyaralóvárosokban.

Ez a tényező az ilyen típusú hőcserélők hátrányának nevezhető.

Függőleges hőcserélő

A függőleges hőcserélő olyan luxus, amelyet talán nem minden fejlesztő engedhet meg magának. Egy ilyen hőcserélő „elrendezéséhez” speciális fúróberendezésre lesz szüksége.

A hőcserélő kört egy 50-200 m mély kútba süllyesztik, a hőteljesítmény növelésére több ilyen kutat használnak, amelyek vezetékeit speciális kollektoregységeken keresztül kötik össze.

Az ilyen hőcserélő áramköri rendszer megszervezésének előnye a fejlett területen történő munkavégzés lehetősége - ez a módszer nem károsítja a meglévő tájat.

Vízbe helyezett hőcserélő

Ez a lehetőség a leggazdaságosabb telepítés - nincs szükség ásatási munkákra, de legalább 200 m2 területű tározóra van szükség a háztól legfeljebb 100 m távolságra. Az áramköri csöveket a fagyási mélységnél nagyobb mélységig (legalább 2-3 m) kell lefektetni alul.

A geotermikus fűtési rendszerek előnyei és hátrányai

Szeretnénk kiemelni a geotermikus fűtési rendszerek egyik legjelentősebb előnyét: környezetbiztonságát otthona számára. Végül is a hőszivattyú normál működésének folyamata nem jár semmilyen káros kibocsátással a légkörbe. És a gyúlékony anyagok hiánya az üzemanyag-szivattyúban, feltéve, hogy jó elektromos vezetékek vannak, gyakorlatilag kiküszöböli a tűzveszélyt.

Az üzemanyag hiánya a szállítási és tárolási költségek hiányát jelenti.

Az alacsony villamosenergia-fogyasztás viszonylag magas hőátadással (1 kW villamos energiától 5 kW hőenergiáig) egy másik fontos (vagy a legfontosabb) tényező, amely meghatározza a vidéki ház geotermikus fűtési rendszerének kiválasztását.

A geotermikus fűtési rendszer autonómiája megszabadítja Önt a rendszer felügyeletétől és karbantartásától.

A geotermikus fűtési rendszer fontos funkcionális előnye, hogy meleg időben klímaberendezésként működik. Ebben az üzemmódban az ellenkezője történik: a helyiségből származó hő felmelegíti a hűtőközeget, amely továbbítja azt a külső hőgyűjtőnek.

Egy ilyen rendszer hátránya a telepítés bonyolultsága, valamint a telepítési munkák és magának a berendezésnek ennek megfelelően magas költsége.

A geotermikus fűtési rendszer telepítése és beszerzése a legdrágább.

Ebben az esetben pénzt takaríthat meg a rendszer saját telepítésével, de jelentős figyelmet kell fordítania a számításokra és a „profival” folytatott konzultációkra.

Kétértékű fűtőkör használata

A bivalens rendszer két hőforrás párhuzamos használatát jelenti csúcsterhelések idején (alacsony környezeti hőmérsékleten).

Egy ilyen rendszerben egy kiegészítő kazán, például egy elektromos kazán, párhuzamosan csatlakozik a hőszivattyúhoz. Akkor használatos, ha intenzív fűtési módot kell használni alacsony környezeti hőmérsékleten.

Ha évente kevés „fagyos” nap van abban a régióban, ahol él, akkor egy ilyen „asszisztens” jelenléte lehetővé teszi a hőszivattyú teljesítményének megtakarítását, ami jelentősen befolyásolja annak költségeit.