Геотермално отопление за вашия дом със собствените ви ръце: сравнителен преглед на това как да го направите

Самостоятелно инсталиране на геотермално отопление

Веднага ще отбележим такава особеност: тези, които се осмелят да оборудват отоплението със земна топлина, ще трябва да инвестират огромна сума пари веднъж. Разбира се, тези разходи ще се възстановят с времето, тъй като не строим дом за себе си за година или две. Освен това цената на газа и електроенергията се повишава всяка година, а с геотермалната система няма да знаете какви са тези ценови скокове.

В тази система обаче по-голямата част от него ще бъде скрита под земята. Отоплението със земна енергия се състои в наличието на кладенец и топлообменник. Необходимо е само да поставите в жилището устройство, което ще генерира топлина - обикновено то не заема много място.

Принцип на работа на термопомпа

С това устройство потребителят ще може да регулира температурата и да подава топлинна енергия. Монтажът на самата отоплителна система в жилището се извършва както обикновено - с разклонители и радиатори. Ако имате частен дом или самата сграда е малка, тогава генераторът на системата се извежда в отделна стая или мазе.

Характеристики на системата

Разбира се, не е толкова лесно да направите геотермално отопление със собствените си ръце, но е напълно възможно. Като начало е необходимо да се направи утаител. Параметрите на шахтата се изчисляват за всеки случай поотделно. Нейните размери зависят от климата във вашия район, вида на почвата, особеностите на структурата на земната кора в региона, района на дома, където ще бъде поставена такава система. Обикновено дълбочината му е между 25 и 100 м.

Сондиране за термопомпа

Инсталирането на геотермално отопление включва спускане на тръбите, които абсорбират топлината, в земната шахта. Функцията на тези тръби е следната: те подават топлина към помпа, която повишава температурата на течността и я изхвърля в отоплителната система. Имайте предвид, че ако решите да направите геотермални отоплителни системи със собствените си ръце, ще ви е необходим помощник, тъй като тръбите могат да бъдат много тежки.

Класификация по тип строителство

Принципът на действие на геотермалното отопление е подобен на принцип на действие на климатик или хладилник. Основният елемент е термопомпата, която е свързана в два кръга.

Функциониране на геотермалната (топлинна) помпа

Вътрешната верига е традиционна отоплителна система, състояща се от тръби и радиатори.. Външният представлява топлообменник с внушителни размери, разположен под земята или под водния стълб. В него може да циркулира специална течност с антифриз, както и обикновена вода. Топлоносителят приема температурата на средата и "нагрята" тя влиза в термопомпата, като натрупаната топлина се предава на вътрешния кръг. По този начин водата в тръбите и радиаторите се загрява.

Геотермалната система (термопомпа) е ключов елемент в системата. Това е компактно устройство, което не заема повече място от пералната машина, която сте свикнали да виждате. По отношение на ефективността, за всеки 1 kW консумирана електроенергия помпата "отдава" до 4-5 kW топлинна енергия. kW топлинна енергия. Докато обичайният климатик, който има подобен принцип на работа, за 1 kW консумирана електрическа енергия "отговаря" с 1 kW топлинна енергия.

Схема на геотермално отоплително устройство в частна къща.

Трябва да признаем, че устройството на този вид отопление е най-скъпото и трудоемко до момента. Лъвският пай от разходите е свързан със закупуването на оборудване и, разбира се, със земни работи. Естествено, пестеливият собственик се пита дали е възможно да спести например от разходите за монтаж и да направи геотермално отопление със собствените си ръце. За да се отговори на този въпрос, е необходимо да се установи кои системи се използват най-често и да се разберат особеностите на тяхната конструкция.

Хоризонтален топлообменник

Много често се използва хоризонтална схема, при чието изграждане тръбите се полагат в изкопи, по-дълбоки от нивото на замръзване на почвата в този район.

Недостатък на геотермални отоплителни системи с хоризонтална Недостатък на геотермалната отоплителна система с хоризонтален контур е голямата площ, покрита от колектора.

Недостатъкът е, че площта, заета от веригата, трябва да бъде много по-голяма от самата къща, например за да се отоплява сграда с площ от 250 m², тръбите трябва да заемат около 600 m². Не всеки строител може да си позволи този лукс.

Освен това има неудобства, ако районът вече е бил озеленен, като например разстоянието до дърветата (1,5 м) и много други нюанси.

Вертикален топлообменник

По-компактен, но и по-скъп вариант е вертикален топлообменник. Това не изисква голяма подова площ, но за монтажа му е необходимо специално сондажно оборудване.

Монтажът на вертикален топлообменник изисква специално оборудване за пробиване

Дълбочината на сондажа може да бъде до 50-200 метра в зависимост от технологията, но експлоатационният му срок може да достигне до 100 години. Този метод е особено подходящ при планирането на геотермална отопление на къщи в провинцията С развитата прилежаща територия той позволява запазването на ландшафта на практика в първобитен вид.

Воден топлообменник

Най-икономичният геотермален агрегат използва топлинна енергия от водата. Препоръчва се, ако разстоянието до най-близкия воден обект е по-малко от 100 метра.

Топлообменникът, разположен във вода, е най-благоприятният и следователно най-разумният начин за инсталиране на

На дъното се поставя спираловидна тръбна верига, като дълбочината трябва да е по-малка от 2,5 до 3 метра, т.е. по-дълбока от линията на замръзване. Площта на езерото трябва да бъде най-малко 200 m². Основното предимство е, че няма нужда от продължителни изкопни работи, но е необходимо да се получи разрешение от специалните служби. Ако харчите много пари за скъпо оборудване, не бива да пестите от качествена инсталация. Именно от него зависи качеството и ефективността на цялата система.

Както виждате, инсталирането на геотермално отопление със собствените си ръце не е толкова просто. От всички тези видове може би само последният вариант ще бъде доста лесен за самостоятелно прилагане. Но дори и в този случай си струва да прецените плюсовете и минусите.

Приблизителни разходи и възвръщаемост на инвестицията

Когато вземат решение за топлинна отоплителна система с известен принцип на работа, собствениците на жилища трябва да са наясно, че ще е необходима определена инвестиция. Марката на оборудването се избира в зависимост от изискванията на потребителя, а цената на устройствата зависи от много фактори, например от капацитета.

Устройствата с мощност 4-5 kW се оценяват на 3000-7000 USD, с мощност 5-10 kW струват 4000-8000 USD, а с мощност 10-15 kW - вече 5000-10000 USD. Освен това 40-50% от сумата ще бъде изразходвана за инсталационни работи и пускане на системата в експлоатация. Резултатът е много значителен размер на разходите. Но те ще се изплатят за около 3-5 години, а след това ще останат само сметките за електроенергия, които ще консумира термопомпата.

Какво представлява геотермалното отопление?

Това е топлина, извлечена от земята или водата. На определени дълбочини в земята температурата остава положителна и няма колебания дори при силен студ, същото важи и за водата. Задачата на човека е да отнема топлина от земята или водата и да я изпраща, за да осигури комфорт в жилищните помещения.

Геотермалното отопление прилича на обикновен хладилник, но в обратен ред - системата генерира топлина, а не студ. Алгоритъмът на помпата се основава на прехвърляне на топлина от източник с малък потенциал на топлинна енергия към топлоносителя, като земята или водата действат като активни източници на топлина.

Предимства и недостатъци на системата

Геотермалното отопление има много предимства:

1. Освободената топлинна енергия е многократно по-голяма от разходите за електроенергия, консумирана от помпата.
2. Екологично чист и безопасен. Системата не произвежда никакви замърсители, няма емисии и не се образува шлака след изгарянето на горивото.
3. Не е необходимо да се купува гориво или газ, а цялата конструкция е изградена без използването на химикали или други вещества, така че отоплението с топлина от земята или водата се счита за най-безопасно.
4. Ако се спазват техниките за монтаж и експлоатация, оборудването и цялата отоплителна система ще издържат поне 50 години без поддръжка.
5. Термопомпата е безшумна и няма акустични ефекти.

Максималната икономическа полза се постига при липса на допълнителни инвестиции. Потребителят трябва да закупи цялото оборудване само веднъж, да настрои проекта и никога повече да не се намесва в системата. Допълнително предимство е разположението на всички елементи извън сградата - отоплението от почва или вода не изисква поставянето на големи инсталации в къщата, така че методът на производство и доставка на топлина е подходящ за къщи с всякакви размери.

Недостатъкът е големият размер на еднократните разходи за закупуване на оборудване, инсталиране и пускане в експлоатация на системата. За създаването на конструкцията са необходими помпа, някои материали и инсталирането на външен колектор и вътрешна верига.

Възможности за геотермално отопление

Начини за създаване на външна верига

За да се възползвате максимално от енергията на земята за отопление на дома си за да се възползвате максимално от енергията за отопление на дома си - трябва да изберете правилния оформление на външната верига. По принцип източникът на топлинна енергия може да бъде всякаква среда - подземна, водна или въздушна.

Но е важно да се вземат предвид сезонните колебания на метеорологичните условия, както беше споменато по-горе.

Понастоящем съществуват два вида системи, които ефективно се използват за отопление на къщи с топлина от земята - хоризонтални и вертикални. Ключов фактор при избора е размерът на парцела. От това зависи разположението на тръбите за отопление на къщата със земна енергия.

Освен това се вземат предвид и такива фактори:

• Състав на почвата. В скалиста и глинеста почва е трудно да се направят вертикални шахти за полагане на мрежата;
• Ниво на замръзване на почвата. Той ще определи оптималната дълбочина за заравяне на тръбите;
• Местоположение на подземните води. Колкото по-високи са те, толкова по-добре за геотермалното отопление. В този случай температурата ще се увеличава с промяната на дълбочината, което е оптималното условие за отопление със земна енергия.

Трябва също така да сте наясно с възможността за обратен трансфер на енергия през летния период. В този случай отоплението на еднофамилна къща от земята няма да функционира и излишната топлина ще се предава от къщата към земята. Всички хладилни системи работят на един и същ принцип. Това обаче изисква инсталирането на допълнително оборудване.

Хоризонтално разположение на геотермалното отопление

Хоризонтално разположение на външните тръби

Най-разпространеният начин за монтаж на външни тръби. Тя е удобна поради простотата на монтажа и възможността за сравнително бърза подмяна на дефектни участъци от тръбопровода.

За монтаж по тази схема се използва система от колектори. За тази цел се правят няколко вериги на минимално разстояние от 0,3 m една от друга. Те са свързани посредством колектор, който подава отоплителната среда към термопомпата. Това ще гарантира, че в отоплителната система ще се подава възможно най-много енергия от топлината на земята.

Но има няколко важни нюанса, които трябва да се вземат предвид:

• Голямата площ на парцела на стопанството. За къща с площ около 150 квадратни метра тя трябва да бъде най-малко 300 квадратни метра;
• Тръбите трябва да се монтират на дълбочина под нивото на замръзване на почвата;
• Възможността за преместване на почвата по време на пролетните наводнения увеличава вероятността от изместване на тръбите.

Решаващо предимство на хоризонталното наземно отопление е, че то може да се инсталира самостоятелно. В повечето случаи това не изисква използването на специализирани машини.

Вертикална схема за геотермално отопление

Вертикална геотермална система

Това е по-трудоемък начин за отопление на самостоятелна къща от земята. Тръбопроводите се поставят вертикално, в специални кладенци.

Важно е да се знае, че това разположение е много по-ефективно от вертикалното.

Основното му предимство е, че увеличава степента на загряване на водата във външния кръг. Това означава, че колкото по-дълбоко са разположени тръбите в системата, толкова повече топлина от земята е на разположение за отопление на къщата. Друг фактор е малкият размер на парцела. В някои случаи външният геотермален отоплителен кръг се изгражда преди построяването на къщата в непосредствена близост до основите.

Какви трудности могат да възникнат при получаването на енергия от земята за отопление на къща по тази схема?

• Количествено към качествено. При вертикално разположение дължината на линиите е значително по-голяма. Тя се компенсира от по-високата температура на земята. За тази цел е необходимо да се направят сондажи с дълбочина до 50 м, което е трудоемка работа;
• Състав на почвата. За скалиста почва трябва да се използват специални сондажни машини. При глинести почви се монтира защитен кожух от армиран бетон или дебелостенна пластмаса, за да се предотврати разрушаването на сондажа;
• Ако възникне повреда или загуба на плътност, процесът на ремонт се усложнява. В този случай отоплението на къщата може да бъде прекъснато за дълго време поради топлинната енергия от земята.

Но въпреки високите първоначални разходи и трудоемкостта на монтажа, вертикалното разположение на линиите е оптимално. Експертите съветват да се използва точно тази схема на монтаж.

Характеристики на отоплителната система

За разлика от газовия котел, при термопомпата не е необходимо охлаждащата течност на отоплителната система да се загрява до висока температура, тъй като образуването на конденз при студено "връщане" не я застрашава. Освен това работата при ниска температура изисква по-малко енергия.

За да се компенсира ниската температура на отоплителната среда, повърхността на радиатора трябва да се увеличи значително, така че вместо това е за предпочитане да се използва система за подово отопление. Този тип отопление е и най-рационалното, тъй като затопленият въздух се движи предимно в жилищната площ, а не под тавана.

Топлина от земята

Друг аргумент в полза на "подовото отопление" са минималните топлинни загуби. В края на краищата тяхната стойност зависи преди всичко от температурната разлика, а тя е най-малка в нискотемпературния режим. Вторият фактор е контактната повърхност на нагрятия въздух с външните стени. Въздухът, издигащ се от подовото отопление, не се допира до външните стени (при използване на конвенционални радиатори той буквално се размива около стъклата на прозорците и прилежащите части на външната стена).

Основният недостатък на подовото отопление - енергийната зависимост - в този случай е без значение, тъй като термопомпата не може да работи и без електричество.

Рискът от скрити течове може да бъде пренебрегнат, ако веригата е изработена от гъвкави пластмасови тръби в едно цяло.

Реални предимства и недостатъци

Ако в Русия геотермалното отопление в частния сектор е сравнително рядко срещано, означава ли това, че идеята не си струва разходите за нейното осъществяване? Може би дори не си заслужава? Оказва се, че това не е така.

Използването на геотермална система за отопление на дома е изгодно решение. И за това има няколко причини. Една от тях е бързият монтаж на оборудването, които могат да работят дълго време без прекъсвания.

Ако използвате висококачествен антифриз вместо вода в отоплителната система, тя няма да замръзне и износването ѝ ще бъде минимално.

Изброени са и други предимства на този вид отопление.

• Процедурата по изгаряне на гориво е премахната. Ние създаваме напълно пожаробезопасна система, която по време на работа не може да причини никакви щети на дома. Освен това отпадат и редица други проблеми, свързани с наличието на гориво: вече не е необходимо да намирате място за съхранението му или да се занимавате с подготовката или доставката му.
• Значителна икономическа полза. Не са необходими допълнителни инвестиции за функционирането на системата. Годишното отопление се осигурява от природните сили, които не купуваме. Разбира се, при работата на термопомпата се изразходва електрическа енергия, но обемът на произведената енергия значително надвишава размерите на потреблението.
• Екологичен фактор. Геотермалното отопление на частна селска къща е екологично безопасно решение. Липсата на процес на горене елиминира отделянето на продукти на горене в атмосферата. Ако много хора осъзнаят това и подобна отоплителна система се разпространи, отрицателното въздействие на хората върху природата ще намалее многократно.
• Компактност на системата. Не е необходимо да организирате отделно котелно помещение в къщата си. Необходима ви е само термопомпа, която може да бъде разположена в мазето. Най-обемният кръг на системата ще бъде разположен под земята или под водата, като на повърхността на парцела няма да го видите.
• Многофункционалност. Системата може да работи както за отопление през студения сезон, така и за охлаждане през летните горещини. Това означава, че той ще замени не само отоплителен уред, но и климатик.
• Акустичен комфорт. Термопомпата е почти безшумна.

Изборът на геотермална отоплителна система е икономически изгоден, въпреки че закупуването и инсталирането на оборудването е свързано с разходи.

Между другото, недостатък на системата са разходите, които трябва да се направят за инсталиране и подготовка на системата. Ще трябва да се закупят самата помпа и някои материали, както и да се работи по инсталирането на външния колектор и вътрешния кръг.

Не е тайна, че ресурсите поскъпват с всяка година, така че една автономна отоплителна система, която може да се изплати в рамките на няколко години, винаги ще бъде икономически изгодна за своя собственик.

Тези разходи обаче се възстановяват само през първите няколко години от експлоатацията. Последващото използване на вкопан или потопен колектор спестява много пари.

Освен това процесът на инсталиране не е толкова сложен, че да изисква външни специалисти. Ако не извършвате пробиването, можете да направите останалото сами.

Трябва да се отбележи, че някои занаятчии, за да спестят пари, са се научили да сглобяват геотермална термопомпа със собствените си ръце.

Въздушни колектори

Можете също така да отоплявате частната си къща под земята с помощта на въздушен колектор. В сравнение с предишните два метода за отопление на въздуха в частна къща това е много лесен метод.

Необходимо е определено количество топлина, за да се затопли въздухът в помещението до оптимална температура. Колкото по-ниска е началната температура, толкова по-високи са разходите. С помощта на вентилационна система и отоплениетоплината от земята може да повиши температурата на въздуха в къщата безплатно. Отоплението със земна топлина в този случай е много просто.

За да настроите отоплителна система, трябва да:

• Засмукването на вентилационния въздух трябва да е по-ниско от нивото на замръзване на земята;
• да се направи огънат, прав или многотръбен колектор, като се използват обикновени канализационни тръби (формата зависи от мястото; на всеки квадратен метър от къщата трябва да има 1,5 метра колектор);
• Направете вентилационен отвор в далечния край на колектора, като изведете тръбата на поне 1,5 м над земята и я снабдите с дефлектор за чадър (разбира се, притокът на въздух в къщата ще бъде принудителен.

В този случай земното отопление няма да може да осигури пълноценно отопление на къщата.

Въпреки това тя ви позволява да приложите две идеи:

1. Въздухът, постъпващ през вентилацията, може да бъде загрят от всяко отоплително устройство (газово, слънчево, електрическо и т.н.) и след това да бъде разпределен в помещенията посредством вентилационни канали. Този вид отопление от земята няма да бъде напълно безплатно, но разходите все пак ще бъдат намалени: няма да се отоплява със студен въздух от улицата, а с въздух, който вече е затоплен до около +10 градуса. Добре е да спестите пари, ако зимите в региона са студени.
2. Въздухът, загрят от топлината на земята, може да се използва за подаване на въздух към външното тяло на конвенционален климатик или термопомпа въздух-въздух. Всяко устройство от този клас ще може да работи добре при температура около +10 градуса. Единствената трудност при изпълнението е да се осигури необходимият въздушен поток. Въздухът се загрява от топлината на земята, подава се към термопомпата и се изхвърля извън къщата.

Отоплението с подземни източници е добър заместител на конвенционалните методи за отопление, но в момента не се счита за широко популярно (прочетете също: "Алтернативно отопление за частни домове - има голям избор"). Това обикновено се дължи на сложността на процеса на инсталиране и високите първоначални разходи. Пробиването на кладенци и поставянето на тръби в тях е отличен вариант, но този вид отоплителна система е много скъпа. От друга страна, тя дава възможност за отопление на къщата с безплатен източник на топлина.

Винаги трябва да се помни, че този вид топлоснабдяване е екологично чист и много ефективен, тъй като температурата на почвата на дълбочина повече от 10 метра остава постоянна. Видеоклип за това как да използваме топлината на земята за отопление на къщата:

Характеристики на геотермалната отоплителна система

Геотермалното отопление за селска къща е алтернативен, почти идеален начин за отопление на жилищна сграда. Системата функционира чрез използване на геотермална енергия, която може да се добива от различни природни източници.

Геотермалното отопление има много общо с хладилните системи. Основната разлика обаче е, че в хладилника хладилната система произвежда охладен въздух, докато геотермалните инсталации произвеждат топлинна енергия.

Топлинното отопление охлажда въздуха през летните горещини и затопля въздуха през мразовитата зима. Финансовите разходи за този вариант на отопление са много по-ниски в сравнение с разходите за други отоплителни системи. Геотермалното отопление допринася за създаването на комфортни условия на живот в една къща.