Geotermalno grijanje kuće vlastitim rukama: princip rada, značajke instalacije i preporuke

Uz sve prednosti alternativnih izvora energije, tehnička provedba infrastrukture koja ih opslužuje i dalje ostaje glavna prepreka masovnoj distribuciji tehnologija besplatne opskrbe energijom. Sredstva za akumulaciju i isporuku resursa opravdavaju se uglavnom u provedbi velikih projekata koji rade s velikim količinama goriva, električne energije ili topline. U tom smislu, dodjeljuje se geotermalno grijanje, što je najmanje zahtjevno za tehnički i operativni sustav, što mu omogućuje da se samostalno organizira u uvjetima privatnog kućanstva.

Načelo sustava

Korištenje geotermalne toplinske energije moguće je zahvaljujući prirodnom i stalnom zagrijavanju unutarnjih slojeva Zemljine kore pomoću magme. Stupanj proizvodnje topline je toliko visok da se temperatura od oko 45-50 ° C, prihvatljiva za akumulaciju, pretvara čak iu hladnim područjima sa zamrzavanjem na prihvatljivim dubinama za bušenje. Drugim riječima, glavni zadatak sustava je da toplinsku energiju dostavi izravno na mjesto potrošnje. Osnovni princip geotermalnog grijanja temelji se na prijenosu energije kroz kolektore i kanale s cirkulirajućim antifrizom.

U prvoj fazi toplina se akumulira izravno u utrobi zemlje uz pomoć posebnih elemenata s povećanim prijenosom topline. To su kolektorske jedinice koje apsorbiraju toplinu i zatim ga prenose zajedno s antifrizom na distribucijsku jedinicu na mjestima usisavanja i potrošnje. U ovoj fazi je uključena crpna stanica koja pretvara i isporučuje energiju radijatorima, sustavu PTV-a, kotlovima i drugim jedinicama koje sudjeluju u infrastrukturi grijanja.

Primijenjena oprema

Većina tehničkih čvorova su pomoćni uređaji i uređaji koji služe transportnoj mreži prijenosa topline. Možemo razlikovati već spomenute kolektore, cijevne komunikacije, kao i ekspanzijsku posudu na dovodu do distribucijske stanice, koja služi kao tampon. Glavni funkcionalni element sustava je geotermalna pumpa. Za kućno grijanje koriste se crpne jedinice s pasivnim modulima hlađenja. Prisutnost takvih osigurača potrebna je kao sredstvo automatskog reguliranja opterećenja koje se ne može ručno kontrolirati tijekom kontinuiranog rada sustava.

Po veličini, takve pumpe mogu odgovarati prosječnim hladnjacima, stoga, uzimajući u obzir vezne i sanitarne armature s odvodnim kanalima za ovu opremu, u početku se preporuča organiziranje tehničkih prostorija. Ovisno o vrsti sustava, jedinica može izvoditi i funkciju grijanja i funkciju hlađenja - kao klima uređaj. Ali u drugom slučaju potrebno je urediti dodatne krugove za isporuku radnog fluida.

Vrste toplinskih crpki

Izvor geotermalnog toplinskog zračenja može biti različito okruženje. Tako se, osim zemlje, te u najučinkovitijim i složenijim sustavima, uz nju, koriste i visoke temperature vode i zraka. Ovisno o konfiguraciji distribucije energije, geotermalna toplinska pumpa za grijanje razvrstava se u sljedeće vrste:

• Podzemnih voda. Najčešći sustav koji uključuje korištenje zatvorenih kontura tla s dubokim sondama u kombinaciji sa sustavom za generiranje topline vode.
• Voda-voda. Otvorene bušotine se koriste za izvlačenje energije podzemnih voda, koje se, međutim, također zagrijavaju od tla na velikim dubinama.
• Voda-zrak. Najsloženiji sustav u koji je uključeno nekoliko grupa skladišne ​​opreme - uključujući vanjske radijatore i zračne ploče koje se zagrijavaju tijekom rada.

Sve ove sustave ujedinjuje jedna važna prednost u odnosu na druga sredstva za akumuliranje prirodne energije. To leži u činjenici da geotermalno grijanje ne pretvara toplinu u drugu vrstu energije (para, električna energija). U završnoj fazi, potrošači ga koriste u izvornom obliku.

Organizacija toplinske pumpe

Kao osnova za jedinicu možete koristiti konvencionalni split sustav. Na primjer, postrojenje s kapacitetom od oko 1 kW može proizvesti 5-6 kW topline, ovisno o radnim uvjetima i kvaliteti vezanja. Vanjska klimatizacijska jedinica mora biti postavljena u zaštitni drveni okvir, opremljen visokokvalitetnom toplinskom izolacijom. Konture isporuke antifriza iz uzemljenih baterija bit će poslane na njega. U složenijem dizajnu, kaskadne geotermalne toplinske pumpe koriste se za grijanje kućanstava, pri čemu se za svaki krug koristi nekoliko kompresora.

U načelu, broj vodova za opskrbu toplinom od tla (ili vode s zrakom) nije ograničen ni na što, kao i broj pumpi koje primaju i distributera. No, važno je uzeti u obzir rastuće opterećenje opreme. Snažni elektroenergetski sustavi s 3-4 petlje mogu zahtijevati uporabu trofazne 380 V mreže samo za podršku automatskog upravljanja i sustava zaštite.

Aktivnosti bušenja

Za organizaciju komunikacije između izvora unosa toplinske energije i pumpe bit će potrebna bušotina. Instalirane su sonde s kolektorima - izravni odvodi topline. Bušenje će se morati izvoditi uz pomoć posebne opreme, budući da se ručno može razviti samo mala bušotina od 5-7 m. Normativna dubina za potpuno geotermalno grijanje varira od 20 do 100 m. tlak oko 6 bara. Za veću učinkovitost potrebno je upotrijebiti nekoliko vrpci (3-4), čiji krajevi su povezani U-oblikovanim adapterom. Tako da u uvjetima jakih mraza s minimalnim prijenosom topline, cijevi ne pucaju, neće biti suvišno organizirati njihovo grijanje kruga. Da bi se to postiglo, najmanje jednu električnu žicu treba uvlačiti u jezgru vezanog kanala s mogućnošću napajanja strujom.

Ugradite vodoravne baterije

Ako, iz bilo kojeg razloga, vertikalna bušotinska organizacija geotermalne konture na gradilištu nije ostvariva, tada se može urediti horizontalna ugradnja prijemnika topline. Potrebna je platforma minimalne veličine 15x15 m, iz koje je uklonjen sloj zemlje dubine 50 cm, a zatim se na izoliranu površinu stavljaju analozi gore navedenih sondi. Primjerice, horizontalno geotermalno grijanje kod kuće može se urediti putem električnih podloga ili cijevi za izmjenu topline. Mogu se razlikovati i konfiguracije položaja kontura, ali stručnjaci za veći energetski učinak preporučuju postavljanje komunikacija s "zmijom" ili spiralom.

Kako poboljšati energetsku učinkovitost sustava?

Gotovi tvornički kompleksi su dobri jer su svi njihovi sastavni dijelovi i komponente međusobno uravnoteženi i prilagođeni svojim karakteristikama. Prednost neovisne organizacije sustava na zasebnim jedinicama je da se svaka kontura i radni čvor mogu nadograditi neovisno o zajedničkoj infrastrukturi. Dakle, mnogi odbijaju standardni toplinski akumulator, zamjenjujući njegovu funkciju betonskom spojnicom. U tom slučaju, geotermalno grijanje će raditi s minimalnim temperaturnim razlikama u krugu spremnika za miješanje. Također se preporučuje eksperimentiranje s rashladnim sredstvom i korištenje kompresora s "plutajućim" performansama. Pravilnim izračunom opterećenja s optimalnom raspodjelom topline duž pogonskih krugova povećat će se učinkovitost sustava za 15-20%, uz minimalne troškove opskrbe električnom energijom.

Prednosti geotermalnih instalacija

U usporedbi s tradicionalnim sustavima grijanja s kotlovskom opremom, ovo je najučinkovitiji način grijanja. Osim toga, vrijedi dodati visoku razinu sigurnosti s obzirom na ekonomičnu opremu plina i niske zahtjeve za održavanjem. U pogledu toplinske učinkovitosti, geotermalno grijanje privatne kuće može biti opravdano ako ima dovoljno područja u kojima se pokrivaju izvori opskrbe vodom ili zemljišta. Izgradnja bušotina, bušotina s hidrološkim komunikacijama i korištenje zračnih akumulatora topline omogućit će da se kućica u zemlji opskrbljuje toplinom bez dodatnih grijača.

Nedostaci sustava

U prvoj fazi, organizacija geotermalne infrastrukture zahtijevat će znatne troškove - i za opremu i za instalacije. Štoviše, troškovi će premašiti procjenu za iste kotlovnice s punim rasponom puštanja u rad. Povrat sredstava zbog niskih troškova održavanja trajat će 5-7 godina. Oni se odnose na minuse geotermalnog grijanja kod kuće i masovnost komunikacija. Čak i uz racionalan i kompaktan raspored vertikalnih baterija, potrebno je polaganje cijevi do distribucijskog čvora s prijenosnom stanicom, koja također zahtijeva posebnu prostoriju.

zaključak

Domaćin, koji procjenjuje mogućnosti uređenja različitih sustava grijanja, suočen je s teškim zadatkom izračunavanja kapaciteta i tehničkih resursa koji će biti potrebni tijekom operacije. Sam princip geotermalnog grijanja ima za cilj minimiziranje troškova održavanja i održavanja infrastrukture, uz održavanje visokih parametara opskrbe toplinom. Ali u praksi, za postizanje značajnih rezultata nije lako. Za to je potreban dobro osmišljen i dobro osmišljen projekt s detaljnim izračunima, ali najvažnije je osnovna raspoloživost optimalnih uvjeta za rad geotermalne opreme.