Vi ved, at geotermi er jordens varme, og udtrykket “geotermisk” er ofte forbundet med vulkaner og gejsere i vores land. I Rusland bruges geotermisk energi hovedsageligt i industriel målestok. F.eks. Er der fjernøsten-kraftværker, der opererer på baggrund af vores planetes varme.
Mange mennesker er sikre på, at det at fremstille geotermisk varme derhjemme med egne hænder er noget fra fantasiens rike. Er det ikke? Men dette er helt forkert! Med udviklingen af moderne teknologi er den indenlandske brug af ”grøn energi” blevet ret reel.
Vi vil tale om principperne for alternativ opvarmning, dens fordele og ulemper, sammenlignelige med traditionelle varmesystemer. Du lærer også om placeringen af varmeveksleren og hvordan du selv monterer geotermisk opvarmning.
Et par historiske fakta
Da oliekrisen brød ud i 70'erne i det forrige århundrede, opstod der et brændende behov i Vesten for alternative energikilder. Det var på dette tidspunkt, at de første geotermiske varmesystemer begyndte at blive oprettet.
I dag bruges de meget i USA, Canada og Vesteuropæiske lande.
Billedgalleri
Foto fra
Brug af energi fra jordens indre har en betydelig fordel: de anvendte ressourcer er gratis tilgængelige og gendannes spontant
Den indre blok i det geotermiske system tager lidt plads og ligner udvendigt konventionelle husholdningsapparater
De første investeringer i design af et system, der bruger geotermisk energi, er højere end installationen af kedlen, men de minimale midler til vedligeholdelse og drift retfærdiggør og betaler hurtigt for projektet
Udstyr, der forarbejder jordens energi til varme, udsender ikke forbrændingsprodukter, brænder ikke uvedkommende brænde, kul, tørv, gas
Udsigter til geotermisk opvarmning
Dimensioner på den indre blok i det geotermiske system
Omkostningerne ved installation og betjening af en varmepumpe
Miljøprioriteter for varmepumper
For eksempel bruges Østersøvandet aktivt i Sverige, hvis temperatur er + 4 ° С. I Tyskland er introduktionen af geotermiske varmesystemer endda sponsoreret på statsniveau.
Ved at nævne geotermiske energikilder forestiller vi os altid en dal med gejsere eller vulkaner, men de kilder, vi har brug for, er meget tættere. Og de vil hjælpe os med at holde varmen om vinteren og kølig om sommeren
I Rusland er der Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya og andre geotermiske kraftværker. Men fakta om at bruge jordens energi i vores private sektor er meget få.
De reelle fordele og ulemper
Hvis geotermisk opvarmning i den private sektor i Rusland er relativt lille, betyder det da, at ideen ikke er værdien af dens gennemførelse? Måske skulle du ikke tage dig af dette problem? Det viste sig, at dette ikke er tilfældet.
Brug af et geotermisk varmesystem er en rentabel løsning. Der er flere grunde til dette. Blandt dem er den hurtige installation af udstyr, der er i stand til at arbejde i lang tid uden afbrydelser.
Hvis du ikke bruger vand, men frostvæske af høj kvalitet i varmesystemet, fryser det ikke, og dets slitage er minimal.
Vi viser andre fordele ved denne type opvarmning.
- Proceduren for afbrænding af brændstof er udelukket. Vi opretter et absolut brandsikkert system, som under dets drift ikke vil være i stand til at forårsage nogen skade på boliger. Derudover er en række andre aspekter, der er relateret til tilstedeværelsen af brændstof, udelukket: nu er det ikke nødvendigt at se efter et sted, hvor det skal opbevares, for at deltage i dets forberedelse eller levering.
- Væsentlige økonomiske fordele. Under drift af systemet kræves der ingen yderligere investeringer. Den årlige opvarmning leveres af naturkræfterne, som vi ikke køber. Naturligvis bruges elektrisk energi under drift af varmepumpen, men på samme tid overstiger den producerede energi væsentligt forbruget.
- Miljøfaktoren. Geotermisk opvarmning af et privat landsted er en miljøvenlig løsning. Fraværet af en forbrændingsproces udelukker adgangen til forbrændingsprodukter i atmosfæren. Hvis mange mennesker er klar over dette, og et sådant varmeforsyningssystem vil modtage behørig udbredt distribution, vil menneskers negative indvirkning på naturen blive meget reduceret.
- Kompakt system. Du behøver ikke at organisere et separat kedelrum i dit hus. Alt, hvad der er behov for, er en varmepumpe, som f.eks. Kan placeres i kælderen. Systemets mest omfangsrige kontur vil være placeret under jorden eller under vand, på overfladen af dit websted vil du ikke se det.
- Multifunktionalitet. Systemet kan fungere både til opvarmning i den kolde sæson og til afkøling i sommervarmen. Det vil sige, at det erstatter ikke kun en varmeapparat, men også et klimaanlæg.
- Akustisk komfort. Varmepumpen kører næsten lydløst.
Valget af et geotermisk varmesystem er økonomisk rentabelt, på trods af at du skal bruge penge på køb og installation af udstyr.
For øvrig er ulempen ved systemet netop de omkostninger, du skal gå for at installere systemet og forberede det til arbejde. Det vil være nødvendigt at købe selve pumpen og nogle materialer for at afslutte installationen af det eksterne manifold og det interne kredsløb.
Det er ingen hemmelighed, at ressourcer bliver dyrere år for år, så et autonomt varmesystem, der kan betale for sig selv om få år, vil altid være omkostningseffektivt for dens ejer
Disse omkostninger betaler sig imidlertid kun i de første par driftsår. Efterfølgende brug af en opsamler, der er lagt i jorden eller nedsænket i vand, kan spare betydelige omkostninger.
Derudover er selve installationsprocessen ikke så kompliceret at invitere eksterne specialister til dens implementering. Hvis du ikke borer, kan alt andet gøres uafhængigt.
Billedgalleri
Foto fra
Den indendørs enhed i et system, der bruger varmen fra jordens tarm, inkluderer selve varmepumpen, en separat installeret eller integreret vandvarmer i pumpen og en buffertank
Den termiske energi fra klipper og grundvand er tilstrækkelig til at organisere opvarmning og varmt vandforsyning i et landsted
På trods af de reelle fordele ved at bruge varmepumper er det billigere at opvarme et hus ved hjælp af en gaskedel, men geotermisk energi bruges stadig, for eksempel til at opvarme vand i en pool
I ikke-forgasede områder, steder, hvor der ikke leveres elektricitet, kan en varmepumpe med energiindtagelse af jord og vand imidlertid blive en enhed, der leverer varmt vand og varmesystemer
Det er rimeligt at bruge fri energi fra underjordisk vand og klipper til at levere varme til husholdninger, drivhuse, sportskomplekser
Varmepumper med energiindtag fra jordens tarm kan fungere som ekstra energikilder, der er nødvendige i tilfælde af strømafbrydelse
I tilfælde af husets overgang til geotermisk opvarmning er det oftest nødvendigt at bygge flere kredsløb, til service af visse ringe, for eksempel til radiatoropvarmning og et varmt gulv, er det bedre at bruge to varmepumper og til varmt vand til husholdningen
De geotermiske kredsløb på opvarmningsanlægget er perfekt kombineret med både traditionelle muligheder og andre typer alternative kilder: solpaneler, vindgeneratorer og andre
Indendørs enhed i geotermisk varmesystem
Geotermiske kilder til opvarmning af et privat hus
Jord-til-vand varmepumpe til opvarmning af poolvand
Geotermiske systemer i arrangementet af forstadsbygninger
Geotermisk opvarmningsanordning i et drivhus
Varmepumpe som supplement til hovedvarmekredsen
Geotermisk system med flere kredsløb i et privat hus
Geotermisk opvarmning parret med solcellepaneler
Det skal bemærkes, at nogle håndværkere i et forsøg på at spare penge lærte at samle en geotermisk varmepumpe med deres egne hænder.
Om kilder til geotermisk opvarmning
Til geotermisk opvarmning kan du bruge følgende kilder til jordbunden termisk energi:
- høj temperatur;
- lav temperatur.
Kilder til høj temperatur inkluderer for eksempel termiske fjedre. Du kan bruge dem, men omfanget af deres anvendelse er begrænset til den faktiske placering af sådanne kilder.
Hvis denne type energi bruges aktivt på Island, er termiske farvande langt fra bosættelser i Rusland. De koncentreres så meget som muligt i Kamchatka, hvor underjordisk vand bruges som varmebærer og leveres til varmt vandforsyningssystemer.
For effektiv anvendelse af jordens termiske energi behøver ikke en vulkan. Det er nok at bruge de ressourcer, der kun er 200 meter fra jordoverfladen.
Men til brug af kilder til lav temperatur har vi alle de nødvendige forudsætninger. Til dette formål er de omgivende luftmasser, jord eller vand egnede.
For at udtrække den nødvendige energi ved hjælp af en varmepumpe. Med sin hjælp findes der en procedure til konvertering af omgivelsestemperatur til termisk energi, ikke kun til opvarmning, men også til varmt vandforsyning til en privat husstand.
Billedgalleri
Foto fra
Hegn med frit grundvand og stenvarme
Udendørs varmeveksler
Udendørs varmeveksler i en naturlig dam
Varmepumpe geotermisk brønd
Princippet for drift af sådan opvarmning
Hvis du er bekendt med, hvordan et klimaanlæg eller køleskab fungerer, er ligheden mellem disse processer og princippet om funktionen af geotermisk opvarmning åbenlyst. Grundlaget for systemet er en varmepumpe, der er inkluderet i to kredsløb - ekstern og intern.
For at organisere et traditionelt varmesystem i ethvert hjem er det nødvendigt at montere rør til transport af varmebæreren og radiatorer deri, når varmen opvarmes, kommer den ind i lokalerne. I vores tilfælde er rør og radiatorer også nødvendige. De danner systemets interne kredsløb. Gulvvarme kan tilføjes til kredsløbet.
Det eksterne kredsløb ser meget større ud end det interne, selvom dets dimensioner kun kan estimeres i planlægnings- og installationsperioden. Under drift er det usynlig, fordi det er under jorden eller under vand. Almindeligt vand eller ethylenglycol-baseret frostvæske cirkulerer inde i dette kredsløb, hvilket er meget at foretrække.
Strukturen i det geotermiske varmesystem inkluderer to kredsløb - indvendigt og udvendigt såvel som hjertet i varmesystemet - en varmepumpe, som ved komprimering af kølevæsken øger sin temperatur (+)
Kølevæsken i det eksterne kredsløb opvarmes til tilstanden af mediet, hvori det er nedsænket, og sendes i en "varm" form til varmepumpen. Gennem det kommunikeres koncentreret varme til det indre kredsløb, som et resultat af, at vandet i rør, radiatorer og gulvvarme opvarmes.
Det nøgleelement, der genopliver hele systemet, er således varmepumpen. Hvis dit hus har en almindelig vaskemaskine, så ved: denne pumpe vil besætte omtrent det samme område.
For at arbejde har han brug for elektricitet, men forbruger kun 1 kW giver han genereringen af 4-5 kW varme. Og dette er ikke et mirakel, da kilden til "yderligere" energi er kendt - dette er miljøet.
To typer varmevekslerarrangement
Der er to muligheder for opvarmning af et privat hus ved hjælp af lavtemperaturenergi fra miljøelementer. Grundlaget for systemet i alle tre tilfælde er en geotermisk pumpe.
Det interne kredsløb forbliver uændret for enhver opvarmningsmetode, og den største forskel er placeringen af det eksterne kredsløb.
Geotermisk opvarmning sker med en varmeveksler placeret:
- oprejst - placeret i brønde, der afslører eller ikke åbner akviferen;
- vandret - systemernes varmevekslere lægges i en pit eller åben dam i form af en slags spole.
Hver af de her opvarmede typer er kendetegnet ved dens funktioner, ulemper og fordele.
Hvis du agter at oprette et sådant varmesystem med dine egne hænder, vil du være interesseret i at lære mere om hver af typerne.
Billedgalleri
Foto fra
Lodret måde at placere samleren på
Gruppe af lodrette løkker af en varmepumpe-manifold
Ekstern varmepumpe-manifold til et stort hus
Vandret varmepumpe indløb grundvandspumpe
Lægning af udendørsenheden i en grøft
Installation af en varmeveksler som en gruppe kurve
Lægning af rørledningen langs væggene og bunden af pit
Krympende område modregner færdiggørelsesbrønde
Mulighed 1. Lodret placering af en ekstern samler
Denne type opvarmning er baseret på et interessant naturfænomen: på en dybde på 50-100 m og mere fra dens overflade har jorden den samme og konstante temperatur på 10-12 ° C året rundt.
For at være i stand til at bruge denne jordens energi er det nødvendigt at bore lodrette brønde. Teknologien er næsten den samme som at forberede en vandkilde.
For at maksimere bevarelsen af landskabet kan du bore flere rør fra det samme udgangspunkt, men fra forskellige vinkler.
Systemets eksterne kredsløb monteres direkte i disse brønde. Dette vil effektivt fjerne sin varme fra jorden. Naturligvis kan denne metode næppe kaldes enkel og lavbudget.
For at skabe et lodret system for geotermisk opvarmning er det nødvendigt at bruge udstyr til at bore brønde uden brug af en borerig, hvilket vil løse problemerne med at installere systemet vil være temmelig besværligt (+)
Det er relevant i det tilfælde, hvor det område, der støder op til huset allerede er udstyret, og overtrædelse af dets landskab er upassende. Dybden af boreboringen kan nå fra 50 til 200 meter.
De specifikke parametre for brønden afhænger af den geologiske situation på stedet og parametrene for den fremtidige struktur. Levetiden for dette design er cirka 100 år.
For at installere en lodret version af et system med en varmeveksler, der udtrækker underjordisk vandenergi, er det nødvendigt at bore to akviferer.
Af en af dem, kaldet debitering, trækkes ved hjælp af en pumpe vand, som efter varmeoverførsel smelter sammen til den anden modtagende generation.
Minuset i det geotermiske system med to brønde er utilstrækkeligt til opvarmning af et landsted. Cirkulationspumpen bruger for meget energi. Men til levering af kølevæske er konturen af det varme gulv modtaget varmeenergi nok
Mulighed # 2. Horisontalt arrangement af jordopsamler
For at lægge det eksterne kredsløb med den vandrette opvarmningstype, skal du vide, hvor dybt jorden fryser i dit område.
Rør lægges under fryseniveauet i forberedte skyttegrave, mens de fanges et ret stort rum: for at varme et hus med et areal på 200-250 kvadratmeter. m, skal du bruge omkring 600 kvadratmeter. m varmeveksler. Det er seks hundrede dele.
Ulempen med dette design er det store område, det optager. Hvis du har brug for en græsplæne dækket med græs og blomster på grunden, er dette din mulighed.Og det er bedre at holde samlerørene væk fra frugttræer (+)
Det er tydeligt, at under sådanne forhold vil jordarbejdsvolumen være betydelig. Derudover skal du overveje med hensyn til placeringen af træer og anden vegetation på stedet for ikke at fryse dem. For eksempel er det umuligt at placere samlerørene tættere end halvanden meter fra træerne.
Denne installationsmetode bruges som regel i de tilfælde, hvor webstedet netop er ved at blive masteret til konstruktion. Alle beregninger og planer for opførelsen af huset, tilrettelæggelsen af dets opvarmning og planlægningen af jorden udføres bedst samtidigt.
Billedgalleri
Foto fra
Læg varmeindtagets manifold i pit
Forbindelse af samleren til rørene i udgangen og indgangen til huset
Tilslutning til en opvarmningsvarmer
Arrangering af stedet med en ekstern samler
Nedsænkning af en vandret varmeveksler i en dam
Denne metode kræver et specielt arrangement for boligejerskab - i en afstand af ca. 100 m fra et reservoir med tilstrækkelig dybde. Derudover bør det specificerede reservoir ikke fryse til bunden, hvor systemets eksterne kredsløb vil være placeret. Og for dette kan reservoirets areal ikke være mindre end 200 kvadratmeter. m
Denne mulighed for placering af en varmeveksler betragtes som den billigste, men en lignende ordning med boligejerskab er stadig ikke almindelig. Derudover kan der opstå vanskeligheder, hvis reservoiret hører til offentlige faciliteter
Den åbenlyse fordel ved denne metode er manglen på obligatorisk arbejdskrævende udgravning, selvom du stadig er nødt til at tænke over samlerens undervands placering. Og en særlig tilladelse til sådant arbejde vil også være nødvendigt.
En geotermisk installation, der bruger vandenergi, er dog stadig den mest økonomiske.
Gør det selv: hvad og hvordan
Hvis du allerede installerer din egen geotermisk opvarmning, er det eksterne kredsløb bedre at købe færdiglavet. Naturligvis overvejer vi kun måder til vandret placering af en ekstern varmeveksler: under jordoverfladen eller under vand.
Det er meget vanskeligere at montere en lodret borehullsamler selv, hvis du ikke har udstyr og boreevner.
Varmepumpen er ikke for stort udstyr. I dit hus tager det ikke meget plads. Når alt kommer til alt er det i størrelse sammenligneligt med en konventionel fast brændstofkedel. Det er en simpel opgave at forbinde det indre kredsløb i dit hjem til det.
Faktisk gøres alt nøjagtigt det samme som ved organisering og distribution af opvarmning ved hjælp af traditionelle varmekilder. Den største vanskelighed er arrangementet af det eksterne kredsløb.
Dette arrangement af huset i forhold til dammen er mere almindeligt. Det vigtigste er, at reservoiret ikke skal være længere end 100 meter fra hytten
Den bedste mulighed ville være at bruge en vandmasse, hvis der er en i en afstand på højst 100 m. Det er nødvendigt, at dens areal overstiger 200 kvadratmeter. m og dybde - 3 m (gennemsnitlig fryseparameter). Hvis dette reservoir ikke tilhører dig, kan et problem være at få tilladelse til at bruge det.
Hvis reservoiret er en dam, der er i din besiddelse, forenkles sagen. Vand fra dammen kan midlertidigt pumpes ud. Derefter kan arbejdet på bunden let udføres: det vil være nødvendigt at lægge rørene i en spiral og fastgøre dem i denne position.
Jordarbejde er kun nødvendigt for at grave en grøft, hvilket vil være nødvendigt for at forbinde det eksterne kredsløb til varmepumpen.
Når alt arbejde er afsluttet, kan dammen igen fyldes med vand. I de næste par år skal en ekstern varmeveksler arbejde ordentligt og ikke forårsage problemer for dens ejer.
Hvis du har til rådighed en jordgrund, som du kun skal bygge boliger og dyrke en have, er det fornuftigt at planlægge en vandret jordvarmeveksler.
For dette bør der foretages en foreløbig beregning af arealet for den fremtidige samler, baseret på de parametre, der allerede er angivet ovenfor: 250-300 kvadratmeter. m samler pr. 100 kvadratmeter. m af det opvarmede område af huset.
Hvis du har et sted uden bygninger og vegetation, som du gerne vil bevare, kan du blot fjerne jorden under konstruktionen af den udvendige vandrette jordkontur: dette er lettere end at grave skyttegrave
De skyttegrave, hvorpå rørene i kredsløbet skal lægges, skal graves under fryseniveauet i jorden.
Og endnu bedre - fjern bare jorden til dybden af dens frysning, læg rørene, og vend derefter jorden tilbage til sin plads. Arbejdet er tidskrævende, vanskeligt, men med et stort ønske og beslutsomhed kan du gøre det.
Omkostninger og tilbagebetaling udsigter
Omkostningerne til udstyr og dets installation under konstruktion af geotermisk varme afhænger af enhedens kapacitet og af producenten.
Alle vælger en producent, styret af deres egne overvejelser og information om et bestemt brands omdømme og pålidelighed. Men strømmen afhænger af det område i det rum, der skal serviceres.
Dette tal reflekterer kort essensen af fordelene ved brugen af et geotermisk varmesystem. Det er dette forhold mellem indkommende og udgående energi, der gør det muligt for systemet hurtigt at betale sig hurtigt og derefter spare dens ejer (+)
Hvis vi tager nøjagtigt hensyn til strømmen, varierer prisen på varmepumper i følgende områder:
- 4-5 kW - 3000-7000 konventionelle enheder;
- 5-10 kW - 4000-8000 konventionelle enheder;
- 10-15 kW - 5000-10000 konventionelle enheder.
Hvis vi tilføjer til dette beløb de omkostninger, der er nødvendige til installationsarbejdet (20-40%), vil vi få et beløb, der for mange synes helt urealistisk.
Men alle disse omkostninger betaler sig på ganske rimelige vilkår. I fremtiden skal du kun betale ubetydelige udgifter for elektricitet, der er nødvendig til driften af pumpen. Og det er alt!
På grund af den utilstrækkelige effektivitet af geotermiske systemer til opvarmning af boliger, bruges de som en tilføjelse til hovedvarmenetværkene eller er konstrueret i forbindelse med to eller flere varmevekslere
Som praksis viser, er geotermisk opvarmning især gavnlig for boliger med et samlet opvarmet areal på 150 kvadratmeter. m. I fem til otte år betaler alle omkostningerne ved indretning af varmesystemer i disse huse sig fuldt ud.
Hvis geotermisk opvarmning ikke er særlig efterspurgt blandt ejere af private huse, er effektiviteten af gelsystemerne allerede blevet værdsat af beboere i de sydlige regioner. Teknologien til konstruktion af solvarme er ganske enkel, og dens omkostningseffektivitet og praktiske forhold bekræftes af mange års erfaring i brug af vestlige lande og vores landsmænd.
Yderligere oplysninger om alternative energikilder findes i denne artikel.
Hvis det er lettere for dig at opfatte visuelle oplysninger, giver denne video dig mulighed for selv at se, hvordan det geotermiske system fungerer, samt lære mere om, hvem og hvorfor denne type opvarmning er gavnlig.
Vi inviterer dig til at se en kort video, hvor ejeren af en vandret undergrundssamler fortæller om sine indtryk af dens funktion. Ved at se denne video lærer du desuden de løbende omkostninger forbundet med driften af det geotermiske varmesystem.
Hver ejer af et privat hus vælger selv, om han vil købe tjenester fra ressourceudbydende organisationer eller kun at stole på sig selv. Dermed ledes han af en liste over overvejelser.
Målet, som vi sætter os selv, er ikke at skubbe dig til en klar konklusion, men at dele information om muligheder for at løse det problem, du står overfor.
Har du noget at supplere, eller har du spørgsmål om den geotermiske opvarmning af et privat hus? Du kan give kommentarer til publikationen. Kontaktformularen er placeret i den nederste blok.