Geoterminio šildymo sistemos kaimo namams: „pasidaryk pats“ išdėstymo ypatybės

Veikimo principas

Vis labiau populiarėja toks reiškinys kaip geoterminis šildymas, kurio veikimo principas primena įprastą šaldytuvą, tik atvirkščiai. Žemė nuolat išlaiko šilumą, galima šildyti ant jos paviršiaus esančius objektus. Esmė ta, kad karšta magma šildo žemę iš vidaus, o žemės dėka ji neužšąla iš viršaus.

O veikimo principas čia toks: ant viršaus pastatomas šilumos siurblys, į specialią molinę šachtą nuleidžiamas šilumokaitis. Požeminis vanduo teka per siurblį ir pašildomas. Taigi šiuo atveju gaunama šiluma naudojama pramonės ar buities reikmėms. Taip veikia žemės šildymas.

Šilumos siurblio schema

Atkreipkite dėmesį, kad pagrindinis tokios sistemos privalumas yra tas, kad su 1 kW elektros sąnaudomis gauname naudingos šiluminės energijos nuo 4 iki 6 kW. Palyginimui, įprastas oro kondicionierius nepajėgia 1 kW elektros energijos paversti 1 kW šiluminės energijos (energijos tvermės dėsnis, nes nuostoliai konvertuojant vienos rūšies energiją į kitą, deja, dar neatšaukti ). Šildymas iš žemės šilumos pakankamai greitai atsipirks tinkamai prižiūrėjus geoterminio šildymo įgyvendinimą.

Apytikslės sistemos sąnaudos ir atsipirkimas

Renkantis šiluminį šildymą, kurio veikimo principas jau žinomas, savininkai turėtų žinoti, kad reikės tam tikrų investicijų. Įrangos markė parenkama pagal vartotojo reikalavimus, agregatų kaina priklauso nuo daugelio faktorių, pavyzdžiui, galios.

4-5 kW prietaisai vertinami 3000-7000 USD, 5-10 kW jie kainuoja 4000-8000 USD, 10-15 kW jau 5000-10 000 USD. Be to, 40–50% sumos sudarys montavimo darbų ir sistemos paleidimo išlaidos. Rezultatas – labai įspūdinga išlaidų suma. Bet visi jie atsipirks maždaug per 3-5 metus, o tada liks tik sąskaitos už elektrą, kurią sunaudos šilumos siurblys.

Geoterminės energijos gavimo principas

Geoterminio šilumos punktų veikimas dažnai lyginamas su oro kondicionavimo sistemų ar įprasto šaldytuvo veikimo principu. Bet kuri iš schemų susideda iš dviejų šilumos mainų kontūrų. Visuotinai pripažįstama, kad žemėje esančioje grandinėje nešiklis šildomas (dažniausiai šį vaidmenį atlieka neužšąlantis freonas), kuris vėliau perkeliamas į „namų grandinę“ šilumokaičio garintuve.

Atvėsusį skystį, cirkuliuojant po namus, reikia vėl pašildyti iki maždaug + 7 °C, kad ciklas kartotųsi. Tuo pačiu vasarą sistema veikia priešingu principu, vėsindama orą namuose, todėl teisingiau būtų tai vadinti ne šildymu, o kondicionavimu.

Naudojant šilumos siurblį

Sistemos ilgaamžiškumas priklauso nuo šilumos siurblio charakteristikų ir sąlygų. Geoterminiuose įrenginiuose jis gali veikti maždaug 1800 valandų per metus. Tai vidutinė platumų vertė be šiluminių požeminių šaltinių.

Kaip veikia šilumos siurblys

Šildymo sistemos veikimo principas yra identiškas ir neturi nieko bendra su kilmės šalimi ar prekės ženklu. Geoterminiai siurbliai gali skirtis savo konstrukcija, dydžiu, išvaizda, tačiau šilumos gamybos koeficientas skirtingų įmonių ir skirtingų šalių siurbliams visada bus vienodas. Taip yra būtent dėl ​​gamtinės energijos perdirbimo į šiluminę energiją ypatumo.

Tokių klaidingų skaičiavimų pasekmės galiausiai sukelia pragaištingas pasekmes – gruntas smunka netolygiai, vietomis labai gilėja, ko pasekoje pažeidžiami apsauginiai plastikiniai vamzdžiai. Jei namas yra šalia, dėl geologinių pokyčių gali atsirasti pamatų ar sienų deformacija.

Periodiškai reikia imtis priemonių gruntui „regeneruoti“, tam į šilumokaitį tiekiama papildoma šiluminė energija. Tai gali būti saulės energija arba zondo šildymas, kai šilumos siurblys naudojamas erdvės vėsinimo režimu.

Apibendrinant, reikia pažymėti, kad geoterminė instaliacija dar nėra prieinama visiems.Kai kuriais atvejais atsipirkimo laikotarpis gali trukti ir daugiau nei 10 metų, tačiau galiausiai būtent šie namo šildymo būdai greitai taps ne tik alternatyviais, bet ir vieninteliais įmanomais.

VIDEO: Geoterminiai šilumos siurbliai

Geoterminis šildymas: analizuojame veikimo principą

Šio tipo šildymo veikimo principas yra gana paprastas ir slypi žemės savybėje neužšalti net esant gana žemai temperatūrai. Pavyzdžiui, esant maždaug minus penkiolikos oro temperatūrai, žemė užšals tik iki penkių – septynių laipsnių. O dabar atsakykime į klausimą, ar tokio resurso pagalba galima gana sėkmingai išgauti naudą iš šios žemės nuosavybės ir šildyti namą? Atsakymas akivaizdus: žinoma, taip! Taigi kodėl to nepadarius? Reikalas tas, kad ne viskas taip paprasta. Norint įrengti tokį šildymą, būtina išspręsti su tuo susijusias smulkias problemas, kurios išvardytos žemiau.

Geoterminio šildymo įrengimas

• Norint gauti maksimalią šilumą iš žemės, reikia kaupti būtent šią šilumos energiją ir sutelkti ją į namo šildymą, o tai verta šiek tiek pastangų.
• Būtina palaikyti laidininko temperatūrą. Šildomas stovas turi praleisti šilumą skysčiuose, kurie praeis per centrinio šildymo sistemą.
• Jei šis laidininkas atvėso, jo temperatūrą reikia nedelsiant atkurti kaitinant. Šiai bėdai išspręsti buvo išrasti specialūs geoterminiai šilumos siurbliai, padedantys susidoroti su užduotimi.Šis prietaisas padeda išgauti normaliam namo šildymui reikalingą šilumos kiekį, kurį galima panaudoti įvairiems poreikiams tenkinti. Beje, tokie siurbliai gali susidoroti su gana dideliu darbo kiekiu. Projektavimo galimybės tiesiogiai priklauso nuo jo vietos namuose.

Jei anksčiau tokį reiškinį kaip namo šildymas naudojant žemės šiluminę energiją buvo galima aptikti tik už mūsų šalies ribų, tai šiandien tokie įrenginiai nėra stebuklas ar retenybė.

Šiluminių konstrukcijų veikimo schema

Tuo pačiu atkreipkite dėmesį, kad jie montuojami ne tik pietinėse, šiltose dalyse, kaip galėtumėte pagalvoti. Šiauriniuose regionuose tai dar labiau paplitusi.

Pažiūrėkime atidžiau, kokią darbo schemą turi konstrukcijos. Seniai žmonėms kilo klausimas, kodėl, kai nuo paviršiaus išgaruoja tam tikri skysčiai, paviršius atšąla ir kodėl atimama energija. Vos davus atsakymą į šį klausimą, kilo mintis, kodėl nepaleidus šio mechanizmo atvirkštine tvarka, tai yra, kodėl gi ne gauti šilto oro, o ne ledo. Pavyzdys – šiuolaikinių oro kondicionavimo sistemų veikimas: daugelis jų gali ne tik vėsinti, bet ir šildyti orą. Vienintelis tokių įrenginių trūkumas yra ribotas jų veikimas žemoje temperatūroje. Tam tikroje temperatūroje jie tiesiog negali veikti. Skirtingai nuo jų, kaimo namo geoterminis šildymas visiškai neturi tokio trūkumo, nors jų ir minėto įrenginio veikimo principas yra maždaug vienodas.

Kaimo namo geoterminis šildymas

Šilumokaičio montavimas

Dabartiniai diegimo tipai yra šie:

• vertikalus, kai reikia išgręžti kelis gręžinius;
• horizontalus, kai tranšėjos kasamos žemiau užšalimo gylio;
• po vandeniu, kai klojama išilgai artimiausio rezervuaro dugno.

Tai įdomu: išsiaiškinkime kartu – kas yra efektyvesnė vieno vamzdžio ar dviejų vamzdžių šildymo sistema?

Sistemos montavimas

Kaimo namo geoterminis šildymas įrengimo etape reikalauja solidžių finansinių investicijų. Didelę bendrą sistemos kainą daugiausia lemia didelis žemės darbų kiekis, susijęs su šildymo kontūro įrengimu.

Laikui bėgant atsiperka finansinės išlaidos, nes šildymo sezono metu sunaudota šiluminė energija išgaunama iš žemės gelmių su minimaliomis elektros sąnaudomis.

• pagrindinė dalis turi būti po žeme arba rezervuaro apačioje;
• pačiame name sumontuota tik gana kompaktiška įranga ir paklotas radiatorinis arba grindinio šildymo kontūras. Namo viduje esanti įranga leidžia reguliuoti aušinimo skysčio šildymo lygį.

Projektuojant šildymą dėl žemės šilumos, būtina nustatyti darbo grandinės įrengimo variantą ir kolektoriaus tipą.

Yra dviejų tipų kolektoriai:

1. Vertikalus – pasineria į žemę keliasdešimt metrų. Norėdami tai padaryti, nedideliu atstumu nuo namo reikia išgręžti keletą šulinių. Į šulinius panardinama grandinė (patikimiausias variantas yra vamzdžiai iš kryžminio polietileno).

2. Trūkumai: didelės finansinės išlaidos gręžiant kelis šulinius žemėje, kurių gylis yra 50 metrų ar daugiau.

   Privalumai: Vamzdžių išdėstymas po žeme gylyje, kuriame žemės temperatūra yra stabili, užtikrina aukštą sistemos efektyvumą. Be to, vertikalus kolektorius užima nedidelį žemės plotą.

3. Horizontaliai. Tokį kolektorių leidžiama naudoti šilto ir vidutinio klimato regionuose, nes dirvožemio užšalimo gylis neturi viršyti 1,5 metro.

4. Trūkumai: poreikis naudoti didelį svetainės plotą (pagrindinis trūkumas). Šis žemės sklypas po kontūro klojimo negali būti naudojamas daržui ar daržui, nes sistema veikia su šalčio išleidimu gabenant šaltnešį, dėl kurio nušals augalų šaknys.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Privalumai: Pigesni žemės darbai, kuriuos galite atlikti net patys.

Geoterminė energija gali būti gaminama klojant horizontalią geoterminę grandinę neužšąlančio rezervuaro apačioje. Tačiau tai sunkiai įgyvendinama praktiškai: rezervuaras gali būti ne privačioje teritorijoje, tada reikės derinti šilumokaičio įrengimą. Atstumas nuo šildomo objekto iki rezervuaro turi būti ne didesnis kaip 100 metrų.

Reikalavimai geoterminiam šildymui namuose savo rankomis

Iš pirmo žvilgsnio gali pasirodyti, kad įrengimo kaštai yra per dideli, tačiau ilgą laiką naudojant instaliaciją kiekvienas galės įsitikinti, kad šis šildymas greitai atsipirks ir nereikalauja jokių investicijų.

Geošildymui reikės:

• Vienkartinis didelės sumos investavimas;
• Didelės pajėgos susitarimui;
• Teisingas ir kompetentingas pasiruošimas.

Be to, galima pastebėti nuolatinį išteklių, tokių kaip dujos ir elektra, kainų augimą, kuris pasitaiko beveik kiekvieną mėnesį, tačiau geoterminė sistema nuo šių kainų nepriklauso.

Dalis sistemos turi požeminę vietą, dėl kurios žemė naudojama kaip šilumos šaltinis. Tokio tipo šildymui reikės šulinio, zondo ir šilumokaičio. Namo teritorijoje sumontuotas tik įrenginys, dėl kurio susidaro šiluma ir, kaip taisyklė, nereikalauja per daug vietos. Šio įrenginio dėka reguliuojama temperatūra ir tiekiama šilumos energija. Montuojant sistemą reikalingas nedidelis vamzdžių atšakas ir radiatorius, o jei pastatas nedidelis, tai generatorius montuojamas rūsyje.

Geoterminį šildymą įsirengiame patys

Geoterminės konstrukcijos įrengimo projekto ir darbų kaina yra gana nemaža, visos reikalingos įrangos įsigijimas, specialistų komandos įtraukimas, taip pat ilgalaikio kasimo poreikis negali būti pigus.

Tačiau dėl tokio šildymo įrengimo namuose pelningumo atsipirkimo laikotarpis yra gana greitas. Papildomai sutaupyti galima diegiant kitus alternatyvios energijos gamybos šaltinius, pavyzdžiui, saulės baterijas, galinčias maitinti geoterminį tinklą. Net ir gerokai padidėjus iškastinių išteklių ir dujų kainoms, jos neturės įtakos šildymo išlaidoms.

Pagrindinė laidų tinklo dalis yra paslėpta giliai po žeme, kurą į namą tiekia šaltnešio rezervuaras, kuris dedamas į šulinį.Be to, rūsyje ar kitoje ūkinėje patalpoje turėsite pastatyti šilumos generatorių. Dauguma šių įrenginių yra gana kompaktiški. Norint apšildyti patalpas, teks sumontuoti kelis radiatorius.

Ant sumontuoto generatoriaus galima reguliuoti temperatūrą namuose ir energijos sąnaudas. Įrengiant kartu sumontuojama patalpų šildymo įranga, vamzdyno atšaka. Daugumoje patalpų šilumos generatorius išnešamas į atskirą patalpą, kad darbo keliamas triukšmas netrukdytų gyventojams daryti savo reikalų.

Kaip savo rankomis pasidaryti geoterminį šildymą namuose

Geoterminio siurblio montavimo schema.

Tai vienas brangiausių ir daug laiko reikalaujančių šildymo būdų. Turite atlikti didelio masto žemės darbus, įrangos kaina sudarys didžiąją dalį išlaidų. Prieš pradėdami kurti tokį šildymą savo rankomis, turite išsiaiškinti, kurios sistemos naudojamos ir kokios yra jų įrenginio savybės.

Geoterminio šildymo įrengimui reikalingos medžiagos:

• polietileno vamzdžiai;
• Šilumos siurblys;
• šildymo radiatoriai.

Klasifikavimas pagal tipą:

• dažniausiai naudojamas horizontalusis šilumokaitis, o vamzdžiai klojami į žemę iki gylio, viršijančio jūsų vietovėje esantį grunto užšalimo lygį. Šio tipo šildymas turi reikšmingą trūkumą - grandinė užima didelį plotą. Jei jūsų namo plotas yra 250 m², tai norėdami jį šildyti, turėsite nutiesti vamzdžius apie 600 m² plote, o to negalima padaryti kiekvienoje vietoje. Ypač nepatogu tokį šildymą daryti namuose tuo atveju, kai teritorija jau pagražinta, pavyzdžiui, kolektorius turi būti ne arčiau kaip 1,5 m nuo medžio;
• vertikalus šilumokaitis yra daug mažesnis, tačiau jo kaina yra didesnė. Norėdami jį įdiegti, jums reikia šiek tiek vietos, tačiau turėsite naudoti gręžimo įrangą.

Šulinys gali būti nuo 50 iki 200 m, bet tarnaus iki 100 metų. Šis būdas patogus, kai sodybos teritorija jau įrengta, nereikės keisti esamo kraštovaizdžio. Visiškai savo rankomis įsirengti tokio tipo geoterminį šildymą nepavyks, nes gręžiniui gręžti reikės specialios įrangos – vandeninis šilumokaitis yra pats ekonomiškiausias būdas, jis naudoja vandens šiluminę energiją. Jį galima naudoti, jei atstumas iki rezervuaro yra ne didesnis kaip 100 m. Spiralinis kontūras pagamintas iš vamzdžių ir klojamas iki gylio, viršijančio užšalimo zoną, rezervuaro plotas turi būti didesnis nei 200 m² . Įgyvendinant šį būdą, nereikia atlikti didelio masto žemės darbų, todėl viską galima atlikti rankomis.

Jei kalbėsime apie šio projekto įgyvendinimo sudėtingumą, jis yra gana didelis, o jei nuspręsite viską padaryti patys, trečiasis metodas bus prieinamiausias. Jei perkate brangią įrangą, montavimas turi būti atliktas kokybiškai, kitaip sistema neveiks normaliai.

Geoterminio šildymo šaltiniai

Geoterminiam šildymui gali būti naudojami šie antžeminės šiluminės energijos šaltiniai:

• aukštos temperatūros;
• žema temperatūra.

Aukštos temperatūros šaltiniai apima, pavyzdžiui, termines spyruokles. Galite juos naudoti, tačiau jų apimtį riboja tikroji tokių šaltinių vieta.Jei Islandijoje ši energijos rūšis yra aktyviai naudojama, tai Rusijoje terminiai vandenys yra toli nuo gyvenviečių. Labiausiai jie susitelkę Kamčiatkoje, kur gruntinis vanduo naudojamas kaip šilumos nešiklis ir tiekiamas į karšto vandens sistemas.

Norint efektyviai panaudoti žemės šiluminę energiją, ugnikalnis nereikalingas. Pakanka naudoti tuos išteklius, kurie yra tik 200 metrų nuo žemės paviršiaus

Tačiau norint naudoti žemos temperatūros šaltinius, turime visas būtinas sąlygas. Tam tinka aplinkinės oro masės, žemė ar vanduo. Reikiamai energijai išgauti naudojamas šilumos siurblys. Su jo pagalba aplinkos temperatūros pavertimo šilumine procedūra atliekama ne tik šildymui, bet ir privataus namų ūkio karšto vandens tiekimui.

privalumus

Tokios šildymo sistemos eksploatuojamos naudojant kokybiškai naują ir neįprastą kurą - žemės gelmių energija naudojama oro kondicionavimui, taip pat privačiam namui šildyti. Ši energija sukuria optimalias ir patogias gyvenimo sąlygas, neteršia aplinkos kenksmingomis medžiagomis ir atliekomis. Namo šildymas vykdomas naudojant nemokamą energiją, už 1 kW elektros sistema grąžina 4-5 kW šilumos

Ne mažiau svarbus privalumas yra tai, kad nereikia pirkti papildomų gartraukių ir kaminų, kurių gali prireikti norint užtikrinti sklandų kitų tipų šildymo sistemų funkcionavimą. Veikiant šildymui, iš žemės sklinda kenksmingi garai ir kvapai, tokia sistema nekelia nereikalingo triukšmo, be to, neužima daug vietos.Geoterminiai įrenginiai, skirtingai nei kietojo kuro ir skystojo kuro sistemos, žmonėms praktiškai nematomi, nesunaikina namo fasado ir interjero vientisumo.

Nereikia gaišti laiko galvojant apie tokius klausimus kaip kuro saugojimas, pristatymas ir pirkimas, nes planetos energija yra neišsenkanti.

Geoterminiai agregatai, skirtingai nei kietojo kuro ir skystojo kuro sistemos, žmonėms praktiškai nematomi, nesunaikina namo fasado ir interjero vientisumo. Nereikia gaišti laiko galvojant apie tokius klausimus kaip kuro saugojimas, pristatymas ir pirkimas, nes planetos energija yra neišsenkama.

Jei jums reikia šildyti savo namus žemės šiluma, tuomet turėtumėte atsižvelgti ir į jo finansinę pusę. Iš karto pažymime, kad tokios sistemos įrengimas pareikalaus didelių išlaidų, palyginti su dyzelinu ir dujomis.

Priešingai, galima pastebėti, kad elektros suvartojimo lygis yra daug mažesnis, todėl ilgalaikėje perspektyvoje plika akimi matomas ekonominis geoterminės įrangos įsigijimo pagrįstumas. Kūrėjų teigimu, iš kiekvieno sunaudotos elektros energijos kilovato bus grąžinta iki penkių kilovatų šiluminės energijos.