Geoterminis šildymas „pasidaryk pats“ namuose: lyginamoji prietaiso metodų apžvalga

Geoterminį šildymą įsirengiame patys

Iškart atkreipiame dėmesį į tokią savybę: nusprendusiems šildymą aprūpinti žemės šiluma, vieną kartą į tai reikės investuoti didžiulę sumą. Žinoma, laikui bėgant šios išlaidos atsipirks, nes būsto sau nestatome metus ar dvejus. Be to, kasmet kyla dujų ir elektros kainos, o esant geoterminei sistemai, nežinai, kokie tie kainų kilimai.

Tačiau šioje sistemoje didžioji dalis bus paslėpta po žeme. Šildymas žemės energija yra šulinio ir šilumokaičio buvimas. Namuose tereikia įdėti įrenginį, kuris generuotų šilumą – dažniausiai jis neužima daug vietos.

Kaip veikia šilumos siurblys

Tokiame įrenginyje vartotojas galės valdyti temperatūrą ir tiekti šiluminę energiją. Pačios šildymo sistemos montavimas korpuse atliekamas kaip įprasta - su vamzdyno ir radiatorių atšaka. Jei turite privatų namą arba pats pastatas yra mažas, tokiu atveju sistemos generatorius rodomas atskiroje patalpoje arba rūsyje.

Sistemos ypatybės

Žinoma, savo rankomis pasidaryti geoterminį šildymą nėra taip paprasta, bet tai visai įmanoma. O pradžiai – kasykla. Kasyklos parametrai skaičiuojami kiekvienu atveju atskirai. Jo matmenys priklausys nuo klimato jūsų vietovėje, dirvožemio tipo, regiono žemės plutos struktūrinių ypatybių ir namų teritorijos, kurioje tokia sistema bus įrengta. Paprastai kasyklos gylis yra nuo 25 iki 100 m.

Šulinio gręžimas šilumos siurbliui

Be to, geoterminio šildymo įrengimas apima tokį žingsnį kaip šilumą sugeriančių vamzdžių nuleidimas į žemės kasyklą. Šių vamzdžių funkcijos yra tokios: jie tieks šilumą į siurblį, kuris pakels skysčio temperatūrą ir atves jį į šildymą. Atkreipkite dėmesį, kad jei nuspręsite savo rankomis pasidaryti geoterminio šildymo sistemas, jums reikės asistento, nes vamzdžiai gali būti labai sunkūs.

Klasifikavimas pagal konstrukcijos tipą

Geoterminio šildymo veikimo principas panašus į oro kondicionieriaus ar šaldytuvo veikimo principas. Pagrindinis elementas yra šilumos siurblys, įtrauktas į dvi grandines.

Geoterminio (šilumos) siurblio veikimo principas

Vidinė grandinė yra tradicinė šildymo sistema, susideda iš vamzdžių ir radiatorių. Išorinis – įspūdingo dydžio šilumokaitis, esantis po žeme arba vandens stulpelyje. Jo viduje gali cirkuliuoti ir specialus skystis su antifrizu, ir paprastas vanduo. Šilumos nešiklis prisiima terpės temperatūrą ir „įšilęs“ patenka į šilumos siurblį, sukaupta šiluma perduodama į vidinę grandinę. Taigi vanduo šildomas vamzdžiuose ir radiatoriuose.

Geoterminis (šilumos) siurblys yra pagrindinis sistemos elementas. Tai kompaktiškas įrenginys, užimantis ne daugiau vietos nei mūsų akiai pažįstama skalbimo mašina. Jei mes kalbame apie našumą, tada už kiekvieną sunaudotą 1 kW elektros siurblys "išduoda" iki 4-5 kW šiluminės energijos. Tuo tarpu įprastas oro kondicionierius, turintis panašų veikimo principą, už 1 kW sunaudotos elektros „atlieps“ 1 kW šilumos.

Geoterminio šildymo įrenginio schema privačiame name

Reikia pripažinti, kad tokio šildymo įrenginys šiandien yra pats brangiausias ir daug laiko atimantis. Didžiąją jos išlaidų dalį sudaro įrangos pirkimas ir, žinoma, žemės darbai. Natūralu, kad taupus savininkas galvoja, ar įmanoma sutaupyti pinigų, pavyzdžiui, įrengiant ir savo rankomis pasidaryti geoterminį šildymą? Norint atsakyti į šį klausimą, būtina suprasti, kurios sistemos naudojamos dažniausiai ir suprasti jų įrenginio ypatybes.

Horizontalus šilumokaitis

Gana dažnai naudojamas horizontalus kontūras, kurio metu vamzdžiai klojami tranšėjose į gylį, didesnį nei dirvožemio užšalimo lygis tam tikroje vietoje.

Trūkumas geoterminio šildymo sistemos su horizontalia kontūras – didelis plotas, kurį užima kolektorius

Trūkumas yra tas, kad kontūro užimamas plotas turėtų būti daug didesnis nei pats namas, todėl 250 m² ploto pastato šildymui po vamzdžiais „paliks“ apie 600 m². Ne kiekvienas kūrėjas gali sau leisti tokią prabangą.

Be to, kyla nepatogumų, jei aikštelė jau pagražinta, tenka stebėti, pavyzdžiui, atstumą nuo medžių (1,5 m) ir daugybę kitų niuansų.

Vertikalus šilumokaitis

Kompaktiškesnis, bet ir brangesnis variantas – vertikalus šilumokaitis. Jo įrengimas nereikalauja didelio ploto, tačiau tam reikės specialios gręžimo įrangos.

Vertikalaus šilumokaičio įrengimui reikia naudoti specialią gręžimo įrangą

Šulinio gylis, priklausomai nuo technologijos, gali siekti 50-200 m, tačiau jo tarnavimo laikas – iki 100 metų. Šis būdas ypač aktualus planuojant geoterminę šilumą kaimo namo šildymas su įrengta gretima teritorija leidžia išsaugoti kraštovaizdį beveik originalia forma.

Vandeninis šilumokaitis

Ekonomiškiausias geoterminis įrenginys naudoja vandens šiluminę energiją. Rekomenduojama, jei atstumas iki artimiausio vandens telkinio neviršija 100 m.

Vandeninis šilumokaitis yra pats naudingiausias, todėl tinkamesnis įrenginiui.

Ant dugno klojamas spiralės formos vamzdžių kontūras, atsiradimo gylis turi būti mažesnis nei 2,5–3 m, tai yra, gilesnis nei užšalimo zona. Rezervuaro plotas nuo 200 m². Pagrindinis pliusas yra tai, kad nereikia atlikti daug pastangų reikalaujančių žemės darbų, tačiau būtina gauti specialių tarnybų leidimą.Išleidę daug lėšų brangiai įrangai, neturėtumėte sutaupyti aukštos kokybės įrengimo. Juk nuo to priklausys visos sistemos kokybė ir efektyvumas.

Kaip matote, įsirengti geoterminį šildymą namuose savo rankomis nėra taip paprasta. Iš visų išvardintų tipų, galbūt tik paskutinis variantas bus gana lengvas įgyvendinti savarankiškai. Tačiau net ir šiuo atveju verta pasverti visus privalumus ir trūkumus.

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.

Kas yra geoterminis šildymas?

Tai šiluma, išgaunama iš žemės arba vandens. Tam tikruose dirvožemio gyliuose palaikoma teigiama pastovi temperatūra, o net esant dideliam šalčiui nėra lašų, ​​tas pats su vandeniu. Žmogaus užduotis yra paimti šilumą iš žemės ar vandens, siunčiant ją, kad būtų užtikrintas komfortas gyvenamosiose patalpose.

Geoterminis šildymas yra įprastas šaldytuvas, bet atvirkščiai – sistema gamina ne šaltį, o šilumą.Siurblio algoritmas pagrįstas šilumos perdavimu iš mažo šiluminės energijos potencialo šaltinio į šilumnešį, o gruntas arba vanduo veikia kaip aktyvūs šilumos šaltiniai.

Sistemos privalumai ir trūkumai

Geoterminis šildymas turi keletą privalumų:

1. Šiluminės energijos išsiskyrimas daug kartų viršija siurblio sunaudotos elektros energijos kainą.
2. Ekologinė švara ir saugumas. Sistema neišskiria kenksmingų medžiagų, nėra išmetamų teršalų, šlakų deginant kurą.
3. Nereikia pirkti kuro, dujų, visi konstrukcijos darbai statomi nenaudojant chemikalų ir kitų medžiagų, todėl šildymas žemės ar vandens šiluma laikomas saugiausiu.
4. Atsižvelgiant į montavimo ir eksploatavimo technologiją, įranga ir visa šildymo sistema be techninės pagalbos tarnaus mažiausiai 50 metų.
5. Šilumos siurblys veikia tyliai, nėra akustinio poveikio.

Didžiausia ekonominė nauda pasiekiama nesant papildomų investicijų. Vartotojui reikia vieną kartą įsigyti visą įrangą, susidėlioti dizainą ir nebereikia trukdyti sistemos veikimo. Papildomas privalumas yra visų elementų išsidėstymas už pastato ribų – šildymui iš žemės ar vandens nereikia dėti bendrų instaliacijų name, todėl šilumos išgavimo ir tiekimo būdas tinka bet kokio dydžio namams.

Trūkumas – didelės vienkartinės išlaidos įrangai įsigyti, sistemos įrengimui ir paleidimui. Konstrukcijai suformuoti reikalingas siurblys, tam tikras medžiagų kiekis, išorinio kolektoriaus ir vidinės grandinės įrengimas.

Geoterminio šildymo organizavimo galimybės

Išorinio kontūro išdėstymo būdai

Tam, kad žemės energija šildytų namus buvo naudojamas maksimaliai - reikia pasirinkti teisingai išorinės grandinės schema. Iš tikrųjų šiluminės energijos šaltiniu gali būti bet kokia terpė – po žeme, vanduo ar oras.

Tačiau svarbu atsižvelgti į sezoninius oro sąlygų pokyčius, kaip aptarta aukščiau.

Šiuo metu namui šildyti dėl žemės šilumos efektyviai naudojamos dviejų tipų sistemos – horizontalios ir vertikalios. Pagrindinis pasirinkimo veiksnys yra žemės plotas. Nuo to priklauso vamzdžių, skirtų namui šildyti žemės energija, išdėstymas.

Be to, atsižvelgiama į šiuos veiksnius:

• Dirvožemio sudėtis. Uolėtose ir priemolio vietose sunku padaryti vertikalius velenus greitkeliams tiesti;
• dirvožemio užšalimo lygis. Jis nustatys optimalų vamzdžių gylį;
• Požeminio vandens vieta. Kuo jie aukštesni, tuo geriau geoterminiam šildymui. Tokiu atveju temperatūra kils didėjant gyliui, o tai yra optimali sąlyga šildyti iš žemės energijos.

Taip pat turite žinoti apie atvirkštinio energijos perdavimo galimybę vasarą. Tada privataus namo šildymas nuo žemės neveiks, o šilumos perteklius iš namo pateks į dirvą. Visos šaldymo sistemos veikia tuo pačiu principu. Tačiau tam reikia įdiegti papildomą įrangą.

Horizontalus geoterminio šildymo schema

Horizontalus išorinių vamzdžių išdėstymas

Labiausiai paplitęs lauko greitkelių įrengimo būdas. Tai patogu, kad būtų lengviau montuoti ir palyginti greitai pakeisti sugedusias dujotiekio dalis.

Montuojant pagal šią schemą, naudojama kolektorinė sistema.Tam sudaromi keli kontūrai, esantys ne mažesniu kaip 0,3 m atstumu vienas nuo kito. Jie sujungiami naudojant kolektorių, kuris tiekia aušinimo skystį toliau į šilumos siurblį. Tai užtikrins maksimalų energijos tiekimą šildymui iš žemės šilumos.

Tačiau reikia atsiminti keletą svarbių dalykų:

• Didelė kiemo teritorija. Maždaug 150 m² namo plotas turi būti ne mažesnis kaip 300 m²;
• Vamzdžiai turi būti pritvirtinti iki gylio žemiau dirvožemio užšalimo lygio;
• Dėl galimo dirvožemio judėjimo pavasario potvynių metu padidėja greitkelių poslinkio tikimybė.

Pagrindinis horizontalaus tipo šildymo iš žemės šilumos pranašumas yra galimybė savarankiškai susitvarkyti. Daugeliu atvejų tam nereikia naudoti specialios įrangos.

Vertikali geoterminio šildymo schema

Vertikali geoterminė sistema

Tai yra daug laiko reikalaujantis būdas organizuoti privataus namo šildymą iš žemės. Vamzdynai išdėstyti vertikaliai, specialiuose šuliniuose

Svarbu žinoti, kad tokia schema yra daug efektyvesnė nei vertikali.

Pagrindinis jo pranašumas yra padidinti vandens šildymo laipsnį išorinėje grandinėje. Tie. kuo giliau yra vamzdžiai, tuo daugiau namo šildymui skirtos žemės šilumos pateks į sistemą. Kitas veiksnys yra mažas žemės plotas. Kai kuriais atvejais išorinio geoterminio šildymo kontūro sutvarkymas atliekamas dar prieš statant namą prie pat pamatų.

Su kokiais sunkumais galima susidurti gaunant žemės energiją namo šildymui pagal šią schemą?

• Kiekybinis į kokybę. Vertikalaus išdėstymo atveju greitkelių ilgis yra daug didesnis. Jį kompensuoja aukštesnė dirvožemio temperatūra. Norėdami tai padaryti, turite padaryti iki 50 m gylio šulinius, o tai yra sunkus darbas;
• Dirvožemio sudėtis. Uolėtam dirvožemiui būtina naudoti specialias gręžimo mašinas. Priemolyje, kad šulinys neišsilietų, montuojamas apsauginis apvalkalas iš gelžbetonio arba storasienio plastiko;
• Esant gedimams ar praradus sandarumą, remonto procesas tampa sudėtingesnis. Tokiu atveju galimi ilgalaikiai gedimai šildant namą dėl žemės šiluminės energijos.

Tačiau nepaisant didelių pradinių išlaidų ir įrengimo sudėtingumo, vertikalus greitkelių išdėstymas yra optimalus. Ekspertai pataria naudoti tik tokią montavimo schemą.

Šildymo sistemos ypatybės

Skirtingai nuo dujinio katilo, šilumos siurbliui nereikia šildyti šildymo sistemos šilumnešio iki aukštos temperatūros, nes šalto „grįžimo“ metu kondensato susidarymas jam negresia. Be to, dirbant žemoje temperatūroje reikės mažiau energijos.

Norint kompensuoti žemą aušinimo skysčio temperatūrą, tektų stipriai padidinti radiatorių paviršių, todėl vietoj jų geriau naudoti „šiltų grindų“ sistemą. Šis šildymo būdas taip pat yra racionaliausias, nes šildomas oras pirmiausia patenka, taip sakant, į gyvenamąją erdvę, o ne po lubomis.

Šiluma iš žemės

Kitas argumentas "šiltų grindų" naudai yra minimalūs šilumos nuostoliai.Juk jų vertė visų pirma priklauso nuo temperatūrų skirtumo, o žemos temperatūros sąlygomis jis yra pats mažiausias. Antrasis veiksnys yra šildomo oro sąlyčio su išorinėmis sienomis sritis. Iš „šiltų grindų“ kylantis oras nepaliečia išorinių sienų (naudojant įprastus radiatorius tiesiogine prasme išplauna langų stiklus ir greta esančias išorinės sienos dalis).

Pagrindinis „šiltų grindų“ trūkumas – energetinė priklausomybė – šiuo atveju nesvarbus, nes šilumos siurblys taip pat negalės dirbti be elektros.

Paslėpto nuotėkio pavojaus taip pat galima nepaisyti, jei grandinė yra neatskiriama lanksčių polimerinių vamzdžių.

Tikri privalumai ir trūkumai

Jei Rusijoje privataus sektoriaus geoterminis šildymas gavo palyginti mažą paskirstymą, ar tai reiškia, kad idėja nėra verta jos įgyvendinimo išlaidų? Gal neverta nagrinėti šios problemos? Paaiškėjo, kad taip nėra.

Geoterminio namo šildymo sistemos naudojimas yra pelningas sprendimas. Ir tam yra keletas priežasčių. Tarp jų – greitas įrangos montavimas, kuris gali veikti ilgą laiką be jokių trukdžių.

Jei šildymo sistemoje naudosite ne vandenį, o kokybišką antifrizą, jis neužšals ir susidėvėjimas bus minimalus.

Išvardijame kitus šio šildymo tipo privalumus.

• Kuro deginimo procedūra neįtraukiama. Sukuriame absoliučiai ugniai atsparią sistemą, kuri savo eksploatacijos metu nesugadins būsto. Be to, neįtraukiama ir nemažai kitų su kuro buvimu susijusių klausimų: dabar nebereikia ieškoti, kur jį laikyti, įsigyti ar pristatyti.
• Didelė ekonominė nauda.Sistemos veikimo metu papildomų investicijų nereikia. Kasmetinį šildymą užtikrina gamtos jėgos, kurių mes neperkame. Žinoma, eksploatuojant šilumos siurblį sunaudojama elektros energija, tačiau tuo pačiu pagaminamos energijos kiekis gerokai viršija suvartojimą.
• aplinkos veiksnys. Privataus kaimo namo geoterminis šildymas yra ekologiškas sprendimas. Degimo proceso nebuvimas neleidžia degimo produktams patekti į atmosferą. Jei tai suvoks daugelis, o tokia šilumos tiekimo sistema bus tinkamai išplitusi, neigiamas žmonių poveikis gamtai sumažės daug kartų.
• Sistemos kompaktiškumas. Jūs neprivalote savo namuose organizuoti atskiros katilinės. Tereikia šilumos siurblio, kurį galima pastatyti, pavyzdžiui, rūsyje. Didžiausias sistemos kontūras bus po žeme arba po vandeniu, jo nematysite savo svetainės paviršiuje.
• Daugiafunkcionalumas. Sistema gali veikti tiek šildyti šaltuoju metų laiku, tiek vėsinti per vasaros karščius. Tai yra, iš tikrųjų jis jus pakeis ne tik šildytuvu, bet ir oro kondicionieriumi.
• akustinis komfortas. Šilumos siurblys veikia beveik tyliai.

Geoterminio šildymo sistemos pasirinkimas yra ekonomiškas, nepaisant to, kad jūs turite išleisti pinigus įrangos įsigijimui ir montavimui.

Beje, kaip sistemos trūkumas yra būtent išlaidos, kurias turite eiti norint įdiegti sistemą ir paruošti ją darbui.Teks pirkti patį siurblį ir kai kurias medžiagas, atlikti išorinio kolektoriaus ir vidinės grandinės montavimą.

Ne paslaptis, kad ištekliai metai iš metų brangsta, todėl per kelerius metus galinti atsipirkti autonominė šildymo sistema jos savininkui visada bus ekonomiškai naudinga.

Tačiau šios išlaidos atsiperka tik per pirmuosius kelerius veiklos metus. Vėlesnis kolektoriaus naudojimas, paguldytas į žemę arba panardintas į vandenį, leidžia sutaupyti daug pinigų.

Be to, pats diegimo procesas nėra toks sudėtingas, kad jį atlikti kviestis trečiųjų šalių specialistus. Jei neužsiimate gręžimu, visa kita galite padaryti savarankiškai.

Reikia pastebėti, kad kai kurie meistrai, stengdamiesi sutaupyti, išmoko kolekcionuoti geoterminis šilumos siurblys asmeniškai.

Oro kolektoriai

Privataus namo požeminis šildymas gali būti atliekamas ir oro kolektorių pagalba. Tai labai paprastas oro tipo šildymo būdas privačiame name, palyginti su ankstesniais 2.

Norint pašildyti orą patalpoje iki optimalios temperatūros, reikalingas tam tikras šilumos kiekis. Kuo žemesnė pradinė temperatūra, tuo didesnės išlaidos. Su pagalba vėdinimo ir šildymo sistemosgaunamas iš dirvožemio, galite nemokamai padidinti oro temperatūrą namuose. Šildymas žemės šiluma šiuo atveju yra labai paprastas.

Šildymo sistemų organizavimui būtina:

• nuimkite vėdinimo oro įleidimo angą žemiau žemės užšalimo lygio;
• atlikti lenktą, tiesų ar kelių vamzdžių kolektorių naudojant įprastus kanalizacijos vamzdžius (forma parenkama priklausomai nuo sklypo, kiekvienam namo ploto kvadratiniam metrui turi būti 1,5 metro kolektoriaus);
• atlikti oro išleidimą tolimiausiame kolektoriaus gale nuo namo, pakeliant vamzdį bent 1,5 metro aukštyje nuo žemės ir įrengiant skėčiu-deflektoriumi (žinoma, oro srautas į namą bus priverstinis .

Tokiu atveju žemės šildymas negalės pilnai aprūpinti namo šiluma.

Vis dėlto tai leidžia įgyvendinti dvi idėjas:

1. Per ventiliaciją patenkantis oras gali būti šildomas bet kokiu šildymo prietaisu (dujiniu, saulės, elektriniu ir kt.), o vėliau per patalpas skiedžiamas naudojant vėdinimo kanalus. Toks šildymas nuo žemės nebus visiškai nemokamas, bet vis tiek sumažės išlaidos: sušils ne šaltas oras iš gatvės, o tas, kuris jau atšilo iki maždaug +10 laipsnių. Galite neblogai sutaupyti, jei žiemos regione šaltos.
2. Žemės šilumos įkaitintu oru galima pūsti įprasto oro kondicionieriaus išorinį bloką arba šilumos siurblį oras-oras. Bet kuris šios klasės prietaisas galės gerai veikti maždaug +10 laipsnių temperatūroje. Įgyvendinimo sudėtingumas slypi tik užtikrinant reikiamą oro srautą. Dėl to oras pašildomas žemės šiluma, patenka į šilumos siurblį ir išleidžiamas už namo ribų.

Žemės šildymas yra geras įprastų šildymo būdų pakaitalas, tačiau šiuo metu jis nėra laikomas labai populiariu (taip pat žr.: „Alternatyvus šildymas privačiam namui – pasirinkimas labai didelis“).Dažniausiai taip yra dėl sudėtingo įrengimo proceso ir didelių pradinių išlaidų. Šulinių gręžimas ir vamzdžių tiesimas juose laikomas puikiu pasirinkimu, tačiau tokio tipo šildymo sistema yra labai brangi. Kita vertus, tai leidžia šildyti namą naudojant nemokamą šilumos šaltinį.

Taip pat visada reikia atsiminti, kad toks šilumos tiekimo variantas yra draugiškas aplinkai ir labai efektyvus, nes daugiau nei dešimties metrų gylyje dirvožemio temperatūra išlieka pastovi. Vaizdo įrašas apie tai, kaip panaudoti žemės šilumą namui šildyti:

Geoterminio šildymo sistemos ypatybės

Geoterminis kaimo namo šildymas reiškia alternatyvų, beveik idealų būdą tiekti šilumą į gyvenamąjį namą. Sistemos funkcionavimui naudojama geoterminė energija, kurią galima išgauti iš įvairių gamtinių šaltinių.

Geoterminio šildymo veikimo principas turi daug bendro su šaldymo sistemų veikimu. Tuo pačiu pagrindinis skirtumas yra tas, kad šaldytuve šaldytuvas gamina atšaldytą orą, o geoterminiai įrenginiai generuoja šiluminę energiją.

Naudojant terminį šildymą, oras vėsinamas vasaros karštyje, o šildomas šaltą žiemą. Tuo pačiu metu finansinės išlaidos organizuojant tokį šilumos tiekimo variantą yra daug mažesnės, palyginti su kitų šilumos sistemų kaštais. Geoterminis namo šildymas prisideda prie patogių gyvenimo sąlygų jame kūrimo.