Ogrzewanie geotermalne: co to jest, zasada działania systemu i opcje prywatnego domu ze względu na ciepło ziemi, recenzje właścicieli

Ogrzewanie geotermalne: zasada działania, plusy i minusy, subtelności konstrukcji

Istnieje wiele różnych opcji ogrzewania domu. Uwaga ludzi jest naturalnie skupiona na znalezieniu sposobów, które zużywają najmniej energii. Zażarte spory wywołuje tak postępowa metoda pozyskiwania ciepła, jak korzystanie ze źródeł podziemnych.

Jak to jest zaaranżowane?

Zasada działania ogrzewania geotermalnego polega na zastosowaniu pomp ciepła. Działają zgodnie z klasycznym cyklem Carnota, czerpiąc zimny płyn chłodzący głęboko poniżej i otrzymując w zamian przepływ płynu podgrzany do 50 stopni wewnątrz systemu grzewczego. Standardowa pompa ciepła ogrzewa dom lub inny budynek za pomocą ciepła ziemi przez 100 XNUMX godzin (jest to średni odstęp między remontami prewencyjnymi).

Ogrzewanie do 50 stopni nie zostało wybrane przypadkowo. To właśnie ten wskaźnik, zgodnie z wynikami specjalnych obliczeń oraz w badaniu praktycznie wdrożonych systemów, został uznany za najbardziej skuteczny. Dlatego ogrzewanie gruntowe, wykorzystujące przepływ energii z jelit, uzupełniane jest głównie nie grzejnikami, ale ciepłą podłogą lub obiegiem powietrza. Średnio z 1000 watów energii napędzającej pompę można uzyskać około 3500 watów energii cieplnej. Na tle nieokiełznanego wzrostu kosztów chłodziwa w sieci głównej i innych metod ogrzewania jest to bardzo przyjemny wskaźnik.

Ogrzewanie geotermalne tworzą trzy obwody:

  • kolektor gruntowy;
  • Pompa ciepła;
  • właściwie kompleks grzewczy domu.

Kolektor to zbiór rur, który został uzupełniony o pompę recyrkulacyjną. Płyn chłodzący w obwodzie zewnętrznym ma temperaturę od 3 do 7 stopni. I nawet tak pozornie nieznaczny rozrzut pozwala systemowi na efektywne rozwiązywanie zadań. Do wymiany ciepła stosuje się czysty glikol etylenowy lub jego mieszaninę z wodą. Całkowicie wodne obiegi ogrzewania podziemnego są rzadkością.

Powód jest prosty – woda znajdująca się w odpowiednio podgrzanej warstwie gleby szybko koroduje sprzęt. I nawet taki płyn można znaleźć daleko od jakiegokolwiek arbitralnie zaistniałego. Wybór konkretnego chłodziwa zależy od decyzji projektowych inżynierów. Pompa dobierana jest w zależności od urządzenia pozostałych części systemu. Ponieważ głębokość studni (poziom wyposażenia) zależy od warunków naturalnych, decydujące różnice między typami systemów geotermalnych są związane z konstrukcją kolektora w gruncie.

Struktura pozioma implikuje położenie kolektora pod linią zamarzania gleby. W zależności od konkretnego obszaru oznacza to pogłębienie 150-200 cm Takie kolektory mogą być wyposażone w różne rury, zarówno miedziane (z zewnętrzną warstwą PVC), jak i metalowo-plastikowe. Aby uzyskać od 7 do 9 kW ciepła, będziesz musiał położyć co najmniej 300 metrów kwadratowych. m kolektor. Ta technika nie pozwala zbliżyć się do drzew o więcej niż 150 cm, a po zakończeniu instalacji terytorium będzie musiało zostać zagospodarowane.

Kolektor odsłonięty pionowo oznacza wiercenie kilku odwiertów, ponadto są one koniecznie skierowane w różnych kierunkach, a każdy jest prowadzony pod własnym kątem. Sondy geotermalne znajdują się wewnątrz studni, moc cieplna od 1 mb. m osiąga około 50 watów. Łatwo policzyć, że przy identycznej ilości ciepła (7-9 kW) trzeba będzie zainstalować 150-200 m studni. Zaletą w tym przypadku jest nie tylko ekonomia, ale także fakt, że struktura krajobrazowa terytorium nie ulega zmianie. Konieczne będzie jedynie przydzielenie niewielkiej powierzchni do montażu bloku kesonu i ustawienia kolektora koncentracyjnego.

Obieg z ogrzewaniem wodnym jest praktyczny, jeśli możliwe jest doprowadzenie zewnętrznej jednostki wymiennika ciepła do jeziora lub stawu na głębokość od 200 do 300 cm. Warunkiem będzie jednak lokalizacja zbiornika w promieniu 0,1 km od ogrzewanego budynku i powierzchnia lustra wody co najmniej 200 metrów kwadratowych. m. Istnieją również powietrzne wymienniki ciepła, gdy ciepło jest odbierane przez obieg zewnętrzny z atmosfery. Takie rozwiązanie sprawdza się w południowych rejonach kraju i nie wymaga żadnych wykopów. Słabościami systemu są niska wydajność przy mrozie 15 stopni i całkowite zatrzymanie, jeśli temperatura spadnie do 20 stopni.

Udogodnienia

Ogrzewanie geotermalne domu, przede wszystkim podmiejskiego, nie zużywa drogich i zanieczyszczających paliw mineralnych. Już 7 na 10 nowych domów budowanych w Szwecji jest ogrzewanych w ten sposób. W upalne dni sprzęt geotermalny zamienia się z grzejnika w pasywną klimatyzację. Wbrew powszechnemu przekonaniu do działania takiego systemu grzewczego nie są potrzebne ani wulkany, ani gejzery. W najzwyklejszym płaskim terenie sprawdza się równie dobrze.

Jedynym warunkiem jest, aby obwód termiczny osiągnął punkt poniżej linii zamarzaniagdzie temperatura gleby wynosi zawsze od 3 do 15 stopni. Super wysoka wydajność tylko wydaje się sprzeczna z prawami natury; pompa ciepła jest nasycona freonem, który paruje pod wpływem nawet „lodowej” wody, która wydaje się ludziom. Para ogrzewa trzeci obwód. Taki schemat to lodówka wywrócona na lewą stronę. Dlatego sprawność pompy odnosi się tylko do ilościowego stosunku energii elektrycznej i zasobów cieplnych. Sam napęd działa „zgodnie z oczekiwaniami”, z nieuniknionymi stratami energii.

READ
Pompa ciepła powietrze-powietrze: zasada działania, urządzenie, dobór i obliczenia © Geostart

Zalety i wady

Obiektywne zalety ogrzewania geotermalnego to:

  • doskonała wydajność;
  • solidny okres eksploatacji (pompa ciepła pracuje 2-3 dekady, a sondy geologiczne nawet do 100 lat);
  • stabilność pracy praktycznie w każdych warunkach;
  • brak połączenia z nośnikami energii;
  • pełna autonomia.

Istnieje jeden poważny problem, który uniemożliwia ogrzewanie geotermalne stanie się prawdziwie powszechnym rozwiązaniem. To, jak pokazują opinie właścicieli, jest wysoka cena tworzonej konstrukcji. Aby ogrzać zwykły dom o powierzchni 200 m1. m (nie tak rzadko), konieczne będzie zbudowanie systemu pod klucz za 1 milion rubli, do 3/XNUMX tej kwoty to pompa ciepła. Zautomatyzowane instalacje są bardzo wygodne, a jeśli wszystko jest prawidłowo skonfigurowane, mogą pracować przez lata bez ingerencji człowieka. Wszystko zależy tylko od dostępności wolnych środków. Kolejną wadą jest zależność od zasilania jednostki pompującej.

Ryzyko zapłonu geotermalnego systemu grzewczego jest zerowe. Nie należy obawiać się zajmowania zbyt dużo miejsca, w samym domu niezbędne części będą wymagały mniej więcej takiej samej powierzchni, jak zwykła pralka. Ponadto zwalniana jest przestrzeń, którą zwykle trzeba zabierać na zapasy paliwa. Jest mało prawdopodobne, aby własnymi rękami udało się zbudować niezbędne kontury. Lepiej też powierzyć projektowanie profesjonalistom, gdyż najmniejszy błąd może prowadzić do przykrych konsekwencji.

dekoracja

Wiele osób próbuje własnymi rękami stworzyć ogrzewanie geotermalne. Ale aby taki system działał, należy wykonać dokładne obliczenia, a także wymagany jest układ rurociągów. Nie da się zbliżyć studni do domu o więcej niż 2-3 m. Maksymalna dopuszczalna głębokość wiercenia sięga 200 m, jednak studnie dochodzące do 50 m wykazują dobrą wydajność.

Obliczenia

Główne parametry brane pod uwagę przy wszelkich obliczeniach to:

  • temperatura (głębokość od 15-20 m i więcej nagrzewa się od 8 do 100 stopni, w zależności od warunków);
  • wartość wydobytej mocy (średnia 0,05 kW na 1 m);
  • wpływ klimatu, wilgotności i kontaktu z wodami gruntowymi na wymianę ciepła.

Co bardzo ciekawe, całkowicie suche skały dają nie więcej niż 25 W z 1 m², a jeśli są wody gruntowe, liczba ta wzrasta do 100-110 watów. Nie wolno nam zapominać, że standardowy czas pracy pompy ciepła to 1800 godzin rocznie. Jeśli ten wskaźnik zostanie przekroczony, system nie stanie się bardziej wydajny, ale jego zużycie gwałtownie wzrośnie. Co gorsza, nadmierna eksploatacja zasobów cieplnych jelit prowadzi do ich wychłodzenia, a nawet do zamarzania skał na głębokości roboczej. Następnie gleba może opadać, czasami uszkodzone są rury robocze i konstrukcje naziemne.

Konieczne jest dokładne obliczenie działań mających na celu regenerację właściwości gleby. Tylko poprzez okresowe dostarczanie ciepła do studni zamiast odprowadzania go na zewnątrz, można zagwarantować stabilną pracę systemu przez wiele lat. Jak często to robić i co jeszcze robić – podpowiedzą tylko obliczenia wykonane przez doświadczonych projektantów. Czas zwrotu z ogrzewania geotermalnego, nawet przy najwyższej wydajności, wynosi co najmniej 10 lat. Tak więc oprócz zagadnień inżynierskich należy dokładnie obliczyć ekonomikę projektu.

Kolejność pracy

Zaopatrzenie w ciepło ze źródeł podziemnych powinno być tworzone według ściśle opracowanego algorytmu. Ponieważ wykorzystanie systemów wodnych i powietrznych jest ograniczone, większość praktycznych opcji obejmuje wiercenie studni. I to jest kolejny powód, dla którego nie możesz zrobić wszystkiego sam. Tylko specjalny sprzęt pozwala wniknąć na głębokość 20-100 m, gdzie powstają niezbędne warunki do ogrzewania. Jako sondy dozwolone jest stosowanie rur z tworzywa sztucznego przeznaczonych na ciśnienie około 6 barów.

Aby zwiększyć skuteczność systemu, użyj wiązania 3 lub 4 linek, których odcinki końcowe są połączone w formie litery U. Ogrzewanie wzdłuż konturu jest bardzo ważne, dzięki czemu wykluczone jest pękanie rur podczas silnych mrozów. To ogrzewanie odbywa się za pomocą drutu rozciągniętego do środka kanału, przez który dostarczany jest prąd. Jeśli nie ma możliwości zastosowania pali energetycznych, należy zastosować odbiorniki poziome. Przygotowuje się dla nich działkę o wymiarach 15×15 m, usuwa się z niej glebę na głębokość 0,5 m.

READ
Schemat podłączenia paneli słonecznych: montaż systemu z baterią

Cały ten obszar jest potrzebny do układania pozorów sond. Często stosuje się maty elektryczne lub rury wymieniające ciepło. Aby zwiększyć wydajność systemu grzewczego, zastosuj układ rur w spiralę lub w formie „węża”. Nie można z całą pewnością powiedzieć, co jest lepsze – gotowe kompleksy, masowo produkowane, czy do samodzielnego montażu. W pierwszym przypadku problem kompatybilności jest rozwiązywany automatycznie, ale w drugim wzrasta elastyczność, zwiększa się potencjał modernizacyjny (jednak więcej uwagi należy poświęcić projektowi).

Budowniczowie amatorzy mogą odejść od typowego akumulatora ciepła, zastępując go wylewką betonową. Ogrzewanie geotermalne w takim systemie pozwala obejść się bez znacznych wahań temperatury. Możesz eksperymentować z różnymi płynami chłodzącymi, a także montować sprężarki o różnej wydajności. Odpowiednio obliczając obciążenia i prawidłowo rozprowadzając ciepło wzdłuż obwodów zużywających, można zwiększyć wydajność systemu o 15-20%. Jednocześnie znacznie zmniejszają się koszty energii.

Rury ułożone poziomo układa się na głębokość 50-300 cm, aby zminimalizować powierzchnię sieci, wykonuje się je w formie zwojów. Ale między poszczególnymi dwiema autostradami musi być co najmniej 200 mm. Wszelkie prace budowlane muszą być poprzedzone określeniem zwrotu termicznego gruntu. Jeśli jest mniej niż 20 W na 1 mkw. m, nie ma sensu w obwodzie geotermalnym. Aby zapewnić odpływ wód gruntowych, dno wykopów pokryte jest warstwą piasku. Dobrze sprawdzają się rury na bazie usieciowanego polietylenu.

Zalecenia dotyczące użytkowania

Najbardziej wydajna praca pompy ciepła zapewniona jest w pomieszczeniach, w których temperatura powietrza wynosi od 14 stopni Celsjusza. W miarę możliwości należy preferować pionowe ułożenie konturów od poziomego, ponieważ jest to najskuteczniejsze ze wszystkich. Sądząc po recenzjach, w czystej postaci ogrzewanie geotermalne jest nieracjonalne, zbyt długo podgrzewa wodę, dlatego w wielu przypadkach taki system pełni rolę czysto pomocniczą. Aby osiągnąć najwyższą wydajność należy skoncentrować się na maksymalnej dopuszczalnej intensywności zaangażowania zasobu cieplnego oraz obliczonych natężeniach przepływu odwiertu.

Jeśli dnem nie są suche skały, ale gorąca woda, jest to sytuacja prawie optymalna. Wtedy istnieje możliwość zaoszczędzenia i uzyskania maksymalnych korzyści. Musimy jednak pamiętać, że jeśli planuje się jednoczesne wykorzystanie gorących podziemnych źródeł do zaopatrzenia w wodę, woda w nich musi spełniać standardowe wymagania sanitarne. Gdy analiza chemiczna wykazuje obecność agresywnych składników, wskazane jest zorganizowanie dwóch autonomicznych obwodów, w których ciecz nie miesza się, a jedynie następuje wymiana ciepła. Sprężarki są mocowane na ścianach z lodówek lub klimatyzatorów.

Jeśli okablowanie w domu jest dość słabe, warto zastosować kilka sprężarek, aby zmniejszyć prąd rozruchowy dzięki połączeniu szeregowemu. Podczas instalowania kondensatorów należy zadbać o ruch w nich freonu od góry do dołu, a nie odwrotnie. Aby kolektor działał stabilnie i ogrzewał pomieszczenie, jego powierzchnia (dla prywatnego domu o powierzchni 100 m200) powinna wynosić 250-2 mXNUMX. Poziomego schematu ogrzewania nie należy stosować, jeśli planowane jest późniejsze założenie ogrodu lub ogródka warzywnego. Do uzupełnienia systemu można użyć nawet konwencjonalnej pompy wiertniczej.

Aby uzyskać informacje o tym, czym jest ogrzewanie geotermalne i jak je zainstalować, zobacz poniższy film.

Rozumiemy, jak opłacalne jest ogrzewanie geotermalne prywatnego domu

Ogrzewanie geotermalne prywatnego domu

Wybierając opcję ogrzewania pojedynczych budynków mieszkalnych lub przemysłowych, zwracają uwagę przede wszystkim na dostępność i koszt paliwa na placu budowy. Ważne jest, aby przedstawić wielkość nakładów finansowych i robocizny podczas instalacji sprzętu, koszty eksploatacyjne, a także efektywność przyszłego systemu w określonych warunkach eksploatacyjnych.

Ogrzewanie geotermalne prywatnego domu jest przedstawiane przez marketerów jako uniwersalne rozwiązanie we wszystkich przypadkach, co nie do końca jest prawdą. Artykuł zawiera materiał, który pomaga zrozumieć, co jest oferowane deweloperowi i za jaką cenę, a także porównać ten rodzaj ogrzewania z innymi metodami.

Zalety i wady geotermalnych pomp ciepła

W Rosji jest niewiele doświadczeń z masową i, co najważniejsze, długoletnią eksploatacją pomp ciepła. Użytkownicy dzielą się na dwa przeciwstawne obozy: tych, którzy zachwalają system grzewczy (sprzedawcy i instalatorzy też powinni się tu zaliczyć) oraz przeciwników, którzy napotkali trudności w działaniu lub nieuczciwych instalatorów.

Ogrzewanie domu geotermalne Rury do ogrzewania geotermalnego

Na podstawie recenzji można wyciągnąć wnioski na temat zalet i wad pomp ciepła.

Zalety Ograniczenia
Niskie zużycie energii elektrycznej, 1-2,5 kW (w rzeczywistości) i do 3,5 kW (idealnie) mocy cieplnej otrzymuje się na 7 kW zużytej energii elektrycznej Duże inwestycje finansowe na etapie projektowania i montażu
Możliwość instalacji w dowolnym miejscu – w zależności od regionu stosuje się zewnętrzne obiegi poboru ciepła gruntowe, wodne lub powietrzne Zapotrzebowanie na dodatkowe źródła ciepła przy temperaturze powietrza poniżej 25°C
Odwracalny – system działa na ogrzewanie zimą i chłodzenie latem Zagrożenie dla mikroorganizmów glebowych – gleba ochładza się, bakterie giną, zmniejsza się żyzność gleby
Wszechstronność – może być używany do ogrzewania domu, ciepłej wody użytkowej lub wody basenowej Systemy są skuteczne tylko wtedy, gdy wyposażone są w „ciepłą podłogę” – płyn chłodzący jest podgrzewany do 50°C, to nie wystarcza do wydajnej pracy grzejników
Trwałość – zagraniczne doświadczenia mówią o 30-50 latach eksploatacji przed wymianą sprzętu Niska wydajność przy niewielkim rozkładzie temperatur chłodziwa w obiegu zewnętrznym i medium uszczelniającym (gleba, woda)
Minimalne koszty utrzymania
Pełna automatyzacja procesów
Bezpieczeństwo ekologiczne – brak szkodliwych emisji
Do pracy potrzebuje tylko prądu.
READ
Hybrydowy falownik solarny: wielofunkcyjny i kompaktowy

Zalety przejawiają się w wysokiej jakości wzornictwie, odpowiednim doborze sprzętu i przestrzeganiu zasad instalacji.

Urządzenie i zasada działania ogrzewania geotermalnego

Możesz wyraźnie zobaczyć, jak działa pompa ciepła na przykładzie domowej lodówki lub systemu dzielonego. Jeśli dotkniesz grzejnika z tyłu lodówki, będzie on gorący, jednocześnie ściany zamrażarki będą chłodzone.

Klimatyzatory oddalone od siebie w przestrzeni działają w podobnym trybie – jednostka wewnętrzna jest chłodzona i służy jako źródło chłodu, jednostka zewnętrzna oddaje ciepło na ulicę. W trybie odwróconym system split ogrzewa powietrze w pomieszczeniu.

Zasada działania pompy ciepła

W pompie ciepła przeznaczonej do ogrzewania jednostka zewnętrzna pobiera ciepło z powietrza, gleby lub wody, dla których obrysy zewnętrzne układane są z rur. Możliwe jest pompowanie wody w obiegach wodnych, w tym przypadku wlot i wylot znajdują się w odległości około 20 metrów. Po przekształceniach w jednostce centralnej ciepło dostaje się do domu.

Schemat ogrzewania domu geotermalnego

Skład geotermalnego systemu grzewczego obejmuje:

  1. Bezpośrednia pompa ciepła ze sprężarką, parownikiem, skraplaczem i zaworem dławiącym.
  2. Obieg grzewczy niskotemperaturowy.
  3. Obwody ogrzewania pomieszczeń (wodne lub płynne) i ogrzewanie wody.

Praca opiera się na pracy Nicolasa Leonarda Sadi Carnota, jednego z wybitnych naukowców, którzy badali termodynamikę na etapie powstawania tej nauki. Szczegółowy algorytm wygląda następująco:

  1. Płyn chłodzący z obwodu zewnętrznego jest pompowany przez rury. Podczas ruchu ciecz nagrzewa się o kilka stopni od ciepła ziemi, wody lub powietrza.
  2. Obwód zewnętrzny przechodzi przez wymiennik ciepła parownika, gdzie podgrzewa czynnik chłodniczy, na przykład freon, który odparowuje. Ponadto czynnik chłodniczy dostaje się do parownika przez otwór kapilarny i szybko się rozpręża, co również przyczynia się do nagrzewania.
  3. Sprężarka kompresuje podgrzany czynnik chłodniczy, dodatkowo podnosząc temperaturę freonu.
  4. Gorący sprężony czynnik chłodniczy wchodzi do skraplacza, gdzie schładzając się i zamieniając z pary w ciecz, oddaje ciepło do nośnika ciepła systemu grzewczego, który już krąży w rurach grzewczych. Inną opcją jest ogrzanie powietrza rozprowadzanego po całym pomieszczeniu.
  5. Ponadto czynnik chłodniczy ponownie wchodzi do parownika, gdzie jest ogrzewany przez nową część chłodziwa krążącego w obwodzie zewnętrznym.

Często pada pytanie: skąd sprawność pomp ciepła wynosi 300-700%. Wynika to z faktu, że czynnik chłodzący z obiegu zewnętrznego opuszcza pompę o temperaturze od -15°C do +7 oC i jest ogrzewany glebą (woda, powietrze) do temperatury 2-8°C, tj. „pobiera” część energii ze źródeł zewnętrznych. Czynnik chłodniczy w pompie odparowuje nie tylko w wyniku pracy sprężarki, ale również pod wpływem ciepła dostarczanego z zewnątrz.

Ważny! Dokładne wartości temperatury chłodziwa obwodu zewnętrznego mogą się różnić dla różnych urządzeń, ale aby pompa ciepła mogła wykonywać swoje funkcje, chłodziwo musi nagrzewać się o co najmniej 2-4 stopnie. W przeciwnym razie efekt ekonomiczny jest nieobecny lub nawet okazuje się negatywny.

Metody organizowania ogrzewania geotermalnego

Systemy ogrzewania geotermalnego są klasyfikowane według kilku kryteriów:

  1. Kombinacja czynnika układającego w obwodzie zewnętrznym i rodzaju chłodziwa w obwodzie wewnętrznym.
  2. Sposób układania sond termicznych (konturów) w gruncie lub wodzie – w pionie lub w poziomie.

Pierwszy parametr określa producent sprzętu. Na przykład konwencjonalny system split będzie należał do klasy powietrze-powietrze, będzie pobierał ciepło z powietrza ulicznego i oddawał je do pomieszczeń.

Pompa „gruntowo-wodna” odbiera ciepło ziemi i ogrzewa ciekły nośnik ciepła systemu grzewczego. Parametr „woda-powietrze” implikuje rozwiązanie projektowe, w którym obieg zewnętrzny znajduje się w wodzie (zbiornik zewnętrzny lub studnia), a ciepło rozprowadzane jest po całym domu za pomocą przepływów ogrzanego powietrza.

READ
Turbina wiatrowa na podwórku / Sudo Null IT News

Wybór jednej lub drugiej metody zależy od warunków pracy.

Uzasadnienie wyboru klasy sprzętu

Jednym z głównych parametrów, na który ludzie zwracają uwagę przy zakupie pomp ciepła, jest współczynnik przemiany ciepła COP (współczynnik wydajności). Może wynosić od 1 do 7, czyli 1 kW energii elektrycznej jest zamieniane na 1-7 kW mocy cieplnej. Ważne jest, aby zrozumieć, że rzeczywisty współczynnik geotermalnych pomp ciepła będzie mniejszy niż podano w paszporcie, ponieważ operacja będzie wymagać kosztu energii elektrycznej do pompowania chłodziwa przez obwód zewnętrzny, a im dłużej, tym większe są te koszty będzie.

W praktyce i według opinii użytkowników należy liczyć na COP równy 2,5-3,2 jeśli prowadzi się ewidencję przez cały okres eksploatacji – temperatura gleby i wody zmienia się stopniowo w zależności od warunków klimatycznych.

W większym stopniu wybór środowiska, z którego będzie pobierane ciepło, zależy od warunków klimatycznych regionu oraz cech geologicznych terenu budowy.

Ogrzewanie geotermalne ze zbiornika

Sprzęt z zewnętrznym obwodem znajdującym się w wodzie jest wybierany, jeśli:

  • zbiornik jest prywatnym stawem;
  • głębokość studni do wód gruntowych nie przekracza 20 metrów (w niektórych regionach do 45 metrów).

Jeśli te warunki nie są spełnione, wymagana jest licencja na prawo do użytkowania podłoża. Jeśli licencja nie zostanie znaleziona podczas kontroli przez organy regulacyjne, sprzęt będzie musiał zostać zatrzymany i trzeba będzie zapłacić grzywnę w wysokości do kilku milionów rubli.

Ponadto ważna jest odległość od zbiornika do domu, jeśli jest większa niż 25-30 metrów, wówczas wydajność gwałtownie spada – wymagane będą dodatkowe koszty pompowania chłodziwa i izolowania rurociągu.

Umieszczanie zewnętrznego obwodu w ziemi w Twojej okolicy nie jest zabronione, ale powinieneś wybrać właściwy sposób ułożenia rur – poziomo lub pionowo.

Sposób ułożenia konturów

W zależności od składu gruntu z jednego metra poziomej rury można usunąć do 50 W mocy cieplnej. Dotyczy to jednak gleb gliniastych. Piaskowce i iły mogą dawać od 12 do 25 W/m, a dla pompy ciepła o mocy 10 kW może być potrzebny zewnętrzny obwód poziomy o długości od 200 do 700 m. Do jego pomieszczenia działka 450 m 2 będą potrzebne. Umieszczanie rur w pierścieniach nie jest skuteczne, ponieważ chłodziwo chłodzi otaczającą ją glebę, a sąsiednie pierścienie po prostu nie będą się skutecznie nagrzewać.

Zewnętrzny obieg grzewczy geotermalny Układ rur w pierścienie

Ważny! Zimą gleba stopniowo zamarza, staje się zimniejsza, a COP spada do lutego-marca, ponieważ chłodziwo jest już mniej nagrzane.

Według właścicieli działek, w miejscu, w którym znajduje się obieg poziomy pompy ciepła, po kilku latach eksploatacji zmienia się struktura gleby, rośliny warzywne rosną gorzej, a teren jest wykorzystywany wyłącznie pod trawniki. W takich miejscach nie sadzi się drzew o potężnym systemie korzeniowym, który może niszczyć rury.

Za optymalny uważa się pionowy system nakłuć lub studzienek, w którym umieszczonych jest kilka konturów, rozbieżnych w różnych kierunkach. Na dużych głębokościach temperatura ziemi jest bardziej stabilna i niewiele zależy od klimatu. W przypadku wylotów rur wyposażona jest studnia, w której umieszczone są kolektory. Studnie wiercone są pod kątem do horyzontu i ułożone w okrąg – zmniejsza to wpływ każdego konturu na siebie.

Dobrze geotermalny system grzewczy Studnia zewnętrznego konturu ogrzewania geotermalnego

Czy można zrobić wszystko ręcznie?

Teoretycznie możliwy jest montaż systemu ogrzewania geotermalnego własnymi rękami, ale w praktyce jest to trudne, jeśli nie niemożliwe.

Poziome ułożenie konturu zajmie dużo robót ziemnych. Rury są umieszczone co najmniej 0,5 metra poniżej poziomu zamarzania gleby, tj. wystarczy wykopać ziemię na głębokość 2-2,5 m. Glebę należy gdzieś przechowywać i umieścić na czas układania rur.

Wiercenie studni o łącznej głębokości do 200 m będzie wymagało specjalnego drogiego sprzętu, niemożliwe jest wykonanie takiej ilości pracy własnymi rękami. Wskazane jest samodzielne rozpoczęcie układania konturu tylko wtedy, gdy istnieją środki techniczne: koparka, wywrotka, spychacz lub wiertnica.

Uzasadnienie biznesowe dla geotermalnych pomp ciepła

Wybór jednej lub drugiej metody ogrzewania domu zależy od wielu parametrów:

  • wykonalność techniczna i koszt przyłączenia do sieci energetycznych (gaz, prąd);
  • koszt sprzętu i prac instalacyjnych;
  • warunki działania zainstalowanego sprzętu;
  • koszty eksploatacji zasobów energetycznych i utrzymania systemu w okresie eksploatacji systemu.

W artykule porównujemy koszty ogrzewania domu o powierzchni 200 m 2 na przestrzeni 10 lat eksploatacji na różne sposoby: gaz główny, prąd, gaz z indywidualnego zbiornika gazu, pompa ciepła zasilana energią elektryczną.

READ
Ogrzewanie prywatnego domu za pomocą paneli słonecznych: schematy i urządzenie - internetowa encyklopedia napraw

Koszty początkowe i operacyjne

Kosztorys wykonania kompletnego systemu grzewczego zorganizowanego z wykorzystaniem pompy ciepła zawiera cenę:

  • pompa o wymaganej mocy;
  • rury obwodu zewnętrznego;
  • wyposażenie dodatkowe – pompa cyrkulacyjna, zbiorniki wyrównawcze i magazynowe;
  • rury do układania „ciepłej podłogi” lub kanałów powietrznych do rozprowadzania ciepła w całym pomieszczeniu;
  • sprzęt do blokowania i kontroli;
  • prace instalacyjne i uruchomieniowe.

Moc pompy powinna być o 10-15% większa niż straty ciepła domu przez ściany, podłogę, sufit, drzwi i okna. Średnio uważa się, że dla Pasa Środkowego dom o powierzchni 200 m 2 będzie wymagał zainstalowania pompy o mocy 13 kW do ogrzewania, a kolejne 700 W zostanie wydane na przygotowanie ciepłej wody na potrzeby sanitarne. Dlatego konieczny jest zakup pompy ciepła o mocy 14 kW.

Geotermalna pompa grzewcza

Cena takiego sprzętu różnych producentów waha się od 210 000 rubli w konfiguracji podstawowej do 500 000 rubli w konfiguracji premium.

Długość rur kolektorów będzie zależeć od struktury gruntu:

  • suchy piasek wydziela 10 W/m długości rury o średnicy 25 mm;
  • sucha glina – 20 W / m;
  • mokra glina – 25 W / m;
  • glina o wysokiej zawartości wód gruntowych – do 35 W/m.

Zatem długość obwodu wyniesie od 400 do 1 m.

Obwody pionowe są bardziej opłacalne pod względem wymiany ciepła:

  • skały osadowe wydzielają 20 W/m;
  • kamienista gleba i mokre skały osadowe z wodą gruntową – 50 W/m;
  • wody gruntowe – do 70 W / m.

Na podstawie wskaźników całkowita głębokość studni wyniesie od 200 do 700 m, czyli 2 razy mniej niż w przypadku położenia poziomego. W glebie o dobrym odprowadzaniu ciepła dla domu o powierzchni 200 m 2 wiercone są 3 studnie o długości 75 metrów.

Aby zapewnić niezbędną moc, pompa obiegowa musi zapewniać pompowanie chłodziwa przez obwód w objętości 5 m 3 / godzinę.

W obiegu pierwotnym stacji pomp ciepła zainstalowany jest zbiornik wyrównawczy, którego pojemność powinna wynosić 10% objętości nośnika ciepła. Można go znaleźć, obliczając wewnętrzną objętość rur. Na przykład 1 m rury o średnicy wewnętrznej 32 mm zawiera 0,8 litra cieczy.

W gałęzi powrotnej obwodu zainstalowany jest zbiornik magazynowy o pojemności 10-20 litrów na 1 kW mocy pompy, tj. w naszym przypadku pompa o mocy 14 kW będzie wymagała wydajności 140-280 litrów. Zapotrzebowanie na zbiornik wynika z faktu, że pompa bez zbiornika magazynowego będzie pracować nieprzerwanie – skraca to żywotność.

Jak właściwie wybrać najtańsze grzejniki na rynku?

Koszt wyposażenia domu w pompę ciepła można sprawdzić bez uwzględnienia wewnętrznego okablowania, korzystając z kalkulatorów prezentowanych na stronach internetowych producentów sprzętu i organizacji instalacyjnych. Ceny różnią się w zależności od regionu. Systemy „pod klucz” (z kosztami pracy i sprzętu) są gotowe do produkcji przez wyspecjalizowane organizacje w cenach od 670 1,5 rubli w regionach do XNUMX miliona rubli w obwodzie moskiewskim.

Nie ma jeszcze dokładnych danych dotyczących żywotności systemów w Rosji, ale doświadczenia zagraniczne pokazują, że pompy ciepła grunt-woda wytrzymują średnio około 50 lat przed wymianą.

Porównanie kosztów ogrzewania dla różnych nośników energii

Uśrednione dane dotyczące kosztów wyposażenia domu oraz kosztów ogrzewania domu o powierzchni 200 m 2 systemami z różnymi nośnikami energii przedstawia poniższa tabela.

Pompa ciepła “grunt-woda” główny gaz elektryczność Zbiornik na gaz
Koszt sprzętu i instalacji, tysiąc rubli 570-1 500 200-300 (z podłączeniem) 20-60 180-250
Żywotność przez 50 Do 50 z wymianą kotła po 10 latach 7-10 30
Koszty amortyzacji, tys. rubli W roku 15-30 5-8 4-6 8-10
Koszty operacyjne za rok, tysiące rubli 20-40 * 30-40 100-200 * 50
Całkowite wydatki w sezonie grzewczym, z uwzględnieniem amortyzacji, tysiące rubli. 40-70 45-55 110–210* 60-70

* — taryfę za energię elektryczną przyjęto średnio na poziomie 2,52 kWh na terenach wiejskich i 4,8 kWh na terenach miejskich.

Tabela pokazuje maksymalny koszt pieniędzy na ogrzewanie. W praktyce koszty są nieco niższe, ponieważ przedłużone odwilże występują w okresie grzewczym, kiedy sprzęt pracuje z mocą 40-50%.

Geotermalne pompy ciepła zyskują w naszym kraju coraz większą popularność. Decydując się na wyposażenie domu w ten konkretny system, nie można ślepo wierzyć obietnicom sprzedawców. Ten rodzaj sprzętu ma wady, a obliczenia i instalację należy powierzyć znanym firmom, które przestudiowały maksymalną liczbę recenzji na temat ich pracy.

Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: