För att förse ett privat hus med värme används traditionellt enheter som drivs med el, fast, gas eller flytande bränsle. Under de senaste decennierna har solfångare och värmen från jordens inre använts som en alternativ källa till termisk energi. Att värma ett hem med jordens värme kallas geotermisk hemuppvärmning.
Geotermisk uppvärmning av huset med jordens energi
Uppvärmning från marken efterfrågas allt eftersom kostnaden för konventionella energikällor ökar stadigt, medan reserverna för fossila bränslen minskar. Att investera pengar i jorduppvärmning av en stuga är ganska lönsamt med hänsyn till de ekonomiska utsikterna och betydande besparingar på den autonoma värmeförsörjningen under värmesäsongen.
Metoder för att erhålla naturlig termisk energi
Markvärmepumpar skiljer sig åt i hur de extraherar värme:
- Installationer som använder värmen från djupt grundvatten, heta gejsrar etc.
- System som innehåller en frostskyddstank installerad i marken på 75 meters djup. Uppvärmning från jordens tarmar tillhandahålls genom naturlig uppvärmning av tanken med frostskyddsmedel. Som ett resultat avger köldmediet, som passerar genom värmeväxlaren, den mottagna värmen och återvänder till behållaren.
- Den geotermiska kretsen läggs längs botten av reservoaren, som är en naturlig värmeackumulator. I det här fallet måste du ta hänsyn till att behållaren kan frysa helt på vintern.
Typer av markvärmepumpar
Att värma ett hus med jordens energi kräver storskalig installation av systemet, men det är ett miljövänligt sätt att få nästan gratis termisk energi. För att värma ett hus behöver du en liten mängd el som krävs för att systemet ska fungera.
Kostnader och återbetalningsutsikter
Kostnaden för utrustningen och dess installation under konstruktionen av geotermisk uppvärmning beror på enhetens kapacitet och på tillverkaren. Alla väljer en tillverkare, styrd av sina egna överväganden och information om rykte och tillförlitlighet hos ett visst varumärke. Men strömmen beror på det område i rummet som ska servas.
Denna siffra sammanfattar fördelarna med ett geotermiskt värmesystem. Det är detta förhållande mellan inkommande och utgående energi som gör att systemet snabbt kan löna sig först och sedan spara pengar för dess ägare.
Om vi tar hänsyn till kraften varierar kostnaden för värmepumpar inom följande intervall:
- för 4-5 kW - 3000-7000 konventionella enheter;
- för 5-10 kW - 4000-8000 konventionella enheter;
- för 10-15 kW - 5000-10000 konventionella enheter.
Om vi lägger till detta belopp de kostnader som behövs för installationsarbetet (20-40%), får vi ett belopp som för många verkar absolut orealistiskt. Men alla dessa kostnader kommer att löna sig på en mycket rimlig tid. I framtiden måste du bara betala en mindre kostnad för el som krävs för att driva pumpen. Och det är allt!
På grund av den otillräckliga effektiviteten hos geotermiska system för uppvärmning av bostadshus används de som ett tillskott till huvudvärmenätet eller byggs i kombination med två eller flera värmeväxlare.
Som praxis visar är geotermisk uppvärmning särskilt fördelaktig för hus med en total uppvärmd area på 150 kvm. meter. På fem till åtta år är alla kostnader för att ordna uppvärmningssystem i dessa hus fullt utbetalda.
Driftprinciper för geotermisk uppvärmning
Uppvärmning från jordens energi används framgångsrikt i olika klimatzoner: systemen kan fungera i både södra och norra regioner.
Under sin drift använder en geotermisk installation en sådan fysisk egenskap hos vissa vätskor som förmågan att avdunsta, vilket leder till kylning av ytan. Det är detta fenomen som ligger till grund för drift av kylutrustning.
Principen för drift av geotermisk uppvärmning är en omvänd körningsprocess. Så här fungerar luftkonditioneringsapparater, som inte bara kan kyla utan också värma upp luften i rummet.
Hur värmepumpen fungerar
Klimatanläggningar har dock begränsad funktionalitet - de kan inte fungera vid temperaturer under -5 ° C. Och det geotermiska systemet kan ge uppvärmning av huset oavsett lufttemperaturen på ytan. Detta beror på det faktum att stabila temperaturförhållanden upprätthålls naturligt i den miljö som det tar värmeenergi från.
Flera historiska fakta
När oljekrisen bröt ut på 70-talet under förra seklet uppstod ett brinnande behov i väst för alternativa energikällor. Det var vid denna tidpunkt som de första geotermiska värmesystemen började skapas. Idag används de i stor utsträckning i USA, Kanada och västeuropeiska stater.
När vi nämner geotermiska energikällor föreställer vi oss alltid en dal med gejsrar eller vulkaner, men källorna vi behöver är mycket närmare. Och de hjälper oss att hålla oss varma på vintern och svala på sommaren.
I Sverige används till exempel Östersjöns vatten aktivt, vars temperatur är + 4 grader. I Tyskland sponsras införandet av geotermiska värmesystem till och med på statsnivå. Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya och andra geotermiska kraftverk är verksamma i Ryssland. Men det finns väldigt få fakta om användningen av jordens energi i vår privata sektor.
Enhet för geotermiskt värmesystem
Geotermi (vetenskapen om jordens termiska tillstånd) möjliggjorde den praktiska användningen av termisk energi som jordskorpan får från den heta magma i mitten av planeten.
En specialdesignad värmepump för uppvärmning av ett hus installeras på ytan och en värmeväxlare monteras i marken eller i botten av behållaren. Värmeenergi ”pumpas ut” till ytan och gör att du kan värma kylvätskan i värmekretsen i ett hus eller en anläggning.
Hur är uppvärmningsprocessen
Geotermisk uppvärmning av ett privat hus är ett kostnadseffektivt alternativ. Om du använder jordens energi för att värma ett hus, för varje kilowatt el som krävs för drift av utrustningen finns det 4 till 6 kW användbar termisk energi som erhålls från planetens tarmar.
Jämfört med luftkonditioneringens drift ser vi att mer än 1 kW el behövs för att få 1 kW termisk energi under dess drift. Detta beror på de oundvikliga förlusterna för omvandling av en energi till en annan etc.
Det är mycket lönsamt att värma upp ett bostadshus med jordens inre värmeenergi, men återbetalningsperioden för utrustning och installationskostnader tar lite tid.
Att använda jordens värme för att värma ett hus kräver inte installation av en traditionell panna för att värma kylvätskan.
I det här fallet består systemet av tre komponenter
:
- värmekrets - geotermisk källa för termisk energi;
- värmekrets inuti huset - låg temperatur kylare eller golv;
- pumpstation - en värmepump för att pumpa värmeenergi in i värmekretsen från värmekretsen i jorden eller under vatten.
Ett geotermiskt värmesystem kan också användas för att värma växthus, tillhörande byggnader, poolvatten, trädgårdsvägar etc.
Fördelar och nackdelar
fördelar
- En nästan outtömlig och stabil energikälla;
- Tillverkare av sådana system kallar sådan uppvärmning gratis för ägaren. Men så är inte fallet, eftersom vi inte får glömma elkostnaden. Det är dock billigare än traditionella värmesystem;
- Geotermisk uppvärmning kan användas i nästan alla regioner, med undantag för de norra;
- Geotermiska värmesystem har inga skadliga utsläpp.
- De tar lite utrymme i huset (ungefär lika stort som ett kylskåp);
- Det är möjligt att konfigurera driften av enheterna för både uppvärmning och kylning;
- Vid behov kan den geotermiska installationen integreras i värmesystemet i ett hus med en gas- eller elpanna.
Minuser
- Lång återbetalningsperiod
- En stor mängd initiala investeringar i inköp och installation av ett geotermiskt värmesystem.
Utrustning för anordning av geotermisk uppvärmning
Geotermisk utrustning för ett djupt värmesystem möjliggör ackumulering av termisk energi som extraheras från miljön och överför den till kylvätskan i värmekretsen.
Listan över utrustning för uppvärmning med värme från jorden innehåller
:
- Förångare. Enheten är placerad på ett djup och tjänar till att absorbera termisk energi i geotermiskt vatten eller jord.
- Kondensator. Gör att du kan ta frostskyddsmedlets temperatur till det värde som krävs för att systemet ska fungera.
- Värmepump. Ger cirkulation av frostskyddsmedel i värmekretsen, kontrollerar driften av den geotermiska installationen.
- Buffertank - en behållare för uppsamling av uppvärmd frostskydd. Låter dig överföra termisk energi från jordens inre till kylvätskan. Tanken genom vilken kylvätskan passerar är utrustad med en spiralformad värmeväxlare. Uppvärmd frostskyddsmedel rör sig längs den och avger värme.
Värmepumpsenhetsdiagram
Systeminstallation
Geotermisk uppvärmning av ett lantgård i arrangemanget kräver en gedigen investering. Systemets höga totalkostnad beror till stor del på den stora mängden markarbete i samband med installationen av värmekretsen.
Med tiden lönar sig de finansiella kostnaderna, eftersom den värmeenergi som används under värmesäsongen extraheras från jordens djup med minimal energiförbrukning.
Installation av en horisontell värmeväxlare för ett geotermiskt värmesystem
För att förse huset med jordens värme krävs installation av systemet
:
- huvuddelen ska placeras under jord eller längst ner i behållaren;
- i själva huset installeras endast tillräckligt kompakt utrustning och en kylare eller golvvärmekrets läggs. Utrustningen som finns inuti huset gör att du kan reglera kylvätskans uppvärmningsnivå.
Hur ser geotermisk utrustning ut i ett hem
Vid utformning av värme med jordens värme är det nödvändigt att bestämma installationsalternativet för arbetskretsen och typen av uppsamlare.
Det finns två typer av samlare
:
- Vertikalt - störtar sig i marken i flera tiotals meter. För att göra detta, på kort avstånd från huset, måste du borra ett antal brunnar. En kontur är nedsänkt i brunnarna (det mest pålitliga alternativet är tvärbundna polyetenrör).
- Nackdelar: Stora ekonomiska kostnader för att borra flera hål i marken med ett djup av 50 meter.
Fördelar: Den underjordiska rörplatsen på ett djup där marktemperaturen är stabil ger systemet hög effektivitet. Dessutom tar den vertikala samlaren ett litet område av tomten.
- Horisontell.Användning av en sådan samlare är tillåten i regioner med varma och tempererade klimat, eftersom djupet av jordfrysning inte bör överstiga 1,5 meter.
- Nackdelar: Behovet av att använda ett stort område på webbplatsen (den största nackdelen). Efter att konturen har lagts kan denna bit mark inte användas för en trädgård eller en grönsaksträdgård, eftersom systemet fungerar med frisläppande av kyla vid transport av köldmedium, vilket gör att växternas rötter fryser.
Fördelar: Billigare landarbete som till och med kan göras på egen hand.
Horisontell och vertikal kollektortyp
Geotermisk energi kan erhållas genom att lägga en horisontell geotermisk krets i botten av en frostfri behållare. Detta är dock svårt att genomföra i praktiken: behållaren kan placeras utanför det privata territoriet och då måste installationen av värmeväxlaren samordnas. Avståndet från det uppvärmda föremålet till behållaren bör inte vara mer än 100 meter.
Viktig! Uppsamlingens omgivningstemperatur får inte sjunka under + 5 ° C. Den övre delen av kollektorn i kontakt med den frysande jorden måste skyddas med värmeisolering för att undvika förlust av termisk energi.
Video om principerna och resultaten av verksamheten
Om det är lättare för dig att uppfatta visuell information, kommer den här videon att låta dig se med dina egna ögon exakt hur det geotermiska systemet fungerar, samt lära dig mer om vem och varför denna typ av uppvärmning är fördelaktig.
Vi inbjuder dig att titta på en kort video där ägaren till en horisontell undergrundssamlare berättar om sina intryck av dess drift. Dessutom, genom att titta på den här videon, kommer du att lära dig om driftskostnaderna för drift av ett geotermiskt värmesystem.
Varje ägare av ett privat hus väljer själv om han vill köpa tjänster från organisationer som tillhandahåller resurser eller bara förlitar sig på sig själv. På så sätt styrs han av en hel lista med överväganden. Den uppgift som vi har ställt för oss själva är inte att driva dig till en färdig slutsats, utan att dela information om alternativen för att lösa problemet före dig. publiceras
P.S. Och kom ihåg, bara genom att ändra din konsumtion - tillsammans förändrar vi världen! © econet
