Hvordan man laver geotermisk opvarmning derhjemme med egne hænder

Hver ejer af et landsted står over for et så vigtigt spørgsmål som at sikre varmetilførslen til alle boliger. I dag tilbyder forskellige producenter deres egne muligheder for individuel opvarmning af private hytter uden for byen. En nyhed på dette område er geotermisk opvarmning. Selvfølgelig mener de fleste husejere, at et sådant praktisk og økonomisk varmeforsyningssystem kun kan installeres i områder, hvor der er gejsere, vulkanske formationer og varme vandkilder. Moderne installationer af denne type er i stand til at fungere med succes i tempererede breddegrader med varme kilder ved lave temperaturindikatorer.

Metoder til opnåelse af naturlig termisk energi

Jordvarmepumper adskiller sig i den måde, de udvinder varme på:

1. Installationer, der bruger varmen fra dybt grundvand, varme gejsere osv.
2. Systemer, der inkluderer en frostvæskebeholder installeret i jorden i en dybde på 75 meter. Opvarmning fra jordens tarm leveres ved naturlig opvarmning af tanken med frostvæske; Som et resultat afgiver kølemidlet, der passerer gennem varmeveksleren, den modtagne varme og vender tilbage til beholderen.
3. Det geotermiske kredsløb er lagt langs bunden af ​​reservoiret, som er en naturlig varmeakkumulator. I dette tilfælde skal du tage højde for, at reservoiret helt kan fryse igennem om vinteren.

Typer af jordvarmepumper
Opvarmning af et hus med jordens energi kræver installation i stor skala af systemet, men det er en miljøvenlig måde at få næsten gratis termisk energi på. For at opvarme et hus skal du have en lille mængde elektricitet, der kræves for at systemet kan fungere.

Typer og designs

Hvis du beslutter at installere opvarmning fra jorden, skal du være opmærksom på sorterne. Typerne af geotermisk opvarmning adskiller sig først og fremmest i typen af ​​varmeveksler, hvis valg afhænger af objektive faktorer.

Tre typer varmevekslere kan bruges afhængigt af egenskaberne i et bestemt område og karakteristika for det sted, hvor huset ligger.

Den første type er en vandret varmeveksler, hvis installation forudsætter tilstedeværelsen af ​​et frit stykke jord lige ved siden af ​​huset. Så for at opvarme et hus med et areal på 100 kvadratmeter har du brug for mindst 300 kvadratmeter jord. Det er nødvendigt at lægge rør i skyttegrave, der har en dybde under jordens frysepunkt.

Den anden type er en lodret varmeveksler, hvis anvendelse ikke kræver yderligere terræn og ikke beskadiger landskabet i baghavsområdet. Denne type antager uddybning af specielle sonder i brøndene oprettet ved hjælp af boreudstyr og med parametre: dybde 100-150 m, diameter 100-150 mm.

Den tredje type består af varmevekslere installeret i vand, hvilket er den mest økonomiske løsning i sammenligning med de dyre installationsteknologier i tidligere systemer. Det er sandt, at en forudsætning for installation af sådan opvarmning er tilstedeværelsen af ​​et reservoir i nærheden (ikke længere end 100 m).

Samtidig lægges rørene til varmeveksleren på bunden af ​​reservoiret og vil være i stand til at bruge energien fra vandvarmen til varmesystemet. Installationsdybden af ​​rør skal være mindst 2,5-3 m med et reservoirareal på 200 kvm.

Som du kan se, har hver type geotermisk system sine egne egenskaber, der har direkte indflydelse på valget af en bestemt mulighed.Så hvis et reservoir er placeret i nærheden af ​​huset, skal du foretrække den tredje type, der betragtes som den mest rentable med hensyn til nem installation og økonomiske omkostninger.

Hvis der er nok ubebygget jord nær huset, kan en vandret varmeveksler installeres. Men valget til fordel for den lodrette type vil kræve af dig håndgribelige kontante omkostninger og komplekse boreoperationer.

Fordele ved denne type system

Lad os overveje et antal funktioner:

• høj effektivitet, bekræftet af en høj effektivitetsgrad og hurtig omkostningsafkast
• ubegrænsede reserver af jordens termiske energi;
• intet behov for at oprette og opbevare brændstofreserver, som når man bruger traditionel opvarmning
• arbejdets autonomi uden kontrol og indgriben udefra;
• sikkerhed og miljøvenlighed undtagen brugen af ​​kulstof og brændbare elementer
• evnen til uafhængigt at vælge typen af ​​systemet, købe dets elementer og installation.

Ved at vælge et varmesystem baseret på en jordkildevarmepumpe kan du således få en uudtømmelig pålidelig og effektiv varmekilde i mange årtier.

Se også: Vil du købe en ny bygning i Sestroretsk? Fremragende og stilfuld indkvartering i moderne boligkomplekser til overkommelige priser.

Driftsprincipper for geotermisk opvarmning

Opvarmning fra jordens energi bruges med succes i forskellige klimazoner: Systemerne er i stand til at fungere i både de sydlige og nordlige regioner.

I løbet af driften bruger et geotermisk anlæg en sådan fysisk egenskab for nogle væsker som evnen til at fordampe, hvilket fører til afkøling af overfladen. Det er dette fænomen, der ligger til grund for driften af ​​køleudstyr.

Princippet om drift af geotermisk opvarmning er en omvendt køleproces. Sådan fungerer klimaanlæg, der ikke kun kan køle, men også opvarme luften i rummet.

Sådan fungerer varmepumpen

Klimaanlæg har dog begrænset funktionalitet - de kan ikke fungere ved temperaturer under -5 ° C. Og det geotermiske system er i stand til at give opvarmning af huset uanset lufttemperaturen på overfladen. Dette skyldes, at stabile temperaturforhold naturligt opretholdes i det miljø, hvorfra det tager varmeenergi.

Systemets funktionelle funktioner

Princippet om drift og funktionelle træk ved det geotermiske varmesystem derhjemme er i følgende trin:

1. Løsningen i det eksterne kredsløb erhverver yderligere opvarmning i jorden med ca. 5 grader. Dens endelige temperatur kan være omkring 3.
2. Efter at være kommet ind i pumpens varmeveksler overfører løsningen sin endda lille energi til freon, som den er ret nok til fordampning for. Efter at være gået i luftform, kommer freon ind i kompressoren, hvor den komprimeres. Termodynamiske processer, der forekommer i dette tilfælde, fører til en stigning i temperaturen til 100. Og allerede tilføres varm gas til varmeveksleren, hvor den overfører energi til kølemidlet i det interne kredsløb, oftest til vand. Takket være det fysiske og ingeniørers videnskabelige arbejde er denne proces blevet undersøgt detaljeret og fastlagt i det grundlæggende fundament for driften af ​​forskellige typer moderne udstyr.
3. Kølevæsken i det interne kredsløb når en temperatur på 50-70 og kommer ind i radiatorer og rør. Den afkølede freon kommer ind i ekspansionsskærmen, dens temperatur og trykfald til de oprindelige værdier, og hele cyklussen kan gentages igen. Løsningen af ​​den ydre kontur bevæger sig på samme måde ned i jordens dybder for en ny del af energi.

Enhed til geotermisk opvarmning

Geotermi (videnskaben om jordens termiske tilstand) muliggjorde den praktiske anvendelse af termisk energi, som jordskorpen modtager fra den varme magma i midten af ​​planeten.

En specielt designet varmepumpe til opvarmning af et hus er installeret på overfladen, og en varmeveksler er monteret i jorden eller i bunden af ​​reservoiret. Termisk energi "pumpes ud" til overfladen og giver dig mulighed for at opvarme kølevæsken i varmekredsen i et hus eller ikke-beboelsesanlæg.

Hvordan er opvarmningsprocessen

Geotermisk opvarmning af et privat hus er en omkostningseffektiv mulighed. Hvis du bruger jordens energi til at opvarme et hus, er der for hver kilowatt elektricitet, der kræves til driften af ​​udstyret, 4 til 6 kW nyttig termisk energi opnået fra planetens tarm.

Sammenlignet med driften af ​​klimaanlægget vil vi se, at der under dets drift kræves mere end 1 kW elektricitet for at opnå 1 kW termisk energi. Dette skyldes de uundgåelige tab for konvertering af en energi til en anden osv.

Det er meget rentabelt at opvarme en beboelsesejendom ved hjælp af jordens indre energi, men tilbagebetalingsperioden for udstyr og installationsomkostninger vil tage noget tid.

Brug af jordens varme til opvarmning af et hus kræver ikke installation af en traditionel kedel til opvarmning af kølevæsken.

I dette tilfælde består systemet af tre komponenter

:

• varmekreds - geotermisk kilde til termisk energi;
• varmekreds inde i huset - lavtemperatur radiator eller gulv;
• pumpestation - en varmepumpe til pumpning af varmeenergi i varmekredsen fra varmekredsen i jorden eller under vand.

Et geotermisk varmesystem kan også bruges til at opvarme drivhuse, tilhørende bygninger, poolvand, havestier osv.

Fordele og ulemper

Geotermisk energi, hvis reserver er så store, at kun 1%, skjult i jordskorpen med en samlet dybde på 10 km, kan give et volumen 500 gange større end alle verdens olie- og gasreserver.
Der er fire hovedtyper af geotermisk energi:

1. Dette er jordens varme fra lave dybder, der bruges af varmepumper.
2. Energien fra varm damp, vand i jordskorpen, bruges i øjeblikket til at generere elektricitet.
3. Varme, der kommer fra dybe lag uden tilstedeværelse af vand og magmaenergi akkumuleret i vulkanske zoner.
4. Brug af denne fantastiske gave fra naturen bestemmes kun af det eksisterende teknologiniveau, teknologiens muligheder og økonomiske beregninger.

Moderne design af geotermiske varmesystemer har både positive og negative punkter.

Det vigtigste negative punkt er omkostninger. Men det ser kun ud til i det første øjeblik. Alle omkostninger tilbagebetales i henhold til forskellige data på 4, 5 år. Dette skyldes, at moderne varmepumpemodeller bruger meget mindre energi til deres arbejde end noget andet varmesystem. Når der forbruges 1 kW elektricitet, er deres effekt 5 kW.

Positive punkter:

1. De forbrænder ikke brændstof og producerer ikke skadelige emissioner af forskellige stoffer i miljøet.
2. Minimum vedligeholdelsesomkostninger med høj effektivitet.
3. Miljøsikkerhed.
4. Systemets pålidelige brandsikkerhedsegenskaber.

Udstyr til indretning af geotermisk opvarmning

Geotermisk udstyr til et dybt opvarmningssystem tillader akkumulering af termisk energi, der ekstraheres fra miljøet og overføres til varmebæreren i varmekredsen.

Listen over udstyr til opvarmning med varme fra jorden inkluderer

:

• Fordamper. Enheden er placeret på en dybde, og den tjener til at absorbere termisk energi placeret i geotermisk vand eller jord.
• Kondensator.Giver dig mulighed for at bringe frostvæskens temperatur til den værdi, der kræves for systemets funktion.
• Varmepumpe. Giver cirkulation af frostvæske i varmekredsen, styrer driften af ​​den geotermiske installation.
• Buffertank - en beholder til opsamling af opvarmet frostvæske. Giver dig mulighed for at overføre termisk energi fra jordens indre til kølemidlet. Tanken, hvorigennem kølevæsken passerer, er udstyret med en spiralformet varmeveksler. Opvarmet frostvæske bevæger sig langs den og afgiver varme.

Varmepumpe-diagram

Udseende og distribution

Energi fra jorden til opvarmning begyndte at sprede sig i USA mod slutningen af ​​80'erne i det sidste århundrede i byer, der oplevede en vanskelig krise. Rige mennesker blev straks interesserede i systemet, som det gav mulighed for at spare på opvarmning af deres hjem. Derefter begyndte det at falde i pris, og den fattige klasse af befolkningen begyndte at bruge den.

Efter et stykke tid blev jordens varme til opvarmning privilegiet for de fleste ejere af private huse. I Europa stiger antallet af husstande, der bruger opvarmning derhjemme med jordens varme, hvert år.

Denne tendens i spredningen af ​​geotermisk opvarmning er forståelig. Brug af jordens varme til opvarmning giver dig mulighed for at spare familiebudgettet betydeligt, det er sikkert og økonomisk.

Funktion af geotermisk opvarmning

Dets funktionsprincip kan sammenlignes med et almindeligt køleskab, tværtimod. Jorden holder varmen konstant, så den kan opvarme genstande, der er placeret på overfladen.

Betydningen af ​​metoden er, at indersiden af ​​planeten opvarmes af varm magma, og ovenfra tillader jorden ikke, at den fryser. Den resulterende varmeenergi bruges af et geotermisk varmesystem baseret på en speciel varmepumpe.

Du kan få opvarmning fra jordens varme takket være en varmepumpe

Følgende proces finder sted:

1. Varmepumpen er installeret på overfladen.
2. Der bores et hul i jorden, hvori varmeveksleren sænkes ned.
3. Grundvandet, der passerer gennem pumpen, opvarmes og bruges derefter til husholdnings- og industriformål..

Ved hjælp af en varmepumpe er det muligt at konvertere 1 kW elektricitet til 4-6 kW varmeenergi

Den største fordel ved systemet er forholdet mellem elektrisk energi og modtaget effekt - 1 til 4-6 kW. For eksempel, når du bruger et konventionelt klimaanlæg, kommer det ud 1 til 1. Derfor vil installationen være i stand til at betale for sig selv på kort tid.

Funktioner af

Selvopvarmning af et hus fra jorden har visse vanskeligheder, som vi vil diskutere nedenfor:

1. De begynder med fremstillingen af ​​en mineaksel. Dens beregning udføres separat for hvert specifikt tilfælde under hensyntagen til:

• klimaet i området
• jordtype
• egenskaber ved strukturen af ​​jordskorpen i et givet område
• varme område.

På billedet - grundlaget for husets geotermiske opvarmning er en dyb brønd og en varmepumpe

Dybden varierer typisk mellem 25-100 m.

1. I det næste trin sænkes rør ned i tønderen, som skal absorbere varme fra tarmene og levere den til en pumpe, hvilket øger temperaturen på kølemidlet i varmesystemet.

Råd: det er bedre at udføre arbejde med en assistent, da rørene ofte har en ret stor masse.

Om sommeren kan opvarmning med energi fra jorden køres som et klimaanlæg. Hvorfor den omvendte mekanisme er aktiveret. Under drift begynder varmeveksleren at tage køleenergi.

Visninger

Der er tre hovedmuligheder for et miljøvenligt og effektivt system:

Grundvand	I dette tilfælde bruges den termiske energi fra grundvand placeret på store dybder til opvarmning af bygningen. Det har en temmelig høj temperatur, så opvarmningsvarmepumpen hæver den og varmer den op. Derefter giver vandet gennem varmeveksleren hovedparten af ​​den tilgængelige energi.
Frostvæske	Metoden kræver yderligere omkostninger.En tank med frostvæske sænkes ned til en dybde på 75 m og derunder, hvis pris er ret høj. Når den varmer op, løftes den af ​​en varmepumpe til varmeveksleren. Efter frigivelse af varme strømmer frostvæsken tilbage i beholderen.
Vand	Denne metode kræver ikke udstyr til en jordmine. Sådan opvarmning af huset fra jorden er velegnet, hvis der er en udgang til reservoiret. Vandrette sonder placeres fra varmeveksleren langs bunden af ​​reservoiret, som hjælper med at omdanne varmen fra vandet.

Typer af geotermisk opvarmning

Fordele ved geotermisk opvarmning

Nu finder vi ud af, hvilke fordele sådanne systemer har, og om de vil være i stand til at imødekomme vores anmodninger:

1. Varmeenergien frigives flere gange mere end elforbruget til pumpedriften.
2. Der er ingen skadelige emissioner, så opvarmning af et landsted fra jorden er en miljøvenlig måde.
3. Systemet har kun brug for elektricitet for at fungere. Brug af kemikalier og brændstoffer er ikke påkrævet.
4. Der er ingen fare for eksplosion eller brand under drift.
5. Korrekt installation af varmesystemet garanterer drift uden teknisk support i cirka 30 år.

Hvordan man selvstændigt bruger jordens varme til at opvarme et hus

Selvinstallation af geotermisk opvarmning

Det skal straks siges, at opvarmning af et hus med jordens energi vil kræve en øjeblikkelig stor investering af midler. Løvenes andel heraf vil gå til arrangementet af mineakslen.

Tip: Den dyreste del i en varmepumpe er kompressoren. Hvis du ikke ønsker problemer, skal du ikke købe det fra en kinesisk fabrik. Bedre at bruge Danfoss eller Copeland (helst ikke fra Kina).

Vi anbefaler også at bruge et gulvvarmesystem i stedet for radiatorer. Så du kan til tider reducere investeringsafkastet. Den årlige forhøjelse af taksterne for traditionelle energikilder bør også tages i betragtning, samtidig vil husets geotermiske varmesystem hjælpe med at undgå prisspring.

Inde i huset vil intet minde dig om, at du bruger grundvarme. Hoveddelen af ​​ordningen - brønden og varmeveksleren vil være skjult under jorden. Det er kun nødvendigt at tildele et lille sted til enheden, for eksempel i kælderen, der genererer varmeenergi.

Varmepumpe design

Enheden giver dig mulighed for at justere temperaturen og levere varmeenergi. Instruktionerne til installation af et varmesystem i et hus adskiller sig ikke fra den traditionelle metode, så der er ingen særegenheder i det.

Systeminstallation

Geotermisk opvarmning af et landsted på arrangementets stadium kræver en solid investering. De høje samlede omkostninger ved systemet skyldes i høj grad den store mængde jordarbejde, der er forbundet med installationen af ​​varmekredsen.

Over tid betaler de økonomiske omkostninger sig, da den termiske energi, der bruges i opvarmningssæsonen, udvindes fra jordens dybder med minimalt energiforbrug.

Installation af en vandret varmeveksler til et geotermisk varmesystem

For at give huset varme med jordens varme er installation af systemet påkrævet

:

• hoveddelen skal placeres under jorden eller i bunden af ​​reservoiret;
• i selve huset er der kun installeret tilstrækkeligt kompakt udstyr, og der er lagt et radiator- eller gulvvarmekredsløb. Udstyret inde i huset giver dig mulighed for at regulere kølevæskens opvarmningsniveau.

Hvordan ser geotermisk udstyr ud i et hjem
Ved design af opvarmning ved hjælp af jordens varme er det nødvendigt at beslutte installationsmuligheden for arbejdskredsen og typen af ​​opsamler.

Der er to typer samlere

:

1. Lodret - styrter ned i jorden i flere snesevis af meter. For at gøre dette i kort afstand fra huset skal du bore et antal brønde. En kontur nedsænkes i brøndene (den mest pålidelige mulighed er tværbundne polyethylenrør).
2. Ulemper: Store økonomiske omkostninger til at bore flere huller i jorden med en dybde på 50 meter.

   Fordele: Placeringen af ​​det underjordiske rør i en dybde, hvor jordtemperaturen er stabil, giver systemet en høj effektivitet. Derudover optager den lodrette samler et lille areal.

3. Vandret. Brug af en sådan opsamler er tilladt i områder med varmt og tempereret klima, da dybden af ​​jordfrysning ikke bør overstige 1,5 meter.
4. Ulemper: Behovet for at bruge et stort område af webstedet (den største ulempe). Efter at have lagt konturen, kan dette stykke jord ikke bruges til en have eller en køkkenhave, da systemet fungerer med frigivelse af kulde under transport af kølemiddel, hvilket får planterne til at fryse.

   Fordele: Billigere landarbejde, der endda kan udføres alene.

Vandret og lodret kollektortype
Geotermisk energi kan opnås ved at lægge et vandret geotermisk kredsløb i bunden af ​​et frostfrit reservoir. Dette er imidlertid vanskeligt at implementere i praksis: reservoiret kan placeres uden for det private område, og derefter skal installationen af ​​varmeveksleren koordineres. Afstanden fra den opvarmede genstand til reservoiret bør ikke være mere end 100 meter.

Vigtig! Opsamlerens omgivende temperatur må ikke falde til under + 5 ° C. Den øverste del af samleren, der er i kontakt med den frysende jord, skal beskyttes med varmeisolering for at undgå tab af termisk energi.

Varianter af geotermiske systemer

Der er flere typer af sådanne varmesystemer. Alle afviger kun fra hinanden i varmeveksleren. Hans valg afhænger af webstedets karakteristika og nogle af områdets nuancer.

• Vandret varmeveksler bruges kun til opvarmning i nærværelse af et stort område, hvor der ikke er nogen køkkenhave eller frugtplantage. Hvis du ønsker at levere varmeenergi til et landhus på 200 m², skal grundgrunden være mindst 600 m². Rørene er placeret i forberedte skyttegrave under jordens frysepunkt. Naturligvis kan denne dybde være forskellig afhængigt af regionen.
• Lodret varmeveksler hjælper med at spare plads. Det er muligt at installere sådant udstyr, mens man bevarer områdets landskab. Boreudstyr bruges til at uddybe sonderne, hvilket gør brugen af ​​varmepumper dyr. Det er vigtigt at huske, at dybden af ​​brønden er ca. 100 m, og at diameteren ikke er mere end 150 mm.
• Nogle varmevekslere er placeret i vandsøjlen... Denne opvarmningsmulighed er anerkendt som den mest økonomiske, men den er kun egnet til de mennesker, hvis hus ligger i en afstand af 100 m fra det nærmeste reservoir. I dette tilfælde vil det være muligt at bruge vandets termiske energi. Derfor lægges alle rør direkte på bunden af ​​en sø eller dam med en minimumsdybde på 2,5-3 m. Reservoirets areal skal være mindst 200 m².

Mange mennesker har svært ved at træffe et valg. For ikke at forveksle det er det værd at overveje de økonomiske muligheder og nogle af funktionerne i grundarealet. Hvis der er et reservoir ved siden af ​​huset, der opfylder alle ovenstående krav, er det muligt at organisere geotermisk opvarmning med egne hænder. i øvrigt tilladelse til at bruge varmepumper og arbejde det kræves ikke af nogen myndigheder. Hvis vi taler om brugen af ​​andre systemer, vil en lodret varmeveksler kræve betydelige økonomiske investeringer og for en vandret - en masse ubeboet jord.

Placeringer af varmevekslere

Placeringen af ​​det interne kredsløb er den samme for alle typer pumper. Men den ydre kontur kan være vandret og lodret. Lodrette brønde trænger muligvis ind i et reservoir med vand. Og vandrette varmevekslere lægges i bunden af ​​reservoirer eller i grober i en dybde på mindst 1 meter.

Dybden af ​​lodrette samlere når 100-200 m. På en sådan dybde har jorden den samme temperatur hele året. For at bevare landskabet bores flere brønde i forskellige vinkler fra et punkt. Den ydre kontur er installeret i brøndene. Strukturen kan vare op til 100 år.

Vigtig! For vand-vand-installationer bores to lodrette brønde - til vandindtag og -udledning.

Horisontale varmevekslere lægges i en dybde under jordens frysepunkt. Området for vandrette samlere skal være 3 gange husets areal. På grund af dette er udgravningsmængden betydelig. Derudover kan rør lægges i en afstand af mindst 1,5 m fra træerne. Hvis varmeveksleren placeres i en dam, er der intet besværligt gravearbejde.

Anslåede omkostninger og tilbagebetaling af systemet

Udgifter til køb og installation af udstyr afhænger af typen af ​​varmepumpe, egenskaberne for varmeveksleren og installationens kapacitet.

Prisen på pumpeudstyr afhænger af dets ydeevne:

1. En enhed med en kapacitet på 4-5 kW koster 3-7 tusind dollars (195-455 tusind rubler).
2. Udstyr med en kapacitet på 5-10 kW sælges for 4-8 tusind dollars (260-520 tusind rubler).
3. Pumper med en kapacitet på 10-15 kW koster 5-10 tusind dollars (325-650 tusind rubler).

Installationsomkostninger udgør 20-40% af udstyrsomkostningerne. På trods af de betydelige startomkostninger vil du under drift af systemet være i stand til at spare, fordi energikilderne er helt gratis. Alle omkostninger betaler sig inden for de første 4-8 års drift af systemet for et hus med et areal på 100-150 kvadrater.