Geotermiske varmesystemer til et landsted: gør-det-selv-funktioner

Vi ved, at geotermi er jordens varme, og begrebet "geotermisk" forbindes ofte med vulkaner og gejsere. I Rusland bruges geotermisk energi primært i industriel skala; for eksempel er der fjernøstlige kraftværker, der bruger varmen fra vores planet.

Mange mennesker er sikre på, at det at lave jordvarme derhjemme med egne hænder er noget ud af science fiction. Er det ikke? Men dette er absolut ikke sandt! Med udviklingen af ​​moderne teknologier er den indenlandske brug af "grøn energi" blevet meget mulig.

Vi vil tale om driftsprincipperne for alternativ opvarmning, dens fordele og ulemper og sammenligne det med traditionelle varmesystemer. Du vil også lære om, hvordan du placerer varmeveksleren, og hvordan du installerer jordvarme med dine egne hænder.

Et par historiske fakta

Da oliekrisen brød ud i 70'erne af forrige århundrede, opstod der i Vesten et brændende behov for alternative energikilder. Det var på dette tidspunkt, at de første jordvarmeanlæg begyndte at blive skabt.

I dag er de udbredt i USA, Canada og vesteuropæiske lande.

For eksempel bruger de i Sverige aktivt vand fra Østersøen, hvis temperatur er +4°C. I Tyskland er indførelsen af ​​jordvarmeanlæg endda sponsoreret på statsniveau.

I Rusland er der Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya og andre geotermiske kraftværker. Men der er meget få beviser for brugen af ​​Jordens energi i vores private sektor.

Reelle fordele og ulemper

Hvis geotermisk opvarmning i den private sektor har fået relativt lidt distribution i Rusland, betyder det så, at ideen ikke er omkostningerne værd ved dens implementering? Måske er det ikke værd at forfølge dette problem? Det viste sig, at det ikke var tilfældet.

At bruge et jordvarmeanlæg til dit hjem er en rentabel løsning.Og det er der flere grunde til. Disse omfatter hurtig installation af udstyr, der kan fungere i lang tid uden afbrydelser.

Hvis du bruger frostvæske af høj kvalitet i stedet for vand i varmesystemet, fryser det ikke, og dets slid vil være minimalt.

Vi lister andre fordele ved denne type opvarmning.

• Brændstofforbrændingsproceduren er udelukket. Vi skaber et absolut brandsikkert system, som under driften ikke kan forårsage skader på huset. Derudover er en række andre problemer relateret til tilstedeværelsen af ​​brændstof elimineret: nu er der ingen grund til at lede efter et sted at opbevare det, håndtere dets forberedelse eller levering.
• Betydelig økonomisk fordel. Under driften af ​​systemet vil der ikke være behov for yderligere investeringer. Årlig opvarmning leveres af naturens kræfter, som vi ikke køber. Når man betjener en varmepumpe, forbruges der naturligvis elektrisk energi, men mængden af ​​produceret energi overstiger væsentligt mængden af ​​forbrugt energi.
• Miljøfaktor. Jordvarme af et privat landsted er en miljøvenlig løsning. Fraværet af en forbrændingsproces eliminerer frigivelsen af ​​forbrændingsprodukter til atmosfæren. Hvis mange mennesker indser dette, og et sådant varmeforsyningssystem bliver udbredt, vil menneskers negative påvirkning af naturen falde mange gange.
• Systemets kompakthed. Du behøver ikke organisere et separat fyrrum i dit hjem. Det eneste der skal til er en varmepumpe, som kan placeres fx i kælderen.Den mest voluminøse kontur af systemet vil være placeret under jorden eller under vandet; du vil ikke se det på overfladen af ​​dit websted.
• Multifunktionalitet. Systemet kan både fungere til opvarmning i den kolde årstid og til køling i sommervarmen. Det vil sige, at den faktisk erstatter ikke kun dit varmelegeme, men også dit klimaanlæg.
• Akustisk komfort. Varmepumpen kører næsten lydløst.

At vælge et jordvarmeanlæg er omkostningseffektivt, på trods af at du skal bruge penge på indkøb og installation af udstyr.

Forresten, som en ulempe ved systemet, nævner de netop de omkostninger, der skal afholdes for at installere systemet og forberede det til drift. Du skal købe selve pumpen og nogle materialer og udføre arbejde med at installere den eksterne manifold og det indre kredsløb.

Disse omkostninger betaler sig dog kun i de første par driftsår. Den efterfølgende brug af en opsamler lagt i jorden eller nedsænket i vand giver betydelige besparelser.

Derudover er selve installationsprocessen ikke så kompliceret, at det kræver at invitere tredjepartsspecialister til at udføre den. Hvis du ikke borer, så kan du gøre alt andet selv.

Det skal bemærkes, at nogle håndværkere i et forsøg på at spare penge har lært at indsamle jordvarme DIY varmepumpe.

Om jordvarmekilder

Følgende kilder til jordbaseret termisk energi kan bruges til jordvarme:

• høj temperatur;
• lav temperatur.

De høje temperaturer omfatter for eksempel termiske kilder. De kan bruges, men deres omfang er begrænset af den faktiske placering af sådanne kilder.

Mens denne type energi aktivt bruges i Island, er termiske farvande i Rusland placeret langt fra befolkede områder. De er koncentreret så meget som muligt i Kamchatka, hvor underjordisk vand bruges som kølemiddel og tilføres varmtvandssystemer.

Men vi har alle de nødvendige forudsætninger for brugen af ​​lavtemperaturkilder. De omgivende luftmasser, jord eller vand er egnede til dette formål.

En varmepumpe bruges til at udvinde den nødvendige energi. Med dens hjælp udføres proceduren for at konvertere den omgivende temperatur til termisk energi ikke kun til opvarmning, men også til varmtvandsforsyning til en privat husholdning.

Driftsprincippet for sådan opvarmning

Hvis du er bekendt med, hvordan det fungerer klimaanlæg eller køleskab, så er ligheden mellem disse processer og driftsprincippet for geotermisk opvarmning indlysende. Grundlaget for systemet er en varmepumpe, som er forbundet med to kredsløb - ekstern og intern.

For at organisere et traditionelt varmesystem i ethvert hus er det nødvendigt at installere rør til transport af kølevæske og radiatorer, når de opvarmes, vil varme strømme ind i lokalerne. I vores tilfælde er der også brug for rør og radiatorer. De danner den indre kontur af systemet. Kan tilføjes til diagrammet varmt gulv.

Den ydre kontur ser meget større ud end den indvendige, selvom dens dimensioner kun kan vurderes under planlægning og installation. Under drift er den usynlig, fordi den er under jorden eller under vandet. Almindelig vand eller ethylenglycol-baseret frostvæske cirkulerer inde i dette kredsløb, hvilket er meget at foretrække.

Kølevæske i det eksterne kredsløb opvarmes det til tilstanden af ​​det miljø, det er nedsænket i, og sendes i en "opvarmet" form til varmepumpen. Gennem det overføres koncentreret varme til det interne kredsløb, som et resultat af hvilket vandet i rør, radiatorer og opvarmede gulve opvarmes.

Det centrale element, der animerer hele systemet, er således varmepumpen. Hvis dit hjem har en almindelig vaskemaskine, så ved: denne pumpe fylder cirka det samme areal.

For at fungere har den brug for elektricitet, men ved kun at bruge 1 kW producerer den 4-5 kW varme. Og dette er ikke et mirakel, da kilden til "yderligere" energi er kendt - dette er miljøet.

To typer varmevekslerplaceringer

Der er to muligheder for at opvarme et privat hjem ved hjælp af lavtemperaturenergi fra miljøelementer. Grundlaget for systemet er i alle tre tilfælde en geotermisk pumpe.

Det interne kredsløb forbliver uændret for enhver opvarmningsmetode, og den største forskel er placeringen af ​​det eksterne kredsløb.

Jordvarme leveres med en varmeveksler placeret:

• lodret — placeret i brønde, der trænger ind i eller ikke trænger ind i grundvandsmagasinet;
• vandret — systemernes varmevekslere placeres i en brønd eller et åbent reservoir i form af en slags spole.

Hver af de her nævnte typer opvarmning er kendetegnet ved sine egne egenskaber, ulemper og fordele.

Hvis du har til hensigt at skabe et sådant varmesystem med dine egne hænder, vil du være interesseret i at lære mere om hver type.

Mulighed 1. Lodret placering af den eksterne solfanger

Denne type opvarmning er baseret på et interessant naturfænomen: I en dybde på 50-100 m eller mere fra dens overflade har jorden den samme og konstante temperatur på 10-12°C hele året rundt.

For at kunne bruge denne jordenergi er det nødvendigt bore lodrette brønde. Teknologien ligner næsten forberedelsen af ​​en vandindtagskilde.

For at bevare landskabet mest muligt, kan der bores flere rør fra samme udgangspunkt, men i forskellige vinkler.

Systemets eksterne kredsløb vil blive installeret direkte i disse brønde. Dette vil give dig mulighed for effektivt at fjerne dens varme fra jorden. Selvfølgelig kan denne metode næppe kaldes simpel og lavbudget.

Det er relevant i det tilfælde, hvor det område, der støder op til huset, allerede er udviklet, og det er upraktisk at forstyrre dets landskab. Dybden af ​​at bore en brønd kan nå fra 50 til 200 meter.

De specifikke parametre for brønden afhænger af den geologiske situation på stedet og parametrene for den fremtidige struktur. Levetiden for dette design er cirka 100 år.

For at installere en lodret version af systemet med en varmeveksler, der udvinder energien fra underjordisk vand, skal du bore to vandførende brønde.

Fra en af ​​dem, kaldet debet, trækkes vand ved hjælp af en pumpe, som efter varmeoverførsel drænes til den anden, modtagende udgang.

Mulighed #2. Vandret arrangement af jordopsamleren

For at lægge det eksterne kredsløb til horisontal opvarmning skal du vide, til hvilken dybde jorden fryser i dit område.

Rørene lægges under fryseniveauet i forberedte skyttegrave, der dækker et ret stort rum: for at opvarme et hus, hvis areal er 200-250 kvadratmeter. m, du skal bruge cirka 600 kvm. m varmeveksler. Det er seks hundrede kvadratmeter.

Det er klart, at under sådanne forhold vil omfanget af gravearbejdet være betydeligt. Derudover skal du tage højde for placeringen af ​​træer og anden vegetation på stedet i din plan for ikke at fryse dem. For eksempel bør samlerør ikke placeres tættere end halvanden meter fra træer.

Denne installationsmetode bruges som regel i tilfælde, hvor stedet netop er ved at blive udviklet til byggeri. Alle beregninger og planer for at bygge et sommerhus, organisere dets opvarmning og planlægning af jordplottet udføres bedst samtidigt.

Nedsænkning af en vandret varmeveksler i et reservoir

Denne metode kræver en særlig placering af husstanden - i en afstand på omkring 100 m fra et reservoir med tilstrækkelig dybde. Derudover bør det angivne reservoir ikke fryse til bunden, hvor den ydre kontur af systemet vil blive placeret. Og for dette må arealet af reservoiret ikke være mindre end 200 kvadratmeter. m.

Den åbenlyse fordel ved denne metode er fraværet af obligatorisk arbejdskrævende gravearbejde, selvom du stadig skal pille ved samlerens undervandsplacering. Og særlig tilladelse til at udføre sådant arbejde vil også være påkrævet.

En geotermisk installation, der bruger vandenergi, er dog stadig den mest økonomiske.

Gør det selv: hvad og hvordan

Hvis du selv skal installere jordvarme, så er det bedre at købe det eksterne kredsløb færdigt. Selvfølgelig overvejer vi kun måder at placere den eksterne varmeveksler vandret: under jordens overflade eller under vand.

Det er meget sværere at installere en vertikal brøndsamler selv, hvis du ikke har udstyr og borefærdigheder.

En varmepumpe er ikke et særligt stort stykke udstyr. Det vil ikke fylde meget i dit hjem. Når alt kommer til alt, er den i størrelse sammenlignelig med for eksempel en konventionel fastbrændselskedel. At forbinde dit hjems interne kredsløb til det er ikke en vanskelig opgave.

Faktisk gøres alt præcis det samme, som når man organiserer og varmeledninger ved brug af traditionelle varmekilder. Den største vanskelighed er designet af det eksterne kredsløb.

Den bedste mulighed ville være at bruge et reservoir, hvis man findes i en afstand på ikke mere end 100 m. Det er nødvendigt, at dets areal overstiger 200 kvm. m, og dybden er 3 m (gennemsnitlig fryseparameter). Hvis denne vandmasse ikke tilhører dig, kan det blive et problem at få tilladelse til at bruge det.

Hvis reservoiret er en dam, der er på din ejendom, så bliver sagen lettere. Vandet fra dammen kan midlertidigt pumpes ud. Derefter kan arbejdet på bunden nemt udføres: du skal lægge rørene i en spiral og fastgøre dem i denne position.

Gravearbejde vil kun være nødvendigt for at grave en rende, som vil være nødvendig for at forbinde det eksterne kredsløb til varmepumpen.

Efter alt arbejde er afsluttet, kan dammen fyldes med vand igen. I de næste hundrede år skal den eksterne varmeveksler fungere korrekt og ikke forårsage problemer for sin ejer.

Hvis du råder over en grund, hvor du bare skal bygge bolig og dyrke en have, giver det mening at planlægge en vandret jordvarmeveksler.

For at gøre dette skal du foretage en foreløbig beregning af arealet af den fremtidige samler baseret på de parametre, der allerede er angivet ovenfor: 250-300 kvm. m opsamler pr. 100 kvm. m af husets opvarmede område.

De render, som kredsløbsrørene skal lægges i, skal graves under jordens fryseniveau.

Endnu bedre, fjern blot jorden til dybden af ​​dens frysning, læg rørene og vend derefter jorden tilbage til sin plads. Arbejdet er arbejdskrævende og komplekst, men med stor lyst og beslutsomhed kan du gennemføre det.

Omkostninger og tilbagebetalingsmuligheder

Udgifterne til udstyr og dets installation under konstruktionen af ​​jordvarme afhænger af enhedens og producentens effekt.

Alle vælger en producent ud fra deres egne overvejelser og oplysninger om et bestemt mærkes omdømme og pålidelighed. Men strømmen afhænger af området i rummet, der skal serveres.

Hvis vi tager strøm i betragtning, varierer prisen på varmepumper i følgende områder:

• ved 4-5 kW – 3000-7000 konventionelle enheder;
• ved 5-10 kW – 4000-8000 konventionelle enheder;
• ved 10-15 kW – 5000-10000 konventionelle enheder.

Hvis vi til dette beløb lægger de omkostninger, der skal til for at udføre installationsarbejde (20-40%), så får vi et beløb, der for mange vil virke absolut urealistisk.

Men alle disse omkostninger vil blive tjent tilbage inden for en meget rimelig tidsramme. I fremtiden skal du kun betale mindre udgifter til den strøm, der skal til for at drive pumpen. Og det er det hele!

Som praksis viser, er jordvarme især gavnlig for huse med et samlet opvarmet areal på 150 kvadratmeter. m. Inden for fem til otte år er alle omkostninger til installation af varmesystemer i disse huse fuldt indtjent.

Hvis geotermisk opvarmning ikke er særlig efterspurgt blandt ejere af private huse, så er effektiviteten af ​​solsystemer allerede blevet værdsat af beboere i de sydlige regioner. Teknologi solvarmekonstruktioner er ret enkel, og dens effektivitet og praktiske funktion bekræftes af mange års erfaring i brug af vestlige lande og vores landsmænd.

For mere information om alternative energikilder, se denne artikel.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Hvis det er lettere for dig at opfatte visuel information, så vil denne video give dig mulighed for med dine egne øjne at se præcis, hvordan et geotermisk system fungerer, samt lære mere om, hvem der har gavn af denne type opvarmning og hvorfor.

Vi inviterer dig til at se en kort video, hvor ejeren af ​​en vandret undergrundssamler vil fortælle om sine indtryk af dens drift.Derudover vil du ved at se denne video lære om de løbende omkostninger forbundet med driften af ​​et jordvarmesystem.

Hver ejer af et privat hjem vælger selv, om han vil købe tjenester fra ressourceforsyningsorganisationer eller kun stole på sig selv. Derved er han styret af en hel række overvejelser.

Målet, vi har sat os, er ikke at presse dig til en færdig konklusion, men at dele information om muligheder for at løse det problem, du står over for.

Har du noget at tilføje eller har du spørgsmål til jordvarme af en privat bolig? Du kan skrive kommentarer til publikationen. Kontaktformularen er placeret i nederste blok.