Me teame, et geotermia on Maa kuumus ja terminit “geotermiline” seostatakse meie riigis sageli vulkaanide ja geisritega. Venemaal kasutatakse maasoojusenergiat peamiselt tööstuslikus mahus, näiteks on Kaug-Ida elektrijaamu, mis töötavad meie planeedi kuumuse alusel.
Paljud inimesed on kindlad, et kodus oma kätega geotermilise kuumutamise tegemine on midagi fantaasia valdkonda. Pole see? Kuid see on täiesti vale! Kaasaegse tehnoloogia arenguga on rohelise energia kodumaine kasutamine muutunud üsna reaalseks.
Räägime alternatiivse kütmise põhimõtetest, selle eelistest ja puudustest, mis on võrreldavad traditsiooniliste küttesüsteemidega. Samuti saate teada soojusvaheti asukohast ja sellest, kuidas ise geotermilist kütet paigaldada.
Paar ajaloolist fakti
Kui eelmise sajandi 70. aastatel puhkes naftakriis, tekkis läänes põletav vajadus alternatiivsete energiaallikate järele. Just sel ajal hakati looma esimesi geotermilisi küttesüsteeme.
Tänapäeval kasutatakse neid laialdaselt USA-s, Kanadas ja Lääne-Euroopa riikides.
Pildigalerii
Foto:
Maa sisemuse energia kasutamisel on märkimisväärne eelis: kasutatud ressursid on tasuta saadaval ja taastatakse spontaanselt
Geotermilise süsteemi sisemine plokk võtab vähe ruumi, väliselt sarnaneb tavapäraste kodumasinatega
Algsed investeeringud geotermilist energiat kasutava süsteemi projekteerimisse on suuremad kui katla paigaldamine, kuid minimaalsed hooldus- ja käitamiskulud õigustavad ja tasuvad projekti kiiresti tagasi
Maa energiat soojuseks töötlevad seadmed ei eralda põlemisprodukte, ei põle pöördumatult küttepuid, kivisütt, turvast, gaasi
Geotermilise kuumutamise väljavaated
Geotermilise süsteemi sisemise ploki mõõtmed
Soojuspumba paigaldamise ja käitamise kulud
Keskkonnaprioriteedid soojuspumpade osas
Näiteks Rootsis kasutatakse aktiivselt Läänemere vett, mille temperatuur on + 4 ° С. Saksamaal toetatakse geotermiliste küttesüsteemide juurutamist isegi riigi tasandil.
Geotermiliste energiaallikate mainimisel kujutame alati ette geiserite või vulkaanide orgu, kuid vajalikud allikad on palju lähemal. Ja need aitavad meil talvel soojas ja suvel jahedas hoida
Venemaal on Pauzhetskaya, Verhne-Mutnovskaya, Okeanskaya ja muud geotermilised elektrijaamad. Kuid fakte Maa energia kasutamise kohta meie erasektoris on väga vähe.
Tegelikud plussid ja miinused
Kui Venemaal on erasektori geotermiline küte suhteliselt väike, kas see tähendab, et idee pole selle teostamise kulusid väärt? Äkki ei peaks selle teemaga tegelema? Selgus, et see pole nii.
Geotermilise küttesüsteemi kasutamine on kasumlik lahendus. Sellel on mitu põhjust. Nende hulgas on selliste seadmete kiire paigaldamine, mis suudavad pikka aega töötada ilma häireteta.
Kui kasutate küttesüsteemis mitte vett, vaid kvaliteetset antifriisi, siis see ei külmuta ja selle kulumine on minimaalne.
Loetleme muud seda tüüpi kütte eelised.
- Kütuse põletamise protseduur on välistatud. Loome absoluutselt tulekindla süsteemi, mis selle töötamise ajal ei suuda korpusele kahjustada. Lisaks on välistatud mitmed muud kütuse olemasoluga seotud aspektid: nüüd ei ole vaja otsida kohta selle ladustamiseks, tegeleda selle ettevalmistamise või tarnimisega.
- Oluline majanduslik kasu. Süsteemi töö ajal ei ole täiendavaid investeeringuid vaja. Aastase kütmise tagavad loodusjõud, mida me ei osta. Muidugi kulub soojuspumba töö ajal elektrienergiat, kuid samal ajal ületab toodetud energia maht märkimisväärselt tarbimist.
- Keskkonnategur. Privaatse maamaja geotermiline küte on keskkonnasõbralik lahendus. Põlemisprotsessi puudumine välistab põlemisproduktide sattumise atmosfääri. Kui paljud inimesed saavad sellest aru ja selline soojusvarustussüsteem levib piisavalt laialt, väheneb inimeste negatiivne mõju loodusele tunduvalt.
- Kompaktne süsteem. Te ei pea oma majas eraldi katlaruumi korraldama. Vaja läheb ainult soojuspumpa, mille saab paigutada näiteks keldrisse. Süsteemi kõige mahukam kontuur asub maa all või vee all, teie saidi pinnal te seda ei näe.
- Multifunktsionaalsus. Süsteem võib töötada nii kütteks külmal aastaajal kui ka jahutamiseks suvisel ajal. See tähendab, et tegelikult asendab see teie jaoks mitte ainult küttekeha, vaid ka kliimaseadme.
- Akustiline mugavus. Soojuspump töötab peaaegu vaikselt.
Geotermilise küttesüsteemi valik on majanduslikult tasuv, hoolimata asjaolust, et peate raha kulutama seadmete ostmiseks ja paigaldamiseks.
Muide, süsteemi puuduseks on just kulud, mis peate süsteemi installimiseks ja tööks ettevalmistamiseks minema. Väliskollektori ja sisemise vooluahela paigaldamise lõpuleviimiseks on vaja osta pump ise ja mõned materjalid.
Pole saladus, et ressursid muutuvad aasta-aastalt kallimaks, seetõttu on autonoomne küttesüsteem, mis suudab mõne aasta pärast ise ära maksta, selle omanikule alati majanduslikult kasulik
Kuid need kulud tasuvad end ära vaid paari esimese tegevusaasta jooksul. Maasse pandud või vette kastetud kollektori hilisem kasutamine võib kokku hoida märkimisväärseid kulusid.
Lisaks pole installiprotsess ise nii keeruline, et kutsuda selle rakendamiseks väljastpoolt spetsialiste. Kui te ei puurida, saab kõike muud iseseisvalt teha.
Pildigalerii
Foto:
Maa soojust kasutava süsteemi sisemoodul sisaldab soojuspumpa ise, pumbas eraldi paigaldatud või integreeritud veesoojendit ja puhverpaaki
Kivimajade ja põhjavee soojusenergiast piisab maamaja kütte ja sooja veevarustuse korraldamiseks
Vaatamata soojuspumpade käitamise tegelikele eelistele on maja kütmine gaasikatlaga odavam, kuid geotermilist energiat kasutatakse siiski näiteks basseini vee soojendamiseks
Gaasistamata piirkondades, kus elektrit ei tarnita, võib mulla ja vee energiatarbimisega soojuspumbast saada sooja tarbevee ja küttesüsteemide varustusseade
Majapidamishoonetele, kasvuhoonetele, spordikompleksidele soojuse eraldamisel on mõistlik kasutada maa-aluse vee ja kivimite tasuta energiat
Maa soolestikust energiatarbimisega soojuspumbad võivad olla energia katkestuste korral vajalikud täiendavad energiaallikad
Maja üleminekul täielikult geotermilisele küttele on enamasti vaja ehitada mitu vooluringi, teatud rõngaste teenindamiseks, näiteks radiaatori soojendamiseks ja sooja põranda jaoks, on parem kasutada kahte soojuspumpa ja sooja tarbevee jaoks
Kütteseadme geotermilised vooluringid on ideaalselt ühendatud nii traditsiooniliste võimaluste kui ka muud tüüpi alternatiivsete allikatega: päikesepaneelid, tuulegeneraatorid ja muud
Geotermilise küttesüsteemi siseseade
Geotermilised allikad eramaja kütmisel
Maa-vesi soojuspump basseinivee soojendamiseks
Geotermilised süsteemid äärelinna hoonete paigutuses
Geotermiline kütteseade kasvuhoones
Soojuspump lisana peamisele küttekontuurile
Mitmeahelaline geotermiline süsteem eramajas
Geotermiline küte koos päikesepaneelidega
Tuleb märkida, et mõned käsitöölised õppisid raha säästmiseks oma geotermilise soojuspumba kokkupanekut oma kätega.
Geotermilise kütte allikate kohta
Geotermilise kütte jaoks võite kasutada järgmisi maapealse soojusenergia allikaid:
- kõrge temperatuur;
- madal temperatuur.
Kõrgtemperatuurilised allikad hõlmavad näiteks termilisi vedrusid. Võite neid kasutada, kuid nende rakendusala piirdub selliste allikate tegeliku asukohaga.
Kui seda tüüpi energiat kasutatakse Islandil aktiivselt, siis Venemaal on termilised veed asulatest kaugel. Nii palju kui võimalik on nad koondunud Kamtšatka, kus maa-alust vett kasutatakse soojuskandjana ja tarnitakse kuuma veevarustussüsteemidesse.
Maa soojusenergia tõhusaks kasutamiseks pole vaja vulkaani. Piisab nende ressursside kasutamisest, mis asuvad maapinnast vaid 200 meetri kaugusel.
Kuid madala temperatuuriga allikate kasutamiseks on meil kõik vajalikud eeltingimused. Selleks sobivad ümbritsevad õhumassid, maa või vesi.
Vajaliku energia ammutamiseks soojuspumba abil. Tema abiga on olemas protseduur, mille abil saab ümbritseva õhu temperatuuri soojusenergiaks muundada mitte ainult kütteks, vaid ka kodumajapidamise sooja veevarustuseks.
Pildigalerii
Foto:
Vaba põhjavee ja kivisoojuse tara
Õuesoojusvaheti
Õues soojusvaheti looduslikus tiigis
Maasoojuspumba maasoojuspump
Sellise kuumutamise tööpõhimõte
Kui olete tuttav kliimaseadme või külmiku toimimisega, siis on nende protsesside sarnasus geotermilise kuumutamise toimimise põhimõttega ilmne. Süsteemi alus on soojuspump, mis on ühendatud kahte ahelasse - välise ja sisemisega.
Traditsioonilise küttesüsteemi korraldamiseks igas majas on jahutusvedeliku transportimiseks vaja paigaldada sinna torud ja radiaatorid, kui neid soojendatakse, siseneb soojus ruumidesse. Meie puhul on vaja ka torusid ja radiaatoreid. Need moodustavad süsteemi sisemise vooluringi. Vooluahelasse saab lisada põrandakütte.
Väline vooluahel näeb välja palju suurem kui sisemine, ehkki selle mõõtmeid saab hinnata alles planeerimise ja paigaldamise ajal. Töö ajal on see nähtamatu, kuna asub maa all või vee all. Selle vooluringi sees ringleb tavaline vee- või etüleenglükoolipõhine antifriis, mis on palju eelistatavam.
Geotermilise küttesüsteemi koostis sisaldab kahte vooluahelat - sisemist ja välist, samuti küttesüsteemi südamikku - soojuspumpa, mis jahutusvedeliku kokkusurumisel tõstab selle temperatuuri (+)
Väliskontuuris olev jahutusvedelik kuumutatakse keskkonda, milles see on sukeldatud, ja saadetakse “soojendatud” kujul soojuspumba. Selle kaudu edastatakse kontsentreeritud soojus sisemisele vooluringile, mille tagajärjel soojendatakse torudes, radiaatorites ja põrandakütte vett.
Seega on kogu süsteemi taaselustav põhielement soojuspump. Kui teie majas on tavaline pesumasin, siis teadke: see pump võtab umbes sama ala.
Tööks vajab ta elektrit, kuid tarbides ainult 1 kW, annab ta 4–5 kW soojust. Ja see pole mingi ime, kuna teada on “täiendava” energia allikas - see on keskkond.
Kaks tüüpi soojusvaheti paigutus
Keskkonnaelementide madala temperatuuriga energia abil eramaja kütmiseks on kaks võimalust. Kõigil kolmel juhul on süsteemi aluseks maasoojuspump.
Sisemine vooluring jääb ükskõik millise kütteviisi korral muutumatuks ja peamine erinevus seisneb välise vooluringi asukohas.
Geotermiline küte toimub soojusvahetiga, mis asub:
- püsti - asuvad kaevudes, mis põhjaveekihti paljastavad või ei ava;
- horisontaalselt - süsteemide soojusvahetid asetatakse auku või lahtisesse tiiki mingi mähise kujul.
Igasugust siin esitatud kütteliiki iseloomustavad selle omadused, puudused ja eelised.
Kui kavatsete sellist küttesüsteemi luua oma kätega, on teil huvi teada saada iga tüübi kohta rohkem.
Pildigalerii
Foto:
Vertikaalne viis kollektori paigutamiseks
Soojuspumba kollektori vertikaalsete silmuste rühm
Väline soojuspumba kollektor suurele majale
Horisontaalne soojuspumba sisselaske põhjaveepump
Välisüksuse kollektori paigaldamine kraavi
Soojusvaheti paigaldamine korvide rühmana
Torujuhtme paigaldamine mööda kaevu seinu ja põhja
Kahanev ala kompenseerib valmimiskaevud
Valik 1. Välise kollektori vertikaalne paigutus
Seda tüüpi küte põhineb huvitaval loodusnähtusel: 50–100 m sügavusel pinnast on maapinnal aastaringselt sama ja püsiv temperatuur 10–12 ° C.
Maa energia kasutamist on vaja puurida vertikaalsed kaevud. Tehnoloogia on peaaegu sama, mis veeallika ettevalmistamisel.
Maastiku säilimise maksimeerimiseks võite puurida mitu toru samast lähtepunktist, kuid erinevate nurkade alt.
Süsteemi väline vooluahel paigaldatakse otse nendesse kaevudesse. See võtab maapinnalt tõhusalt ära selle soojuse. Muidugi ei saa seda meetodit nimetada lihtsaks ja väikese eelarvega.
Geotermilise kuumutamise vertikaalse süsteemi loomiseks on vaja kasutada kaevude puurimiseks vajalikke seadmeid, ilma puurimisseadet kasutamata, süsteemi paigaldamisega seotud probleemide lahendamine on üsna töömahukas (+)
See on asjakohane juhul, kui majaga külgnev territoorium on juba sisustatud ja selle maastiku rikkumine on kohatu. Kaevude puurimise sügavus võib ulatuda 50-200 meetrini.
Kaevu konkreetsed parameetrid sõltuvad koha geoloogilisest olukorrast ja tulevase struktuuri parameetritest. Selle disainilahenduse kasutusiga on umbes 100 aastat.
Maa-aluse vee energiat ammutava soojusvahetiga süsteemi vertikaalse versiooni paigaldamiseks on vaja puurida kaks põhjaveekihti.
Ühest neist, mida nimetatakse deebetiks, tõmmatakse pumba abil vett, mis pärast soojusülekannet juhitakse teise, saades põlvkonna.
Kahe kaevuga geotermilise süsteemi miinus on maamaja kütmiseks ebapiisav. Tsirkulatsioonipump kulutab liiga palju energiat. Kuid jahutusvedeliku tarnimiseks piisab sooja põranda kontuurist saadud soojusenergiast
Variant nr 2. Pinnasekoguja horisontaalne paigutus
Välisringi paigaldamiseks horisontaalse tüüpi küttega peate teadma, kui sügavalt maapind teie piirkonnas külmub.
Torud asetatakse eelnevalt ettevalmistatud kaevikutes külmumistaset allapoole, jäädes samas üsna suure ruumi kinni: maja soojendamiseks, mille pindala on 200-250 ruutmeetrit. m, peate kasutama umbes 600 ruutmeetrit. m soojusvaheti. See on kuussada osa.
Selle disaini puuduseks on suur ala, mida see hõivab. Kui vajate krundil rohu ja lilledega kaetud muru, on see teie valik.Ja parem on hoida kollektoritorud eemal viljadest (+)
On selge, et sellistes tingimustes on mullatööde maht märkimisväärne. Lisaks peate arvestama puude ja muu taimestiku paiknemisega saidil, et mitte neid külmuda. Näiteks on võimatu kollektsioonitorusid asetada puudest lähemale kui poolteist meetrit.
Seda paigaldusmeetodit kasutatakse reeglina neil juhtudel, kui ala alles ehitatakse. Kõik suvila ehituse arvutused ja plaanid, selle kütmise korraldamine ja maa planeerimine on kõige parem teha üheaegselt.
Pildigalerii
Foto:
Kuumuse sisselaskekollektori paigaldamine auku
Kollektori ühendamine maja väljapääsu ja sissepääsu torudega
Ühendus mahtveeboileriga
Saidi korrastamine välise kogujaga
Horisontaalse soojusvaheti sukeldamine tiiki
See meetod nõuab koduomandi erikorraldust - umbes 100 m kaugusel piisava sügavusega veehoidlast. Lisaks ei tohiks määratud reservuaar külmuda põhja, kus asub süsteemi väline vooluring. Ja selleks ei saa reservuaari pindala olla väiksem kui 200 ruutmeetrit. m
Seda soojusvaheti paigutamise võimalust peetakse kõige odavamaks, kuid koduomandi sarnane korraldus pole endiselt levinud. Lisaks võivad raskused tekkida, kui veehoidla kuulub avalikesse rajatistesse
Selle meetodi ilmne eelis on kohustusliku töömahuka kaevetööde puudumine, ehkki peate siiski arvestama koguja veealuse asukohaga. Ja selleks tööks on vaja ka spetsiaalset luba.
Veeenergiat kasutav geotermiline paigaldus on siiski endiselt kõige ökonoomsem.
Tehke ise: mis ja kuidas
Kui olete juba paigaldanud oma geotermilise kütte, siis on välimine vooluring parem osta valmis. Muidugi kaalume ainult välise soojusvaheti horisontaalse paigutuse viise: pinnase või vee all.
Kui teil pole seadmeid ja puurimisoskust, on palju keerulisem paigaldada vertikaalne puuraugu kollektor ise.
Soojuspump pole liiga suur seade. Teie majas ei võta see palju ruumi. Lõppude lõpuks on see suuruse järgi võrreldav näiteks tavalise tahkekütuse katlaga. Teie kodu sisemise vooluahela ühendamine sellega on lihtne ülesanne.
Tegelikult tehakse kõik täpselt samamoodi nagu traditsiooniliste soojusallikate abil kütte korraldamisel ja jaotamisel. Peamine raskus on välise vooluahela paigutus.
Maja selline paigutus tiigi suhtes on tavalisem. Peaasi, et veehoidla ei tohiks olla suvilast kaugemal kui 100 meetrit
Parim võimalus oleks kasutada veekogu, kui see asub mitte kaugemal kui 100 m. On vaja, et selle pindala ületaks 200 ruutmeetrit. m ja sügavus - 3 m (keskmine külmumisparameeter). Kui see veehoidla ei kuulu teile, võib probleemiks olla loa saamine selle kasutamiseks.
Kui veehoidlaks on teie valduses olev tiik, on asi lihtsustatud. Tiigist saab vett ajutiselt välja pumbata. Siis saab selle põhjas asuvat tööd hõlpsalt teha: torud tuleb panna spiraali, kinnitades need selles asendis.
Mullatööd on vajalikud ainult kraavi kaevamiseks, mis on vajalik välise vooluahela ühendamiseks soojuspumbaga.
Pärast kõigi tööde lõppu saab tiigi uuesti veega täita. Järgmise paari aasta jooksul peaks väline soojusvaheti korralikult töötama ega tohiks selle omanikule probleeme tekitada.
Kui teie käsutuses on maatükk, millele peate ainult elamu ehitama ja aeda kasvatama, on mõistlik planeerida horisontaalne pinnasetüüpi soojusvaheti.
Selleks tuleks tulevase koguja pindala esialgselt arvutada, tuginedes juba ülaltoodud parameetritele: 250-300 ruutmeetrit. m kogujat 100 ruutmeetri kohta. m maja köetavat pinda.
Kui teil on hoonete ja taimkatteta ala, mida soovite säilitada, saate pinnase välise horisontaalse kontuuri ehituse ajal lihtsalt pinnase eemaldada: see on lihtsam kui kaevikute kaevamine.
Kaevikud, milles vooluringi torud pannakse, tuleb kaevata pinnase külmumisastmest madalamale.
Ja mis veelgi parem - lihtsalt eemaldage pinnas selle külmumise sügavusele, pange torud ja pange muld oma kohale tagasi. Töö on aeganõudev, keeruline, kuid suure soovi ja sihikindlusega saate seda teha.
Kulud ja tasuvusväljavaated
Seadmete ja nende paigaldamise kulud geotermilise kütte ehituse ajal sõltuvad seadme võimsusest ja tootjast.
Igaüks valib tootja, juhindudes oma kaalutlustest ja teabest konkreetse kaubamärgi maine ja usaldusväärsuse kohta. Kuid võimsus sõltub hooldatava ruumi pindalast.
See arv kajastab lühidalt geotermilise küttesüsteemi kasutamisest saadava kasu eeliseid. See sissetuleva ja väljamineva energia suhe võimaldab süsteemil kiiresti kiiresti ära maksta ja säästa siis selle omaniku raha (+)
Kui võtame täpselt võimsuse arvesse, siis varieeruvad soojuspumpade maksumus järgmistes vahemikes:
- 4-5 kW - 3000-7000 tavaühikut;
- 5-10 kW - 4000-8000 tavaühikut;
- 10-15 kW - 5000–10000 tavaühikut.
Kui lisada sellele summale paigaldustöödeks vajalikud kulud (20–40%), siis saame summa, mis paljudele tundub täiesti ebareaalne.
Kuid kõik need kulud tasuvad end üsna mõistlikul viisil ära. Tulevikus peate pumba tööks vajaliku elektri eest maksma ainult ebaolulisi kulutusi. Ja see on kõik!
Elamute kütmiseks kasutatavate geotermiliste süsteemide ebapiisava efektiivsuse tõttu kasutatakse neid põhiküttevõrkude lisana või ehitatakse koos kahe või enama soojusvahetiga
Nagu praktika näitab, on geotermiline küte eriti kasulik kodudele, mille üldine köetav pind on 150 ruutmeetrit. m. Viie kuni kaheksa aasta jooksul tasuvad kõik nende majade küttesüsteemide korraldamise kulud täielikult ära.
Kui geotermiline küte pole eramajade omanike seas eriti nõudlik, siis on geelsüsteemide tõhusust lõunapoolsete piirkondade elanikud juba hinnanud. Päikesekütte ehitamise tehnoloogia on üsna lihtne ning selle efektiivsust ja praktilisust kinnitab paljude aastate kogemus lääneriikides ja meie kaasmaalastel.
Lisateave alternatiivsete energiaallikate kohta on esitatud selles artiklis.
Kui teil on visuaalset teavet lihtsam tajuda, võimaldab see video teil ise näha, kuidas geotermiline süsteem töötab, samuti saate rohkem teada saada, kes ja miks on seda tüüpi küte kasulik.
Kutsume teid vaatama lühikest videot, milles horisontaalse aluspinnase koguja omanik räägib oma muljetest selle toimimisest. Lisaks saate seda videot vaadates teada geotermilise küttesüsteemi käitamisega seotud jooksvatest kuludest.
Iga eramaja omanik valib ise, kas osta ressursse pakkuvate organisatsioonide teenuseid või loota ainult endale. Seejuures juhindub ta kaalutluste loendist.
Enda jaoks seatud eesmärk ei ole suruda teid valmis järeldusele, vaid jagada teavet võimalike probleemide lahendamise võimaluste kohta.
Kas teil on midagi täiendada või on teil küsimusi eramaja geotermilise kuumutamise kohta? Võite avaldamise kohta kommentaare jätta. Kontaktvorm asub alumises plokis.