Geoterminio šildymo sistemos kaimo namams: „pasidaryk pats“ funkcijos

Žinome, kad geotermija yra Žemės šiluma, o sąvoka „geotermija“ dažnai siejama su ugnikalniais ir geizeriais. Rusijoje geoterminė energija pirmiausia naudojama pramoniniu mastu, pavyzdžiui, yra Tolimųjų Rytų elektrinių, kurios veikia naudojant mūsų planetos šilumą.

Daugelis žmonių yra įsitikinę, kad geoterminio šildymo namuose gamyba savo rankomis yra kažkas iš mokslinės fantastikos. Ar ne taip? Bet tai visiškai netiesa! Tobulėjant šiuolaikinėms technologijoms, „žaliosios energijos“ naudojimas namuose tapo visiškai įmanomas.

Pakalbėsime apie alternatyvaus šildymo veikimo principus, privalumus ir trūkumus, palyginsime su tradicinėmis šildymo sistemomis. Taip pat sužinosite, kaip išdėstyti šilumokaitį ir kaip savo rankomis įsirengti geoterminį šildymą.

Keletas istorinių faktų

Praėjusio šimtmečio aštuntajame dešimtmetyje kilus naftos krizei, Vakaruose iškilo didžiulis poreikis alternatyvių energijos šaltinių. Būtent tuo metu buvo pradėtos kurti pirmosios geoterminio šildymo sistemos.

Šiandien jie plačiai paplitę JAV, Kanadoje ir Vakarų Europos šalyse.

Pavyzdžiui, Švedijoje jie aktyviai naudoja vandenį iš Baltijos jūros, kurio temperatūra yra +4°C. Vokietijoje geoterminio šildymo sistemų diegimas remiamas net valstybiniu lygiu.

Rusijoje yra Paužetskaya, Verchne-Mutnovskaya, Okeanskaya ir kitos geoterminės elektrinės. Tačiau yra labai mažai įrodymų apie Žemės energijos naudojimą mūsų privačiame sektoriuje.

Tikri privalumai ir trūkumai

Jei geoterminis šildymas privačiame sektoriuje Rusijoje buvo gana mažai platinamas, ar tai reiškia, kad idėja nėra verta jos įgyvendinimo išlaidų? Gal neverta griebtis šios problemos? Paaiškėjo, kad taip nėra.

Geoterminio šildymo sistemos naudojimas jūsų namams yra pelningas sprendimas.Ir tam yra keletas priežasčių. Tai apima greitą įrangos, kuri gali veikti ilgą laiką be jokių trikdžių, montavimą.

Jei šildymo sistemoje naudosite kokybišką antifrizą, o ne vandenį, jis neužšals, o susidėvėjimas bus minimalus.

Išvardijame kitus šio šildymo tipo privalumus.

• Kuro deginimo procedūra neįtraukiama. Sukuriame absoliučiai ugniai atsparią sistemą, kuri savo veikimo metu negali pakenkti būstui. Be to, pašalinama ir nemažai kitų su kuro buvimu susijusių problemų: dabar nebereikia ieškoti, kur jį laikyti, užsiimti jo paruošimu ar pristatymu.
• Didelė ekonominė nauda. Sistemos veikimo metu papildomų investicijų nereikės. Kasmetinį šildymą užtikrina gamtos jėgos, kurių mes neperkame. Žinoma, eksploatuojant šilumos siurblį, sunaudojama elektros energija, tačiau pagaminamos energijos kiekis gerokai viršija sunaudojamos energijos kiekį.
• Aplinkos veiksnys. Privataus kaimo namo geoterminis šildymas yra ekologiškas sprendimas. Degimo proceso nebuvimas pašalina degimo produktų išsiskyrimą į atmosferą. Jei daug kas tai supras ir tokia šilumos tiekimo sistema išplis, neigiamas žmonių poveikis gamtai sumažės daug kartų.
• Sistemos kompaktiškumas. Jums nereikia organizuoti atskiros katilinės savo namuose. Tereikia šilumos siurblio, kurį galima pastatyti, pavyzdžiui, rūsyje.Didžiausias sistemos kontūras bus po žeme arba po vandeniu, jo nematysite savo svetainės paviršiuje.
• Daugiafunkciškumas. Sistema gali veikti tiek šildyti šaltuoju metų laiku, tiek vėsinti per vasaros karščius. Tai yra, iš tikrųjų jis pakeis ne tik jūsų šildytuvą, bet ir oro kondicionierių.
• Akustinis komfortas. Šilumos siurblys veikia beveik tyliai.

Geoterminio šildymo sistemos pasirinkimas yra ekonomiškas, nepaisant to, kad teks išleisti pinigus įrangos įsigijimui ir montavimui.

Beje, kaip sistemos trūkumą jie įvardija būtent išlaidas, kurias teks patirti įrengiant sistemą ir paruošiant ją eksploatacijai. Jums reikės nusipirkti patį siurblį ir kai kurias medžiagas bei atlikti išorinio kolektoriaus ir vidinės grandinės montavimo darbus.

Tačiau šios išlaidos atsiperka vos per pirmuosius kelerius veiklos metus. Vėlesnis kolektoriaus naudojimas, paguldytas į žemę arba panardintas į vandenį, leidžia žymiai sutaupyti.

Be to, pats diegimo procesas nėra toks sudėtingas, kad jį atlikti reikėtų kviesti trečiųjų šalių specialistus. Jei nedarote gręžimo, visa kita galite padaryti patys.

Pažymėtina, kad kai kurie meistrai, stengdamiesi sutaupyti, išmoko rinkti geoterminę energiją DIY šilumos siurblys.

Apie geoterminio šildymo šaltinius

Geoterminiam šildymui gali būti naudojami šie antžeminės šiluminės energijos šaltiniai:

• aukštos temperatūros;
• žema temperatūra.

Aukštos temperatūros šaltiniai apima, pavyzdžiui, termines spyruokles. Jie gali būti naudojami, tačiau jų apimtį riboja tikroji tokių šaltinių vieta.

Nors Islandijoje ši energijos rūšis yra aktyviai naudojama, Rusijoje terminiai vandenys yra toli nuo apgyvendintų vietovių. Jie kiek įmanoma koncentruojami Kamčiatkoje, kur požeminis vanduo naudojamas kaip aušinimo skystis ir tiekiamas į karšto vandens sistemas.

Bet mes turime visas būtinas prielaidas naudoti žemos temperatūros šaltinius. Tam tinka aplinkinės oro masės, žemė ar vanduo.

Reikiamai energijai išgauti naudojamas šilumos siurblys. Su jo pagalba atliekama procedūra, skirta aplinkos temperatūrai paversti šilumos energija ne tik šildymui, bet ir karšto vandens tiekimui privačiam namų ūkiui.

Tokio šildymo veikimo principas

Jei esate susipažinę su tuo, kaip tai veikia oro kondicionierius arba šaldytuvas, tuomet akivaizdus šių procesų panašumas su geoterminio šildymo veikimo principu. Sistemos pagrindas – šilumos siurblys, kuris jungiamas prie dviejų grandinių – išorinės ir vidinės.

Norint organizuoti tradicinę šildymo sistemą bet kuriame name, būtina įrengti vamzdžius aušinimo skysčiui ir radiatoriams transportuoti, šildant šiluma pateks į patalpas. Mūsų atveju taip pat reikalingi vamzdžiai ir radiatoriai. Jie sudaro vidinį sistemos kontūrą. Galima pridėti prie diagramos šiltos grindys.

Išorinis kontūras atrodo daug didesnis nei vidinis, nors jo matmenis galima įvertinti tik planuojant ir montuojant. Eksploatacijos metu jis yra nematomas, nes yra po žeme arba po vandeniu. Šios grandinės viduje cirkuliuoja paprastas vanduo arba etilenglikolio pagrindu pagamintas antifrizas, o tai yra daug geriau.

Aušinimo skystis išorinėje grandinėje jis pašildomas iki aplinkos, į kurią panardinamas, būsenos ir siunčiamas „šildomu“ pavidalu į šilumos siurblį. Per ją koncentruota šiluma perduodama į vidinę grandinę, ko pasekoje vanduo šildomas vamzdžiuose, radiatoriuose ir šildomose grindyse.

Taigi pagrindinis elementas, kuris pagyvina visą sistemą, yra šilumos siurblys. Jei jūsų namuose yra įprasta skalbimo mašina, žinokite: šis siurblys užims maždaug tiek pat ploto.

Kad veiktų, jam reikia elektros energijos, tačiau, sunaudodama tik 1 kW, pagamina 4-5 kW šilumos. Ir tai nėra stebuklas, nes žinomas „papildomos“ energijos šaltinis - tai aplinka.

Dviejų tipų šilumokaičių vietos

Yra dvi galimybės šildyti privatų namą naudojant žemos temperatūros energiją iš aplinkos elementų. Sistemos pagrindas visais trimis atvejais yra geoterminis siurblys.

Vidinė grandinė išlieka nepakitusi naudojant bet kokį šildymo būdą, o pagrindinis skirtumas yra išorinės grandinės vieta.

Geoterminis šildymas tiekiamas su šilumokaičiu, esančiu:

• vertikaliai — yra šuliniuose, kurie prasiskverbia arba neprasiskverbia į vandeningąjį sluoksnį;
• horizontaliai — sistemų šilumokaičiai dedami į duobę arba atvirą rezervuarą tam tikros gyvatės pavidalu.

Kiekvienas iš čia išvardytų šildymo tipų pasižymi savo ypatybėmis, trūkumais ir privalumais.

Jei ketinate sukurti tokią šildymo sistemą savo rankomis, jums bus įdomu sužinoti daugiau apie kiekvieną tipą.

1 variantas. Vertikalus išorinio kolektoriaus išdėstymas

Šio tipo šildymas pagrįstas įdomiu gamtos reiškiniu: 50-100 m ir daugiau gylyje nuo jo paviršiaus žemėje visus metus yra vienoda ir pastovi 10-12°C temperatūra.

Kad galėtume panaudoti šią žemės energiją, tai būtina gręžti vertikalius šulinius. Technologija beveik panaši į vandens paėmimo šaltinio paruošimą.

Siekiant kuo labiau išsaugoti kraštovaizdį, galima išgręžti kelis vamzdžius iš to paties pradinio taško, bet skirtingais kampais.

Išorinė sistemos grandinė bus sumontuota tiesiai šiuose šuliniuose. Tai leis efektyviai pašalinti jos šilumą iš žemės. Žinoma, šį metodą vargu ar galima pavadinti paprastu ir mažo biudžeto.

Tai aktualu tuo atveju, kai prie namo esanti teritorija jau yra išvystyta, o trikdyti jos kraštovaizdį nepraktiška. Šulinio gręžimo gylis gali siekti nuo 50 iki 200 metrų.

Konkretūs gręžinio parametrai priklauso nuo geologinės situacijos aikštelėje ir būsimos struktūros parametrų. Šios konstrukcijos tarnavimo laikas yra apie 100 metų.

Norint įrengti vertikalią sistemos versiją su šilumokaičiu, kuris išgauna požeminio vandens energiją, reikės išgręžti du vandens nešančius gręžinius.

Iš vieno iš jų, vadinamo debeto, siurbliu imamas vanduo, kuris, perdavus šilumą, nuleidžiamas į antrąjį, priimantį išėjimą.

2 variantas. Horizontalus dirvožemio kolektoriaus išdėstymas

Norėdami nutiesti išorinę horizontalaus šildymo grandinę, turite žinoti, iki kokio gylio žemė užšąla jūsų vietovėje.

Vamzdžiai klojami žemiau užšalimo lygio iš anksto paruoštose tranšėjose, apimančiose gana didelę erdvę: šildyti namą, kurio plotas yra 200-250 kvadratinių metrų. m, reikia naudoti apie 600 kv. m šilumokaitį. Tai šeši šimtai kvadratinių metrų.

Akivaizdu, kad tokiomis sąlygomis kasimo darbų apimtys bus nemažos. Be to, savo plane turite atsižvelgti į medžių ir kitos augmenijos vietą svetainėje, kad jos neužšaltų. Pavyzdžiui, kolektorių vamzdžiai neturėtų būti arčiau nei pusantro metro nuo medžių.

Šis įrengimo būdas paprastai naudojamas tais atvejais, kai svetainė tik kuriama statybai. Visus kotedžo statybos, jo šildymo organizavimo ir žemės sklypo planavimo skaičiavimus ir planus geriausia atlikti vienu metu.

Horizontalaus šilumokaičio panardinimas į rezervuarą

Šiam metodui reikalinga speciali namų ūkio vieta – maždaug 100 m atstumu nuo pakankamo gylio rezervuaro. Be to, nurodytas rezervuaras neturėtų užšalti iki pat dugno, kur bus išorinis sistemos kontūras. Ir tam rezervuaro plotas negali būti mažesnis nei 200 kvadratinių metrų. m.

Akivaizdus šio metodo pranašumas yra tai, kad neatliekami privalomi daug darbo reikalaujantys kasimo darbai, nors vis tiek reikia tvarkyti povandeninę kolektoriaus vietą. O tokiems darbams atlikti taip pat reikės specialaus leidimo.

Tačiau geoterminė instaliacija naudojant vandens energiją vis dar yra ekonomiškiausia.

Pasidaryk pats: kas ir kaip

Jei geoterminį šildymą ketinate įsirengti patys, tuomet išorinę grandinę geriau pirkti jau paruoštą. Žinoma, mes tik svarstome, kaip išorinį šilumokaitį išdėstyti horizontaliai: po grunto paviršiumi ar po vandeniu.

Patiems įsirengti vertikalų gręžinio kolektorių yra daug sunkiau, jei neturite įrangos ir gręžimo įgūdžių.

Šilumos siurblys nėra labai didelė įranga. Tai neužims daug vietos jūsų namuose. Galų gale, savo dydžiu jis yra panašus į, pavyzdžiui, įprastą kietojo kuro katilą. Prijungti vidinę namo grandinę prie jos nėra sudėtinga užduotis.

Tiesą sakant, viskas daroma lygiai taip pat, kaip ir organizuojant ir šildymo laidai naudojant tradicinius šilumos šaltinius. Pagrindinis sunkumas yra išorinės grandinės dizainas.

Geriausias variantas būtų naudoti rezervuarą, jei jis randamas ne didesniu kaip 100 m atstumu, būtina, kad jo plotas viršytų 200 kv.m. m, o gylis – 3 m (vidutinis užšalimo parametras). Jei šis vandens telkinys jums nepriklauso, tada gauti leidimą juo naudotis gali tapti problema.

Jei rezervuaras yra jūsų nuosavybėje esantis tvenkinys, reikalas tampa paprastesnis. Vandenį iš tvenkinio galima laikinai išsiurbti. Tada apdirbti jo dugną galima nesunkiai: vamzdžius reikės tiesti spirale, pritvirtinant juos šioje padėtyje.

Kasimo darbų prireiks tik iškasti tranšėją, kurios prireiks išorinei grandinei prijungti prie šilumos siurblio.

Atlikus visus darbus, tvenkinį vėl galima pripildyti vandens. Per ateinančius šimtą metų išorinis šilumokaitis turėtų tinkamai veikti ir nekelti rūpesčių jo savininkui.

Jei turite žemės sklypą, kuriame tereikia statyti būstą ir auginti sodą, prasminga planuoti horizontalų žemės tipo šilumokaitį.

Norėdami tai padaryti, turėtumėte preliminariai apskaičiuoti būsimo kolektoriaus plotą, remiantis jau nurodytais parametrais: 250-300 kv. m kolektoriaus 100 kv. m šildomo namo ploto.

Tranšėjos, kuriose turi būti tiesiami kontūro vamzdžiai, turi būti iškasti žemiau dirvožemio užšalimo lygio.

Dar geriau, tiesiog pašalinkite dirvą iki jo užšalimo gylio, nutieskite vamzdžius ir grąžinkite dirvą į savo vietą. Darbas yra daug darbo reikalaujantis ir sudėtingas, tačiau turėdami didelį norą ir ryžtą galite jį atlikti.

Išlaidos ir atsipirkimo perspektyvos

Įrangos ir jos įrengimo kaštai statant geoterminį šildymą priklauso nuo įrenginio galios ir gamintojo.

Kiekvienas renkasi gamintoją pagal savo svarstymus ir informaciją apie konkretaus prekės ženklo reputaciją ir patikimumą. Tačiau galia priklauso nuo aptarnaujamo kambario ploto.

Jei atsižvelgsime į galią, šilumos siurblių kaina skiriasi šiais intervalais:

• esant 4-5 kW – 3000-7000 įprastinių vienetų;
• esant 5-10 kW – 4000-8000 įprastinių vienetų;
• esant 10-15 kW – 5000-10000 įprastinių vienetų.

Jei prie šios sumos pridėsime išlaidas, kurių reikia montavimo darbams atlikti (20-40%), tai gausime sumą, kuri daugeliui atrodys visiškai nereali.

Tačiau visos šios išlaidos bus susigrąžintos per labai pagrįstą laikotarpį. Ateityje teks mokėti tik nedideles išlaidas už elektros energiją, reikalingą siurblio veikimui. Ir viskas!

Kaip rodo praktika, geoterminis šildymas ypač naudingas namams, kurių bendras šildomas plotas yra 150 kvadratinių metrų. m Per penkerius-aštuonerius metus visos šildymo sistemų įrengimo išlaidos šiuose namuose visiškai atsiperka.

Jei geoterminis šildymas nėra itin paklausus tarp privačių namų savininkų, tai saulės sistemų efektyvumą jau įvertino pietinių regionų gyventojai. Technologijos saulės šildymo konstrukcijos yra gana paprastas, o jo efektyvumą ir praktiškumą patvirtina ilgametė Vakarų šalių ir mūsų tautiečių naudojimo patirtis.

Daugiau informacijos apie alternatyvius energijos šaltinius žr Šis straipsnis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Jei jums lengviau suvokti vaizdinę informaciją, šis vaizdo įrašas leis savo akimis pamatyti, kaip tiksliai veikia geoterminė sistema, taip pat sužinoti daugiau apie tai, kam ir kodėl naudingas toks šildymas.

Kviečiame pažiūrėti trumpą filmuką, kuriame horizontalaus podirvio kolektoriaus savininkas pasakos apie jo eksploatavimo įspūdžius.Be to, žiūrėdami šį vaizdo įrašą sužinosite apie nuolatines išlaidas, susijusias su geoterminio šildymo sistemos eksploatavimu.

Kiekvienas privataus namo savininkas pats pasirenka, ar pirkti išteklių tiekimo organizacijų paslaugas, ar pasikliauti tik savimi. Tai darydamas jis vadovaujasi visu sąrašu svarstymų.

Tikslas, kurį išsikėlėme sau, yra ne priversti jus padaryti paruoštą išvadą, o pasidalinti informacija apie jums iškilusios problemos sprendimo galimybes.

Turite ką pridėti ar turite klausimų dėl privataus namo geoterminio šildymo? Galite palikti komentarus apie leidinį. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.