Sistemes de calefacció geotèrmica per a una casa de camp: característiques d'arranjament de fer-ho vostè mateix

Principi de funcionament

Un fenomen com la calefacció geotèrmica, el principi del qual s'assembla a una nevera convencional, només a l'inrevés, és cada cop més popular. La terra reté la calor constantment, és possible escalfar objectes situats a la seva superfície. La conclusió és que el magma calent escalfa la terra des de dins, i gràcies al sòl no es congela des de dalt.

I el principi de funcionament aquí és el següent: es col·loca una bomba de calor a la part superior, un intercanviador de calor es baixa a un eix de terra especial. L'aigua subterrània passa per la bomba i s'escalfa. Així, la calor que s'obté en aquest cas s'utilitza amb finalitats industrials o domèstiques. Així és com funciona la calefacció de terra.

Esquema de la bomba de calor

Tingueu en compte que el principal avantatge d'aquest sistema és que amb un cost d'electricitat d'1 kW, obtenim energia tèrmica útil en el rang de 4 a 6 kW. Per comparació, un aparell d'aire condicionat convencional no és capaç de convertir 1 kW d'electricitat en 1 kW d'energia tèrmica (la llei de conservació de l'energia, ja que les pèrdues durant la conversió d'un tipus d'energia a un altre, per desgràcia, encara no s'han cancel·lat). ). L'escalfament de la calor de la terra pagarà prou ràpidament amb l'enfocament adequat per a la implementació de la calefacció geotèrmica.

Costos aproximats i devolució del sistema

A l'hora d'escollir la calefacció tèrmica, el principi de la qual ja es coneix, els propietaris han de ser conscients que es requeriran determinades inversions. La marca de l'equip es selecciona segons els requisits de l'usuari, el preu de les unitats depèn de molts factors, per exemple, la potència.

Els dispositius per a 4-5 kW s'estimen entre 3.000 i 7.000 dòlars, per a 5-10 kW costen entre 4.000 i 8.000 dòlars, per a 10-15 kW ja entre 5.000 i 10.000 dòlars. A més, el 40-50% de l'import serà el cost dels treballs d'instal·lació i la posada en marxa del sistema. El resultat és una quantitat de costos molt impressionant. Però tots es pagaran en uns 3-5 anys, i després només queden les factures d'electricitat que consumirà la bomba de calor.

Principi d'obtenció d'energia geotèrmica

El funcionament de les estacions de calefacció geotèrmica sovint es compara amb el principi de funcionament dels sistemes d'aire condicionat o una nevera convencional. Qualsevol dels esquemes consta de dos circuits d'intercanvi de calor. En general, s'accepta que al circuit situat a terra, el portador s'escalfa (la majoria de vegades el freó no congelant té aquest paper), que posteriorment es transfereix al "circuit domèstic" a l'evaporador de l'intercanviador de calor.

El líquid que s'ha refredat després de circular per la casa s'ha de tornar a escalfar a uns +7 °C per repetir el cicle. Paral·lelament, a l'estiu el sistema funciona en el principi contrari, refredant l'aire de la casa, per la qual cosa seria més correcte anomenar-lo no calefacció, sinó aire condicionat.

Utilitzant una bomba de calor

La durabilitat del sistema depèn de les característiques i condicions en què funciona la bomba de calor. En instal·lacions geotèrmiques, és capaç de funcionar durant aproximadament 1800 hores anuals. Aquest és un valor mitjà per a latituds sense fonts subterrànies tèrmiques.

Com funciona una bomba de calor

El principi de funcionament del sistema de calefacció tèrmica és idèntic i no té res a veure amb el país d'origen o la marca. Les bombes geotèrmiques poden variar en disseny, mida, aparença, però el coeficient de producció de calor sempre serà el mateix per a bombes de diferents empreses i diferents països. Això es deu precisament a la peculiaritat de processar l'energia natural en energia tèrmica.

Les conseqüències d'aquests errors de càlcul finalment condueixen a conseqüències desastroses: el sòl s'enfonsa de manera desigual, en alguns llocs s'enfonsa molt, com a resultat de la qual cosa es danya les canonades de plàstic protectores. Si la casa es troba a prop, es pot produir una deformació de la base o de les parets a causa dels canvis geològics.

Periòdicament, cal prendre mesures per "regenerar" el sòl, per la qual cosa es subministra energia tèrmica addicional a l'intercanviador de calor. Pot ser l'energia solar o la calefacció de la sonda quan la bomba de calor s'utilitza en mode de refrigeració espacial.

En conclusió, cal destacar que la instal·lació geotèrmica encara no està a l'abast de tothom.En alguns casos, el període d'amortització pot durar més de 10 anys, però al final són aquests mètodes d'escalfament d'una casa els que aviat es convertiran no només en alternatius, sinó en els únics possibles.

VÍDEO: Bombes de calor geotèrmiques

Calefacció geotèrmica: analitzem el principi de funcionament

El principi de funcionament d'aquest tipus de calefacció és bastant senzill i rau en la propietat de la terra de no congelar-se fins i tot a temperatures bastant baixes. Per exemple, a una temperatura de l'aire d'uns menys quinze, la terra es congelarà només entre cinc i set graus. I ara responem a la pregunta: és possible treure el benefici d'aquesta propietat de la terra amb força èxit i escalfar la casa amb l'ajuda d'aquest recurs? La resposta és òbvia: és clar, sí! Llavors, per què no fer-ho? El cas és que no és tan senzill. Per instal·lar aquesta calefacció, cal resoldre els petits problemes associats, que s'enumeren a continuació.

Instal·lació de calefacció geotèrmica

• Per treure la màxima calor de la terra, cal acumular aquesta mateixa energia tèrmica i concentrar-la a escalfar la casa, i això val la pena un esforç.
• Cal mantenir la temperatura del conductor. L'ascensor escalfat ha de conduir la calor als fluids que passaran pel sistema de calefacció central.
• Si aquest conductor s'ha refredat, la seva temperatura s'ha de restablir immediatament per escalfament. Per resoldre aquest problema, es van inventar bombes de calor geotèrmiques especials, que ajuden a fer front a la tasca. Aquest dispositiu ajuda a extreure la quantitat de calor necessària per a la calefacció normal de la casa, que es pot utilitzar per a una varietat de necessitats.Per cert, aquestes bombes són capaços de fer front a volums de treball bastant grans. Les possibilitats de disseny depenen directament de la seva ubicació a la casa.

Si abans un fenomen com l'escalfament d'una casa amb l'ajuda de l'energia tèrmica de la terra es podia trobar exclusivament fora del nostre país, avui dia aquests dispositius no són un miracle ni una raresa.

L'esquema de funcionament de les estructures tèrmiques

Al mateix temps, tingueu en compte que s'instal·len no només a les parts càlides del sud, com podríeu pensar. A les regions del nord, això és encara més comú.

Vegem més de prop quin tipus d'esquema de treball tenen les estructures. Fa molt de temps, la gent es va preguntar per què, quan certs líquids s'evaporen de qualsevol superfície, llavors la superfície es refreda i per què s'elimina energia. Tan bon punt es va donar la resposta a aquesta pregunta, va sorgir la idea, per què no executar aquest mecanisme en ordre invers, és a dir, per què no agafar aire calent en lloc de gel. Un exemple és el funcionament dels sistemes d'aire condicionat moderns: molts d'ells no només poden refredar, sinó també escalfar l'aire. L'únic inconvenient d'aquests dispositius és el seu funcionament limitat a baixes temperatures. A una temperatura determinada, simplement no poden funcionar. A diferència d'ells, la calefacció geotèrmica d'una casa de camp no té aquest desavantatge, tot i que el principi de funcionament per a ells i per al dispositiu esmentat és aproximadament el mateix.

Calefacció geotèrmica d'una casa de camp

Instal·lació d'intercanviador de calor

Els tipus d'instal·lacions actuals són:

• vertical, quan necessiteu perforar diversos pous;
• horitzontal, on es caven rases per sota de la profunditat de congelació;
• sota l'aigua, quan la col·locació es realitza al fons de l'embassament més proper.

Això és interessant: ho descobrim junts: quin és el sistema de calefacció d'un sol tub o de dos tubs més eficient?

Instal·lació del sistema

La calefacció geotèrmica d'una casa de camp en l'etapa d'arranjament requereix una inversió financera sòlida. L'elevat cost final del sistema es deu, en gran part, a la gran quantitat de treball del terreny associat a la instal·lació del circuit de calefacció.

Amb el temps, els costos financers es compensan, ja que l'energia tèrmica utilitzada durant la temporada de calefacció s'extreu de les profunditats de la terra amb uns costos elèctrics mínims.

• la part principal s'ha de situar sota terra o al fons de l'embassament;
• a la pròpia casa només s'instal·len equips força compactes i es col·loca un radiador o un circuit de calefacció per terra radiant. L'equip situat a l'interior de la casa permet ajustar el nivell de calefacció del refrigerant.

Quan es dissenya la calefacció a causa de la calor de la terra, cal determinar l'opció d'instal·lació per al circuit de treball i el tipus de col·lector.

Hi ha dos tipus de col·leccionistes:

1. Vertical: s'enfonsa a terra durant diverses desenes de metres. Per fer-ho, a poca distància de la casa, cal perforar una sèrie de pous. Un circuit està immers als pous (l'opció més fiable són les canonades de polietilè reticulat).

2. Inconvenients: Grans costos financers per perforar diversos pous al sòl amb una profunditat de 50 metres o més.

   Avantatges: La ubicació subterrània de canonades a una profunditat on la temperatura del sòl sigui estable, garanteix una alta eficiència del sistema. A més, el col·lector vertical ocupa una petita superfície de terra.

3. Horitzontal. L'ús d'aquest col·lector està permès a les regions amb un clima càlid i temperat, ja que la profunditat de congelació del sòl no ha de superar els 1,5 metres.

4. Inconvenients: La necessitat d'utilitzar una gran àrea del lloc (el principal desavantatge). Aquest tros de terra després de posar el contorn no es pot utilitzar per a un jardí o hort, ja que el sistema treballa amb l'alliberament de fred durant el transport del refrigerant, que farà que les arrels de les plantes es congelin.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Beneficis: Treball de terra més barat que fins i tot podeu fer vosaltres mateixos.

L'energia geotèrmica es pot produir mitjançant la col·locació d'un circuit geotèrmic horitzontal al fons d'un dipòsit no congelant. Tanmateix, això és difícil d'implementar a la pràctica: el dipòsit pot estar situat fora de l'àrea privada i, aleshores, caldrà coordinar la instal·lació de l'intercanviador de calor. La distància des de l'objecte escalfat fins al dipòsit no ha de ser superior a 100 metres.

Requisits per a la calefacció geotèrmica a casa amb les vostres pròpies mans

A primera vista, pot semblar que els costos d'instal·lació són massa elevats, però, utilitzant la instal·lació durant molt de temps, tothom podrà assegurar-se que aquesta calefacció es compensa ràpidament i no requereix cap inversió.

El geoescalfament requerirà:

• Inversió única d'una gran quantitat de fons;
• Forces considerables per a l'arranjament;
• Preparació correcta i competent.

A més, es pot notar l'augment regular dels preus de recursos com el gas i l'electricitat, que es produeix pràcticament cada mes, però el sistema geotèrmic no depèn d'aquests preus.

Part del sistema té una ubicació subterrània, per la qual cosa la terra s'utilitza com a font de calor. L'escalfament d'aquest tipus requerirà un pou, una sonda i un intercanviador de calor.Només s'instal·la un dispositiu al territori de la casa, per la qual cosa es genera calor i, per regla general, no requereix massa espai. Gràcies a aquest dispositiu, es regula la temperatura i es subministra energia tèrmica. En instal·lar el sistema, cal una petita ramificació de canonades i un radiador, i si l'edifici és petit, el generador s'instal·la al soterrani.

Instal·lem la calefacció geotèrmica nosaltres mateixos

El cost del projecte i el treball per instal·lar una estructura geotèrmica és força important, la compra de tot l'equip necessari, la implicació d'un equip d'especialistes, així com la necessitat d'excavació a llarg termini no poden ser barates.

No obstant això, a causa de la rendibilitat d'instal·lar aquest tipus de calefacció a la casa, el període d'amortització és força ràpid. Es poden fer estalvis addicionals instal·lant altres fonts de producció d'energia alternativa, com ara plaques solars que poden alimentar una xarxa geotèrmica. Fins i tot amb augments importants dels preus dels recursos fòssils i del gas, no afectaran el cost de la calefacció.

La part principal de la xarxa de cables s'amaga profundament sota terra, un dipòsit de refrigerant, que es col·loca en un pou, subministra combustible a la casa. A més, al soterrani o en un altre safareig, caldrà col·locar un generador de calor. La majoria d'aquests dispositius són bastant compactes. Per escalfar el local caldrà instal·lar diversos radiadors.

Al generador instal·lat és possible regular la temperatura de la casa i el consum d'energia. La instal·lació s'acompanya de la instal·lació d'equips per a la calefacció de sales, ramificació de la canonada. A la majoria dels locals, el generador de calor es porta a una habitació independent perquè el soroll del treball no interfereixi amb els residents que facin el seu propi negoci.

Com fer calefacció geotèrmica amb les teves pròpies mans a casa

Esquema d'instal·lació d'una bomba geotèrmica.

Aquest és un dels tipus de calefacció més cars i que consumeixen més temps. Heu de fer moviments de terres a gran escala, el cost de l'equip representarà la major part dels costos. Abans de començar a crear aquest tipus de calefacció amb les vostres pròpies mans, heu d'esbrinar quins sistemes s'utilitzen i quines són les característiques del seu dispositiu.

Materials necessaris per a la instal·lació de la calefacció geotèrmica:

• canonades de polietilè;
• Bomba de calor;
• radiadors de calefacció.

Classificació per tipus:

• l'intercanviador de calor horitzontal s'utilitza amb més freqüència, mentre que les canonades es col·loquen a terra a una profunditat superior al nivell de congelació del sòl de la vostra zona. Aquest tipus de calefacció té un inconvenient important: el circuit ocupa una gran àrea. Si l'àrea de la vostra casa és de 250 m², per escalfar-la haureu de col·locar canonades en una superfície d'uns 600 m², i això no es pot fer a totes les zones. És especialment inconvenient fer aquesta calefacció a casa en el cas que el territori ja estigui ennoblit, per exemple, el col·lector no ha d'estar a menys d'1,5 m de l'arbre;
• l'intercanviador de calor vertical té unes dimensions molt més petites, però el seu cost és més elevat. Per instal·lar-lo, necessiteu una mica d'espai, però haureu d'utilitzar equips de perforació.

El pou pot fer de 50 a 200 m, però servirà fins a 100 anys. Aquest mètode és convenient quan el territori d'una casa de camp ja està equipat, no caldrà canviar el paisatge existent.La instal·lació d'aquest tipus de calefacció geotèrmica completament amb les vostres pròpies mans no funcionarà, ja que necessitareu equips especials per perforar un pou: un intercanviador d'aigua és la manera més econòmica, utilitza l'energia tèrmica de l'aigua. El seu ús és possible si la distància al dipòsit no és superior a 100 m. Es fa un contorn en espiral de canonades i es col·loca a una profunditat superior a la zona de congelació, l'àrea de l'embassament ha de ser superior a 200 m². . A l'hora d'implementar aquest mètode, no cal fer moviments de terres a gran escala i, per tant, tot es pot fer a mà.

Si parlem de la complexitat de la implementació d'aquest projecte, és bastant gran, i si decidiu fer-ho tot vosaltres mateixos, el tercer mètode serà el més accessible. Si adquireu equips cars, la instal·lació s'ha de fer amb alta qualitat, en cas contrari, el sistema no funcionarà amb normalitat.

Fonts de calefacció geotèrmica

Per a la calefacció geotèrmica, es poden utilitzar les següents fonts d'energia tèrmica terrestre:

• temperatura alta;
• baixa temperatura.

Les aigües termals, per exemple, pertanyen a les d'alta temperatura. Podeu utilitzar-los, però el seu abast està limitat per la ubicació real d'aquestes fonts. Si a Islàndia aquest tipus d'energia s'utilitza activament, a Rússia les aigües termals estan lluny dels assentaments. Es concentren més a Kamtxatka, on les aigües subterrànies s'utilitzen com a transportador de calor i es subministren als sistemes d'aigua calenta.

Un volcà no és necessari per utilitzar de manera eficient l'energia tèrmica de la terra. N'hi ha prou amb utilitzar aquells recursos que es troben a només 200 metres de la superfície terrestre

Però per a l'ús de fonts de baixa temperatura, tenim tots els requisits previs necessaris.Per a això, són adequades les masses d'aire circumdants, terra o aigua. S'utilitza una bomba de calor per extreure l'energia necessària. Amb la seva ajuda, el procediment per convertir la temperatura ambient en energia tèrmica es realitza no només per a la calefacció, sinó també per al subministrament d'aigua calenta d'una llar privada.

pros

El funcionament d'aquests sistemes de calefacció es realitza amb un combustible qualitativament nou i inusual: l'energia de les entranyes de la terra s'utilitza per a l'aire condicionat, així com per escalfar una casa privada. Aquesta energia crea unes condicions de vida òptimes i còmodes, i no contamina el medi ambient amb substàncies i residus nocius. La calefacció de la casa es realitza amb energia gratuïta, per 1 kW d'electricitat el sistema retorna 4-5 kW de calor

Un avantatge igualment important és que no cal comprar campanes i xemeneies addicionals, que poden ser necessàries per garantir el bon funcionament d'altres tipus de sistemes de calefacció. Durant l'operació de calefacció, no s'emeten fums i olors nocius des del terra, aquest sistema no fa soroll excessiu i, a més, no ocupa gaire espai. Les unitats geotèrmiques, a diferència dels sistemes de combustible sòlid i líquid, són pràcticament invisibles per a les persones, no destrueixen la integritat de la façana i l'interior de la casa.

No cal perdre el temps pensant en temes com l'emmagatzematge, el lliurament i la compra de combustible, ja que l'energia del planeta és inesgotable.

Les unitats geotèrmiques, a diferència dels sistemes de combustible sòlid i líquid, són pràcticament invisibles per a les persones, no destrueixen la integritat de la façana i l'interior de la casa. No cal perdre el temps pensant en temes com l'emmagatzematge, el lliurament i la compra de combustible, ja que l'energia del planeta és inesgotable.

Si necessiteu escalfar la vostra llar amb la calor de la terra, també hauríeu de tenir en compte el seu aspecte econòmic. Observem immediatament que el procés d'instal·lació d'aquest sistema requerirà uns costos elevats en comparació amb els equips de gasoil i gasolina.

En contrast amb això, es pot assenyalar que el nivell de consum elèctric és molt menor, de manera que, a llarg termini, la viabilitat econòmica d'adquirir equips geotèrmics és visible a simple vista. Segons els desenvolupadors, es retornaran fins a cinc quilowatts d'energia tèrmica per cada quilowatt d'energia elèctrica gastada.