Calefacció geotèrmica de casa teva: una visió general comparativa dels mètodes dels dispositius

Instal·lem la calefacció geotèrmica nosaltres mateixos

Immediatament, observem aquesta característica: aquells que decideixen equipar la calefacció amb la calor de la terra hauran d'invertir una gran quantitat en això una vegada. Per descomptat, amb el temps, aquest cost es compensarà, ja que no ens construïm habitatges durant un any o dos. A més, els preus del gas i de l'electricitat augmenten cada any, i amb un sistema geotèrmic, no saps quines són aquestes pujades de preus.

Tanmateix, en aquest sistema, la major part estarà amagada sota terra. L'escalfament amb energia terrestre és la presència d'un pou i d'un intercanviador de calor. A l'habitatge, només cal posar un dispositiu que generi calor, normalment no ocupa gaire espai.

Com funciona una bomba de calor

En aquest dispositiu, l'usuari podrà controlar la temperatura i subministrar energia tèrmica. La instal·lació del sistema de calefacció a l'habitatge es fa com de costum, amb una ramificació de la canonada i els radiadors. Si teniu una casa privada o l'edifici en si és petit, en aquest cas, el generador del sistema es mostra en una habitació independent o al soterrani.

Característiques del sistema

Per descomptat, no és tan fàcil fer calefacció geotèrmica amb les vostres pròpies mans, però és molt possible. I per començar, s'està fent una mina. Els paràmetres de la mina es calculen per a cada cas per separat. Les seves dimensions dependran del clima de la vostra zona, del tipus de sòl, de les característiques estructurals de l'escorça terrestre de la regió i de la zona d'origen on s'instal·larà aquest sistema. Per regla general, la profunditat de la mina és de 25 a 100 m.

Perforació de pous per a una bomba de calor

A més, la instal·lació de calefacció geotèrmica implica un pas com ara baixar les canonades d'absorció de calor a la mina terrestre. Les funcions d'aquestes canonades són les següents: subministraran calor a la bomba, que elevarà la temperatura del líquid i el portarà a escalfar. Tingueu en compte que si decidiu fer sistemes de calefacció geotèrmica amb les vostres pròpies mans, necessitareu un assistent, perquè les canonades poden ser molt pesades.

Classificació per tipus de construcció

El principi de funcionament de la calefacció geotèrmica és similar el principi de funcionament d'un aparell d'aire condicionat o nevera. L'element principal és una bomba de calor inclosa en dos circuits.

El principi de funcionament d'una bomba geotèrmica (calor).

El circuit intern és un sistema de calefacció tradicional, format per tubs i radiadors. Extern: un intercanviador de calor de mida impressionant situat sota terra o a la columna d'aigua. Per dins hi pot circular tant un líquid especial amb anticongelant com aigua normal. El portador de calor assumeix la temperatura del medi i "escalfat" entra a la bomba de calor, la calor acumulada es transfereix al circuit intern. Així, l'aigua s'escalfa en canonades i radiadors.

La bomba geotèrmica (calor) és un element clau del sistema. Es tracta d'una unitat compacta, no ocupa més espai que una rentadora que coneixem als nostres ulls. Si parlem de rendiment, per cada 1 kW d'electricitat consumida, la bomba "presta" fins a 4-5 kW d'energia tèrmica. Mentre que un aire condicionat convencional, que té un principi de funcionament similar, per 1 kW d'electricitat consumida, 1 kW de calor "respondrà".

Esquema d'un dispositiu de calefacció geotèrmica en una casa particular

Cal admetre que l'aparell d'aquest tipus de calefacció és el més car i que consumeix més temps. La part del lleó del seu cost és la compra d'equips i, per descomptat, el moviment de terres. Naturalment, pensa un propietari estalviador, és possible estalviar diners, per exemple, en la instal·lació i fer calefacció geotèrmica amb les vostres pròpies mans? Per respondre a aquesta pregunta, cal entendre quins sistemes s'utilitzen amb més freqüència i comprendre les característiques del seu dispositiu.

Bescanviador de calor horitzontal

Molt sovint, s'utilitza un contorn horitzontal, durant el qual les canonades es col·loquen en rases a una profunditat superior al nivell de congelació del sòl en una àrea determinada.

Defecte Sistemes de calefacció geotèrmica amb horitzontal contorn: una gran àrea ocupada pel col·lector

El desavantatge és que la superfície ocupada pel circuit hauria de ser molt més gran que la pròpia casa, de manera que, per escalfar un edifici amb una superfície de ​​250 m², uns 600 m² "surtiran" sota les canonades. No tots els desenvolupadors es poden permetre aquest luxe.

A més, hi ha inconvenients si el lloc ja està ennoblit, cal observar, per exemple, la distància dels arbres (1,5 m) i molts altres matisos.

Bescanviador de calor vertical

Una opció més compacta, però també més cara, és un intercanviador de calor vertical. La seva instal·lació no requereix una gran superfície, però sí un equip de perforació especial.

La instal·lació d'un intercanviador de calor vertical requereix l'ús d'equips de perforació especials

La profunditat del pou, depenent de la tecnologia, pot arribar als 50-200 m, però la seva vida útil és de fins a 100 anys. Aquest mètode és especialment rellevant quan es planifica una geotèrmia calefacció casa de camp amb un territori adjacent equipat, permet salvar el paisatge gairebé en la seva forma original.

Intercanviador de calor col·locat en aigua

La instal·lació geotèrmica més econòmica utilitza l'energia tèrmica de l'aigua. Es recomana si la distància a la massa d'aigua més propera no supera els 100 m.

L'intercanviador de calor col·locat en aigua és el més avantatjós i, per tant, més adequat per al dispositiu.

A la part inferior es col·loca un contorn de canonades en forma d'espiral, la profunditat d'aparició ha de ser inferior a 2,5-3 m, és a dir, més profunda que la zona de congelació. La superfície de l'embassament és de 200 m². El principal avantatge és que no cal fer moviments de terres laboriosos, però cal obtenir el permís dels serveis especials.Després d'haver gastat fons importants en equips cars, no hauríeu d'estalviar en una instal·lació d'alta qualitat. Després de tot, d'això dependrà la qualitat i l'eficiència de tot el sistema.

Com podeu veure, instal·lar la calefacció geotèrmica a casa amb les vostres pròpies mans no és tan senzill. De tots els tipus enumerats, potser només l'última opció serà bastant fàcil d'implementar pel vostre compte. Però fins i tot en aquest cas, val la pena sospesar tots els pros i contres.

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.

Què és la calefacció geotèrmica?

És la calor extreta de la terra o de l'aigua. A determinades profunditats del sòl, es manté una temperatura constant positiva i no hi ha caigudes fins i tot en gelades severes, el mateix amb l'aigua. La tasca d'una persona és agafar calor de la terra o de l'aigua, enviant-la per garantir la comoditat a les sales d'estar.

La calefacció geotèrmica és una nevera convencional, però viceversa: el sistema no produeix fred, sinó calor.L'algorisme de la bomba es basa en la transferència de calor d'una font amb un potencial d'energia tèrmica baix a un portador de calor, i el sòl o l'aigua actuen com a fonts de calor actives.

Avantatges i inconvenients del sistema

La calefacció geotèrmica té diversos avantatges:

1. L'alliberament d'energia tèrmica és moltes vegades més gran que el cost de l'electricitat consumida per la bomba.
2. Neteja i seguretat ecològica. El sistema no emet substàncies nocives, no hi ha emissions, escòries després de la combustió del combustible.
3. No cal comprar combustible, gas, tot el treball de l'estructura es construeix sense l'ús de productes químics i altres substàncies, de manera que l'escalfament amb la calor de la terra o l'aigua es considera el més segur.
4. Subjecte a la tecnologia d'instal·lació i funcionament, l'equip i tot el sistema de calefacció duraran almenys 50 anys sense suport tècnic.
5. La bomba de calor funciona en silenci, no hi ha efectes acústics.

El màxim benefici econòmic s'aconsegueix per l'absència d'inversions addicionals. L'usuari ha de comprar tot l'equip una vegada, configurar el disseny i ja no ha d'interferir en el funcionament del sistema. Un avantatge addicional és la ubicació de tots els elements fora de l'edifici: la calefacció des del sòl o de l'aigua no requereix la col·locació d'instal·lacions generals a la casa, de manera que el mètode d'extracció i subministrament de calor és adequat per a cases de qualsevol mida.

El desavantatge és una gran quantitat de costos puntuals per a la compra d'equips, instal·lació i posada en marxa del sistema. Per formar l'estructura, cal una bomba, una certa quantitat de materials, la instal·lació d'un col·lector extern i un circuit intern.

Opcions per organitzar calefacció geotèrmica

Mètodes per disposar el contorn exterior

Perquè l'energia de la terra escalfés la casa era utilitzat al màxim: heu de triar el correcte esquema de circuit extern.De fet, qualsevol mitjà pot ser una font d'energia tèrmica: subterrània, aigua o aire.

Però és important tenir en compte els canvis estacionals de les condicions meteorològiques, com s'ha comentat anteriorment.

Actualment, són habituals dos tipus de sistemes que s'utilitzen efectivament per escalfar una casa a causa de la calor de la terra: horitzontal i vertical. El factor de selecció clau és la superfície del terreny. D'això depèn la disposició de les canonades per escalfar la casa amb l'energia de la terra.

A més d'això, es tenen en compte els factors següents:

• Composició del sòl. En zones rocoses i argiloses, és difícil fer eixos verticals per a la col·locació de carreteres;
• nivell de congelació del sòl. Ell determinarà la profunditat òptima de les canonades;
• Localització de les aigües subterrànies. Com més alts siguin, millor per a la calefacció geotèrmica. En aquest cas, la temperatura augmentarà amb la profunditat, que és la condició òptima per escalfar-se amb l'energia de la terra.

També cal conèixer la possibilitat de transferir l'energia inversa a l'estiu. Aleshores, la calefacció d'una casa privada des del sòl no funcionarà i l'excés de calor passarà de la casa al sòl. Tots els sistemes de refrigeració funcionen amb el mateix principi. Però per això cal instal·lar equips addicionals.

Esquema de calefacció geotèrmica horitzontal

Disposició horitzontal de les canonades exteriors

La forma més habitual d'instal·lar carreteres exteriors. És convenient per a la facilitat d'instal·lació i la capacitat de substituir relativament ràpidament les seccions defectuoses de la canonada.

Per a la instal·lació d'acord amb aquest esquema, s'utilitza un sistema de col·lectors. Per a això es realitzen diversos contorns, situats a una distància mínima de 0,3 m entre si. Es connecten mitjançant un col·lector, que subministra el refrigerant a la bomba de calor.Això garantirà el màxim subministrament d'energia per a la calefacció a partir de la calor de la terra.

Tanmateix, hi ha algunes coses importants a tenir en compte:

• Gran zona de pati. Per a una casa d'uns 150 m², ha de ser com a mínim de 300 m²;
• Les canonades s'han de fixar a una profunditat per sota del nivell de congelació del sòl;
• Amb el possible moviment del sòl durant les inundacions de primavera, augmenta la probabilitat de desplaçament de les carreteres.

L'avantatge que defineix l'escalfament a partir de la calor de la terra de tipus horitzontal és la possibilitat d'autoordenació. En la majoria dels casos, això no requerirà la participació d'equips especials.

Esquema vertical de la calefacció geotèrmica

Sistema geotèrmic vertical

Aquesta és una manera més llarga d'organitzar la calefacció d'una casa privada des del sòl. Les canonades estan situades verticalment, en pous especials

És important saber que aquest esquema és molt més eficient que un de vertical.

El seu principal avantatge és augmentar el grau d'escalfament de l'aigua al circuit exterior. Aquells. com més profundes estiguin les canonades, més entrarà al sistema la quantitat de calor terrestre per escalfar la casa. Un altre factor és la petita superfície de terra. En alguns casos, l'ordenació del circuit de calefacció geotèrmica exterior es realitza fins i tot abans de la construcció de la casa a les proximitats immediates de la fundació.

Quines dificultats es poden trobar per obtenir energia terrestre per escalfar una casa segons aquest esquema?

• Quantitatiu a qualitat. Per a una disposició vertical, la longitud de les carreteres és molt més gran. Es compensa amb una temperatura més alta del sòl. Per fer-ho, cal fer pous de fins a 50 m de profunditat, que és un treball laboriós;
• Composició del sòl.Per a sòls rocosos, cal utilitzar màquines de perforació especials. En marga, per evitar el despreniment del pou, es munta una carcassa protectora de formigó armat o plàstic de paret gruixuda;
• En cas de mal funcionament o pèrdua d'estanquitat, el procés de reparació es fa més complicat. En aquest cas, són possibles fallades a llarg termini en l'operació d'escalfament de la casa per a l'energia tèrmica de la terra.

Però malgrat els elevats costos inicials i la complexitat de la instal·lació, la disposició vertical de les carreteres és òptima. Els experts aconsellen utilitzar només aquest esquema d'instal·lació.

Característiques del sistema de calefacció

A diferència d'una caldera de gas, una bomba de calor no necessita escalfar el portador de calor del sistema de calefacció a una temperatura elevada, ja que la formació de condensats durant un "retorn" fred no l'amenaça. A més, el funcionament a baixa temperatura requerirà menys consum d'energia.

Per compensar la baixa temperatura del refrigerant, s'hauria d'augmentar molt la superfície dels radiadors, de manera que en comptes d'ells és millor utilitzar el sistema de "pis calent". Aquest tipus de calefacció també és el més racional, ja que l'aire escalfat entra primer, per dir-ho així, a la sala d'estar, i no sota el sostre.

Calor del terra

Un altre argument a favor del "sòl càlid" és la mínima pèrdua de calor. Després de tot, el seu valor depèn, en primer lloc, de la diferència de temperatura, i és el més petit en condicions de baixa temperatura. El segon factor és l'àrea de contacte de l'aire escalfat amb les parets exteriors. L'aire que surt del "pis càlid" no toca les parets exteriors (quan s'utilitzen radiadors convencionals, literalment renta el vidre de la finestra i les seccions adjacents de la paret exterior).

El principal desavantatge del "sòl càlid" -la dependència energètica- és irrellevant en aquest cas, ja que la bomba de calor tampoc podrà funcionar sense electricitat.

El perill de fuites latents també es pot ignorar si el circuit es fa integral de canonades de polímer flexibles.

Avantatges i desavantatges reals

Si a Rússia la calefacció geotèrmica del sector privat ha rebut una distribució relativament petita, vol dir això que la idea no val la pena el cost de la seva implementació? Potser no val la pena tractar aquest problema? Va resultar que no era així.

L'ús d'un sistema de calefacció geotèrmica per a la llar és una solució rendible. I hi ha diverses raons per a això. Entre ells, la instal·lació ràpida d'equips, que pot funcionar durant molt de temps sense cap interrupció.

Si no utilitzeu aigua al sistema de calefacció, sinó anticongelant d'alta qualitat, no es congelarà i el seu desgast serà mínim.

Enumerem altres avantatges d'aquest tipus de calefacció.

• S'exclou el procediment per cremar combustible. Creem un sistema absolutament ignífug que, durant el seu funcionament, no podrà causar cap dany a l'habitatge. A més, s'exclouen una sèrie d'altres qüestions relacionades amb la presència de combustible: ara ja no cal buscar un lloc per emmagatzemar-lo, procurar-lo o lliurar-lo.
• Benefici econòmic substancial. Durant el funcionament del sistema, no calen inversions addicionals. La calefacció anual la proporcionen les forces de la natura, que no comprem. Per descomptat, durant el funcionament d'una bomba de calor, es consumeix energia elèctrica, però al mateix temps, la quantitat d'energia produïda supera significativament el consum.
• factor ambiental. La calefacció geotèrmica d'una casa de camp privada és una solució respectuosa amb el medi ambient.L'absència del procés de combustió exclou l'entrada de productes de combustió a l'atmosfera. Si molts s'adonen d'això i aquest sistema de subministrament de calor s'estén adequadament, l'impacte negatiu de les persones a la natura disminuirà moltes vegades.
• La compacitat del sistema. No cal que organitzeu una sala de calderes independent a casa vostra. Només caldrà una bomba de calor, que es pot col·locar, per exemple, al soterrani. El contorn més voluminós del sistema estarà situat sota terra o sota l'aigua; no el veureu a la superfície del vostre lloc.
• Multifuncionalitat. El sistema pot funcionar tant per a la calefacció durant l'estació freda com per a la refrigeració durant la calor estival. És a dir, de fet, et substituirà no només per un escalfador, sinó també per un aire condicionat.
• confort acústic. La bomba de calor funciona gairebé en silenci.

Escollir un sistema de calefacció geotèrmica és rendible, malgrat que cal gastar diners en la compra i instal·lació d'equips.

Per cert, com a inconvenient del sistema, són precisament els costos que cal anar per instal·lar el sistema i preparar-lo per treballar. Caldrà comprar la pròpia bomba i alguns materials, per dur a terme la instal·lació del col·lector extern i del circuit intern.

No és cap secret que els recursos s'encareixen any rere any, per la qual cosa un sistema de calefacció autònom que pugui pagar en pocs anys sempre serà econòmicament beneficiós per al seu propietari.

No obstant això, aquests costos es paguen només en els primers anys de funcionament. L'ús posterior d'un col·lector posat a terra o submergit a l'aigua permet estalviar molts diners.

A més, el procés d'instal·lació en si no és tan complicat com per convidar especialistes de tercers a realitzar-lo. Si no us dediqueu a la perforació, tota la resta es pot fer de manera independent.

Cal tenir en compte que alguns artesans, en un esforç per estalviar diners, van aprendre a col·leccionar bomba de calor geotèrmica personalment.

Col·lectors d'aire

La calefacció subterrània d'una casa privada també es pot dur a terme amb l'ajuda de col·lectors d'aire. Aquesta és una manera molt senzilla de calefacció d'aire en una casa privada en comparació amb l'anterior 2.

Per escalfar l'aire de l'habitació a la temperatura òptima, cal una certa quantitat de calor. Com més baixa sigui la temperatura inicial, més alts són els costos. Amb ajuda sistemes de ventilació i calefaccióobtingut del sòl, podeu augmentar la temperatura de l'aire de la casa de forma gratuïta. Escalfar amb la calor de la terra en aquest cas és molt senzill.

Per a l'organització dels sistemes de calefacció és necessari:

• traieu la presa d'aire de ventilació per sota del nivell de congelació del sòl;
• per dur a terme un col·lector corbat, recte o multicanal mitjançant canonades de clavegueram normals (la forma es selecciona en funció del lloc, per cada metre quadrat de l'àrea de la casa hauria d'haver 1,5 metres del col·lector);
• realitzeu una sortida d'aire a l'extrem més allunyat del col·lector de la casa, portant la canonada a una alçada d'almenys 1,5 metres del terra i equipant-la amb un paraigua-deflector (per descomptat, el flux d'aire a la casa serà forçat). .

En aquest cas, la calefacció per terra no podrà proporcionar calor a la casa completament.

Tot i així, permet implementar dues idees:

1. L'aire que entra per la ventilació es pot escalfar mitjançant qualsevol aparell de calefacció (gas, solar, elèctric, etc.) i després diluir-se per les habitacions mitjançant conductes de ventilació.Aquest escalfament des del terra no serà totalment gratuït, però, de totes maneres, els costos disminuiran: no serà l'aire fred del carrer el que s'escalfarà, sinó el que ja s'ha escalfat a uns +10 graus. Es pot estalviar força bé si els hiverns a la regió són freds.
2. L'aire escalfat per la calor de la terra es pot utilitzar per bufar la unitat externa d'un aparell d'aire condicionat convencional o una bomba de calor aire-aire. Qualsevol dispositiu d'aquesta classe podrà funcionar bé a una temperatura d'uns +10 graus. La complexitat de la implementació rau només en proporcionar el flux d'aire necessari. Com a resultat, l'aire s'escalfa per la calor del sòl, entra a la bomba de calor i es descarrega fora de la casa.

La calefacció per terra és un bon substitut dels mètodes de calefacció convencionals, però actualment no es considera molt popular (vegeu també: "Calefacció alternativa per a una casa privada: l'elecció és molt gran"). Això sol ser degut a la complexitat del procés d'instal·lació i als elevats costos inicials. Perforar pous i col·locar-hi canonades es considera una opció excel·lent, però aquest tipus de sistema de calefacció és molt car. D'altra banda, això permet escalfar la casa amb una font de calor lliure.

També heu de recordar sempre que aquesta opció de subministrament de calor és respectuosa amb el medi ambient i molt eficient, perquè la temperatura del sòl a una profunditat de més de deu metres es manté constant. Vídeo sobre com utilitzar la calor de la terra per escalfar la casa:

Característiques del sistema de calefacció geotèrmica

La calefacció geotèrmica d'una casa de camp fa referència a una forma alternativa, gairebé ideal, de subministrar calor a un edifici residencial.Per al funcionament del sistema s'utilitza energia geotèrmica, que es pot extreure de diverses fonts naturals.

El principi de funcionament de la calefacció geotèrmica té molt en comú amb el funcionament dels sistemes de refrigeració. Al mateix temps, la principal diferència és que a la nevera la nevera produeix aire refrigerat, i les instal·lacions geotèrmiques generen energia tèrmica.

Amb la calefacció tèrmica, l'aire es refreda a la calor de l'estiu i s'escalfa a l'hivern glaçat. Al mateix temps, els costos financers d'organitzar aquesta opció de subministrament de calor són molt més baixos en comparació amb els costos d'altres sistemes tèrmics. La calefacció geotèrmica de la casa contribueix a la creació de condicions de vida còmodes.