Ogrzewanie geotermalne: co to jest i główne cechy jego budowy
Każdy właściciel szuka ekonomicznych sposobów na ogrzanie własnego domu, więc jeśli jesteś jednym z nich, to przyda Ci się wiedzieć, czym jest ogrzewanie geotermalne. Ponadto w ramach tego artykułu rozważymy nie tylko jego cechy, ale także zalety i wady oraz szczegóły dotyczące samodzielnego montażu. Dlatego zdecydowanie zalecamy przeczytanie tej publikacji do końca, aby nie pominąć ważnych punktów.
Ogrzewanie geotermalne: co to jest i jak działa
Zasada działania ogrzewania geotermalnego polega na obecności w urządzeniu specjalnego systemu, który pomaga pobierać energię cieplną z wnętrzności ziemi. Konstrukcja składa się z wewnętrznej i zewnętrznej części systemu grzewczego. Okazuje się, że zawiera pompę, a także dwa obwody.
Płyn chłodzący, który przepływa przez rury i grzejniki, oddaje ciepło do wnętrza pomieszczenia. Możliwe jest również podłączenie do tego systemu i ciepłej podłogi, pod warunkiem, że jest to element obwodu wewnętrznego.
Zewnętrzna część systemu znajduje się głęboko w ziemi lub w wodzie, ma dość duże rozmiary. Środek przeciw zamarzaniu często działa jako chłodziwo (stosowana jest również zwykła woda). Głównym elementem w całym projekcie jest pompa ciepła. Podczas swojej pracy zużywa do 1 kW mocy, przy której jest w stanie wyprodukować energię w ilości 4-5 kW.
Całe ciepło wytworzone przez osad oddawane jest do domu za pośrednictwem baterii, grzejników, ogrzewania podłogowego i na tym opiera się zasada działania ekonomicznego ogrzewania geotermalnego.
Co się dzieje podczas pracy
Na tym etapie zastanowimy się, jak działa geotermalne ogrzewanie domu. Aby to zrobić, napiszemy wszystko w formie punktów krok po kroku:
- Płyn chłodzący w obwodzie zewnętrznym uzyskuje temperaturę otoczenia.
- W tym stanie unosi się do pompy, gdzie całkowicie się nagrzewa.
- Ciśnienie w przepustnicy wzrasta, w wyniku czego płyn chłodzący zwęża się.
- Ponadto energia ziemi w stanie ogrzanym wchodzi do domu przez rury.
Uwaga! Przy prawidłowym wykonaniu instalacji geotermalnej instalacji grzewczej możliwe będzie odzyskanie opracowanego projektu w krótkim czasie.
Rodzaje opracowanego systemu
Wymiennik ciepła, który jest stosowany w systemie i działa ze źródła ze wskaźnikiem niskiej temperatury, można ustawić na różne sposoby. Zwykle w tym celu stosuje się pionowe lub poziome umieszczenie konturu zewnętrznego. Pompa i obieg wewnętrzny pozostają w standardowym położeniu bez zmian.
Metoda pionowego umieszczenia polega na zastosowaniu specjalnego wydłużonego szybu, który może, ale nie musi, przecinać horyzont wodny w głębi gruntu. Wybierając ten rodzaj ogrzewania, wierci się jednocześnie kilka studni w zamierzonej lokalizacji. Są w pochyłej pozycji. Wewnątrz nich montowany jest obwód zewnętrzny. Technika ta służy do zachowania projektu krajobrazu na sąsiedniej działce. Głębokość studni w układzie pionowym wynosi 50-100 metrów. Wszystko zależy od warunków geologicznych na wybranym terenie. Eksperci uważają, że ta metoda będzie skuteczna podczas pracy.
Opcja lokalizacji poziomej wymaga obowiązkowego zainstalowania rurociągu serpentynowego w głębi gruntu. Aby zorganizować ten rodzaj ogrzewania, przygotowuje się specjalny dół lub obwód umieszcza się w zbiorniku. Układanie konturu poziomego jest uzasadnione tylko w przypadku, gdy istnieje wolna lokalizacja lub dom dopiero zaczyna się budować od podstaw.
Przydatne wideo
Ważny! Podczas układania konturu w sposób poziomy zaleca się ustalenie dokładnej głębokości zamarzania gleby, ponieważ konstrukcja musi być zainstalowana poniżej tego znaku.
Źródła energii, które można wykorzystać do ogrzewania
Ciepło geotermalne może docierać do domu z dwóch rodzajów gruntowych źródeł energii. Dzielą się na:
- wysoka temperatura. Jednym z nich są gejzery. Pomagają skutecznie ogrzać dom, ale nie zawsze są w pobliżu, dlatego często konieczne jest preferowanie następującego typu;
- niska temperatura. Temperatura wewnętrznych warstw gleby zwykle osiąga 10-15 stopni (w zależności od regionu i panującego w nim klimatu). Jednocześnie poziom temperatury pozostaje stabilny, nawet gdy zmieniają się pory roku. Woda z dużych zbiorników może również pełnić rolę niskotemperaturowego źródła energii.
W ten sposób możliwa jest zamiana energii z wnętrzności ziemi: z ciepłej na zimną i z zimnej na ciepłą. Proces ten odbywa się za pomocą specjalnie zaprojektowanej pompy.
Rodzaje instalacji geotermalnych
Po zajęciu się ogrzewaniem geotermalnym i czym ono jest, wskazane jest zbadanie jego możliwych opcji. Obejmują one:
- Ziemska woda. Dzięki tej metodzie energia cieplna jest pobierana z gleby za pomocą wyposażonych sond. Jest dalej gromadzona w kolektorze, a następnie przekazywana do systemu grzewczego w postaci płynnego nośnika ciepła.
- Woda woda. Energia cieplna pozyskiwana jest z naturalnego zbiornika (rzeka, staw, jezioro). Sztuczne są całkowicie wykluczone. Ta metoda pobierania energii cieplnej jest uważana za jedną z najbardziej stabilnych pod względem temperatury.
- Powietrze do powietrza. To ogrzewanie działa na nieco innej zasadzie. Do jego realizacji potrzebne będą wentylatory i parowniki, które są połączone w jeden system. Zasobem jest powietrze.
Jeśli chodzi o ostatni rodzaj ogrzewania - powietrze-powietrze, wyróżnia się wydajnością tylko do momentu, gdy temperatura powietrza spadnie do -15 stopni. Przy zimnym snapie wydajność (współczynnik wydajności) również spada.
Zalety i wady
Praca budownictwa geotermalnego, podobnie jak wszystkie inne systemy, ma swoje pozytywne i negatywne cechy. Zacznijmy od korzyści:
- ogrzewanie jest nie tylko bardzo wydajne, ale także tanie;
- instalacja jest łatwa do wykonania ręcznie;
- zauważono bezpieczeństwo przeciwpożarowe, ponieważ nie dochodzi do spalania paliwa;
- długa żywotność sprzętu (przede wszystkim pompy);
- przyjazny dla środowiska sposób ogrzewania bez uwalniania toksyn i zapachu;
- jest wielofunkcyjny, ponieważ może dawać efekt chłodzenia.
W kwestii zorganizowania tego typu sprzętu należy wyróżnić jeden warunkowy minus - duże koszty początkowe, które będą potrzebne do aranżacji.
Ważny! Wadą może być również ograniczone stosowanie tego sposobu ogrzewania. Na przykład na terenach o dużej zabudowie trudno jest uzyskać pozwolenie na wykonanie odpowiednich robót ziemnych.
Zasady aranżacyjne
Ogrzewanie kosztem ciepła ziemi odbywa się w kilku etapach. Do ich realizacji nie jest konieczne angażowanie specjalistów, jedyne co może być wymagane to profesjonalna wiertnica, a następnie w skrajnych przypadkach.
Etap pierwszy: wykonanie wstępnych obliczeń
Obliczenia są dokonywane w celu efektywnej pracy konstrukcji w sezonie grzewczym. W przypadku różnych poziomów izolacyjności termicznej budynku mogą wystąpić różnice w liczbach. Do ogrzania powierzchni o powierzchni 1 metra kwadratowego potrzebne będą jednostki pompujące o następującej wydajności:
- bez izolacji termicznej - 120 W;
- ze zwykłym - 80 W;
- z energooszczędnością - 40 watów.
Oprócz tych wartości zaleca się również uwzględnienie ewentualnych strat ciepła bezpośrednio w domu. Na przykład w przypadku większych domów liczba ta może osiągnąć 9 kW. W takim przypadku jednostka pompująca powinna zapewniać wskaźnik mocy 216 kW/h. Ale lepiej jest dodać kolejne 10-15% do tego wskaźnika. Zgodnie z tymi wartościami optymalna moc zespołu pompowego do geotermalnego ogrzewania domu wynosi 10,8 kW.
Powinno to również obejmować temperaturę gleby na poziomie, na którym znajduje się studnia. Niestety wiele osób ignoruje ten czynnik, w wyniku czego system grzewczy działa nieprawidłowo. Temperatura wewnętrznych warstw gleby może się różnić w zależności od poziomu wilgoci w nich zawartej. W zależności od tego parametry mogą wyglądać następująco:
- suchy - 25 W/m;
- mokre podłoże -45-55 W/m;
- twardy grunt - 85 W/m;
- z obecnością wód gruntowych - 110 W / m.
Po wykonaniu obliczeń i wyborze sprzętu zgodnie z nimi można przystąpić do instalacji.
Przydatne wideo
Drugi etap: instalacja i odpowiedni sprzęt
Do geotermalnego urządzenia grzewczego można zastosować gotowe urządzenia. Jak oni, odpowiednia jest tylna cewka z lodówki, a także klimatyzator ze zmodyfikowanym obwodem zewnętrznym i wewnętrznym. Decydując się na narzędzie pełniące rolę konturu, możesz zacząć wiercić studnię.
Jego głębokość powinna wynosić co najmniej 20-100 metrów. W tym celu przydaje się profesjonalna wiertarka (jest to jedyna manipulacja, która może wymagać odpowiedniej specjalizacji podczas montażu).
Również jako miejsce, w którym zostanie ułożony kontur zewnętrzny, można przygotować dół fundamentowy (ale tylko wtedy, gdy jest na to wystarczająco dużo wolnego miejsca). Na jego dno wylewa się piasek. Wystarczy posypać, aby całkowicie zablokować widoczność gleby.
Rury o konturze zewnętrznym układane są w przygotowanym wykopie, tworząc spiralę lub wąż. Do tego celu nadają się również rury z tworzyw sztucznych, najważniejsze jest to, że wytrzymują ciśnienie do 6 barów. Okazuje się, że kanały te będą musiały pełnić funkcję sond. Taśma składa się z trzech lub czterech linii, a skrajne odcinki są uformowane w zagięcia w kształcie litery U.
Trzeci etap: podłączenie pompy ciepła do ogrzewania
Podłączenie pompy ciepła do ogrzewania domu ciepłem ziemi odbywa się zgodnie ze standardowym schematem, a także w odniesieniu do innych rodzajów systemów grzewczych. W tym celu stosuje się następującą zasadę:
- Kontury kolektora gruntowego są doprowadzane do domu (do pomieszczenia, w którym planowana jest instalacja pompy).
- Ponadto, zgodnie z instrukcjami zawartymi w zestawie, zbiornik buforowy jest podłączony do pompy, z niego usuwany jest obieg zimny, aby zorganizować ciepłą podłogę i jest podłączony przez piony do grzejników grzewczych.
- Z pompy ciepła z kolei wychodzą jeszcze dwa obwody: zimny i ciepły. Oba są podłączone do kotła lub gejzeru.
Podobnie zorganizowany system grzewczy działa znacznie wydajniej nie tylko pod względem wymiany ciepła, ale także rachunków za media.
Cechy działania i konserwacji sprzętu
Montaż ogrzewania ciepłem ziemi i cieszenie się nim nie wystarczy. Ważne jest poznanie kilku zasad jego obsługi i konserwacji. Mówimy o tym w tej sekcji:
- jako jednorazowy sposób ogrzewania, geotermia i jej zasady działania stosuje się tylko wtedy, gdy w sezonie grzewczym na zewnątrz temperatura nie spada do mrozu. Z drugiej strony nadaje się do pomieszczeń przemysłowych (garaże, piwnice, piwnice), gdzie wystarczy utrzymać temperaturę 15 stopni. W przeciwnym razie w przypadku dużego budynku mieszkalnego lepiej jest, jeśli metoda ogrzewania gruntu jest drugorzędna;
- jednostka pompująca również nie wymaga codziennego monitorowania. Aby działał przez wystarczająco długi czas, konieczne jest przeprowadzenie wysokiej jakości instalacji i zapewnienie normalnych warunków pracy (możesz dowiedzieć się o nich w instrukcjach dostarczonych na opakowaniu;
- układ przenoszący energię z ziemi do urządzeń grzewczych (pompa, zbiornik buforowy) zaleca się sprawdzać dwa razy w roku pod kątem uszkodzeń, rdzy, korozji, utlenienia. Odbywa się to przed rozpoczęciem sezonu grzewczego i na etapie jego zakończenia;
- istnieje potrzeba sprawdzania składu chemicznego płynu chłodzącego i jego kwasowości raz na pół roku. Jest to konieczne, aby zasób mógł poprawnie wykonywać swoją funkcję;
- Podobnie zaleca się inspekcję filtrów wody i wymienników ciepła raz na sześć miesięcy. Najlepiej przed i po sezonie grzewczym. Aby utrzymać ogrzewanie energią ziemi w stanie roboczym, jeśli zostaną znalezione blokady i płytka nazębna, konieczne jest jej oczyszczenie.
Przy regularnym przestrzeganiu takich manipulacji ogrzewanie będzie działać przez wyznaczony okres bez żadnych skarg.
Najlepsze opcje pompy geotermalnej
Wybór rodzaju sprzętu pompującego nie jest ostatnią potrzebą, o której należy pamiętać, próbując zorganizować ogrzewanie domu ciepłem ziemi. W tej sekcji zalecamy zapoznanie się z najczęstszymi i wysoce wydajnymi jednostkami znanych marek. Zwróć uwagę na producentów:
- Viessmanna. Pompy tej marki wyróżniają się wysoką wydajnością - do około 290 kW, a także mogą podgrzewać płyn chłodzący do 60 stopni. Tradycyjnie ma wbudowaną pojemność pamięci. Wśród produktów wyróżnia się model Vitocal 300-G/W Pro. To ona jest przystosowana do surowego zimowego klimatu.
- Vaillant. Urządzenia tego producenta charakteryzują się średnią wydajnością do 46 kW. Ponadto dość dobrze nagrzewają płyn chłodzący - do 60 stopni.
- StebelEltron. Urządzenia tej firmy mogą być przystosowane do montażu w systemach wentylacyjnych w okresie letnim. Maksymalna wydajność jednostek sięga 98 kW. Zbyt duży wybór jednostek, więc jeśli wolisz tego producenta, skontaktuj się ze specjalistą w celu doboru optymalnej jednostki.
Można wnioskować, że można zrezygnować jedynie z ogrzewania geotermalnego, pod warunkiem prawidłowego doboru pompowni.
Przydatne wideo
Wniosek
Ogrzewanie geotermalne jest dobrą alternatywą dla innych systemów. Do jego organizacji potrzebne są tylko odpowiednie uprawnienia i prawidłowy układ komponentów. W zamian wyposażone ogrzewanie zadowoli Cię ciepłem, a latem ewentualnie przyjemnym chłodem.
