Systemer af geotermisk opvarmning af et landhus: særheder ved arrangement med dine egne hænder

Funktionsprincip

Fænomenet geotermisk opvarmning - hvis princip ligner et konventionelt køleskab, blot omvendt - bliver mere og mere populært. Jorden holder hele tiden på varmen, og det er muligt at opvarme genstande på dens overflade. Ideen er, at varm magma opvarmer jorden indefra, mens toppen ikke fryser til, takket være jorden.

Funktionsprincippet er som følger: En varmepumpe installeres ovenfra, og en varmeveksler sænkes ned i en særlig jordskakt. Grundvandet strømmer gennem pumpen og opvarmes. Den varme, der skabes, anvendes således til industrielle eller husholdningsformål. Sådan fungerer opvarmning med jordvarme.

Principskema for varmepumpen

Bemærk, at den største fordel ved et sådant system er, at for et elforbrug på 1 kW får vi en nyttig termisk energi på 4-6 kW. Til sammenligning kan et almindeligt klimaanlæg ikke omdanne 1 kW elektricitet til 1 kW varmeenergi (loven om bevarelse af energi, fordi tab ved omdannelse af en energitype til en anden desværre endnu ikke er blevet afskaffet). Opvarmning med jordvarme tjener sig selv ind ret hurtigt ind med den rigtige tilgang til gennemførelsen af jordvarme.

Anslåede omkostninger og investeringsafkast

Når man vælger et allerede kendt jordvarmeanlæg, skal boligejerne være opmærksomme på, at der kræves en vis investering. Udstyrsmærket vælges i henhold til brugerens krav, prisen på enhederne afhænger af mange faktorer, f.eks. effekt.

Enheder på 4-5 kW anslås til 3000-7000$, på 5-10 kW koster 4000-8000$, på 10-15 kW allerede 5000-10000$. Derudover skal 40-50 % af beløbet bruges på installation og opstart af systemet. Resultatet er et meget imponerende beløb. Men de vil alle være tjent hjem i løbet af 3-5 år, og så er der kun elregningen, som varmepumpen vil forbruge.

Princippet for geotermisk energiproduktion

Driften af geotermiske varmeanlæg sammenlignes ofte med driften af klimaanlæg eller konventionelle køleskabe. Begge ordninger består af to varmevekslingskredse. Det antages, at jordkredsløbet opvarmer mediet (normalt ikke-frysende freon), som derefter overføres til "hjemmekredsløbet" i varmevekslerens fordamper.

Den afkølede væske skal efter at være blevet cirkuleret gennem huset igen opvarmes til ca. +7 °C for at gentage cyklussen. Om sommeren fungerer systemet imidlertid efter det omvendte princip, idet det køler luften i huset, så det ville være mere korrekt at kalde det et klimaanlæg end et varmesystem.

Brug af en varmepumpe

Systemets levetid afhænger af de egenskaber og betingelser, som varmepumpen fungerer under. I geotermiske anlæg kan det fungere i ca. 1800 timer om året. Dette er en gennemsnitsværdi for breddegrader uden termiske underjordiske kilder.

Funktionsprincip for en varmepumpe

Funktionsprincippet for et termisk varmesystem er identisk og er ikke relateret til produktionslandet eller mærket. Geotermiske pumper kan variere i design, størrelse og udseende, men varmeproduktionshastigheden vil altid være den samme for pumper fra forskellige virksomheder og forskellige lande. Dette skyldes netop den måde, hvorpå naturenergi omdannes til varme.

Konsekvenserne af sådanne fejlberegninger fører i sidste ende til katastrofale konsekvenser - jorden synker ujævnt, nogle steder synker den meget dybt, og som følge heraf beskadiges de beskyttende plastrør. Hvis huset ligger i nærheden, kan der forekomme deformation af fundament eller vægge på grund af geologiske ændringer.

Med jævne mellemrum skal der træffes foranstaltninger til "regenerering" af jorden, hvortil der tilføres yderligere varmeenergi til varmeveksleren. Det kan være solfangerenergi eller sondeopvarmning, når varmepumpen anvendes i rumkøletilstand.

Afslutningsvis skal det bemærkes, at et geotermisk anlæg endnu ikke er overkommeligt for alle. I nogle tilfælde kan tilbagebetalingstiden vare mere end 10 år, men i sidste ende vil disse måder at opvarme boliger på i den nærmeste fremtid naturligvis ikke blot være et alternativ, men den eneste mulige.

VIDEO: Geotermiske varmepumper

Geotermisk opvarmning: Forklaring på, hvordan det fungerer

Princippet bag denne type opvarmning er ganske enkelt og ligger i jordens evne til ikke at fryse, selv ved ret lave temperaturer. Ved lufttemperaturer på omkring minus 15 grader vil jorden f.eks. kun fryse til fem eller syv grader. Og lad os nu besvare spørgsmålet: Kan vi med succes udvinde fordelene ved denne egenskab af jorden og opvarme huset med en sådan ressource? Svaret er indlysende: Selvfølgelig er det det det, så hvorfor ikke gøre det? Faktum er, at det ikke er så enkelt. For at installere en sådan opvarmning skal du løse de små problemer, der er forbundet med det, som er anført nedenfor.

Installation af geotermisk varme

• For at få mest mulig varme ud af jorden skal du lagre denne varmeenergi og koncentrere den til opvarmning af huset, og det koster en vis indsats.
• Du skal opretholde lederens temperatur. Et opvarmet stigrør skal lede varmen ind i de væsker, der skal strømme gennem centralvarmesystemet.
• Hvis denne leder imidlertid afkøles, skal temperaturen straks genoprettes ved at varme den op. For at løse dette problem er der blevet opfundet specielle geotermiske varmepumper, som kan hjælpe med denne opgave. Denne anordning hjælper med at udvinde den nødvendige mængde varme til normal opvarmning af huset, som kan bruges til en række forskellige behov. Sådanne pumper er i øvrigt i stand til at klare ret store arbejdsmængder. Konstruktionens muligheder afhænger direkte af dens placering i huset.

Hvis et sådant fænomen som opvarmning af huset ved hjælp af jordvarme tidligere kun fandtes uden for vores land, er sådanne enheder i dag ikke et mirakel og ikke ualmindeligt.

De termiske strukturers virkemåde

Bemærk dog, at de ikke kun er installeret i de sydlige, varme dele af landet, som man måske skulle tro. Den er endnu mere almindelig i de nordlige regioner

Lad os se nærmere på, hvordan disse strukturer fungerer. For længe siden spurgte man sig selv, hvorfor visse væsker fordamper fra en overflade, hvorefter overfladen afkøles, og hvorfor der tages energi fra den. Så snart der blev givet et svar på dette spørgsmål, opstod der en idé om, hvorfor man ikke kunne starte denne mekanisme omvendt, dvs. hvorfor ikke få varm luft i stedet for iskold luft. Moderne klimaanlæg er et eksempel herpå: Mange af dem kan ikke kun køle luften, men også opvarme den. Den eneste ulempe ved sådanne anordninger er deres begrænsede evne til at fungere ved lave temperaturer. Ved en vis temperatur kan de simpelthen ikke fungere. I modsætning hertil er geotermisk opvarmning af et landhus helt uden denne ulempe, selv om driftsprincippet er omtrent det samme for dem begge og den ovennævnte enhed.

Geotermisk opvarmning af et hus på landet

Installation af varmeveksler

De faktiske installationstyper er som følger:

• lodret, hvor der skal bores flere boringer;
• Vandret, hvor grøfterne graves under frostdybden;
• Under vand, hvor udlægningen foretages på bunden af det nærmeste vandområde.

Dette er interessant: Lad os se sammen - hvad er det mest effektive et rør eller to rør varmesystem?

Installation af systemet

Geotermisk opvarmning af et landhus kræver betydelige økonomiske investeringer. De høje endelige omkostninger ved systemet skyldes i høj grad det store jordarbejde, der er forbundet med installationen af varmekredsløbet.

Med tiden betaler de økonomiske omkostninger sig, da den varmeenergi, der bruges i opvarmningssæsonen, udvindes fra jordens dybder med et minimalt energitilskud.

• hoveddelen skal være placeret under jorden eller på bunden af et vandområde;
• Der installeres kun tilstrækkeligt kompakt udstyr i selve huset, og der lægges et radiator- eller gulvvarmekredsløb. Udstyret, der er placeret inde i huset, gør det muligt at regulere opvarmningsmediet.

Når du planlægger jordvarme, er det nødvendigt at beslutte, hvilken installationsmulighed der skal vælges for arbejdskredsløbet og hvilken type solfanger der skal bruges.

Der findes to typer af opsamlere:

1. Lodret - er nedsænket i jorden i nogle tiendedele af meter. Dette kræver, at der bores en række boringer i kort afstand fra huset. Kredsløbet er sænket ned i borehullerne (rør af tværbunden polyethylen er den sikreste løsning).

2. Ulemper: høje finansielle omkostninger ved at bore flere boringer i jorden fra 50 meters dybde.

   Fordele: Rørenes placering under jorden i en dybde, hvor jordtemperaturen er stabil, sikrer en høj systemeffektivitet. Desuden optager den lodrette solfanger et lille areal.

3. Vandret. Denne solfanger kan anvendes i områder med varmt og tempereret klima, da dybden af jordfrost ikke må overstige 1,5 meter.

4. Ulemper: Behovet for at bruge et stort areal (den største ulempe). Dette stykke jord kan ikke bruges til en have eller en grøntsagshave efter installation af kredsløbet, da systemet fungerer med en kold transport af kølemidlet, hvilket får planternes rødder til at overfryse.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Fordele: Billigere jordarbejde, som du selv kan udføre.

Geotermisk energi kan produceres ved at anlægge et horisontalt geotermisk kredsløb på bunden af et ikke-frosset vandområde. Dette er imidlertid vanskeligt at gennemføre i praksis: reservoiret kan være placeret uden for den private ejendom, og i så fald skal installationen af varmeveksleren godkendes. Afstanden fra den genstand, der skal opvarmes, til vandområdet må ikke overstige 100 meter.

Krav til geotermisk opvarmning af et hus med dine egne hænder

Ved første øjekast kan det se ud til, at omkostningerne ved arrangementet er for høje, men ved at bruge installationen i lang tid kan alle se, at denne opvarmning betaler sig hurtigt og ikke kræver nogen investering.

Geotermisk opvarmning vil kræve:

• Engangsinvestering af et stort pengebeløb;
• Det kræver en stor indsats at få det på plads;
• Korrekt og korrekt forberedelse.

Desuden er der regelmæssige prisstigninger på ressourcer som gas og elektricitet, som sker næsten hver måned, men det geotermiske system er ikke påvirket af disse priser.

En del af systemet er placeret under jorden, og derfor bruges jorden som varmekilde. Denne type opvarmning kræver en brønd, en sonde og en varmeveksler. Den eneste enhed, der er installeret i huset, er den, der genererer varmen, og som regel kræver den ikke for meget plads. Denne anordning regulerer temperaturen og leverer varmeenergien. Når systemet installeres, kræves der en lille rørforgrening og en radiator, og hvis bygningen er lille, installeres generatoren i kælderen.

Installation af jordvarme selv

Omkostningerne ved projektet og det arbejde, der er forbundet med at installere en geotermisk struktur, er ganske betydelige, køb af alt det nødvendige udstyr, inddragelse af et team af specialister og behovet for langvarigt gravearbejde kan ikke være billigt.

Men på grund af rentabiliteten ved at installere denne type opvarmning i et hus er tilbagebetalingstiden ret hurtig. Installation af andre kilder til alternativ energiproduktion, f.eks. solpaneler, der kan forsyne det geotermiske net, vil også bidrage til at spare penge. Selv med betydelige prisstigninger på fossile brændstoffer og gas vil de ikke påvirke varmeudgifterne.

Hovedparten af ledningsnettet er skjult dybt under jorden; en køletank, som er placeret i et borehul, leverer brændstoffet til huset. Der skal placeres en varmegenerator i kælderen eller et andet bryggers. De fleste af disse enheder er ret kompakte. Der skal installeres flere radiatorer for at holde rummene varme.

Det er muligt at regulere temperaturen i huset og energiforbruget på den installerede generator. Installationen ledsages af installation af rumvarmeudstyr og rørføring. I de fleste rum flyttes varmegeneratoren ind i et separat rum, så støjen fra arbejdet ikke forstyrrer beboernes aktiviteter.

Sådan laver du en geotermisk opvarmning med dine egne hænder derhjemme

Plan for installation af en geotermisk pumpe.

Dette er en af de dyreste og mest tidskrævende opvarmningsformer. Du skal udføre omfattende gravearbejde, og udgifterne til udstyr vil udgøre størstedelen af omkostningerne. Før du begynder at skabe en sådan opvarmning med dine egne hænder, skal du forstå, hvilke systemer der anvendes, og hvad der er funktionerne i deres konstruktion.

Materialer, der er nødvendige for installation af jordvarme:

• polyethylenrør;
• varmepumpe;
• radiatorer til opvarmning.

Klassificering efter type:

• En horisontal varmeveksler er den mest almindeligt anvendte, hvor rørene er lagt i jorden i en dybde, der er dybere end frostniveauet i jorden i dit område. Denne form for opvarmning har den væsentlige ulempe, at kredsløbet fylder meget meget. Hvis dit hus er på 250 kvadratmeter, skal du lægge rørene over et område på ca. 600 kvadratmeter, hvilket ikke altid er muligt på alle steder. Dette er især ubelejligt, hvis området allerede er anlagt, f.eks. bør opsamleren ikke være tættere end 1,5 meter fra et træ;
• En lodret varmeveksler er meget mindre, men koster mere. For at installere det har du brug for lidt plads, men du skal bruge boreudstyr.

Et borehul kan være 50 til 200 meter langt - men det kan holde i op til 100 år. Denne metode er praktisk, når landhusets område allerede er indrettet, og der er ikke behov for at ændre det eksisterende landskab. Det er ikke muligt at installere denne type geotermisk opvarmning helt med egne hænder, da der kræves særligt udstyr til at bore en brønd - en vandforskudt veksler er den mest økonomiske måde, den bruger vandets varmeenergi. Den kan anvendes, hvis afstanden til vandet er mindre end 100 meter. Der laves et spiralrørskredsløb, som lægges i en dybde, der er større end frostzonen; vandområdet skal være over 200 m² stort. Med denne metode er der ikke behov for omfattende jordarbejde, og derfor kan alt gøres med dine egne hænder.

Kompleksiteten af dette projekt er betydelig, og hvis du beslutter dig for at gøre det selv, er den tredje metode den mest overkommelige. Hvis du køber dyrt udstyr, skal installationen være godt udført, ellers vil systemet ikke fungere korrekt.

Kilder til geotermisk opvarmning

Følgende kilder til terrestrisk varmeenergi kan anvendes til geotermisk opvarmning:

• høj temperatur;
• Lav temperatur.

Højtemperaturkilder omfatter f.eks. termiske kilder. De kan anvendes, men deres anvendelsesområde er begrænset af den faktiske placering af sådanne kilder. Mens denne energitype anvendes aktivt i Island, er termiske vande i Rusland placeret langt væk fra beboede områder. De fleste af dem er koncentreret på Kamtjatka, hvor grundvand anvendes som kølemiddel og leveres til varmtvandssystemer.

Man behøver ikke en vulkan for at udnytte jordens varmeenergi effektivt. Det er nok at bruge disse ressourcer, som kun befinder sig 200 meter fra jordens overflade

Men til lavtemperaturanvendelser har vi alle forudsætninger på plads. De omgivende luftmasser, jorden eller vandet er egnede til dette formål. En varmepumpe bruges til at udvinde den nødvendige energi. Det er en procedure, hvor den omgivende temperatur omdannes til varmeenergi, ikke kun til opvarmning, men også til varmt vand i private husholdninger.

Fordele

Sådanne varmeanlægs funktion er baseret på et helt nyt og usædvanligt brændstof - energi fra undergrunden bruges både til klimaanlæg og til opvarmning af en privat bolig. Denne energi sikrer et optimalt og behageligt miljø og forurener ikke miljøet med skadelige stoffer og affald. Huset opvarmes med gratis energi; for 1 kW elektricitet returnerer systemet 4-5 kW varme

Lige så vigtigt er det, at der ikke er behov for at købe ekstra emhætter og skorstene, som kan være nødvendige for at sikre en problemfri drift af andre typer af varmesystemer. Under opvarmningsdriften afgives der ingen skadelige dampe eller lugte fra jorden, systemet producerer ikke unødig støj, og det fylder ikke meget. Geotermiske enheder er i modsætning til systemer med fast brændsel og flydende brændsel praktisk talt usynlige for mennesker, de ødelægger ikke integriteten af en facade og et interiør af huset.

Ingen grund til at investere tid i opbevaring, levering og indkøb af brændstof, fordi jordens energi er uudtømmelig

Geotermiske enheder er i modsætning til systemer med fast eller flydende brændsel ikke meget synlige for beboerne og ødelægger ikke integriteten af husets facade eller interiør. Du behøver ikke at bruge tid på at tænke på spørgsmål som opbevaring, levering og køb af brændstof, da planetens energi er uudtømmelig.

Hvis du har brug for at opvarme dit hjem med jordvarme, er det også værd at overveje de økonomiske aspekter. Det er værd at påpege med det samme, at installationsprocessen for et sådant system vil være dyrere end for diesel eller gas.

I modsætning hertil kan vi konstatere, at elforbruget er meget lavere, så på lang sigt er den økonomiske gennemførlighed af købet af geotermisk udstyr synlig for det blotte øje. Ifølge udviklerne vil der for hver kilowatt elektrisk energi, der bruges, blive returneret op til fem kilowatt termisk energi for hver kilowatt elektrisk energi, der bruges.