Geotermální vytápění domu s vlastními rukama: princip činnosti, vlastnosti instalace a doporučení

Se všemi výhodami alternativních zdrojů energie zůstává technická realizace infrastruktury, která jim slouží, hlavní překážkou pro masové rozdělení volných technologií dodávek energie. Prostředky akumulace a doručování zdrojů se ospravedlňují hlavně při realizaci velkých projektů pracujících s velkým množstvím paliva, elektřiny nebo tepla. V tomto ohledu je přiděleno geotermální vytápění, což je nejméně náročné na technický a provozní systém, což umožňuje, aby byl sám organizován v podmínkách soukromé domácnosti.

Princip systému

Použití geotermální tepelné energie je možné díky přirozenému a konstantnímu zahřívání vnitřních vrstev zemské kůry magma. Stupeň tvorby tepla je tak vysoký, že teplota zhruba 45-50 ° C přijatelná pro akumulaci je přeměněna i ve studených oblastech s mrazem v přijatelných hloubkách pro vrtání. Jinými slovy, hlavním úkolem systému je dodávat tepelnou energii přímo do místa spotřeby. Základní princip geotermálního vytápění je založen na přenosu energie skrze kolektory a kanály s cirkulačním nemrznoucím prostředkem.

V první fázi se teplo hromadí přímo v útrobách země pomocí speciálních prvků se zvýšeným přenosem tepla. Jedná se o kolektorové jednotky, které absorbují teplo a pak je přenášejí spolu s nemrznoucí kapalinou do distribuční jednotky v místech příjmu a spotřeby. V této fázi je zapnuta čerpací stanice, která přeměňuje a dodává energii do radiátorů, systému TUV, kotlů a dalších jednotek, které se účastní topné infrastruktury.

Aplikované zařízení

Většina technických uzlů jsou pomocná zařízení a příslušenství, které slouží přenosové síti přenosu tepla. Rozlišujeme už zmíněné kolektory, potrubní komunikace, stejně jako expanzní nádrž na napájecím potrubí distribuční stanice, která slouží jako nárazník. Hlavním funkčním prvkem systému je geotermální čerpadlo. Pro domácí vytápění se používají čerpací jednotky s pasivními chladícími moduly. Přítomnost takových pojistek je nutná jako prostředek automatické regulace zátěží, které nelze ručně ovládat během nepřetržitého provozu systému.

Velikost těchto čerpadel může odpovídat průměrným chladničkám, a proto s přihlédnutím k páskovým a sanitárním kování s kanalizačními kanály pro toto zařízení je nejprve doporučeno zorganizovat technické prostory. V závislosti na typu systému může jednotka provádět jak funkci vytápění, tak i funkci chlazení - například klimatizaci. V druhém případě je však nutné uspořádat další obvody pro dodávání pracovní tekutiny.

Druhy tepelných čerpadel

Zdrojem geotermálního tepelného záření mohou být různá prostředí. Proto se navíc k zemi a v nejefektivnějších a nejkomplexnějších systémech používají také vysoké teploty vody a vzduchu. V závislosti na konfiguraci distribuce energie je geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění rozděleno do následujících typů:

• Půda-voda. Nejběžnější systém, který zahrnuje použití uzavřených obrysů půdy s hlubokými sondami v kombinaci s vodním systémem výroby tepla.
• Voda-voda. Otevřené studny se používají k získávání energie z podzemní vody, která se však také ohřívá ze země ve velkých hloubkách.
• Vzduch-vzduch. Nejkomplexnější systém, v němž se zabývá několik skupin skladovacích zařízení - včetně venkovních radiátorů a vzduchových panelů, které se během provozu zahřívají.

Všechny tyto systémy jsou spojeny jednou důležitou výhodou oproti jiným způsobům akumulace přirozené energie. Spočívá v tom, že geotermální vytápění nepřeměňuje teplo na jiný druh energie (pára, elektřina). V závěrečné fázi jsou spotřebitelé používá v původně vytvořené podobě.

Organizace tepelného čerpadla

Jako základ pro jednotku můžete použít běžný rozdělený systém. Například zařízení o výkonu 1 kW může generovat 5 až 6 kW tepla v závislosti na provozních podmínkách a kvalitě pásku. Vnější klimatizační jednotka musí být umístěna v ochranném dřevěném rámu opatřeném vysoce kvalitními tepelnými izolacemi. Obrysy dodávky nemrznoucí směsi z pozemních baterií budou zaslány. Ve složitější konstrukci jsou využívány kaskádové geotermální tepelná čerpadla pro domácí vytápění, u kterých je pro každý obvod použito několik kompresorů.

Počet přívodů tepla ze země (nebo vody se vzduchem) není v zásadě omezen, stejně jako počet přijímacích čerpadel a rozváděčů. Je však důležité vzít v úvahu rostoucí zatížení zařízení. Výkonné 3 až 4-smyčkové napájecí systémy mohou vyžadovat použití třífázové napájecí sítě 380 V pouze pro podporu systémů automatického řízení a pojistek.

Vrtné činnosti

Pro organizaci komunikace mezi zdroji přívodu tepla a čerpadlem budou vyžadovány studny. Jsou instalovány sondy s kolektory - přímé chladiče. Vrtání bude nutné provádět pomocí speciálních zařízení, protože je možné vyvinout pouze malý vrt 5-7 m. Normální hloubka pro plné geotermální vytápění se pohybuje od 20 do 100 m. Co se týče sond, mohou být pro ně použity plastové trubky. tlak asi 6 barů. Pro větší efektivitu byste měli používat pásku několika řádků (3-4), jejichž konce jsou spojeny adaptérem ve tvaru U. Takže v podmínkách silných mrazů s minimálním přenosem tepla se potrubí nezavírají, nebudou nadbytečné uspořádat jejich ohřev obrysu. K tomu by měl být přiložen alespoň jeden elektrický vodič do jádra propojeného kanálu s možností napájení.

Instalujte horizontální baterie

Pokud z nějakého důvodu není vertikální vrtová organizace geotermálního obrysu na místě realizovatelná, je možné zajistit horizontální instalaci tepelných přijímačů. Bude vyžadována platforma o minimální velikosti 15x15 m, z níž je odstraněna vrstva půdy o hloubce 50 cm. Dále jsou na izolovaném povrchu umístěny analogy výše uvedených sond. Například horizontální geotermální vytápění doma může být uspořádáno přes elektrody nebo trubky pro výměnu tepla. Konfigurace umístění obrysů se mohou také lišit, ale experti na vyšší energetický efekt doporučují, aby se s "hadem" nebo spirálem spojila komunikace.

Jak zlepšit energetickou účinnost systému?

Hotové tovární komplexy jsou dobré, protože všechny jejich konstrukční části a součásti jsou vyrovnané a navzájem se přizpůsobené svým vlastnostem. Výhodou nezávislého uspořádání systému na samostatných jednotkách je to, že každý obrys a pracovní uzel lze aktualizovat nezávisle na společné infrastruktuře. Mnoho lidí odmítá standardní teploakumulátor a nahrazuje svou funkci betonovým spojovacím zařízením. V takovém případě bude geotermální vytápění pracovat s minimálními teplotními rozdíly v okruhu směšovací nádrže. Doporučuje se také experimentovat s chladivem a používat kompresory s "plovoucí" výkonností. Správný výpočet zatížení s optimálním rozdělením tepla podél provozních obvodů zvýší efektivitu systému o 15-20% a minimalizuje náklady na dodávku elektřiny.

Výhody geotermálních zařízení

Ve srovnání s tradičními systémy vytápění s kotelním zařízením je to nejvíce šetrný způsob vytápění. Kromě toho stojí za to, že na pozadí ekonomického zařízení s plynem a nízkou náročností na údržbu je třeba přidat vysokou úroveň bezpečnosti. Pokud jde o tepelnou účinnost, může být geotermální vytápění soukromého domu ospravedlněno, pokud je v provozu dostatek oblastí, které pokrývají zdroje vody nebo půdy. Výstavba studní, vrtů s hydrologickou komunikací a využití vzduchových tepelných akumulátorů umožní venkovské chatě plně zásobovat teplem bez přídavných topných těles.

Systémové vady

V první etapě bude organizace geotermální infrastruktury vyžadovat značné výdaje - a to jak pro zařízení, tak pro instalaci. Navíc náklady překročí odhad u stejných kotlových stanic s celou řadou uvedení do provozu. Splácení z důvodu nízkých nákladů na údržbu bude trvat 5-7 let. Jedná se o mínusy geotermálního vytápění doma a o objemu komunikace. Dokonce i s racionálním a kompaktním uspořádáním vertikálních baterií bude potřeba pokládat potrubí až po distribuční uzel s přenosovou stanicí, která také vyžaduje samostatnou místnost.

Závěr

Majitel domu, který posuzuje možnosti uspořádání různých systémů vytápění, čelí náročnému úkolu výpočtu kapacit a technických zdrojů, které budou během provozu vyžadovány. Zásada geotermálního vytápění sama o sobě má za cíl minimalizovat náklady na údržbu a údržbu infrastruktury při zachování vysokých parametrů dodávky tepla. Ale v praxi není snadné dosáhnout významných výsledků. Za tímto účelem je zapotřebí dobře promyšlený a dobře navržený projekt s podrobnými výpočty, ale nejdůležitější je základní dostupnost optimálních podmínek pro provoz geotermálního zařízení.