Gjør-det-selv geotermisk oppvarming hjemme: en sammenlignende oversikt over enhetsmetoder

Vi installerer jordvarme selv

Umiddelbart bemerker vi en slik funksjon: de som bestemmer seg for å utstyre oppvarming med jordens varme, må investere en enorm mengde i dette en gang. Selvfølgelig vil denne kostnaden over tid betale seg, siden vi ikke bygger boliger til oss selv på et år eller to. Dessuten går prisene på gass og elektrisitet opp hvert år, og med et geotermisk system vet du ikke hva disse prisøkningene er.

Men i dette systemet vil det meste være skjult under jorden. Oppvarming med jordenergi er tilstedeværelsen av en brønn og en varmeveksler. I boligen trenger du bare å sette en enhet som vil generere varme - vanligvis tar den ikke mye plass.

Slik fungerer en varmepumpe

På en slik enhet vil brukeren kunne kontrollere temperaturen og tilføre termisk energi. Installasjonen av selve varmesystemet i boliger gjøres som vanlig - med en forgrening av rørledningen og radiatorer. Hvis du har et privat hus, eller selve bygningen er liten, vises i dette tilfellet generatoren til systemet i et eget rom eller i kjelleren.

Systemfunksjoner

Selvfølgelig er det ikke så lett å lage geotermisk oppvarming med egne hender, men det er fullt mulig. Og for det første lages det en mine. Parametrene til gruven beregnes separat for hvert tilfelle. Dens dimensjoner vil avhenge av klimaet i ditt område, typen jord, de strukturelle egenskapene til regionens jordskorpe og hjemmeområdet der et slikt system skal installeres. Som regel er gruvens dybde fra 25 til 100 m.

Brønnboring for varmepumpe

Videre innebærer installasjon av geotermisk oppvarming et trinn som å senke varmeabsorberende rør ned i jordens gruve. Funksjonene til disse rørene er som følger: de vil levere varme til pumpen, noe som vil øke temperaturen på væsken og bringe den til oppvarming. Merk at hvis du bestemmer deg for å lage geotermiske varmesystemer med egne hender, trenger du en assistent, fordi rør kan være veldig tunge.

Klassifisering etter konstruksjonstype

Prinsippet for drift av jordvarme er lik prinsippet om drift av et klimaanlegg eller kjøleskap. Hovedelementet er en varmepumpe som inngår i to kretser.

Prinsippet for drift av en geotermisk (varme) pumpe

Den interne kretsen er et tradisjonelt varmesystem, bestående av rør og radiatorer. Ekstern - en imponerende størrelse varmeveksler plassert under jorden eller i vannsøylen. Inne i den kan både en spesiell væske med frostvæske og vanlig vann sirkulere. Varmebæreren antar temperaturen til mediet og "oppvarmet" kommer inn i varmepumpen, den akkumulerte varmen overføres til den interne kretsen. Dermed varmes vann opp i rør og radiatorer.

Geotermisk (varme) pumpe er et sentralt element i systemet. Dette er en kompakt enhet, den tar ikke mer plass enn en vaskemaskin som er kjent for våre øyne. Hvis vi snakker om ytelse, så for hver 1 kW elektrisitet som forbrukes, "gir pumpen ut" opptil 4-5 kW termisk energi. Mens et konvensjonelt klimaanlegg, som har et lignende driftsprinsipp, for 1 kW forbrukt strøm, vil 1 kW varme "reagere".

Ordning for en geotermisk oppvarmingsenhet i et privat hus

Det må innrømmes at enheten for denne typen oppvarming er den dyreste og mest tidkrevende i dag. Brorparten av kostnadene er kjøp av utstyr og selvfølgelig jordarbeid. Naturligvis, tenker en sparsommelig eier, er det mulig å spare penger, for eksempel på installasjon og lage jordvarme med egne hender? For å svare på dette spørsmålet er det nødvendig å forstå hvilke systemer som brukes oftest og å forstå funksjonene til enheten deres.

Horisontal varmeveksler

Ganske ofte brukes en horisontal kontur, hvor rørene legges i grøfter til en dybde som er større enn nivået av jordfrysing i et gitt område.

Feil jordvarmeanlegg med horisontal kontur - et stort område okkupert av samleren

Ulempen er at arealet som okkuperes av kretsen skal være mye større enn selve huset, så for oppvarming av en bygning med et areal på 250 m², vil ca. 600 m² "gå" under rørene. Ikke alle utviklere har råd til en slik luksus.

I tillegg er det ulemper hvis stedet allerede er foredlet, du må for eksempel observere avstanden fra trærne (1,5 m) og mange andre nyanser.

Vertikal varmeveksler

Et mer kompakt, men også dyrere alternativ er en vertikal varmeveksler. Installasjonen krever ikke et stort område, men det vil kreve spesielt boreutstyr.

Installasjon av en vertikal varmeveksler krever bruk av spesielt boreutstyr

Brønnens dybde, avhengig av teknologien, kan nå 50-200 m, men levetiden er opptil 100 år. Denne metoden er spesielt relevant ved planlegging av jordvarme landhus oppvarming med et utstyrt tilstøtende territorium lar det deg lagre landskapet nesten i sin opprinnelige form.

Vannplassert varmeveksler

Den mest økonomiske geotermiske installasjonen bruker den termiske energien til vann. Det anbefales dersom avstanden til nærmeste vannmasse ikke overstiger 100 m.

Den vannplasserte varmeveksleren er den mest fordelaktige og derfor mer passende for enheten.

En kontur av rør i form av en spiral legges på bunnen, dybden av forekomsten skal være mindre enn 2,5-3 m, det vil si dypere enn frysesonen. Arealet til reservoaret er fra 200 m². Det største pluss er at det ikke er behov for å utføre arbeidskrevende jordarbeid, men det er nødvendig å få tillatelse fra spesielle tjenester.Etter å ha brukt betydelige midler på dyrt utstyr, bør du ikke spare på installasjon av høy kvalitet. Tross alt vil kvaliteten og effektiviteten til hele systemet avhenge av det.

Som du kan se, er det ikke så enkelt å installere geotermisk oppvarming hjemme med egne hender. Av alle de listede typene vil kanskje bare det siste alternativet være ganske enkelt å implementere på egen hånd. Men selv i dette tilfellet er det verdt å veie alle fordeler og ulemper.

Omtrentlig kostnader og tilbakebetaling av systemet

Når du velger termisk oppvarming, hvis driftsprinsipp allerede er kjent, bør eierne være klar over at visse investeringer vil være nødvendige. Utstyrsmerket er valgt i henhold til brukerens krav, prisen på enhetene avhenger av mange faktorer, for eksempel strøm.

Enheter for 4-5 kW er estimert til $3000-7000, for 5-10 kW koster de $4000-8000, for 10-15 kW allerede $5000-10000. I tillegg vil 40-50% av beløpet være kostnadene for installasjonsarbeid og lansering av systemet. Resultatet er en meget imponerende mengde kostnader. Men alle vil betale seg i løpet av ca 3-5 år, og da gjenstår bare strømregningene som varmepumpen skal forbruke.

Hva er jordvarme?

Det er varme utvunnet fra jorden eller vannet. På visse dybder av jorda opprettholdes en positiv konstant temperatur, og det er ingen dråper selv i alvorlig frost, det samme med vann. Oppgaven til en person er å ta varme fra jorden eller vannet, sende den for å sikre komfort i stuer.

Jordvarme er et konvensjonelt kjøleskap, men omvendt - systemet produserer ikke kulde, men varme.Pumpealgoritmen er basert på overføring av varme fra en kilde med lavt termisk energipotensial til en varmebærer, og jord eller vann fungerer som aktive varmekilder.

Fordeler og ulemper med systemet

Jordvarme har flere fordeler:

1. Frigjøringen av termisk energi er mange ganger høyere enn kostnaden for elektrisitet som forbrukes av pumpen.
2. Økologisk renslighet og sikkerhet. Systemet avgir ikke skadelige stoffer, det er ingen utslipp, slagg etter drivstoffforbrenning.
3. Det er ikke nødvendig å kjøpe drivstoff, gass, alt arbeidet med strukturen er bygget uten bruk av kjemikalier og andre stoffer, så oppvarming med jordens varme eller vann anses som den sikreste.
4. Med forbehold om installasjons- og driftsteknologien vil utstyret og hele varmesystemet vare i minst 50 år uten teknisk støtte.
5. Varmepumpen fungerer lydløst, det er ingen akustiske effekter.

Den maksimale økonomiske fordelen oppnås ved fravær av ytterligere investeringer. Brukeren må kjøpe alt utstyret én gang, sette opp designet og trenger ikke lenger å forstyrre systemet. En ekstra fordel er plasseringen av alle elementer utenfor bygningen - oppvarming fra bakken eller vann krever ikke plassering av overordnede installasjoner i huset, så metoden for å trekke ut og tilføre varme er egnet for hus av alle størrelser.

Ulempen er en stor mengde engangskostnader for kjøp av utstyr, installasjon og igangkjøring av systemet. For å danne strukturen kreves en pumpe, en viss mengde materialer, installasjon av en ekstern manifold og en intern krets.

Muligheter for tilrettelegging av jordvarme

Metoder for å arrangere den ytre konturen

For at energien til jorden skulle varme opp huset var brukes til det maksimale - du må velge riktig eksternt kretsskjema.Faktisk kan ethvert medium være en kilde til termisk energi - underjordisk, vann eller luft.

Men det er viktig å ta hensyn til sesongmessige endringer i værforhold, som diskutert ovenfor.

For tiden er to typer systemer vanlige som effektivt brukes til å varme opp et hus på grunn av jordens varme - horisontal og vertikal. Den viktigste valgfaktoren er arealet av landet. Utformingen av rørene for oppvarming av huset med jordens energi avhenger av dette.

I tillegg til det tas følgende faktorer i betraktning:

• Jordsammensetning. I steinete og leire områder er det vanskelig å lage vertikale sjakter for å legge motorveier;
• jordfrysenivå. Han vil bestemme den optimale dybden på rørene;
• Plassering av grunnvann. Jo høyere de er, jo bedre for jordvarme. I dette tilfellet vil temperaturen øke med dybden, som er den optimale betingelsen for oppvarming fra jordens energi.

Du må også vite om muligheten for omvendt energioverføring om sommeren. Da vil ikke oppvarmingen av et privat hus fra bakken fungere, og overskuddsvarmen vil passere fra huset til jorden. Alle kjøleanlegg fungerer etter samme prinsipp. Men for dette må du installere tilleggsutstyr.

Horisontal jordvarmeordning

Horisontalt arrangement av ytterrør

Den vanligste måten å installere utendørs motorveier på. Det er praktisk for enkel installasjon og muligheten til relativt raskt å erstatte defekte deler av rørledningen.

For installasjon i henhold til denne ordningen brukes et samlesystem. For dette er det laget flere konturer, plassert i en minimumsavstand på 0,3 m fra hverandre. De kobles til ved hjelp av en kollektor, som tilfører kjølevæsken videre til varmepumpen.Dette vil sikre maksimal tilførsel av energi til oppvarming fra jordvarmen.

Det er imidlertid noen viktige ting å huske på:

• Stort hageområde. For et hus på ca. 150 m², må det være minst 300 m²;
• Rør må festes til en dybde under jordens frysenivå;
• Med mulig bevegelse av jord under vårflom, øker sannsynligheten for forskyvning av motorveier.

Den avgjørende fordelen med oppvarming fra jordvarmen av en horisontal type er muligheten for selvorganisering. I de fleste tilfeller vil dette ikke kreve involvering av spesialutstyr.

Vertikalt diagram over jordvarme

Vertikalt geotermisk system

Dette er en mer tidkrevende måte å organisere oppvarming av et privat hus fra bakken. Rørledninger er plassert vertikalt, i spesielle brønner

Det er viktig å vite at en slik ordning er mye mer effektiv enn en vertikal.

Dens største fordel er å øke graden av vannoppvarming i den eksterne kretsen. De. jo dypere rørene er plassert, jo mer vil mengden jordvarme for oppvarming av huset komme inn i systemet. En annen faktor er det lille arealet. I noen tilfeller utføres arrangementet av den eksterne geotermiske varmekretsen allerede før byggingen av huset i umiddelbar nærhet av fundamentet.

Hvilke vanskeligheter kan oppstå med å skaffe jordenergi for oppvarming av et hus i henhold til denne ordningen?

• Kvantitativ til kvalitet. For et vertikalt arrangement er lengden på motorveiene mye høyere. Det kompenseres av høyere jordtemperatur. For å gjøre dette må du lage brønner opp til 50 m dype, noe som er møysommelig arbeid;
• Jordsammensetning.For steinete jord er det nødvendig å bruke spesielle boremaskiner. I leirjord, for å forhindre utskillelse av brønnen, er et beskyttende skall laget av armert betong eller tykkvegget plast montert;
• Ved funksjonsfeil eller tap av tetthet blir reparasjonsprosessen mer komplisert. I dette tilfellet er langsiktige feil i driften av oppvarming av huset for jordens termiske energi mulig.

Men til tross for de høye startkostnadene og kompleksiteten i installasjonen, er det vertikale arrangementet av motorveiene optimalt. Eksperter anbefaler å bruke nettopp et slikt installasjonsskjema.

Funksjoner av varmesystemet

I motsetning til en gasskjele, trenger ikke en varmepumpe å varme varmebæreren til varmesystemet til en høy temperatur, siden dannelsen av kondensat under en kald "retur" ikke truer den. I tillegg vil lavtemperaturdrift kreve mindre energiforbruk.

For å kompensere for den lave temperaturen på kjølevæsken, må overflaten til radiatorene økes kraftig, så i stedet for dem er det bedre å bruke systemet "varmt gulv". Denne typen oppvarming er også den mest rasjonelle, siden den oppvarmede luften først og fremst kommer så å si inn i stuen, og ikke under taket.

Varme fra bakken

Et annet argument for det "varme gulvet" er minimum varmetapet. Tross alt avhenger verdien deres først og fremst av temperaturforskjellen, og den er den minste under lave temperaturforhold. Den andre faktoren er kontaktområdet for oppvarmet luft med ytterveggene. Luften som stiger opp fra det "varme gulvet" berører ikke ytterveggene (ved bruk av konvensjonelle radiatorer, vasker den bokstavelig talt vindusglasset og tilstøtende deler av ytterveggen).

Den største ulempen med det "varme gulvet" - energiavhengighet - er irrelevant i dette tilfellet, siden varmepumpen heller ikke vil kunne fungere uten strøm.

Faren for latent lekkasje kan også ignoreres hvis kretsen er laget integrert av fleksible polymerrør.

Virkelige fordeler og ulemper

Hvis geotermisk oppvarming av privat sektor i Russland har fått en relativt liten distribusjon, betyr dette at ideen ikke er verdt kostnadene ved implementeringen? Kanskje det ikke er verdt det å ta tak i dette problemet? Det viste seg at dette ikke var tilfelle.

Å bruke et geotermisk boligvarmesystem er en lønnsom løsning. Og det er flere grunner til dette. Blant dem, rask installasjon av utstyr, som kan fungere lenge uten avbrudd.

Hvis du ikke bruker vann i varmesystemet, men høykvalitets frostvæske, fryser den ikke gjennom og slitasjen vil være minimal.

Vi lister opp andre fordeler med denne typen oppvarming.

• Prosedyren for brenning av drivstoff er utelukket. Vi lager et absolutt brannsikkert system, som under driften ikke vil være i stand til å forårsake skade på huset. I tillegg er en rekke andre problemer knyttet til tilstedeværelsen av drivstoff utelukket: nå er det ikke nødvendig å lete etter et sted å lagre det, skaffe det eller levere det.
• Betydelig økonomisk fordel. Under driften av systemet er det ikke nødvendig med ytterligere investeringer. Den årlige oppvarmingen leveres av naturkreftene, som vi ikke kjøper. Selvfølgelig, under driften av en varmepumpe, forbrukes elektrisk energi, men samtidig overstiger mengden produsert energi betydelig forbruket.
• miljøfaktor. Geotermisk oppvarming av et privat landsted er en miljøvennlig løsning.Fraværet av forbrenningsprosessen utelukker at forbrenningsprodukter kommer inn i atmosfæren. Hvis dette blir realisert av mange, og et slikt varmeforsyningssystem vil være skikkelig utbredt, vil den negative påvirkningen av mennesker på naturen avta mange ganger.
• Kompaktheten til systemet. Du trenger ikke organisere et eget fyrrom i huset ditt. Alt som skal til er en varmepumpe, som kan plasseres for eksempel i kjelleren. Den mest voluminøse konturen av systemet vil være plassert under bakken eller under vann; du vil ikke se den på overflaten av nettstedet ditt.
• Multifunksjonalitet. Systemet kan fungere både til oppvarming i den kalde årstiden, og til kjøling i sommervarmen. Det vil si at det faktisk vil erstatte deg ikke bare med en varmeapparat, men også med et klimaanlegg.
• akustisk komfort. Varmepumpen går nesten lydløst.

Å velge jordvarmeanlegg er kostnadseffektivt, til tross for at du må bruke penger på innkjøp og installasjon av utstyr.

Forresten, som en ulempe med systemet, er det nettopp kostnadene du må gå for å installere systemet og forberede det for arbeid. Det vil være nødvendig å kjøpe selve pumpen og noen materialer for å utføre installasjonen av den eksterne manifolden og den interne kretsen.

Det er ingen hemmelighet at ressursene blir dyrere år for år, så et autonomt varmesystem som kan betale seg innen få år vil alltid være økonomisk fordelaktig for eieren.

Disse kostnadene betaler seg imidlertid bare i løpet av de første årene av driften. Den påfølgende bruken av en oppsamler lagt i bakken eller nedsenket i vann sparer mye penger.

I tillegg er selve installasjonsprosessen ikke så komplisert at den inviterer tredjepartsspesialister til å utføre den. Hvis du ikke driver med boring, kan alt annet gjøres uavhengig.

Det skal bemerkes at noen håndverkere, i et forsøk på å spare penger, lærte å samle jordvarmepumpe personlig.

Luftsamlere

Underjordisk oppvarming av et privat hus kan også utføres ved hjelp av luftsamlere. Dette er en veldig enkel måte for luftoppvarming i et privat hus sammenlignet med de to foregående.

For å varme opp luften i rommet til den optimale temperaturen, kreves det en viss mengde varme. Jo lavere starttemperatur, jo høyere kostnad. Med hjelp ventilasjons- og varmesystemerhentet fra jorda, kan du øke lufttemperaturen i huset gratis. Oppvarming med jordens varme i dette tilfellet er veldig enkelt.

For organisering av varmesystemer er det nødvendig:

• fjern ventilasjonsluftinntaket under bakkens frysenivå;
• å utføre en buet, rett eller flerrørssamler ved bruk av vanlige kloakkrør (formen velges avhengig av stedet, for hver kvadratmeter av husområdet skal det være 1,5 meter av samleren);
• utfør en lufteventil i den lengste enden av kollektoren fra huset, bring røret til en høyde på minst 1,5 meter fra bakken og utstyr det med en paraply-deflektor (selvfølgelig vil luftstrømmen inn i huset bli tvunget .

I dette tilfellet vil ikke grunnvarme kunne gi huset varme fullt ut.

Likevel lar den deg implementere to ideer:

1. Luften som kommer inn gjennom ventilasjonen kan varmes opp av en hvilken som helst varmeanordning (gass, solenergi, elektrisk osv.) og deretter fortynnes gjennom rommene ved hjelp av ventilasjonskanaler.Slik oppvarming fra bakken vil ikke være helt gratis, men allikevel vil kostnadene reduseres: det vil ikke være kald luft fra gaten som vil varmes opp, men den som allerede har varmet opp til ca +10 grader. Du kan spare ganske bra hvis vintrene i regionen er kalde.
2. Luften som varmes opp av jordvarmen kan brukes til å blåse den eksterne enheten til et konvensjonelt klimaanlegg eller en luft-til-luft varmepumpe. Enhver enhet av denne klassen vil kunne fungere godt ved en temperatur på omtrent +10 grader. Kompleksiteten i implementeringen ligger bare i å gi den nødvendige luftstrømmen. Som et resultat av dette varmes luften opp av varmen fra bakken, kommer inn i varmepumpen og slippes ut utenfor huset.

Grunnvarme er en god erstatning for konvensjonelle oppvarmingsmetoder, men den anses foreløpig ikke som mye populær (se også: "Alternativ oppvarming for et privat hus - valget er veldig stort"). Dette skyldes vanligvis kompleksiteten i installasjonsprosessen og høye startkostnader. Boring av brønner og plassering av rør i dem anses som et utmerket alternativ, men denne typen varmesystem er veldig dyrt. På den annen side gjør dette det mulig å varme opp huset ved hjelp av en gratis varmekilde.

Du bør også alltid huske at et slikt varmeforsyningsalternativ er miljøvennlig og veldig effektivt, fordi jordtemperaturen i en dybde på mer enn ti meter forblir konstant. Video om hvordan du bruker jordens varme til å varme opp huset:

Funksjoner av geotermisk varmesystem

Geotermisk oppvarming av et landsted refererer til en alternativ, nesten ideell måte å tilføre varme til en boligbygning.For at systemet skal fungere, brukes geotermisk energi, som kan utvinnes fra ulike naturlige kilder.

Prinsippet for drift av jordvarme har mye til felles med drift av kuldeanlegg. Samtidig er hovedforskjellen at i kjøleskapet produserer kjøleskapet kjølt luft, og geotermiske installasjoner genererer termisk energi.

Med termisk oppvarming avkjøles luften i sommervarmen, og varmes opp om vinteren. Samtidig er de økonomiske kostnadene ved å arrangere et slikt varmeforsyningsalternativ mye lavere sammenlignet med kostnadene til andre termiske systemer. Geotermisk oppvarming av huset bidrar til å skape komfortable boforhold i det.