Vieme, že geotermálna energia je teplo Zeme a termín „geotermálna energia“ sa často spája so sopkami a gejzírmi. V Rusku sa geotermálna energia využíva hlavne v priemyselnom meradle, napríklad existujú elektrárne Ďalekého východu, ktoré pracujú na základe tepla našej planéty.
Mnohí veria, že robiť geotermálne vykurovanie doma vlastnými rukami je niečo z oblasti fantázie. Nie je to? Ale to nie je pravda! S rozvojom moderných technológií sa domáce využívanie „zelenej energie“ stalo reálnym.
Budeme hovoriť o princípoch prevádzky alternatívneho vykurovania, jeho výhodách a nevýhodách, porovnateľných s tradičnými vykurovacími systémami. Dozviete sa tiež, ako si zariadiť výmenník tepla a ako nainštalovať geotermálne vykurovanie vlastnými rukami.
Niektoré historické fakty
Keď v 70. rokoch minulého storočia vypukla ropná kríza, na Západe vznikla horiaca potreba alternatívnych zdrojov energie. V tomto čase sa začali vytvárať prvé systémy geotermálneho vykurovania.
Dnes sú rozšírené v Spojených štátoch, v Kanade av západoeurópskych štátoch.




Napríklad vo Švédsku sa voda z Baltského mora aktívne využíva, ktorej teplota je + 4 ° C. V Nemecku je zavedenie geotermálnych vykurovacích systémov dokonca sponzorované na štátnej úrovni.

Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya a ďalšie geotermálne elektrárne pôsobia v Rusku. Existuje však veľmi málo faktov o využívaní energie Zeme v našom súkromnom sektore.
Skutočné výhody a nevýhody
Ak je v Rusku geotermálne vykurovanie súkromného sektora relatívne zriedkavé, znamená to, že myšlienka nestojí za náklady na jeho realizáciu? Možno by sa táto otázka nemala riešiť? Ukázalo sa, že to tak nie je.
Využitie geotermálneho vykurovacieho systému pre domácnosti je nákladovo efektívne riešenie. A na to existuje niekoľko dôvodov. Medzi nimi je rýchla inštalácia zariadení, ktoré môžu pracovať dlho bez akýchkoľvek prerušení.
Ak používate vo vykurovacom systéme nie vodu, ale vysoko kvalitnú nemrznúcu kvapalinu, nezmrzne a jej opotrebovanie bude minimálne.
Uvádzame ďalšie výhody tohto typu vykurovania.
- Postup pri spaľovaní paliva je vylúčený. Vytvárame absolútne ohňovzdorný systém, ktorý v priebehu prevádzky nebude schopný spôsobiť poškodenie bývania. Okrem toho je vylúčených niekoľko ďalších otázok súvisiacich s prítomnosťou paliva: teraz nie je potrebné hľadať miesto na jeho uskladnenie, zapojenie sa do jeho obstarávania alebo dodávky.
- Podstatné ekonomické prínosy. Počas prevádzky systému nebude potrebné žiadne ďalšie investície. Ročné vykurovanie zabezpečujú prírodné sily, ktoré nekupujeme. Samozrejme, pri prevádzke tepelného čerpadla sa spotrebuje elektrická energia, zároveň však objem vyrobenej energie výrazne prevyšuje spotrebu.
- Ekologický faktor. Geotermálne vykurovanie súkromného vidieckeho domu je ekologickým riešením. Absencia procesu spaľovania eliminuje uvoľňovanie produktov spaľovania do atmosféry. Ak si to mnohí uvedomujú a takýto vykurovací systém dostane všadeprítomnú distribúciu, negatívny vplyv ľudí na prírodu sa mnohokrát zníži.
- Kompaktný systém. Vo vašom dome nemusíte organizovať samostatnú kotolňu. Všetko, čo bude potrebné, je tepelné čerpadlo, ktoré môže byť umiestnené napríklad v suteréne. Najviac objemový obrys systému bude umiestnený v podzemí alebo pod vodou, neuvidíte ho na povrchu vašej lokality.
- Univerzálnosť. Systém môže pracovať tak pre vykurovanie v chladnom období, ako aj pre chladenie počas letného tepla. To znamená, že vás nahradí nielen ohrievač, ale aj klimatizáciu.
- Akustický komfort. Tepelné čerpadlo beží takmer ticho.
Voľba geotermálneho vykurovacieho systému je ekonomicky výhodná napriek tomu, že musíte vynaložiť peniaze na nákup a inštaláciu zariadenia.
Mimochodom, ako nevýhoda systému, sú to náklady, ktoré bude potrebné uviesť, aby sa systém nainštaloval a pripravil na prevádzku. Bude potrebné kúpiť čerpadlo samotné a niektoré materiály, vykonávať práce na montáži externého kolektora a vnútorného okruhu.

Tieto náklady sa však vyplatia len v prvých rokoch prevádzky. Následné použitie kolektora uloženého v zemi alebo ponoreného vo vode šetrí značné zdroje.
Okrem toho samotný proces inštalácie nie je až taký zložitý, aby pozval špecialistov tretích strán na jeho implementáciu. Ak nechcete vŕtať, potom všetko ostatné môže byť vykonané nezávisle.








Treba poznamenať, že niektorí remeselníci sa v snahe ušetriť peniaze naučili, ako zostaviť geotermálne tepelné čerpadlo vlastnými rukami.
O zdrojoch geotermálneho vykurovania
Pre geotermálne vykurovanie môžete použiť nasledujúce zdroje terestriálnej tepelnej energie:
- vysoká teplota;
- nízka teplota.
Zdroje s vysokou teplotou zahŕňajú napríklad termálne pramene. Môžete ich použiť, ale ich rozsah je obmedzený na skutočné umiestnenie takýchto zdrojov.
Ak sa na Islande tento druh energie aktívne využíva, v Rusku sú termálne vody ďaleko od obývaných oblastí. Sú maximálne koncentrované v Kamčatke, kde sa podzemná voda používa ako chladivo a dodáva sa do systému TÚV.

Ale pre použitie nízkoteplotných zdrojov máme všetky potrebné predpoklady. Na tento účel vhodné vzdušné masy, pôda alebo voda.
Na získanie potrebnej energie pomocou tepelného čerpadla. S jeho pomocou sa vykonáva proces premeny teploty okolia na tepelnú energiu nielen vykurovania, ale aj dodávky teplej vody v súkromnej domácnosti.




Princíp činnosti takéhoto vykurovania
Ak ste oboznámení s tým, ako funguje klimatizácia alebo chladnička, potom je zrejmá podobnosť týchto procesov so zásadou geotermálneho vykurovania. Základom systému je tepelné čerpadlo, ktoré je súčasťou dvoch okruhov - externých a interných.
Na usporiadanie tradičného vykurovacieho systému v každom dome je potrebné inštalovať do neho potrubia na prepravu tepelného nosiča a radiátorov, ktoré pri zahrievaní budú prúdiť do priestorov. V našom prípade sú potrebné aj rúry a radiátory. Tvoria vnútorný obrys systému. Schéma môže byť doplnená podlahovým vykurovaním.
Vonkajší obrys vyzerá oveľa väčší ako vnútorný, hoci jeho rozmery sa dajú odhadnúť len počas plánovania a inštalácie. Počas prevádzky je neviditeľný, pretože je v podzemí alebo pod vodou. Vnútri tohto okruhu cirkuluje normálna voda alebo nemrznúca zmes na báze etylénglykolu, čo je oveľa výhodnejšie.

Tepelné čerpadlo je teda kľúčovým prvkom, ktorý oživuje celý systém. Ak je vo vašom dome obyčajná práčka, potom by ste mali vedieť: toto čerpadlo bude mať približne rovnakú plochu.
Na prácu potrebuje elektrinu, ale pri spotrebe iba 1 kW poskytuje teplo 4-5 kW. A to nie je zázrak, pretože zdroj „dodatočnej“ energie je známy - je to prostredie.
Dva typy umiestnenia výmenníka tepla
Existujú dve možnosti vykurovania súkromného domu pomocou nízkoteplotných energetických prvkov životného prostredia. Základom systému vo všetkých troch prípadoch je geotermálne čerpadlo.
Vnútorný obvod zostáva nezmenený pre akúkoľvek metódu vykurovania a hlavný rozdiel je v umiestnení externého obvodu.
Geotermálne vykurovanie sa uskutočňuje s výmenníkom tepla umiestneným:
- vertikálne - umiestnené v studniach, ktoré odhaľujú alebo neodhaľujú zvodnenú vrstvu;
- horizontálne - výmenníky tepla systémov sa umiestnia do jamy alebo otvoreného rybníka vo forme druhu cievky.
Každý z uvedených typov vykurovania sa vyznačuje vlastnosťami, nevýhodami a výhodami.
Ak chcete vytvoriť takýto vykurovací systém vlastnými rukami, budete mať záujem dozvedieť sa viac o každom type.








Možnosť č. Vertikálne umiestnenie externého kolektora
Tento typ vykurovania je založený na zaujímavom prírodnom fenoméne: v hĺbke 50-100 m a viac od jeho povrchu má Zem po celý rok rovnakú a konštantnú teplotu 10-12 ° С.
Aby bolo možné využiť túto energiu zeme, je potrebné vŕtať vertikálne studne. Táto technológia je takmer rovnaká ako príprava zdroja vody.
S cieľom maximalizovať ochranu krajiny je možné vyvŕtať niekoľko rúrok z rovnakého východiskového bodu, ale z rôznych uhlov.
Vonkajší obvod systému sa namontuje priamo do týchto studní. Toto účinne odoberie teplo zo zeme. Samozrejme, táto metóda sa dá len ťažko označiť ako jednoduchá a nízkorozpočtová.

Je to relevantné v prípade, ak je územie priľahlé k domu už vybavené a porušenie jeho krajiny je nepraktické. Hĺbka vŕtania môže dosiahnuť 50 až 200 metrov.
Špecifické parametre vrtu závisia od geologickej situácie v lokalite a parametrov budúcej stavby. Životnosť tohto dizajnu je približne 100 rokov.
Na vybudovanie vertikálnej verzie systému s výmenníkom tepla, ktorý odoberá energiu podzemnej vody, bude potrebné vyvŕtať dve vodotesné studne.
Jeden z nich, nazývaný debetný, používa čerpadlo na čerpanie vody, ktoré sa po prestupe tepla odvádza do druhého prijímacieho výstupu.

Možnosť č. Horizontálne umiestnenie zberača pôdy
Ak chcete položiť vonkajší obrys s horizontálnym pohľadom na vykurovanie, musíte vedieť, ako hlboko je krajina vo vašej oblasti zamrznutá.
Rúry sú položené pod úrovňou mrazu v predtým pripravené zákopy, zachytenie pomerne veľký priestor: k vykurovaniu domu, ktorého rozloha je 200-250 m2. m, musíte použiť asi 600 metrov štvorcových. m výmenník tepla. To je šesť akrov.

Je zrejmé, že za takýchto podmienok bude objem zemných prác významný. Okrem toho je potrebné zvážiť, pokiaľ ide o umiestnenie stromov a iné vegetácie na mieste, aby nedošlo k ich zmrazeniu. Napríklad, nemôžete mať zberné potrubie bližšie ako jeden a pol metra od stromov.
Tento spôsob inštalácie sa spravidla používa v prípadoch, keď sa lokalita vyvíja len na výstavbu. Všetky výpočty a plány na výstavbu chaty, organizáciu jej vykurovania a plánovanie pozemku sa najlepšie vykonávajú súčasne.




Ponorný horizontálny výmenník tepla v zásobníku
Táto metóda vyžaduje špeciálne usporiadanie vlastníctva domu - vo vzdialenosti asi 100 m od nádrže, ktorá má dostatočnú hĺbku. Okrem toho by špecifikovaný zásobník nemal zamrznúť až na dno, kde bude umiestnený vonkajší obrys systému. A pre túto oblasť nádrže nemôže byť nižšia ako 200 metrov štvorcových. m.

Zrejmou výhodou tejto metódy je absencia povinných zemných prác, ktoré sú náročné na pracovnú silu, aj keď sa stále musíte drotiť s podvodným umiestnením kolektora. Potrebné je aj osobitné povolenie na vykonávanie takejto práce.
Geotermálna elektráreň, ktorá využíva vodnú energiu, je však stále najekonomickejšia.
Urob si sám: čo a ako
Ak inštalujete geotermálne vykurovanie sami, potom je lepšie kúpiť externý obvod ako hotový výrobok. Samozrejme uvažujeme len metódy horizontálneho usporiadania vonkajšieho výmenníka tepla: pod povrchom pôdy alebo pod vodou.
Je oveľa ťažšie zostaviť zvislý zberač dolu, ak nemáte vybavenie a vŕtacie schopnosti.
Tepelné čerpadlo nie je veľmi veľké zariadenie. Vo vašom dome to nezaberie veľa miesta. Veľkosť je porovnateľná napríklad s konvenčným kotlom na tuhé palivo. Pripojte k nemu vnútorný obrys vášho domu - úloha je jednoduchá.
V skutočnosti sa všetko robí rovnako ako pri organizovaní a distribúcii vykurovania tradičnými zdrojmi tepla. Hlavným problémom je usporiadanie vonkajšieho obrysu.

Najlepšou možnosťou by bolo použitie nádrže, ak existuje vo vzdialenosti maximálne 100 m. Je potrebné, aby jej plocha presahovala 200 metrov štvorcových. m a hĺbka - 3 m (priemerný bod mrazu). Ak vám tento rezervoár nepatrí, potom problém môže byť získanie povolenia na jeho používanie.
Ak je nádržou rybník, ktorý vlastníte, potom je vec zjednodušená. Voda z rybníka môže byť dočasne odčerpaná. Práca na jeho spodnej časti sa dá ľahko vykonať: bude potrebné položiť rúry do špirály a zaistiť ich v tejto polohe.
Výkopové práce budú potrebné len na vykopanie výkopu, ktorý bude potrebný na pripojenie vonkajšieho okruhu k tepelnému čerpadlu.
Po vykonaní všetkých prác je možné jazierko znovu naplniť vodou. V nadchádzajúcich rokoch by malo 100 externých výmenníkov tepla fungovať správne a nespôsobovať problémy vlastníkovi.
Если в вашем распоряжении оказался земельный участок, на котором вам только предстоит возводить жильё и растить сад, имеет смысл распланировать горизонтальный теплообменник грунтового типа.
Для этого следует сделать предварительный расчет площади будущего коллектора, исходя из параметров, которые уже указаны выше: 250-300 кв. м коллектора на 100 кв. м отапливаемой площади дома.

Траншеи, в которые предстоит укладывать трубы контура, нужно выкапывать ниже уровня промерзания почвы.
А ещё лучше – просто снять грунт на глубину его промерзания, уложить трубы, а после вернуть грунт на место. Работа трудоёмкая, сложная, но, имея большое желание и целеустремленность, вы сможете её выполнить.
Затраты и перспективы окупаемости
Расходы на оборудование и его монтаж в процессе сооружения геотермального отопления зависят от мощности агрегата и от производителя.
Производителя каждый выбирает, руководствуясь собственными соображениями и сведениями о репутации и надежности того или иного бренда. А вот мощность зависит от площади помещения, которое предстоит обслуживать.

Если брать в расчет именно мощность, то стоимость тепловых насосов колеблется в следующих диапазонах:
- на 4-5 кВт – 3000-7000 условных единиц;
- на 5-10 кВт – 4000-8000 условных единиц;
- на 10-15 кВт – 5000-10000 условных единиц.
Если к этой сумме мы прибавим затраты, которые нужны на выполнение монтажных работ (20-40%), то мы получим сумму, которая для многих покажется абсолютно нереальной.
Но все эти затраты окупятся за вполне приемлемые сроки. В дальнейшем же вам придется оплачивать лишь незначительные расходы на электричество, необходимое для работы насоса. И это всё!

Как показывает практика, геотермальное отопление особенно выгодно для домов, общая отапливаемая площадь которых составляет 150 кв. м. За пять-восемь лет все затраты на обустройство систем отопления в этих домах полностью окупаются.
Если геотермальное отопление не особо востребовано среди собственников частных домов, то эффективность гелеосистем уже оценили жители южных регионов. Технология сооружения солнечного отопления достаточна проста, а ее экономичность и практичность подтверждена многолетним опытом использования западными странами и нашими соотечественниками.
Дополнительная информация об альтернативных источниках энергии представлена в этой статье.
Závery a užitočné video na túto tému
Если вам проще воспринимать наглядную информацию, то этот видеоролик позволит вам своими глазами увидеть, как именно функционирует геотермальная система, а также больше узнать о том, кому и почему этот вид отопления выгоден.
Предлагаем вам посмотреть небольшой видеоролик, в котором владелец горизонтального подпочвенного коллектора, расскажет о своих впечатлениях от его эксплуатации. Кроме того, посмотрев это видео, вы узнаете о текущих расходах, связанных с эксплуатацией системы геотермального отопления.
Каждый владелец частного дома выбирает сам, покупать ли ему услуги ресурсоснабжающих организаций или надеяться только на себя самого. При этом он руководствуется целым списком соображений.
Цель, которую мы перед собой поставили, заключается не в том, чтобы подтолкнуть вас к готовому выводу, а в том, чтобы поделиться информацией о вариантах решения стоящей перед вами задачи.
Есть, что дополнить, или возникли вопросы по теме геотермального отопления частного дома? Komentáre k publikácii môžete zanechať. Formulár pre komunikáciu je v dolnom bloku.