Geotermální vytápění pro váš domov vlastníma rukama: srovnávací přehled způsobů instalace

Instalace geotermálního vytápění svépomocí

Okamžitě si všimneme takové vlastnosti: ti, kteří se odváží vybavit vytápění zemním teplem, budou muset jednou investovat obrovské množství peněz. Tyto náklady se samozřejmě časem vrátí, protože domy pro sebe nestavíme rok nebo dva. Kromě toho se náklady na plyn a elektřinu každoročně zvyšují a s geotermálním systémem nebudete vědět, jak se tyto ceny zvyšují.

V tomto systému však bude většina z nich ukryta pod zemí. Vytápění zemní energií je založeno na studni a výměníku tepla. Do obydlí je třeba umístit pouze zařízení, které bude generovat teplo - obvykle nezabere mnoho místa.

Princip činnosti tepelného čerpadla

Pomocí tohoto zařízení může uživatel regulovat teplotu a dodávat tepelnou energii. Samotná instalace topného systému v obydlí se provádí jako obvykle - pomocí odboček a radiátorů. Pokud máte soukromý dům nebo je samotná budova malá, pak je systémový generátor přiveden do samostatné místnosti nebo do sklepa.

Funkce systému

Samozřejmě není tak snadné vyrobit geotermální vytápění vlastníma rukama, ale je to docela možné. Pro začátek je nutné vytvořit jímku. Parametry jímky se počítají pro každý případ zvlášť. Její rozměry budou záviset na klimatu ve vaší oblasti, typu půdy, zvláštnostech struktury zemské kůry v regionu, domovské oblasti, kde bude takový systém umístěn. Jeho hloubka se obvykle pohybuje mezi 25 a 100 m.

Vrtání pro tepelné čerpadlo

Instalace geotermálního vytápění pak spočívá ve spuštění potrubí, které absorbuje teplo, do zemní šachty. Funkce těchto trubek je následující: dodávají teplo čerpadlu, které zvýší teplotu kapaliny a vypustí ji do topného systému. Upozorňujeme, že pokud se rozhodnete pro geotermální vytápění vlastníma rukama, budete potřebovat pomocníka, protože potrubí může být velmi těžké.

Rozdělení podle typu konstrukce

Princip fungování geotermálního vytápění je podobný jako u geotermálního vytápění. princip fungování klimatizace nebo chladničky. Hlavním prvkem je tepelné čerpadlo, které je zapojeno do dvou okruhů.

Fungování geotermálního (tepelného) čerpadla

Vnitřní okruh je tradiční topný systém, skládající se z trubek a radiátorů .. Vnější výměník tepla má impozantní velikost a je umístěn pod zemí nebo pod vodním sloupcem. Může v něm cirkulovat speciální kapalina s nemrznoucí směsí, ale i obyčejná voda. Teplonosné médium přebírá teplotu média a "ohřáté" vstupuje do tepelného čerpadla, akumulované teplo se předává do vnitřního okruhu. Tímto způsobem se ohřívá voda v potrubí a radiátorech.

Klíčovým prvkem systému je geotermální (tepelné) čerpadlo. Jedná se o kompaktní zařízení, které nezabírá více místa než pračka, na kterou jste zvyklí. Co se týče výkonu, na každý 1 kW spotřebované elektřiny "odevzdá" čerpadlo až 4-5 kW tepelné energie. kW tepelné energie. Zatímco běžná klimatizace, která pracuje na podobném principu, na 1 kW spotřebované elektrické energie "odpovídá" 1 kW tepelné energie.

Schéma geotermálního vytápění v soukromém domě.

Musíme si uvědomit, že zařízení tohoto typu vytápění je dosud nejdražší a nejpracnější. Lví podíl na nákladech tvoří nákup vybavení a samozřejmě zemní práce. Šetrný majitel domu se samozřejmě ptá, zda by bylo možné ušetřit například na instalačních nákladech a geotermální vytápění si vyrobit vlastníma rukama. Pro zodpovězení této otázky je nutné zjistit, které systémy se používají nejčastěji, a pochopit vlastnosti jejich konstrukce.

Horizontální výměník tepla

Často se používá vodorovný okruh, při jehož realizaci se potrubí pokládá do výkopů hlubších, než je úroveň promrzání půdy v této oblasti.

Nevýhoda geotermálních topných systémů s horizontálním Nevýhodou geotermálního topného systému s horizontálním obrysem je velká plocha pokrytá kolektorem.

Nevýhodou je, že plocha, kterou okruh zabírá, musí být mnohem větší než samotný dům, např. pro vytápění budovy o rozloze 250 m² by potrubí "zabralo" asi 600 m². Ne každý stavitel si může tento luxus dovolit.

Kromě toho existují nepříjemnosti, pokud již byla plocha upravena, jako je vzdálenost od stromů (1,5 m) a mnoho dalších nuancí.

Vertikální výměník tepla

Kompaktnější, ale také dražší variantou je vertikální výměník tepla. Nevyžaduje velkou plochu, ale pro jeho instalaci je zapotřebí speciální vrtací zařízení.

Instalace vertikálního výměníku tepla vyžaduje speciální vrtací zařízení.

Hloubka vrtu může být v závislosti na technologii až 50-200 metrů, ale životnost může být až 100 let. Tato metoda je zvláště důležitá při plánování geotermální energie. vytápění venkovského domu Díky zastavěnému přilehlému území umožňuje zachovat krajinu prakticky v původní podobě.

Vodní výměník tepla

Nejúspornější geotermální jednotka využívá tepelnou energii vody. Doporučuje se, pokud je vzdálenost k nejbližšímu vodnímu útvaru menší než 100 metrů.

Výměník tepla uložený ve vodě je nejvýhodnějším, a tedy nejrozumnějším způsobem instalace.

Spirálový trubkový okruh je umístěn na dně, hloubka by měla být menší než 2,5 až 3 metry, tj. hlouběji než je hranice mrazu. Velikost jezírka by měla být alespoň 200 m². Hlavní výhodou je, že není třeba provádět časově náročné výkopové práce, ale je nutné získat povolení od speciálních služeb. Když utratíte spoustu peněz za drahé vybavení, neměli byste šetřit na kvalitě instalace. Právě od něj bude záviset kvalita a účinnost celého systému.

Jak vidíte, instalace geotermálního vytápění vlastníma rukama není tak jednoduchá. Ze všech těchto typů bude snad jen poslední možnost poměrně snadno realizovatelná samostatně. I v tomto případě však stojí za to zvážit všechna pro a proti.

Přibližné náklady a návratnost investice

Když se majitelé domů rozhodnou pro tepelný topný systém se známým principem fungování, musí si být vědomi, že bude zapotřebí určitá investice. Značka zařízení se vybírá podle požadavků uživatele, cena jednotek závisí na mnoha faktorech, např. na kapacitě.

Jednotky s výkonem 4-5 kW se odhadují na 3000-7000 USD, s výkonem 5-10 kW na 4000-8000 USD, s výkonem 10-15 kW již na 5000-10000 USD. Navíc 40-50 % částky bude vynaloženo na instalační práce a uvedení systému do provozu. Výstupem je velmi významná částka nákladů. Ty se však vrátí zhruba za 3-5 let a pak už zbývají jen účty za elektřinu, kterou spotřebuje tepelné čerpadlo.

Co je geotermální vytápění?

Jedná se o teplo získávané ze země nebo vody. V určitých hloubkách země zůstává teplota kladná a nedochází k žádným výkyvům, a to ani při silných mrazech, a totéž platí pro vodu. Úkolem člověka je odebírat teplo ze země nebo z vody a posílat je do obytných místností, aby poskytovalo pohodlí.

Geotermální vytápění je jako běžná chladnička, ale v opačném směru - systém vytváří teplo, nikoli chlad. Algoritmus čerpadla je založen na přenosu tepla ze zdroje s malým potenciálem tepelné energie do teplonosného média, přičemž země nebo voda fungují jako aktivní zdroje tepla.

Výhody a nevýhody systému

Geotermální vytápění má mnoho výhod:

1. Uvolněná tepelná energie je mnohonásobně vyšší než náklady na elektrickou energii spotřebovanou čerpadlem.
2. Šetrné k životnímu prostředí a bezpečné. Systém neprodukuje žádné znečišťující látky, nevznikají žádné emise a po spálení paliva nevzniká žádná struska.
3. Není třeba kupovat palivo ani plyn a celá konstrukce je postavena bez použití chemikálií nebo jiných látek, takže vytápění teplem ze země nebo vody je považováno za nejbezpečnější.
4. Při dodržení montážních a provozních postupů vydrží zařízení a celý topný systém bez údržby nejméně 50 let.
5. Tepelné čerpadlo pracuje tiše a nemá žádné akustické účinky.

Maximálního ekonomického přínosu se dosáhne tím, že nebudou nutné další investice. Uživatel musí pouze jednou zakoupit veškeré vybavení, nastavit návrh a již nikdy nemusí do systému zasahovat. Další výhodou je umístění všech prvků mimo budovu - vytápění z půdy nebo vody nevyžaduje umístění velkých zařízení v domě, takže způsob výroby a dodávky tepla je vhodný pro domy všech velikostí.

Nevýhodou jsou vysoké jednorázové náklady na nákup zařízení, instalaci a uvedení systému do provozu. K vytvoření konstrukce je zapotřebí čerpadlo, některé materiály a instalace vnějšího kolektoru a vnitřního okruhu.

Možnosti geotermálního vytápění

Způsoby nastavení externího obvodu

Abyste co nejlépe využili energii Země pro vytápění vašeho domova. abyste z energie na vytápění vašeho domu vytěžili co nejvíce - musíte zvolit správný způsob vytápění. uspořádání vnějšího obvodu. Zdrojem tepelné energie může být v podstatě jakékoli prostředí - podzemí, voda nebo vzduch.

Je však důležité vzít v úvahu sezónní výkyvy povětrnostních podmínek, jak je uvedeno výše.

V současné době existují dva typy systémů, které se používají k efektivnímu vytápění domu zemním teplem - horizontální a vertikální. Klíčovým faktorem při výběru je velikost pozemku. Od toho se odvíjí uspořádání potrubí pro vytápění domu pomocí energie země.

Kromě toho se berou v úvahu tyto faktory:

• Složení půdy. V kamenitých a jílovitých půdách je obtížné vytvořit svislé šachty pro pokládku rozvodů;
• Mrazuvzdornost půdy. Určí optimální hloubku uložení potrubí;
• Lokalizace podzemní vody. Čím vyšší jsou, tím lépe pro geotermální vytápění. V tomto případě se teplota s hloubkou zvyšuje, což je optimální stav pro vytápění zemní energií.

Měli byste si také uvědomit možnost zpětného přenosu energie během letního období. V takovém případě nebude vytápění rodinného domu ze země fungovat a přebytečné teplo se bude přenášet z domu do země. Všechny chladicí systémy fungují na stejném principu. To však vyžaduje instalaci dalšího zařízení.

Horizontální uspořádání geotermálního vytápění

Horizontální uspořádání vnějších trubek

Nejběžnější způsob instalace vnějšího potrubí. Je výhodná díky jednoduchosti instalace a možnosti relativně rychlé výměny vadných úseků potrubí.

Pro instalaci podle tohoto schématu se používá rozdělovací systém. Za tímto účelem se vytvoří několik okruhů v minimální vzdálenosti 0,3 m od sebe. Jsou propojeny pomocí sběrače, který přivádí topné médium dále do tepelného čerpadla. Tím se zajistí, že se do topného systému dodá co nejvíce energie ze zemského tepla.

Je však třeba vzít v úvahu řadu důležitých nuancí:

• Velká plocha pozemku usedlosti. Pro dům o rozloze přibližně 150 metrů čtverečních musí mít minimálně 300 metrů čtverečních;
• Potrubí musí být instalováno v hloubce pod úrovní zamrzající půdy;
• Možnost pohybu půdy při jarních povodních zvyšuje pravděpodobnost posunu potrubí.

Rozhodující výhodou horizontálního zemního vytápění je možnost samostatné instalace. Ve většině případů to nevyžaduje použití specializovaných strojů.

Vertikální geotermální vytápění

Vertikální geotermální systém

Jedná se o pracnější způsob vytápění rodinného domu ze země. Potrubí je umístěno vertikálně, ve speciálních vrtech.

Je důležité vědět, že toto uspořádání je mnohem účinnější než vertikální uspořádání.

Jeho hlavní výhodou je zvýšení stupně ohřevu vody ve vnějším okruhu. To znamená, že čím hlouběji jsou trubky v systému, tím více tepla ze země je k dispozici pro vytápění domu. Dalším faktorem je malá velikost pozemku. V některých případech je vnější geotermální topný okruh zřízen před výstavbou domu v bezprostřední blízkosti základů.

Jaké potíže se mohou vyskytnout při získávání energie ze země pro vytápění domu pomocí tohoto systému?

• Od kvantitativního ke kvalitativnímu. U svislého uspořádání je délka řádků podstatně delší. To je kompenzováno vyšší teplotou půdy. Za tímto účelem je nutné provést vrty do hloubky až 50 m, což je pracné;
• Složení půdy. Pro skalnatý terén je třeba použít speciální vrtací stroje. V jílovitém podloží se instaluje ochranný plášť ze železobetonu nebo silnostěnného plastu, aby se zabránilo rozpadu vrtu;
• Pokud dojde k poruše nebo ztrátě těsnosti, je oprava složitější. V takovém případě může být vytápění domu na dlouhou dobu přerušeno kvůli tepelné energii ze země.

I přes vysoké počáteční náklady a pracnost instalace je však optimální vertikální uspořádání vedení. Odborníci doporučují použít právě toto schéma instalace.

Vlastnosti topného systému

Na rozdíl od plynového kotle nemusí tepelné čerpadlo ohřívat chladicí kapalinu topného systému na vysokou teplotu, protože ji neohrožuje tvorba kondenzátu, když je "zpátečka" studená. Navíc provoz při nízkých teplotách vyžaduje méně energie.

Pro kompenzaci nízké teploty topného média by se musela značně zvětšit plocha radiátorů, proto by bylo vhodnější použít podlahové vytápění. Tento typ vytápění je také nejracionálnější, protože ohřátý vzduch proudí především do obytného prostoru, nikoli pod strop.

Teplo ze země

Dalším argumentem ve prospěch "podlahového vytápění" jsou minimální tepelné ztráty. Jejich hodnota totiž závisí především na rozdílu teplot a ten je nejmenší v nízkoteplotním režimu. Druhým faktorem je styčná plocha ohřátého vzduchu s vnějšími stěnami. Vzduch stoupající z podlahového vytápění se nedotýká obvodových stěn (při použití běžných radiátorů doslova omývá zasklení oken a přilehlé části obvodové stěny).

Hlavní nevýhoda podlahového vytápění - energetická závislost - je v tomto případě irelevantní, protože tepelné čerpadlo nemůže fungovat ani bez elektřiny.

Riziko skrytého úniku lze rovněž vyloučit, pokud je obvod vyroben z ohebných plastových trubek v jednom kuse.

Skutečné výhody a nevýhody

Pokud je v Rusku geotermální vytápění soukromého sektoru poměrně vzácné, znamená to, že se tato myšlenka nevyplatí realizovat? Možná to ani nestojí za to? Ukázalo se, že tomu tak není.

Použití geotermálního systému vytápění domů je výhodné řešení. Důvodů je hned několik. Jedním z nich je rychlá instalace zařízení, které mohou fungovat po dlouhou dobu bez přerušení.

Pokud v topném systému použijete místo vody kvalitní nemrznoucí směs, nebude zamrzat a jeho opotřebení bude minimální.

Jsou uvedeny i další výhody tohoto typu vytápění.

• Odpadá proces spalování paliva. Vytváříme zcela požárně bezpečný systém, který při svém provozu nemůže způsobit žádné škody v domě. Kromě toho odpadá i řada dalších problémů spojených s přítomností paliva: nemusíte již hledat místo pro jeho skladování, ani se zabývat jeho přípravou či dodávkou.
• Významný ekonomický přínos. Pro provoz systému nejsou nutné žádné další investice. Roční vytápění zajišťují přírodní síly, které si nekoupíme. Při provozu tepelného čerpadla se samozřejmě spotřebovává elektrická energie, ale objem vyrobené energie podstatně převyšuje velikost spotřeby.
• Ekologický faktor. Geotermální vytápění soukromého venkovského domu je ekologicky bezpečné řešení. Absence spalovacího procesu eliminuje emise zplodin hoření do atmosféry. Pokud si to mnoho lidí uvědomí a takový systém vytápění se náležitě rozšíří, negativní dopad lidí na přírodu se mnohonásobně sníží.
• Kompaktnost systému. Nemusíte si v domě zařizovat samostatnou kotelnu. Potřebujete pouze tepelné čerpadlo, které může být umístěno ve sklepě. Nejobjemnější okruh systému bude umístěn pod zemí nebo pod vodou, na povrchu pozemku jej neuvidíte.
• Všestrannost. Systém může fungovat jak pro vytápění v chladném období, tak pro chlazení v letních vedrech. To znamená, že ve skutečnosti nahradí nejen topení, ale také klimatizaci.
• Akustický komfort. Tepelné čerpadlo je prakticky nehlučné.

Volba geotermálního vytápění je ekonomicky výhodná, i když nákup a instalace zařízení něco stojí.

Nevýhodou systému jsou mimochodem náklady, které je třeba vynaložit na instalaci systému a jeho přípravu k provozu. Bude třeba zakoupit samotné čerpadlo a některé materiály a provést práce na vnějším sběrači a vnitřním obvodu.

Není žádným tajemstvím, že zdroje jsou rok od roku dražší, takže autonomní topný systém, který se dokáže zaplatit během několika let, bude pro svého majitele vždy ekonomicky výhodný.

Tyto náklady se však vrátí až v prvních letech provozu. Následné použití zakopaného nebo ponořeného sběrače ušetří spoustu peněz.

Navíc proces instalace není tak složitý, aby vyžadoval externí odborníky. Pokud neprovádíte vrtání, můžete si zbytek udělat sami.

Je třeba poznamenat, že někteří řemeslníci se ve snaze ušetřit peníze naučili sestavovat. geotermální tepelné čerpadlo vlastníma rukama.

Sběrače vzduchu

Vzduchovým rozdělovačem můžete vytápět i svůj soukromý dům v podzemí. V porovnání s předchozími dvěma způsoby ohřevu vzduchu v rodinném domě se jedná o velmi jednoduchý způsob.

K ohřátí vzduchu v místnosti na optimální teplotu je zapotřebí určité množství tepla. Čím nižší je počáteční teplota, tím vyšší jsou náklady. S pomocí větrací systém a teploteplo ze země může bezplatně zvýšit teplotu vzduchu v domě. Vytápění zemním teplem je v tomto případě velmi jednoduché.

Pro nastavení topného systému je třeba:

• Přívod větracího vzduchu musí být níže, než je hladina mrazu v zemi;
• zhotovení zakřiveného, rovného nebo vícetrubkového kolektoru z běžných kanalizačních trubek (tvar závisí na místě; na každý metr čtvereční domu musí připadat 1,5 metru kolektoru);
• Na vzdálenějším konci kolektoru vytvořte větrací otvor, který vyvedete alespoň 1,5 metru nad zem a opatříte jej deštníkovým deflektorem (přívod vzduchu do domu bude samozřejmě nucený.

V takovém případě zemní topení nebude schopno plně zásobovat dům teplem.

Umožňuje však realizovat dvě myšlenky:

1. Vzduch přiváděný ventilací může být ohříván jakýmkoli topným zařízením (plynovým, solárním, elektrickým atd.) a následně rozváděn do místností pomocí ventilačních kanálů. Tento druh vytápění ze země nebude zcela zdarma, ale náklady se přesto sníží: nebude se ohřívat studeným vzduchem z ulice, ale vzduchem, který je již ohřátý na přibližně +10 stupňů. Pokud jsou v regionu chladné zimy, je dobré ušetřit peníze.
2. Vzduch ohřátý zemním teplem lze použít k vhánění vzduchu do venkovní jednotky běžné klimatizace nebo tepelného čerpadla vzduch-vzduch. Každé zařízení této třídy bude dobře fungovat při teplotě kolem +10 stupňů. Jediným problémem při realizaci je zajištění potřebného proudění vzduchu. Vzduch je ohříván zemským teplem, přiváděn do tepelného čerpadla a odváděn mimo dům.

Zemní vytápění je dobrou náhradou za konvenční způsoby vytápění, ale v současné době není považováno za příliš populární (přečtěte si také: "Alternativní vytápění pro rodinné domy - je z čeho vybírat"). Důvodem je obvykle složitost procesu instalace a vysoké počáteční náklady. Vyvrtání studny a uložení potrubí do ní je vynikající možností, ale tento typ topného systému je velmi nákladný. Na druhou stranu poskytuje možnost vytápět dům pomocí bezplatného zdroje tepla.

Vždy je také třeba mít na paměti, že tento způsob zásobování teplem je šetrný k životnímu prostředí a velmi účinný, protože teplota půdy v hloubce větší než deset metrů zůstává konstantní. Video o tom, jak využít teplo země k vytápění domu:

Vlastnosti geotermálního vytápění

Geotermální vytápění venkovských domů je alternativní, téměř dokonalý způsob vytápění obytných budov. Systém funguje na základě využití geotermální energie, kterou lze získat z různých přírodních zdrojů.

Geotermální vytápění má mnoho společného s chladicími systémy. Hlavní rozdíl však spočívá v tom, že v chladničce chladicí systém vyrábí chlazený vzduch, zatímco geotermální zařízení vyrábí tepelnou energii.

Tepelné vytápění ochlazuje vzduch v letních vedrech a ohřívá vzduch v mrazivé zimě. Finanční náklady na tuto variantu vytápění jsou ve srovnání s náklady na jiné systémy vytápění mnohem nižší. Geotermální vytápění přispívá k vytvoření příjemných životních podmínek v domě.