Geotermální tepelné čerpadlo je nákladově nejefektivnějším systémem vytápění a chlazení pro rekreační dům. Čerpadlo využívá bezplatnou, obnovitelnou solární energii uloženou v nitru Země. Při spotřebě 1 kW energie vyrobí až 5 kW.
Co je geotermální energie?
Geotermální energie je výsledkem slunečního záření. Hromadí se v zemi. Toto nekvalitní teplo lze využít k vytápění obytných budov. Jako zdroj takové energie lze použít:
- přírodní a technické nádrže;
- odpadní teplo;
- geotermální sondy.
Jak vidíte, geotermální vytápění domu využívá přirozené teplo planety.
První systémy tohoto typu se začaly používat v 70. letech minulého století. Nyní jsou běžné v západní Evropě, USA a Kanadě. Například ve Švédsku se teplo z Baltského moře využívá k vytápění bytových domů. Geotermální energie je u nás považována za nekonvenční. Teplo zeměkoule je považováno za alternativní zdroj.
Geotermální vytápění domu o rozloze 150 m2 od 1 540 000 RUB.
Geotermální vytápění domu o rozloze 280 m2 od 2 600 000 RUB.
Složení systémů
Geotermální systém vytápění domu se skládá z tepelného čerpadla a výměníku tepla. Kromě nich sem patří i nezávadná a nemrznoucí kapalina (nemrznoucí směs). Cirkuluje potrubím okruhu a shromažďuje tepelnou energii akumulovanou v zemi. Ve výparnících tepelných čerpadel se energie nemrznoucí směsi přenáší do chladiva. V důsledku toho se ochladí přibližně o 3 stupně.
Dále se teplota chladiva zvýší pomocí kompresoru. Tepelná energie z této látky je předávána přes kondenzátor vodě cirkulující v topném systému domu. Lze jej použít i k ohřevu užitkové vody v akumulačních nádržích tepla.
Účinnost takového systému do značné míry závisí na klimatu oblasti. Přesněji řečeno, záleží na stupni oteplení země. Pokud je obsah tepla v něm nízký, budova nebude schopna topit. Teplota půdy by neměla být nižší než +5-+7 stupňů. Nejúčinnějším způsobem je připojení k systému „Teplá podlaha“.
Princip činnosti
Principem geotermálního vytápění je shromažďování tepla z vody nebo půdy a jeho předávání do topného systému budovy. Díky rostoucím tarifům na tradiční zdroje energie se tento typ výroby energie stává v moskevské oblasti populární. Při svém uspořádání plní povrch země v létě funkce klimatizace a v zimě zdroje vytápění.
Tepelná energie země je shromažďována pomocí speciálního okruhu nebo výměníku tepla pro sběr tepla. Je vytvořen z potrubí a instalován pod zemí, v nádržích nebo skalách. Způsoby instalace se mohou lišit. Nejčastějším řešením jsou svisle vrtané studny. Říká se jim geotermální. Tato možnost je možná i u malých pozemků. Je považován za energeticky účinnější ve srovnání s horizontálním okruhem.
Používá se v domech s velkým pozemkem. Pro instalaci kolektoru bagr vykope několik příkopů o hloubce 2-2,5 metru. HDPE trubky jsou umístěny ve výkopu. Plocha takového kolektoru nesmí být menší než plocha domu.
Používá se na malých plochách. V blízkosti domu se vrtají dvě studny, každá o hloubce 90 metrů. Do vrtu jsou spuštěny geotermální sondy. Má vysokou životnost a vyšší účinnost.
Pokud je v blízkosti vašeho místa nádrž dostatečné hloubky a velikosti, můžete spustit horizontální kolektor na její dno. Jedná se o energeticky nejúčinnější způsob geotermálního vytápění.
Výhody geotermálního vytápění
Tento typ systému je vynikajícím způsobem dodávky tepla do budov. Je to příležitost, jak ušetřit peníze a energii. Mezi hlavní výhody geotermálního vytápění patří:
Geotermální topný systém generuje 1 jednotek energie z 5 jednotky. Účinnost takového systému je 530 %. Ukazatel účinnosti moderního plynového kotle je 98 %.
Vzhledem k velkému rozdílu v energetické účinnosti takového systému se investice do něj v průměru vrátí za několik let.
Geotermální zdroje energie jsou uznávány jako nejekologičtější. Minimalizují hrozbu znečištění ovzduší. Instalace jednoho geotermálního čerpadla je ekologickým ekvivalentem výsadby 750 stromů.
Vzhledem k tomu, že tepelné čerpadlo nevyužívá k provozu zemní plyn, není zde žádný zdroj plamene nebo oxidu uhelnatého.
Zařízení lze instalovat kdekoli. Hlavní podmínkou je dostupnost elektřiny v domě.
Geotermální okruh je umístěn pod zemí při konstantní teplotě. Není vystaven tepelnému zatížení při spalování paliva. Deklarovaná životnost tepelných čerpadel je 25-30 let.
Vlastnosti a postup instalace
Instalace geotermálního vytápění v soukromém domě by měla být svěřena odborníkům. Hlavní potíže vznikají při instalaci okruhu výměníku tepla v zemi. Hlavní fáze jsou následující:
Odjezd inženýrů na místo. Zároveň zjistí vlastnosti dané oblasti a zvolí nejefektivnější způsob instalace.
Uzavření smlouvy a nákup zařízení.
Instalační práce. Výměníky tepla se instalují do země. Poté je geotermální zařízení připojeno k topnému okruhu budovy.
Uvedení do provozu. Po jejich dokončení je podepsán dodací list.
Účinnost instalace je ovlivněna typem zdroje tepla. Nejúčinnější možností je instalace okruhu výměníku v blízkosti tepelného zdroje nebo na dně zásobníku. Společnost provádějící instalaci zařízení může zákazníkovi poskytnout další záruky. V souladu s platnou legislativou je to povoleno za zpoplatnění těchto služeb. Zákazníka to bude stát další poplatek.
Geotermální topná zařízení
Implementace systému tohoto typu je možná pouze se speciálním vybavením. Akumuluje teplo z půdy nebo vody a předává je chladivu topného systému budovy. To zahrnuje:
- Tepelné čerpadlo;
- kompresor
- vyrovnávací nádrž;
- výměník tepla.
Kompresor pomáhá přivést nemrznoucí směs na požadovanou teplotu. Vyrovnávací nádrž jej po zahřátí akumuluje a předá své teplo chladicí kapalině. Složení obsahuje vnitřní nádrž, chladicí vodu a spirálu, kterou cirkuluje nemrznoucí směs. Tento prvek je také nezbytný z toho důvodu, že teplota nemrznoucí směsi se může lišit od -5 do +20 stupňů. Zároveň se roztahuje a je potřeba nádoba, do které se zvětšený objem vejde.
Tepelné čerpadla
Hlavním zařízením geotermálního vytápění je tepelné čerpadlo. V geotermálním systému cirkuluje nemrznoucí směs. Tepelné čerpadlo řídí provoz celé instalace.
Spotřebou 1 kW elektřiny vyrobí 2,5 až 5 kW tepelné energie.
Při vytápění obytných budov, chat, městských lázní a průmyslových zařízení se používají čerpadla různých výkonů.
V případě použití takových systémů pro chaty takové zařízení zcela řeší problémy dodávky teplé vody a vytápění. V průmyslových zařízeních se používají modulární konstrukce tepelných čerpadel. Standardní moduly s topným výkonem 100 kW v tomto případě kombinují dohromady až 25 jednotek.
Porovnání nákladů na geotermální a plynové vytápění
Při analýze návratnosti přechodu z plynu na geotermální vytápění porovnávají již stanovené náklady na plyn bez kapitálových investic s náklady na zcela nový systém. Vysoké náklady na instalaci tepelného čerpadla jsou spojeny s nutností položení horizontálního zemního kolektoru nebo vrtání vertikální studny.
Instalace geotermálních topných systémů v soukromých a venkovských domech je drahým potěšením. Vyznačují se zpočátku vysokými kapitálovými investicemi ve srovnání s tradičními plynárenskými systémy. Jejich návratnost je ale relativně krátká. Dochází k ní po 18-20 letech provozu.
Pokud porovnáme náklady na plynové a geotermální vytápění, je provoz druhého jmenovaného levnější. Takové systémy spotřebují 3-5krát méně elektřiny. Automatizace tepelných čerpadel umožňuje maximálně využít zvýhodněný noční tarif na elektřinu. Zařízení umožňuje vytápět budovy na příjemnou teplotu 22-24 stupňů.
Instalace systému tepelného čerpadla proto představuje investici do vlastního pohodlí, bezpečnosti, nezávislosti a prestiže.
