Per proporcionar una casa privada amb calor, s’utilitzen tradicionalment unitats que funcionen amb electricitat, sòlids, gas o líquids. En les darreres dècades, els captadors solars i la calor de l'interior de la terra s'han utilitzat com a font alternativa d'energia tèrmica. Escalfar una llar amb la calor de la terra s’anomena escalfament geotèrmic de la llar.
Escalfament geotèrmic de la casa mitjançant l’energia de la terra
La calefacció des del terra té una demanda creixent, ja que augmenta constantment el cost de les fonts d’energia convencionals, mentre que es redueixen les reserves de combustibles fòssils. Invertir diners en calefacció de terres d’una casa rural és força rendible, tenint en compte les perspectives econòmiques i un important estalvi en subministrament de calor autònom durant la temporada de calefacció.
Mètodes per obtenir energia tèrmica natural
Les bombes de calor de font terrestre difereixen en la manera d’extreure la calor:
- Instal·lacions que utilitzen la calor de les aigües subterrànies profundes, guèisers calents, etc.
- Sistemes que inclouen un dipòsit anticongelant instal·lat al terra a una profunditat de 75 metres. L'escalfament des de les entranyes de la terra es proporciona mitjançant l'escalfament natural del tanc amb anticongelant; Com a resultat, el refrigerant, passant per l'intercanviador de calor, desprèn la calor rebuda i torna al contenidor.
- El circuit geotèrmic es col·loca al llarg del fons de l'embassament, que és un acumulador de calor natural. En aquest cas, cal tenir en compte que l’embassament es pot congelar completament a l’hivern.
Tipus de bombes de calor de font terrestre
Escalfar una casa amb l’energia de la terra requereix una instal·lació a gran escala del sistema, però és una manera respectuosa amb el medi ambient d’obtenir energia tèrmica gairebé gratuïta. Per escalfar una casa, necessiteu una petita quantitat d’electricitat necessària perquè el sistema funcioni.
Costos estimats i amortització del sistema
Triant la calefacció tèrmica, el principi de la qual ja se sap, els propietaris haurien de ser conscients que es requeriran certes inversions. La marca d'equips es selecciona segons els requisits de l'usuari, el preu de les unitats depèn de molts factors, per exemple, la potència.
Els dispositius per a 4-5 kW s’estimen entre 3000-7000 $, per 5-10 kW costen 4000-8000 $, per a 10-15 kW ja són 5000-10000 $. A més el 40-50% de l’import serà el cost de la instal·lació i el llançament del sistema. El resultat és una quantitat de costos molt impressionant. Però tots pagaran els seus pagaments en uns 3-5 anys, i només quedaran les factures d’electricitat, que seran consumides per la bomba de calor.
Principis de funcionament de la calefacció geotèrmica
L’escalfament a partir de l’energia de la terra s’utilitza amb èxit en diverses zones climàtiques: els sistemes són capaços d’operar tant a les regions del sud com del nord.
Al llarg del seu funcionament, una instal·lació geotèrmica utilitza una propietat física d'alguns fluids com la capacitat d'evaporació, que condueix al refredament de la superfície. És aquest fenomen el que fonamenta el funcionament dels equips de refrigeració.
El principi de funcionament de la calefacció geotèrmica és un procés de refredament de funcionament invers. Així funcionen els aparells d’aire condicionat, capaços no només de refredar-se, sinó també d’escalfar l’aire de l’habitació.
Com funciona la bomba de calor
No obstant això, les unitats de climatització tenen una funcionalitat limitada: no poden funcionar a temperatures inferiors a -5 ° C. I el sistema geotèrmic és capaç de proporcionar calefacció a la casa independentment de la temperatura de l’aire a la superfície.Això es deu al fet que a l’entorn del qual pren energia calorífica, es mantenen de forma natural les condicions de temperatura estables.
Sortida
L’ús de bombes de calor permet desfer-se dels combustibles tradicionals més cars cada any, tot i que els costos inicials seran força elevats. La instal·lació de la calefacció geotèrmica es pot dur a terme de forma independent, només quan s’instal·len canonades en un eix de mina, es recomana extingir un auxiliar.
La amortització del projecte depèn de l'aïllament de l'habitatge, així com del mètode de calefacció: radiador o terres càlids. El vídeo de l'article proporcionarà l'oportunitat de trobar informació addicional sobre el tema anterior.
T'ha agradat l'article? Subscriu-te al nostre canal Yandex.Zen
Sistema de calefacció geotèrmica
La geotèrmia (la ciència de l’estat tèrmic de la Terra) va fer possible l’ús pràctic de l’energia tèrmica que l’escorça terrestre rep del magma calent al centre del planeta.
A la superfície s’instal·la una bomba de calor especialment dissenyada per escalfar una casa i s’instal·la un intercanviador de calor al terra o al fons del dipòsit. L'energia tèrmica es "bombeja" a la superfície i permet escalfar el refrigerant al circuit de calefacció d'una casa o instal·lació no residencial.
Com és el procés d’escalfament
La calefacció geotèrmica d’una casa particular és una opció rendible. Si utilitzeu l’energia de la terra per escalfar una casa, per cada quilowatt d’electricitat necessària per al funcionament de l’equip hi haurà de 4 a 6 kW d’energia tèrmica útil obtinguda de les entranyes del planeta.
En comparació amb el funcionament del condicionador d’aire, veurem que durant el seu funcionament es necessiten més d’1 kW d’electricitat per obtenir 1 kW d’energia tèrmica. Això es deu a les inevitables pèrdues per la conversió d’una energia en una altra, etc.
És molt rendible escalfar un edifici residencial mitjançant l’energia tèrmica de l’interior terrestre, però el període de recuperació dels costos d’equipament i d’instal·lació trigarà una mica.
L’ús de la calor de la terra per escalfar una casa no requereix la instal·lació d’una caldera tradicional per escalfar el refrigerant.
En aquest cas, el sistema consta de tres components
:
- circuit de calefacció: font geotèrmica d’energia tèrmica;
- circuit de calefacció a l'interior de la casa: radiador o terra de baixa temperatura;
- estació de bombament: una bomba de calor per bombar energia de calor al circuit de calefacció des del circuit de calefacció al sòl o sota l'aigua.
Un sistema de calefacció geotèrmica també es pot utilitzar per escalfar hivernacles, edificis auxiliars, aigua de la piscina, camins del jardí, etc.
Tipus d’instal·lacions geotèrmiques
Un cop descobert què és la calefacció geotèrmica a casa, el principi de funcionament de l’equip, considerarem els tipus de sistemes.
En total, hi ha 3 tipus d’instal·lacions:
- L’aigua subterrània es considera el sistema més eficient per escalfar locals residencials. El principi de funcionament es redueix al consum de calor del terra mitjançant sondes, col·lectors i la transferència d’energia a un sistema de calefacció amb un portador de calor d’aigua.
Finalitat i principi de funcionament de l’interruptor hidràulic per a la calefacció
- L’aigua-aigua utilitza un recurs d’aigua tèbia com a energia. Per garantir la funcionalitat del sistema, es necessita una font (estany, riu, llac). Els experts observen que aquest disseny és el més estable en termes de temperatura.
- Air-air utilitza una reserva natural il·limitada i disponible per treballar. La funcionalitat del sistema és proporcionada per ventiladors, evaporadors connectats en un complex. La màxima eficiència s’aconsegueix a temperatures de fins a -15 C, quan l’aire es refreda, es perd una part de la potència del sistema.
Equips per a la disposició de calefacció geotèrmica
L’equip geotèrmic per a un sistema de calefacció profunda permet acumular energia tèrmica extreta de l’entorn i transferir-la al refrigerant del circuit de calefacció.
La llista d’equips per escalfar amb calor de la terra inclou
:
- Evaporador. El dispositiu es troba a una profunditat i serveix per absorbir l’energia tèrmica situada a les aigües geotèrmiques o al sòl.
- Condensador. Permet portar la temperatura de l’anticongelant al valor requerit per al funcionament del sistema.
- Bomba de calor. Proporciona circulació d’anticongelants al circuit de calefacció, controla el funcionament de la instal·lació geotèrmica.
- Dipòsit tampó: contenidor per recollir anticongelants escalfats. Permet transferir l’energia tèrmica de l’interior terrestre al refrigerant. El tanc per on passa el refrigerant està equipat amb un intercanviador de calor en forma de bobina. L’anticongelant escalfat es mou al llarg d’ell i desprèn calor.
Esquema del dispositiu de la bomba de calor
Com es fa una unitat geotèrmica amb les seves pròpies mans?
Per fer calefacció geotèrmica a casa amb les vostres mans, necessitareu els components següents:
- evaporador;
- unitat de compressor;
- vàlvula d’accelerador;
- condensador.
Es pot fabricar una bomba de calor amb una nevera antiga. Per a això, se’n treu la bobina. Actuarà com a condensador. Es col·loca en un recipient fet amb material resistent. Al contenidor s’uneix un compressor i l’evaporador es fabrica amb un barril de plàstic. Tots els elements constitutius estan connectats entre si i, a continuació, la unitat es connecta al sistema de calefacció de la casa mitjançant canonades de polímer.
Per fabricar una bomba d’un aparell d’aire condicionat, cal canviar les unitats exterior i interior. L’aigua o l’aire s’utilitzen com a transportadors de calor. El sistema està equipat amb una vàlvula de quatre vies. Per instal·lar-lo, necessitareu l’ajut d’especialistes.
Instal·lació del sistema
La calefacció geotèrmica d’una casa de camp en fase d’arranjament requereix una sòlida inversió. L’elevat cost total del sistema es deu en gran mesura a la gran quantitat de treballs de terra associats a la instal·lació del circuit de calefacció.
Amb el pas del temps, els costos financers donen els seus fruits, ja que l’energia tèrmica utilitzada durant la temporada de calefacció s’extreu de les profunditats de la terra amb un mínim consum d’energia.
Instal·lació d’un bescanviador de calor horitzontal per a un sistema de calefacció geotèrmic
Per proporcionar calefacció de la casa amb la calor de la terra, cal instal·lar el sistema
:
- la part principal s’ha d’ubicar sota terra o al fons de l’embassament;
- a la pròpia casa, només s’instal·la equip suficientment compacte i es col·loca un radiador o un circuit de calefacció per terra radiant. L’equipament situat a l’interior de la casa permet regular el nivell de calefacció del refrigerant.
Com són els equips geotèrmics a casa
A l’hora de dissenyar la calefacció mitjançant la calor de la terra, cal decidir l’opció d’instal·lació del circuit de treball i el tipus de col·lector.
Hi ha dos tipus de col·leccionistes
:
- Vertical: s'enfonsa al terra durant diverses desenes de metres. Per fer-ho, a poca distància de la casa, heu de perforar diversos pous. Un contorn es troba immers als pous (l’opció més fiable són les canonades de polietilè reticulat).
- Desavantatges: grans costos financers per perforar diversos forats al terra amb una profunditat de 50 metres.
Avantatges: La ubicació de la canonada subterrània a una profunditat on la temperatura del sòl és estable, proporciona una alta eficiència del sistema. A més, el col·lector vertical ocupa una petita superfície del terreny.
- Horitzontal. L’ús d’aquest col·lector es permet a les regions amb un clima temperat i càlid, ja que la profunditat de congelació del sòl no ha de superar els 1,5 metres.
- Inconvenients: la necessitat d'utilitzar una àrea gran del lloc (el principal desavantatge).Després de posar el contorn, aquest terreny no es pot utilitzar per a un jardí o un hort, ja que el sistema funciona amb l’alliberament de fred quan es transporta refrigerant, cosa que provocarà la congelació de les arrels de les plantes.
Beneficis: treballs terrestres més econòmics que fins i tot es poden fer pel vostre compte.
Tipus de col·lector horitzontal i vertical
L’energia geotèrmica es pot obtenir col·locant un circuit geotèrmic horitzontal al fons d’un dipòsit sense gelades. No obstant això, això és difícil d’implementar a la pràctica: el dipòsit es pot situar fora del territori privat i caldrà coordinar la instal·lació de l’intercanviador de calor. La distància entre l’objecte escalfat i l’embassament no ha de ser superior a 100 metres.
Important! La temperatura ambient del col·lector no ha de baixar de + 5 ° C. La part superior del col·lector en contacte amb el sòl gelant s’ha de protegir amb aïllament tèrmic per evitar pèrdues d’energia tèrmica.
