מערכות חימום גיאותרמיות לבית כפרי: תכונות עשה זאת בעצמך

אנו יודעים שגיאותרמיה היא החום של כדור הארץ, והמושג "גיאותרמי" קשור לעתים קרובות להרי געש וגייזרים. ברוסיה, אנרגיה גיאותרמית משמשת בעיקר בקנה מידה תעשייתי; למשל, יש תחנות כוח במזרח הרחוק שפועלות באמצעות החום של הפלנטה שלנו.

אנשים רבים בטוחים שהכנת חימום גיאותרמי בבית במו ידיהם היא משהו מתוך מדע בדיוני. האין זה? אבל זה ממש לא נכון! עם התפתחות הטכנולוגיות המודרניות, השימוש הביתי ב"אנרגיה ירוקה" הפך לאפשרי למדי.

נדבר על עקרונות הפעולה של חימום חלופי, יתרונותיו וחסרונותיו, ונשווה אותו למערכות חימום מסורתיות. תוכלו גם ללמוד כיצד למקם את מחליף החום וכיצד להתקין חימום גיאותרמי במו ידיכם.

כמה עובדות היסטוריות

כאשר פרץ משבר הנפט בשנות ה-70 של המאה הקודמת, התעורר צורך בוער במערב מקורות אנרגיה חלופיים. בתקופה זו החלו ליצור מערכות חימום גיאותרמיות ראשונות.

כיום הם נפוצים בארצות הברית, קנדה ומדינות מערב אירופה.

לדוגמה, בשוודיה הם משתמשים באופן פעיל במים מהים הבלטי, שהטמפרטורה שלהם היא +4 מעלות צלזיוס. בגרמניה, הכנסת מערכות חימום גיאותרמיות אפילו בחסות ברמת המדינה.

כשאנחנו מזכירים מקורות אנרגיה גיאותרמית, אנחנו תמיד מדמיינים עמק של גייזרים או הרי געש, אבל המקורות שאנחנו צריכים הם הרבה יותר קרובים. והם יעזרו לנו להישאר חמים בחורף וקרירים בקיץ.

ברוסיה יש Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya ותחנות כוח גיאותרמיות אחרות. אבל יש מעט מאוד עדויות לשימוש באנרגיה של כדור הארץ במגזר הפרטי שלנו.

יתרונות וחסרונות אמיתיים

אם החימום הגיאותרמי במגזר הפרטי קיבל הפצה מועטה יחסית ברוסיה, האם זה אומר שהרעיון אינו שווה את עלות היישום שלו? אולי לא כדאי לעסוק בנושא הזה? התברר שלא כך היה.

שימוש במערכת חימום גיאותרמית לבית הוא פתרון משתלם.ויש לכך כמה סיבות. אלה כוללים התקנה מהירה של ציוד שיכול לפעול לאורך זמן ללא כל הפרעות.

אם תשתמשו במערכת החימום בחומר מונע קפיאה איכותי ולא במים, הוא לא יקפא והבלאי שלו יהיה מינימלי.

אנו מפרטים יתרונות אחרים של סוג זה של חימום.

• הליך שריפת הדלק אינו נכלל. אנו יוצרים מערכת חסינת אש לחלוטין, אשר במהלך פעולתה אינה יכולה לגרום נזק לדיור. בנוסף, בוטלו מספר נושאים נוספים הקשורים לנוכחות הדלק: כעת אין צורך לחפש מקום לאחסן אותו, להתעסק בהכנתו או באספקתו.
• תועלת כלכלית משמעותית. במהלך הפעלת המערכת לא יידרשו השקעות נוספות. חימום שנתי ניתן על ידי איתני הטבע, שאנו לא קונים. כמובן שבהפעלת משאבת חום נצרכת אנרגיה חשמלית, אך כמות האנרגיה המופקת עולה משמעותית על כמות האנרגיה הנצרכת.
• גורם סביבתי. חימום גיאותרמי של בית כפרי פרטי הוא פתרון ידידותי לסביבה. היעדר תהליך בעירה מבטל את שחרור תוצרי הבעירה לאטמוספירה. אם אנשים רבים מבינים זאת, ומערכת אספקת חום כזו תהפוך לנפוצה, ההשפעה השלילית של אנשים על הטבע תפחת פי כמה.
• קומפקטיות המערכת. אתה לא צריך לארגן חדר דוודים נפרד בבית שלך. כל מה שצריך הוא משאבת חום, אותה ניתן להציב למשל במרתף.קו המתאר הנרחב ביותר של המערכת יהיה ממוקם מתחת לאדמה או מתחת למים; לא תראה אותו על פני האתר שלך.
• רב תכליתיות. המערכת יכולה לעבוד גם לחימום בעונה הקרה וגם לקירור בחום הקיץ. כלומר, למעשה, הוא יחליף לא רק את תנור החימום שלכם, אלא גם את המזגן שלכם.
• נוחות אקוסטית. משאבת החום פועלת כמעט בשקט.

בחירת מערכת חימום גיאותרמית היא חסכונית, למרות העובדה שתצטרכו להוציא כסף על רכישה והתקנה של ציוד.

אגב, כחיסרון של המערכת, הם מציינים בדיוק את העלויות שיצטרכו להעלות על מנת להתקין את המערכת ולהכשיר אותה לפעולה. תצטרך לקנות את המשאבה עצמה וכמה חומרים, ולבצע את ההתקנה של סעפת חיצונית ומעגל פנימי.

זה לא סוד שהמשאבים מתייקרים משנה לשנה, כך שמערכת חימום אוטונומית שיכולה להחזיר את עצמה תוך מספר שנים תמיד תועיל כלכלית לבעליה

עם זאת, עלויות אלו משתלמות רק בשנים הראשונות לפעילות. השימוש הבא באספן קבור או שקוע יכול לחסוך כסף משמעותי.

בנוסף, תהליך ההתקנה עצמו אינו מסובך עד כדי כך שהוא מצריך הזמנת מומחים של צד שלישי לבצע אותו. אם אתה לא עושה קידוח, אז אתה יכול לעשות את כל השאר בעצמך.

יש לציין שכמה אומנים, במאמץ לחסוך כסף, למדו לאסוף גיאותרמיים משאבת חום עשה זאת בעצמך.

על מקורות חימום גיאותרמי

ניתן להשתמש במקורות הבאים של אנרגיה תרמית יבשתית לחימום גיאותרמי:

• טמפרטורה גבוהה;
• טמפרטורה נמוכה.

אלה בטמפרטורה גבוהה כוללים, למשל, מעיינות תרמיים. ניתן להשתמש בהם, אך היקפם מוגבל על ידי המיקום האמיתי של מקורות כאלה.

בעוד שבאיסלנד נעשה שימוש פעיל בסוג זה של אנרגיה, ברוסיה המים התרמיים ממוקמים הרחק מאזורים מיושבים. הם מרוכזים למקסימום בקמצ'טקה, שם משתמשים במים תת קרקעיים כנוזל קירור ומסופקים למערכות מים חמים.

כדי להשתמש ביעילות באנרגיה התרמית של כדור הארץ, אתה לא צריך הר געש. זה מספיק כדי להשתמש במשאבים הממוקמים רק 200 מטרים מפני השטח של כדור הארץ

אבל יש לנו את כל התנאים המוקדמים הדרושים לשימוש במקורות בטמפרטורה נמוכה. מסות האוויר שמסביב, האדמה או המים מתאימים למטרה זו.

משאבת חום משמשת להפקת האנרגיה הנדרשת. בעזרתו, ההליך מתבצע להמרת טמפרטורת הסביבה לאנרגיה תרמית לא רק לחימום, אלא גם לאספקת מים חמים למשק בית פרטי.

עקרון הפעולה של חימום כזה

אם אתה מכיר איך זה עובד מזגן אוֹ מְקָרֵר, אז הדמיון של תהליכים אלה עם עקרון הפעולה של חימום גיאותרמי ברור. הבסיס של המערכת הוא משאבת חום, המחוברת לשני מעגלים - חיצוני ופנימי.

כדי לארגן מערכת חימום מסורתית בכל בית, יש צורך להתקין צינורות להובלת נוזל קירור ורדיאטורים, כאשר מחומם, חום יזרום לחצרים. במקרה שלנו יש צורך גם בצינורות ורדיאטורים. הם יוצרים את קו המתאר הפנימי של המערכת. ניתן להוסיף לתרשים רצפה חמה.

קו המתאר החיצוני נראה הרבה יותר גדול מזה הפנימי, אם כי ניתן להעריך את מידותיו רק במהלך התכנון וההתקנה. במהלך הפעולה, הוא בלתי נראה מכיוון שהוא מתחת לאדמה או מתחת למים. חומר מונע קפיאה על בסיס מים רגילים או אתילן גליקול מסתובב בתוך המעגל הזה, וזה עדיף בהרבה.

מערכת החימום הגיאותרמית כוללת שני מעגלים - פנימיים וחיצוניים, וכן את לב מערכת החימום - משאבת חום, אשר על ידי דחיסת נוזל הקירור מעלה את הטמפרטורה שלו (+)

לפיכך, מרכיב המפתח המחייה את המערכת כולה הוא משאבת החום. אם בבית שלך יש מכונת כביסה רגילה, אז דע: המשאבה הזו תתפוס בערך אותו שטח.

כדי לפעול, הוא זקוק לחשמל, אך בצריכה של 1 קילוואט בלבד, הוא מייצר 4-5 קילוואט חום. וזה לא נס, מכיוון שמקור האנרגיה ה"נוספת" ידוע - זו הסביבה.

שני סוגים של מיקומי מחליף חום

ישנן שתי אפשרויות לחימום בית פרטי באמצעות אנרגיה בטמפרטורה נמוכה מאלמנטים סביבתיים. הבסיס של המערכת בכל שלושת המקרים הוא משאבה גיאותרמית.

המעגל הפנימי נשאר ללא שינוי עבור כל שיטת חימום, וההבדל העיקרי הוא מיקום המעגל החיצוני.

חימום גיאותרמי מגיע עם מחליף חום הממוקם:

• בֵּמְאוּנָך - ממוקם בבארות החודרות או אינן חודרות לאקוויפר;
• אופקית - מחליפי חום של המערכות ממוקמים בבור או במאגר פתוח בצורה של מעין סליל.

כל אחד מסוגי החימום המופיעים כאן מאופיין במאפיינים, חסרונות ויתרונות משלו.

אם אתה מתכוון ליצור מערכת חימום כזו במו ידיך, אתה תהיה מעוניין ללמוד יותר על כל סוג.

אופציה 1. מיקום אנכי של הקולט החיצוני

סוג זה של חימום מבוסס על תופעת טבע מעניינת: בעומק של 50-100 מ' או יותר מפני השטח שלו, לכדור הארץ טמפרטורה זהה וקבועה של 10-12 מעלות צלזיוס כל השנה.

כדי להיות מסוגל להשתמש באנרגיית האדמה הזו, זה הכרחי לקדוח בארות אנכיות. הטכנולוגיה כמעט דומה להכנה של מקור צריכת מים.

על מנת לשמור על הנוף עד כמה שניתן, ניתן לקדוח מספר צינורות מאותה נקודת התחלה, אך בזוויות שונות.

המעגל החיצוני של המערכת יותקן ישירות בבארות אלו. זה יאפשר לך להסיר ביעילות את החום שלה מכדור הארץ. כמובן, שיטה זו בקושי יכולה להיקרא פשוטה ודלת תקציב.

כדי ליצור מערכת חימום גיאותרמית אנכית, עליך להשתמש בציוד לקידוח בארות; ללא שימוש באסדת קידוח, פתרון הבעיות של בניית המערכת יהיה די עתיר עבודה (+)

זה רלוונטי במקרה שבו השטח הצמוד לבית כבר פותח, והפרעת הנוף שלו אינה מעשית. עומק קידוח באר יכול להגיע בין 50 ל-200 מטרים.

הפרמטרים הספציפיים של הבאר תלויים במצב הגיאולוגי באתר ובפרמטרים של המבנה העתידי. חיי השירות של עיצוב זה הם כ-100 שנים.

כדי להתקין גרסה אנכית של המערכת עם מחליף חום המפיק את האנרגיה של מים תת קרקעיים, תצטרך לקדוח שתי בארות נושאות מים.

מאחד מהם, הנקרא החיוב, נשאבים מים באמצעות משאבה, אשר לאחר העברת חום, מנוקזת לשקע השני, המקבל.

החיסרון של מערכת גיאותרמית עם שתי בארות הוא שהיא לא יעילה מספיק כדי לחמם בית כפרי. משאבת המחזור מבזבזת יותר מדי אנרגיה. אבל כדי לספק את נוזל הקירור למעגל הרצפה המחומם, האנרגיה התרמית המתקבלת מספיקה למדי

אפשרות מס' 2. סידור אופקי של קולט האדמה

כדי להניח את המעגל החיצוני לחימום אופקי, אתה צריך לדעת לאיזה עומק האדמה קופאת באזור שלך.

הצינורות מונחים מתחת למפלס הקפאה בתעלות שהוכנו מראש, המכסים חלל גדול למדי: לחימום בית ששטחו 200-250 מ"ר. מ ', אתה צריך להשתמש בערך 600 מ"ר. מחליף חום. כלומר שש מאות מטרים רבועים.

החיסרון של עיצוב זה הוא השטח הגדול שהוא תופס. אם אתה צריך מדשאה מכוסה בדשא ופרחים בשטח שלך, זו האופציה שלך. עדיף להרחיק צינורות אספנים מעצים נושאי פרי (+)

ברור שבתנאים כאלה היקף עבודות החפירה יהיה משמעותי. בנוסף, אתה צריך לקחת בחשבון את המיקום של עצים וצמחייה אחרת באתר בתוכנית שלך כדי לא להקפיא אותם. לדוגמה, צינורות אספנים לא צריכים להיות ממוקמים קרוב יותר ממטר וחצי מעצים.

שיטת התקנה זו משמשת, ככלל, במקרים שבהם האתר רק מפותח לבנייה. כל החישובים והתוכניות לבניית קוטג', ארגון החימום שלו ותכנון חלקת הקרקע מבוצעים בצורה הטובה ביותר בו זמנית.

טבילה של מחליף חום אופקי במאגר

שיטה זו דורשת מיקום מיוחד של משק הבית - במרחק של כ-100 מ' ממאגר בעומק מספיק. בנוסף, המאגר שצוין לא אמור להקפיא עד לתחתית, שם ימוקם קו המתאר החיצוני של המערכת. ובשביל זה, שטח המאגר לא יכול להיות פחות מ-200 מטרים רבועים. M.

אפשרות זו להצבת מחליף חום נחשבת לפחות יקרה, אך הסדר כזה של משקי בית עדיין אינו נפוץ. בנוסף, עלולים להתעורר קשיים אם המאגר הוא רכוש ציבורי.

היתרון הברור של שיטה זו הוא היעדר עבודת חפירה עתירת עבודה חובה, אם כי עדיין צריך להתעסק במיקום התת-מימי של האספן. וכן יידרש אישור מיוחד לביצוע עבודה כזו.

עם זאת, מתקן גיאותרמי המשתמש באנרגיית מים הוא עדיין החסכוני ביותר.

עשה זאת בעצמך: מה ואיך

אם אתה הולך להתקין חימום גיאותרמי בעצמך, אז עדיף לקנות את המעגל החיצוני מוכן. כמובן, אנו שוקלים רק דרכים למקם אופקית את מחליף החום החיצוני: מתחת לפני הקרקע או מתחת למים.

זה הרבה יותר קשה להתקין אספן באר אנכי בעצמך אם אין לך את הציוד ואת כישורי הקידוח.

משאבת חום היא לא ציוד גדול במיוחד. זה לא יתפוס הרבה מקום בבית שלך. אחרי הכל, בגודל זה דומה, למשל, לדוד דלק מוצק רגיל. חיבור המעגל הפנימי של הבית שלך אליו הוא לא משימה קשה.

למעשה, הכל נעשה בדיוק כמו בעת ארגון ו חיווט חימום באמצעות מקורות חום מסורתיים. הקושי העיקרי הוא תכנון המעגל החיצוני.

סידור זה של הבית ביחס לבריכה נפוץ יותר. העיקר שהמאגר נמצא לא יותר מ-100 מטר מהקוטג'

האפשרות הטובה ביותר תהיה להשתמש במאגר אם נמצא במרחק של לא יותר מ 100 מ'. יש צורך ששטחו יעלה על 200 מ"ר. מ', והעומק הוא 3 מ' (פרמטר הקפאה ממוצע). אם גוף המים הזה לא שייך לך, אז קבלת הרשאה להשתמש בו עלולה להפוך לבעיה.

אם המאגר הוא בריכה שנמצאת בנכס שלכם, אז העניין הופך לפשוט יותר. ניתן לשאוב זמנית את המים מהבריכה. לאחר מכן ניתן לבצע עבודה על החלק התחתון שלו בקלות: תצטרך להניח את הצינורות בספירלה, לאבטח אותם במצב זה.

עבודת חפירה תידרש רק לחפירת תעלה, אשר תידרש לחיבור המעגל החיצוני למשאבת החום.

לאחר השלמת כל העבודה, ניתן למלא את הבריכה שוב במים. במאה השנים הבאות, מחליף החום החיצוני אמור לפעול כראוי ולא לגרום צרות לבעליו.

אם לרשותכם מגרש שעליו אתם רק צריכים לבנות דיור ולגדל גינה, הגיוני לתכנן מחליף חום אופקי מסוג קרקע.

לשם כך, עליך לבצע חישוב ראשוני של השטח של האספן העתידי, על סמך הפרמטרים שכבר צוינו לעיל: 250-300 מ"ר. מ' של אספן לכל 100 מ"ר. מ' של שטח מחומם של הבית.

אם יש לכם מגרש ללא מבנים או צמחייה שתרצו לשמר, ניתן פשוט להסיר את האדמה בעת בניית קו מתאר קרקע אופקי חיצוני: זה קל יותר מחפירת תעלות

את התעלות בהן יש להניח את צינורות המעגל יש לחפור מתחת לרמת הקפאת הקרקע.

עדיף, פשוט הסר את האדמה עד לעומק הקפאתה, הנח את הצינורות ואז החזר את האדמה למקומה. העבודה עתירת עבודה ומורכבת אך ברצון ובנחישות רבה ניתן להשלים אותה.

עלויות וסיכויי החזר

עלויות הציוד והתקנתו במהלך בניית חימום גיאותרמי תלויות בכוח היחידה והיצרן.

כל אחד בוחר יצרן על סמך השיקולים והמידע שלו על המוניטין והאמינות של מותג מסוים. אבל הכוח תלוי באזור החדר שיש להגיש.

נתון זה מסכם את היתרונות של שימוש במערכת חימום גיאותרמית. בדיוק היחס הזה של אנרגיה נכנסת ויוצאת הוא שמאפשר למערכת לשלם תחילה במהירות על עצמה ולאחר מכן לחסוך את הכסף של בעליה (+)

אם ניקח בחשבון כוח, עלות משאבות חום משתנה בטווחים הבאים:

• ב-4-5 קילוואט - 3000-7000 יחידות קונבנציונליות;
• ב-5-10 קילוואט - 4000-8000 יחידות קונבנציונליות;
• ב-10-15 קילוואט – 5000-10000 יחידות קונבנציונליות.

אם נוסיף לסכום זה את העלויות הדרושות לביצוע עבודות התקנה (20-40%), אז נקבל סכום שעבור רבים ייראה לא ריאלי לחלוטין.

אבל כל העלויות הללו יוחזרו בטווח זמן סביר מאוד. בעתיד תצטרכו לשלם רק הוצאות מינוריות עבור החשמל הדרוש להפעלת המשאבה. וזה הכל!

בשל היעילות הלא מספקת של מערכות גיאותרמיות לחימום מבני מגורים, הן משמשות כתוספת לרשתות החימום הראשיות או בנויות במתחם עם שני מחליפי חום או יותר

כפי שמראה בפועל, חימום גיאותרמי מועיל במיוחד עבור בתים עם שטח מחומם כולל של 150 מ"ר. מ' בתוך חמש עד שמונה שנים, כל העלויות עבור התקנת מערכות חימום בבתים אלה מוחזרים במלואם.

אם חימום גיאותרמי אינו מבוקש במיוחד בקרב בעלי בתים פרטיים, אז היעילות של מערכות סולאריות כבר הוערכה על ידי תושבי האזורים הדרומיים. טֶכנוֹלוֹגִיָה מבנים לחימום שמש הוא די פשוט, והיעילות והמעשיות שלו מאושרות על ידי שנים רבות של ניסיון בשימוש על ידי מדינות מערביות ובני ארצנו.

למידע נוסף על מקורות אנרגיה חלופיים, ראה המאמר הזה.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

אם קל לך יותר לתפוס מידע חזותי, אז הסרטון הזה יאפשר לך לראות במו עיניך בדיוק איך מתפקדת מערכת גיאותרמית, כמו גם ללמוד עוד על מי מרוויח מסוג זה של חימום ומדוע.

אנו מזמינים אתכם לצפות בסרטון קצר בו הבעלים של אספן תת קרקע אופקית יספר על התרשמותו מהפעלתו.בנוסף, על ידי צפייה בסרטון זה, תלמדו על העלויות השוטפות הכרוכות בהפעלת מערכת חימום גיאותרמית.

כל בעל בית פרטי בוחר בעצמו אם לקנות את שירותי ארגוני אספקת משאבים או להסתמך רק על עצמו. בכך הוא מונח על ידי רשימה שלמה של שיקולים.

המטרה שהצבנו לעצמנו היא לא לדחוף אתכם למסקנה מוכנה, אלא לשתף מידע על אפשרויות לפתרון הבעיה העומדת בפניכם.

יש לכם מה להוסיף או יש לכם שאלות לגבי חימום גיאותרמי של בית פרטי? ניתן להשאיר הערות על הפרסום. טופס יצירת הקשר נמצא בבלוק התחתון.