La calefacción geotérmica se utiliza para el sistema de calefacción.
La fuente de calor principal o adicional es energía de la tierra.
Calentar una casa con calor subterráneo: que es
En territorio ruso manantiales de alta temperatura (termales) están ubicadas de manera extremadamente desigual, principalmente lejos de los asentamientos, lo que dificulta su uso para fines de calefacción.
Con el desarrollo de tecnologías y la introducción de nuevos tipos de equipos, fue posible utilizar y fuentes de baja temperatura .
Entre otras cosas, capas subterráneas en la distancia. 50-100 metros por debajo de la superficie de la tierra, tener una temperatura positiva igual a 10-12 ° C. Estos valores se almacenan independientemente del tiempo, lo que permite utilizar la calefacción durante todo el año.
Beneficios sistemas de calefacción geotérmica:
- Rentabilidad... Las fuentes son recursos renovables, lo que permite evitar inversiones económicas en la compra de combustible, como en el caso de utilizar sistemas tradicionales. No habrá costos adicionales asociados con el transporte, almacenamiento de combustible.
- La seguridad... Es poco probable que ocurran accidentes, explosiones o incendios.
- Sustentabilidad... Dado que no se utiliza el proceso de combustión en el sistema geotérmico, se excluyen sus emisiones inherentes a la atmósfera.
- Autonomía... Con control automático, no requiere intervenciones frecuentes ni supervisión externa constante.
desventajas:
- Considerable inicial gastos de dinero.
- Pérdida de tiempoinstalación.
- Necesidad fuente de energía eléctrica.
Cómo funciona un sistema de calefacción geotérmica
El calor para calentar la vivienda o suministrar agua caliente se obtiene mediante el método transformacionesde la energía del medio ambiente con la ayuda de un especial unidad.
El elemento principal de la planta geotérmica es Bomba de calor, que está conectado al circuito de calefacción interno y externo.
La estructura del circuito interno es similar a la opción de calefacción tradicional (gas, agua). Eso: tUBERIAS Y RADIADORES.
Contorno exterior, cuyo tamaño es mucho mayor que el interno, subterráneo,es invisible durante su funcionamiento. Un refrigerante circula por su interior. Esto: o sobre agua ordinariao anticongelantegeneralmente - basado en etilenglicol... Y la segunda opción es mucho más preferible.
La temperatura del medio de calentamiento se iguala con la temperatura del medio cuando está en el circuito externo y luego se envía a la bomba de calor. Habiendo pasado a través de él, las masas calientes se envían bucle interior.
La presencia de una bomba de calor es el factor principal para la obtención de energía térmica, que está destinada a su posterior uso por parte del consumidor (calefacción de vivienda, suministro de agua caliente).
Eficienciaeste dispositivo puede sorprender a algunos. Consumidor energía eléctrica en volumen 1 kilovatiocomo resultado de su trabajo "Regala" un poco más - 4-5 kW,que se ve muy extraño.
Esto se debe tanto a las características de diseño del dispositivo como al hecho de que, además de eléctrica, utiliza la energía térmica de la tierra como una adicional (incluso a bajas temperaturas del suelo).
La bomba de calor puede funcionar todo el año y está 15-25 años.
¡Nota! Algunos expertos afirman que, dada la fricción o el desgaste, período de validez real sistemas sin parar para trabajos de reparación es unos 10 años.
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Instalación de bricolaje
Antes de decidirse por ese paso, necesita comparar las posibilidades con el volumen y la complejidad de todo el trabajo necesariopara la instalación de un sistema geotérmico.
Cálculo de costo
El cálculo del costo de un dispositivo de sistema geotérmico se calcula en relación con:
- adquisiciones bomba de calor cierto poder;
- precios totales tubería, según la potencia de la bomba;
- producción de relacionados obras de la tierra (perforación de pozos, excavación de zanjas), así como el costo de tendido de redes;
- instalaciones y conexionesbomba de calor.
Foto 1. Bomba de calor geotérmica Vitocal 300-W Pro con accionamiento eléctrico para calefacción, fabricante - "Viessmann".
El cálculo también incluye la compra de una bomba de calor, cuyo precio varía según la potencia y el fabricante.
Modelos de potencia en la zona 4-5 kWserá evaluado en 3-7 mil pies cúbicos mi.Poder del aparato 5-10 kW valor 4-8 mil pies cúbicos mi.Por 10-15 kW— 5-10 mil pies cúbicos mi.
Colocación del colector
Hay una subdivisión para el método de instalación del bucle exterior ( coleccionista). A suelose puede acomodar verticalmenteo horizontalmente. En el suelo reservorio— horizontalmente... Cada uno de estos casos tiene sus propias ventajas y desventajas.
Tipo vertical
Al construir una instalación vertical, es necesario perforar pozos de 50-200 metros de profundidad. Es decir, hasta una capa con temperatura elevada. Una de las minas, que se llama mina de débito, se utiliza para calentar.
El portador de calor se eleva en él, gracias a la bomba, luego se alimenta a las tuberías y radiadores del circuito interno.
Devolviendo, después de pasar por todo el ciclo, el refrigerante arrojado a través de otra mina de vuelta a las capas subterráneas.
Se cree que la vida útil de dicha instalación es de aproximadamente cientos de años.
Para dispositivos colectores verticales con dos ejes la efectividad de su uso para calentar una casa privada disminuye, ya que para garantizar el funcionamiento de la bomba circular, cantidad significativa de electricidad. Esta es una opción adecuada para instalar un sistema de "piso cálido".
Con un mas economico racimométodo, el número de pozos aumenta, pero su profundidad disminuye.
Para la instalación vertical, también existe una opción que prevé el refuerzo de un contenedor (tanque) que contiene anticongelante, a una profundidad de 100 m... El movimiento continuo de este líquido, calentado desde el suelo, lo proporciona la bomba de calor.
Si no considera la opción de perforar pozos para una estructura vertical, que requiere habilidades y equipo, entonces el trabajo se puede realizar de forma independiente.
Intercambiador de calor horizontal
Para un dispositivo de intercambiador de calor horizontal (tipo), requerirá un poco de esfuerzo, pero la salida de calor en este caso será menor. Se requerirá excavación para construir pozo por debajo de la marca de congelación... Se coloca una tubería de circuito externo en las trincheras excavadas y, posteriormente, toda la estructura se cubre nuevamente con tierra.
La temperatura de la capa de tierra será mucho más baja y la longitud será más larga que cuando se usa un intercambiador de calor de tipo vertical. Zona aproximadamente el doblela habitación a calentar.
La quema de las reservas naturales de hidrocarburos - petróleo y gas - ha alcanzado tales proporciones que el espectro de una catástrofe ambiental y energética comenzó a tomar formas bastante reales.
Habiéndose dado cuenta finalmente de la gravedad de la situación, la humanidad está desarrollando cada vez más fuentes de energía renovables (o alternativas).
Nikola Tesla argumentó que nuestro mundo está lleno de energía gratuita, solo necesita aprender cómo obtenerla. Los científicos de todo el mundo están trabajando arduamente para hacer realidad esta tesis.
Su trabajo no fue en vano: a las tradicionales turbinas eólicas y paneles solares, se agregó otra fuente de energía gratuita: la calefacción geotérmica. Su esencia se desprende del nombre: el calor de la Tierra se utiliza para calentar.
El primer mito: se necesitan aguas termales.
De hecho, cuando se menciona el término "calor de la Tierra", la imaginación del ciudadano medio atrae inmediatamente géiseres silbantes y lagos de agua hirviendo contra el fondo de un volcán en vigilia.
Estemos de acuerdo: las aguas termales también se pueden usar para calefacción geotérmica, pero esto es raro, ya que se encuentran solo en algunas regiones.
En otros casos, el término "calor de la Tierra" significa una temperatura de 5-7 grados, que se mantiene estable en el suelo o en el agua por debajo de la profundidad de congelación.
Sí, sí, los científicos atrevidos llaman a esta frialdad "calor" e incluso logran calentar agua en el sistema de calefacción.
El segundo mito: la calefacción geotérmica es algo así como una máquina de movimiento perpetuo y, por lo tanto, no puede existir.
La razón de este error fue la asombrosa eficiencia de los sistemas de calefacción geotérmica: con un consumo de energía de 1 kW, es posible obtener de 3 a 5 kW.
Y esto, como ya se mencionó, en ausencia total de fuentes visibles de calor: géiseres hirvientes, volcanes que escupen fuego, o al menos una estufa con leña o carbón ardiendo.
Pero, como saben, la energía no puede venir de ningún lado y desaparecer en ninguna parte. Desafortunadamente, la existencia de una máquina de movimiento perpetuo es realmente imposible.
Pero el sistema de calefacción geotérmica no tiene nada que ver con eso. Y las razones de su eficacia radican en la hábil aplicación de las conocidas leyes de la física.
Dispositivo y principio de funcionamiento.
El sistema de calefacción geotérmica consta de tres circuitos y una bomba de calor, que mantiene la circulación del medio en los circuitos y el intercambio de calor entre ellos. La bomba de calor tiene un tamaño similar a una lavadora moderna. Consideremos cada uno de los contornos con más detalle. 
Contorno exterior
A través del circuito externo, todo el sistema percibe la energía térmica del suelo o embalse en el que se ubica este circuito.
Un requisito previo es que el contorno debe estar por debajo de la profundidad de congelación característica de la región.
Un refrigerante circula dentro del circuito: salmuera u otro líquido no congelante. La energía térmica acumulada se transfiere al freón contenido en el segundo circuito a través de un intercambiador de calor instalado en la bomba de calor.
Circuito de freón
Este circuito está completamente ubicado en la carcasa de la bomba de calor y está lleno de freón. Un rasgo característico del freón es un punto de ebullición bajo, durante el cual el freón se evapora y se convierte en gas.
Contorno interior
Se trata, de hecho, de un circuito de calefacción, formado por tuberías y radiadores de calefacción. En una versión más compleja, el circuito interno se puede subdividir en circuitos de calefacción, circuitos de suministro de agua caliente, calefacción de porche (descongelador), etc.
Tradicionalmente, el circuito interno se llena de agua, pero también se pueden utilizar otros tipos de fluidos caloportadores.
Cómo funciona
El principio de funcionamiento del sistema de calefacción geotérmica es el siguiente:
- La energía térmica del suelo o del agua se comunica a la salmuera en el circuito externo, lo que hace que su temperatura aumente en unos 5 grados y se convierta, por ejemplo, en +3 grados.
- En el interior de la bomba de calor, la salmuera se bombea a través de un intercambiador de calor, en el que parte de su energía térmica se transfiere al freón. La salmuera que se ha enfriado después de esto ingresa nuevamente al circuito externo.
- Habiendo recibido algo de calor de la salmuera, el freón en el segundo circuito se evapora. El gas resultante ingresa al compresor, donde se comprime. Como resultado, la temperatura del freón se eleva a 100 grados. El gas caliente se suministra al intercambiador de calor, en el que cede parte de su energía térmica al refrigerante del tercer circuito interno.
- El refrigerante del circuito interior calentado a una temperatura de 50-70 grados se suministra a los radiadores de calefacción, por lo que se mantiene una temperatura agradable en la casa. El freón, cuya temperatura como resultado del intercambio de calor cae a 70 grados, ingresa a la pantalla de expansión, donde su presión y temperatura caen a sus valores originales.
- El ciclo completo se repite nuevamente.
Entre otros sistemas de calefacción poco comunes, merece atención.
Ventajas y desventajas
Lado positivo
Este sistema tiene una amplia gama de ventajas: 
- La eficiencia del sistema varía del 300% al 500%.
- La energía utilizada para la calefacción es inagotable y renovable.
- No hay peligro de incendio.
- No hay necesidad de entregar y almacenar materiales combustibles.
- Seguridad ambiental absoluta: el funcionamiento del sistema de calefacción geotérmica no va acompañado de emisiones de sustancias nocivas o formación de residuos.
- Modo de funcionamiento completamente autónomo.
- Costes operativos mínimos.
Lado negativo
La principal desventaja de un sistema de calefacción geotérmica de casa de campo es su costo. Entonces, el precio de una bomba de calor puede variar de 3 a 10 mil euros.
El costo del trabajo de instalación es en promedio la mitad del costo de la bomba, pero en un conjunto desafortunado de circunstancias, incluso puede superarlo.
Esquemas de construcción del sistema de calefacción.
A pesar de la simplicidad del sistema, la instalación de calefacción geotérmica para una casa de campo es un proceso bastante costoso y laborioso.
Esto se debe no tanto al alto costo de la bomba de calor, sino a la escala del circuito externo: en promedio, su área debe exceder el área calentada en 2,5 veces. El contorno exterior se coloca de una de estas tres formas:
Horizontalmente en el suelo
Las tuberías del contorno están ubicadas debajo de la superficie de la tierra debajo de la profundidad de congelación.
Al calentar una casa con un área de 200 metros cuadrados. m para la colocación horizontal del contorno exterior, necesitará una parcela de tierra con un área de 500 metros cuadrados. metro.
Las desventajas de este método son obvias: tienes que cavar un terreno sólido, destruyendo por completo el paisaje ubicado en él.
Si los árboles crecen en el sitio, la tarea se vuelve más complicada: las tuberías del contorno en el plan no deben estar más cerca de 1,5 m del árbol.
Todo el trabajo sobre la colocación horizontal del contorno exterior en el suelo se puede realizar de forma independiente, y esta es la principal ventaja de este método. El proceso es relativamente simple, aunque requiere mucho tiempo: cavar zanjas, soldar y colocar tuberías.
Colocación horizontal en el fondo del depósito.
Si hay un cuerpo de agua cerca de su casa, puede prescindir de la excavación, manteniendo el paisaje existente del sitio cerca de la casa. Los requisitos para el depósito son los siguientes: debe estar ubicado a no más de 100 m de la casa y tener un área de no menos de 200 metros cuadrados. metro.
Si no lo posee, lo más probable es que necesite permiso de las autoridades locales para colocar el circuito exterior de su sistema geotérmico en el depósito.
La profundidad óptima a la que se deben colocar las tuberías es de 2,2 a 2,5 m.
También puede colocar el contorno exterior en el depósito usted mismo, este trabajo no requiere experiencia especial ni altas calificaciones. Si es posible drenar el agua del depósito durante la instalación, la tarea requerirá aún menos esfuerzo.
Colocación vertical en el suelo
En este caso, se construye un pozo para colocar el contorno exterior. Tanto la construcción en sí como la instalación de las tuberías del circuito en el pozo requerirán la participación de especialistas y equipos de perforación. Pero todas las plantaciones y elementos de jardinería existentes permanecen intactos.
Además, colocar el contorno en el pozo hace que el sistema de calefacción sea más eficiente, porque el suelo a grandes profundidades (la profundidad del pozo es de 50 a 200 m) mantiene una temperatura constante de 10-12 grados durante todo el año.
Una ventaja adicional es la larga vida útil del pozo, que puede ser de hasta 100 años.
Existe otro tipo de sistema de calefacción geotérmica para una casa de campo, que se llama abierto. No tiene un contorno externo, y el papel del portador de calor lo desempeña el agua, que se bombea a la bomba de calor desde un pozo artesiano.
Para descargar agua a la misma profundidad, se está construyendo un segundo pozo. Parte del agua artesiana se puede utilizar para suministrar agua a la casa, por lo que este tipo de calefacción geotérmica es más común en aquellas regiones donde no hay suministro de agua centralizado.
A veces, la calefacción geotérmica por sí sola puede no ser suficiente y es necesario calentar el refrigerante.
Para tales casos, por ejemplo, o es adecuado. Elija según la disponibilidad de combustible.
El desarrollo de cualquier civilización está asociado con la satisfacción de los requisitos de su hogar. Dondequiera que una persona viviera en una cueva o un rascacielos moderno, cuidar el calor y la comodidad era tan importante como conseguir comida. Al calentarse con un pequeño fuego, una estufa o un moderno sistema de calefacción, se vio obligado a usar leña, carbón, turba, combustible diesel, quemando regalos invaluables de la naturaleza.
El desarrollo técnico hizo posible construir potentes centrales hidroeléctricas, aprender a utilizar la energía eólica y, habiendo comprendido los secretos de las capas internas de la tierra, se pensó en crear un método alternativo para utilizar el calor acumulado en forma de sistemas de energía geotérmica.
La solución a la acción fundamental de un sistema de calefacción geotérmica se basa en las leyes de la física descubiertas por los científicos. La búsqueda de materiales que puedan cambiar sus propiedades, al tiempo que liberan una cierta cantidad de calor, hizo posible crear no solo unidades de refrigeración ordinarias, aires acondicionados, sino también potentes
Es con su ayuda que es posible trasladar el calor, que siempre existe en las entrañas de la tierra, a nuestra casa, realizando un control coordinado de tres circuitos especiales que componen el sistema de calefacción. La finalidad del circuito externo es la captación de energía térmica del suelo o del agua. El portador de calor que contiene es un líquido anticongelante.
Este calor se transfiere a través de un intercambiador de calor al freón, que llena el segundo circuito del sistema. Sus propiedades físicas, consistentes en un bajo punto de ebullición, permiten obtener energía durante la transición a un estado gaseoso. Además, la temperatura proveniente del circuito externo es suficiente para esto. El tercer circuito interno del sistema de calefacción es el número requerido de radiadores y tuberías que se utilizan en la casa. Puede ser independiente o común con el circuito de agua caliente incorporado en el proyecto.
Características funcionales del sistema
El principio de funcionamiento y las características funcionales de un sistema de calefacción geotérmica para una casa consiste en realizar los siguientes pasos:
- La solución en el circuito externo adquiere un calentamiento adicional en el suelo en aproximadamente 5 grados. Su temperatura final puede rondar los 3.
- Habiendo ingresado al intercambiador de calor de la bomba, la solución transfiere su energía incluso pequeña al freón, para lo cual es suficiente para la evaporación. Habiendo pasado a un estado gaseoso, el freón ingresa al compresor, donde se comprime. Los procesos termodinámicos que ocurren en este caso conducen a un aumento de la temperatura a 100ºC. Y ya se suministra gas caliente al intercambiador de calor, donde transfiere energía al refrigerante del circuito interno, con mayor frecuencia al agua. Gracias al trabajo científico de físicos e ingenieros, este proceso ha sido estudiado en detalle y asentado en las bases fundamentales del funcionamiento de varios tipos de equipos modernos.
- El refrigerante del circuito interno alcanza una temperatura de 50-70 e ingresa a los radiadores y tuberías. El freón enfriado entra en la pantalla de expansión, su temperatura y presión caen a los valores originales y se puede repetir todo el ciclo. La solución del contorno exterior de la misma manera se traslada a las profundidades de la tierra para obtener una nueva porción de energía.
Diseños y tipos de sistemas de calefacción geotérmica.
La primera pregunta que debe abordarse en el proceso de creación de un sistema de calefacción geotérmica altamente económico es la elección del tipo de circuito externo, que es un intercambiador de calor ubicado bajo tierra o en el agua. En este caso, es necesario tener en cuenta no solo sus deseos para las fantasías arquitectónicas de la nueva casa, sino también estudios geodésicos detallados del área en la que se ubicará esta casa o ya se ha erigido.
Las fuentes termales, los géiseres, los volcanes están lejos de todas partes, pero la oportunidad de aprovechar el calor de la madre tierra se nos brinda en casi cualquier parte del planeta. Lo principal es tener una idea clara del aspecto técnico del asunto y la cantidad de inversiones financieras necesarias en cualquier proyecto para crear un sistema de calefacción geotérmica.
Las más extendidas son las siguientes opciones para intercambiadores de calor:
- Intercambiador de calor horizontal. Esta opción puede considerarse como una propuesta eficaz solo si hay una gran área libre al lado de la casa. Solo se puede utilizar como césped verde simple. Además, con un área de la casa, por ejemplo, 220 metros cuadrados. m. El intercambiador de calor estará ubicado en un área de 600 metros cuadrados. Las tuberías se colocan en zanjas especiales, cuya profundidad debe estar por debajo del nivel de congelación del suelo en esta área.
- Intercambiador de calor vertical. Desde el punto de vista del ahorro de espacio, esta opción, por supuesto, tiene ciertas ventajas. La creación de pozos especiales, cuya profundidad alcanza los 200 m, con un diámetro de aproximadamente 150 mm, puede convertirse en un problema. La excavación de plataformas no es barata en ninguna región. Pero el suelo a esa profundidad siempre tiene una temperatura de aproximadamente 15ºC, lo que garantiza un funcionamiento confiable del sistema con un intercambiador de calor vertical.
- Intercambiador de calor en el fondo del depósito. El método más económico y simple para crear un circuito externo para un sistema de calefacción geotérmica. Especialmente si tiene su propio estanque confiable o permiso para el uso de un embalse público. La distancia al depósito desde la casa no debe exceder los 100 m, y su profundidad es de 3 m.
- Existe una variante de un sistema de calefacción abierto basado en el uso de agua procedente de un pozo artesiano. Se impulsa a través de una bomba de calor como portador de calor. Para la descarga inversa de agua, es necesario construir un segundo pozo artesiano. Pero tal sistema no es posible en ninguna parte. En este caso, un factor muy importante es el retorno de agua en la misma cantidad a las capas profundas del suelo para mantener la presión en las capas.
Curiosamente, los primeros intentos de perforar pozos para usar calor se hicieron a mediados del siglo XVIII, pero no fue hasta 1907 que un granjero islandés pudo dirigir vapor caliente desde una fuente cercana a través de una tubería de cemento a su casa.
El siguiente paso también se dio en Islandia, y no fue hasta 1903 que apareció el primer oleoducto de 3 km de largo en Reykjavik. Actualmente, el sistema de calefacción geotérmica es muy popular en muchos países europeos, Estados Unidos, México, Japón, Nueva Zelanda.
Ventajas y desventajas
La energía geotérmica, cuyas reservas son tan grandes que solo el 1%, escondido en la corteza terrestre con una profundidad total de 10 km, puede proporcionar un volumen 500 veces mayor que todas las reservas de petróleo y gas del mundo.
Hay cuatro tipos principales de energía geotérmica:
- Este es el calor de la tierra de las profundidades poco profundas que utilizan las bombas de calor.
- La energía del vapor caliente, el agua de la corteza terrestre, se utiliza actualmente para generar electricidad.
- Calor procedente de capas profundas sin presencia de agua y energía magmática acumulada en zonas volcánicas.
- El uso de este asombroso regalo de la naturaleza está determinado solo por el nivel de tecnología existente, las posibilidades de la tecnología y el cálculo económico.
Los diseños modernos de sistemas de calefacción geotérmica tienen puntos positivos y negativos.
El principal punto negativo es el costo. Pero solo parece en el momento inicial. Todos los costes se recuperan según diversos datos en 4, 5 años. Esto se debe al hecho de que los modelos modernos de bombas de calor utilizan mucha menos energía para su trabajo que cualquier otro sistema de calefacción. Cuando se consume 1 kW de electricidad, su potencia es de 5 kW.
Puntos positivos:
- No queman combustible y no producen emisiones nocivas de diversos compuestos al medio ambiente.
- Costos mínimos de mantenimiento con alta eficiencia.
- La seguridad ambiental.
- Propiedades confiables de seguridad contra incendios del sistema.
Eficiencia y retorno de la inversión
La energía geotérmica no puede considerarse un regalo gratuito de la naturaleza. La creación de sistemas de calefacción basados \u200b\u200ben él puede ascender a más de un millón de rublos, excluyendo el costo de una bomba de calor. Todo depende de los volúmenes de calefacción requeridos, su propósito funcional y tipo. Por lo general, la viabilidad económica de los sistemas de calefacción geotérmica se calcula comparando los costos de su mantenimiento.
El costo de cualquier tipo de energía utilizada no es constante y nunca disminuirá. En este sentido, reemplazarlos alternativamente con el uso de calor de las capas internas, por supuesto, es económicamente rentable y conveniente, ya que las bombas de calor no consumen mucha energía, y para extraer y procesar reservas de calor, no es necesario construir costosas fábricas y centrales eléctricas.
Además, cada generación de científicos encuentra nuevas soluciones para crear equipos y tecnologías en esta dirección. Además, es más correcto evaluar el costo de los sistemas de calefacción de la misma manera para todos los tipos de combustible desde la marca cero sin utilizar los sistemas de suministro centralizados existentes, por ejemplo, el gas. Y luego, la recuperación de la inversión del sistema en 5 años se convertirá en un valor real.
El uso de sistemas de calefacción geotérmica recuerda la pregunta de por qué no conducir un automóvil Zaporozhets en la actualidad. Por supuesto que puede, especialmente fuera de la carretera y en el bosque en busca de setas. Pero quieres ser más rápido y más cómodo. Así es en este caso. El mero pensamiento de que su propio sistema de calefacción no viola la ecología, no interfiere con la vida ni siquiera de las criaturas más pequeñas y desconocidas de la naturaleza, confirmará la exactitud de la elección del sistema geotérmico.
Montaje e instalación
Es mejor instalar un sistema de calefacción de este tipo no por su cuenta, sino mediante la participación de especialistas al menos para ciertos tipos de trabajo con confianza en sus propias habilidades.
Los pasos principales son los siguientes:
- Cálculo del circuito interno del sistema de calefacción. Esto incluye en detalle la longitud total de la tubería, el número de radiadores, la creación de pisos con calefacción, el uso de calor para obtener agua caliente en la casa.
- Cálculo de la profundidad de colocación de las tuberías del circuito externo para el tipo de intercambiador de calor seleccionado. Es necesario tener en cuenta los datos geodésicos de la zona.
- Perforación del eje requerido e instalación de tuberías. En ausencia de un suministro de agua centralizado al mismo tiempo, es más fácil resolver el problema de crear otros pozos de agua. La tecnología para su creación es diferente y requiere conocimientos especiales.
- Selección e instalación del modelo de bomba de calor requerido.
- Instalación de dispositivos automáticosque monitorean el funcionamiento de todo el sistema y regulan el microclima en cualquier área de la habitación.
Descripción general de la bomba: fabricantes y modelos
El funcionamiento eficiente de todo el sistema depende de la elección correcta de la bomba de calor. De acuerdo con los principios de funcionamiento, las bombas pertenecen al tipo de equipo moderno y ecológico. En el curso de su trabajo, no se liberan sustancias nocivas al medio ambiente.
Se clasifican en:
- compresión;
- bombas de calor de absorción;
Los primeros funcionan con electricidad, los segundos pueden utilizar energía de otros combustibles.
Actualmente, existen bastantes empresas en el mercado de este tipo de equipos. Esto le permite comprar una bomba de calor para cualquier potencia a través de una combinación de diferentes modelos, lo cual es conveniente para crear sistemas de calefacción geotérmica a escala industrial.
La opción clásica es el uso de bombas de calor de Waterkotte Alemania. Se trata de equipos con un valor de eficiencia constante de hasta el 500%, independientemente de factores externos. Habiendo comenzado la producción de bombas de calor en 1970, la empresa actualiza constantemente una amplia gama de modelos modernos sin perder alta calidad.
La nueva serie de bombas EcoTouch, que ha ganado numerosos premios, confirma este hecho. Incluye modelos del tipo DC 5027 con una potencia de 6 a 26 kW y un cómodo e intuitivo control táctil. Entre las mejores bombas modernas se encuentran el modelo Nibe F1245 (Suecia), Korsa, Rusia. La tabla muestra el costo aproximado de los modelos de bombas individuales.
Costo de la bomba de calor
| Nombre | Potencia calorífica, valor máximo, kW | Área calentada, m 2 | Precio, rublos |
| EcoTouch Ai 1 Geo | de 7,8 a 13,8 | 200-400 | 538 800 – 590 700 |
| EcoTouch DS 5027 Ai | de 5.9 a 7.3 | 100-200 | 337 800 – 379 000 |
| F1126 | desde 5.56 | 100-200 | desde 240.000 |
| F1145 PC | 3,85 | hasta 100 | 316 300 – 397 200 |
| HOTJET H- 16w | desde 5.53 | 200-400 | 291 560 |
Revisión de precios de calefacción geotérmica a domicilio.
Un cálculo completo de la creación de un sistema de calefacción geotérmica se puede realizar solo bajo una solicitud específica, teniendo en cuenta todos los requisitos. Lo correcto es elegir la empresa más cercana que trabaje en esta dirección y resolver todas las pequeñas cosas bajo la guía de especialistas. Un ejemplo es el costo de la gama de servicios de la empresa rusa Geotherm-Comfort.
Costo de los costos de un dispositivo de calefacción geotérmica:
| Área de la casa climatizada (m2) | Potencia de la bomba de calor (kW) | Precio de la bomba de calor (rub.) | La suma de todos los costos para la instalación del circuito de tierra, incluida la perforación de pozos y la conexión de la bomba (rublos) | Total: |
| 90-110 | 10,5 | 250 000 | 324 000 | 574 000 |
| 140-150 | 14 | 260 000 | 427 000 | 687 000 |
| 170-190 | 17,5 | 280 000 | 476 000 | 756 000 |
| 200-230 | 21 | 315 000 | 529 000 | 844 000 |
| 330-370 | 35 | 470 000 | 850 000 | 1 320 000 |
Perspectivas de desarrollo
Las tecnologías modernas en la industria, utilizadas para crear nuevos equipos, permiten que casi todos los propietarios de su propia casa aprovechen el calor de las capas profundas de la tierra. La importancia de la posibilidad de reducir los costos de energía para el mantenimiento de una vivienda solo aumentará con el tiempo. Por lo tanto, el desarrollo y la implementación de sistemas de calefacción geotérmica no se pueden detener ni siquiera con proyectos costosos. Porque, en última instancia, esto es una ganancia indudable y también una preocupación por el patrimonio ecológico de las próximas generaciones de nuestro planeta.
Hay que admitir que el hombre medio de la calle pensaba poco en el agotamiento del interior de la tierra, la contaminación de la atmósfera y el medio ambiente en general por la combustión de hidrocarburos. Y solo ahora la gente comenzó a prestar mucha atención a las fuentes de energía renovables y respetuosas con el medio ambiente, ya que el costo de los combustibles de hidrocarburos comenzó a crecer de manera constante. Una de las formas de utilizar fuentes tan inagotables es calentar la casa con el calor de la tierra. Encontrará información sobre cómo funciona y cómo se implementa en este artículo.
¿Cómo funciona?
Es un hecho bien conocido que la temperatura del suelo a una profundidad de aproximadamente 1,5 my más es constante durante todo el año. Su valor se encuentra en el rango de más 5-7 ° C, y la temperatura aumenta gradualmente al aumentar la profundidad. Gracias a este fenómeno, las personas almacenan alimentos y verduras del huerto en sótanos.
Resulta que la temperatura allí siempre es positiva y es un pecado no utilizar este calor del suelo para calentar la vivienda.
Sobre todo, una persona se siente atraída por el hecho de que la energía térmica del suelo es gratuita. Pero extraerlo y enviarlo a la casa costará una buena suma, de la que hablaremos más adelante.
Es absolutamente inútil mover un calor tan débil como +7 ° С a las instalaciones. La tarea no es así: necesitamos energía, no temperatura. Y un acondicionador de aire común puede ayudar con esto, solo invertido al revés. ¿Qué está haciendo? En verano, toma energía del interior del edificio y la mueve hacia afuera, y en invierno en la dirección opuesta. Esto se debe a los procesos de intercambio de calor dentro de la máquina de refrigeración (ciclo de Carnot).
En resumen, y en palabras simples, dentro del aire acondicionado, un líquido circula entre dos intercambiadores de calor: un refrigerante. En el primero, se evapora tomando calor del aire de la habitación, y en el segundo, se condensa, liberándolo al ambiente. La transición del refrigerante de un estado de agregación a otro se ve facilitada por 2 unidades principales: un compresor y una válvula de expansión.
La energía térmica de la tierra se libera de la misma forma. Un refrigerante calentado a una temperatura de +7 ° C se mueve a lo largo de un circuito de tubería colocado profundamente en el suelo. En el primer intercambiador de calor, se encuentra con el fluido de trabajo, el freón, lo que lo obliga a evaporarse. En el segundo, el freón se condensa, transfiriendo la energía térmica recibida al sistema de calefacción.
Como resultado de este movimiento, la tierra se enfría a 2-3 ° C, pero la casa se calienta a 20-40 ° C. No debe prestar atención a la discrepancia de temperatura, porque también circula 10 veces más líquido en el circuito de tierra que en el circuito de calefacción. Los costos de energía son escasos, se consume electricidad para el funcionamiento del compresor, la bomba y la automatización. En general, la relación entre el consumo de energía y la extraída del suelo es de aproximadamente 1: 5-1: 7.
La instalación que proporciona el uso de energía de la tierra para calefacción tiene su propio nombre: una bomba de calor geotérmica.
Tipos de instalaciones para la extracción de calor de la tierra.
El interior de la bomba de calor, brevemente descrito anteriormente, permanece inalterado en cualquier caso. Pero el diseño del contorno exterior, que extrae energía del suelo, es de 2 tipos:
- horizontal: una tubería de polímero con un cierto escalón se coloca en un pozo de un tamaño estimado y una profundidad de 1.5-2 m;
- vertical: las tuberías del circuito se bajan a pozos profundos. Su número también se determina mediante cálculo.
Es conveniente cavar un pozo en la etapa de construcción de una casa privada, esto se hace exactamente en el lugar donde se planea construir el edificio. Además, se puede organizar un contorno horizontal en el caso de que haya una parcela de tierra suficientemente grande cerca de la casa. Cuando no existe tal sitio y hay muy poco espacio, la energía de la tierra es tomada por sondas geotérmicas de pozos profundos. Tendrás que hacer varios de ellos en diferentes lugares.
Los extremos de las tuberías de uno o más circuitos externos se colocan bajo tierra hasta la casa y entran al sótano del edificio, donde se conectan a la propia bomba de calor. El portador de calor que fluye en las bobinas subterráneas suele ser agua o un líquido no congelante, según la región de construcción.
En cuanto a la eficiencia de obtención de energía de la tierra, los contornos verticales son superiores a los horizontales, ya que suelen atravesar acuíferos, lo que mejora la extracción de calor. También mantienen el liderazgo en términos de costos de instalación, especialmente si los pozos se perforan en condiciones difíciles.
Pros y contras
La energía térmica extraída del suelo, como ya hemos averiguado, no cuesta prácticamente nada y este es el principal plus. Pero hay otros:
- la fuente de calor es renovable, en otras palabras, inagotable;
- el respeto al medio ambiente y la seguridad de la instalación térmica son incomparables;
- buena producción de energía a bajo costo;
- no se requieren permisos de instalación o conexión;
- un alto grado de automatización y, por tanto, comodidad;
- servicio poco frecuente;
- bajo grado de riesgo de incendio.
Hay otra ventaja importante del sistema geotérmico. Dado que la temperatura del suelo en la profundidad permanece sin cambios durante todo el año, en verano la bomba deja de ser calor, pero se enfría. La unidad cambia al modo de verano, el refrigerante se mueve en la dirección opuesta y los intercambiadores de calor se intercambian funcionalmente. Si una casa privada está equipada con unidades de calefacción de aire, unidades de fancoil, entonces el sistema les suministra agua fría, desde la cual se enfría el aire en las instalaciones.
Solo hay un inconveniente de los sistemas solares, pero es tan importante que a menudo niega todas las ventajas. Como puede adivinar, este es el costo del equipo y el trabajo de instalación. Todos entenderán que cavar pozos y perforar pozos costará un centavo, no puede hacer este tipo de trabajo con sus propias manos. Tuberías de aproximadamente un kilómetro de largo, la instalación en sí, la automatización, todo esto costará una suma considerable. Es por eso que muy pocas personas todavía pueden aprovechar el calor de la tierra.
Conclusión
Está claro que el uso de energía térmica del suelo para calentar una casa tiene perspectivas a largo plazo. Es en Europa donde estos sistemas se han convertido en algo común, los ingresos de nuestros ciudadanos aún no han alcanzado el nivel requerido. Pero las bombas de calor son el futuro, esto también está fuera de toda duda.
En el mundo moderno, casi todos los propietarios de una casa particular sueñan que su casa sería realmente cómoda en cualquier época del año: en verano hacía un poco de fresco en el edificio, pero en invierno hacía frío.
Hoy en día hay una gran cantidad de tipos de combustible para calentar casas: leña, electricidad, turba, gas y carbón, así como calefacción geotérmica de una casa de campo.
Cabe señalar que los equipos que pueden funcionar con gas, carbón, turba y otros materiales combustibles no pueden clasificarse como seguros para el medio ambiente. El daño de este tipo de calentamiento es obvio.
Además, el costo del combustible aumenta constantemente. Hoy en día, muchos consumidores quieren utilizar el calor obtenido de la tierra para calentar una casa particular.
Tipo moderno de calefacción
Las ventajas de la calefacción geotérmica son la economía, el respeto al medio ambiente, la limpieza y la seguridad.
Los usuarios están seguros de que la calefacción a gas de una casa particular es la opción más óptima, sin embargo, vale la pena prestar atención a algunas cualidades muy negativas. Las desventajas de tal sistema de calefacción son "obvias".
En principio, es imposible instalar tal calefacción si la tubería de gas no se instaló en la casa o cabaña. La instalación de la propia instalación de gas requiere un mantenimiento casi constante y un estricto cumplimiento de todas las normas de seguridad.
Además, los propietarios deben tener permisos especiales para este tipo de calefacción de habitaciones.
La solución más óptima al problema de calentar una casa de campo o simplemente una casa de campo privada se considera calefacción geotérmica.
Casi todos los días crece muy rápidamente el número de usuarios que se han convencido de la eficacia de este sistema y ahora lo utilizan.
El calentamiento de este tipo tiene una gran cantidad de ventajas. Una de las ventajas más significativas es la economía de este sistema de calefacción, así como su respeto al medio ambiente, limpieza y seguridad.
¿Cómo calentar una casa de campo con la naturaleza?
En los últimos años, algunos consumidores han comenzado a calentar sus hogares con el calor de la tierra. Hoy en día, muchos están interesados \u200b\u200ben esta pregunta: "¿Qué es una instalación geotérmica?"
El diseño en sí y el esquema de funcionamiento de este sistema son bastante complejos para la percepción y la comprensión, por lo que, para mayor claridad, vale la pena dar un ejemplo.
En cierto modo, un sistema de calefacción geotérmica funciona como un frigorífico, todo lo contrario. El papel del congelador en este esquema lo desempeña el evaporador, que se encuentra muy profundo bajo tierra.
Un condensador se fabrica en forma de bobina de cobre, que se utiliza para llevar aire o agua a la temperatura deseada. Cabe señalar que la temperatura del evaporador, que se encuentra bajo tierra, es significativamente más baja que sobre la superficie misma.
Los fabricantes de tales sistemas de calefacción declaran audazmente que la temperatura fluctúa en un rango de 5-8 grados Celsius. Hoy en día, la calefacción desde el suelo es una práctica probada que se está volviendo cada vez más popular en todo el país.
Gracias al uso de compresores fiables y duraderos, así como a otras tecnologías innovadoras de sistemas de refrigeración, fue posible crear métodos inusuales y únicos para obtener "calor de baja calidad". calentar una casa de campo.
La efectividad de un sistema de calefacción de este tipo ha sido probada por especialistas, por lo tanto, existen muchas razones para comenzar la producción industrial del elemento principal de este método para calentar una habitación: las bombas de calor.
Cómo funcionan los sistemas geotérmicos
El principio de funcionamiento de la bomba de calor. Click para agrandar.
Calentar utilizando el calor de la tierra ya no es un mito, sino una práctica común.
Los sistemas de calefacción geotérmica pueden funcionar según el principio de transferencia física de energía térmica del medio ambiente al refrigerante.
Se observa un proceso similar en el funcionamiento de un frigorífico convencional.
Más del 75% de la cantidad total de calor que se puede liberar durante el funcionamiento de un sistema que genera la calefacción de una casa con el calor de la tierra es la energía del medio ambiente.
Los expertos llaman la atención sobre el hecho de que es este tipo de energía la que tiene una capacidad asombrosa para curarse a sí misma, por lo tanto, el sistema de calefacción geotérmica no hace absolutamente ningún daño o daño al equilibrio energético o ecológico del medio ambiente y nuestro planeta.
El sistema de calefacción tiene una ventaja importante: es absolutamente seguro de usar.
Equipo que ocupa poco espacio.
La calefacción de una casa privada con el calor de la tierra comenzó a introducirse activamente recientemente. Los expertos llaman a la razón principal de la aparición de tales sistemas de calefacción para casas privadas crisis energética, que a menudo apareció en los años 70 del siglo XX.
Al principio, la calefacción con energía de la tierra se consideraba un lujo, por lo que solo las familias más ricas y elitistas podían permitirse un sistema de calefacción doméstico completamente innovador.
Además, debido al desarrollo activo de la ciencia, la tecnología y la aparición de tecnologías completamente nuevas, los sistemas de calefacción geotérmica se generalizaron y el costo de su instalación y mantenimiento disminuyó.
La bomba de calor ocupa poco espacio en su hogar. Click para agrandar.
Hoy en día, una familia pequeña, incluso con un ingreso medio, puede permitirse instalar un sistema para calentar una casa sin perturbar seriamente su presupuesto familiar. Los equipos geotérmicos modernos se han mejorado y modernizado cualitativamente.
Las mejoras del sistema continúan hasta el día de hoy, ya que la creación de nuevas unidades conduce a un menor consumo de energía y mayores ahorros.
El funcionamiento de tales sistemas de calefacción se lleva a cabo a un nivel cualitativamente nuevo, porque un combustible nuevo e inusual, como la energía de la tierra, se utiliza para el aire acondicionado y la calefacción de una casa privada.
Calentar una casa privada con el calor de la tierra es popular en todas partes del mundo.
En efecto, es esta energía la que puede crear condiciones acogedoras, cómodas y óptimas para la vida de cada persona, no contamina el medio ambiente con sustancias nocivas y negativas, como ocurre durante la combustión de turba, carbón o gas.
La calefacción geotérmica puede funcionar fácilmente y prescindir de cualquier proceso de combustión, por lo que los propietarios no deben preocuparse por problemas como incendios y explosiones del sistema, es completamente seguro de operar.
Beneficios de la calefacción geotérmica
Además de todas las ventajas anteriores, otra ventaja importante es la ausencia de la necesidad de comprar chimeneas o campanas adicionales, que posiblemente se puedan utilizar para el buen funcionamiento de otros tipos de sistemas de calefacción.
El sistema de calefacción geotérmica es práctico porque no emite vapores, olores nocivos, etc., y también cabe destacar la ausencia de ruido. El equipo en sí es compacto, es decir, ahorra espacio.
La calefacción desde el suelo también es práctica porque su equipo es invisible para las personas, a diferencia de los sistemas de calefacción de combustible líquido y sólido. La integridad de la fachada y el interior de una casa de campo o casa de campo no se verá afectada.
Características comparativas de varios sistemas de calefacción. Click para agrandar.
Además, no hay necesidad de perder tiempo en temas como la adquisición, almacenamiento y entrega de combustible, porque los expertos creen que la energía del planeta es inagotable.
Otro dato muy destacable es la asombrosa capacidad de la bomba geotérmica para calentar el local durante el invierno, y en el calor del verano, nuevamente, con la ayuda de la bomba, para enfriar la casa.
Sí, el uso del calor obtenido del suelo para calentar una casa particular o una casa de campo requiere costos considerables. Por lo tanto, cuesta varias veces más que los equipos de gas o diesel.
Sin embargo, debe recordarse que dicho sistema consume significativamente menos energía, por lo tanto, si cuenta con su uso a largo plazo, dicho sistema dará sus frutos.
La perspectiva y la viabilidad económica de utilizar este tipo de equipos son cada vez más obvias en la actualidad.
Ahorro de espacio al instalar bombas de calor
Hoy en día existen tres formas de ahorrar espacio al instalar bombas de calor:
- explotación de aguas subterráneas térmicas;
- operación de paraguas subterráneos;
- colocación de paraguas especiales en posición horizontal, que estarán por debajo del nivel de glaciación invernal en el fondo del embalse.