Riscaldamento geotermico della casa con le proprie mani: il principio di funzionamento, le caratteristiche di installazione e raccomandazioni

Con tutti i vantaggi delle fonti energetiche alternative, l'implementazione tecnica dell'infrastruttura a loro disposizione rimane il principale ostacolo alla distribuzione di massa delle tecnologie di fornitura di energia libere. I mezzi di accumulazione e consegna delle risorse si giustificano principalmente nella realizzazione di grandi progetti che funzionano con grandi quantità di combustibile, elettricità o calore. A tale riguardo, viene assegnato il riscaldamento geotermico, che è il meno impegnativo per il sistema tecnico e operativo, che consente di organizzarlo da solo nelle condizioni di un'abitazione privata.

Il principio del sistema

L'uso dell'energia termica geotermica è possibile grazie al riscaldamento naturale e costante degli strati interni della crosta terrestre da parte del magma. Il grado di generazione di calore è così elevato che una temperatura di circa 45-50 ° C accettabile per l'accumulo viene convertita anche in regioni fredde con terreno ghiacciato a profondità accettabili per la perforazione. In altre parole, il compito principale del sistema è di fornire energia termica direttamente al luogo di consumo. Il principio di base del riscaldamento geotermico si basa sul trasferimento di energia attraverso i collettori e i canali con antigelo circolante.

Nella prima fase, il calore viene accumulato direttamente nelle viscere della terra con l'aiuto di elementi speciali con un maggiore trasferimento di calore. Si tratta di unità di raccolta che assorbono il calore e quindi lo trasferiscono insieme all'antigelo all'unità di distribuzione nei punti di aspirazione e consumo. A questo punto, viene attivata la stazione di pompaggio, che converte e fornisce energia ai radiatori, al sistema ACS, alle caldaie e alle altre unità che partecipano all'infrastruttura di riscaldamento.

Attrezzatura applicata

La maggior parte dei nodi tecnici sono dispositivi e dispositivi ausiliari che servono la rete di trasporto del trasferimento di calore. Possiamo distinguere i già citati collettori, le comunicazioni di tubazioni e un serbatoio di espansione sulla linea di alimentazione alla stazione di distribuzione, che funge da buffer. L'elemento funzionale principale del sistema è una pompa geotermica. Per il riscaldamento domestico vengono utilizzate unità di pompaggio con moduli di raffreddamento passivi. La presenza di tali fusibili è necessaria come mezzo per la regolazione automatica di carichi che non possono essere controllati manualmente durante il funzionamento continuo del sistema.

In termini di dimensioni, tali pompe possono corrispondere a frigoriferi medi, pertanto, tenendo conto delle guarnizioni e dei raccordi sanitari con canali di drenaggio per questa apparecchiatura, si consiglia inizialmente di organizzare locali tecnici. A seconda del tipo di sistema, l'unità può eseguire sia una funzione di riscaldamento che una funzione di raffreddamento, come un condizionatore d'aria. Ma nel secondo caso è necessario predisporre circuiti aggiuntivi per la consegna del fluido di lavoro.

Tipi di pompe di calore

La fonte di radiazione termica geotermica può essere ambienti diversi. Così, oltre alla terra, e nei sistemi più efficienti e complessi, vengono utilizzate anche alte temperature dell'acqua e dell'aria. A seconda della configurazione della distribuzione di energia, una pompa di calore geotermica per il riscaldamento è classificata nei seguenti tipi:

• Terra-acqua. Il sistema più comune che prevede l'uso di contorni del terreno chiusi con sonde profonde in combinazione con un sistema di generazione di calore dell'acqua.
• Acqua-acqua. I pozzi aperti vengono utilizzati per estrarre l'energia delle falde acquifere, che tuttavia si riscalda anche a grandi profondità.
• L'acqua-aria. Il sistema più complesso in cui sono coinvolti diversi gruppi di apparecchiature di stoccaggio, tra cui radiatori esterni e pannelli di aria che si riscaldano durante il funzionamento.

Tutti questi sistemi sono uniti da un importante vantaggio rispetto ad altri mezzi per accumulare energia naturale. Sta nel fatto che il riscaldamento geotermico non converte il calore in un altro tipo di energia (vapore, elettricità). Nella fase finale, viene utilizzato dai consumatori nella forma originale generata.

L'organizzazione della pompa di calore

Come base per l'unità, è possibile utilizzare un sistema split convenzionale. Ad esempio, un impianto con una capacità di circa 1 kW può generare 5-6 kW di calore, a seconda delle condizioni operative e della qualità delle reggette. L'unità di condizionamento esterno deve essere collocata in un telaio di protezione in legno, dotato di isolamento termico di alta qualità. I contorni della consegna di antigelo dalle batterie di terra verranno inviati ad esso. In un progetto più complesso, le pompe di calore geotermiche a cascata vengono utilizzate per il riscaldamento domestico, in cui vengono utilizzati diversi compressori per ciascun circuito.

In linea di principio, il numero di linee di alimentazione del calore da terra (o acqua con aria) non è limitato da nulla, così come il numero di pompe e distributori riceventi. Ma è importante tenere in considerazione i carichi crescenti sull'attrezzatura. Potenti sistemi di alimentazione a 3-4 loop possono richiedere l'uso di una rete di alimentazione 380 V trifase solo per supportare sistemi di controllo automatico e protezione fusibili.

Attività di perforazione

Per l'organizzazione della comunicazione tra le fonti di apporto di energia termica e la pompa, saranno necessari pozzi. Sono installate sonde con collettori - dissipatori di calore diretti. La perforazione dovrà essere eseguita con l'ausilio di attrezzature speciali, poiché solo un piccolo pozzo di 5-7 m può essere sviluppato a mano La profondità normativa per il riscaldamento geotermico completo varia da 20 a 100 m Come per le sonde si possono usare tubi di plastica per loro pressione di circa 6 bar. Per una maggiore efficienza, è necessario utilizzare una reggia di più linee (3-4), le cui estremità sono collegate da un adattatore a forma di U. In modo che in condizioni di forti gelate con il minimo trasferimento di calore, i tubi non creino, non sarà superfluo organizzare il riscaldamento del contorno. Per fare questo, almeno un filo elettrico dovrebbe essere tirato nel nucleo del canale legato con la capacità di fornire corrente.

Installare le batterie orizzontali

Se per una ragione o per l'altra l'organizzazione del foro verticale del profilo geotermico sul sito non è realizzabile, allora è possibile organizzare l'installazione orizzontale di ricevitori di calore. Sarà richiesta una piattaforma con una dimensione minima di 15x15 m da cui verrà rimosso uno strato di terreno profondo 50 cm. Successivamente, gli analoghi delle sonde sopra menzionate verranno posizionati su una superficie isolata. Ad esempio, il riscaldamento geotermico orizzontale a casa può essere organizzato tramite tappetini elettrici o tubi di scambio termico. Le configurazioni della posizione dei contorni possono anche differire, ma gli esperti per un maggiore effetto energetico raccomandano di porre le comunicazioni con un "serpente" o una spirale.

Come migliorare l'efficienza energetica del sistema?

I complessi di fabbrica pronti sono buoni perché tutte le loro parti strutturali e componenti sono bilanciati e adattati l'un l'altro in base alle loro caratteristiche. Il vantaggio dell'organizzazione indipendente del sistema su unità separate è che ogni contorno e nodo operativo possono essere aggiornati indipendentemente dall'infrastruttura comune. Così, molti rifiutano il normale accumulatore di calore, sostituendo la sua funzione con un accoppiatore concreto. In questo caso, il riscaldamento geotermico funzionerà con differenze minime di temperatura nel circuito del serbatoio di miscelazione. Si consiglia inoltre di sperimentare con il refrigerante e l'uso di compressori con prestazioni "fluttuanti". Un corretto calcolo del carico con la distribuzione ottimale del calore lungo i circuiti operativi aumenterà l'efficienza del sistema del 15-20%, riducendo al minimo il costo dell'approvvigionamento elettrico.

Benefici degli impianti geotermici

Rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali con apparecchiature per caldaie, questo è il modo più ecologico di riscaldamento. Inoltre, vale la pena aggiungere un elevato livello di sicurezza sullo sfondo di apparecchiature a gas economiche e bassi requisiti di manutenzione. In termini di efficienza termica, il riscaldamento geotermico di una casa privata può essere giustificato se vi sono sufficienti aree in funzione che coprono le fonti di approvvigionamento idrico o di terra. La costruzione di pozzi, pozzi con comunicazioni idrologiche e l'uso di accumulatori di calore dell'aria permetteranno al cottage di essere completamente rifornito di calore senza riscaldatori aggiuntivi.

Difetti del sistema

Nella prima fase, l'organizzazione dell'infrastruttura geotermica richiederà sostanziali spese, sia per le attrezzature che per i lavori di installazione. Inoltre, i costi supereranno la stima per le stesse stazioni di caldaia con una gamma completa di lavori di messa in servizio. Il recupero a causa dei bassi costi di manutenzione richiederà 5-7 anni. Si riferiscono agli aspetti negativi del riscaldamento geotermico a casa e alla complessità delle comunicazioni. Anche con una disposizione razionale e compatta delle batterie verticali, la posa dei tubi sarà richiesta fino al nodo di distribuzione con una stazione di trasferimento, che richiede anche una stanza separata.

conclusione

Il proprietario della casa, che valuta le possibilità di organizzare vari sistemi di riscaldamento, si trova di fronte al difficile compito di calcolare le capacità e le risorse tecniche che saranno necessarie durante l'operazione. Il principio stesso del riscaldamento geotermico mira a ridurre al minimo i costi di manutenzione e manutenzione dell'infrastruttura, mantenendo al contempo elevati parametri di fornitura di calore. Ma in pratica, raggiungere risultati significativi non è facile. Per questo, è necessario un progetto ben progettato e ben progettato con calcoli dettagliati, ma la cosa più importante è la disponibilità di base delle condizioni ottimali per il funzionamento delle apparecchiature geotermiche.