Znamo da je geotermija toplina Zemlje, a izraz "geotermalna" često se povezuje s vulkanima i gejzirima. U Rusiji se geotermalna energija uglavnom koristi u industrijskim razmjerima, na primjer, postoje dalekovodne elektrane koje rade na temelju topline našeg planeta.
Mnogi vjeruju da je geotermalno grijanje kod kuće vlastitim rukama nešto iz domena fantazije. Nije li? Ali to apsolutno nije slučaj! Razvojem moderne tehnologije domaća uporaba „zelene energije“ postala je vrlo stvarna.
Govorit ćemo o načelima rada alternativnog grijanja, njegovim prednostima i nedostacima, usporedivim s tradicionalnim sustavima grijanja. Također ćete naučiti kako urediti izmjenjivač topline i kako sami instalirati geotermalno grijanje.
Neke povijesne činjenice
Kada je naftna kriza izbila 70-ih godina prošlog stoljeća, na Zapadu se pojavila goruća potreba za alternativnim izvorima energije. Tada su počeli stvarati prvi geotermalni sustavi grijanja.
Danas su oni rasprostranjeni u SAD-u, Kanadi i zapadnoeuropskim državama.
Korištenje energije u unutrašnjosti Zemlje ima veliku prednost: korišteni resursi dobivaju se besplatno i spontano se oporavljaju 
Unutarnji blok geotermalnog sustava zauzima malo prostora, izgleda kao poznati kućanski aparati 
Početno ulaganje u uređaj sustava koji koristi geotermalnu energiju je veće od instalacije kotla, ali minimalna sredstva za održavanje i rad opravdavaju i brzo plaćaju projekt 
Oprema koja prerađuje energiju zemlje u toplinu, ne emitira proizvode izgaranja, ne izgara trajno drva, ugljen, treset, plin
Primjerice, u Švedskoj se aktivno koristi voda Baltičkog mora, čija je temperatura + 4 ° S. U Njemačkoj se uvođenje geotermalnih sustava grijanja čak sponzorira na državnoj razini.
Na spomen geotermalnih izvora energije, uvijek zamišljamo dolinu gejzira ili vulkana, ali izvori koje trebamo mnogo su bliže. A oni će nam pomoći da se zagrijemo zimi i ohladimo ljeti.
U Rusiji djeluju Pauzhetska, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya i druge geotermalne elektrane. No, postoji vrlo malo činjenica o korištenju energije Zemlje u našem privatnom sektoru.
Stvarne prednosti i nedostaci
Ako je u Rusiji geotermalno grijanje privatnog sektora relativno rijetko, znači li to da ideja nije vrijedna troška provedbe? Možda ovo pitanje ne treba rješavati? Pokazalo se da nije.
Uporaba geotermalnog sustava grijanja za kućanstvo je isplativo rješenje. Za to postoji nekoliko razloga. Među njima je i brza instalacija opreme koja može raditi dugo vremena bez ikakvih prekida.
Ako u sustavu grijanja ne koristite vodu, nego visokokvalitetnu antifriz, neće se smrznuti i njezino trošenje će biti minimalno.
Nabrojili smo i druge prednosti ove vrste grijanja.
- Postupak spaljivanja goriva je isključen. Stvaramo apsolutno vatrootporni sustav koji tijekom rada neće moći oštetiti kućište. Osim toga, izuzeti su i brojni drugi problemi vezani uz prisutnost goriva: sada nema potrebe tražiti mjesto za pohranu, sudjelovanje u njegovoj nabavi ili isporuci.
- Značajne ekonomske koristi. Tijekom rada sustava neće biti potrebna dodatna ulaganja. Godišnje grijanje osiguravaju snage prirode, koje ne kupujemo. Naravno, u radu toplinske pumpe troši se električna energija, ali istodobno količina proizvedene energije znatno premašuje potrošnju.
- Ekološki čimbenik. Geotermalno grijanje privatne seoske kuće je ekološki prihvatljivo rješenje. Odsustvo procesa izgaranja eliminira oslobađanje produkata izgaranja u atmosferu. Ako su mnogi toga svjesni, a takav sustav grijanja dobiva sveobuhvatnu distribuciju, negativan utjecaj ljudi na prirodu će se smanjivati mnogo puta.
- Kompaktan sustav. Ne morate organizirati u svojoj kući zasebnu kotlovnicu. Sve što će biti potrebno je toplinska crpka koja se može postaviti, na primjer, u podrum. Najobimnija kontura sustava bit će postavljena pod zemljom ili pod vodom, nećete je vidjeti na površini vaše lokacije.
- Svestranost. Sustav može raditi i za grijanje u hladnoj sezoni, i za hlađenje tijekom ljetnih vrućina. To znači da će vas zamijeniti ne samo grijač, već i klima uređaj.
- Akustična udobnost. Toplinska crpka radi gotovo tiho.
Izbor geotermalnog sustava grijanja ekonomski je koristan, unatoč činjenici da morate potrošiti novac na kupnju i ugradnju opreme.
Usput, kao nedostatak sustava, troškovi ugradnje i pripreme sustava za rad moraju biti navedeni. Bit će potrebno kupiti samu crpku i neke materijale, kako bi se obavili radovi na instalaciji vanjskog kolektora i unutarnjeg kruga.
Nije tajna da resursi iz godine u godinu postaju sve skuplji, tako da će autonomni sustav grijanja koji se može isplatiti za nekoliko godina uvijek biti ekonomski koristan za njegovog vlasnika.
Međutim, ti se troškovi isplate u prvih nekoliko godina rada. Naknadna uporaba kolektora položenog u zemlju ili potopljena u vodu štedi znatne resurse.
Osim toga, sam instalacijski proces nije toliko kompliciran da pozove stručnjake treće strane za njegovu provedbu. Ako ne bušite, onda se sve ostalo može obaviti samostalno.
Unutarnja jedinica sustava koja koristi toplinu zemlje, uključuje izravno toplinsku pumpu, bojler instaliran ili ugrađen u crpku i spremnik 
Toplinska energija stijena i podzemnih voda dovoljna je za organizaciju grijanja i opskrbe toplom vodom u seoskoj kući. 
Unatoč stvarnim prednostima rada toplinskih crpki, grijanje kuće pomoću plinskog kotla još je jeftinije, ali se geotermalna energija još uvijek koristi, na primjer, za zagrijavanje vode u bazenima 
Međutim, u područjima koja nisu gasificirana, na mjestima gdje se ne isporučuje električna energija, toplinska pumpa s izlučivanjem energije tla i vode može postati agregat koji osigurava opskrbu toplom vodom i sustave grijanja. 
Razumno je koristiti slobodnu energiju podzemnih voda i stijena kako bi se osigurala toplina zgradama u kućanstvu, staklenicima, sportskim kompleksima 
Toplinske crpke s energetskim unosom iz utrobe zemlje mogu poslužiti kao dodatni izvori energije potrebni u slučaju nestanka struje 
U slučaju potpunog prebacivanja kuće na geotermalno grijanje, često je potrebno izgraditi nekoliko krugova, za servisiranje određenih prstena, na primjer, za radijatorsko grijanje i pod grijanje, bolje je koristiti dvije toplinske pumpe, a za PTV treću. 
Geotermalni uređaji za grijanje savršeno se kombiniraju s tradicionalnim opcijama i drugim vrstama alternativnih izvora: solarnih panela, vjetroturbina i drugih
Valja napomenuti da su neki obrtnici, u nastojanju da uštede novac, naučili kako sastaviti geotermalnu toplinsku pumpu vlastitim rukama.
O izvorima geotermalnog grijanja
Za geotermalno grijanje možete koristiti sljedeće izvore zemaljske toplinske energije:
- visoka temperatura;
- niska temperatura.
Izvori visoke temperature uključuju, na primjer, termalne izvore. Možete ih koristiti, ali njihov opseg je ograničen na stvarnu lokaciju tih izvora.
Ako se na Islandu ova vrsta energije aktivno koristi, u Rusiji su termalne vode daleko od naseljenih područja. Maksimalno su koncentrirane na Kamčatki, gdje se podzemna voda koristi kao rashladno sredstvo i isporučuje se u sustav PTV-a.
Za učinkovito korištenje toplinske energije Zemlje ne treba vulkan. Dovoljno je iskoristiti one resurse koji su samo 200 metara udaljeni od zemljine površine.
No, za korištenje niskotemperaturnih izvora imamo sve potrebne preduvjete. U tu svrhu prikladne okolne zračne mase, zemlja ili voda.
Za vađenje potrebne energije pomoću dizalice topline. Uz njegovu pomoć provodi se proces pretvaranja temperature okoline u toplinsku energiju ne samo grijanja, nego i tople vode za privatno kućanstvo.
Geotermalni izvori energije uključuju podzemne prirodne objekte: tlo i vodu. 
Solna otopina cirkulira duž konture, koja uzima toplinu tla. Kada se kompresor komprimira tekućinom, njegova temperatura raste, što se koristi u pripremi rashladnog sredstva za sustave grijanja 
Na sličan način se uzima toplinska energija vode prirodnih spremnika, u koju se spušta vanjski kolektor toplinske crpke. 
Prilikom uzimanja topline podzemne vode iz geotermalne bušotine, izmjenjivač topline prelazi u bunar i uranja kroz cjevovod do kompresora unutarnje jedinice.
Princip rada takvog grijanja
Ako ste upoznati s funkcioniranjem klima uređaja ili hladnjaka, onda je sličnost tih procesa s načelom geotermalnog grijanja očita. Osnova sustava je toplinska pumpa, koja je uključena u dva kruga - vanjski i unutarnji.
Za organiziranje tradicionalnog sustava grijanja u svakoj kući, potrebno je u njega ugraditi cijevi za prijevoz nositelja topline, a radijatori, kada se zagriju, koje će toplina ući u prostorije. U našem slučaju potrebne su i cijevi i radijatori. Oni tvore unutarnji obris sustava. Shema se može dodati podno grijanje.
Vanjska kontura izgleda mnogo veća od unutarnje, iako se njezine dimenzije mogu procijeniti samo tijekom razdoblja planiranja i instalacije. Tijekom rada je nevidljiva, jer je pod zemljom ili pod vodom. Unutar tog kruga cirkulira normalna voda ili antifriz na bazi etilen glikola, što je mnogo poželjnije.
Geotermalni sustav grijanja sastoji se od dva kruga - unutarnjeg i vanjskog, kao i od srca sustava grijanja - toplinske pumpe, koja, kompresirajući rashladnu tekućinu, povećava svoju temperaturu (+) Rashladno sredstvo u vanjskom krugu grije se do stanja medija u koji je uronjeno i poslano u obliku topline u toplinskoj crpki. Kroz njega se koncentrirana toplina prenosi na unutarnji krug, zbog čega se voda u cijevima, radijatorima i grijanim podovima zagrijava.
Stoga je toplinska pumpa ključni element koji animira cijeli sustav. Ako u vašoj kući postoji običan stroj za pranje rublja, onda biste trebali znati: ova pumpa će zauzeti otprilike isto područje.
Za rad mu je potrebna električna energija, ali, trošeći samo 1 kW, osigurava 4-5 kW topline. A to nije čudo jer je poznat izvor "dodatne" energije - to je okoliš.
Dvije vrste mjesta izmjenjivača topline
Postoje dvije mogućnosti grijanja privatne kuće korištenjem niskotemperaturnih energetskih elemenata okoliša. Osnova sustava u sva tri slučaja je geotermalna pumpa.
Unutarnji krug ostaje nepromijenjen za bilo koji način grijanja, a glavna razlika je u položaju vanjskog kruga.
Geotermalno grijanje se događa s izmjenjivačem topline koji se nalazi:
- vertikalno - nalazi se u bušotinama koje otkrivaju ili ne otkrivaju vodonosnik;
- vodoravno - izmjenjivači topline sustava su smješteni u jami ili otvorenom ribnjaku u obliku vrste zavojnice.
Svaki od ovdje navedenih tipova grijanja karakteriziraju njegove značajke, nedostaci i prednosti.
Ako namjeravate stvoriti takav sustav grijanja vlastitim rukama, bit ćete zainteresirani da saznate više o svakoj vrsti.
Izbor načina postavljanja vanjskog kolektora ovisi o dostupnosti slobodnog prostora u blizini dvorca 
Horizontalni raspored vanjskog kolektora geotermalnog sustava grijanja za malu kuću zahtijevat će stavljanje izvan pogona samo 36 m² 
U slučaju uređaja za opskrbu toplinom kuće u rasponu od 300 do 600 m², zemljište od 110 m² mora se ukloniti iz upotrebe 
Za izgradnju horizontalne verzije kolektora, koji se nalazi u tlu, trebat će vam 200 do 500 m² slobodnog prostora 
Kako bi se smanjila veličina povučenih površina zbog rasporeda toplinskih kolektora, koriste se različite metode, na primjer, djelomično polaganje u rovu duž granica dionice ili cesta 
Različite opcije koriste se za grupiranje podzemnih cijevi. Jedan od njih - ugradnja šarki u obliku košara 
Pri odabiru sustava polaganja cijevi za vanjski dio toplinske pumpe treba imati na umu da radni dio sustava treba biti zakopan ispod razine sezonskog zamrzavanja tla 
Dobra kombinacija vodoravno položenih cijevi i vertikalnih bušotina pomoći će smanjiti veličinu mjesta razgradnje.
Opcija # 1. Vertikalno postavljanje vanjskog kolektora
Ova vrsta grijanja temelji se na zanimljivom prirodnom fenomenu: na dubini od 50-100 m i više od njegove površine, zemlja ima istu i stalnu temperaturu od 10-12 ° C tijekom cijele godine.
Da biste mogli koristiti ovu energiju Zemlje, potrebno je bušiti vertikalne bušotine. Tehnologija je gotovo ista kao i priprema izvora vode.
Kako bi se maksimizirala očuvanost krajolika, moguće je izbušiti nekoliko cijevi iz iste polazne točke, ali iz različitih kutova.
Vanjski krug sustava bit će montiran izravno u ove bušotine. To će učinkovito oduzeti toplinu sa zemlje. Naravno, ovu metodu teško možemo nazvati jednostavnom i niskobudžetnom.
Za izradu vertikalnog geotermalnog sustava grijanja potrebno je koristiti opremu za bušenje bušotina;
To je relevantno u slučaju kada je područje uz kuću već opremljeno, a kršenje njegovog krajolika je nepraktično. Dubina bušenja može doseći od 50 do 200 metara.
Specifični parametri bušotine ovise o geološkoj situaciji na lokalitetu i parametrima buduće strukture. Vijek trajanja ovog projekta je oko 100 godina.
Da bi se konstruirala vertikalna verzija sustava s izmjenjivačem topline koji izdvaja energiju podzemnih voda, bit će potrebno bušiti dva vodonosna bunara.
Jedna od njih, koja se naziva debitna, koristi crpku za crpljenje vode, koja se nakon prijenosa topline odvodi u drugi, prijemni izlaz.
Minus geotermalni sustav s dvije bušotine u nedostatku učinkovitosti za grijanje seoske kuće. Previše energije troši cirkulaciju pumpe. No, za dovod rashladne tekućine u konturu toplog poda, dovoljna je primljena toplinska energija
Opcija # 2. Horizontalno mjesto sakupljača tla
Da biste položili vanjski obris s horizontalnim pogledom na grijanje, morate znati koliko je duboko zemljište u vašem području zamrznuto.
Cijevi su položene ispod razine smrzavanja u prethodno pripremljenim rovovima, zahvaćajući prilično velik prostor: za zagrijavanje kuće, čija je površina 200-250 četvornih metara. m, morate koristiti oko 600 četvornih metara. m izmjenjivač topline. To je šest jutara.
Nedostatak ovog dizajna je veliko područje koje zauzima. Ako vam je na parceli potreban travnjak prekriven travom i cvijećem, ovo je vaša opcija. I bolje je držati kolektorske cijevi dalje od stabala s plodovima (+)
Jasno je da će u takvim uvjetima volumen zemljanih radova biti značajan. Osim toga, morate uzeti u obzir u smislu lokacije stabala i druge vegetacije na mjestu, kako ih ne zamrznuti. Na primjer, ne možete imati kolektorsku cijev bliže od jednog i pol metara od stabala.
Ovaj se način postavljanja u pravilu koristi u slučajevima kada se gradilište razvija samo za gradnju. Svi izračuni i planovi za izgradnju vikendice, organizacija grijanja i planiranje zemljišne čestice najbolje se izvode istovremeno.
Faza 1: Uređaj za toplinsku pumpu podzemne vode s vodoravnim kolektorom počinje razvojem jame ili jarka i polaganjem kolektora koji prikuplja toplinu iz slojeva tla 
Faza 2: Šarke kolektora spojene su na cijevi, od kojih jedna skuplja slanicu koja apsorbira toplinu iz zemlje, a druga je vraća nakon što se energija prenese u toplinsku pumpu. 
Faza 3: Nakon ulaska u toplinsku crpku, rasol daje energiju koja ulazi u spremnik vode, koji priprema nosač topline za krugove grijanja 
Korak 4: Nakon spajanja i sastavljanja mreže, testira se njegov rad. Kada se dobiju pozitivni rezultati, temeljna jama se puni zemljom, a iznad nje se nalazi prostor.
Potopni horizontalni izmjenjivač topline u spremniku
Ova metoda zahtijeva poseban raspored posjedovanja kuće - na udaljenosti od oko 100 m od rezervoara koji ima dovoljno dubine. Osim toga, navedeni spremnik ne smije se smrznuti do samog dna, gdje će se nalaziti vanjski obris sustava. A za ovo područje spremnika ne može biti manje od 200 četvornih metara. m.
Ova opcija postavljanja izmjenjivača topline smatra se najjeftinijom, ali takav raspored vlasništva još uvijek nije uobičajen. Osim toga, mogu postojati poteškoće ako vodno tijelo pripada javnim objektima.
Očigledna prednost ove metode je izostanak obaveznih radno-intenzivnih zemljanih radova, iako se još uvijek mora provlačiti s podvodnim položajem kolektora. Također je potrebna posebna dozvola za obavljanje takvog posla.
Međutim, geotermalna elektrana koja koristi energiju vode i dalje je najekonomičnija.
Učinite to sami: što i kako
Ako sami instalirate geotermalno grijanje, onda je bolje kupiti vanjski krug kao gotov proizvod. Naravno, razmatramo samo metode horizontalnog rasporeda vanjskog izmjenjivača topline: ispod površine tla ili pod vodom.
Mnogo je teže sami sastaviti vertikalni sakupljač, ako nemate opremu i vještine bušenja.
Toplinska crpka nije jako velika oprema. U vašoj kući to ne zauzima puno prostora. Doista, u veličini se može usporediti, na primjer, s konvencionalnim kotlom na kruto gorivo. Spojite unutarnju konturu svoje kuće s njom - zadatak je jednostavan.
Zapravo, sve se radi na isti način kao i pri organiziranju i distribuciji topline pomoću tradicionalnih izvora topline. Glavna poteškoća je raspored vanjske konture.
Ovaj raspored kuće u odnosu na ribnjak je češći. Glavna stvar da je rezervoar bio ne više od 100 metara od vikendice
Najbolje bi bilo koristiti spremnik, ako postoji na udaljenosti ne većoj od 100 m. Potrebno je da njezino područje prelazi 200 četvornih metara. m, a dubina - 3 m (prosječni parametar smrzavanja). Ako ovaj spremnik ne pripada vama, problem može biti dobivanje dopuštenja za njegovo korištenje.
Ako je spremnik ribnjak koji posjedujete, onda je stvar pojednostavljena. Voda iz ribnjaka može se privremeno ispumpati. Tada se rad na dnu može obaviti lako: bit će potrebno polagati cijevi u spiralu, osiguravajući ih u tom položaju.
Radovi na iskopu bit će potrebni samo za kopanje rova, što će biti potrebno za spajanje vanjskog kruga na toplinsku crpku.
Nakon što obavite sav posao, ribnjak se može napuniti vodom. U nadolazećim godinama, sto vanjskih izmjenjivača topline trebalo bi raditi ispravno i ne uzrokovati probleme vlasniku.
Ako imate zemljište na raspolaganju, na kojem morate samo izgraditi stambeni prostor i uzgajati vrt, ima smisla planirati horizontalni izmjenjivač topline tipa tla.
Da bi se to postiglo, treba napraviti preliminarni izračun površine budućeg kolektora, na temelju već naznačenih parametara: 250-300 četvornih metara. m kolektora na 100 četvornih metara. m grijana površina kuće.
Ako imate zemljište bez građevina i vegetacije koje želite sačuvati, možete jednostavno ukloniti tlo prilikom izgradnje vanjske horizontalne konture tla: to je lakše nego kopanje rovova
Otvori u kojima se polažu cijevi konture moraju se iskopati ispod razine smrzavanja tla.
A još bolje - samo uklonite tlo do dubine njegova zamrzavanja, položite cijev, a zatim vratite tlo na mjesto. Rad je dugotrajan, težak, ali uz veliku želju i odlučnost možete to učiniti.
Troškovi i izgledi za povrat
Trošak opreme i njena ugradnja tijekom izgradnje geotermalnog grijanja ovisi o kapacitetu jedinice i proizvođača.
Svaki proizvođač bira, vođen vlastitim mislima i informacijama o ugledu i pouzdanosti određene marke. Ali snaga ovisi o području prostorije koju treba servisirati.
Ova brojka ukratko odražava suštinu koristi koje proizlaze iz korištenja geotermalnog sustava grijanja. Upravo taj omjer ulazne i izlazne energije omogućuje sustavu da se najprije isplati, a zatim uštedi novac vlasnika (+)
Ako uzmemo u obzir točno snagu, cijena toplinskih crpki varira u sljedećim rasponima:
- na 4-5 kW - 3000-7000 konvencionalnih jedinica;
- 5–10 kW - 4000–8000 jedinica;
- 10-15 kW - 5.000-10.000 konvencionalnih jedinica.
Ako tom iznosu dodamo i troškove koji su potrebni za izvođenje instalacijskih radova (20-40%), tada ćemo dobiti iznos koji će se za mnoge činiti posve nerealnim.
No, svi ti troškovi će se isplatiti za prilično razumne uvjete. U budućnosti ćete morati platiti samo manje troškove za električnu energiju potrebnu za rad pumpe. I to je to!
Zbog nedostatka učinkovitosti geotermalnih sustava za grijanje stambenih zgrada, koriste se kao dodatak glavnim toplinskim mrežama ili se grade u kompleksu s dva ili više izmjenjivača topline.
Kao što praksa pokazuje, geotermalno grijanje posebno je korisno za kuće s ukupnom grijanom površinom od 150 četvornih metara. Za pet do osam godina, svi troškovi opremanja sustava grijanja u tim kućama su u potpunosti isplaćeni.
Ako geotermalno grijanje nije osobito traženo među vlasnicima privatnih kuća, onda je učinkovitost sustava gelova već procijenjena stanovnicima južnih regija. Tehnologija solarnog grijanja je vrlo jednostavna, a njezina učinkovitost i praktičnost potvrđuju dugogodišnje iskustvo u korištenju zapadnih zemalja i naših sunarodnjaka.
U ovom članku navedene su dodatne informacije o alternativnim izvorima energije.
Zaključci i koristan video na temu
Ako vam je lakše uzeti vizualne informacije, ovaj videozapis će vam omogućiti da vlastitim očima vidite točno kako funkcionira geotermalni sustav, kao i da saznate više o tome tko je i zašto ova vrsta grijanja korisna.
Pozivamo vas da pogledate kratki video u kojem vlasnik horizontalnog kolekcionara podzemlja govori o svojim dojmovima o svom radu. Osim toga, nakon gledanja ovog videa, saznat ćete o tekućim troškovima vezanim uz rad geotermalnog sustava grijanja.
Svaki vlasnik privatne kuće odabire hoće li za njega kupiti usluge organizacija koje opskrbljuju resursima ili se osloniti samo na sebe. Međutim, on se rukovodi popisom razmatranja.
Cilj koji smo sebi postavili nije da vas odgurnemo do gotovog zaključka, nego da podijelite informacije o rješenjima zadatka s kojima se suočavate.
Postoji li nešto što bi moglo dopuniti ili imati pitanja o geotermalnom grijanju privatne kuće? Možete ostaviti komentare na publikaciju. Obrazac za komunikaciju nalazi se u donjem bloku.