私たちは地熱が地球の熱であることを知っており、「地熱」という用語はしばしば私たちの国の火山や間欠泉に関連付けられています。ロシアでは、地熱エネルギーは主に産業規模で使用されています。たとえば、地球の熱に基づいて稼働している極東の発電所があります。
多くの人は、自分の手で家で地熱暖房をすることは、ファンタジーの領域からのものであることを確信しています。そうではありませんか?しかし、これは完全に間違っています!現代の技術の発展に伴い、「グリーンエネルギー」の国内での使用は非常に現実的になりました。
従来の暖房システムに匹敵する代替暖房の原理、その利点と欠点についてお話します。また、熱交換器の場所と自分で地熱暖房を取り付ける方法についても学びます。
いくつかの歴史的事実
前世紀の70年代に石油危機が勃発したとき、代替エネルギー源の必要性が西側で高まりました。このとき、最初の地熱暖房システムが作成され始めました。
今日、それらは米国、カナダ、西ヨーロッパ諸国で広く使用されています。
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地球の内部のエネルギーを使用することには大きな利点があります。使用したリソースは無料で利用でき、自然に回復します
地熱システムの内部ブロックは場所をほとんど取りません。外見は従来の家電製品に似ています。
地熱エネルギーを使用するシステムの設計への初期投資は、ボイラーの設置よりも高額ですが、メンテナンスと運用のための最小限の資金でプロジェクトを正当化し、迅速に支払うことができます
地球のエネルギーを熱に変換する装置は、燃焼生成物を放出せず、薪、石炭、泥炭、ガスを回復不能に燃焼しません
地熱暖房の見通し
地熱システムの内部ブロックの寸法
ヒートポンプの設置と運転の費用
ヒートポンプの環境優先事項
たとえば、スウェーデンでは、気温が+ 4°Cのバルト海の水が積極的に使用されています。ドイツでは、地熱暖房システムの導入は州レベルでも後援されています。
地熱エネルギー源について言及すると、間欠泉や火山の谷を常に想像しますが、必要な源ははるかに近いです。冬は暖かく、夏は涼しいです
ロシアには、Pauzhetskaya、Verkhne-Mutnovskaya、Okeanskayaなどの地熱発電所があります。しかし、私たちの民間部門で地球のエネルギーを使用しているという事実はほとんどありません。
本当の長所と短所
ロシアで民間部門の地熱暖房が比較的小さい場合、これはそのアイデアがその実施のコストに見合わないことを意味しますか?たぶん、あなたはこの問題に対処すべきではありませんか?これはそうではないことがわかりました。
地熱暖房システムの使用は収益性の高いソリューションです。これにはいくつかの理由があります。その中には、中断することなく長時間稼働できる機器の迅速な設置があります。
水ではなく、加熱システムに高品質の不凍液を使用すると、水が凍結せず、摩耗が最小限になります。
このタイプの暖房の他の利点を挙げます。
- 燃料を燃焼させる手順は除きます。 私たちは完全に耐火性のあるシステムを作成しています。このシステムは、稼働中に住宅に損傷を与えることはありません。さらに、燃料の存在に関連する他の多くの側面が除外されます。現在、その準備や配送に従事するために、その保管場所を探す必要はありません。
- 大きな経済的利益。 システムの運用中、追加の投資は必要ありません。年間暖房は購入しない自然の力によって提供されます。もちろん、ヒートポンプの動作中は電気エネルギーが消費されますが、同時に、生成されるエネルギー量は消費量を大幅に上回ります。
- 環境要因。 民家の地熱暖房は、環境に優しいソリューションです。燃焼プロセスがないため、大気中に燃焼生成物が侵入することはありません。多くの人がこれに気づき、そのような熱供給システムがかなり広く分布するようになれば、自然への人の悪影響は大幅に減少します。
- コンパクトなシステム。 家にボイラー室を別に設ける必要はありません。必要なのはヒートポンプだけで、地下室などに設置できます。システムの最もボリュームのある輪郭は地下または水中にあり、サイトの表面では見えません。
- 多機能性。 このシステムは、寒い季節の暖房と夏の暑さの冷房の両方に使用できます。つまり、実際には、ヒーターだけでなくエアコンの代わりにもなります。
- 音響の快適さ。 ヒートポンプはほとんど静かに作動します。
機器の購入と設置にお金をかけなければならないという事実にもかかわらず、地熱暖房システムの選択は経済的に有益です。
ちなみに、システムの欠点は、システムをインストールして作業に備えるために費やさなければならないコストです。外部マニホールドと内部回路の設置を完了するには、ポンプ自体といくつかの材料を購入する必要があります。
資源が年々高価になっていることは秘密ではありません、それ故に数年でそれ自身で元をとることができる自律暖房システムは常にその所有者にとって経済的に有益です
ただし、これらのコストは最初の数年間の運用で完済します。その後地面に置いたり、水に浸したりするコレクターを使用すると、大幅なコストを節約できます。
さらに、インストールプロセス自体は、その実装を外部の専門家に依頼するほど複雑ではありません。ドリルしない場合、それ以外はすべて独立して実行できます。
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地球の腸の熱を利用するシステムの屋内ユニットには、ヒートポンプ自体、ポンプ内に個別に設置または統合された給湯器、およびバッファタンクが含まれます。
岩と地下水の熱エネルギーは、カントリーハウスの暖房と給湯を組織するのに十分です
ヒートポンプを使用する本当の利点にもかかわらず、ガスボイラーを使用して家を暖房する方が安価ですが、たとえばプール内の水を加熱するために地熱エネルギーが依然として使用されています
ただし、電気が供給されていない非ガス化地域では、土壌と水のエネルギーを取り入れたヒートポンプが、DHWと暖房システムを提供するユニットになる可能性があります。
住宅の建物、温室、スポーツ施設に熱を供給する際に地下水と岩石の自由エネルギーを使用することは合理的です
地球の腸からエネルギーを取り込むヒートポンプは、停電の場合に必要な追加のエネルギー源として機能します。
家が完全に地熱暖房に移行する場合、多くの場合、いくつかの回路を構築する必要があります。たとえば、ラジエーター暖房と床暖房の場合、2つのヒートポンプを使用し、家庭用温水を使用する方が適切です。
暖房装置の地熱回路は、従来のオプションと他のタイプの代替ソース(ソーラーパネル、風力発電機など)の両方と完全に組み合わされています
地熱暖房システムの室内機
民家の暖房における地熱源
プールの水加熱用地中水ヒートポンプ
郊外の建物の配置における地熱システム
温室の地熱暖房装置
主加熱回路への追加としてのヒートポンプ
民家のマルチサーキット地熱システム
ソーラーパネルとペアになった地熱暖房
一部の職人は、お金を節約するために、自分の手で地熱ヒートポンプを組み立てる方法を学びました。
地熱加熱源について
地熱暖房では、次の地熱エネルギー源を使用できます。
- 高温;
- 低温。
高温源には、例えば、温泉が含まれる。それらを使用できますが、その適用範囲はそのようなソースの実際の場所に制限されます。
このタイプのエネルギーがアイスランドで積極的に使用されている場合、ロシアでは温泉水は入植地から遠く離れています。それらは可能な限り地下水が熱媒体として使用され、給湯システムに送られるカムチャッカに集中しています。
地球の熱エネルギーを効率的に利用するために火山は必要ありません。地表からわずか200メートルの場所にあるリソースを使用するだけで十分です。
しかし、低温源の使用には、必要なすべての前提条件があります。この目的のためには、周囲の空気塊、土または水が適しています。
ヒートポンプを使用して必要なエネルギーを抽出すること。その助けを借りて、周囲温度を暖房だけでなく、個人の家庭への給湯の熱エネルギーにも変換する手順があります。
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自由な地下水と岩の熱のフェンス
屋外熱交換器
自然の池の屋外熱交換器
ヒートポンプ地熱井
そのような加熱の動作原理
エアコンや冷蔵庫の仕組みに精通している場合は、これらのプロセスと地熱暖房の機能の原則との類似性は明らかです。システムの基本はヒートポンプで、外部と内部の2つの回路に含まれています。
従来の暖房システムを家の中で構成するには、冷却材を運ぶためのパイプをその中に取り付ける必要があり、ラジエーターは、加熱されると、建物に熱が入ります。私たちの場合、パイプとラジエーターも必要です。それらはシステムの内部回路を形成します。床暖房を回路に追加できます。
外部回路は内部回路よりもはるかに大きく見えますが、その寸法は計画および設置期間中にのみ推定できます。動作中は、地下または水中にあるため見えません。通常の水またはエチレングリコールベースの不凍液がこの回路内を循環します。
地熱暖房システムの構成には、内部と外部の2つの回路、および暖房システムの心臓部-冷却剤を圧縮して温度を上げるヒートポンプが含まれます(+)
外部回路内の冷媒は、それが浸漬されている媒体の状態まで加熱され、「温められた」形でヒートポンプに送られます。これにより、集中した熱が内部回路に伝達され、その結果、パイプ、ラジエーター、床暖房の水が加熱されます。
したがって、システム全体を活性化する重要な要素はヒートポンプです。あなたの家に普通の洗濯機があるなら、知っておいてください:このポンプはほぼ同じ面積を占めます。
仕事には電気が必要ですが、1 kWしか消費しないため、4〜5 kWの熱を発生させます。そして、「追加の」エネルギーの源が知られているので、これは奇跡ではありません-これが環境です。
2種類の熱交換器の配置
環境要素からの低温エネルギーを使用して民家を加熱するための2つのオプションがあります。 3つのケースすべてにおけるシステムの基礎は、地熱ポンプです。
内部回路はどの加熱方法でも変更されず、主な違いは外部回路の位置です。
地熱暖房は、次の場所にある熱交換器で行われます。
- 直立 -帯水層が見える、または開かない井戸にある。
- 横に -システムの熱交換器は一種のコイルの形でピットまたは開いた池に置かれます。
ここに記載されている各タイプの加熱は、その特徴、欠点、および利点によって特徴付けられます。
あなたが自分の手でそのような暖房システムを作成するつもりなら、あなたはそれぞれのタイプについてもっと学ぶことに興味があります。
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コレクターを配置する垂直方向
ヒートポンプマニホールドの垂直ループのグループ
大きな家のための外部ヒートポンプマニホールド
横型ヒートポンプ入口地下水ポンプ
室外機マニホールドを溝に敷設する
バスケットのグループとしての熱交換器の設置
ピットの壁と底に沿ってパイプラインを敷設する
収縮領域オフセット完了ウェル
オプション1。外部コレクターの垂直配置
このタイプの暖房は、興味深い自然現象に基づいています。地表から50-100 m以上の深さでは、地球の温度は年間を通じて同じで一定の10-12°Cです。
この地球のエネルギーを利用できるようにするためには、垂直井戸を掘削する必要があります。技術は水源を準備することとほとんど同じです。
景観の保全を最大化するために、同じ開始点から、ただし異なる角度から複数のパイプをドリルできます。
システムの外部回路は、これらのウェルに直接取り付けられます。これは地球から熱を効果的に奪います。もちろん、この方法は単純で低予算とは言えません。
地熱暖房の垂直システムを作成するには、掘削リグを使用せずに井戸を掘削するための機器を使用する必要があり、システムの設置の問題を解決するのは非常に面倒です(+)
これは、家に隣接する領域がすでに装備されている場合に関係し、その景観の違反は不適切です。井戸掘削の深さは50から200メートルに達することができます。
井戸の具体的なパラメータは、サイトの地質状況と将来の構造のパラメータによって異なります。この設計の耐用年数は約100年です。
地下水エネルギーを抽出する熱交換器を備えたシステムの垂直バージョンをインストールするには、2つの帯水層を掘削する必要があります。
そのうちの1つは、借方と呼ばれ、ポンプの助けを借りて水が引き出されます。水は、熱伝達後に2番目の世代に排出されます。
2つの井戸がある地熱システムのマイナスは、カントリーハウスを暖房するには不十分です。循環ポンプはエネルギーを使いすぎています。しかし、クーラントの供給については、暖かい床の輪郭は熱エネルギーを受け取りました
オプション#2。土壌コレクターの水平配置
水平タイプの暖房で外部回路を敷設するには、地面があなたの地域でどれだけ深く凍結するかを知る必要があります。
パイプは、事前に準備されたトレンチ内の氷点下に配置され、かなり広いスペースが確保されます。面積が200〜250平方メートルの家を暖房するためです。 m、約600平方メートルを使用する必要があります。熱交換器のメートル。それは600の部分です。
この設計の欠点は、占有面積が大きいことです。区画に草や花で覆われた芝生が必要な場合は、これが選択肢です。そして、コレクターパイプを果物の木から遠ざける方が良いです(+)
そのような条件下では、土工の量がかなり大きくなることは明らかです。さらに、樹木や他の植生が凍結しないように、サイト上の場所についても考慮する必要があります。たとえば、集熱管を樹木から1.5メートル以内に配置することはできません。
この設置方法は、サイトが建設のためにマスターされているばかりの場合に、原則として使用されます。コテージの建設、暖房の構成、土地の計画に関するすべての計算と計画は、同時に行うのが最善です。
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ピットに吸熱マニホールドを置く
家の出口と入口のパイプへのコレクターの接続
貯湯器への接続
外部コレクターによるサイトの配置
水平熱交換器の池への浸漬
この方法では、十分な深さの貯水池から約100 mの距離にある、住宅所有の特別な配置が必要です。さらに、指定されたリザーバーは、システムの外部回路が配置される底まで凍結してはなりません。そして、これのために、貯水池の面積は200平方メートル未満であるはずがありません。メートル
熱交換器を配置するためのこのオプションは最も安価であると考えられていますが、同様の住宅所有の取り決めはまだ一般的ではありません。さらに、貯水池が公共施設に属している場合、問題が発生する可能性があります
この方法の明らかな利点は、コレクターの水中の場所をいじくり回す必要がありますが、強制的な労働集約的な掘削がないことです。そして、そのような仕事のための特別な許可も必要になります。
ただし、水エネルギーを使用する地熱設備は、依然として最も経済的です。
自分で行う:何をどのように
独自の地熱暖房をすでに設置している場合、外部回路は既製を購入することをお勧めします。もちろん、外部熱交換器の水平配置の方法のみを考慮します。土壌の表面下または水中です。
設備と掘削のスキルがない場合、垂直ボアホールコレクターを自分で取り付けるのははるかに困難です。
ヒートポンプは大きすぎる装置ではありません。あなたの家では、それは多くのスペースをとりません。結局のところ、サイズは、例えば、従来の固体燃料ボイラーに匹敵します。家の内部回路をそれに接続するのは簡単な作業です。
実際、すべてが従来の熱源を使用して暖房を整理して分配するときとまったく同じように行われます。主な問題は、外部回路の配置です。
池に対する家のこの配置はより一般的です。主なことは、貯水池はコテージから100メートル以内でなければならないということです
100 m以下の距離に水がある場合は、水域を使用することをお勧めします。面積は200平方メートルを超える必要があります。 m、および深さ-3 m(平均凍結パラメータ)。この貯水池があなたのものではない場合、問題はそれを使用する許可を取得することである可能性があります。
貯水池があなたが所有している池である場合、問題は単純化されます。池の水は一時的に汲み上げることができます。その後、底部の作業を簡単に行うことができます。パイプをらせん状に配置して、この位置に固定する必要があります。
土工は、外部回路をヒートポンプに接続するために必要なトレンチを掘る場合にのみ必要になります。
すべての作業が完了したら、池に再び水を入れることができます。今後数年間で、外部熱交換器は正常に動作し、所有者にトラブルを引き起こさないはずです。
あなたが自由に土地を建て、その上に住宅を建て、庭を育てるだけでよいなら、水平土壌型熱交換器を計画することは理にかなっています。
これのために、先にすでに示されたパラメーターに基づいて、将来のコレクターの面積の予備計算を行う必要があります:250-300平方。 100平方メートルあたりのコレクターのm。家の暖房された領域のm。
保存したい建物や植生のないサイトを取得した場合は、外部水平土壌輪郭の構築中に単純に土壌を除去できます。これは、溝を掘るよりも簡単です。
回路のパイプを敷設するためのトレンチは、土壌の凍結レベルよりも低く掘る必要があります。
そしてさらに良い-ちょうど土をその凍える深さまで取り除き、パイプを敷いて、そして土をその場所に戻します。作業は時間がかかり、困難ですが、大きな願望と決意があれば、それを行うことができます。
コストと見返りの見通し
地熱暖房の建設中の機器とその設置費用は、ユニットの容量と製造元によって異なります。
誰もが特定のブランドの評判と信頼性に関する独自の考慮事項と情報に基づいて、メーカーを選択します。しかし、電力はサービスを受ける部屋の面積によって異なります。
この図は、地熱暖房システムの使用から得られる利点の本質を簡単に反映しています。システムがすばやく素早く完済し、所有者のお金を節約できるのは、この入力エネルギーと出力エネルギーの比率です(+)
電力を正確に考慮すると、ヒートポンプのコストは次の範囲で変化します。
- 4〜5 kW -3000-7000従来型ユニット。
- 5〜10 kW -4000-8000従来型ユニット;
- 10〜15 kW -5000-10000従来の単位。
この量にインストール作業に必要なコスト(20〜40%)を追加すると、多くの人にとって完全に非現実的な量になります。
しかし、これらすべての費用はかなり合理的な条件で完済します。将来的には、ポンプの運転に必要な電気代にわずかな費用を支払うだけで済みます。そして、それはすべてです!
住宅建築物を加熱するための地熱システムの効率が不十分であるため、それらは主な加熱ネットワークへの追加として使用されるか、2つ以上の熱交換器と組み合わせて構築されます
実際に示されているように、地熱暖房は、総暖房面積が150平方メートルの住宅に特に有益です。 m。5〜8年間、これらの家に暖房システムを配置するためのすべてのコストは完全に返済されます。
民家の所有者の間で地熱暖房が特に要求されていない場合、ゲルシステムの効率は南部地域の居住者によってすでに高く評価されています。ソーラーヒーティングを構築するための技術は非常にシンプルであり、その費用効果と実用性は西側諸国と私たちの同胞による長年の使用経験によって確認されています。
この記事では、代替エネルギー源に関する追加情報を提供します。
視覚情報を知覚しやすい場合は、このビデオを使用すると、地熱システムがどのように機能するかを自分の目で見ることができ、誰がどのようにこのタイプの暖房が効果的であるかについて詳しく知ることができます。
水平下層土コレクターの所有者がその操作の印象を語る短いビデオをご覧ください。さらに、このビデオを見ると、地熱暖房システムの運用に関連する継続的なコストについても理解できます。
民家の各所有者は、資源供給組織のサービスを購入するか、自分だけに頼るかを自分で選択します。そうすることで、彼は考慮事項のリストに導かれます。
私たち自身が設定した目標は、すぐに結論を出すことではなく、直面している問題を解決するためのオプションに関する情報を共有することです。
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