Die Entwicklung jeder Zivilisation hängt mit der Erfüllung der Anforderungen an das eigene Zuhause zusammen. Wo immer ein Mensch in einer Höhle oder einem modernen Wolkenkratzer lebte, war die Sorge um Wärme und Behaglichkeit ebenso wichtig wie die Beschaffung von Nahrung. Um sich mit einem kleinen Feuer, einem Ofen oder einem modernen Heizsystem zu wärmen, musste er Brennholz, Kohle, Torf und Dieselkraftstoff verwenden und die unschätzbaren Gaben der Natur verbrennen.

Die technische Entwicklung hat es ermöglicht, leistungsstarke Wasserkraftwerke zu bauen, den Umgang mit Windenergie zu erlernen und, nachdem man die Geheimnisse der inneren Erdschichten verstanden hat, über die Schaffung einer alternativen Methode zur Nutzung der gespeicherten Wärme in Form von Geothermiesystemen nachzudenken .

Der grundlegende Betrieb eines Erdwärmeheizsystems basiert auf den von Wissenschaftlern entdeckten Gesetzen der Physik. Die Suche nach Materialien, die ihre Eigenschaften ändern und gleichzeitig eine bestimmte Wärmemenge abgeben können, hat es ermöglicht, nicht nur herkömmliche, sondern auch leistungsstarke Kühlgeräte und Klimaanlagen zu entwickeln

Mit ihrer Hilfe können wir die Wärme, die immer in den Eingeweiden der Erde vorhanden ist, in unser Zuhause übertragen und die drei speziellen Kreisläufe, aus denen das Heizsystem besteht, koordiniert steuern. Der Zweck des externen Kreislaufs besteht darin, Wärmeenergie aus dem Boden oder dem Wasser zu sammeln. Das darin enthaltene Kühlmittel ist eine nicht gefrierende Flüssigkeit.

Diese Wärme wird über den Wärmetauscher an Freon übertragen, das den zweiten Kreislauf des Systems füllt. Seine physikalischen Eigenschaften, bestehend aus einem niedrigen Siedepunkt, ermöglichen die Energiegewinnung beim Übergang in den gasförmigen Zustand. Darüber hinaus reicht die vom externen Kreislauf kommende Temperatur hierfür völlig aus. Der dritte interne Kreislauf des Heizsystems stellt die erforderliche Anzahl der im Haus verwendeten Heizkörper und Rohre dar. Es kann separat oder gemeinsam mit dem im Projekt enthaltenen Warmwasserversorgungskreislauf sein.

Funktionsmerkmale des Systems

Das Funktionsprinzip und die Funktionsmerkmale einer Erdwärmeheizung für Ihr Zuhause bestehen aus folgenden Schritten:

1. Die im äußeren Kreislauf befindliche Lösung sorgt für eine zusätzliche Erwärmung des Bodens um etwa 5 Grad. Seine Endtemperatur kann etwa 3 betragen.
2. Beim Eintritt in den Wärmetauscher der Pumpe überträgt die Lösung sogar eine geringe Energie auf Freon, wofür sie völlig ausreicht, um zu verdampfen. In den gasförmigen Zustand gelangt Freon in den Kompressor, wo es komprimiert wird. Die dabei ablaufenden thermodynamischen Prozesse führen zu einem Temperaturanstieg auf 100 °C. Und das heiße Gas wird dem Wärmetauscher zugeführt, wo es Energie auf das Kühlmittel des internen Kreislaufs, meist Wasser, überträgt. Dank der wissenschaftlichen Arbeit von Physikern und Ingenieuren wurde dieser Prozess eingehend untersucht und ist in die Grundprinzipien des Betriebs verschiedener Arten moderner Geräte eingebettet.
3. Das Kühlmittel des internen Kreislaufs erreicht eine Temperatur von 50–70 °C und gelangt in die Kühler und Rohre. Das abgekühlte Freon gelangt in das Expansionssieb, seine Temperatur und sein Druck fallen auf ihre ursprünglichen Werte und der gesamte Zyklus kann erneut wiederholt werden. Die Lösung der Außenkontur wandert auf die gleiche Weise in die Tiefen der Erde für eine neue Portion Energie.

Bauformen und Arten von Erdwärmeheizsystemen

Die erste Frage, die bei der Schaffung eines äußerst wirtschaftlichen Erdwärmeheizsystems gelöst werden muss, ist die Wahl der Art des externen Kreislaufs, bei dem es sich um einen unter der Erde oder im Wasser befindlichen Wärmetauscher handelt. In diesem Fall ist es notwendig, nicht nur Ihre Wünsche an die architektonischen Fantasien eines neuen Hauses zu berücksichtigen, sondern auch detaillierte geodätische Studien des Gebiets, in dem dieses Haus stehen wird oder bereits gebaut wurde.

Nicht überall gibt es heiße Quellen, Geysire, Vulkane, aber wir haben fast überall auf dem Planeten die Möglichkeit, die Wärme von Mutter Erde zu nutzen. Die Hauptsache ist, ein klares Verständnis der technischen Seite der Angelegenheit und der Höhe der erforderlichen finanziellen Investitionen für jedes Projekt zur Schaffung eines Erdwärmeheizsystems zu haben.

Die gebräuchlichsten Arten von Wärmetauschern sind:

1. Horizontaler Wärmetauscher. Diese Option kann nur dann als wirksamer Vorschlag angesehen werden, wenn neben dem Haus eine große freie Fläche vorhanden ist. Er kann nur als einfacher grüner Rasen genutzt werden. Darüber hinaus mit einer Hausfläche von beispielsweise 220 Quadratmetern. m. Der Wärmetauscher wird auf einer Fläche von 600 qm untergebracht. Die Rohre werden in speziellen Gräben verlegt, deren Tiefe unter dem Gefrierpunkt des Bodens in diesem Bereich liegen sollte.
2. Vertikaler Wärmetauscher. Unter platzsparenden Gesichtspunkten hat diese Option natürlich gewisse Vorteile. Ein Problem kann die Schaffung spezieller Brunnen sein, deren Tiefe 200 m erreicht und deren Durchmesser etwa 150 mm beträgt. Erdarbeiten mit Bohrgeräten sind in keiner Region günstig. Der Boden in einer solchen Tiefe hat jedoch immer eine Temperatur von etwa 15 °C, was einen zuverlässigen Betrieb des Systems mit einem vertikalen Wärmetauscher gewährleistet.
3. Wärmetauscher am Boden des Behälters. Die wirtschaftlichste und einfachste Methode zur Erstellung des äußeren Kreislaufs einer Erdwärmeanlage. Vor allem, wenn Sie über einen eigenen zuverlässigen Teich oder die Erlaubnis zur Nutzung eines öffentlichen Reservoirs verfügen. Die Entfernung zum Stausee vom Haus sollte 100 m nicht überschreiten und seine Tiefe beträgt 3 m.
4. Es besteht die Möglichkeit eines offenen Heizsystems, das auf der Nutzung von Wasser aus einem artesischen Brunnen basiert.

Es wird als Kühlmittel durch eine Wärmepumpe geleitet. Um den Wasserabfluss umzukehren, ist der Bau eines zweiten artesischen Brunnens erforderlich. Doch nicht überall ist ein solches System möglich. Ein sehr wichtiger Faktor ist dabei die Rückführung von Wasser in gleicher Menge in die tieferen Bodenschichten, um den Druck in den Schichten aufrechtzuerhalten.

Interessanterweise wurden die ersten Versuche, Brunnen zur Wärmegewinnung zu bohren, Mitte des 18. Jahrhunderts unternommen, doch erst 1907 gelang es einem isländischen Bauern, heißen Dampf aus einer nahegelegenen Quelle durch ein Zementrohr in sein Haus zu leiten.

Der nächste Schritt wurde auch in Island unternommen und erst 1903 erschien die erste 3 km lange Pipeline in Reykjavik. Derzeit erfreuen sich geothermische Heizsysteme in vielen europäischen Ländern, den USA, Mexiko, Japan und Neuseeland großer Beliebtheit.

Vor- und Nachteile

Geothermie, deren Reserven so groß sind, dass nur 1 % in der Erdkruste in einer Gesamttiefe von 10 km verborgen ist, kann ein Volumen bereitstellen, das 500-mal größer ist als alle Öl- und Gasreserven der Welt.

1. Es gibt vier Hauptarten der Geothermie:
2. Dabei handelt es sich um die Erdwärme aus geringer Tiefe, die von Wärmepumpen genutzt wird.
3. Die Energie von heißem Dampf, Wasser in der Erdkruste, wird derzeit zur Stromerzeugung genutzt.
4. Wärme aus tiefen Schichten ohne Anwesenheit von Wasser und Magmaenergie, die sich in vulkanischen Zonen ansammelt.

Die Nutzung dieses erstaunlichen Geschenks der Natur wird nur durch den vorhandenen Stand der Technik, die technischen Möglichkeiten und die wirtschaftlichen Berechnungen bestimmt.

Der größte negative Punkt sind die Kosten. Dies scheint jedoch nur im ersten Moment der Fall zu sein. Alle Kosten amortisieren sich nach verschiedenen Angaben in 4, 5 Jahren. Dies liegt daran, dass moderne Wärmepumpenmodelle im Betrieb deutlich weniger Energie verbrauchen als jedes andere Heizsystem. Bei einem Stromverbrauch von 1 kW beträgt ihre Leistung 5 kW.

Positive Punkte:

1. Sie verbrennen keinen Kraftstoff und erzeugen keine schädlichen Emissionen verschiedener Verbindungen in die Umwelt.
2. Minimale Wartungskosten bei hoher Effizienz.
3. Umweltsicherheit.
4. Zuverlässige Brandschutzeigenschaften des Systems.

Effizienz und Amortisation

Geothermie kann nicht als Geschenk der Natur bezeichnet werden. Die Schaffung darauf basierender Heizsysteme kann über eine Million Rubel kosten, ohne die Kosten für eine Wärmepumpe. Es hängt alles von den benötigten Heizvolumina, ihrem Funktionszweck und ihrer Art ab. Typischerweise wird die Wirtschaftlichkeit von Erdwärmeheizsystemen durch den Vergleich der Wartungskosten berechnet.

Die Kosten für jede Art von Energie sind nicht konstant und werden niemals sinken.

In dieser Hinsicht ist ihr alternativer Ersatz durch die Nutzung der Wärme der Innenschichten natürlich wirtschaftlich rentabel und sinnvoll, da Wärmepumpen nicht viel Energie verbrauchen und zur Gewinnung und Aufbereitung von Wärmereserven keine teuren Baumaßnahmen erforderlich sind Fabriken und Kraftwerke.

Darüber hinaus findet jede Generation von Wissenschaftlern neue Lösungen für die Entwicklung von Geräten und Technologien in dieser Richtung. Darüber hinaus ist es richtiger, die Kosten für Heizsysteme für alle Brennstoffarten gleich von Null zu schätzen, ohne auf bestehende zentrale Versorgungssysteme, beispielsweise Gas, zurückzugreifen. Und dann wird die Amortisation des Systems in 5 Jahren zu einem echten Wert.

Der Einsatz geothermischer Heizsysteme erinnert an die Frage, warum man heutzutage nicht ein Zaporozhets-Auto fahren sollte. Natürlich können Sie, vor allem abseits der Straße, in den Wald gehen, um Pilze zu sammeln. Aber Sie möchten es schneller und bequemer. So ist es in diesem Fall. Der bloße Gedanke, dass Ihr eigenes Heizsystem die Umwelt nicht stört und nicht das Leben selbst der kleinsten und unbekanntesten Lebewesen in der Natur beeinträchtigt, wird die Richtigkeit der Wahl eines Geothermiesystems bestätigen.

Installation und Installation

Es ist besser, ein solches Heizsystem nicht selbst zu installieren, sondern zumindest für bestimmte Arbeiten Spezialisten zu beauftragen, wenn Sie von Ihren eigenen Fähigkeiten überzeugt sind.

1. Berechnung des Innenkreislaufs der Heizungsanlage. Dazu gehören im Einzelnen die Gesamtlänge der Rohrleitung, die Anzahl der Heizkörper, die Schaffung von Fußbodenheizungen und die Wärmenutzung zur Warmwasserbereitung im Haus.
2. Berechnung der Verlegetiefe von Außenkreislaufrohren für den gewählten Wärmetauschertyp. Es ist notwendig, die geodätischen Daten des Gebiets zu berücksichtigen.
3. Bohren des erforderlichen Schachts und Verlegen der Rohre. Wenn gleichzeitig keine zentrale Wasserversorgung vorhanden ist, ist es am einfachsten, das Problem der Schaffung anderer Wasserbrunnen zu lösen. Die Technologie zu ihrer Herstellung ist unterschiedlich und erfordert spezielle Kenntnisse.
4. Auswahl und Installation des benötigten Wärmepumpenmodells.
5. Installation automatischer Geräte, Überwachung des Betriebs des gesamten Systems und Regulierung des Mikroklimas in jedem Bereich des Raumes.

Pumpenübersicht: Hersteller und Modelle

Die effiziente Funktion des gesamten Systems wird durch die richtige Wahl der Wärmepumpe bestimmt. Aufgrund ihres Funktionsprinzips gehören Pumpen zu den modernen, umweltfreundlichen Gerätetypen. Bei ihrem Betrieb werden keine Schadstoffe an die Umwelt abgegeben.

Sie sind unterteilt in:

• Kompression;
• Absorptionswärmepumpen;

Erstere werden mit Strom betrieben, letztere können die Energie anderer Brennstoffe nutzen.

Derzeit gibt es eine ganze Reihe von Unternehmen auf dem Markt für diese Art von Ausrüstung. Dadurch können Sie durch die Kombination verschiedener Modelle eine Wärmepumpe für jede Leistung erwerben, was sich für die Erstellung von Erdwärmeheizsystemen im industriellen Maßstab eignet.

Die klassische Variante ist der Einsatz von Wärmepumpen von Waterkotte Deutschland. Dabei handelt es sich um Geräte mit einem konstanten Wirkungsgrad von bis zu 500 %, unabhängig von äußeren Faktoren. Das Unternehmen begann 1970 mit der Produktion von Wärmepumpen und aktualisiert ständig eine große Auswahl an modernen Modellen, ohne an Qualität zu verlieren.

Die neue preisgekrönte EcoTouch-Pumpenserie bestätigt diese Tatsache. Es umfasst Modelle wie DC 5027 mit einer Ausgangsleistung von 6 bis 26 kW und praktischen, intuitiven Touch-Bedienelementen. Zu den besten modernen Pumpen zählen das Modell Nibe F1245 (Schweden) und Korsa, Russland. Die Tabelle zeigt die geschätzten Kosten der einzelnen Pumpenmodelle.

Kosten für Wärmepumpe

Name	Heizleistung, Maximalwert, kW	Beheizte Fläche, m2	Preis, Rubel
EcoTouch Ai 1 Geo	von 7,8 bis 13,8	200-400	538 800 – 590 700
EcoTouch DS 5027 AI	von 5,9 bis 7,3	100-200	337 800 – 379 000
F1126	ab 5.56	100-200	ab 240.000
F1145 PC	3,85	bis zu 100	316 300 – 397 200
HOTJET H-16w	ab 5.53	200-400	291 560

Überprüfung der Preise für Erdwärmeheizung zu Hause

Eine vollständige Berechnung der Erstellung einer Erdwärmeheizung kann nur anwendungsbezogen und unter Berücksichtigung aller Anforderungen durchgeführt werden.

Am besten wählen Sie das nächstgelegene Unternehmen aus, das in dieser Richtung tätig ist, und erarbeiten alle Details unter Anleitung von Spezialisten. Als Beispiel können wir die Kosten für das Leistungsspektrum des russischen Unternehmens Geotherm-Comfort nennen.

Kosten für die Installation einer Erdwärmeheizung:	Beheizte Fläche des Hauses (qm)	Wärmepumpenleistung (kW)	Preis der Wärmepumpe (RUB)	Die Summe aller Kosten für die Installation eines Erdkreises, einschließlich Bohren von Brunnen und Anschließen einer Pumpe (Rub.)
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

Gesamt:

Entwicklungsperspektiven

Moderne Industrietechnologien zur Herstellung neuer Geräte ermöglichen es fast jedem Eigenheimbesitzer, die Wärme der tiefen Erdschichten zu nutzen. Die Möglichkeit, die Energiekosten für die Instandhaltung eines Hauses zu senken, wird mit der Zeit immer wichtiger. Daher kann der Prozess der Entwicklung und Implementierung geothermischer Heizsysteme auch durch teure Projekte nicht aufgehalten werden. Denn letztendlich ist dies zweifellos ein Gewinn und auch eine Sorge um das Umwelterbe nachfolgender Generationen unseres Planeten.

Es gibt eine Reihe autonomer technischer Systeme, die ein wesentlicher Bestandteil jedes privaten Landhauses sind. Eines davon ist ein Heizsystem, das zu jeder Jahreszeit und je nach Wetterlage für eine angenehme Temperatur der Innenluft im Haus sorgt.

Erdwärme ist eine vielversprechende Heizmöglichkeit, die auf der Nutzung natürlicher Ressourcen basiert – der Wärme der Erde, die eine unerschöpfliche Ressource ist. Eine Wärmepumpe überträgt die Wärme des Bodens oder des Oberflächenwassers an ein Kühlmittel, das durch das Heizsystem im Inneren des Hauses zirkuliert.

Das Unternehmen Gidroinzhstroy führt alle für die Organisation der Erdwärmeheizung erforderlichen Arbeiten aus: Wir bereiten ein Projekt vor, wählen und liefern die Ausrüstung, führen Aushubarbeiten durch, führen die Installation und Inbetriebnahme durch. Alles wird innerhalb des vereinbarten Zeitrahmens und mit höchstmöglicher Qualität erledigt. Wir geben eine Garantie für die ausgeführten Arbeiten.

Vorteile der Erdwärmeheizung

Wirtschaftlich. Hohe Betriebseffizienz – bei einem Stromverbrauch von 1 Kilowatt gibt eine Wärmepumpe 3–5 kW Wärmeenergie ab. Zum Vergleich: In elektrischen Heizsystemen wird 1 kW elektrische Energie in 0,7–1,0 kW thermische Energie umgewandelt.

Ökologische Sauberkeit. Keine Gaslecks. Kein Rauch oder Geruch in den Räumlichkeiten. Es entstehen keine luftverschmutzenden Emissionen.

Komfort. Einfach zu bedienen und zu warten. Hoher Automatisierungsgrad. Möglichkeit der Nutzung als Klimaanlage im Sommer.

Autonomie. Selbstständiges Arbeiten unter automatischer Steuerung.

Haltbarkeit. Die Lebensdauer der Wärmepumpe beträgt 25 Jahre.

Erdwärmeheizung des Hauses: Funktionsprinzip

Das geothermische Heizsystem des Hauses verfügt über drei geschlossene Kreisläufe. Eine Salzlösung oder ein Frostschutzmittel zirkuliert durch die im Erdreich oder im Wasser befindlichen Außenkreislaufrohre, um Wärme abzuleiten. Beim Durchlaufen des Wärmetauschers (Verdampfers) in der Wärmepumpenanlage überträgt es Wärme an das Kältemittel des internen Kreislaufs. Das erhitzte Kältemittel wird vom Kompressor gepumpt, was zu einem Temperaturanstieg des Kältemittels führt. Über eine weitere Wärmeaustauscheinrichtung (Kondensator) überträgt das Kältemittel seine Energie an den Heizkreislauf des Hauses.

Der äußere Kreislauf kann ein horizontaler Verteiler oder eine vertikale Sonde sein.

Horizontaler Kollektor

1. Die Sammelrohre werden auf der horizontalen Oberfläche des Bodens eines bis zu einer Tiefe von 1,5 Metern ausgehobenen Grabens verlegt – unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens. Das Verlegen von Rohren erfordert eine große freie Fläche, durchschnittlich etwa 500 Quadratmeter.

2. Der Kollektor wird am Boden des Reservoirs platziert.

Vertikale Sonde

Wenn sich in der Nähe kein Fluss, Teich oder See befindet und die Fläche des Standorts so groß ist, dass die Montage eines horizontalen Wärmekollektors nicht möglich ist, können Sie einen artesischen Brunnen bohren und eine vertikale Sonde hineinlassen – ein Paar aus U-förmigen HDPE-Rohren, durch die Sole fließt und die Bodenwärme sammelt. Die Anzahl und Tiefe der Brunnen wird in Abhängigkeit von der beheizten Fläche des Hauses und den hydrogeologischen Bedingungen des Standorts berechnet.

Nachteile der Erdwärmeheizung

Eine geothermische Methode zur Beheizung eines Hauses erfordert erhebliche Kapitalkosten.

Volatilität – das System benötigt zum Betrieb Strom. Um eine Unterbrechung der Wärmeversorgung Ihres Hauses aufgrund eines Stromausfalls zu vermeiden, müssen Sie einen elektrischen Generator mit Benzin- oder Dieselkraftstoff kaufen.

In dem Bereich, in dem sich der Wärmesammelkollektor befindet, kommt es zu einer Unterkühlung des Bodens (normalerweise aufgrund von Fehlern bei der Konstruktion). Führt zu Störungen im Betrieb des Systems.

Kosten für Erdwärmeheizung

Die Organisation einer Heizung auf Basis einer Erdwärmepumpe erfordert erhebliche finanzielle Kosten. In diesem Fall können die hohen Kosten jedoch nur als Nachteil angesehen werden. Das System ist effizient, umweltfreundlich und wirtschaftlich und die hohen Anschaffungskosten (die sich mit der Zeit amortisieren) sind durchaus wert. Die Kosten des Systems hängen von vielen Faktoren ab: der Fläche der beheizten Räumlichkeiten, der Leistung des Heizelements, der Möglichkeit der Installation des Kollektors usw. Beispielsweise den schlüsselfertigen Kosten einer Wärmepumpenanlage mit einer Leistung von 11 kW (geeignet zum Heizen eines Hauses mit einer Fläche von 150-170 m²) liegen zwischen 700.000 und 850.000 Rubel.

Weitere Heizsystemoptionen

Heutzutage gibt es viele verschiedene Heizsysteme, am weitesten verbreitet ist jedoch das Heizsystem mit flüssigem Kühlmittel. Im Vergleich zu anderen Systemen weist es die höchste Effizienz, Praktikabilität und Sicherheit auf. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass der Wärmeerzeuger (Kessel) Wasser oder eine nicht gefrierende Flüssigkeit (Frostschutzmittel) erhitzt, die durch Rohre in Heizgeräte (Heizkörper, Konvektoren) fließt und diese erwärmt, wodurch wiederum die Luft im Raum erwärmt wird. und kehrt erwärmend an seinen Platz zurück

Basierend auf der Art des Energieträgers werden Wärmeerzeuger in 4 Gruppen eingeteilt:

Gas.
Die gebräuchlichste und relativ kostengünstigste Option. Für die Gasheizung ist das Vorhandensein einer Hauptgasleitung oder die Installation von Gastanks erforderlich. Vorteile: Wirtschaftlichkeit und hoher Automatisierungsgrad.

Flüssiger Kraftstoff.
Das Heizen mit flüssigem Dieselkraftstoff ist eine teurere Methode.

Elektrisch.
Es ist bequem, aber nicht billig, Ihr Zuhause mit einem Elektrokessel zu heizen.

Fester Brennstoff.
Ein Kessel, der mit Holz oder anderen festen brennbaren Materialien betrieben wird, ist mit großen Problemen verbunden: Sie müssen regelmäßig Brennstoff nachfüllen und die Brennkammer von Asche reinigen.

Ökologie des Verbrauchs: Wir wissen, dass Geothermie die Wärme der Erde ist, und der Begriff „Geothermie“ wird oft mit Vulkanen und Geysiren in Verbindung gebracht. Viele sind sich sicher, dass die Erdwärmeheizung zu Hause fantastisch ist. Aber das stimmt nicht!

Wir wissen, dass Geothermie die Wärme der Erde ist, und der Begriff „Geothermie“ wird oft mit Vulkanen und Geysiren in Verbindung gebracht. In Russland wird Geothermie hauptsächlich im industriellen Maßstab genutzt, es gibt beispielsweise fernöstliche Kraftwerke, die auf Basis der Erdwärme arbeiten. Viele sind sich sicher, dass die Erdwärmeheizung zu Hause fantastisch ist. Aber das stimmt nicht!

Ein paar historische Fakten

Als in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts die Ölkrise ausbrach, entstand im Westen ein brennender Bedarf an alternativen Energiequellen. Zu dieser Zeit begann man mit der Entwicklung der ersten geothermischen Heizsysteme. Heute sind sie in den Vereinigten Staaten, Kanada und westeuropäischen Ländern weit verbreitet.

Wenn wir von geothermischen Energiequellen sprechen, stellen wir uns immer ein Tal voller Geysire oder Vulkane vor, aber die Quellen, die wir brauchen, liegen viel näher. Und sie helfen uns, im Winter warm und im Sommer kühl zu bleiben.

In Schweden wird beispielsweise aktiv Wasser aus der Ostsee genutzt, dessen Temperatur + 4 Grad beträgt. In Deutschland wird die Einführung von Erdwärmeheizungen sogar auf Landesebene gefördert. In Russland gibt es Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya und andere Geothermiekraftwerke. Es gibt jedoch nur sehr wenige Hinweise auf die Nutzung der Erdenergie in unserem Privatsektor.

Echte Vor- und Nachteile

Bedeutet die Tatsache, dass Erdwärme im privaten Sektor in Russland relativ wenig Verbreitung gefunden hat, dass die Idee die Kosten ihrer Umsetzung nicht wert ist? Vielleicht lohnt es sich nicht, dieses Thema weiterzuverfolgen? Es stellte sich heraus, dass dies nicht der Fall war.

Der Einsatz einer Erdwärmeheizung für Ihr Zuhause ist eine rentable Lösung. Und dafür gibt es mehrere Gründe. Dazu gehört die schnelle Installation von Geräten, die über einen langen Zeitraum ohne Unterbrechungen arbeiten können. Wenn Sie in der Heizungsanlage hochwertiges Frostschutzmittel anstelle von Wasser verwenden, gefriert diese nicht und der Verschleiß ist minimal.

Wir listen weitere Vorteile dieser Heizungsart auf.

• Der Kraftstoffverbrennungsprozess entfällt. Wir schaffen ein absolut feuersicheres System, das im Betrieb keine Schäden an der Wohnung verursachen kann. Darüber hinaus entfallen eine Reihe weiterer Probleme im Zusammenhang mit dem Vorhandensein von Kraftstoff: Es ist nicht mehr erforderlich, einen Ort für die Lagerung des Kraftstoffs zu suchen, sich um seine Vorbereitung oder Lieferung zu kümmern.
• Akustischer Komfort. Die Wärmepumpe arbeitet nahezu geräuschlos.
• Erheblicher wirtschaftlicher Nutzen. Während des Betriebs der Anlage sind keine zusätzlichen Investitionen erforderlich. Die jährliche Wärmeversorgung erfolgt durch die Kräfte der Natur, die wir nicht kaufen. Natürlich wird beim Betrieb einer Wärmepumpe elektrische Energie verbraucht, aber die erzeugte Energiemenge übersteigt die verbrauchte Energiemenge deutlich.
• Umweltfaktor. Die geothermische Beheizung eines privaten Landhauses ist eine umweltfreundliche Lösung. Das Fehlen eines Verbrennungsprozesses verhindert die Freisetzung von Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre. Wenn viele Menschen dies erkennen und ein solches Wärmeversorgungssystem weit verbreitet wird, werden die negativen Auswirkungen des Menschen auf die Natur um ein Vielfaches verringert.
• Kompaktheit des Systems. Sie müssen in Ihrem Zuhause keinen separaten Heizraum einrichten. Benötigt wird lediglich eine Wärmepumpe, die beispielsweise im Keller aufgestellt werden kann. Die voluminöseste Kontur des Systems befindet sich unter der Erde oder unter Wasser; Sie werden sie nicht an der Oberfläche Ihres Standorts sehen.
• Multifunktionalität. Das System kann sowohl zum Heizen in der kalten Jahreszeit als auch zum Kühlen in der Sommerhitze eingesetzt werden. Das heißt, es ersetzt nicht nur Ihre Heizung, sondern auch Ihre Klimaanlage.

Die Entscheidung für ein geothermisches Heizsystem ist kostengünstig, auch wenn Sie Geld für den Kauf und die Installation der Ausrüstung ausgeben müssen. Als Nachteil des Systems nennen sie übrigens genau die Kosten, die für die Installation und Inbetriebnahme des Systems anfallen würden. Sie müssen die Pumpe selbst und einige Materialien kaufen und Arbeiten an der Installation der externen und internen Kreisläufe des Kollektors durchführen.

Es ist kein Geheimnis, dass die Ressourcen von Jahr zu Jahr teurer werden, sodass ein autonomes Heizsystem, das sich innerhalb weniger Jahre amortisieren kann, für seinen Besitzer immer wirtschaftlich vorteilhaft ist

Allerdings amortisieren sich diese Kosten bereits in den ersten Betriebsjahren. Durch die spätere Verwendung des Kollektors können Sie erhebliche Kosten sparen. Darüber hinaus ist der Installationsprozess selbst nicht so kompliziert, dass für die Durchführung externe Spezialisten hinzugezogen werden müssten. Wenn Sie nicht bohren, können Sie alles andere selbst erledigen.

Geothermische Heizquellen

Für die Erdwärmeheizung können folgende Quellen terrestrischer Wärmeenergie genutzt werden:

• hohe Temperatur;
• niedrige Temperatur.

Zu den Hochtemperaturquellen zählen beispielsweise Thermalquellen. Sie können verwendet werden, ihr Umfang ist jedoch durch den tatsächlichen Standort solcher Quellen begrenzt. Während diese Art von Energie in Island aktiv genutzt wird, liegen Thermalwässer in Russland weit entfernt von besiedelten Gebieten. Sie konzentrieren sich so weit wie möglich auf Kamtschatka, wo Grundwasser als Kühlmittel genutzt und in Warmwassersysteme eingespeist wird.

Um die Wärmeenergie der Erde effektiv zu nutzen, braucht man keinen Vulkan. Es reicht aus, die Ressourcen zu nutzen, die sich nur 200 Meter von der Erdoberfläche entfernt befinden

Wir verfügen aber über alle notwendigen Voraussetzungen für den Einsatz von Niedertemperaturquellen. Hierzu eignen sich die umgebenden Luftmassen, Erde oder Wasser. Zur Gewinnung der benötigten Energie kommt eine Wärmepumpe zum Einsatz. Mit seiner Hilfe wird das Verfahren durchgeführt, um die Umgebungstemperatur nicht nur zum Heizen, sondern auch zur Warmwasserversorgung eines Privathaushalts in Wärmeenergie umzuwandeln.

Funktionsprinzip der alternativen Heizung

Wenn Sie mit der Funktionsweise einer Klimaanlage oder eines Kühlschranks vertraut sind, ist die Ähnlichkeit dieser Prozesse mit dem Funktionsprinzip der Erdwärmeheizung offensichtlich. Die Basis des Systems ist eine Wärmepumpe, die an zwei Kreisläufe angeschlossen ist – einen externen und einen internen.

Um in jedem Haus ein traditionelles Heizsystem zu organisieren, ist es notwendig, Rohre für den Transport von Kühlmittel und Heizkörpern zu installieren, damit beim Erhitzen Wärme in die Räumlichkeiten strömt. In unserem Fall werden auch Rohre und Heizkörper benötigt. Sie bilden die Innenkontur des Systems. Dem Schema können warme Böden hinzugefügt werden.

Die Außenkontur wirkt deutlich größer als die Innenkontur, deren Ausmaße jedoch erst bei der Planung und Montage beurteilt werden können. Im Betrieb ist es unsichtbar, da es sich unter der Erde oder unter Wasser befindet. In diesem Kreislauf zirkuliert klares Wasser oder Frostschutzmittel auf Ethylenglykolbasis, was sehr zu bevorzugen ist.

Das geothermische Heizsystem umfasst zwei Kreisläufe – einen internen und einen externen – sowie das Herzstück des Heizsystems – eine Wärmepumpe, die durch Komprimieren des Kühlmittels dessen Temperatur erhöht

Das Kühlmittel im externen Kreislauf wird auf den Zustand des Mediums erhitzt, in dem es eingetaucht ist, und in „erwärmter“ Form der Wärmepumpe zugeführt. Dadurch wird konzentrierte Wärme an den internen Kreislauf übertragen, wodurch das Wasser in Rohren, Heizkörpern und Fußbodenheizungen erwärmt wird.

Das Schlüsselelement, das das gesamte System belebt, ist also die Wärmepumpe. Wenn Ihr Zuhause über eine gewöhnliche Waschmaschine verfügt, dann wissen Sie: Diese Pumpe nimmt ungefähr die gleiche Fläche ein. Für den Betrieb ist Strom erforderlich, aber bei einem Stromverbrauch von nur 1 kW erzeugt es 4-5 kW Wärme. Und das ist kein Wunder, denn die Quelle „zusätzlicher“ Energie ist bekannt – die Umwelt.

Zwei Arten von Wärmetauscherstandorten

Es gibt zwei Möglichkeiten, ein Privathaus mit Niedertemperaturenergie aus Umweltelementen zu heizen. Die Basis des Systems ist in allen drei Fällen eine Erdwärmepumpe. Der interne Kreislauf bleibt bei jeder Heizmethode unverändert und der Hauptunterschied besteht in der Position des externen Kreislaufs.

Die Erdwärmeheizung ist mit einem Wärmetauscher ausgestattet, der sich an der folgenden Stelle befindet:

• Vertikale;
• horizontal.

Horizontale Wärmetauscher der Systeme werden in Form einer Art Spule in einer Grube oder einem offenen Reservoir platziert, während sich vertikale in Brunnen befinden, die den Grundwasserleiter erschließen oder nicht.

Jede der hier aufgeführten Heizungsarten zeichnet sich durch ihre eigenen Eigenschaften, Nachteile und Vorteile aus. Wenn Sie beabsichtigen, ein solches Heizsystem mit Ihren eigenen Händen zu erstellen, werden Sie daran interessiert sein, mehr über jeden Typ zu erfahren.

Vertikale Platzierung des externen Kollektors

Diese Art der Erwärmung basiert auf einem interessanten Naturphänomen: In einer Tiefe von 50–100 Metern oder mehr von der Erdoberfläche hat die Erde das ganze Jahr über die gleiche und konstante Temperatur von 10–12 Grad.

Um diese Erdenergie nutzen zu können, ist es notwendig, vertikale Brunnen zu bohren. Um die Landschaft so weit wie möglich zu erhalten, können mehrere Rohre vom gleichen Ausgangspunkt aus gebohrt werden, jedoch in unterschiedlichen Winkeln. Der Außenkreislauf des Systems wird direkt in diesen Brunnen installiert. Dadurch können Sie die Wärme effektiv von der Erde ableiten. Natürlich kann man diese Methode kaum als einfach und kostengünstig bezeichnen.

Um ein vertikales geothermisches Heizsystem zu erstellen, müssen Sie Geräte zum Bohren von Brunnen verwenden, ohne eine Bohranlage zu verwenden. Die Lösung der Probleme beim Bau des Systems ist recht arbeitsintensiv

Dies ist dann relevant, wenn das an das Haus angrenzende Gebiet bereits bebaut ist und eine Störung seiner Landschaft unpraktisch ist. Die Bohrtiefe eines Brunnens kann 50 bis 200 Meter betragen. Die spezifischen Parameter des Brunnens hängen von der geologischen Situation am Standort und den Parametern des zukünftigen Bauwerks ab. Die Lebensdauer dieser Konstruktion beträgt ca. 100 Jahre.

Um eine vertikale Version des Systems mit einem Wärmetauscher zu installieren, der Energie aus Grundwasser gewinnt, müssen zwei wasserführende Brunnen gebohrt werden. Aus einem von ihnen, dem so genannten Debitauslass, wird mit einer Pumpe Wasser angesaugt, das nach der Wärmeübertragung in den zweiten, aufnehmenden Auslass abgelassen wird.

Der Nachteil einer Geothermieanlage mit zwei Brunnen besteht darin, dass sie nicht effizient genug ist, um ein Landhaus zu heizen. Die Umwälzpumpe verschwendet zu viel Energie. Um das Kühlmittel dem beheizten Fußbodenkreislauf zuzuführen, reicht die dabei entstehende Wärmeenergie jedoch völlig aus

Horizontale Anordnung des Erdkollektors

Um den externen Kreislauf für die horizontale Heizung zu verlegen, müssen Sie wissen, bis zu welcher Tiefe der Boden in Ihrem Gebiet gefriert. Die Rohre werden in vorbereiteten Gräben unterhalb des Gefrierpunkts verlegt und bedecken einen ziemlich großen Raum: um ein Haus mit einer Fläche von 200-250 Quadratmetern zu heizen. Quadratmeter benötigen Sie etwa 600 Quadratmeter. Meter Wärmetauscher. Das sind sechshundert Quadratmeter.

Der Nachteil dieser Konstruktion ist der große Flächenbedarf. Wenn Sie auf Ihrem Grundstück einen Rasen mit Gras und Blumen benötigen, ist dies Ihre Option. Es ist besser, Sammelrohre von Obstbäumen fernzuhalten.

Es ist klar, dass unter solchen Bedingungen der Umfang der Aushubarbeiten erheblich sein wird. Darüber hinaus müssen Sie in Ihrem Plan die Lage von Bäumen und anderer Vegetation auf dem Gelände berücksichtigen, um diese nicht einzufrieren. Beispielsweise sollten Sammelrohre nicht näher als eineinhalb Meter von Bäumen entfernt liegen.

Diese Installationsmethode wird in der Regel dann verwendet, wenn das Gelände gerade für den Bau erschlossen wird. Alle Berechnungen und Pläne für den Bau eines Ferienhauses, die Organisation seiner Heizung und die Planung des Grundstücks werden am besten gleichzeitig durchgeführt.

Eintauchen eines horizontalen Wärmetauschers in ein Reservoir

Diese Methode erfordert einen besonderen Standort des Haushalts – in einer Entfernung von etwa 100 Metern von einem Stausee ausreichender Tiefe. Darüber hinaus darf das angegebene Reservoir nicht bis zum Boden zufrieren, an dem sich die Außenkontur des Systems befindet. Und dafür darf die Fläche des Stausees nicht weniger als 200 Quadratmeter betragen. Meter.

Der offensichtliche Vorteil dieser Methode besteht darin, dass keine zwingenden arbeitsintensiven Aushubarbeiten erforderlich sind, obwohl Sie immer noch an der Unterwasserposition des Kollektors herumbasteln müssen. Für die Durchführung solcher Arbeiten ist außerdem eine Sondergenehmigung erforderlich. Am wirtschaftlichsten ist jedoch immer noch eine Geothermieanlage mit Wasserenergie.

Mit eigenen Händen: was und wie

Wenn Sie eine Erdwärmeheizung selbst installieren möchten, ist es besser, den externen Kreislauf fertig zu kaufen. Natürlich denken wir nur über Möglichkeiten nach, den externen Wärmetauscher horizontal zu positionieren: unter der Erdoberfläche oder unter Wasser. Es ist viel schwieriger, einen vertikalen Brunnenkollektor selbst zu installieren, wenn Sie nicht über die entsprechende Ausrüstung und Bohrkenntnisse verfügen.

Eine Wärmepumpe ist kein sehr großes Gerät. Es wird nicht viel Platz in Ihrem Zuhause einnehmen. Schließlich ist er in seiner Größe beispielsweise mit einem herkömmlichen Festbrennstoffkessel vergleichbar. Den internen Stromkreis Ihres Hauses daran anzuschließen, ist keine schwierige Aufgabe. Tatsächlich läuft alles genauso ab wie bei der Organisation der Heizung mit herkömmlichen Wärmequellen. Die Hauptschwierigkeit liegt im Design des externen Schaltkreises.

Diese Anordnung des Hauses relativ zum Teich ist häufiger. Hauptsache, der Stausee ist nicht weiter als 100 Meter von der Hütte entfernt

Die beste Option wäre die Nutzung eines Stausees, wenn dieser in einer Entfernung von nicht mehr als 100 Metern gefunden wird. Es ist notwendig, dass seine Fläche 200 Quadratmeter und seine Tiefe 3 Meter überschreitet, was den durchschnittlichen Gefrierparameter darstellt. Wenn Ihnen dieses Gewässer nicht gehört, kann es schwierig werden, eine Nutzungsgenehmigung zu erhalten.

Handelt es sich bei dem Stausee um einen Teich auf Ihrem Grundstück, wird die Sache einfacher. Das Wasser aus dem Teich kann vorübergehend abgepumpt werden. Dann ist die Arbeit an der Unterseite ganz einfach: Sie müssen die Rohre spiralförmig verlegen und in dieser Position fixieren. Aushubarbeiten sind lediglich für das Ausheben eines Grabens erforderlich, der für den Anschluss des externen Kreislaufs an die Wärmepumpe erforderlich ist.

Nachdem alle Arbeiten abgeschlossen sind, kann der Teich wieder mit Wasser gefüllt werden. In den nächsten hundert Jahren soll der externe Wärmetauscher einwandfrei funktionieren und seinem Besitzer keine Probleme bereiten.

Wenn Sie über ein Grundstück verfügen, auf dem Sie lediglich Wohnraum bauen und einen Garten anlegen müssen, ist die Planung eines horizontalen Erdwärmetauschers sinnvoll. Dazu sollten Sie die Fläche des zukünftigen Kollektors vorab berechnen, basierend auf den oben bereits angegebenen Parametern: 250-300 Quadratmeter Kollektor pro 100 Quadratmeter. Meter beheizte Fläche des Hauses.

Wenn Sie ein Gebiet ohne Bebauung oder Vegetation erhalten möchten, können Sie den Boden beim Anlegen einer äußeren horizontalen Bodenkontur einfach entfernen: Dies ist einfacher als das Ausheben von Gräben

Die Gräben, in denen die Leitungen verlegt werden sollen, müssen unterhalb des Gefrierpunktes des Bodens ausgehoben werden. Besser noch: Entfernen Sie einfach den Boden bis zur Gefriertiefe, verlegen Sie die Rohre und bringen Sie den Boden dann wieder an seinen Platz. Die Arbeit ist arbeitsintensiv und komplex, aber mit großem Willen und Entschlossenheit können Sie sie erledigen.

Kosten und Amortisationsaussichten

Die Kosten für die Ausrüstung und deren Installation beim Bau einer Erdwärmeheizung hängen von der Leistung der Anlage und dem Hersteller ab. Jeder wählt einen Hersteller aufgrund seiner eigenen Überlegungen und Informationen über den Ruf und die Zuverlässigkeit einer bestimmten Marke. Die Leistung hängt jedoch von der zu versorgenden Raumfläche ab.

Diese Abbildung fasst die Vorteile der Nutzung eines Erdwärmeheizsystems zusammen. Genau dieses Verhältnis von ein- und ausgehender Energie ermöglicht es, dass sich die Anlage zunächst schnell amortisiert und dann dem Besitzer Geld spart

Unter Berücksichtigung der Energie schwanken die Kosten für Wärmepumpen in folgenden Bereichen:

• für 4-5 kW – 3000-7000 konventionelle Einheiten;
• für 5-10 kW – 4000-8000 konventionelle Einheiten;
• für 10-15 kW – 5000-10000 konventionelle Einheiten.

Rechnet man zu diesem Betrag noch die Kosten hinzu, die für die Durchführung der Installationsarbeiten anfallen (20-40 %), dann kommt man auf einen Betrag, der für viele absolut unrealistisch erscheint. Aber all diese Kosten werden sich in einem sehr angemessenen Zeitrahmen amortisieren. Für den Strom, der zum Betrieb der Pumpe benötigt wird, fallen künftig nur noch geringe Kosten an. Und das ist alles!

Aufgrund der unzureichenden Effizienz geothermischer Anlagen zur Beheizung von Wohngebäuden werden sie als Ergänzung zu den Hauptwärmenetzen eingesetzt oder in Komplexen mit zwei oder mehr Wärmetauschern gebaut

Wie die Praxis zeigt, ist die Erdwärmeheizung besonders für Häuser mit einer beheizten Gesamtfläche von 150 Quadratmetern von Vorteil. Meter. Innerhalb von fünf bis acht Jahren amortisieren sich alle Kosten für die Installation von Heizsystemen in diesen Häusern vollständig.

Video über die Prinzipien und Ergebnisse der Operation

Wenn es Ihnen leichter fällt, visuelle Informationen wahrzunehmen, können Sie in diesem Video mit eigenen Augen genau sehen, wie ein Geothermiesystem funktioniert, und mehr darüber erfahren, wer von dieser Art der Heizung profitiert und warum.

Wir laden Sie ein, sich ein kurzes Video anzusehen, in dem der Besitzer eines horizontalen Erdkollektors über seine Eindrücke vom Betrieb spricht. Darüber hinaus erfahren Sie in diesem Video mehr über die laufenden Kosten, die mit dem Betrieb einer Erdwärmeheizung verbunden sind.

Wir wissen, dass Geothermie die Wärme der Erde ist, und der Begriff „Geothermie“ wird oft mit Vulkanen und Geysiren in Verbindung gebracht. In Russland wird Geothermie hauptsächlich im industriellen Maßstab genutzt, es gibt beispielsweise fernöstliche Kraftwerke, die die Wärme unseres Planeten nutzen.

Viele Menschen sind sich sicher, dass die Herstellung einer Erdwärmeheizung zu Hause mit eigenen Händen etwas aus der Science-Fiction ist. Nicht wahr? Aber das ist absolut nicht wahr! Mit der Entwicklung moderner Technologien ist die heimische Nutzung „grüner Energie“ durchaus möglich geworden.

Wir werden über die Funktionsweise alternativer Heizungen, ihre Vor- und Nachteile sprechen und sie mit herkömmlichen Heizsystemen vergleichen. Außerdem erfahren Sie, wie Sie den Wärmetauscher positionieren und eine Erdwärmeheizung mit Ihren eigenen Händen installieren.

Als in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts die Ölkrise ausbrach, entstand im Westen ein brennendes Bedürfnis. Zu dieser Zeit begann man mit der Entwicklung der ersten geothermischen Heizsysteme.

Heute sind sie in den Vereinigten Staaten, Kanada und westeuropäischen Ländern weit verbreitet.

Bildergalerie

Über geothermische Heizquellen

Für die Erdwärmeheizung können folgende Quellen terrestrischer Wärmeenergie genutzt werden:

• hohe Temperatur;
• niedrige Temperatur.

Zu den Hochtemperaturquellen zählen beispielsweise Thermalquellen. Sie können verwendet werden, ihr Umfang ist jedoch durch den tatsächlichen Standort solcher Quellen begrenzt.

Während diese Art von Energie in Island aktiv genutzt wird, liegen Thermalwässer in Russland weit entfernt von besiedelten Gebieten. Sie konzentrieren sich so weit wie möglich auf Kamtschatka, wo Grundwasser als Kühlmittel genutzt und in Warmwassersysteme eingespeist wird.

Die Außenkontur wirkt deutlich größer als die Innenkontur, deren Ausmaße jedoch erst bei der Planung und Montage beurteilt werden können. Im Betrieb ist es unsichtbar, da es sich unter der Erde oder unter Wasser befindet. In diesem Kreislauf zirkuliert klares Wasser oder Frostschutzmittel auf Ethylenglykolbasis, was sehr zu bevorzugen ist.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Wenn es Ihnen leichter fällt, visuelle Informationen wahrzunehmen, können Sie in diesem Video mit eigenen Augen genau sehen, wie ein Geothermiesystem funktioniert, und mehr darüber erfahren, wer von dieser Art der Heizung profitiert und warum.

Wir laden Sie ein, sich ein kurzes Video anzusehen, in dem der Besitzer eines horizontalen Erdkollektors über seine Eindrücke vom Betrieb spricht. Darüber hinaus erfahren Sie in diesem Video mehr über die laufenden Kosten, die mit dem Betrieb einer Erdwärmeheizung verbunden sind.

Jeder Eigentümer eines Privathauses entscheidet selbst, ob er die Dienste von Resin Anspruch nimmt oder sich nur auf sich selbst verlässt. Dabei lässt er sich von einer ganzen Reihe von Überlegungen leiten.

Haben Sie noch etwas hinzuzufügen oder haben Sie Fragen zur Erdwärmeheizung eines Privathauses? Sie können Kommentare zur Veröffentlichung hinterlassen. Das Kontaktformular befindet sich im unteren Block.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Ihr Zuhause zu heizen. Die Aufmerksamkeit der Menschen liegt natürlich auf der Suche nach Methoden, die am wenigsten Energie verbrauchen. Eine so fortschrittliche Methode der Wärmegewinnung wie die Nutzung unterirdischer Quellen löst heftige Debatten aus.

Wie funktioniert es?

Das Funktionsprinzip der Erdwärmeheizung beruht auf dem Einsatz von Wärmepumpen. Sie arbeiten nach dem klassischen Carnot-Zyklus, indem sie tief unten kaltes Kühlmittel ansaugen und im Gegenzug einen auf 50 Grad erhitzten Flüssigkeitsstrom im Heizsystem erhalten. Das Gerät arbeitet mit einem Wirkungsgrad von 350 bis 450 % (dies widerspricht nicht den grundlegenden physikalischen Gesetzen; warum wird später erläutert). Eine Standard-Wärmepumpe heizt ein Haus oder ein anderes Gebäude 100.000 Stunden lang mit der Wärme der Erde (das ist der durchschnittliche Zeitraum zwischen vorbeugenden Großreparaturen).

Die Erwärmung auf 50 Grad war kein Zufall. Basierend auf den Ergebnissen spezieller Berechnungen und der Untersuchung praktisch implementierter Systeme wurde dieser Indikator als der effektivste anerkannt. Daher wird die Erdheizung, die den Energiefluss aus dem Untergrund nutzt, überwiegend nicht durch Heizkörper, sondern durch einen warmen Boden oder einen Luftkreislauf ergänzt. Im Durchschnitt können bei 1000 W Energie, die die Pumpe antreibt, etwa 3500 W Wärmeenergie nach oben gefördert werden. Vor dem Hintergrund der rasant steigenden Kosten für Kühlmittel im Hauptnetz und anderen Heizmethoden ist dies ein sehr erfreulicher Indikator.

Die Erdwärmeheizung besteht aus drei Kreisläufen:

• Erdkollektor;
• Wärmepumpe;
• eigentlich der Heizkomplex des Hauses.

Ein Kollektor ist eine Ansammlung von Rohren, die durch eine Pumpe zur Umwälzung ergänzt werden. Das Kühlmittel im externen Kreislauf hat eine Temperatur von 3 bis 7 Grad. Und selbst eine so scheinbar unbedeutende Streuung ermöglicht es dem System, die gestellten Aufgaben effektiv zu lösen. Zur Wärmeübertragung wird entweder Ethylenglykol in reiner Form oder eine Mischung mit Wasser verwendet. Nur wasserbasierte Erdwärmekreisläufe sind selten.

Der Grund ist einfach: Das Wasser, das in einer ausreichend erhitzten Bodenschicht entsteht, korrodiert schnell die Ausrüstung. Und selbst eine solche Flüssigkeit kann an keinem beliebigen Ort gefunden werden. Die Wahl eines bestimmten Kühlmittels wird durch die Konstruktionsentscheidungen der Ingenieure bestimmt. Die Auswahl der Pumpe richtet sich nach der Ausführung der übrigen Anlagenteile. Da die Tiefe des Brunnens (Einbauniveau der Geräte) durch die natürlichen Bedingungen bestimmt wird, hängen die entscheidenden Unterschiede zwischen den Arten von Geothermiesystemen mit der Gestaltung des Kollektors im Boden zusammen.

Die horizontale Struktur impliziert die Position des Kollektors unterhalb der Gefrierlinie des Bodens. Je nach Gebiet bedeutet dies eine Vertiefung von 150–200 cm. Solche Kollektoren können mit verschiedenen Rohren ausgestattet werden, sowohl aus Kupfer (mit einer Außenschicht aus PVC) als auch aus Metall-Kunststoff. Um 7 bis 9 kW Wärme zu erhalten, müssen Sie mindestens 300 Quadratmeter verlegen. m Sammler. Mit dieser Technik können Sie nicht näher als 150 cm an die Bäume herankommen, und nach Abschluss der Installation müssen Sie den Bereich landschaftlich gestalten.

Bei einem vertikal ausgerichteten Reservoir werden mehrere Bohrlöcher gebohrt, die zwangsläufig in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind und jeweils in einem eigenen Winkel gebohrt werden. Erdwärmesonden befinden sich im Inneren der Brunnen, die thermische Leistung von 1 linear. m erreicht etwa 50 W. Es lässt sich leicht berechnen, dass für eine identische Wärmemenge (7-9 kW) 150-200 m Brunnen installiert werden müssen. Der Vorteil liegt in diesem Fall nicht nur in der Einsparung, sondern auch darin, dass sich die Landschaftsstruktur des Territoriums nicht verändert. Es muss lediglich eine kleine Fläche für die Installation des Senkkastenblocks und für die Installation des konzentrierenden Kollektors bereitgestellt werden.

Ein wasserbeheizter Kreislauf ist sinnvoll, wenn es möglich ist, die externe Wärmetauschereinheit bis zu einer Tiefe von 200 bis 300 cm in einen See oder Teich zu bringen. Voraussetzung ist jedoch, dass sich das Reservoir in einem Umkreis von 0,1 km befindet das beheizte Gebäude und die Fläche der Wasseroberfläche mindestens 200 Quadratmeter. m. Es gibt auch Luftwärmetauscher, bei denen der äußere Kreislauf Wärme aus der Atmosphäre erhält. Diese Lösung funktioniert gut in den südlichen Regionen des Landes und erfordert keine Erdarbeiten. Die Schwächen des Systems sind eine geringe Effizienz, wenn die Temperatur auf 15 Grad sinkt, und ein völliger Stopp, wenn die Temperatur auf 20 Grad sinkt.

Besonderheiten

Erstens verbraucht die geothermische Beheizung eines Landhauses keinen teuren und luftverschmutzenden mineralischen Brennstoff. Bereits 7 von 10 in Schweden neu gebauten Häusern werden auf diese Weise beheizt. An heißen Tagen verwandeln sich geothermische Anlagen von einer Heizung in eine passive Klimatisierung. Entgegen der landläufigen Meinung sind für den Betrieb einer solchen Heizungsanlage weder Vulkane noch Geysire nötig. Im häufigsten flachen Gelände funktioniert es nicht schlechter.

Die einzige Voraussetzung ist, dass der Wärmekreislauf einen Punkt unterhalb der Gefrierlinie erreicht, wo die Bodentemperatur immer zwischen 3 und 15 Grad liegt. Ultrahohe Effizienz scheint nur den Naturgesetzen zu widersprechen; Die Wärmepumpe ist mit Freon gesättigt, das selbst unter dem Einfluss von scheinbar „eisigem“ Wasser verdunstet. Der Dampf erwärmt den dritten Kreislauf. Dieses Schema stellt einen umgedrehten Kühlschrank dar. Daher bezieht sich der Pumpenwirkungsgrad nur auf das Mengenverhältnis von elektrischer Energie und thermischen Ressourcen. Der Antrieb selbst funktioniert „wie erwartet“, mit unvermeidlichen Energieverlusten.

Vor- und Nachteile

Die objektiven Vorteile der Erdwärmeheizung können berücksichtigt werden:

• ausgezeichnete Effizienz;
• eine solide Lebensdauer (eine Wärmepumpe hält 2-3 Jahrzehnte und geologische Sonden bis zu 100 Jahre);
• Betriebsstabilität unter nahezu allen Bedingungen;
• fehlende Verbindung zu Energieressourcen;
• völlige Autonomie.

Es gibt ein großes Problem, das verhindert, dass Erdwärme zu einer wirklich weit verbreiteten Lösung wird. Dies ist, wie die Bewertungen der Eigentümer zeigen, der hohe Preis der zu erstellenden Struktur. Um ein gewöhnliches Haus von 200 Quadratmetern zu heizen. m (nicht so selten), muss ein schlüsselfertiges System für 1 Million Rubel gebaut werden, bis zu 1/3 dieses Betrags kostet eine Wärmepumpe. Automatisierte Installationen sind sehr komfortabel und können bei richtiger Konfiguration jahrelang ohne menschliches Eingreifen funktionieren. Alles hängt nur von der Verfügbarkeit kostenloser Mittel ab. Ein weiterer Nachteil ist die Abhängigkeit von der Stromversorgung des Pumpenaggregats.

Die Brandgefahr in einer Erdwärmeheizungsanlage ist gleich null. Es ist nicht zu befürchten, dass sie zu viel Platz im Haus einnimmt; die notwendigen Teile benötigen ungefähr die gleiche Fläche wie eine gewöhnliche Waschmaschine. Darüber hinaus wird Platz frei, der normalerweise für die Kraftstofflagerung reserviert werden müsste. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie die erforderlichen Konturen selbst erstellen können. Es ist auch besser, das Design Profis anzuvertrauen, da der kleinste Fehler unangenehme Folgen haben kann.

Anordnung

Viele Menschen versuchen, mit eigenen Händen eine Erdwärmeheizung zu erzeugen. Damit ein solches System funktioniert, sind jedoch sorgfältige Berechnungen und die Erstellung eines Rohrführungsplans erforderlich. Sie können den Brunnen nicht näher als 2-3 m an das Haus bringen. Die maximal zulässige Bohrtiefe beträgt 200 m, Brunnen mit einer Tiefe von 50 m weisen jedoch eine gute Effizienz auf.

Berechnungen

Die wichtigsten Parameter, die bei allen Berechnungen berücksichtigt werden, sind:

• Temperatur (Tiefen von 15-20 m und mehr erwärmen sich je nach Bedingungen auf 8 bis 100 Grad);
• extrahierter Leistungswert (Durchschnittswert - 0,05 kW pro 1 m);
• der Einfluss von Klima, Luftfeuchtigkeit und Kontakt mit Grundwasser auf die Wärmeübertragung.

Sehr interessant ist, dass völlig trockenes Gestein nicht mehr als 25 W pro 1 m emittiert, und wenn Grundwasser vorhanden ist, steigt dieser Wert auf 100-110 W. Wir dürfen nicht vergessen, dass die Standardbetriebszeit einer Wärmepumpe 1800 Stunden pro Jahr beträgt. Wenn Sie diesen Wert überschreiten, wird das System zwar nicht effizienter, aber der Verschleiß nimmt rapide zu. Was noch schlimmer ist: Eine übermäßige Ausbeutung der thermischen Ressourcen des Untergrunds führt zu dessen Abkühlung und sogar zum Gefrieren von Gesteinen in der Arbeitstiefe. In der Folge kann es zu Bodensenkungen und teilweise auch zu Schäden an Arbeitsleitungen und oberirdischen Bauwerken kommen.

Die Maßnahmen zur Regeneration der Bodeneigenschaften müssen sorgfältig berechnet werden. Nur durch die periodische Zufuhr von Wärme in den Brunnen, anstatt sie nach außen abzuführen, kann ein stabiler Betrieb des Systems über viele Jahre hinweg gewährleistet werden. Wie oft dies zu tun ist und was sonst noch zu tun ist, wird durch Berechnungen erfahrener Designer bestimmt. Die Amortisationszeit einer Erdwärmeheizung beträgt selbst bei höchster Effizienz mindestens 10 Jahre. Daher sollten Sie neben den technischen Aspekten auch die Wirtschaftlichkeit des Projekts sorgfältig berücksichtigen.

Arbeitsablauf

Die Wärmeversorgung aus unterirdischen Quellen muss nach einem streng entwickelten Algorithmus erfolgen. Da Wasser- und Luftsysteme nur begrenzt nutzbar sind, umfassen die meisten praktisch genutzten Optionen das Bohren von Brunnen. Und das ist ein weiterer Grund, warum man nicht alles selbst machen kann. Nur mit spezieller Ausrüstung können Sie bis zu einer Tiefe von 20-100 m vordringen, wo die notwendigen Bedingungen für die Erwärmung geschaffen werden. Als Sonden können Kunststoffrohre verwendet werden, die für einen Druck von ca. 6 bar ausgelegt sind.

Um die Effizienz des Systems zu steigern, verwenden Sie 3- oder 4-Leiter-Kabelbäume, deren Endabschnitte in Form des Buchstabens U verbunden sind. Die Erwärmung entlang der Kontur ist sehr wichtig, da dadurch Risse in den Rohren bei starkem Frost vermieden werden. Diese Erwärmung erfolgt über einen Draht, der in die Mitte des Kanals gespannt ist und über den Strom zugeführt wird. Ist der Einsatz von Energiepfählen nicht möglich, müssen Horizontalempfänger eingesetzt werden. Für sie wird eine Plattform mit den Maßen 15x15 m vorbereitet, von der der Boden bis zu einer Tiefe von 0,5 m abgetragen wird.

Dieser gesamte Bereich wird für die Verlegung von Sonden benötigt. Häufig kommen Elektromatten oder Rohre zum Wärmeaustausch zum Einsatz. Um die Effizienz der Heizungsanlage zu steigern, werden Rohre spiralförmig oder in Form einer „Schlange“ verlegt. Es ist unmöglich, mit Sicherheit zu sagen, was besser ist – vorgefertigte Komplexe, die in Serie hergestellt werden, oder Selbstmontage. Im ersten Fall wird das Kompatibilitätsproblem automatisch gelöst, im zweiten Fall erhöht sich jedoch die Flexibilität und das Modernisierungspotenzial (wobei dem Design mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden muss).

Hobbybauer können von einem herkömmlichen Wärmespeicher abrücken und ihn durch einen Betonestrich ersetzen. Durch die Erdwärmeheizung in einem solchen System können Sie auf erhebliche Temperaturschwankungen verzichten. Sie können Experimente mit verschiedenen Kühlmitteln durchführen und Kompressoren mit unterschiedlicher Leistung installieren. Durch die richtige Berechnung der Lasten und die richtige Wärmeverteilung auf die Verbraucherkreise können Sie die Effizienz des Systems um 15–20 % steigern. Gleichzeitig werden die Stromkosten spürbar gesenkt.

Horizontal verlegte Rohre werden in einer Tiefe von 50-300 cm verlegt. Um die Fläche der Leitungen möglichst klein zu halten, werden diese in Form von Windungen ausgeführt. Zwischen zwei getrennten Leitungen müssen jedoch mindestens 200 mm liegen. Vor jeder Baumaßnahme muss eine Bestimmung der Wärmeleistung des Bodens erfolgen. Wenn sie weniger als 20 W pro 1 Quadratmeter beträgt. m, ein geothermischer Kreislauf hat keinen Sinn. Um den Abfluss des Grundwassers zu gewährleisten, wird der Boden der Gruben mit einer Sandschicht bedeckt. Rohre auf Basis von vernetztem Polyethylen erbringen eine gute Leistung.