Doe-het-zelf aardwarmte in huis: een vergelijkend overzicht van apparaatmethoden

Wij leggen aardwarmte zelf aan

We merken meteen zo'n kenmerk op: degenen die besluiten om verwarming uit te rusten met de hitte van de aarde, zullen hier een keer een enorm bedrag in moeten investeren. Natuurlijk zullen deze kosten zich na verloop van tijd terugbetalen, aangezien we een jaar of twee geen woningen voor onszelf bouwen. Ook stijgen de gas- en elektriciteitsprijzen elk jaar en met een aardwarmtesysteem weet je niet wat die prijsstijgingen zijn.

In dit systeem zal het meeste echter ondergronds worden verborgen. Verwarming met aardenergie is de aanwezigheid van een put en een warmtewisselaar. In de woning hoeft u alleen een apparaat te plaatsen dat warmte genereert - meestal neemt het niet veel ruimte in beslag.

Hoe een warmtepomp werkt

Op een dergelijk apparaat kan de gebruiker de temperatuur regelen en thermische energie leveren. De installatie van het verwarmingssysteem zelf in de behuizing gebeurt zoals gebruikelijk - met een vertakking van de pijpleiding en radiatoren. Als u een privéwoning heeft of het gebouw zelf klein is, wordt in dit geval de generator van het systeem weergegeven in een aparte ruimte of in de kelder.

Systeemfuncties

Het is natuurlijk niet zo eenvoudig om aardwarmte met je eigen handen te maken, maar het is heel goed mogelijk. En om te beginnen wordt er een mijn gemaakt. De parameters van de mijn worden voor elk geval afzonderlijk berekend. De afmetingen zijn afhankelijk van het klimaat in uw gebied, het type bodem, de structurele kenmerken van de aardkorst in de regio en het gebied waar een dergelijk systeem zal worden geïnstalleerd. In de regel is de diepte van de mijn 25 tot 100 m.

Putboren voor een warmtepomp

Verder omvat de installatie van aardwarmte een stap als het neerlaten van warmteabsorberende leidingen in de aardmijn. De functies van deze leidingen zijn als volgt: ze leveren warmte aan de pomp, waardoor de temperatuur van de vloeistof stijgt en deze opwarmt. Merk op dat als u besluit om geothermische verwarmingssystemen met uw eigen handen te maken, u een assistent nodig heeft, omdat leidingen erg zwaar kunnen zijn.

Classificatie naar constructietype

Het werkingsprincipe van geothermische verwarming is vergelijkbaar met: het werkingsprincipe van een airconditioner of koelkast. Het belangrijkste element is een warmtepomp in twee circuits.

Het werkingsprincipe van een geothermische (warmte)pomp

Het interne circuit is een traditioneel verwarmingssysteem, bestaande uit buizen en radiatoren. Extern - een warmtewisselaar van indrukwekkende grootte die zich ondergronds of in de waterkolom bevindt. Daarin kan zowel een speciale vloeistof met antivries als gewoon water circuleren. De warmtedrager neemt de temperatuur van het medium aan en "opgewarmd" komt de warmtepomp binnen, de verzamelde warmte wordt overgedragen naar het interne circuit. Zo wordt water verwarmd in leidingen en radiatoren.

Geothermische (warmte)pomp is een belangrijk onderdeel van het systeem. Dit is een compact apparaat, het neemt niet meer ruimte in beslag dan een in onze ogen bekende wasmachine. Als we het hebben over prestaties, dan "geeft" de pomp voor elke 1 kW verbruikte elektriciteit tot 4-5 kW thermische energie. Terwijl een conventionele airconditioner, die een soortgelijk werkingsprincipe heeft, voor 1 kW elektriciteit die wordt verbruikt, 1 kW warmte zal "reageren".

Schema van een geothermisch verwarmingsapparaat in een privéwoning

Toegegeven moet worden dat het apparaat van dit type verwarming tegenwoordig het duurst en meest tijdrovend is. Het leeuwendeel van de kosten is de aankoop van apparatuur en natuurlijk grondwerken. Natuurlijk, denkt een zuinige eigenaar, is het mogelijk om geld te besparen op bijvoorbeeld installatie en aardwarmte met je eigen handen te maken? Om deze vraag te beantwoorden, is het noodzakelijk om te begrijpen welke systemen het vaakst worden gebruikt en om de kenmerken van hun apparaat te begrijpen.

Horizontale warmtewisselaar

Heel vaak wordt een horizontale contour gebruikt, waarbij buizen in sleuven worden gelegd tot een diepte die groter is dan het niveau van bevriezing van de grond in een bepaald gebied.

Gebrek geothermische verwarmingssystemen met horizontale contour - een groot gebied ingenomen door de collector

Het nadeel is dat het gebied dat door het circuit wordt ingenomen veel groter moet zijn dan het huis zelf, dus voor het verwarmen van een gebouw met een oppervlakte van 250 m² zal ongeveer 600 m² onder de leidingen "verlaten". Niet elke ontwikkelaar kan zich zo'n luxe veroorloven.

Daarnaast zijn er ongemakken als de site al is veredeld, je moet bijvoorbeeld rekening houden met de afstand tot de bomen (1,5 m) en vele andere nuances.

Verticale warmtewisselaar

Een compactere, maar ook duurdere optie is een verticale warmtewisselaar. De installatie ervan vereist geen groot gebied, maar er is speciale boorapparatuur voor nodig.

Installatie van een verticale warmtewisselaar vereist het gebruik van speciale boorapparatuur

De diepte van de put kan, afhankelijk van de technologie, 50-200 m bereiken, maar de levensduur is maximaal 100 jaar. Deze methode is vooral relevant bij het plannen van een geothermie landhuis verwarming met een uitgerust aangrenzend gebied, kunt u het landschap bijna in zijn oorspronkelijke vorm redden.

Water geplaatste warmtewisselaar

De meest economische aardwarmte-installatie maakt gebruik van de thermische energie van water. Het wordt aanbevolen als de afstand tot het dichtstbijzijnde water niet meer dan 100 m bedraagt.

De waterwarmtewisselaar is het voordeligst en daarom meer geschikt voor het apparaat.

Een contour van buizen in de vorm van een spiraal wordt op de bodem gelegd, de diepte van optreden moet minder dan 2,5-3 m zijn, dat wil zeggen dieper dan de vrieszone. De oppervlakte van het reservoir is vanaf 200 m². Het belangrijkste pluspunt is dat het niet nodig is om moeizaam grondwerk uit te voeren, maar het is noodzakelijk om toestemming te krijgen van speciale diensten.Nadat u veel geld hebt uitgegeven aan dure apparatuur, moet u niet besparen op een hoogwaardige installatie. De kwaliteit en efficiëntie van het hele systeem zal er immers van afhangen.

Zoals u kunt zien, is het installeren van aardwarmte thuis met uw eigen handen niet zo eenvoudig. Van alle vermelde typen is misschien alleen de laatste optie vrij eenvoudig zelf te implementeren. Maar zelfs in dit geval is het de moeite waard om alle voor- en nadelen af ​​te wegen.

Geschatte kosten en terugverdientijd van het systeem

Bij het kiezen van thermische verwarming, waarvan het werkingsprincipe al bekend is, moeten de eigenaren zich ervan bewust zijn dat bepaalde investeringen nodig zijn. Het merk apparatuur wordt gekozen op basis van de eisen van de gebruiker, de prijs van de units is afhankelijk van veel factoren, bijvoorbeeld het vermogen.

Apparaten voor 4-5 kW worden geschat op $ 3000-7000, voor 5-10 kW kosten ze $ 4000-8000, voor 10-15 kW al $ 5000-10000. Bovendien bestaat 40-50% van het bedrag uit de kosten van installatiewerk en de lancering van het systeem. Het resultaat is een zeer indrukwekkend bedrag aan kosten. Maar ze zullen zich allemaal terugbetalen in ongeveer 3-5 jaar, en dan blijven alleen de elektriciteitsrekeningen over die de warmtepomp zal verbruiken.

Wat is aardwarmte?

Het is warmte die aan de aarde of het water wordt onttrokken. Op bepaalde diepten van de grond wordt een positieve constante temperatuur gehandhaafd en er zijn geen druppels, zelfs bij strenge vorst, hetzelfde met water. Het is de taak van een persoon om warmte uit de aarde of het water te halen en deze te verzenden om comfort in woonkamers te garanderen.

Geothermische verwarming is een conventionele koelkast, maar omgekeerd - het systeem produceert geen koude, maar warmte.Het pompalgoritme is gebaseerd op de overdracht van warmte van een bron met een laag thermisch energiepotentieel naar een warmtedrager, en bodem of water fungeren als actieve warmtebronnen.

Voor- en nadelen van het systeem

Aardwarmte heeft verschillende voordelen:

1. De afgifte van thermische energie is vele malen hoger dan de kosten van elektriciteit die door de pomp wordt verbruikt.
2. Ecologische reinheid en veiligheid. Het systeem stoot geen schadelijke stoffen uit, er zijn geen emissies, slakken na verbranding van brandstof.
3. Het is niet nodig om brandstof, gas te kopen, al het werk van de constructie is gebouwd zonder het gebruik van chemicaliën en andere stoffen, dus verwarming met de hitte van de aarde of water wordt als de veiligste beschouwd.
4. Afhankelijk van de installatie, de bedieningstechniek, de apparatuur en het gehele verwarmingssysteem zullen zonder technische ondersteuning minimaal 50 jaar meegaan.
5. De warmtepomp werkt geruisloos, er zijn geen akoestische effecten.

Het maximale economische voordeel wordt behaald door het uitblijven van extra investeringen. De gebruiker moet alle apparatuur eenmalig aanschaffen, het ontwerp opzetten en zich niet meer bemoeien met de werking van het systeem. Een bijkomend voordeel is de plaatsing van alle elementen buiten het gebouw - verwarming uit de grond of water vereist geen plaatsing van algemene installaties in het huis, dus de manier van onttrekken en leveren van warmte is geschikt voor huizen van elke grootte.

Het nadeel is een groot bedrag aan eenmalige kosten voor de aanschaf van apparatuur, installatie en inbedrijfstelling van het systeem. Om de structuur te vormen, zijn een pomp, een bepaalde hoeveelheid materialen, de installatie van een extern verdeelstuk en een intern circuit vereist.

Mogelijkheden voor het regelen van aardwarmte

Methoden voor het schikken van de buitencontour

Om ervoor te zorgen dat de energie van de aarde het huis kon verwarmen, was maximaal gebruikt - u moet de juiste kiezen extern schakelschema. In feite kan elk medium een ​​bron van thermische energie zijn - ondergronds, water of lucht.

Maar het is belangrijk om rekening te houden met seizoensveranderingen in weersomstandigheden, zoals hierboven besproken.

Momenteel zijn er twee soorten systemen die effectief worden gebruikt om een ​​huis te verwarmen vanwege de hitte van de aarde - horizontaal en verticaal. De belangrijkste selectiefactor is de oppervlakte van het land. De lay-out van de leidingen voor het verwarmen van het huis met de energie van de aarde hangt hiervan af.

Daarnaast worden de volgende factoren in aanmerking genomen:

• Samenstelling van de bodem. In rotsachtige en leemachtige gebieden is het moeilijk om verticale schachten te maken voor het leggen van snelwegen;
• bevriezingsniveau van de bodem. Hij bepaalt de optimale diepte van de leidingen;
• Locatie van het grondwater. Hoe hoger, hoe beter voor aardwarmte. In dit geval zal de temperatuur toenemen met de diepte, wat de optimale conditie is voor verwarming uit de energie van de aarde.

U moet ook weten over de mogelijkheid van omgekeerde energieoverdracht in de zomer. Dan zal de verwarming van een privéwoning vanaf de grond niet werken en zal de overtollige warmte van het huis in de grond gaan. Alle koelsystemen werken volgens hetzelfde principe. Maar hiervoor moet u extra apparatuur installeren.

Horizontaal aardwarmtesysteem

Horizontale opstelling van buitenleidingen

De meest gebruikelijke manier om snelwegen buiten aan te leggen. Het is handig voor installatiegemak en de mogelijkheid om defecte delen van de pijpleiding relatief snel te vervangen.

Voor installatie volgens dit schema wordt een collectorsysteem gebruikt.Hiervoor worden meerdere contouren gemaakt, op een minimale afstand van 0,3 m van elkaar. Ze zijn aangesloten via een collector, die het koelmiddel verder naar de warmtepomp voert. Dit zorgt voor een maximale levering van energie voor verwarming uit de warmte van de aarde.

Er zijn echter enkele belangrijke dingen om in gedachten te houden:

• Grote tuin. Voor een woning van ongeveer 150 m² moet deze minimaal 300 m² zijn;
• Leidingen moeten worden bevestigd op een diepte onder het vriesniveau van de grond;
• Met de mogelijke verplaatsing van de grond tijdens voorjaarsoverstromingen, neemt de kans op verplaatsing van snelwegen toe.

Het bepalende voordeel van verwarming door de hitte van de aarde van een horizontaal type is de mogelijkheid van zelfopstelling. In de meeste gevallen is hiervoor geen speciale apparatuur nodig.

Verticaal diagram van geothermische verwarming

Verticaal geothermisch systeem

Dit is een meer tijdrovende manier om de verwarming van een privéwoning vanaf de grond te organiseren. Pijpleidingen bevinden zich verticaal, in speciale putten

Het is belangrijk om te weten dat een dergelijk schema veel efficiënter is dan een verticaal schema.

Het belangrijkste voordeel is om de mate van waterverwarming in het externe circuit te verhogen. Die. hoe dieper de leidingen liggen, hoe meer aardwarmte voor de verwarming van de woning in het systeem zal komen. Een andere factor is de kleine oppervlakte van het land. In sommige gevallen wordt de opstelling van het externe geothermische verwarmingscircuit al vóór de bouw van het huis in de directe omgeving van de fundering uitgevoerd.

Welke moeilijkheden kunnen zich voordoen bij het verkrijgen van aarde-energie voor het verwarmen van een huis volgens dit schema?

• Kwantitatief naar kwaliteit. Voor een verticale opstelling is de lengte van de snelwegen veel groter. Dit wordt gecompenseerd door een hogere bodemtemperatuur. Om dit te doen, moet u putten maken tot 50 m diep, wat arbeidsintensief is;
• Samenstelling van de bodem. Voor rotsachtige grond is het noodzakelijk om speciale boormachines te gebruiken. In leem is, om het afstoten van de put te voorkomen, een beschermende omhulling van gewapend beton of dikwandige kunststof gemonteerd;
• Bij storingen of verlies van dichtheid wordt het reparatieproces ingewikkelder. In dit geval zijn langdurige storingen in de werking van het verwarmen van het huis voor de thermische energie van de aarde mogelijk.

Maar ondanks de hoge initiële kosten en de complexiteit van de installatie, is de verticale opstelling van de snelwegen optimaal. Experts adviseren om precies zo'n installatieschema te gebruiken.

Kenmerken van het verwarmingssysteem

In tegenstelling tot een gasboiler hoeft een warmtepomp de warmtedrager van het verwarmingssysteem niet tot een hoge temperatuur te verwarmen, omdat de vorming van condensaat tijdens een koude "retour" deze niet bedreigt. Bovendien vereist het gebruik bij lage temperaturen minder energieverbruik.

Om de lage temperatuur van de koelvloeistof te compenseren, zou het oppervlak van de radiatoren aanzienlijk moeten worden vergroot, dus in plaats daarvan is het beter om het "warme vloer" -systeem te gebruiken. Dit type verwarming is ook het meest rationeel, omdat de verwarmde lucht als het ware eerst de woonruimte binnenkomt en niet onder het plafond.

Warmte uit de grond

Een ander argument voor de “warme vloer” is het minimale warmteverlies.Hun waarde hangt immers in de eerste plaats af van het temperatuurverschil en is het kleinst bij lage temperaturen. De tweede factor is het contactgebied van verwarmde lucht met de buitenmuren. De lucht die uit de "warme vloer" opstijgt, raakt de buitenmuren niet (bij gebruik van conventionele radiatoren wast het letterlijk de raambeglazing en aangrenzende delen van de buitenmuur).

Het belangrijkste nadeel van de "warme vloer" - energieafhankelijkheid - is in dit geval niet relevant, aangezien de warmtepomp ook niet kan werken zonder elektriciteit.

Het gevaar van latente lekkage kan ook worden genegeerd als het circuit integraal is gemaakt van flexibele polymeerleidingen.

Echte voor- en nadelen

Als in Rusland geothermische verwarming van de particuliere sector een relatief kleine distributie heeft gekregen, betekent dit dan dat het idee de kosten van de implementatie niet waard is? Misschien is het niet de moeite waard om dit probleem aan te pakken? Het bleek dat dit niet het geval was.

Het gebruik van een geothermisch huisverwarmingssysteem is een winstgevende oplossing. En daar zijn meerdere redenen voor. Onder hen de snelle installatie van apparatuur, die kan werken voor een lange tijd zonder enige onderbreking.

Als u geen water in het verwarmingssysteem gebruikt, maar hoogwaardige antivries, vriest het niet door en is de slijtage minimaal.

We zetten nog andere voordelen van dit type verwarming op een rij.

• De procedure voor het verbranden van brandstof is uitgesloten. We creëren een absoluut brandveilig systeem dat tijdens zijn werking geen schade aan de behuizing kan veroorzaken. Daarnaast zijn een aantal andere zaken die verband houden met de aanwezigheid van brandstof uitgesloten: er hoeft nu geen plaats meer te worden gezocht om het op te slaan, aan te schaffen of af te leveren.
• Aanzienlijk economisch voordeel.Tijdens de werking van het systeem zijn geen extra investeringen nodig. De jaarlijkse verwarming wordt verzorgd door de natuurkrachten, die wij niet kopen. Natuurlijk wordt tijdens de werking van een warmtepomp elektrische energie verbruikt, maar tegelijkertijd overtreft de hoeveelheid geproduceerde energie het verbruik aanzienlijk.
• omgevingsfactor. Geothermische verwarming van een particulier landhuis is een milieuvriendelijke oplossing. De afwezigheid van het verbrandingsproces sluit het binnendringen van verbrandingsproducten in de atmosfeer uit. Als dit door velen wordt gerealiseerd en een dergelijk warmtevoorzieningssysteem goed wijdverbreid is, zal de negatieve impact van de mens op de natuur vele malen kleiner worden.
• De compactheid van het systeem. Je hoeft geen aparte stookruimte in huis te hebben. Het enige dat nodig is, is een warmtepomp, die bijvoorbeeld in de kelder kan worden geplaatst. De meest volumineuze contour van het systeem bevindt zich ondergronds of onder water; u zult het niet zien op het oppervlak van uw site.
• Multifunctionaliteit. Het systeem kan zowel voor verwarming tijdens het koude seizoen als voor koeling tijdens de zomerhitte werken. Dat wil zeggen, het zal u in feite niet alleen vervangen door een verwarming, maar ook door een airconditioner.
• akoestisch comfort. De warmtepomp werkt bijna geruisloos.

Kiezen voor een aardwarmtesysteem is kostenbesparend, ondanks dat je geld moet uitgeven aan de aanschaf en installatie van apparatuur.

Als nadeel van het systeem zijn het trouwens juist de kosten die je moet maken om het systeem te installeren en werkklaar te maken.Het is noodzakelijk om de pomp zelf en sommige materialen te kopen om de installatie van het externe verdeelstuk en het interne circuit uit te voeren.

Het is geen geheim dat hulpbronnen jaar na jaar duurder worden, dus een autonoom verwarmingssysteem dat zich binnen enkele jaren kan terugbetalen, zal altijd economisch gunstig zijn voor de eigenaar.

Deze kosten betalen zich echter al in de eerste paar jaar terug. Het daaropvolgende gebruik van een collector die in de grond wordt gelegd of in water wordt ondergedompeld, bespaart veel geld.

Bovendien is het installatieproces zelf niet zo ingewikkeld om externe specialisten uit te nodigen om het uit te voeren. Als u zich niet bezighoudt met boren, kan al het andere onafhankelijk worden gedaan.

Opgemerkt moet worden dat sommige ambachtslieden, in een poging om geld te besparen, leerden verzamelen geothermische warmtepomp persoonlijk.

Luchtcollectoren

Ondergrondse verwarming van een woonhuis kan ook worden uitgevoerd met behulp van luchtcollectoren. Dit is een zeer eenvoudige manier van luchtverwarming in een woonhuis in vergelijking met de vorige 2.

Om de lucht in de kamer tot de optimale temperatuur te verwarmen, is een bepaalde hoeveelheid warmte nodig. Hoe lager de begintemperatuur, hoe hoger de kosten. Met hulp ventilatie- en verwarmingssystemenverkregen uit de grond, kunt u de luchttemperatuur in huis gratis verhogen. Verwarmen met de warmte van de aarde is in dit geval heel eenvoudig.

Voor de organisatie van verwarmingssystemen is het noodzakelijk:

• verwijder de ventilatieluchtinlaat onder het grondvriesniveau;
• om een ​​​​gebogen, rechte of meerpijpscollector uit te voeren met behulp van gewone rioolbuizen (de vorm wordt gekozen afhankelijk van de locatie, voor elke vierkante meter van het huisgebied moet er 1,5 meter van de collector zijn);
• voer een ontluchter uit aan het verste uiteinde van de collector van het huis, breng de buis op een hoogte van minimaal 1,5 meter van de grond en rust deze uit met een paraplu-deflector (natuurlijk zal de luchtstroom in het huis worden geforceerd .

In dit geval zal de grondverwarming de woning niet volledig van warmte kunnen voorzien.

Toch kunt u twee ideeën implementeren:

1. De lucht die via de ventilatie binnenkomt, kan worden verwarmd door elk verwarmingsapparaat (gas, zonne-energie, elektrisch, enz.) en vervolgens door de kamers worden verdund met behulp van ventilatiekanalen. Zo'n verwarming vanaf de grond zal niet helemaal gratis zijn, maar toch zullen de kosten dalen: het zal geen koude lucht van de straat zijn die opwarmt, maar degene die al is opgewarmd tot ongeveer +10 graden. Als de winters in de regio koud zijn, kun je flink besparen.
2. De door de aardwarmte verwarmde lucht kan worden gebruikt om de buitenunit van een conventionele airconditioner of een lucht-naar-lucht warmtepomp te blazen. Elk apparaat van deze klasse kan goed werken bij een temperatuur van ongeveer +10 graden. De complexiteit van de implementatie ligt alleen in het zorgen voor de nodige luchtstroom. Hierdoor wordt de lucht verwarmd door de warmte van de grond, komt in de warmtepomp en wordt buiten het huis afgevoerd.

Bodemverwarming is een goed alternatief voor conventionele verwarmingsmethoden, maar wordt momenteel niet als erg populair beschouwd (zie ook: "Alternatieve verwarming voor een privéwoning - de keuze is erg groot").Dit komt meestal door de complexiteit van het installatieproces en de hoge initiële kosten. Het boren van putten en het plaatsen van leidingen daarin wordt als een uitstekende optie beschouwd, maar dit type verwarmingssysteem is erg duur. Anderzijds maakt dit het mogelijk om de woning te verwarmen met een gratis warmtebron.

Bedenk ook altijd dat een dergelijke warmtevoorziening milieuvriendelijk en zeer efficiënt is, omdat de bodemtemperatuur op een diepte van meer dan tien meter constant blijft. Video over hoe je de warmte van de aarde kunt gebruiken om het huis te verwarmen:

Kenmerken van geothermisch verwarmingssysteem

Aardwarmte van een landhuis verwijst naar een alternatieve, bijna ideale manier om een ​​woongebouw van warmte te voorzien. Voor de werking van het systeem wordt gebruik gemaakt van aardwarmte, die uit verschillende natuurlijke bronnen kan worden gewonnen.

Het werkingsprincipe van aardwarmte heeft veel gemeen met de werking van koelsystemen. Tegelijkertijd is het belangrijkste verschil dat in de koelkast de koelkast gekoelde lucht produceert en geothermische installaties thermische energie opwekken.

Met thermische verwarming wordt de lucht gekoeld in de hitte van de zomer en verwarmd in de ijzige winter. Tegelijkertijd zijn de financiële kosten van het regelen van een dergelijke warmtevoorzieningsoptie veel lager in vergelijking met de kosten van andere thermische systemen. Geothermische verwarming van het huis draagt ​​bij aan het creëren van comfortabele leefomstandigheden daarin.