Pompa di calore geotermica fai da te per il riscaldamento domestico: dispositivo, design, automontaggio

Vantaggi delle pompe di calore

I vantaggi degli impianti di riscaldamento con pompe di calore includono:

1. Efficienza economica. Con il costo di 1 kW di energia elettrica si ottengono 3-4 kW di calore. Questi sono indicatori medi, perché. il coefficiente di conversione del calore dipende dal tipo di apparecchiatura e dalle caratteristiche progettuali.
2. Sicurezza ambientale.Durante il funzionamento dell'impianto termico, i prodotti della combustione o altre sostanze potenzialmente pericolose non entrano nell'ambiente. L'apparecchiatura è sicura per l'ozono. Il suo utilizzo permette di ottenere calore senza il minimo danno per l'ambiente.
3. Versatilità di applicazione. Quando si installano sistemi di riscaldamento alimentati da fonti energetiche tradizionali, il proprietario della casa diventa dipendente dai monopolisti. I pannelli solari e le turbine eoliche non sono sempre convenienti. Ma le pompe di calore possono essere installate ovunque. La cosa principale è scegliere il giusto tipo di sistema.
4. Multifunzionalità. Nella stagione fredda gli impianti riscaldano la casa, nella calda estiva sono in grado di funzionare in modalità di condizionamento. L'apparecchiatura viene utilizzata nei sistemi di acqua calda, collegati ai contorni del riscaldamento a pavimento.
5. Sicurezza operativa. Le pompe di calore non richiedono carburante, non emettono sostanze tossiche durante il loro funzionamento e la temperatura massima delle apparecchiature non supera i 90 gradi. Questi sistemi di riscaldamento non sono più pericolosi dei frigoriferi.

Non ci sono dispositivi ideali. Le pompe di calore sono affidabili, durevoli e sicure, ma il loro costo dipende direttamente dalla potenza.

Attrezzature di alta qualità per il riscaldamento a tutti gli effetti e la fornitura di acqua calda di una casa di 80 mq. costerà circa 8000-10000 euro. I prodotti fatti in casa sono a bassa potenza, possono essere utilizzati per riscaldare singole stanze o locali di servizio.

L'efficienza dell'installazione dipende dalla perdita di calore della casa. Ha senso installare l'apparecchiatura solo in quegli edifici in cui è fornito un alto livello di isolamento e gli indicatori di perdita di calore non sono superiori a 100 W / m2.

L'attrezzatura è affidabile e raramente si guasta

Se è fatto in casa, è importante scegliere un compressore di alta qualità, soprattutto da un frigorifero o un condizionatore d'aria di un marchio collaudato

Schema di esecuzione del riscaldamento idrotermale

Ad oggi, i più utilizzati sono tre schemi fondamentalmente diversi per organizzare il riscaldamento sotterraneo. Per garantire la massima efficienza del riscaldamento di una casa, l'area totale del circuito sotterraneo esterno dovrebbe essere 2,5 volte l'area riscaldata di un edificio residenziale.

Nel riscaldamento autonomo vengono utilizzati i seguenti tipi di riscaldamento geotermico:

1. Opzione subacquea.
2. Segnalibro orizzontale.
3. Ben costruzione.

In ogni caso, la scelta dell'uno o dell'altro tipo di riscaldamento geotermico dipenderà dall'area della casa, dalle capacità finanziarie del proprietario della casa e dalle caratteristiche dell'area. L'opzione subacquea può essere utilizzata nei casi in cui ci sono corpi idrici profondi nelle vicinanze che non si congelano sul fondo nella stagione invernale.

Esistono diversi tipi di posa di tale riscaldamento

Segnalibro orizzontale

Questa opzione di riscaldamento idrotermale prevede l'esecuzione di una fossa di fondazione vicino alla casa, la cui profondità sarà di 2 metri più profonda del punto di congelamento del terreno. Di conseguenza, per riscaldare una casa privata con una superficie di 100 mq, sarà necessario scavare una fossa con una profondità superiore a 3 metri e una superficie totale di 250 mq.

Se l'area disponibile del sito consente la realizzazione di tale fossa, la posa orizzontale sarà l'opzione migliore per il riscaldamento geotermico di una casa privata. All'interno della fossa viene posato un sistema di tubazioni attraverso le quali circola un liquido di raffreddamento non congelante. Il circuito di riscaldamento esterno è condotto in casa e collegato allo scambiatore di calore.

Tra i vantaggi di questo schema per l'implementazione del riscaldamento geotermico, è consuetudine individuarne l'efficienza, la facilità di disposizione e la riduzione dei costi di installazione di un circuito esterno. Allo stesso tempo, è necessario tenere conto dei requisiti obbligatori per il corretto calcolo del volume della fossa, che non è sempre possibile posizionare su un piccolo appezzamento di terreno.

Riscaldamento geotermico domestico:

Opzione subacquea

I proprietari di case private che vivono vicino a laghi e fiumi spesso scelgono l'opzione del riscaldamento idrotermale utilizzando un'opzione subacquea. È solo necessario pensare alla posizione del contorno esterno, che si trova a una profondità di oltre 4 metri, il che esclude la possibilità di congelamento del lago o del fiume sul fondo. La parte interrata e fuori terra del circuito, che va direttamente dalla riva del lago all'abitazione privata riscaldata, è necessariamente coibentata e le tubazioni sono interrate a una profondità inferiore al punto di congelamento del suolo.

L'uso dell'opzione subacquea consente di semplificare la disposizione dell'impianto di riscaldamento di una casa privata, poiché non è necessario eseguire lavori di sterro costosi e complessi. Il circuito esterno sarà riscaldato dal calore dell'acqua, dopodiché il liquido di raffreddamento riscaldato viene fornito al sistema, garantendo il funzionamento dell'apparecchiatura.

Realizzazione di pozzi idrotermali

L'implementazione di pozzi geotermici per l'organizzazione del riscaldamento autonomo è l'opzione migliore, che può ridurre significativamente i costi del proprietario della casa. Il pozzo viene perforato a una profondità di 30-50 metri, il che aumenta l'efficienza del riscaldamento, poiché a grandi profondità la temperatura della terra sarà superiore a quella della superficie stessa.

La perforazione di un pozzo è uno dei metodi più efficaci per l'installazione di tale riscaldamento.

Oggi molti proprietari di case, dotando un sistema di riscaldamento geotermico autonomo per una casa privata, scelgono l'opzione di perforare pozzi, il che semplifica notevolmente la posa del circuito. In questo caso viene assicurata la massima efficienza delle apparecchiature utilizzate, consentendo di sfruttare tutte le possibilità di tecnologie così moderne anche in presenza di una piccola area.

L'implementazione del riscaldamento di una casa privata con la posa di un circuito esterno in pozzi profondi consente di ridurre del 20-30% il costo totale dell'organizzazione del riscaldamento autonomo in una casa. A causa dell'elevata temperatura di riscaldamento del liquido di raffreddamento nel circuito profondo, è possibile utilizzare impianti di riscaldamento di piccola capacità, il che semplifica l'installazione delle apparecchiature, ne riduce i costi e offre la massima comodità per vivere in una casa privata.

1 Come funziona

Una pompa di calore è un insieme di apparecchiature il cui compito è raccogliere energia termica e consegnarla al consumatore. La fonte di energia termica può essere qualsiasi mezzo o corpo con una temperatura superiore a 1 grado. Per comprendere meglio il principio di funzionamento di questi dispositivi, dovresti conoscere le loro caratteristiche funzionali:

• L'unità non produce energia termica da sola.
• La pompa di calore necessita di elettricità per funzionare.
• Il principio di funzionamento del dispositivo si basa sul ciclo di Carnot, che viene utilizzato in tutte le unità di refrigerazione.

Di recente, la tecnologia di produzione delle pompe di calore è notevolmente migliorata. Le unità moderne sono in grado di prelevare energia termica dall'aria con una temperatura fino a -30 gradi, nonché acqua e suolo - fino a 2 gradi.Il freon è il fluido di lavoro nel ciclo di Carnot. Questa sostanza gassosa inizia a bollire a temperature inferiori allo zero. Il refrigerante evapora e condensa in sequenza in due camere di scambio termico, assorbendo energia dall'ambiente. Quindi lo trasporta al consumatore.

Lo schema di una pompa di calore è simile al principio di funzionamento di un condizionatore d'aria funzionante per il riscaldamento:

• Mentre il freon è allo stato liquido, il refrigerante circola attraverso i tubi dello scambiatore di calore. Prendendo energia termica dall'ambiente, il freon bolle e inizia ad evaporare.
• Quindi il gas entra nel compressore, che aumenta la pressione al valore desiderato. Di conseguenza, il punto di ebollizione del refrigerante aumenta e la sostanza condensa a una temperatura più elevata.
• Passando attraverso la camera di scambio termico interna, il freon cede l'energia accumulata al liquido di raffreddamento e torna allo stato liquido.
• Dopodiché, il gas entra nel ricevitore e accelera. Quando la pressione della sostanza si riduce, il ciclo di lavoro viene ripetuto.

Riscaldamento geotermico fai-da-te in casa

È del tutto possibile montare e mettere in funzione il riscaldamento geotermico da solo. Tuttavia, possono sorgere difficoltà nel corso del lavoro. Si tratta innanzitutto dell'installazione di un circuito esterno nel terreno. Pertanto, in assenza delle competenze necessarie, si consiglia di affidare l'adeguamento dell'impianto a professionisti che effettueranno un calcolo competente e monteranno l'intero impianto di riscaldamento geotermico.

Calcoli preliminari

Affinché il riscaldamento geotermico porti l'effetto pianificato, è necessario effettuare calcoli. Ti aiuteranno a scegliere la potenza delle apparecchiature di pompaggio.Le cifre approssimative per gli edifici con diversi livelli di isolamento termico sono diverse. Quindi, per riscaldare un metro quadrato avrai bisogno di:

• senza isolamento termico - 120 W;

• con isolamento termico convenzionale - 80 W;

• con isolamento a risparmio energetico - 40 watt.

Per i calcoli, avrai anche bisogno di numeri che determinino la perdita di calore in casa. Ad esempio, se per un edificio residenziale con una superficie di 180 mq. contatori con isolamento termico di alta qualità, la dispersione termica è di 9 kW / giorno, quindi l'apparecchiatura deve fornire una potenza di 216 kWh (9 kW x 24 ore). Tenendo conto del fatto che le dispersioni di calore possono differire in momenti diversi, viene applicato un supplemento del 10-20%. Pertanto, la potenza finale della pompa del sistema di riscaldamento geotermico dovrebbe essere di 10,8 kW.

Quando si calcola, è importante tenere conto di alcuni punti. Questi includono la temperatura del suolo a livello del pozzo

Nella Russia centrale, si mantiene entro + 8 ... + 10 gradi (a una profondità di 15-20 metri). Con una disposizione orizzontale del circuito esterno dell'impianto di riscaldamento, viene presa in considerazione una potenza di 50 kW per metro. Le cifre esatte dipendono dalle condizioni geologiche (umidità, presenza di acque sotterranee). Suoli diversi danno indicatori diversi:

• Terreno asciutto - 25 W / m;

• Substrato bagnato - 45-55 W / m;

• Rocce dure - 85 W / m;

• La presenza di acque sotterranee - 110 W / m.

Com'è l'installazione dell'impianto di riscaldamento

I sistemi idrici sono una rarità, il riscaldamento geotermico attraverso il terreno è il più richiesto. Pertanto, la prima fase del lavoro è associata alla perforazione di pozzi o allo scavo di una fossa. Gli incavi sono realizzati a una profondità compresa tra 20 e 100 metri, utilizzando attrezzature speciali. Il fondo della fossa è ricoperto di sabbia.Inoltre, i tubi di plastica vengono posati nelle cavità o trincee finite, che sono in grado di resistere a una pressione di circa 6 bar. Questi tubi fungeranno da sonde.

Durante l'installazione vengono utilizzate tubazioni di tre o quattro linee, mentre le sezioni di bordo sono collegate a forma di lettera "U". Il circuito esterno può essere acquistato già pronto o assemblato indipendentemente.

Quando la parte più difficile del lavoro sull'installazione di un sistema di riscaldamento geotermico è completata, iniziano a collegare la pompa. Il cablaggio con questo metodo è simile al cablaggio di un impianto di riscaldamento tradizionale.

Il principio di funzionamento del dispositivo

Chi viene a contatto con i temi del riscaldamento conveniente, il nome "pompa di calore" è ben noto. Soprattutto in combinazione con termini come “terra-acqua”, “acqua-acqua”, “acqua-aria”, ecc. Tale pompa di calore con dispositivo Frenett non ha praticamente nulla in comune, tranne forse il nome e il risultato finale sotto forma di energia termica, che viene eventualmente utilizzata per il riscaldamento.

Le pompe di calore che funzionano secondo il principio di Carnot sono molto apprezzate sia come metodo economico per organizzare il riscaldamento che come sistema ecologico. Il funzionamento di un tale complesso di dispositivi è associato all'accumulo di energia a basso potenziale contenuta nelle risorse naturali (terra, acqua, aria) e alla sua conversione in energia termica ad alto potenziale. L'invenzione di Eugene Frenette è organizzata e funziona in un modo completamente diverso.

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Il sistema di generazione del calore sviluppato da E. Frenett non può essere incondizionatamente attribuito alla classe delle pompe di calore. Secondo il design e le caratteristiche tecnologiche, questo è un riscaldatore

L'unità non utilizza fonti di energia geo- o solare nel suo lavoro.Il liquido di raffreddamento dell'olio al suo interno viene riscaldato dalla forza di attrito creata dai dischi metallici rotanti.

Il corpo di lavoro della pompa è un cilindro pieno d'olio, all'interno del quale si trova l'asse di rotazione. Si tratta di un'asta in acciaio dotata di dischi paralleli distanziati di circa 6 cm l'uno dall'altro.

La forza centrifuga spinge il liquido di raffreddamento riscaldato nella bobina collegata al dispositivo. L'olio riscaldato esce dallo strumento nel punto di connessione superiore. Il liquido di raffreddamento raffreddato viene restituito dal basso

Aspetto esteriore Pompa di calore Frenette

Riscaldare il dispositivo durante il funzionamento

Principali componenti strutturali

Le dimensioni effettive di uno dei modelli

Il principio di funzionamento di questo dispositivo si basa sull'uso dell'energia termica, che viene rilasciata durante l'attrito. Il design si basa su superfici metalliche posizionate non vicine l'una all'altra, ma a una certa distanza. Lo spazio tra loro è pieno di liquido. Parti del dispositivo ruotano l'una rispetto all'altra con l'aiuto di un motore elettrico, il liquido all'interno della custodia e in contatto con gli elementi rotanti viene riscaldato.

Il calore risultante può essere utilizzato per riscaldare il liquido di raffreddamento. Alcune fonti consigliano di utilizzare questo fluido direttamente per l'impianto di riscaldamento. Molto spesso, un normale radiatore è collegato a una pompa Frenett fatta in casa. Come fluido di riscaldamento, gli esperti raccomandano vivamente di utilizzare olio, non acqua.

Durante il funzionamento della pompa, questo liquido di raffreddamento tende a riscaldarsi molto fortemente. L'acqua in tali condizioni può semplicemente bollire. Il vapore caldo in uno spazio ristretto crea una pressione eccessiva e questo di solito porta alla rottura dei tubi o di un involucro.È molto più sicuro usare l'olio in una situazione del genere, poiché il suo punto di ebollizione è molto più alto.

Per realizzare una pompa di calore Frenette, avrai bisogno di un motore, un radiatore, diversi tubi, una valvola a farfalla in acciaio, dischi in acciaio, un'asta in metallo o plastica, un cilindro in metallo e un kit di dadi (+)

C'è un'opinione secondo cui l'efficienza di un tale generatore di calore supera il 100% e può anche essere del 1000%. Dal punto di vista della fisica e della matematica, questa non è un'affermazione del tutto corretta. L'efficienza riflette le perdite di energia spese non per il riscaldamento, ma per il funzionamento effettivo del dispositivo. Piuttosto, le affermazioni fenomenali sull'efficienza incredibilmente elevata della pompa Frenette riflettono la sua efficienza, che è davvero impressionante.

Il costo dell'elettricità per il funzionamento del dispositivo è trascurabile, ma la quantità di calore ricevuta di conseguenza è molto evidente. Riscaldare il liquido di raffreddamento alle stesse temperature con l'aiuto di un elemento riscaldante, ad esempio, richiederebbe una quantità di elettricità molto maggiore, forse dieci volte di più. Un riscaldatore domestico con un tale consumo di elettricità non si scalderebbe nemmeno.

Perché non tutti i locali residenziali e industriali sono dotati di tali dispositivi? I motivi potrebbero essere diversi. Tuttavia, l'acqua è un refrigerante più semplice e conveniente dell'olio. Non si riscalda a temperature così elevate ed è più facile ripulire le conseguenze delle perdite d'acqua che pulire l'olio versato.

Un'altra ragione potrebbe essere che quando fu inventata la pompa Frenette, un sistema di riscaldamento centralizzato esisteva già e funzionava con successo. Il suo smantellamento per la sostituzione con generatori di calore sarebbe troppo costoso e comporterebbe molti disagi, quindi nessuno ha nemmeno preso seriamente in considerazione questa opzione.Come si suol dire, il meglio è nemico del bene.

Il principio di funzionamento delle pompe di calore

Il principio di funzionamento di un dispositivo per il riscaldamento di una casa si basa sul fatto che una sostanza (refrigerante) può emettere energia termica o portarla via nel processo di modifica dello stato. Questa idea è alla base del funzionamento del frigorifero (per questo motivo la parete posteriore dell'apparecchio è calda).

La termopompa per il riscaldamento funziona come segue:

1. L'agente in ingresso viene raffreddato di 5 gradi nella sezione di evaporazione in base all'energia del vettore di calore.
2. L'agente raffreddato entra nel compressore, che, a seguito del lavoro, lo comprime e lo riscalda.
3. Già il gas caldo entra nel vano di scambio termico, dove cede il proprio calore all'impianto di riscaldamento.
4. Il refrigerante condensato viene riportato all'inizio del ciclo.

Dispositivo

Una pompa di calore per il riscaldamento di una casa è composta da diversi elementi principali di contorno:

• un circuito con un liquido di raffreddamento che muove energia da una fonte di calore;
• un circuito con freon, che periodicamente evapora, prelevando energia termica dal primo circuito, e si deposita nuovamente con condensa, cedendo calore al terzo;
• un circuito in cui circola un liquido, che è un vettore di calore per il riscaldamento.

Il funzionamento di una pompa termica per il riscaldamento di una casa è economicamente vantaggioso. Il motivo è che il dispositivo non richiede una potenza elevata (di conseguenza, il consumo di elettricità non è superiore a quello di un elettrodomestico standard), ma produce 4 volte più calore rispetto all'elettricità consumata.

Inoltre, non è necessario creare una linea di cablaggio separata per il collegamento della pompa.

Pro e contro

Prima di decidere se utilizzare o meno una pompa di calore, è necessario familiarizzare con i vantaggi e gli svantaggi del suo funzionamento. I principali vantaggi di una pompa di calore includono:

• basso consumo di energia elettrica per il riscaldamento della casa;
• nessuna necessità di ispezioni e manutenzioni periodiche, il che riduce al minimo il costo di esercizio di una pompa di calore per il riscaldamento;
• è consentita l'installazione in qualsiasi area. La pompa può funzionare con fonti di energia termica come aria, suolo e acqua. Pertanto, diventa possibile installarlo in quasi tutti i luoghi in cui è prevista la costruzione di una casa. E in condizioni di lontananza dalla rete del gas, il dispositivo è il metodo di riscaldamento più adatto. Anche in assenza di elettricità, il funzionamento del compressore può essere assicurato utilizzando un azionamento a benzina o diesel;
• il riscaldamento della casa avviene in automatico. Non è necessario aggiungere carburante o eseguire altre manipolazioni, come, ad esempio, nel caso di apparecchiature per caldaie;
• assenza di inquinamento ambientale da gas e sostanze nocive. Tutti i refrigeranti utilizzati sono completamente sicuri e rispettosi dell'ambiente;
• sicurezza antincendio. I residenti della casa non correranno mai pericolo di esplosione o danneggiamento per surriscaldamento della pompa di calore;
• la possibilità di funzionamento anche in condizioni invernali fredde (fino a -15 gradi);
• una pompa di calore di alta qualità per il riscaldamento di una casa può durare fino a 50 anni. Il compressore deve essere sostituito solo una volta ogni 20 anni.

Guarda il video pro e contro

Come ogni dispositivo, le pompe di calore presentano alcuni svantaggi:

1. Se la temperatura ambiente scende al di sotto di 15 gradi, la pompa non sarà in grado di funzionare.In questo caso, dovrai installare una seconda fonte di calore. A temperature molto basse si accende la caldaia, il generatore o la resistenza elettrica;
2. Alto costo dell'attrezzatura. Costerà circa 350.000-700.000 rubli e lo stesso importo dovrà essere speso per la creazione di una stazione geotermica e l'installazione del dispositivo. Non sono necessari ulteriori lavori di installazione solo per una pompa di calore che utilizza l'aria come fonte di calore;
3. È meglio installare una pompa di calore in combinazione con riscaldamento a pavimento o ventilconvettori, tuttavia gli edifici più vecchi richiederanno una riqualificazione e possibilmente anche una ristrutturazione importante, che comporterà tempi e costi aggiuntivi. Se una casa privata viene costruita da zero, non ci sono problemi del genere;
4. Durante il funzionamento della pompa di calore, la temperatura del terreno situata attorno alla tubazione con il vettore di calore diminuisce. Ciò provoca la morte di alcuni microrganismi coinvolti nel funzionamento dell'ambiente. Pertanto, alcuni danni all'ambiente vengono ancora inflitti, ma sono significativamente inferiori ai danni causati dalla produzione di gas o petrolio.

I vantaggi di un sistema di riscaldamento geotermico

I sistemi di riscaldamento geotermico presentano diversi vantaggi:

• Il rilascio di energia termica è parecchie volte superiore al consumo di energia elettrica richiesto dalla pompa.
• La sicurezza ambientale è maggiore di quella di altri sistemi di riscaldamento, poiché gli impianti di riscaldamento geotermico non producono emissioni nocive.
• Affinché il sistema geotermico funzioni, non sono necessari combustibili o prodotti chimici aggiuntivi. Pertanto, è sicuro per i proprietari e per l'ambiente.
• Durante il funzionamento di tale riscaldamento non vi è alcun rischio di esplosione o incendio.
• Se l'impianto di riscaldamento è installato correttamente, durerà almeno 30 anni senza supporto tecnico.

Realizzazione di impianti geotermici

Realizzazione di impianti geotermici

Già dal nome risulta chiaro che l'essenza di questo tipo di riscaldamento è utilizzare l'energia della terra. Secondo il principio di funzionamento, assomiglia a distanza a condizionatori d'aria o frigoriferi.

L'elemento principale è una pompa di calore collegata a due circuiti.

1. Per circuito interno si intende l'impianto di riscaldamento a noi familiare, costituito da radiatori e tubazioni.
2. Esterno: si tratta di uno scambiatore di calore molto dimensionale installato nel sottosuolo o in un serbatoio. In esso, il liquido di raffreddamento (e può essere semplice acqua o antigelo), presa la temperatura ambiente, viene fornito alla pompa di calore, da dove il calore accumulato entra nel circuito interno. È così che si riscaldano i termosifoni in casa.

L'elemento principale del sistema è proprio la pompa di calore, un dispositivo che non occupa più spazio di una stufa a gas. Le prestazioni della pompa di calore sono piuttosto elevate: per ogni kilowatt di energia utilizzata si producono fino a cinque kilowatt di calore.

Schema di funzionamento della pompa di calore

Naturalmente, il riscaldamento geotermico è di gran lunga il più costoso e dispendioso in termini di tempo. La maggior parte del denaro dovrà essere speso per lavori di sterro e relative apparecchiature, inclusa una pompa di calore. E molti si chiedono se sia possibile risparmiare su questo e costruire, diciamo, una pompa di calore fatta in casa. Per scoprirlo, è necessario comprendere i tipi e le caratteristiche dell'apparecchiatura.

Installiamo noi stessi il riscaldamento geotermico

Immediatamente notiamo una tale caratteristica: chi decide di dotare il riscaldamento del calore della terra dovrà investire una somma enorme in questa volta. Naturalmente, nel tempo, questo costo si ripagherà, dal momento che non costruiamo alloggi per noi stessi per un anno o due. Inoltre, i prezzi del gas e dell'elettricità aumentano ogni anno e, con un sistema geotermico, non sai quali siano questi aumenti di prezzo.

Tuttavia, in questo sistema, la maggior parte sarà nascosta sottoterra. Il riscaldamento con energia terrestre è la presenza di un pozzo e di uno scambiatore di calore. In casa, devi solo mettere un dispositivo che generi calore, di solito non occupa molto spazio.

Come funziona una pompa di calore

Su tale dispositivo, l'utente sarà in grado di controllare la temperatura e fornire energia termica. L'installazione dell'impianto di riscaldamento stesso nelle abitazioni viene eseguita come al solito, con una diramazione della tubazione e dei radiatori. Se hai una casa privata o l'edificio stesso è piccolo, in questo caso il generatore del sistema viene visualizzato in una stanza separata o nel seminterrato.

Il principio di funzionamento delle pompe di calore

Va notato che quasi tutti i mezzi hanno energia termica. Perché non utilizzare il calore disponibile per riscaldare la tua casa? Una pompa di calore aiuterà in questo.

Il principio di funzionamento di una pompa di calore è il seguente: il calore viene trasferito al liquido di raffreddamento da una fonte di energia a basso potenziale. In pratica, tutto avviene come segue.

Il liquido di raffreddamento passa attraverso tubi sepolti, ad esempio, nel terreno. Quindi il liquido di raffreddamento entra nello scambiatore di calore, dove l'energia termica raccolta viene trasferita al secondo circuito. Il refrigerante, che si trova nel circuito esterno, si riscalda e si trasforma in gas.Successivamente, il refrigerante gassoso passa nel compressore, dove viene compresso. Questo fa sì che il refrigerante si surriscaldi ancora di più. Il gas caldo va al condensatore e lì il calore passa al liquido di raffreddamento, che riscalda già la casa stessa.

Il riscaldamento geotermico in casa: come funziona

I sistemi di refrigerazione sono disposti secondo lo stesso principio. Ciò significa che le unità di refrigerazione possono essere utilizzate per raffreddare l'aria interna.

Tipi di pompe di calore

Esistono diversi tipi di pompe di calore. Ma molto spesso, i dispositivi sono classificati in base alla natura del liquido di raffreddamento sul circuito esterno.

I dispositivi possono trarre energia da

• acqua,
• suolo,
• aria.

L'energia risultante nella casa può essere utilizzata per il riscaldamento degli ambienti, per il riscaldamento dell'acqua. Pertanto, ci sono diversi tipi di pompe di calore.

Pompe di calore: terra - acqua

L'opzione migliore per il riscaldamento alternativo è ottenere energia termica dal suolo. Quindi, già a una profondità di sei metri, la terra ha una temperatura costante e immutabile. Un liquido speciale viene utilizzato come vettore di calore nei tubi. Il contorno esterno del sistema è costituito da tubi di plastica. I tubi nel terreno possono essere posizionati verticalmente o orizzontalmente. Se i tubi sono posizionati orizzontalmente, è necessario allocare un'ampia area. Dove i tubi sono installati orizzontalmente, è impossibile utilizzare il terreno per scopi agricoli. Puoi solo organizzare prati o piantare annuali.

Per disporre i tubi in verticale nel terreno, è necessario realizzare diversi pozzi fino a 150 metri di profondità.Questa sarà una pompa geotermica efficiente, poiché la temperatura è elevata a una grande profondità vicino alla terra. Le sonde profonde sono utilizzate per il trasferimento di calore.

Tipo di pompa acqua-acqua

Inoltre, il calore può essere ottenuto dall'acqua, che si trova in profondità nel sottosuolo. Possono essere utilizzati stagni, falde acquifere o acque reflue.

Va notato che non ci sono differenze fondamentali tra i due sistemi. I costi più bassi sono richiesti quando viene creato un sistema per ottenere il calore da un serbatoio. I tubi devono essere riempiti di liquido di raffreddamento e immersi in acqua. È necessario un progetto più complesso per creare un sistema per la generazione di calore dalle acque sotterranee.

Pompe aria-acqua

È possibile raccogliere calore dall'aria, ma nelle regioni con inverni molto freddi, un tale sistema non è efficace. Allo stesso tempo, l'installazione del sistema è molto semplice. Devi solo selezionare e installare il dispositivo desiderato.

Qualcosa in più sul principio di funzionamento delle pompe geotermiche

Per il riscaldamento è molto vantaggioso utilizzare le pompe di calore. Le case con una superficie di oltre 400 mq ripagano molto rapidamente il costo dell'impianto. Ma se la tua casa non è molto grande, puoi realizzare un sistema di riscaldamento con le tue mani.

Per prima cosa devi acquistare un compressore. È adatto un dispositivo dotato di un condizionatore d'aria convenzionale. Lo montiamo al muro. Puoi creare il tuo condensatore. È necessario realizzare una bobina da tubi di rame. Si trova in una custodia di plastica. L'evaporatore è anche montato a parete. La saldatura, il riempimento con freon e lavori simili devono essere eseguiti solo da un professionista. Azioni incapaci non porteranno a un buon risultato. Inoltre, puoi farti male.

Prima di mettere in funzione la pompa di calore, è necessario verificare lo stato dell'elettrificazione della casa.La potenza del misuratore dovrebbe essere valutata a 40 ampere.

Pompa di calore geotermica fatta in casa

Si noti che una pompa di calore creata da noi stessi non è sempre all'altezza delle aspettative. La ragione di ciò è la mancanza di calcoli termici corretti. Il sistema è sottodimensionato e i costi di manutenzione sono in aumento

Pertanto, è importante eseguire tutti i calcoli in modo accurato.

Opzioni per organizzare il riscaldamento geotermico

Metodi per organizzare il contorno esterno

Affinché l'energia della terra per riscaldare la casa possa essere utilizzata il più possibile, è necessario scegliere il circuito giusto per il circuito esterno. In effetti, qualsiasi mezzo può essere una fonte di energia termica: sotterraneo, acqua o aria.

Ma è importante tenere conto dei cambiamenti stagionali delle condizioni meteorologiche, come discusso sopra.

Attualmente, ci sono due tipi di sistemi che vengono effettivamente utilizzati per riscaldare una casa a causa del calore della terra: orizzontale e verticale. Il fattore di selezione chiave è l'area del terreno. Da questo dipende la disposizione dei tubi per il riscaldamento della casa con l'energia della terra.

Oltre a ciò, vengono presi in considerazione i seguenti fattori:

• Composizione del suolo. In zone rocciose e argillose è difficile realizzare pozzi verticali per la posa di autostrade;
• livello di congelamento del suolo. Determina la profondità ottimale dei tubi;
• Posizione delle acque sotterranee. Più sono alti, meglio è per il riscaldamento geotermico. In questo caso, la temperatura aumenterà con la profondità, che è la condizione ottimale per il riscaldamento dall'energia della terra.

È inoltre necessario conoscere la possibilità di trasferimento di energia inversa in estate. Quindi il riscaldamento di una casa privata da terra non funzionerà e il calore in eccesso passerà dalla casa al terreno.Tutti i sistemi di refrigerazione funzionano secondo lo stesso principio. Ma per questo è necessario installare apparecchiature aggiuntive.

Schema di riscaldamento geotermico orizzontale

Disposizione orizzontale dei tubi esterni

Il modo più comune per installare autostrade all'aperto. È conveniente per la facilità di installazione e la capacità di sostituire in modo relativamente rapido le sezioni difettose della tubazione.

Per l'installazione secondo questo schema, viene utilizzato un sistema di collettori. Per questo, vengono realizzati diversi contorni, situati a una distanza minima di 0,3 m l'uno dall'altro. Sono collegati tramite un collettore, che fornisce il liquido di raffreddamento ulteriormente alla pompa di calore. Ciò garantirà la massima fornitura di energia per il riscaldamento dal calore della terra.

Tuttavia, ci sono alcune cose importanti da tenere a mente:

• Ampio cortile. Per una casa di circa 150 mq, deve essere di almeno 300 mq;
• I tubi devono essere fissati a una profondità inferiore al livello di congelamento del terreno;
• Con il possibile movimento del suolo durante le inondazioni primaverili, aumenta la probabilità di spostamento delle autostrade.

Il vantaggio determinante del riscaldamento dal calore della terra di tipo orizzontale è la possibilità di auto-sistemazione. Nella maggior parte dei casi, ciò non richiede il coinvolgimento di attrezzature speciali.

Schema verticale del riscaldamento geotermico

Sistema geotermico verticale

Questo è un modo più dispendioso in termini di tempo per organizzare il riscaldamento di una casa privata da terra. Le condutture sono posizionate verticalmente, in pozzi speciali

È importante sapere che un tale schema è molto più efficiente di uno verticale.

Il suo principale vantaggio è aumentare il grado di riscaldamento dell'acqua nel circuito esterno. Quelli.più profondi sono i tubi, maggiore sarà la quantità di calore terrestre per il riscaldamento della casa che entrerà nel sistema. Un altro fattore è la piccola area di terra. In alcuni casi la sistemazione del circuito di riscaldamento geotermico esterno viene effettuata anche prima della costruzione della casa nelle immediate vicinanze della fondazione.

Quali difficoltà si possono incontrare nell'ottenere energia terrestre per il riscaldamento di una casa secondo questo schema?

• Quantitativo alla qualità. Per una disposizione verticale, la lunghezza delle autostrade è molto più alta. È compensato dalla maggiore temperatura del suolo. Per fare questo, è necessario realizzare pozzi profondi fino a 50 m, che è un lavoro laborioso;
• Composizione del suolo. Per terreni rocciosi, è necessario utilizzare macchine perforatrici speciali. In terriccio, per evitare lo spargimento del pozzo, viene montata una guaina protettiva in cemento armato o plastica a pareti spesse;
• In caso di malfunzionamento o perdita di tenuta, il processo di riparazione diventa più complicato. In questo caso, sono possibili guasti a lungo termine nel funzionamento del riscaldamento della casa per l'energia termica della terra.

Ma nonostante gli elevati costi iniziali e la complessità dell'installazione, la disposizione verticale delle autostrade è ottimale. Gli esperti consigliano di utilizzare proprio un tale schema di installazione.