Geotermikus fűtési rendszerek vidéki házhoz: a házilagos kiépítés jellemzői

Tudjuk, hogy a geotermia a Föld hőjét jelenti, és a „geotermikus” fogalmat gyakran vulkánokkal és gejzírekkel társítjuk. Oroszországban a geotermikus energiát elsősorban ipari méretekben hasznosítják, például a távol-keleti erőművek bolygónk hőjén alapulnak.

Sokan meg vannak győződve arról, hogy a ház geotermikus fűtését saját kezűleg megvalósítani a fantázia birodalmába tartozik. Vagy talán mégsem? Ez azonban egyáltalán nincs így! A modern technológiák fejlődésével a “zöld energia” háztartási felhasználása teljesen reálissá vált.

Bemutatjuk Önnek az alternatív fűtés működési elveit, előnyeit és hátrányait, valamint összehasonlítjuk a hagyományos fűtési rendszerekkel. Emellett megismerheti a hőcserélő elhelyezésének módjait, és azt is, hogyan építheti ki a geotermikus fűtést saját kezűleg.

Néhány történelmi tény

Amikor a múlt század 70-es éveiben kitört az olajválság, Nyugaton égető szükség lett az alternatív energiaforrások iránt. Éppen ekkor kezdték létrehozni az első geotermikus fűtési rendszereket.

Mára ezek széles körben elterjedtek az Egyesült Államokban, Kanadában és a nyugat-európai országokban.

Például Svédországban aktívan használják á Balti-tenger vizeét, melynek hőmérséklete +4°C. Németországban á geotermikus fűtési rendszerek bevezetését még állami szinten is támogatják.

Oroszországban működnek a Pauzsetszkaja, Verhnye-Mutnovszkaja, Okeanszkaja és más geotermikus erőművek. De a Föld energiájának hasznosítására a magánszektorban nagyon kevés példa van.

Valós előnyök és hátrányok

Ha Oroszországban a magánszektor geotermikus fűtése viszonylag kevéssé terjedt el, az azt jelenti, hogy az ötlet nem éri meg a megvalósítás költségeit? Talán nem is érdemes ezzel a kérdéssel foglalkozni? Kiderült, hogy ez nem így van.

A lakás geotermikus fűtési rendszerének használata előnyös megoldás. Ennek több oka is van. Többek között a berendezés gyors telepítése, amely hosszú ideig képes megszakítás nélkül működni.

Ha a fűtési rendszerben nem vizet, hanem minőségi fagyálló folyadékot használunk, az nem fog átfagyni, és kopása minimális lesz.

Soroljuk fel a fűtés ezen fajtájának további előnyeit is.

• Kizárt az üzemanyag elégetésének eljárása. Egy teljesen tűzbiztos rendszert hozunk létre, amely működése során nem okozhat kárt a lakásban. Ezen kívül kizárásra kerül számos más, az üzemanyag jelenlétével kapcsolatos momentum: mostantól nem kell helyet keresni a tárolásához, foglalkozni a beszerzésével vagy szállításával.
• Jelentős gazdasági előny. A rendszer üzemeltetése során nem lesz szükség semmilyen további befektetésre. Az éves fűtést a természet erői biztosítják, amelyeket nem vásárlunk. Természetesen a hőszivattyú működése során elektromos energiát használunk fel, de a termelt energia mennyisége jelentősen meghaladja a fogyasztás mértékét.
• Környezetvédelmi tényező. A magánvidéki ház geotermikus fűtése környezetbarát megoldás. Az égési folyamat hiánya kizárja az égéstermékek légkörbe jutását. Ha ezt sokan felismerik, és ez a hőellátó rendszer megfelelő, széles körű elterjedést nyer, az emberek természetre gyakorolt negatív hatása többszörösére csökken.
• A rendszer kompaktsága. Önnek nem kell külön kazánházat kialakítania a házában. Mindössze egy hőszivattyúra van szükség, amelyet elhelyezhet példáúl a pincében. A rendszer legnagyobb térfogatú köre a föld alatt vagy a víz alatt helyezkedik el, a telek felszínén Ön nem fogja látni.
• Többfunkciós. A rendszer képes működni fűtésként a hideg évszakban, valamint hűtésként a nyári hőség idején. Vagyis gyakorlatilag nemcsak a fűtőtestet, hanem a klímaberendezést is helyettesíti Önnél.
• Akusztikus komfort. A hőszivattyú gyakorlatilag hangtalanul működik.

A geotermikus fűtési rendszer választása gazdaságilag előnyös, annak ellenére, hogy a berendezés megvásárlására és telepítésére kell költeni.

Egyébként, a rendszer hátrányaként éppen azokat a kőltségeket említik, amelyeket a rendszer telepítéséhez és üzembe helyezéséhez kell vállalni. Meg kell vásárolni magát a szivattyút és néhány anyagot, el kell végezni a külső kollektor és a belső kör szerelési munkáit.

Egyébként ezek a kiadások már az első néhány üzemeltetési éven belül megtérűlnek. A talajba helyezett vagy vízbe merített kollektor későbbi használata jelenős megtakarítást tesz lehétővé.

Ráadásul maga a szerelési folyamat nem ollyan bonyolult, hogg külső szakembereket kelljen hívni a elvégzéséhez. Ha nem kell fúrással foglalkozni, akkor a többit saját maga is elvégezheti.

Meg kell jegyezni, hogy néhány leleményes ember, a takarékosságra törekedve, megtanulta összeszerelni a geotermikus hőszivattyút saját kezűleg.

A geotermikus fűtés forrásairól

A geotermikus fűtéshez a következő földi hőenergia-forrásokat lehet használni:

• magas hőmérsékletűek;
• alacsony hőmérsékletűek.

A magas hőmérsékletűek közé tartoznak például a termálforrások. Használni lehet őket, de alkalmazásuk területe ténylegesen az ilyen források helyére korlátozódik.

Míg Izlandon ezt az energiafajtát aktívan alkalmazzák, addig Oroszországban a termálvizek távol vannak a településektől. Leginkább Kamcsatkán koncentrálódnak, ahol a felszín alatti vizet hőhordozóként használják és a melegvíz-ellátó rendszerekbe szállítják.

Az alacsony hőmérsékletű források alkalmazásához viszont minden szükséges előfeltételünk megvan. Erre a célra alkalmasak a környező légtömegek, a föld vagy a víz.

A szükséges energia kinyeréséhez hőszivattyút használnak. Segítségével a környezeti hőmérsékletet nemcsak a fűtés, hanem a magánlakás melegvíz-ellátásának hőenergiájává alakítják.

Az ilyen fűtés működési elve

Ha Ön ismeri, hogyan működik a klíma vagy a hűtőszekrény, akkor nyilvánvaló ezen folyamatok hasonlósága a geotermikus fűtés működési elvével. A rendszer alapját a hőszivattyú képezi, amely két körbe kapcsolódik – a külsőbe és a belsőbe.

Ahhoz, hogy bármely házban hagyományos fűtési rendszert alakítsanak ki, csöveket kell szerelni a hőhordozó szállításához, valamint radiátorokat, amelyek felmelegedésekor a hő bejut a helyiségekbe. A mi esetünkben is szükség van csövekre és radiátorokra. Ezek alkotják a rendszer belső körét. A rendszerhez padlófűtés is hozzáadható.

A külső kör sokkal nagyobb méretű, mint a belső, bár méreteit csak a tervezés és a telepítés során lehet felmérni. Üzemelés közben nem látható, mivel a föld alatt vagy a víz alatt található. Ebben a körben közönséges víz vagy etilénglikol alapú fagyálló kering, ami sokkal előnyösebb.

Hőhordozó A külső körben felmelegszik a környezet állapotára, amelybe merül, és „felmelegített” állapotban kerül a hőszivattyúba. Rajta keresztül a koncentrált hő átadódik a belső körnek, aminek eredményeként a csövekben, radiátorokban és a padlófűtésben lévő víz felmelegszik.

Így a teljes rendszert életre keltő kulcselem a hőszivattyú. Ha az Ön házában van egy hagyományos mosógép, tudja: ez a szivattyú körülbelül hasonló helyet foglal el.

A működéséhez elektromos áramra van szüksége, de mindössze 1 kW fogyasztása mellett 4-5 kW hőt termel. És ez nem csoda, mivel a „többlet” energia forrása ismert – a környezet.

A hőcserélő kétféle elhelyezési módja

Két lehetőség van a családi ház fűtésére a környezeti elemek alacsony hőmérsékletű energiájának felhasználásával. A rendszer alapját mindhárom esetben a geotermikus szivattyú képezi.

A belső kör változatlan marad bármely fűtési mód esetén, a fő különbség a külső kör elhelyezkedésében rejlik.

A geotermikus fűtés a hőcserélő elhelyezkedése szerint lehet:

• függőleges – kutakban helyezkednek el, amelyek feltárják vagy nem tárják fel a vízadó réteget;
• vízszintes – a rendszerek hőcserélőit alapgödörbe vagy nyílt vízbe fektetik egyfajta kígyó formájában.

Az itt felsorolt fűtési típusok mindegyike saját jellemzőkkel, hátrányokkal és előnyökkel rendelkezik.

Ha Ön saját kezűleg kíván ilyen fűtési rendszert létrehozni, érdekes lehet minden típusról részletesebben tájékozódni.

1. lehetőség: A külső kollektor függőleges elhelyezése

Ez a fűtési mód egy érdekes természeti jelenségen alapul: a föld felszínétől 50–100 m vagy annál nagyobb mélységben a föld egész évben azonos és állandó 10–12 °C hőmérsékletű.

Ahhoz, hogy felhasználhassa ezt a földenergiát, függőleges kutakat kell fúrni. A technológia gyakorlatilag megegyezik a víznyerő forrás előkészítésével.

A táj maximális megőrzése érdekében több csövet is fúrhat egy kiindulási pontból, de különböző szögekben.

A rendszer külső köre közvetlenül ezekben a kutakban kerül beépítésre. Ez lehetővé teszi a föld hőjének hatékony kinyerését. Természetesen ezt a módszert nehéz egyszerűnek és olcsónak nevezni.

Ez akkor releváns, ha a házhoz tartozó terület már ki van építve, és a táj megsértése nem célszerű. A fúrás mélysége 50 és 200 méter között lehet.

A kút konkrét paraméterei a telek geológiai viszonyaitól és a leendő építmény paramétereitől függenek. Az ilyen szerkezet élettartama körülbelül 100 év.

A függőleges hőcserélős rendszer kiépítéséhez, amely a talajvíz energiáját hasznosítja, két vízadó kutat kell fúrni.

Az egyikből, amelyet termelőkútnak neveznek, szivattyúval vizet emelnek ki, amely a hő átadása után a második, befogadó aknába kerül.

2. lehetőség: A talajkollektor vízszintes elhelyezése

A külső kör lefektetéséhez vízszintes fűtési rendszer esetén tudni kell, milyen mélyre fagy le a talaj az Ön területén.

A csöveket a fagyhatár alá helyezik előre elkészített árkokba, ezzel meglehetősen nagy területet lefedve: egy 200-250 négyzetméteres ház fűtéséhez körülbelül 600 négyzetméternyi hőcserélőre van szükség. Azaz hatszáz négyzetméter.

Nyilvánvaló, hogy ilyen körülmények között a földmunka mennyisége jelentős lesz. Ezenkívül figyelembe kell venni a telken lévő fák és egyéb növényzet elhelyezkedését a tervben, hogy ne fagyjanak le. Például a kollektorcsöveket nem szabad másfél méternél közelebb elhelyezni a fáktól.

Ezt a szerelési módszert általában akkor alkalmazzák, amikor a telket még csak építés alá vonják. A legjobb, ha a ház építésére, fűtési rendszerének kialakítására és a telek rendezésére vonatkozó összes számítást és tervet egyszerre készítik el.

A vízszintes hőcserélő vízbe merítése

Ez a módszer megköveteli a ház különleges elhelyezkedését – körülbelül 100 m távolságra egy megfelelő mélységű víztározótól. Továbbá az említett víztározó nem fagyhat be egészen a fenekéig, ahol a rendszer külső köre elhelyezkedik. Ehhez pedig a víztározó területének legalább 200 négyzetméternek kell lennie.

Ennek a módszernek a nyilvánvaló előnye, hogy nem szükségesek kötelező, munkaigényes földmunkák, bár a kollektor víz alatti elhelyezésével azért még lesz tennivaló. És szükség lesz külön engedélyre is az ilyen munkák elvégzéséhez.

A víz energiáját hasznosító geotermikus berendezés azonban mégis a leggazdaságosabb.

Saját kezűleg: mit és hogyan

Ha Ön saját kezűleg szereli fel a geotermikus fűtést, akkor a külső kört jobb készen megvásárolni. Természetesen csak a külső hőcserélő vízszintes elhelyezésének módjait vizsgáljuk: a talaj felszíne alatt vagy víz alatt.

A fúrt kutakban elhelyezett függőleges kollektort sokkal nehezebb önállóan felszerelni, ha nem rendelkezik a fúráshoz szükséges felszereléssel és készségekkel.

A hőszivattyú nem túl nagy berendezés. Az Ön otthonában nem foglal sok helyet. Hiszen méretét tekintve összehasonlítható például egy szokványos szilárd tüzelésű kazánnal. A belső kör csatlakoztatása az Ön házában nem jelent nehéz feladatot.

Igazából minden pontosan ugyanúgy történik, mint a hagyományos hőforrások használatával történő fűtésrendszer megszervezésénél és fűtés elosztásánál. A fő nehézség a külső kör kialakítása.

A legjobb lehetőség egy víztározó használata, ha található ilyen 100 méternél nem nagyobb távolságban. Szükséges, hogy területe meghaladja a 200 négyzetmétert, mélysége pedig a 3 métert (átlagos fagyási paraméter). Ha ez a víztározó nem az Ön tulajdonában van, akkor problémát jelenthet a használatához szükséges engedély megszerzése.

Ha a víztest egy tó, amely az Ön tulajdonában van, akkor a dolog egyszerűsödik. A tó vizét ideiglenesen le lehet szivattyúzni. Ekkor a meder alján végzett munkák könnyen elvégezhetők lesznek: a csöveket spirálban kell lefektetni, és ebben a helyzetben rögzíteni.

Földmunkákra csak az árok ásásához lesz szükség, ami a külső kör hőszivattyúhoz való csatlakoztatásához kell.

Az összes munka elvégzése után a tó újra feltölthető vízzel. A következő száz évben a külső hőcserélőnek hibátlanul kell működnie, és nem okozhat gondot a tulajdonosának.

Ha Ön egy olyan földterületet kapott, amelyen még csak építeni fogja a lakóházát és kertet művelni, érdemes megtervezni a talajszintű vízszintes hőcserélőt.

Ehhez előzetesen ki kell számítani a jövőbeli kollektor területét a fent már megadott paraméterek alapján: 250-300 négyzetméter kollektor 100 négyzetméter fűtött házterületre.

Az árkokat, amelyekbe a kör csöveit le kell fektetni, a talaj fagyási mélysége alá kell ásni.

Még jobb, ha egyszerűen eltávolítja a talajt a fagyási mélységig, lefekteti a csöveket, majd visszahelyezi a talajt. A munka munkaigényes és bonyolult, de nagy akarattal és elszántsággal Ön képes lesz elvégezni.

Költségek és megtérülési kilátások

A geotermikus fűtés kiépítése során a berendezésre és annak telepítésére fordított kiadások az egység teljesítményétől és a gyártótól függenek.

A gyártót mindenki a saját megfontolásai, valamint az egyes márkák hírnevéről és megbízhatóságáról szóló információk alapján választja ki. A teljesítmény viszont a kiszolgálandó helyiség területétől függ.

Ha kifejezetten a teljesítményt vesszük figyelembe, akkor a hőszivattyúk ára a következő tartományokban mozog:

• 4-5 kW-ra – 3000-7000 feltételes egység;
• 5-10 kW-ra – 4000-8000 feltételes egység;
• 10-15 kW-ra – 5000-10000 feltételes egység.

Ha ehhez az összeghez hozzáadjuk a szerelési munkák elvégzéséhez szükséges költségeket (20-40%), akkor olyan összeget kapunk, amely sokak számára teljesen irreálisnak tűnik.

De ezek a költségek teljesen elfogadható időn belül megtérülnek. Később pedig már csak a szivattyú működéséhez szükséges villamos energia csekély költségeit kell Önnek fizetnie. És ennyi!

Ahogy a gyakorlat mutatja, a geotermikus fűtés különösen előnyös azoknál a házaknál, amelyek teljes fűtött alapterülete 150 négyzetméter. Öt-nyolc év alatt a fűtési rendszerek kiépítésének összes költsége ezekben a házakban teljesen megtérül.

Ha a geotermikus fűtés nem túl népszerű a magánházak tulajdonosai körében, akkor a napenergia-rendszerek hatékonyságát már értékelik a déli régiók lakói. A napfűtés építésének technológiája meglehetősen egyszerű, gazdaságosságát és praktikusságát pedig a nyugati országok és honfitársaink sokéves tapasztalata igazolja.

További információ a megújuló energiaforrásokról ebben a cikkben található.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Ha Önnek könnyebb a vizuális információk befogadása, akkor ez a videó lehetővé teszi, hogy saját szemével lássa, hogyan működik a geotermikus rendszer, valamint többet megtudjon arról, hogy kinek és miért előnyös ez a fűtési mód.

Javasoljuk, hogy nézzen meg egy rövid videót, amelyben egy vízszintes talajkollektor tulajdonosa mesél a tapasztalatairól a használatával kapcsolatban. Ezenkívül a videó megtekintése után megtudhatja a geotermikus fűtési rendszer üzemeltetésével kapcsolatos aktuális költségeket.

Minden magánház tulajdonosa maga dönti el, hogy megvásárolja-e az erőforrás-szolgáltató szervezetek szolgáltatásait, vagy csak önmagára hagyatkozik. Eközben egy egész sor megfontolás vezérli.

Az általunk kitűzött cél nem az, hogy egy kész következtetésre ösztönözzük Önt, hanem hogy megosszuk az információt az Ön előtt álló feladat megoldási lehetőségeiről.

Van hozzáfűznivalója, vagy kérdései merültek fel a magánház geotermikus fűtésének témájával kapcsolatban? Hagyhat megjegyzéseket a publikációhoz. A kapcsolatfelvételi űrlap az alsó blokkban található.