Maaküttesüsteemid maamajale: ise paigaldamise eripärad

Me teame, et geotermia on Maa soojus ja mõiste «geotermiline» seostub meil sageli vulkaanide ja geiseritega. Venemaal kasutatakse geotermilist energiat peamiselt tööstuslikus mahus, näiteks on Kaug-Ida elektrijaamad, mis töötavad meie planeedi soojuse baasil.

Paljud on veendunud, et geotermilise kütte tegemine oma kätega on midagi ulmevaldkonnast. Eks ole? Kuid see pole üldse nii! Kaasaegsete tehnoloogiate arenedes on “rohelise energia” kodune kasutamine muutunud täiesti reaalseks.

Me räägime alternatiivse kütte tööpõhimõtetest, selle eelistest ja puudustest, võrdleme traditsiooniliste küttesüsteemidega. Samuti saate teada soojusvaheti paigutamise viisidest ja sellest, kuidas geotermilist kütet oma kätega paigaldada.

Mõned ajaloolised faktid

Kui eelmise sajandi 70ndatel puhkes naftakriis, tekkis Läänes tungiv vajadus alternatiivsete energiaallikate järele. Just sel ajal hakati looma esimesi geotermilisi küttesüsteeme.

Tänapäeval on need levinud Ameerika Ühendriikides, Kanadas ja Lääne-Euroopa riikides.

Näiteks Rootsis kasutatakse aktiivselt Läänemere vett, mille temperatuur on +4°C. Saksamaal toetatakse geotermiliste küttesüsteemide kasutuselevõttu isegi riiklikul tasandil.

Venemaal tegutsevad Paužetskaja, Verhne-Mutnovskaja, Okeanskaja ja teised geotermilised elektrijaamad. Kuid Maa energia kasutamise kohta meie erasektoris on väga vähe fakte.

Tegelikud eelised ja puudused

Kui Venemaal on geotermiline erasektori küte saanud suhteliselt vähe levikut, kas see tähendab, et idee ei ole väärt selle elluviimiseks vajalikke kulutusi? Võib-olla ei tasu selle küsimusega üldse tegeleda? Selgus, et see nii ei ole.

Geotermilise elamu küttesüsteemi kasutamine on tulus lahendus. Selleks on mitu põhjust. Nende hulgas on ka seadmete kiire paigaldus, mis suudab pikka aega töötada ilma igasuguste katkestusteta.

Kui küttesüsteemis kasutada vee asemel kvaliteetset antifriisi, siis see ei külmu ja selle kulumine on minimaalne.

Loetleme ka muud seda tüüpi kütte eelised.

• Välistatud on kütuse põletamise protseduur. Me loome täiesti tuleohutu süsteemi, mis oma kasutamise käigus ei saa elamule mingit kahju tekitada. Lisaks välistatakse mitmed muud kütuse olemasoluga seotud aspektid: nüüd ei pea otsima kohta selle ladustamiseks, tegelema selle hankimise või kohaletoimetamisega.
• Märkimisväärne majanduslik kasu. Süsteemi kasutamise käigus ei ole vaja täiendavaid investeeringuid. Iga-aastase soojenduse tagavad loodusjõud, mida me ei osta. Muidugi tarbitakse soojuspumba töötamisel elektrienergiat, kuid toodetava energia hulk ületab oluliselt tarbimise mahu.
• Keskkonnategur. Geotermiline eramaja küte on keskkonnasõbralik lahendus. Põlemisprotsessi puudumine välistab põlemisproduktide sattumise atmosfääri. Kui paljud seda mõistavad ja selline soojusvarustussüsteem saab asjakohase laialdase leviku, väheneb inimeste negatiivne mõju loodusele mitmekordseks.
• Süsteemi kompaktsus. Teile ei tule oma majas korraldada eraldi katlaruumi. Kõik, mida vaja läheb, on soojuspump, mille saab paigutada näiteks keldrisse. Süsteemi kõige mahukam kontuur paikneb maa all või vee all, teie krundi pinnal te seda ei näe.
• Mitmefunktsionaalsus. Süsteem võib töötada nii kütmiseks külmal aastaajal kui ka jahutamiseks suvekuumuse ajal. Ehk sisuliselt asendab see teile mitte ainult kütteseadme, vaid ka konditsioneeri.
• Akustiline mugavus. Soojuspump töötab praktiliselt hääletult.

Geotermilise küttesüsteemi valik on majanduslikult kasulik, hoolimata sellest, et tuleb kulutada seadmete ostmisele ja paigaldamisele.

Muide, süsteemi puudusena mainitakse just kulusid, mida tuleb teha süsteemi paigaldamiseks ja tööks ettevalmistamiseks. Tuleb osta pump ise ja mõned materjalid, teostada välikollektori ja sisekontuuri paigaldustööd.

Need kulud tasuvad end ära juba mõne esimese kasutusaasta jooksul. Edasine maasse paigaldatud või vette sukeldatud kollektori kasutamine võimaldab säästa märkimisväärseid summasid.

Pealegi pole paigaldusprotsess ise nii keeruline, et selle teostamiseks tuleks kutsuda kolmandate isikute spetsialiste. Kui mitte tegeleda puurimisega, saab kõik muu teha iseseisvalt.

Tuleb märkida, et mõned osavad isikud on säästmise soovis õppinud kokku panema geotermilist soojuspumpa ise.

Geotermilise kütte allikatest

Geotermilise kütte jaoks saab kasutada järgmisi maa soojusenergia allikaid:

• kõrgetemperatuurilised;
• madalatemperatuurilised.

Kõrgetemperatuuriliste hulka kuuluvad näiteks termaalallikad. Neid saab küll kasutada, kuid nende kasutusala piirdub tegeliku asukohaga, kus sellised allikad asuvad.

Kui Islandil kasutatakse seda energiiliiki aktiivselt, siis Venemaal asuvad termaalveed asustatud punktidest kaugel. Maksimaalselt on need koondunud Kamtšatkale, kus põhjavett kasutatakse soojuskandjana ja tarnitakse sooja veevarustuse süsteemidesse.

Madalatemperatuuriliste allikate rakendamiseks on meil aga kõik vajalikud eeldused. Selleks sobivad ümbritsevad õhumassid, maa või vesi.

Vajaliku energia eraldamiseks kasutatakse soojuspumpa. Tema abil toimub ümbritseva keskkonna temperatuuri muundamine soojusenergiaks mitte ainult kütte, vaid ka eramaja sooja veevarustuse jaoks.

Sellise kütte tööpõhimõte

Kui Te olete tuttav sellega, kuidas töötab konditsioneer või külmik, siis on nende protsesside sarnasus geotermilise kütte tööpõhimõttega ilmne. Süsteemi aluseks on soojuspump, mis koosneb kahest kontuurist – välisest ja sisemisest.

Tavalise küttesüsteemi paigaldamiseks igas majas tuleb paigaldada torud soojuskandja transportimiseks ja radiaatorid, mille kuumutamisel soojus jõuab ruumidesse. Meie puhul on samuti vaja torusid ja radiaatoreid. Need moodustavad süsteemi sisekontuuri. Skeemi võib lisada põrandaküte.

Väliskontuur on palju suurem kui sisekontuur, kuigi selle suurust saab hinnata vaid planeerimise ja paigalduse ajal. Töö ajal on see nähtamatu, kuna asub maa all või vee all. Selles kontuuris ringleb tavaline vesi või etüleenglükoolil põhinev antifriis, mis on palju eelistatum.

Soojuskandja väliskontuuris soojeneb keskkonna temperatuurini, millesse see on sukeldatud, ja suunatakse „soojendatud“ kujul soojuspumpa. Selle kaudu edastatakse kontsentreeritud soojus sisekontuurile, mille tulemusel soojeneb vesi torudes, radiaatorites ja põrandaküttes.

Seega on kogu süsteemi elavaks muutev võtmeelement soojuspump. Kui teie majas on tavaline pesumasin, siis teadke: see pump võtab enda alla umbes sama palju ruumi.

Tööks vajab see elektrienergiat, kuid tarbides vaid 1 kW, tagab see 4-5 kW soojuse tootmise. Ja see pole ime, kuna „lisanduva“ energia allikas on teada – see on keskkond.

Soojusvaheti paigutamise kaks liiki

Eramaja kütmiseks on kaks võimalust, kasutades keskkonnaelementide madaltemperatuurset energiat. Kõigil kolmel juhul on süsteemi aluseks geotermaalne pump.

Sisekontuur jääb muutumatuks iga kütmisviisi puhul, põhiline erinevus seisneb väliskontuuri paigutuses.

Geotermiline küte on soojusvahetiga, mis paikneb:

• vertikaalselt – paiknevad puurkaevudes, mis avavad või ei ava veekihti;
• horisontaalselt – süsteemide soojusvahetid paigaldatakse süvendisse või avatud veekogusse omamoodi spiraalina.

Igal siin toodud kütteliigil on oma eripärad, puudused ja eelised.

Kui kavatsete sellise küttesüsteemi ise luua, on teil huvitav iga liigi kohta rohkem teada saada.

Variant #1. Välise kollektori vertikaalne paigutus

See kütteliik põhineb huvitaval loodusnähtusel: 50–100 m ja sügavamal maapinnast on maa aastaringselt ühtlane ja püsiv temperatuur 10–12 °C.

Selle maaenergia kasutamiseks on vaja puurida vertikaalseid puurauke. Tehnoloogia on praktiliselt sarnane veevõtuallika ettevalmistamisega.

Maastiku maksimaalseks säilitamiseks võib puurida mitu toru ühest lähtepunktist, kuid erinevate nurkade all.

Süsteemi välimine ahel paigaldatakse otse nendesse puuraukudesse. See võimaldab maalt tõhusalt soojust kätte saada. Loomulikult on seda meetodit raske nimetada lihtsaks ja väikese eelarvega.

See on asjakohane juhul, kui maja ümbrus on juba korrastatud ja selle maastiku rikkumine on ebaotstarbekas. Puuraugu sügavus võib ulatuda 50–200 meetrini.

Puuraugu täpsed parameetrid sõltuvad krundi geoloogilisest olukorrast ja tulevase hoone parameetritest. Sellise konstruktsiooni eluiga on umbes 100 aastat.

Vertikaalse süsteemi variandi jaoks, mille soojusvaheti ammutab põhjavee energiat, tuleb puurida kaks veekihtide puurauku.

Ühest neist, mida nimetatakse deebetkaevuks, pumbatakse pumba abil vett, mis pärast soojuse ülekandmist juhitakse teise, vastuvõtukaevu.

Variant #2. Pinnasekollektori horisontaalne paigutus

Väliskontuuri paigaldamiseks horisontaalse kütte puhul peate teadma, kui sügavale maa teie piirkonnas külmub.

Torud paigaldatakse külmumistasemest madalamale eelnevalt ettevalmistatud kaevikutesse, hõlmates seejuures üsna suurt ala: maja kütmiseks, mille pindala on 200-250 m², tuleb kasutada umbes 600 m² soojusvahetit. See on kuus aari.

On selge, et sellistes tingimustes on mullatööde maht märkimisväärne. Lisaks tuleb plaanis arvestada puude ja muu taimestiku asukohaga krundil, et neid mitte külmutada. Näiteks ei tohi kollektori torusid paigutada puudest lähemale kui poolteist meetrit.

Seda paigaldusviisi kasutatakse tavaliselt siis, kui krunt alles arendatakse ehituseks. Kõik arvutused ja plaanid suvila ehitamiseks, selle kütte korraldamiseks ja maatüki planeerimiseks on kõige parem teha üheaegselt.

Horisontaalse soojusvaheti sukeldamine veekogusse

See meetod nõuab kinnistu erilist asukohta – umbes 100 m kaugusel veekogust, mis on piisavalt sügav. Lisaks ei tohi nimetatud veekogu täielikult põhjani külmuda, kus asub süsteemi väline kontuur. Selleks ei tohi veekogu pindala olla väiksem kui 200 m².

Selle meetodi ilmselge eelis on kohustuslike töömahukate maatööde puudumine, kuigi kollektori veealuse paigutusega tuleb siiski tegeleda. Samuti on vaja spetsiaalset luba selliste tööde teostamiseks.

Siiski on vee energiat kasutav geotermiline paigaldus kõige ökonoomsem.

Oma kätega: mida ja kuidas

Kui juba geotermilist kütet oma kätega paigaldada, siis on väline kontuur siiski parem osta valmis kujul. Muidugi käsitletakse siin ainult horisontaalse välissoojusvaheti paigutamise viise: pinnase all või vee all.

Puurkaevu vertikaalkollektorit on iseseisvalt palju keerulisem paigaldada, kui Teil puuduvad puurimisseadmed ja -oskused.

Soojuspump ei ole liiga suur seade. Teie kodus ei võta see palju ruumi. Suuruselt on see võrreldav näiteks tavalise tahkeküttekatlaga. Teie maja sisemise kontuuri ühendamine sellega on lihtne ülesanne.

Üldiselt tehakse kõike täpselt samamoodi nagu küttesüsteemi korraldamisel ja jaotamisel traditsiooniliste soojusallikatega. Peamine raskus on välise kontuuri rajamine.

Parim variant on kasutada veekogu, kui see asub mitte kaugemal kui 100 m. See peab olema pindalaga üle 200 m² ja sügavusega vähemalt 3 m (keskmine külmumissügavus). Kui see veekogu ei kuulu Teile, võib probleemiks olla selle kasutamise loa hankimine.

Kui veekogu on tiik, mis on Teie omandis, siis asi lihtsustub. Tiigist saab vee ajutiselt välja pumbata. Siis saab selle põhjas töid teha kergesti: tuleb paigaldada torud spiraalselt ja need selles asendis kinnitada.

Maatöid on vaja ainult kaeviku kaevamiseks, mida läheb vaja väliskontuuri ühendamiseks soojuspumbaga.

Pärast kõigi tööde lõpetamist saab tiigi uuesti veega täita. Järgmise saja aasta jooksul peaks välimine soojusvaheti töötama korralikult ega tekitama muret selle omanikule.

Kui teie käsutuses on maatükk, kus te alles hakkate elamut ehitama ja aeda kasvatama, on mõistlik planeerida horisontaalne pinnas-tüüpi soojusvaheti.

Selleks tuleks teha esialgne arvutus tulevase kollektori pindala kohta, lähtudes juba eespool toodud parameetritest: 250-300 ruutmeetrit kollektorit 100 ruutmeetri köetava elamispinna kohta.

Kaevikud, kuhu kontuuri torud tuleb paigaldada, tuleb kaevata pinnase külmumistasemest allapoole.

Veelgi parem – lihtsalt eemaldada pinnas selle külmumissügavuseni, paigaldada torud ja seejärel tagastada pinnas oma kohale. Töö on töömahukas, keeruline, kuid suure soovi ja sihikindlusega saate sellega hakkama.

Kulud ja tasuvusväljavaated

Seadmete ja nende paigaldamise kulud geotermilise kütte rajamisel sõltuvad agregaadi võimsusest ja tootjast.

Tootja valib igaüks vastavalt oma kaalutlustele ja teabele konkreetse kaubamärgi maine ja usaldusväärsuse kohta. Võimsus sõltub aga teenindatava ruumi pindalast.

Kui võtta arvesse just võimsust, siis soojuspumpade hind kõigub järgmistes vahemikes:

• 4-5 kW – 3000-7000 tingimuslikku ühikut;
• 5-10 kW – 4000-8000 tingimuslikku ühikut;
• 10-15 kW – 5000-10000 tingimuslikku ühikut.

Kui me sellele summale lisame paigaldustöödeks vajalikud kulud (20-40%), saame summa, mis paljudele tundub täiesti ebareaalne.

Kuid kõik need kulud tasuvad end täiesti vastuvõetava aja jooksul. Edaspidi tuleb teil tasuda vaid väikesed elektrikulud, mis on vajalikud pumba tööks. Ja see on kõik!

Nagu praktika näitab, on geotermaalne küte eriti kasulik majade puhul, mille üldine köetav pind on 150 m². Viie kuni kaheksa aasta jooksul on kõik küttesüsteemide rajamise kulud nendes majades täielikult tagasi teenitud.

Kuigi geotermaalne küte pole eraomanike seas eriti nõutud, on lõunapoolsete piirkondade elanikud juba hinnanud päikeseenergiasüsteemide tõhusust. Tehnoloogia päikesekütte rajamiseks on üsna lihtne ning selle ökonoomsus ja praktilisus on kinnitust leidnud lääneriikide ja meie kaasmaalaste pikaajalise kasutuskogemuse kaudu.

Lisainfo alternatiivsete energiaallikate kohta on esitatud selles artiklis.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kui teile on lihtsam tajuda visuaalset teavet, võimaldab see video teil oma silmaga näha, kuidas geotermaalsüsteem täpselt toimib, ning rohkem teada saada, kellele ja miks see kütteliik on kasulik.

Soovitame teil vaadata lühikest videoklippi, milles horisontaalse maa-aluse kollektori omanik jagab oma muljeid selle kasutamisest. Lisaks saate pärast selle video vaatamist teada jooksvatest kuludest, mis on seotud geotermaal küttesüsteemi ekspluatatsiooniga.

Iga eramaja omanik valib ise, kas osta ressursside tarnivate organisatsioonide teenuseid või loota ainult iseendale. Seejuures juhindub ta tervest kaalutluste loetelust.

Eesmärk, mille me endale seadsime, pole mitte survestada teid valmis järeldusele, vaid jagada teavet teie ees seisva ülesande lahendusvõimaluste kohta.

On teil midagi lisada või tekkis küsimusi eramu geotermilise kütte teemal? Võite jätta kommentaare väljaande juurde. Kontaktivorm asub alumises plokis.