Η γεωθερμική θέρμανση είναι μια από τις πιο ελπιδοφόρες εναλλακτικές πηγές παραγωγής ενέργειας. Σε αντίθεση με τα ηλιακά συστήματα, ουσιαστικά δεν εξαρτάται από την εποχή. Είναι όμως επικερδές να θερμαίνουμε ένα σπίτι χρησιμοποιώντας τη θερμότητα και την ενέργεια της γης;
Γεωθερμική θέρμανση στο σπίτι
Πρώτον, πρέπει να κατανοήσετε τις αρχές απόκτησης θερμικής ενέργειας. Βασίζονται στην αύξηση της θερμοκρασίας καθώς πηγαίνετε βαθύτερα στο έδαφος. Με την πρώτη ματιά, η αύξηση του βαθμού θέρμανσης είναι αμελητέα. Αλλά χάρη στην έλευση των νέων τεχνολογιών, η θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιώντας τη θερμότητα της γης έχει γίνει πραγματικότητα.
Η κύρια προϋπόθεση για την οργάνωση της γεωθερμικής θέρμανσης είναι θερμοκρασία τουλάχιστον 6 ° C. Αυτό είναι τυπικό για μεσαία και βαθιά στρώματα εδάφους και υδάτινων σωμάτων. Οι τελευταίες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον εξωτερικό δείκτη θερμοκρασίας, επομένως χρησιμοποιούνται σπάνια. Πώς είναι πρακτικά δυνατό να οργανωθεί η θέρμανση ενός σπιτιού με την ενέργεια της γης;
Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο να φτιάξετε 3 κυκλώματα γεμάτα με υγρά με διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά:
- Εξωτερικός... Πιο συχνά κυκλοφορεί το αντιψυκτικό. Η θέρμανσή του σε θερμοκρασία όχι μικρότερη από 6 ° С συμβαίνει λόγω της ενέργειας της γης.
- Αντλία θερμότητας... Χωρίς αυτήν, η θέρμανση από την ενέργεια της γης είναι αδύνατη. Ο φορέας θερμότητας από το εξωτερικό κύκλωμα με τη βοήθεια ενός εναλλάκτη θερμότητας μεταφέρει την ενέργειά του στο ψυκτικό. Η θερμοκρασία εξάτμισης είναι μικρότερη από 6 ° C. Μετά από αυτό, μπαίνει στον συμπιεστή, όπου, μετά τη συμπίεση, η θερμοκρασία αυξάνεται στους 70 ° C.
- Εσωτερικό περίγραμμα... Ένα παρόμοιο σχήμα χρησιμοποιείται για τη μεταφορά θερμότητας από το συμπιεσμένο ψυκτικό στο νερό στο υπερνικά σύστημα. Έτσι, η θέρμανση συμβαίνει από τα έντερα της γης με ελάχιστο κόστος.
Παρά τα σαφή πλεονεκτήματα, τέτοια συστήματα είναι σπάνια. Αυτό οφείλεται στο υψηλό κόστος για την αγορά εξοπλισμού και την οργάνωση εξωτερικού κυκλώματος για την εισαγωγή θερμότητας.
Είναι καλύτερο να αναθέσετε τον υπολογισμό της θέρμανσης από τη θερμότητα της γης σε επαγγελματίες. Η αποτελεσματικότητα ολόκληρου του συστήματος θα εξαρτηθεί από την ορθότητα των υπολογισμών.
Πώς λειτουργεί η αντλία θερμότητας
Η καρδιά της γεωθερμικής θέρμανσης είναι η αντλία θερμότητας. Αποτελείται από πολλά στοιχεία, το έργο των οποίων επηρεάζει άμεσα την αποτελεσματικότητα ολόκληρου του συστήματος. Επομένως, πριν σχεδιάσετε τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος, πρέπει να μάθετε τα κύρια χαρακτηριστικά αυτής της μονάδας.
Δεδομένου ότι αυτή η συσκευή ανήκει στην κατηγορία σύνθετου εξοπλισμού, συνιστάται η αγορά μόνο εργοστασιακών μοντέλων. Ο σχεδιασμός της αντλίας θερμότητας περιλαμβάνει τα ακόλουθα εξαρτήματα:
- Αποστακτήρας... Σε αυτό το μπλοκ, η ενέργεια μεταφέρεται από το εξωτερικό κύκλωμα.
- Συμπιεστής... Απαιτείται για τη δημιουργία υψηλής πίεσης στο ψυκτικό περιβάλλον.
- Τριχοειδής... Χρησιμεύει στη μείωση της εσωτερικής πίεσης στο ψυκτικό κύκλωμα.
- Σύστημα ελέγχου... Με τη βοήθειά του, ρυθμίζεται η θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος - το καθεστώς θερμοκρασίας λειτουργίας, ο ρυθμός διέλευσης των φορέων θερμότητας κ.λπ.
Το κύριο πρόβλημα στην ανεξάρτητη κατασκευή μιας αντλίας θερμότητας είναι η μείωση των απωλειών θερμότητας και η ομαλοποίηση της λειτουργίας του εσωτερικού κυκλώματος με το ψυκτικό. Τα εργοστασιακά μοντέλα έχουν ρυθμιστεί στο στάδιο της κατασκευής και ο σχεδιασμός προβλέπει τη δυνατότητα προσαρμογής των παραμέτρων του.
Πώς να υπολογίσετε σωστά τις παραμέτρους της αντλίας έτσι ώστε η θερμότητα της γης για τη θέρμανση του σπιτιού να παρέχει μια κανονική θερμοκρασία; Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να μάθετε την έξοδο θερμότητας της αντλίας. Για έναν ακατέργαστο υπολογισμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο:
Q = (t1-t2) * V
Οπου t1-t2 - διαφορά θερμοκρασίας στους σωλήνες εισόδου και επιστροφής, ° С,Β - εκτιμώμενος όγκος κατανάλωσης θερμικού φορέα, m³ / h,Ερ - ονομαστική ισχύς της αντλίας θερμότητας, W.
Αυτή η τεχνική δεν ισχύει για πολύπλοκα συστήματα, καθώς υπάρχουν πολλοί επιπλέον παράγοντες σε αυτά. Συγκεκριμένα, οι απώλειες θερμότητας στο δίκτυο. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για εκείνες τις περιοχές όπου βγαίνει όσο το δυνατόν πιο κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Για να ελαχιστοποιήσετε τις απώλειες θερμότητας, είναι απαραίτητο να μονώσετε τους σωλήνες θέρμανσης στο έδαφος.
Επειδή η λειτουργία της αντλίας θερμότητας εξαρτάται από την ηλεκτρική ενέργεια, συνιστάται η εγκατάσταση μονάδας τροφοδοσίας έκτακτης ανάγκης.
Επιλογές γεωθερμικής θέρμανσης
Για να χρησιμοποιηθεί η ενέργεια της γης για τη θέρμανση του σπιτιού όσο το δυνατόν περισσότερο, πρέπει να επιλέξετε το σωστό διάγραμμα εξωτερικού κυκλώματος. Στην πραγματικότητα, οποιοδήποτε μέσο - υπόγειο, νερό ή αέρα - μπορεί να είναι πηγή θερμικής ενέργειας. Ωστόσο, ταυτόχρονα, είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι εποχιακές αλλαγές στις καιρικές συνθήκες, όπως αναφέρθηκε παραπάνω.
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων που χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά για τη θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιώντας τη θερμότητα της γης - οριζόντια και κατακόρυφα. Ο βασικός παράγοντας επιλογής είναι η έκταση του οικοπέδου. Η διάταξη των σωλήνων για τη θέρμανση του σπιτιού με την ενέργεια της γης εξαρτάται από αυτό.
Εκτός από αυτό, λαμβάνονται υπόψη οι ακόλουθοι παράγοντες:
- Σύνθεση εδάφους... Σε βραχώδεις και αργιλώδεις περιοχές, είναι δύσκολο να φτιάξετε κάθετους άξονες για την τοποθέτηση αυτοκινητόδρομων.
- Επίπεδο κατάψυξης εδάφους... Θα καθορίσει το βέλτιστο βάθος σωλήνα.
- Τοποθεσία υπόγειων υδάτων... Όσο υψηλότερα είναι, τόσο καλύτερο για τη γεωθερμική θέρμανση. Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία θα αυξηθεί με το βάθος, που είναι η βέλτιστη κατάσταση για θέρμανση χρησιμοποιώντας την ενέργεια της γης.
Πρέπει επίσης να γνωρίζετε για τη δυνατότητα αντίστροφης μεταφοράς ενέργειας το καλοκαίρι. Στη συνέχεια, η θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος δεν θα λειτουργήσει και η υπερβολική θερμότητα θα μεταφερθεί από το σπίτι στο έδαφος. Όλα τα συστήματα ψύξης λειτουργούν σύμφωνα με την ίδια αρχή. Αλλά για αυτό πρέπει να εγκαταστήσετε επιπλέον εξοπλισμό.
Είναι αδύνατο να προγραμματιστεί η εγκατάσταση του εξωτερικού κυκλώματος σε απόσταση από το σπίτι. Αυτό θα αυξήσει τις απώλειες θερμότητας στη θέρμανση από τα έντερα της γης.
Οριζόντιο σχήμα γεωθερμικής θέρμανσης
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος εγκατάστασης εξωτερικών αυτοκινητοδρόμων. Είναι βολικό για την ευκολία εγκατάστασής του και τη δυνατότητα αντικατάστασης σχετικά γρήγορα ελαττωματικών τμημάτων αγωγών.
Για εγκατάσταση σύμφωνα με αυτό το σχήμα, χρησιμοποιείται σύστημα συλλογής. Γι 'αυτό, κατασκευάζονται αρκετά περιγράμματα, που βρίσκονται σε ελάχιστη απόσταση 0,3 m το ένα από το άλλο. Συνδέονται μέσω συλλέκτη, ο οποίος τροφοδοτεί τον φορέα θερμότητας περαιτέρω στην αντλία θερμότητας. Αυτό θα εξασφαλίσει τη μέγιστη παροχή ενέργειας για θέρμανση από τη θερμότητα της γης.
Αλλά ταυτόχρονα, πρέπει να λάβετε υπόψη ορισμένες σημαντικές αποχρώσεις:
- Μεγάλη έκταση του προσωπικού οικοπέδου. Για μια κατοικία περίπου 150 m², πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 m².
- Οι σωλήνες καθορίζονται υποχρεωτικά σε βάθος κάτω από το επίπεδο κατάψυξης του εδάφους.
- Με την πιθανή μετακίνηση του εδάφους κατά τις πλημμύρες της άνοιξης, αυξάνεται η πιθανότητα μετατόπισης των αυτοκινητοδρόμων.
Το καθοριστικό πλεονέκτημα της θέρμανσης από τη θερμότητα της γης οριζόντιου τύπου είναι η δυνατότητα ανεξάρτητης διάταξης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό δεν απαιτεί τη συμμετοχή ειδικού εξοπλισμού.
Για μέγιστη μεταφορά θερμότητας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε σωλήνες με υψηλή θερμική αγωγιμότητα - πολυμερές λεπτού τοιχώματος. Αλλά ταυτόχρονα, θα πρέπει να εξετάσετε τρόπους μόνωσης των σωλήνων θέρμανσης στο έδαφος.
Σχέδιο κάθετης γεωθερμικής θέρμανσης
Αυτός είναι ένας πιο χρονοβόρος τρόπος οργάνωσης θέρμανσης ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος. Οι αγωγοί τοποθετούνται κάθετα σε ειδικά φρεάτια. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι ένα τέτοιο σχήμα είναι πολύ πιο αποτελεσματικό από κάθετο.
Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η αύξηση του βαθμού θέρμανσης του νερού στο εξωτερικό κύκλωμα. Εκείνοι. Όσο πιο βαθιά βρίσκονται οι σωλήνες, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η ποσότητα θερμότητας γης για θέρμανση του σπιτιού. Ένας άλλος παράγοντας είναι η μικρή έκταση του οικοπέδου. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διάταξη του εξωτερικού κυκλώματος της γεωθερμικής θέρμανσης πραγματοποιείται ακόμη και πριν από την κατασκευή του σπιτιού σε άμεση γειτνίαση με το ίδρυμα.
Τι δυσκολίες μπορείτε να αντιμετωπίσετε όταν αποκτάτε ενέργεια από τη γη για τη θέρμανση ενός σπιτιού χρησιμοποιώντας αυτό το σχέδιο;
- Ποσοτικά έως ποιοτικά... Για κάθετη διάταξη, το μήκος των αυτοκινητόδρομων είναι πολύ μεγαλύτερο. Αντισταθμίζεται από την υψηλότερη θερμοκρασία του εδάφους. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να φτιάξετε πηγάδια έως 50 μέτρα βάθος, κάτι που είναι επίπονη δουλειά.
- Σύνθεση εδάφους... Για βραχώδες έδαφος, πρέπει να χρησιμοποιούνται ειδικά μηχανήματα διάτρησης. Στο loam, για να αποφευχθεί η θραύση του φρεατίου, τοποθετείται ένα προστατευτικό κέλυφος από οπλισμένο σκυρόδεμα ή πλαστικό με παχύ τοίχωμα.
- Σε περίπτωση δυσλειτουργίας ή απώλειας στεγανότητας η διαδικασία επισκευής γίνεται πιο περίπλοκη... Σε αυτήν την περίπτωση, είναι πιθανές μακροπρόθεσμες διακοπές στη λειτουργία της θέρμανσης του σπιτιού για τη θερμική ενέργεια της γης.
Ωστόσο, παρά το υψηλό αρχικό κόστος και την επίπονη εγκατάσταση, η κάθετη διάταξη των αυτοκινητοδρόμων είναι η βέλτιστη. Οι ειδικοί συμβουλεύουν τη χρήση ενός τέτοιου σχήματος εγκατάστασης.
Για την κυκλοφορία του ψυκτικού στο εξωτερικό κύκλωμα σε κάθετο σύστημα, απαιτούνται ισχυρές αντλίες κυκλοφορίας.
Οργάνωση γεωθερμικής θέρμανσης
Οι καταναλωτές εξακολουθούν να έχουν το κύριο ερώτημα - είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσετε τη θέρμανση ενός εξοχικού σπιτιού με την ενέργεια της γης ως κύρια; Αυτό είναι δυνατό, αλλά μόνο με επαγγελματική προσέγγιση σε όλα τα στάδια - από τον υπολογισμό έως την εγκατάσταση και τη δοκιμή του συστήματος.
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να επιλέξετε τη σωστή αντλία θερμότητας. Δεδομένου του υψηλού κόστους τους, πρέπει πρώτα να εκτελέσετε όλους τους προκαταρκτικούς υπολογισμούς των χαρακτηριστικών του. Μόνο σε αυτήν την περίπτωση, η θέρμανση λόγω της θερμικής ενέργειας της γης θα έχει μέγιστο συντελεστή απόδοσης. Αξιόπιστοι κατασκευαστές περιλαμβάνουν τους Buderus, Vaillant και Veissman. Το μέσο κόστος μιας αντλίας θερμότητας για θέρμανση από το υπέδαφος είναι περίπου 360 χιλιάδες ρούβλια με ονομαστική ισχύ 6 kW. Πιο παραγωγικά μοντέλα μπορούν να κοστίσουν πάνω από 1 εκατομμύριο ρούβλια.
Εκτός από το κόστος, πρέπει να δώσετε προσοχή στο υλικό για την κατασκευή σωλήνων. Για να ελαχιστοποιήσετε τις απώλειες θερμότητας κατά τη θέρμανση από τη θερμική ενέργεια της γης, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε τα ακόλουθα:
- XLPE... Διαφέρει σε χαμηλό κόστος - βέλτιστο για οριζόντια σχήματα.
- Σωλήνας από ανοξείδωτο ατσάλι... Χρησιμοποιείται για θέρμανση με θερμική ενέργεια της γης με κατακόρυφη διάταξη του εξωτερικού κυκλώματος. Διαφέρει ευνοϊκά από το διασυνδεδεμένο πολυαιθυλένιο στην υψηλή θερμική αγωγιμότητα και τη μηχανική του αντοχή. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος.
Για βελτιστοποίηση, συνιστάται η εγκατάσταση εξωτερικών και εσωτερικών αισθητήρων θερμοκρασίας, καθώς και συσσωρευτή θερμότητας. Αυτό θα ελαχιστοποιήσει το κόστος θέρμανσης μιας ιδιωτικής οικίας ενέργειας γης.
Λαμβάνοντας υπόψη όλους αυτούς τους παράγοντες, στις περισσότερες περιπτώσεις, η γεωθερμική θέρμανση από την ενέργεια της γης εγκαθίσταται ως πρόσθετη. Με την πάροδο του χρόνου, το κόστος των εξαρτημάτων και η αποδοτικότητα των αντλιών θερμότητας θα αυξηθεί - και μόνο τότε μπορούν να θεωρηθούν αυτά τα συστήματα ως τα κύρια.
Ένα παράδειγμα εγκατάστασης γεωθερμικής θέρμανσης σε μια ιδιωτική κατοικία μπορεί να βρεθεί παρακολουθώντας το βίντεο:
