Geoterminis šildymas yra vienas perspektyviausių alternatyvių energijos gamybos šaltinių. Skirtingai nuo saulės sistemų, tai praktiškai nepriklauso nuo sezono. Bet ar apsimoka šildyti namą naudojant žemės šilumą ir energiją?
Geoterminis šildymas namuose
Pirma, jūs turite suprasti šilumos energijos gavimo principus. Jie pagrįsti temperatūros kilimu, kai jūs einate giliau į žemę. Iš pirmo žvilgsnio šildymo laipsnio padidėjimas yra nereikšmingas. Tačiau dėl naujų technologijų atsiradimo namo šildymas naudojant žemės šilumą tapo realybe.
Pagrindinė geoterminio šildymo organizavimo sąlyga yra bent 6 ° C temperatūra. Tai būdinga vidutiniams ir giliems dirvožemio ir vandens telkinių sluoksniams. Pastarieji labai priklauso nuo išorinės temperatūros indikatoriaus, todėl naudojami itin retai. Kaip praktiškai įmanoma organizuoti namo šildymą žemės energija?
Norėdami tai padaryti, būtina padaryti 3 grandines, užpildytas skysčiais, turinčiais skirtingas technines charakteristikas:
- Išorinis... Jame dažniau cirkuliuoja antifrizas. Jo įkaitimas iki ne žemesnės kaip 6 ° С temperatūros įvyksta dėl žemės energijos;
- Šilumos siurblys... Be jo neįmanoma šildyti iš žemės energijos. Šilumos nešiklis iš išorinės grandinės šilumokaičio pagalba perduoda savo energiją šaltnešiui. Jo garavimo temperatūra yra mažesnė nei 6 ° C. Po to jis patenka į kompresorių, kur po suspaudimo temperatūra pakyla iki 70 ° C;
- Vidinis kontūras... Panaši schema naudojama perduodant šilumą iš suslėgto šaltnešio į vandenį įveikiamoje sistemoje. Taigi, šildymas iš žemės vidurių vyksta su minimaliomis sąnaudomis.
Nepaisant akivaizdžių pranašumų, tokios sistemos yra retos. Taip yra dėl didelių įrangos įsigijimo išlaidų ir išorinės šilumos paėmimo grandinės organizavimo.
Geriausia šildymą nuo žemės šilumos apskaičiuoti patikėti profesionalams. Nuo skaičiavimų teisingumo priklausys visos sistemos efektyvumas.
Kaip veikia šilumos siurblys
Geoterminio šildymo širdis yra šilumos siurblys. Jis susideda iš kelių komponentų, kurių darbas tiesiogiai veikia visos sistemos efektyvumą. Todėl, prieš planuodami šildyti privatų namą nuo žemės, turite sužinoti pagrindines šio įrenginio savybes.
Kadangi šis prietaisas priklauso sudėtingos įrangos kategorijai, rekomenduojama įsigyti tik gamyklinius modelius. Šilumos siurblio konstrukcijoje yra šie komponentai:
- Garintuvas... Šiame bloke energija perduodama iš išorinės grandinės;
- Kompresorius... Reikalingas norint sukurti aukštą slėgį šaltnešio aplinkoje;
- Kapiliaras... Tai padeda sumažinti vidinį slėgį šaltnešio kontūre;
- Valdymo sistema... Su jo pagalba reguliuojamas privataus namo šildymas nuo žemės - temperatūros veikimo režimas, šilumnešių pralaidumo greitis ir kt.
Pagrindinė nepriklausomos šilumos siurblio gamybos problema yra sumažinti šilumos nuostolius ir normalizuoti vidinės grandinės su šaltnešiu veikimą. Gamykliniai modeliai nustatomi gamybos etape, o dizainas numato galimybę koreguoti jo parametrus.
Kaip teisingai apskaičiuoti siurblio parametrus, kad žemės šiluma namui šildyti užtikrintų normalią temperatūrą? Norėdami tai padaryti, turite žinoti siurblio šilumos galingumą. Apytiksliam skaičiavimui galite naudoti šią formulę:
Q = (t1-t2) * V
Kur t1-t2 - įleidimo ir grįžimo vamzdžių temperatūros skirtumas, ° С,V - numatomas šilumos nešiklio sunaudojimo tūris, m³ / h,Klausimas - vardinė šilumos siurblio galia, W.
Ši technika netaikoma sudėtingoms sistemoms, nes jose yra daugybė papildomų veiksnių. Visų pirma, šilumos nuostoliai magistralėje. Tai ypač pasakytina apie tas sritis, kuriose jis išlenda kuo arčiau žemės paviršiaus. Norint sumažinti šilumos nuostolius, būtina izoliuoti šildymo vamzdžius žemėje.
Kadangi šilumos siurblio veikimas priklauso nuo elektros energijos, rekomenduojama įrengti avarinį maitinimo bloką.
Geoterminio šildymo galimybės
Norint, kad žemės energija būtų kuo labiau naudojama namui šildyti, reikia pasirinkti tinkamą išorinę grandinės schemą. Iš tikrųjų bet kokia terpė - po žeme, vanduo ar oras - gali būti šilumos energijos šaltinis. Tačiau tuo pat metu svarbu atsižvelgti į sezoninius oro sąlygų pokyčius, kaip minėta aukščiau.
Šiuo metu yra dviejų tipų sistemos, kurios efektyviai naudojamos namui šildyti naudojant žemės šilumą - horizontalios ir vertikalios. Pagrindinis pasirinkimo veiksnys yra žemės sklypo plotas. Nuo to priklauso vamzdžių, skirtų namo šildymui žemės energija, išdėstymas.
Be to, atsižvelgiama į šiuos veiksnius:
- Dirvožemio sudėtis... Uolėtose ir priemolio vietose sunku padaryti vertikalias šachtas greitkeliams kloti;
- Dirvožemio užšalimo lygis... Jis nustatys optimalų vamzdžio gylį;
- Požeminio vandens vieta... Kuo jie aukštesni, tuo geriau geoterminiam šildymui. Šiuo atveju temperatūra padidės giliai, o tai yra optimali sąlyga šildant naudojant žemės energiją.
Taip pat turite žinoti apie atvirkštinį energijos perdavimą vasarą. Tada privataus namo šildymas nuo žemės neveiks, o šilumos perteklius pereis iš namo į dirvą. Visos šaldymo sistemos veikia tuo pačiu principu. Bet tam reikia įdiegti papildomą įrangą.
Jūs negalite planuoti įrengti išorinės grandinės atstumu nuo namų. Tai padidins šilumos nuostolius šildant iš žemės.
Horizontali geoterminio šildymo schema
Dažniausias būdas įrengti išorines magistrales. Tai patogu dėl paprasto montavimo ir galimybės palyginti greitai pakeisti sugedusias dujotiekio dalis.
Montuojant pagal šią schemą naudojama kolektoriaus sistema. Tam daromi keli kontūrai, išdėstyti mažiausiai 0,3 m atstumu vienas nuo kito. Jie sujungiami kolektoriaus pagalba, kuris šilumos nešiklį tiekia toliau į šilumos siurblį. Tai užtikrins maksimalų energijos tiekimą šildymui iš žemės šilumos.
Tačiau tuo pačiu metu turite atsižvelgti į keletą svarbių niuansų:
- Didelis asmeninio sklypo plotas. Maždaug 150 m² namo plotas turi būti ne mažesnis kaip 300 m²;
- Vamzdžiai privalomai nustatomi iki gylio žemiau dirvožemio užšalimo lygio;
- Pavasario potvynių metu esant galimam dirvožemio judėjimui, didėja greitkelių poslinkio tikimybė.
Apibūdinantis šildymo nuo horizontalaus tipo žemės šilumos privalumas yra nepriklausomo išdėstymo galimybė. Daugeliu atvejų tam nereikia specialios įrangos.
Norint maksimaliai perduoti šilumą, būtina naudoti didelio šilumos laidumo vamzdžius - plonasienį polimerą. Bet tuo pačiu metu turėtumėte apsvarstyti šildymo vamzdžių žemėje izoliavimo būdus.
Vertikali geoterminio šildymo schema
Tai yra daugiau laiko reikalaujantis būdas organizuoti privataus namo šildymą nuo žemės. Dujotiekiai vertikaliai dedami į specialius šulinius. Svarbu žinoti, kad tokia schema yra daug efektyvesnė nei vertikali.
Pagrindinis jo pranašumas yra padidinti vandens šildymo laipsnį išorinėje grandinėje. Tie. kuo giliau yra vamzdžiai, tuo daugiau žemės šilumos pateks į namus šildant. Kitas veiksnys yra nedidelis žemės sklypo plotas. Kai kuriais atvejais išorinio geoterminio šildymo kontūro sutvarkymas atliekamas dar prieš namo statybą visai šalia pamatų.
Su kokiais sunkumais galite susidurti, gavę energijos iš žemės namo šildymui pagal šią schemą?
- Kiekybinis - kokybinis... Vertikaliam išdėstymui greitkelių ilgis yra daug ilgesnis. Tai kompensuoja aukštesnė dirvožemio temperatūra. Norėdami tai padaryti, turite padaryti iki 50 m gylio šulinius, o tai yra sunkus darbas;
- Dirvožemio sudėtis... Akmenuotam gruntui reikia naudoti specialias gręžimo mašinas. Molyje, kad šulinys nesudužtų, montuojamas apsauginis apvalkalas, pagamintas iš gelžbetonio arba storasienio plastiko;
- Sutrikus ar prarandant sandarumą remonto procesas tampa sudėtingesnis... Šiuo atveju galimi ilgalaikiai namų šildymo pertraukimai, norint gauti žemės šiluminę energiją.
Nepaisant didelių pirminių sąnaudų ir sunkumo montuoti, vertikalus greitkelių išdėstymas yra optimalus. Ekspertai pataria naudoti būtent tokią diegimo schemą.
Vertikalios sistemos aušinimo skysčio cirkuliacijai išorinėje grandinėje reikalingi galingi cirkuliaciniai siurbliai.
Geoterminio šildymo organizavimas
Vartotojams vis dar kyla pagrindinis klausimas - ar įmanoma kaimo namo šildymą naudoti pagrindine žemės energija? Tai įmanoma, tačiau tik taikant profesionalų požiūrį visuose etapuose - nuo skaičiavimo iki sistemos diegimo ir testavimo.
Visų pirma reikia pasirinkti tinkamą šilumos siurblį. Atsižvelgiant į didelę jų kainą, pirmiausia turėtumėte atlikti visus išankstinius jo charakteristikų skaičiavimus. Tik šiuo atveju šildant dėl žemės šiluminės energijos bus maksimalus efektyvumo koeficientas. Patikimi gamintojai yra „Buderus“, „Vaillant“ ir „Veissman“. Vidutinė šilumos siurblio kaina už šildymą iš podirvio yra apie 360 tūkstančių rublių, kurių vardinė galia yra 6 kW. Našesni modeliai gali kainuoti daugiau nei 1 milijoną rublių.
Be išlaidų, turite atkreipti dėmesį į medžiagą, skirtą vamzdžių gamybai. Norint sumažinti šilumos nuostolius šildant nuo žemės šiluminės energijos, rekomenduojama naudoti:
- XLPE... Skiriasi maža kaina - optimalus horizontalioms schemoms;
- Nerūdijančio plieno vamzdis... Jis naudojamas šildant žemės šilumine energija, vertikaliai išdėstant išorinę grandinę. Nuo tinklinio polietileno jis gerai skiriasi dėl didelio šilumos laidumo ir mechaninio stiprumo. Trūkumas yra didelė kaina.
Optimizavimui rekomenduojama įrengti išorinius ir vidinius temperatūros jutiklius, taip pat šilumos akumuliatorius. Tai sumažins privačiojo namo žemės šildymo kainą.
Atsižvelgiant į visus šiuos veiksnius, daugeliu atvejų geoterminis šildymas iš žemės energijos įrengiamas kaip papildomas. Laikui bėgant, padidės komponentų kaina ir šilumos siurblių efektyvumas - ir tik tada tokios sistemos gali būti laikomos pagrindinėmis.
Geoterminio šildymo įrengimo privačiame name pavyzdį galite rasti žiūrėdami vaizdo įrašą:
