Ģeotermālā apkure ir viens no daudzsološākajiem alternatīvajiem enerģijas ražošanas avotiem. Atšķirībā no Saules sistēmām tas praktiski nav atkarīgs no sezonas. Bet vai ir izdevīgi sildīt māju, izmantojot zemes siltumu un enerģiju?
Ģeotermiskā apkure mājās
Pirmkārt, jums ir jāsaprot siltumenerģijas iegūšanas principi. To pamatā ir temperatūras paaugstināšanās, dodoties dziļāk zemē. No pirmā acu uzmetiena sildīšanas pakāpes pieaugums ir nenozīmīgs. Bet pateicoties jauno tehnoloģiju parādīšanās, mājas apkure, izmantojot zemes siltumu, ir kļuvusi par realitāti.
Ģeotermiskās apkures organizēšanas galvenais nosacījums ir vismaz 6 ° C temperatūra. Tas ir raksturīgi vidējiem un dziļiem augsnes un ūdenstilpju slāņiem. Pēdējie ir ļoti atkarīgi no ārējā temperatūras indikatora, tāpēc tos lieto ārkārtīgi reti. Kā praktiski ir iespējams organizēt mājas apkuri ar zemes enerģiju?
Lai to izdarītu, ir jāizveido 3 ķēdes, kas piepildītas ar šķidrumiem ar dažādiem tehniskiem parametriem:
- Ārējais... Biežāk tajā cirkulē antifrīzs. Tās sasilšana līdz temperatūrai, kas nav zemāka par 6 ° С, notiek zemes enerģijas dēļ;
- Siltumsūknis... Bez tā apkure no zemes enerģijas nav iespējama. Siltuma nesējs no ārējās ķēdes ar siltummaini palīdzību pārnes savu enerģiju dzesētājvielai. Tā iztvaikošanas temperatūra ir mazāka par 6 ° C. Pēc tam tas nonāk kompresorā, kur pēc saspiešanas temperatūra paaugstinās līdz 70 ° C;
- Iekšējā kontūra... Līdzīgu shēmu izmanto siltuma pārnešanai no saspiesta dzesētāja uz ūdeni pārvarēšanas sistēmā. Tādējādi apkure no zemes zarnas notiek ar minimālām izmaksām.
Neskatoties uz skaidrām priekšrocībām, šādas sistēmas ir reti sastopamas. Tas ir saistīts ar augstajām aprīkojuma iegādes izmaksām un ārējās ķēdes organizēšanu siltuma uzņemšanai.
Vislabāk ir uzticēt siltuma aprēķināšanu no zemes siltuma profesionāļiem. No aprēķinu pareizības būs atkarīga visas sistēmas efektivitāte.
Kā darbojas siltumsūknis
Ģeotermiskās apkures sirds ir siltumsūknis. Tas sastāv no vairākām sastāvdaļām, kuru darbs tieši ietekmē visas sistēmas efektivitāti. Tāpēc, pirms plānojat privātmājas apkuri no zemes, jums jānoskaidro šīs vienības galvenās īpašības.
Tā kā šī ierīce pieder sarežģītas iekārtas kategorijai, ieteicams iegādāties tikai rūpnīcas modeļus. Siltumsūkņa konstrukcijā ietilpst šādi komponenti:
- Iztvaicētājs... Šajā blokā enerģija tiek pārnesta no ārējās ķēdes;
- Kompresors... Nepieciešams, lai radītu augstu spiedienu dzesētāja vidē;
- Kapilārs... Tas kalpo iekšējā spiediena samazināšanai dzesētāja kontūrā;
- Kontroles sistēma... Ar tās palīdzību tiek regulēta privātmājas apkure no zemes - darbības temperatūras režīms, siltumnesēju pārejas ātrums utt.
Galvenā siltumsūkņa neatkarīgās ražošanas problēma ir samazināt siltuma zudumus un normalizēt iekšējās ķēdes darbību ar dzesēšanas šķidrumu. Rūpnīcas modeļi ir izveidoti ražošanas posmā, un dizains paredz iespēju pielāgot tā parametrus.
Kā pareizi aprēķināt sūkņa parametrus, lai zemes siltums mājas apkurei nodrošinātu normālu temperatūru? Lai to izdarītu, jums jāzina sūkņa siltuma jauda. Lai veiktu aptuvenu aprēķinu, varat izmantot šādu formulu:
Q = (t1-t2) * V
Kur t1-t2 - temperatūras starpība ieplūdes un atgriešanas caurulēs, ° С,V - aprēķinātais siltumnesēja patēriņa apjoms, m³ / h,J - siltumsūkņa nominālā jauda, W.
Šis paņēmiens nav piemērojams sarežģītām sistēmām, jo tajās ir daudz papildu faktoru. Jo īpaši siltuma zudumi elektrotīklā. Tas jo īpaši attiecas uz tām vietām, kur tas iznāk pēc iespējas tuvāk zemes virsmai. Lai samazinātu siltuma zudumus, ir nepieciešams siltināt siltumapgādes caurules zemē.
Tā kā siltumsūkņa darbība ir atkarīga no elektrības, ieteicams uzstādīt avārijas barošanas bloku.
Ģeotermiskās apkures iespējas
Lai zemes enerģija pēc iespējas vairāk tiktu izmantota mājas apsildīšanai, jums jāizvēlas pareizā ārējās ķēdes shēma. Faktiski jebkura vide - pazeme, ūdens vai gaiss - var būt siltuma enerģijas avots. Bet tajā pašā laikā ir svarīgi ņemt vērā sezonālās laika apstākļu izmaiņas, kā minēts iepriekš.
Pašlaik ir divu veidu sistēmas, kuras efektīvi izmanto mājas apsildīšanai, izmantojot zemes siltumu - horizontālas un vertikālas. Galvenais izvēles faktors ir zemes gabala platība. No tā ir atkarīgs cauruļu izvietojums mājas apsildīšanai ar zemes enerģiju.
Papildus tam tiek ņemti vērā šādi faktori:
- Augsnes sastāvs... Akmeņainos un smilšmālajos apgabalos ir grūti izgatavot vertikālas šahtas šoseju ieklāšanai;
- Augsnes sasalšanas līmenis... Viņš noteiks optimālo caurules dziļumu;
- Gruntsūdeņu atrašanās vieta... Jo augstāki tie ir, jo labāk ir ģeotermālajai apkurei. Šajā gadījumā temperatūra palielināsies līdz ar dziļumu, kas ir optimālais nosacījums apkurei, izmantojot zemes enerģiju.
Jums jāzina arī par enerģijas apgrieztās pārsūtīšanas iespēju vasarā. Tad privātmājas apkure no zemes nedarbosies, un siltuma pārpalikums pāriet no mājas uz augsni. Visas saldēšanas sistēmas darbojas pēc viena principa. Bet tam jums jāinstalē papildu aprīkojums.
Attāluma attālumā no mājām nav iespējams plānot ārējās ķēdes uzstādīšanu. Tas palielinās siltuma zudumus apkurei no zemes.
Horizontālās ģeotermālās apkures shēma
Visizplatītākais veids, kā uzstādīt ārējās automaģistrāles. Tas ir ērti ar tā uzstādīšanas vieglumu un iespēju salīdzinoši ātri nomainīt bojātos cauruļvadu posmus.
Uzstādīšanai saskaņā ar šo shēmu tiek izmantota kolektoru sistēma. Šim nolūkam tiek izveidotas vairākas kontūras, kas atrodas vismaz 0,3 m attālumā viena no otras. Tie ir savienoti, izmantojot kolektoru, kas siltumnesēju piegādā tālāk siltumsūknim. Tas nodrošinās maksimālu enerģijas padevi apkurei no zemes siltuma.
Bet tajā pašā laikā jums jāņem vērā vairākas svarīgas nianses:
- Liela personīgā zemes gabala platība. Apmēram 150 m² lielai mājai jābūt vismaz 300 m² lielai;
- Caurules obligāti nosaka līdz dziļumam zem augsnes sasalšanas līmeņa;
- Ar iespējamo augsnes kustību pavasara plūdu laikā palielinās lielceļu pārvietošanās varbūtība.
Noteiktā priekšrocība, ko sniedz apkure no horizontālā tipa zemes siltuma, ir neatkarīgas vienošanās iespēja. Vairumā gadījumu tas neprasa īpaša aprīkojuma iesaisti.
Lai panāktu maksimālu siltuma pārnesi, ir jāizmanto caurules ar augstu siltuma vadītspēju - plānu sienu polimērs. Bet tajā pašā laikā jums vajadzētu apsvērt veidus, kā siltināt cauruļvadus zemē.
Vertikālās ģeotermālās apkures shēma
Tas ir laikietilpīgāks veids, kā organizēt privātmājas apsildīšanu no zemes. Cauruļvadus vertikāli ievieto īpašās akās. Ir svarīgi zināt, ka šāda shēma ir daudz efektīvāka nekā vertikāla.
Tās galvenā priekšrocība ir palielināt ūdens sildīšanas pakāpi ārējā kontūrā. Tie. jo dziļāk atrodas caurules, jo vairāk zemes siltuma daudzums mājas apkurei iekļūs sistēmā. Vēl viens faktors ir neliela zemes gabala platība. Dažos gadījumos ģeotermālās apkures ārējās ķēdes sakārtošana tiek veikta pat pirms mājas celtniecības pamatu tiešā tuvumā.
Ar kādām grūtībām jūs varat saskarties, iegūstot no zemes enerģiju mājas apsildīšanai saskaņā ar šo shēmu?
- Kvantitatīvs līdz kvalitatīvs... Vertikālam izvietojumam šoseju garums ir daudz lielāks. To kompensē augstāka augsnes temperatūra. Lai to izdarītu, jums jāizveido akas līdz 50 m dziļumam, kas ir darbietilpīgs darbs;
- Augsnes sastāvs... Akmeņainai augsnei ir jāizmanto īpašas urbjmašīnas. Mālsmēslā, lai novērstu akas saplīšanu, tiek uzstādīts aizsargājošs apvalks, kas izgatavots no dzelzsbetona vai biezu sienu plastmasas;
- Nepareizas darbības vai hermētiskuma zuduma gadījumā remonta process kļūst sarežģītāks... Šajā gadījumā ir iespējami ilgtermiņa pārtraukumi mājas apkures darbībā zemes siltuma enerģijai.
Neskatoties uz augstajām primārajām izmaksām un uzstādīšanas darbietilpību, šoseju vertikālais izvietojums ir optimāls. Eksperti iesaka izmantot tieši šādu instalācijas shēmu.
Dzesēšanas šķidruma cirkulācijai ārējā ķēdē vertikālā sistēmā ir nepieciešami jaudīgi cirkulācijas sūkņi.
Ģeotermiskās apkures organizēšana
Patērētājiem joprojām ir galvenais jautājums - vai ir iespējams izmantot lauku mājas apkuri ar zemes enerģiju kā galveno? Tas ir iespējams, bet tikai ar profesionālu pieeju visos posmos - sākot no aprēķināšanas līdz sistēmas uzstādīšanai un testēšanai.
Pirmkārt, jums jāizvēlas pareizais siltumsūknis. Ņemot vērā to augstās izmaksas, vispirms jāveic visi sākotnējie tā raksturlielumu aprēķini. Tikai šajā gadījumā apkurei zemes siltumenerģijas dēļ būs maksimālais efektivitātes koeficients. Uzticamu ražotāju vidū ir Buderus, Vaillant un Veissman. Vidējās siltumsūkņa izmaksas apkurei no zemes dzīlēm ir aptuveni 360 tūkstoši rubļu ar nominālo jaudu 6 kW. Produktīvāki modeļi var maksāt vairāk nekā 1 miljonu rubļu.
Papildus izmaksām jums jāpievērš uzmanība cauruļu izgatavošanas materiālam. Lai samazinātu siltuma zudumus apkurei no zemes siltumenerģijas, ieteicams izmantot:
- XLPE... Atšķiras ar zemām izmaksām - optimāli horizontālām shēmām;
- Nerūsējošā tērauda caurule... To izmanto apkurei ar zemes siltumenerģiju ar ārējās ķēdes vertikālu izvietojumu. No šķērssaistītā polietilēna tas labvēlīgi atšķiras ar augstu siltuma vadītspēju un mehānisko izturību. Trūkums ir augstās izmaksas.
Optimizācijai ieteicams uzstādīt ārējos un iekšējos temperatūras sensorus, kā arī siltuma akumulatoru. Tas samazinās privātmājas siltumenerģijas apkures izmaksas.
Ņemot vērā visus šos faktorus, vairumā gadījumu ģeotermālā apkure no zemes enerģijas tiek uzstādīta kā papildu. Laika gaitā komponentu izmaksas un siltumsūkņu efektivitāte pieaugs - un tikai tad šādas sistēmas var uzskatīt par galvenajām.
Ģeotermālās apkures uzstādīšanas piemēru privātmājā var atrast, skatoties videoklipu:
