ความร้อนใต้พิภพเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานทางเลือกที่มีแนวโน้มมากที่สุด ไม่เหมือนกับระบบสุริยะ ในทางปฏิบัติไม่ได้ขึ้นอยู่กับฤดูกาล แต่จะสร้างกำไรให้บ้านโดยใช้ความร้อนและพลังงานของโลกหรือไม่?
ความร้อนใต้พิภพที่บ้าน
ขั้นแรก คุณต้องเข้าใจหลักการของการได้รับพลังงานความร้อน สิ่งเหล่านี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเมื่อคุณดำดิ่งลงไปในพื้นดิน เมื่อมองแวบแรก ระดับความร้อนที่เพิ่มขึ้นนั้นเล็กน้อยมาก แต่ต้องขอบคุณเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่ทำให้บ้านร้อนโดยใช้ความร้อนจากโลกกลายเป็นความจริง
เงื่อนไขหลักในการจัดระเบียบความร้อนใต้พิภพคืออุณหภูมิอย่างน้อย 6 ° C นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับดินและแหล่งน้ำชั้นกลางและลึก หลังขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้อุณหภูมิภายนอกอย่างมาก ดังนั้นจึงไม่ค่อยได้ใช้ เป็นไปได้อย่างไรที่จะจัดระเบียบความร้อนของบ้านด้วยพลังงานของโลก?
ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องสร้าง 3 วงจรที่เต็มไปด้วยของเหลวที่มีคุณสมบัติทางเทคนิคต่างกัน:
- ด้านนอก... บ่อยครั้งที่สารป้องกันการแข็งตัวไหลเวียนอยู่ในนั้น ความร้อนที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า 6 ° C เกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของโลก
- ปั๊มความร้อน... หากไม่มีความร้อนจากพลังงานของโลกก็เป็นไปไม่ได้ ตัวพาความร้อนจากวงจรภายนอกด้วยความช่วยเหลือของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนจะถ่ายเทพลังงานไปยังสารทำความเย็น อุณหภูมิการระเหยของมันคือน้อยกว่า 6 ° C หลังจากนั้นจะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งหลังจากการบีบอัดอุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 70 ° C
- คอนทัวร์ด้านใน... รูปแบบที่คล้ายกันนี้ใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนจากสารทำความเย็นที่ถูกบีบอัดไปยังน้ำในระบบการเอาชนะ ดังนั้นความร้อนจากบาดาลของโลกจึงเกิดขึ้นด้วยต้นทุนที่ต่ำที่สุด
แม้จะมีข้อดีที่ชัดเจน แต่ระบบดังกล่าวหายาก นี่เป็นเพราะค่าใช้จ่ายสูงในการซื้ออุปกรณ์และการจัดวงจรภายนอกเพื่อรับความร้อน
เป็นการดีที่สุดที่จะมอบความไว้วางใจในการคำนวณความร้อนจากความร้อนของโลกให้กับผู้เชี่ยวชาญ ประสิทธิภาพของทั้งระบบจะขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการคำนวณ
ปั๊มความร้อนทำงานอย่างไร
หัวใจของความร้อนใต้พิภพคือปั๊มความร้อน ประกอบด้วยองค์ประกอบหลายอย่าง ซึ่งงานดังกล่าวส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของทั้งระบบ ดังนั้นก่อนที่จะวางแผนสร้างบ้านส่วนตัวจากพื้นดินคุณต้องค้นหาลักษณะสำคัญของยูนิตนี้
เนื่องจากอุปกรณ์นี้อยู่ในหมวดหมู่ของอุปกรณ์ที่ซับซ้อน ขอแนะนำให้ซื้อเฉพาะรุ่นโรงงานเท่านั้น การออกแบบปั๊มความร้อนประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้:
- เครื่องระเหย... ในบล็อกนี้ พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากวงจรภายนอก
- คอมเพรสเซอร์... จำเป็นต้องสร้างแรงดันสูงในสภาพแวดล้อมของสารทำความเย็น
- เส้นเลือดฝอย... ทำหน้าที่ลดแรงดันภายในวงจรสารทำความเย็น
- ระบบควบคุม... ด้วยความช่วยเหลือของมันทำให้ความร้อนของบ้านส่วนตัวจากพื้นดินถูกควบคุม - ระบอบอุณหภูมิของการทำงานอัตราการผ่านของตัวพาความร้อน ฯลฯ
ปัญหาหลักในการผลิตปั๊มความร้อนอิสระคือการลดการสูญเสียความร้อนและทำให้การทำงานของวงจรภายในเป็นปกติด้วยสารทำความเย็น โมเดลโรงงานได้รับการติดตั้งในขั้นตอนการผลิต และการออกแบบทำให้สามารถปรับพารามิเตอร์ได้
วิธีการคำนวณพารามิเตอร์ปั๊มอย่างถูกต้องเพื่อให้ความร้อนของโลกเพื่อให้ความร้อนในบ้านมีอุณหภูมิปกติ? ในการทำเช่นนี้ คุณจำเป็นต้องรู้ความร้อนที่ส่งออกของปั๊ม สำหรับการคำนวณคร่าวๆ คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้:
Q = (t1-t2) * V
ที่ไหน t1-t2 - ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ท่อทางเข้าและท่อส่งกลับ, ° C,วี - ปริมาณการใช้ตัวพาความร้อนโดยประมาณ m³ / hคิว - กำลังไฟของปั๊มความร้อน W.
เทคนิคนี้ใช้ไม่ได้กับระบบที่ซับซ้อน เนื่องจากมีปัจจัยเพิ่มเติมหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสูญเสียความร้อนบนแหล่งจ่ายไฟหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณที่ยื่นออกมาใกล้กับพื้นผิวดินมากที่สุด เพื่อลดการสูญเสียความร้อน จำเป็นต้องหุ้มฉนวนท่อความร้อนในพื้นดิน
เนื่องจากการทำงานของปั๊มความร้อนขึ้นอยู่กับไฟฟ้า ขอแนะนำให้ติดตั้งหน่วยจ่ายไฟฉุกเฉิน
ตัวเลือกความร้อนใต้พิภพ
เพื่อให้พลังงานของโลกถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านมากที่สุด คุณต้องเลือกแผนภาพวงจรภายนอกที่เหมาะสม อันที่จริง สื่อใด ๆ - ใต้ดิน น้ำ หรืออากาศ - สามารถเป็นแหล่งพลังงานความร้อน แต่ในขณะเดียวกัน สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของสภาพอากาศดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น
ปัจจุบัน มีระบบสองประเภทที่ใช้อย่างมีประสิทธิภาพในการให้ความร้อนแก่บ้านโดยใช้ความร้อนของโลก - แนวนอนและแนวตั้ง ปัจจัยในการคัดเลือกที่สำคัญคือพื้นที่ของแปลงที่ดิน เลย์เอาต์ของท่อเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านด้วยพลังงานของโลกขึ้นอยู่กับสิ่งนี้
นอกจากนี้ยังคำนึงถึงปัจจัยต่อไปนี้:
- องค์ประกอบของดิน... ในพื้นที่ที่เป็นหินและดินร่วนปน เป็นการยากที่จะสร้างเพลาแนวตั้งสำหรับวางทางหลวง
- ระดับการแช่แข็งของดิน... เขาจะกำหนดความลึกของท่อที่เหมาะสม
- ที่ตั้งของน้ำบาดาล... ยิ่งสูงก็ยิ่งดีสำหรับการให้ความร้อนใต้พิภพ ในกรณีนี้ อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นตามความลึก ซึ่งเป็นสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการให้ความร้อนโดยใช้พลังงานจากดิน
คุณต้องรู้เกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการถ่ายโอนพลังงานแบบย้อนกลับในช่วงฤดูร้อน จากนั้นความร้อนของบ้านส่วนตัวจากพื้นดินจะไม่ทำงานและความร้อนส่วนเกินจะถ่ายเทจากบ้านสู่ดิน ระบบทำความเย็นทั้งหมดทำงานบนหลักการเดียวกัน แต่สำหรับสิ่งนี้ คุณต้องติดตั้งอุปกรณ์เพิ่มเติม
เป็นไปไม่ได้ที่จะวางแผนการติดตั้งวงจรภายนอกในระยะห่างจากบ้าน สิ่งนี้จะเพิ่มการสูญเสียความร้อนในการให้ความร้อนจากลำไส้ของโลก
รูปแบบความร้อนใต้พิภพแนวนอน
วิธีทั่วไปในการติดตั้งทางหลวงภายนอก สะดวกสำหรับติดตั้งง่ายและความสามารถในการเปลี่ยนส่วนไปป์ไลน์ที่ผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว
สำหรับการติดตั้งตามโครงร่างนี้จะใช้ระบบตัวรวบรวม ด้วยเหตุนี้จึงมีการสร้างรูปทรงหลายแบบโดยอยู่ห่างจากกันอย่างน้อย 0.3 ม. พวกเขาเชื่อมต่อกันโดยใช้ตัวสะสมซึ่งส่งตัวพาความร้อนไปยังปั๊มความร้อน นี้จะให้พลังงานสูงสุดเพื่อให้ความร้อนจากความร้อนของโลก
แต่ในขณะเดียวกัน คุณต้องคำนึงถึงความแตกต่างที่สำคัญหลายประการ:
- พื้นที่ขนาดใหญ่ของพล็อตส่วนตัว สำหรับบ้านประมาณ 150 ตร.ม. ต้องมีอย่างน้อย 300 ตร.ม.
- ท่อถูกกำหนดให้มีความลึกต่ำกว่าระดับการแช่แข็งของดิน
- ด้วยการเคลื่อนที่ของดินในช่วงที่เกิดน้ำท่วมในฤดูใบไม้ผลิ โอกาสในการเคลื่อนตัวของทางหลวงจึงเพิ่มขึ้น
ข้อได้เปรียบที่กำหนดของการให้ความร้อนจากความร้อนของโลกในประเภทแนวนอนคือความเป็นไปได้ของการจัดเรียงที่เป็นอิสระ ในกรณีส่วนใหญ่ ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์พิเศษเข้ามาเกี่ยวข้อง
เพื่อการถ่ายเทความร้อนสูงสุด จำเป็นต้องใช้ท่อที่มีค่าการนำความร้อนสูง - โพลีเมอร์ผนังบาง แต่ในขณะเดียวกัน คุณควรพิจารณาวิธีฉนวนท่อความร้อนในพื้นดิน
รูปแบบความร้อนใต้พิภพแนวตั้ง
นี่เป็นวิธีที่ใช้เวลานานกว่าในการจัดระบบทำความร้อนในบ้านส่วนตัวจากพื้นดิน ท่อวางในแนวตั้งในหลุมพิเศษ สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่ารูปแบบดังกล่าวมีประสิทธิภาพมากกว่าแบบแนวตั้ง
ข้อได้เปรียบหลักคือการเพิ่มระดับความร้อนของน้ำในวงจรภายนอก เหล่านั้น ยิ่งวางท่อไว้ลึกเท่าไร ปริมาณความร้อนจากดินสำหรับให้ความร้อนในบ้านก็จะเข้าสู่ระบบมากขึ้นเท่านั้น อีกปัจจัยหนึ่งคือพื้นที่ขนาดเล็กของแปลงที่ดิน ในบางกรณี การจัดเรียงวงจรภายนอกของความร้อนใต้พิภพจะดำเนินการแม้กระทั่งก่อนการก่อสร้างบ้านในบริเวณใกล้เคียงกับฐานราก
คุณสามารถประสบปัญหาอะไรได้บ้างเมื่อได้รับพลังงานจากโลกเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านตามโครงการนี้
- เชิงปริมาณถึงเชิงคุณภาพ... สำหรับการจัดเรียงในแนวตั้ง ความยาวของทางหลวงจะยาวกว่ามาก มันถูกชดเชยด้วยอุณหภูมิดินที่สูงขึ้น ในการทำเช่นนี้คุณต้องสร้างบ่อน้ำลึกถึง 50 เมตรซึ่งเป็นงานที่ลำบาก
- องค์ประกอบของดิน... สำหรับพื้นหินต้องใช้เครื่องเจาะแบบพิเศษ ในดินร่วนเพื่อป้องกันการแตกของบ่อน้ำมีการติดตั้งเปลือกป้องกันที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กหรือพลาสติกที่มีผนังหนา
- ในกรณีที่เครื่องทำงานผิดปกติหรือสูญเสียความรัดกุม กระบวนการซ่อมแซมจะซับซ้อนมากขึ้น... ในกรณีนี้อาจเกิดการหยุดชะงักในระยะยาวในการให้ความร้อนแก่บ้านสำหรับพลังงานความร้อนของโลก
แต่ถึงแม้จะมีต้นทุนหลักที่สูงและความลำบากในการติดตั้ง แต่การจัดวางทางหลวงในแนวตั้งนั้นเหมาะสมที่สุด ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ใช้รูปแบบการติดตั้งดังกล่าว
สำหรับการหมุนเวียนของสารหล่อเย็นในวงจรภายนอกในระบบแนวตั้ง จำเป็นต้องมีปั๊มหมุนเวียนที่ทรงพลัง
องค์กรความร้อนใต้พิภพ
ผู้บริโภคยังคงมีคำถามหลัก - เป็นไปได้ไหมที่จะใช้เครื่องทำความร้อนของบ้านในชนบทที่มีพลังงานจากดินเป็นหลัก? สิ่งนี้เป็นไปได้ แต่ต้องใช้วิธีการแบบมืออาชีพในทุกขั้นตอนเท่านั้น ตั้งแต่การคำนวณจนถึงการติดตั้งและการทดสอบระบบ
ก่อนอื่นคุณต้องเลือกปั๊มความร้อนที่เหมาะสม เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง คุณควรทำการคำนวณคุณลักษณะเบื้องต้นทั้งหมดก่อน ในกรณีนี้ ความร้อนจากพลังงานความร้อนของโลกจะมีปัจจัยด้านประสิทธิภาพสูงสุดเท่านั้น ผู้ผลิตที่เชื่อถือได้ ได้แก่ Buderus, Vaillant และ Veissman ค่าใช้จ่ายเฉลี่ยของปั๊มความร้อนเพื่อให้ความร้อนจากดินใต้ผิวดินอยู่ที่ประมาณ 360,000 รูเบิลด้วยกำลังไฟ 6 กิโลวัตต์ โมเดลที่มีประสิทธิผลมากขึ้นอาจมีราคามากกว่า 1 ล้านรูเบิล
นอกจากต้นทุนแล้ว คุณต้องใส่ใจกับวัสดุสำหรับการผลิตท่อด้วย เพื่อลดการสูญเสียความร้อนจากความร้อนจากพลังงานความร้อนของโลก ขอแนะนำให้ใช้สิ่งต่อไปนี้:
- XLPE... แตกต่างกันในราคาประหยัด - เหมาะสมที่สุดสำหรับโครงร่างแนวนอน
- ท่อสแตนเลส... ใช้ในการให้ความร้อนด้วยพลังงานความร้อนของโลกโดยมีการจัดเรียงตามแนวตั้งของวงจรภายนอก มันแตกต่างจากพอลิเอทิลีนแบบเชื่อมขวางในเกณฑ์ดีในด้านการนำความร้อนสูงและความแข็งแรงเชิงกล ข้อเสียคือค่าใช้จ่ายสูง
เพื่อการเพิ่มประสิทธิภาพ ขอแนะนำให้ติดตั้งเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายนอกและภายใน รวมทั้งตัวสะสมความร้อน สิ่งนี้จะลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนบ้านส่วนตัวของพลังงานที่ดิน
เมื่อพิจารณาจากปัจจัยเหล่านี้แล้ว ในกรณีส่วนใหญ่ ความร้อนใต้พิภพจากพลังงานของโลกได้รับการติดตั้งเพิ่มเติม เมื่อเวลาผ่านไป ต้นทุนของส่วนประกอบและประสิทธิภาพของปั๊มความร้อนจะเพิ่มขึ้น และจากนั้นระบบดังกล่าวจะถือเป็นระบบหลักเท่านั้น
ตัวอย่างการติดตั้งความร้อนใต้พิภพในบ้านส่วนตัวสามารถดูได้จากการดูวิดีโอ:
