Jeotermal ısıtma, en umut verici alternatif enerji üretim kaynaklarından biridir. Güneş sistemlerinden farklı olarak, pratik olarak mevsime bağlı değildir. Ama dünyanın ısısını ve enerjisini kullanarak bir evi ısıtmak karlı mı?
Evde jeotermal ısıtma
İlk olarak, termal enerji elde etmenin ilkelerini anlamanız gerekir. Yerin derinliklerine indikçe sıcaklık artışına dayanırlar. İlk bakışta, ısıtma derecesindeki artış ihmal edilebilir. Ancak yeni teknolojilerin ortaya çıkması sayesinde, dünyanın ısısını kullanarak bir evi ısıtmak bir gerçeklik haline geldi.
Jeotermal ısıtmayı organize etmenin ana koşulu, en az 6 ° C'lik bir sıcaklıktır. Bu, orta ve derin toprak katmanları ve su kütleleri için tipiktir. İkincisi, dış sıcaklık göstergesine büyük ölçüde bağlıdır, bu nedenle çok nadiren kullanılırlar. Dünyanın enerjisiyle bir evin ısıtılmasını organize etmek pratik olarak nasıl mümkün olabilir?
Bunu yapmak için farklı teknik özelliklere sahip sıvılarla dolu 3 devre yapmak gerekir:
- Dış... Daha sık antifriz içinde dolaşır. 6 ° C'den düşük olmayan bir sıcaklığa ısıtılması, dünyanın enerjisinden kaynaklanır;
- Isı pompası... Onsuz, dünyanın enerjisinden ısıtma imkansızdır. Bir ısı eşanjörü yardımıyla harici devreden gelen ısı taşıyıcı, enerjisini soğutucu akışkana aktarır. Buharlaşma sıcaklığı 6 °C'nin altındadır. Bundan sonra kompresöre girer, burada sıkıştırmadan sonra sıcaklık 70 ° C'ye yükselir;
- iç kontur... Benzer bir şema, sıkıştırılmış soğutucu akışkandan ısıyı aşma sistemindeki suya aktarmak için kullanılır. Böylece, dünyanın bağırsaklarından ısıtma minimum maliyetle gerçekleşir.
Bariz avantajlara rağmen, bu tür sistemler nadirdir. Bunun nedeni, ekipman satın almanın yüksek maliyetleri ve ısı alımı için harici devrenin organizasyonudur.
Dünyanın ısısından ısıtma hesaplamasını profesyonellere emanet etmek en iyisidir. Tüm sistemin verimliliği, hesaplamaların doğruluğuna bağlı olacaktır.
Isı pompası nasıl çalışır?
Jeotermal ısıtmanın kalbi ısı pompasıdır. Çalışması tüm sistemin verimliliğini doğrudan etkileyen birkaç bileşenden oluşur. Bu nedenle, özel bir evi yerden ısıtmayı planlamadan önce, bu birimin temel özelliklerini bulmanız gerekir.
Bu cihaz karmaşık ekipman kategorisine ait olduğundan, yalnızca fabrika modellerinin satın alınması önerilir. Isı pompası tasarımı aşağıdaki bileşenleri içerir:
- evaporatör... Bu blokta enerji dış devreden aktarılır;
- Kompresör... Soğutucu ortamda yüksek basınç oluşturmak için gerekli;
- Kılcal damar... Soğutucu devresindeki iç basıncı düşürmeye yarar;
- Kontrol sistemi... Yardımı ile özel bir evin yerden ısıtılması düzenlenir - çalışma sıcaklığı rejimi, ısı taşıyıcıların geçiş hızı vb.
Bir ısı pompasının bağımsız imalatındaki ana sorun, ısı kayıplarını azaltmak ve dahili devrenin soğutucu akışkanla çalışmasını normalleştirmektir. Fabrika modelleri üretim aşamasında kurulur ve tasarım, parametrelerinin ayarlanmasına olanak sağlar.
Evi ısıtmak için toprağın ısısının normal bir sıcaklık sağlaması için pompa parametreleri nasıl doğru bir şekilde hesaplanır? Bunu yapmak için, pompanın ısı çıkışını bilmeniz gerekir. Kaba bir hesaplama için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:
Q = (t1-t2) * V
Nerede t1-t2 - giriş ve dönüş borularındaki sıcaklık farkı, ° С,V - tahmini ısı taşıyıcı tüketimi hacmi, m³ / h,S - ısı pompasının nominal gücü, W.
Bu teknik, karmaşık sistemler için uygulanamaz, çünkü içlerinde birçok ek faktör vardır. Özellikle şebekedeki ısı kayıpları. Bu, özellikle zemin yüzeyine mümkün olduğunca yakın çıktığı alanlar için geçerlidir. Isı kayıplarını en aza indirmek için yerden ısıtma borularını yalıtmak gerekir.
Isı pompasının çalışması elektriğe bağlı olduğundan, bir acil durum güç kaynağı ünitesinin kurulması tavsiye edilir.
Jeotermal ısıtma seçenekleri
Toprağın enerjisinin mümkün olduğunca evi ısıtmak için kullanılması için doğru dış devre şemasını seçmeniz gerekir. Aslında, herhangi bir ortam - yeraltı, su veya hava - bir ısı enerjisi kaynağı olabilir. Ancak aynı zamanda, yukarıda belirtildiği gibi hava koşullarındaki mevsimsel değişiklikleri de hesaba katmak önemlidir.
Şu anda, dünyanın ısısını kullanarak bir evi ısıtmak için etkili bir şekilde kullanılan iki tür sistem vardır - yatay ve dikey. Anahtar seçim faktörü arsa alanıdır. Toprak enerjisiyle bir evi ısıtmak için boruların yerleşimi buna bağlıdır.
Buna ek olarak, aşağıdaki faktörler dikkate alınır:
- toprak bileşimi... Kayalık ve tınlı alanlarda otoyol döşemek için dikey şaftlar yapmak zordur;
- Toprak donma seviyesi... Optimum boru derinliğini belirleyecektir;
- Yeraltı suyu konumu... Ne kadar yüksek olursa, jeotermal ısıtma için o kadar iyidir. Bu durumda, sıcaklık, dünyanın enerjisini kullanarak ısıtma için en uygun koşul olan derinlikle artacaktır.
Ayrıca yaz aylarında enerjinin ters transfer olasılığını da bilmeniz gerekir. O zaman özel bir evin yerden ısıtılması çalışmayacak ve fazla ısı evden toprağa aktarılacaktır. Tüm soğutma sistemleri aynı prensibe göre çalışır. Ancak bunun için ek ekipman kurmanız gerekir.
Harici devreyi evden uzakta kurmayı planlayamazsınız. Bu, dünyanın bağırsaklarından ısıtmada ısı kayıplarını artıracaktır.
Yatay jeotermal ısıtma şeması
Dış otoyolları kurmanın en yaygın yolu. Kurulum kolaylığı ve hatalı boru hattı bölümlerini nispeten hızlı bir şekilde değiştirme yeteneği için uygundur.
Bu şemaya göre kurulum için bir kollektör sistemi kullanılır. Bunun için birbirinden minimum 0,3 m mesafede bulunan birkaç kontur yapılır. Isı taşıyıcıyı ısı pompasına daha fazla besleyen bir toplayıcı vasıtasıyla bağlanırlar. Bu, dünyanın ısısından ısıtma için maksimum enerji kaynağı sağlayacaktır.
Ancak aynı zamanda, bir dizi önemli nüansı da dikkate almanız gerekir:
- Kişisel arsanın geniş alanı. Yaklaşık 150 m²'lik bir ev için en az 300 m² olması gerekir;
- Borular, toprak donma seviyesinin altındaki bir derinliğe kadar zorunlu olarak belirlenir;
- İlkbahar taşkınları sırasında toprağın olası hareketi ile karayollarının yer değiştirme olasılığı artar.
Yatay tipte dünyanın ısısından ısıtmanın belirleyici avantajı, bağımsız düzenleme olasılığıdır. Çoğu durumda, bu özel ekipmanın dahil edilmesini gerektirmez.
Maksimum ısı transferi için, yüksek ısı iletkenliğine sahip boruların kullanılması gerekir - ince duvarlı polimer. Ancak aynı zamanda, yerden ısıtma borularını yalıtmanın yollarını da düşünmelisiniz.
Dikey jeotermal ısıtma şeması
Bu, özel bir evi yerden ısıtmayı organize etmenin daha zaman alıcı bir yoludur. Boru hatları özel kuyulara dikey olarak yerleştirilir. Böyle bir planın dikey olandan çok daha verimli olduğunu bilmek önemlidir.
Ana avantajı, harici devredeki su ısıtma derecesini arttırmaktır. Şunlar. borular ne kadar derine yerleştirilirse, evin ısıtılması için gereken toprak ısısı o kadar fazla sisteme girecektir. Diğer bir faktör ise arsanın küçük alanıdır. Bazı durumlarda, harici jeotermal ısıtma devresinin düzenlenmesi, vakfın hemen yakınında evin inşasından önce bile gerçekleştirilir.
Bu şemaya göre bir evi ısıtmak için topraktan enerji elde ederken ne gibi zorluklarla karşılaşabilirsiniz?
- Nicelikten niteliğe... Dikey bir düzenleme için, otoyolların uzunluğu çok daha uzundur. Daha yüksek toprak sıcaklığı ile telafi edilir. Bunu yapmak için, zahmetli bir iş olan 50 m derinliğe kadar kuyular açmanız gerekir;
- toprak bileşimi... Kayalık zeminler için özel delme makineleri kullanılmalıdır. Tınlıda, kuyunun kırılmasını önlemek için betonarme veya kalın duvarlı plastikten yapılmış koruyucu bir kabuk monte edilir;
- Arıza veya sızdırmazlık kaybı durumunda onarım süreci daha karmaşık hale gelir... Bu durumda, dünyanın termal enerjisi için evin ısıtılması işleminde uzun süreli kesintiler mümkündür.
Ancak, yüksek birincil maliyetlere ve kurulumun zahmetine rağmen, otoyolların dikey düzenlemesi en uygunudur. Uzmanlar, böyle bir kurulum şemasının kullanılmasını tavsiye ediyor.
Dikey bir sistemde dış devrede soğutma sıvısının sirkülasyonu için güçlü sirkülasyon pompalarına ihtiyaç vardır.
Jeotermal ısıtma organizasyonu
Tüketicilerin hala asıl sorusu var - bir kır evinin ısıtılmasını dünyanın enerjisiyle ana olarak kullanmak mümkün mü? Bu mümkündür, ancak yalnızca tüm aşamalarda - hesaplamadan sistemin kurulumuna ve test edilmesine kadar profesyonel bir yaklaşımla.
Her şeyden önce, doğru ısı pompasını seçmeniz gerekir. Yüksek maliyetleri göz önüne alındığında, önce özelliklerinin tüm ön hesaplamalarını yapmalısınız. Sadece bu durumda, dünyanın termal enerjisinden kaynaklanan ısıtma, maksimum verimlilik faktörüne sahip olacaktır. Güvenilir üreticiler arasında Buderus, Vaillant ve Veissman bulunur. Yeraltından ısıtma için bir ısı pompasının ortalama maliyeti, nominal gücü 6 kW olan yaklaşık 360 bin ruble. Daha üretken modeller 1 milyon rubleye mal olabilir.
Maliyete ek olarak, boru üretimi için malzemeye de dikkat etmeniz gerekir. Dünyanın termal enerjisinden ısıtmada ısı kayıplarını en aza indirmek için aşağıdakilerin kullanılması önerilir:
- XLPE... Düşük maliyette farklılık gösterir - yatay şemalar için en uygun;
- Paslanmaz çelik boru... Dış devrenin dikey bir düzenlemesi ile dünyanın termal enerjisi ile ısıtmada kullanılır. Yüksek ısı iletkenliği ve mekanik mukavemeti ile çapraz bağlı polietilenden olumlu bir şekilde farklıdır. Dezavantajı yüksek maliyettir.
Optimizasyon için, bir ısı akümülatörünün yanı sıra harici ve dahili sıcaklık sensörlerinin takılması önerilir. Bu, özel bir kara enerjisi evini ısıtmanın maliyetini en aza indirecektir.
Tüm bu faktörler göz önüne alındığında, çoğu durumda, ek olarak dünyanın enerjisinden jeotermal ısıtma kurulur. Zamanla, bileşenlerin maliyeti ve ısı pompalarının verimliliği artacaktır - ve ancak o zaman bu tür sistemler ana sistemler olarak kabul edilebilir.
Özel bir evde jeotermal ısıtma kurulumuna bir örnek, videoyu izleyerek bulunabilir:
