Η γεωθερμική θέρμανση είναι μία από τις πιο ελπιδοφόρες από τον συνολικό αριθμό εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Σε αντίθεση με τα ηλιακά συστήματα, είναι πρακτικά ανεξάρτητο από την εποχή του χρόνου. Αλλά η θέρμανση ενός σπιτιού είναι ευεργετική λόγω της θερμότητας και της ενέργειας της γης;
Γεωθερμική οικιακή θέρμανση
Πρώτα πρέπει να κατανοήσετε τις αρχές απόκτησης θερμικής ενέργειας. Βασίζονται σε αύξηση της θερμοκρασίας όταν βαθαίνουν βαθιά στη γη. Με την πρώτη ματιά, η αύξηση του βαθμού θέρμανσης είναι ασήμαντη. Αλλά χάρη στην έλευση των νέων τεχνολογιών, η θέρμανση στο σπίτι λόγω της θερμότητας 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 δείκτη εξωτερικής θερμοκρασίας, επομένως, σπάνια χρησιμοποιούνται. Πώς μπορεί να είναι πρακτικά δυνατό να ρυθμιστεί η θέρμανση ενός σπιτιού με γήινη ενέργεια;
Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να φτιάξετε 3 κυκλώματα γεμάτα με υγρά με διαφορετικά τεχνικά χαρακτηριστικά:
- Εξωτερικός. Πιο συχνά κυκλοφορεί το αντιψυκτικό. Η θέρμανση του σε θερμοκρασία τουλάχιστον 6 ° C οφείλεται στην ενέργεια της γης.
- Αντλία θερμότητας. Χωρίς αυτήν, η θέρμανση λόγω της ενέργειας της γης είναι αδύνατη. Το ψυκτικό από το εξωτερικό κύκλωμα μεταφέρει την ενέργειά του στο ψυκτικό χρησιμοποιώντας έναν εναλλάκτη θερμότητας. 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. Σύμφωνα με ένα παρόμοιο σχήμα, η θερμότητα μεταφέρεται από το συμπιεσμένο ψυκτικό στο νερό στο σύστημα ψησίματος. Έτσι, η θέρμανση γίνεται από τα έντερα της γης με ελάχιστο κόστος.
Παρά τα προφανή πλεονεκτήματα, τέτοια συστήματα σπάνια μπορούν να βρεθούν. Αυτό σχετίζεται με το υψηλό κόστος για την αγορά εξοπλισμού και την οργάνωση του εξωτερικού κυκλώματος της εισαγωγής 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.
Η αρχή της λειτουργίας της αντλίας θερμότητας
Η «καρδιά» της γεωθερμικής θέρμανσης είναι η αντλία θερμότητας. Αποτελείται από πολλά στοιχεία, η λειτουργία των οποίων επηρεάζει άμεσα τον δείκτη απόδοσης ολόκληρου του συστήματος. Επομένως, πριν σχεδιάσετε τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος - πρέπει να μάθετε τα κύρια χαρακτηριστικά αυτού του ιστότοπου.
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. Είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί υψηλή πίεση στο ψυκτικό μέσο.
- Τριχοειδής. Χρησιμεύει στη μείωση της εσωτερικής πίεσης στο κύκλωμα ψυκτικού.
- Σύστημα ελέγχου. Με τη βοήθειά του, ρυθμίζεται η θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος - ο τρόπος λειτουργίας της θερμοκρασίας, η ταχύτητα διέλευσης ψυκτικών, κ.λπ.
Το κύριο πρόβλημα στην αυτοπαραγωγή μιας αντλίας θερμότητας είναι η μείωση της απώλειας θερμότητας και η ομαλοποίηση της λειτουργίας του εσωτερικού κυκλώματος με ψυκτικό. Τα εργοστασιακά μοντέλα έχουν δημιουργηθεί στο στάδιο 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, μάθετε τη θερμική ισχύ της αντλίας. Για κατά προσέγγιση υπολογισμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο:
Q = (t1-t2) * V
Οπου t1-t2 - η διαφορά θερμοκρασίας στο σωλήνα εισόδου και επιστροφής, ° C,Β - εκτιμώμενος ρυθμός ροής του ψυκτικού, m³ / h,Ερ - ονομαστική ισχύς της αντλίας θερμότητας, βατ.
Αυτή η τεχνική δεν ισχύει για πολύπλοκα συστήματα, καθώς υπάρχουν πολλοί επιπλέον παράγοντες. Συγκεκριμένα, οι απώλειες θερμότητας στον αυτοκινητόδρομο. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις περιοχές όπου βγαίνει όσο το δυνατόν πιο κοντά στην επιφάνεια του εδάφους. Για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια θερμότητας, θερμάνετε τους σωλήνες θέρμανσης στο έδαφος.
Δεδομένου ότι η λειτουργία της αντλίας θερμότητας εξαρτάται από την ηλεκτρική ενέργεια, συνιστάται η εγκατάσταση ηλεκτρικού ρεύματος 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 μπορεί να είναι πηγή θερμικής ενέργειας - υπόγεια, νερό ή αέρα. Αλλά είναι σημαντικό να ληφθούν υπόψη οι εποχιακές αλλαγές στις καιρικές συνθήκες, όπως συζητήθηκε παραπάνω.
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων που χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά για τη θέρμανση ενός σπιτιού λόγω της θερμότητας της γης - οριζόντια και κατακόρυφα. Ο βασικός παράγοντας επιλογής είναι το μέγεθος της γης. Η διάταξη των σωλήνων για τη θέρμανση ενός σπιτιού με ενέργεια γης εξαρτάται από αυτό.
Εκτός από αυτό, λαμβάνονται υπόψη τέτοιοι παράγοντες:
- Σύνθεση εδάφους. Σε βραχώδη και αργιλώδη είναι δύσκολο να φτιάξετε κάθετους κορμούς για την τοποθέτηση αυτοκινητόδρομων.
- Κατάψυξη εδάφους. Θα καθορίσει το βέλτιστο βάθος του σωλήνα.
- Τοποθεσία υπόγειων υδάτων. Όσο υψηλότερα είναι, τόσο καλύτερο για τη γεωθερμική θέρμανση. Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμοκρασία θα αυξηθεί με βάθος, που είναι η βέλτιστη κατάσταση για θέρμανση λόγω της ενέργειας της γης.
Πρέπει επίσης να γνωρίζετε για τη δυνατότητα αντίστροφης μεταφοράς ενέργειας το καλοκαίρι. Στη συνέχεια, η θέρμανση ενός ιδιωτικού σπιτιού από το έδαφος δεν θα λειτουργήσει και η υπερβολική θερμότητα θα περάσει από το σπίτι στο έδαφος. Όλα τα συστήματα ψύξης λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο. Αλλά για αυτό είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε επιπλέον εξοπλισμό.
Δεν μπορείτε να σχεδιάσετε να εγκαταστήσετε ένα εξωτερικό κύκλωμα μακριά από το σπίτι. Αυτό θα αυξήσει την απώλεια θερμότητας κατά τη θέρμανση από τα έντερα της γης.
Οριζόντιο σχήμα γεωθερμικής θέρμανσης
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για την εγκατάσταση εξωτερικών αυτοκινητοδρόμων. Είναι βολικό για ευκολία εγκατάστασης και δυνατότητα γρήγορης αντικατάστασης ελαττωματικών τμημάτων του αγωγού.
Για εγκατάσταση σύμφωνα με αυτό το σχήμα, χρησιμοποιείται σύστημα συλλογής. Για να γίνει αυτό, αρκετά κυκλώματα βρίσκονται σε ελάχιστη απόσταση 0,3 m μεταξύ τους. Συνδέονται μέσω ενός συλλέκτη, ο οποίος τροφοδοτεί το ψυκτικό περαιτέρω στην αντλία θερμότητας. Αυτό θα εξασφαλίσει τη μέγιστη ενεργειακή είσοδο στη θέρμανση από τη θερμότητα της γης.
Ταυτόχρονα, πρέπει να ληφθούν υπόψη ορισμένες σημαντικές αποχρώσεις:
- Μεγάλη έκταση του οικοπέδου. Για μια κατοικία περίπου 150 m², πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 m².
- Οι σωλήνες είναι αναγκαστικά εσοχές σε βάθος κάτω από το επίπεδο κατάψυξης του εδάφους.
- Με πιθανή κίνηση του εδάφους κατά τις πλημμύρες της άνοιξης, αυξάνεται η πιθανότητα μετατόπισης αυτοκινητοδρόμων.
Το καθοριστικό πλεονέκτημα της θέρμανσης από τη θερμότητα της γης οριζόντιου τύπου είναι η δυνατότητα αυτοδιάθεσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό δεν απαιτεί τη συμμετοχή ειδικού εξοπλισμού.
Για μέγιστη μεταφορά θερμότητας, πρέπει να χρησιμοποιήσετε σωλήνες με υψηλή θερμική αγωγιμότητα - πολυμερές λεπτού τοιχώματος. Ταυτόχρονα, θα πρέπει να εξεταστούν τρόποι θέρμανσης των σωλήνων θέρμανσης στο έδαφος.
Κάθετη γεωθερμική θέρμανση
Αυτός είναι ένας πιο επίπονος τρόπος οργάνωσης θέρμανσης ιδιωτικής κατοικίας από το έδαφος. Οι αγωγοί βρίσκονται κάθετα σε ειδικά πηγάδια. 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 είναι η ποσότητα θερμότητας γης για θέρμανση του σπιτιού που θα εισέλθει στο σύστημα. Ένας άλλος παράγοντας είναι η μικρή έκταση της γης. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διάταξη του εξωτερικού γεωθερμικού κυκλώματος θέρμανσης πραγματοποιείται ακόμη και πριν από την κατασκευή του σπιτιού σε άμεση γειτνίαση με το ίδρυμα.
Τι δυσκολίες μπορεί να αντιμετωπίσει κάποιος στην απόκτηση της ενέργειας της γης για τη θέρμανση ενός σπιτιού σύμφωνα με αυτό το σχέδιο;
- Ποσοτικά έως ποιοτικά. Για κάθετη διάταξη, το μήκος των γραμμών είναι πολύ υψηλότερο. 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, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ειδικά μηχανήματα διάτρησης. Στον πηλό για να αποφευχθεί η απόρριψη του πηγαδιού, τοποθετείται προστατευτικό κέλυφος από οπλισμένο σκυρόδεμα ή πλαστικό με πυκνά τοιχώματα.
- Σε περίπτωση δυσλειτουργιών ή απώλειας στεγανότητας η διαδικασία επισκευής είναι περίπλοκη. Σε αυτήν την περίπτωση, ενδέχεται να υπάρχουν μακροπρόθεσμες δυσλειτουργίες στο έργο της θέρμανσης του σπιτιού για τη θερμική ενέργεια της γης.
Ωστόσο, παρά το μεγάλο αρχικό κόστος και την πολυπλοκότητα της εγκατάστασης, η κατακόρυφη διάταξη των γραμμών 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 δυνατή η χρήση της κύριας θέρμανσης ενός εξοχικού σπιτιού με την ενέργεια της γης; 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. Μεταξύ των αξιόπιστων κατασκευαστών είναι οι 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 περισσότερα από 1 εκατομμύριο ρούβλια.
Εκτός από το κόστος, πρέπει να δώσετε προσοχή στο υλικό κατασκευής σωλήνων. Για να ελαχιστοποιήσετε την απώλεια θερμότητας κατά τη θέρμανση από τη θερμική ενέργεια της γης, συνιστάται να χρησιμοποιήσετε τα ακόλουθα:
- Διασταυρούμενο πολυαιθυλένιο. Διαφέρει σε χαμηλό κόστος - είναι ιδανικό για οριζόντια σχήματα.
- Σωλήνας από ανοξείδωτο ατσάλι. Χρησιμοποιείται στη θέρμανση χρησιμοποιώντας τη θερμική ενέργεια της γης με κάθετη διάταξη του εξωτερικού κυκλώματος. Συγκρίνεται ευνοϊκά με διασταυρούμενο πολυαιθυλένιο με υψηλή θερμική αγωγιμότητα και μηχανική 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 ενέργειας οικίας.
Δεδομένων όλων αυτών των παραγόντων, μέχρι στιγμής στις περισσότερες περιπτώσεις εγκαθιστούν γεωθερμική θέρμανση από την ενέργεια της γης ως επιπλέον. Με την πάροδο του χρόνου, το κόστος των εξαρτημάτων και η αποδοτικότητα των αντλιών θερμότητας θα αυξηθούν - και μόνο τότε μπορούν να θεωρηθούν αυτά τα συστήματα ως τα κύρια.
Ένα παράδειγμα εγκατάστασης γεωθερμικής θέρμανσης σε ιδιωτική κατοικία μπορεί να βρεθεί παρακολουθώντας το βίντεο:
