Geoterminen lämmitys on yksi lupaavimmista vaihtoehtoisten energialähteiden kokonaismäärästä. Toisin kuin aurinkokunnat, se on käytännössä riippumaton vuodenajasta. Mutta onko talon lämmityksestä hyötyä maan lämmön ja energian takia?
Geoterminen kodin lämmitys
Ensin on ymmärrettävä lämpöenergian saamisen periaatteet. Ne perustuvat lämpötilan nousuun syventyessään syvälle maahan. Ensi silmäyksellä lämmitysasteen nousu on merkityksetöntä. Mutta uusien tekniikoiden tuloksen ansiosta maanlämmöstä johtuvasta kodin lämmityksestä on tullut totta.
Tärkein edellytys geotermisen lämmityksen järjestämiselle on vähintään 6 ° C: n lämpötila. Tämä on tyypillistä maaperän ja vesistöjen keskimmäisille ja syville kerroksille. Viimeksi mainitut ovat suuresti riippuvaisia ulkoisen lämpötilan indikaattorista, joten niitä käytetään harvoin. Kuinka talon lämmitys maapallon energialla on käytännössä mahdollista?
Tätä varten sinun on tehtävä 3 virtapiiriä, jotka on täytetty nesteillä, joilla on erilaiset tekniset ominaisuudet:
- ulompi. Yleensä siinä jäätymisenesto kiertää. Sen kuumeneminen vähintään 6 ° C lämpötilaan johtuu maan energiasta;
- Lämpöpumppu. Ilman sitä lämmitys maan energian takia on mahdotonta. Jäähdytysneste ulkoisesta piiristä siirtää energiansa kylmäaineeseen lämmönvaihtimen avulla. Sen haihtumislämpötila on alle 6 ° C. Sen jälkeen se menee kompressoriin, missä puristuksen jälkeen lämpötila nousee 70 ° C: seen;
- Sisäinen muoto. Samanlaisen kaavion mukaan lämpö siirretään puristetusta kylmäaineesta veteen leipojärjestelmässä. Lämmitys tapahtuu siten maan suolistosta pienin kustannuksin.
Selvistä eduista huolimatta tällaisia järjestelmiä löytyy harvoin. Tämä liittyy suuriin laitteiden hankintakustannuksiin ja lämmönottoaukon ulkoisen piirin organisointiin.
On parasta uskoa lämmityksen laskeminen maan lämmöstä ammattilaisille. Koko järjestelmän tehokkuus riippuu laskelmien oikeellisuudesta.
Lämpöpumpun toimintaperiaate
Geotermisen lämmityksen "sydän" on lämpöpumppu. Se koostuu useista komponenteista, joiden toiminta vaikuttaa suoraan koko järjestelmän tehokkuusindikaattoriin. Siksi, ennen kuin suunnittelet yksityistalon lämmitystä maasta - sinun on selvitettävä tämän sivuston pääominaisuudet.
Koska tämä laite kuuluu monimutkaisten laitteiden luokkaan - suositellaan ostamaan vain tehdasmalleja. Lämpöpumpun suunnittelu sisältää seuraavat komponentit:
- höyrystin. Tässä lohkossa energia siirretään ulkoisesta piiristä;
- Kompressori. On tarpeen luoda korkea paine kylmäaineeseen;
- Kapillaari. Sen tarkoituksena on vähentää kylmäainepiirin sisäistä painetta;
- Ohjausjärjestelmä. Sen avulla yksityistalon lämmitystä maasta säädellään - toimintatapaa lämpötilassa, jäähdytysnesteiden kulkunopeutta jne.
Lämpöpumpun itsetuotannon pääongelma on vähentää lämpöhäviöitä ja normalisoida sisäpiirin toiminta kylmäaineella. Tehdasmallit asetetaan valmiiksi valmistusvaiheessa, ja suunnittelu antaa mahdollisuuden muuttaa sen parametreja.
Kuinka laskea pumpun parametrit oikein, jotta maan lämpö talon lämmittämiseksi tuottaa normaalin lämpötilan? Tätä varten selvitä pumpun lämpöteho. Arvioitua laskelmaa varten voit käyttää seuraavaa kaavaa:
Q = (t1-t2) * V
Missä T1-T2 - lämpötilaero tulo- ja paluuputkessa, ° C,V - jäähdytysnesteen arvioitu virtausnopeus, m³ / h,Q - lämpöpumpun nimellisteho, wattia.
Tätä tekniikkaa ei voida soveltaa monimutkaisiin järjestelmiin, koska on olemassa monia muita tekijöitä. Erityisesti lämpöhäviöt moottoritiellä. Tämä pätee erityisesti alueisiin, joilla se ulottuu mahdollisimman lähelle maanpintaa. Lämpöhäviön minimoimiseksi lämmitä lämmitysputket maahan.
Koska lämpöpumpun toiminta riippuu sähköstä, on suositeltavaa asentaa varavirtalähde.
Geotermisen lämmityksen vaihtoehdot
Jotta maapallon energiaa voidaan käyttää talon lämmittämiseen niin paljon kuin mahdollista - sinun on valittava oikea ulkoinen piirikaavio. Itse asiassa mikä tahansa väliaine voi olla lämpöenergian lähde - maanalainen, vesi tai ilma. Mutta on tärkeää ottaa huomioon sääolosuhteiden kausivaihtelut, kuten edellä käsiteltiin.
Nykyään on olemassa kahden tyyppisiä järjestelmiä, joita käytetään tehokkaasti talon lämmitykseen maan lämmön takia - vaaka- ja pystysuora. Tärkein valintatekijä on maan koko. Tästä riippuu talon lämmitykseen käytettävien putkien sijoittelu.
Sen lisäksi nämä tekijät otetaan huomioon:
- Maaperän koostumus. Kivisessä ja savisessa on vaikea tehdä pystysuoria arkkuja moottoriteiden asettamiseen;
- Maaperän jäätyminen. Hän määrittelee putken optimaalisen syvyyden;
- Pohjaveden sijainti. Mitä korkeammat ne ovat, sitä parempi geoterminen lämmitys. Tässä tapauksessa lämpötila nousee syvyydellä, mikä on optimaalinen kuumennusolosuhde maan energian vuoksi.
Sinun on myös tiedettävä mahdollisuudesta kääntää energiansiirto kesällä. Silloin yksityisen talon lämmitys maasta ei toimi, ja ylimääräinen lämpö siirtyy talosta maaperään. Kaikki jäähdytysjärjestelmät toimivat samalla tavalla. Mutta tätä varten on tarpeen asentaa lisälaitteita.
Et voi suunnitella ulkoisen piirin asentamista poissa kotoa. Tämä lisää lämmön menetystä lämmössä maan suolesta.
Geotermisen lämmityksen vaakakaavio
Yleisin tapa asentaa ulkoiset moottoritiet. Se on kätevä asennuksen helppouden ja mahdollisuuden suhteellisen nopeasti korvata vialliset putkilinjan osat.
Tämän järjestelmän mukaiseen asennukseen käytetään keräysjärjestelmää. Tätä varten useita piirejä on sijoitettu vähintään 0,3 metrin etäisyydelle toisistaan. Ne on kytketty kollektorilla, joka syöttää jäähdytysnestettä edelleen lämpöpumppuun. Tämä varmistaa lämmön maksimaalisen energiankulutuksen maan lämmöstä.
Mutta samalla on otettava huomioon useita tärkeitä vivahteita:
- Suuri tontti. Noin 150 m²: n talossa sen tulisi olla vähintään 300 m²;
- Putket upotetaan välttämättä maaperän jäätymisasteen alapuolelle;
- Maan mahdollisella liikkeellä kevään tulvien aikana moottoriteiden siirtymisen todennäköisyys kasvaa.
Lämmityksen määrittelevä etu vaakatyyppisellä maan lämmöllä on itsejärjestelyn mahdollisuus. Useimmissa tapauksissa tämä ei vaadi erityisvälineiden osallistumista.
Maksimaalinen lämmönsiirto edellyttää, että käytetään putkia, joilla on korkea lämmönjohtavuus - ohutseinäisiä polymeerejä. Mutta samalla tulisi harkita tapoja lämmittää lämmitysputket maahan.
Pystysuora geoterminen lämmitys
Tämä on työläisempi tapa järjestää omakotitalon lämmitys maasta. Putkilinjat sijaitsevat pystysuunnassa erityisissä kaivoissa. On tärkeää tietää, että tällainen järjestelmä on paljon tehokkaampi kuin vertikaalinen.
Sen tärkein etu on lisätä veden lämmitysastetta ulkoisessa piirissä. Nuo. mitä syvemmälle putket sijaitsevat, sitä suurempi maan lämmön määrä talon lämmitykseen tulee järjestelmään. Toinen tekijä on maan pieni pinta-ala. Joissakin tapauksissa ulkoisen geotermisen lämmityspiirin järjestely suoritetaan jo ennen talon rakentamista perustan välittömässä läheisyydessä.
Mihin vaikeuksiin voi kohdistua maan energian hankkimisessa talon lämmitykseen tämän järjestelmän mukaisesti?
- Määrällinen ja laadullinen. Pystysuorassa järjestelyssä viivojen pituus on paljon suurempi. Sitä kompensoi korkeampi maaperän lämpötila. Tätä varten sinun on tehtävä jopa 50 metrin syvyyteen kaivoja, mikä on työlästä työtä;
- Maaperän koostumus. Kiviseen maaperään on käytettävä erityisiä porakoneita. Saveessa kaivon kaatumisen estämiseksi on asennettu suojakuori teräsbetonia tai paksuseinäistä muovia;
- Jos toimintahäiriöitä tai tiiviyden menettäminen korjausprosessi on monimutkainen. Tässä tapauksessa talon lämmityksessä maapallon lämpöenergiaan saattaa liittyä pitkäaikaisia toimintahäiriöitä.
Suurista alkuperäisistä kustannuksista ja asennuksen monimutkaisuudesta huolimatta linjojen pystysuuntainen sijoittelu on optimaalinen. Asiantuntijat suosittelevat juuri tällaisen asennusjärjestelmän käyttöä.
Jäähdytysnesteen kiertämiseksi ulkoisessa piirissä pystysuorassa järjestelmässä tarvitaan voimakkaita kiertovesipumppuja.
Geotermisen lämmityksen järjestäminen
Kuluttajilla on edelleen pääkysymys - voidaanko maaseudun lämmitystä käyttää pääenergianä? Se on mahdollista, mutta vain ammattimaisella lähestymistavalla kaikissa vaiheissa - laskennasta asennukseen ja järjestelmän testaamiseen.
Ensinnäkin, sinun on valittava oikea lämpöpumppu. Koska ne ovat kalliita - sinun on ensin suoritettava kaikki alustavat laskelmat sen ominaisuuksista. Vain tässä tapauksessa maapallon lämpöenergiasta johtuvalla lämmityksellä on maksimaalinen hyötysuhdekerroin. Luotettavien valmistajien joukossa ovat Buderus, Vaillant ja Veissman. Lämpöpumpun keskimääräiset kustannukset, jotka aiheutuvat lämmityksestä pohjakerroksesta, ovat noin 360 tuhatta ruplaa ja nimellisteho 6 kW. Tuottavammat mallit voivat maksaa yli miljoona ruplaa.
Kustannusten lisäksi sinun on kiinnitettävä huomiota putkien valmistusmateriaaliin. Lämpöhäviöiden minimoimiseksi maapallon lämpöenergiasta johtuen on suositeltavaa käyttää seuraavaa:
- Silloitettu polyeteeni. Erilaisissa kustannuksissa - se on optimaalinen horisontaalisten järjestelmien suhteen;
- Ruostumaton teräsputki. Sitä käytetään lämmitykseen käyttämällä maan lämpöenergiaa ulkoisen piirin pystysuorassa järjestelyssä. Sitä verrataan edullisesti silloitettuun polyeteeniin, jolla on korkea lämmönjohtavuus ja mekaaninen lujuus. Haittana on korkeat kustannukset.
Optimointia varten suositellaan ulkoisten ja sisäisten lämpötila-antureiden sekä lämpöakkujen asentamista. Tämä minimoi yksityiskotien energiamaan lämmityskustannukset.
Kun otetaan huomioon kaikki nämä tekijät, toistaiseksi useimmissa tapauksissa ne asentavat geotermisen lämmityksen maan energiasta lisäenergiana. Ajan myötä komponenttien kustannukset ja lämpöpumppujen hyötysuhde nousevat - ja vasta silloin näitä järjestelmiä voidaan pitää tärkeimpinä.
Esimerkki geotermisen lämmityksen asentamisesta omakotitaloon löytyy katsomalla videota:
