האם חימום ביתי יעיל בגלל החום והאנרגיה של כדור הארץ: ניתוח וטיפים לסידור

חימום גיאותרמי הוא אחד המבטיחים מכלל מקורות האנרגיה האלטרנטיביים. בניגוד למערכות סולאריות, היא למעשה בלתי תלויה בתקופת השנה. אך האם חימום בית מועיל בגלל החום והאנרגיה של כדור הארץ?

חימום ביתי גיאותרמי

ראשית עליכם להבין את העקרונות של השגת אנרגיה תרמית. הם מבוססים על עליית הטמפרטורה כאשר הם מתעמקים בעומק האדמה. במבט ראשון העלייה בדרגת החימום אינה חשובה. אבל בזכות הופעתן של טכנולוגיות חדשות, חימום ביתי בגלל חום האדמה הפך למציאות.

התנאי העיקרי לארגון חימום גיאותרמי הוא טמפרטורה של 6 מעלות צלזיוס לפחות. זה אופייני לשכבות בינוניות ועמוקות של גופי אדמה ומים. האחרונים תלויים מאוד במדד הטמפרטורה החיצונית, ולכן הם משמשים לעיתים רחוקות. איך יתכן מעשית להסדיר חימום של בית עם אנרגית אדמה?

לשם כך עליכם להכין 3 מעגלים מלאים בנוזלים עם מאפיינים טכניים שונים:

• חיצוני. לעתים קרובות יותר בו נוזל לרדיאטור מסתובב. החימום שלה לטמפרטורה של לפחות 6 מעלות צלזיוס נובע מהאנרגיה של כדור הארץ;
• משאבת חום. בלעדיו, חימום בגלל האנרגיה של כדור הארץ הוא בלתי אפשרי. נוזל הקירור מהמעגל החיצוני מעביר את האנרגיה שלו לקירור באמצעות מחליף חום. טמפרטורת האידוי שלו נמוכה מ- 6 מעלות צלזיוס. לאחר מכן הוא נכנס למדחס, שם לאחר הדחיסה הטמפרטורה עולה ל 70 מעלות צלזיוס;
• מתאר פנימי. על פי תכנית דומה, חום מועבר מקרר הדחוס למים במערכת האפייה. לפיכך, חימום מתרחש ממעי האדמה בעלות מינימלית.

למרות היתרונות הברורים, לעתים נדירות ניתן למצוא מערכות כאלה. זה קשור בעלויות גבוהות לרכישת ציוד וארגון המעגל החיצוני של צריכת החום.

עדיף להפקיד את חישוב החימום מחום האדמה לאנשי מקצוע. היעילות של המערכת כולה תלויה בנכונות החישובים.

עקרון הפעולה של משאבת החום

"ליבו" של החימום הגיאותרמי הוא משאבת החום. זה מורכב ממספר רכיבים שפעולתם משפיעה ישירות על מחוון היעילות של המערכת כולה. לכן, לפני שמתכננים חימום של בית פרטי מהקרקע - עליכם לברר את המאפיינים העיקריים של אתר זה.

מכיוון שמכשיר זה שייך לקטגוריית הציוד המורכב - מומלץ לרכוש רק דגמי מפעל. תכנון משאבת החום כולל את הרכיבים הבאים:

• מאייד. בגוש זה מועברת אנרגיה מהמעגל החיצוני;
• מדחס. יש צורך ליצור לחץ גבוה במדיום הקירור;
• נימי. זה משמש להפחתת הלחץ הפנימי במעגל הקירור;
• מערכת בקרה. בעזרתו מוסדרת חימום בית פרטי מהקרקע - אופן הפעולה של הטמפרטורה, מעבר נוזלי קירור וכו '.

הבעיה העיקרית בייצור עצמי של משאבת חום היא הפחתת איבוד החום ונורמליזת פעולת המעגל הפנימי עם קירור. דגמי המפעל מוגדרים בשלב הייצור, והתכנון מאפשר אפשרות להתאים את הפרמטרים שלו.

כיצד לחשב נכון את פרמטרי המשאבה, כך שחום האדמה לחימום הבית מספק טמפרטורה רגילה? לשם כך, גלה את העוצמה התרמית של המשאבה. לחישוב משוער אתה יכול להשתמש בנוסחה הבאה:

Q = (t1-t2) * V

איפה t1-t2 - הפרש הטמפרטורה בצינור הכניסה והחזרה, ° C,V - קצב הזרימה המשוער של נוזל הקירור, m³ / h,ש - כוח מדורג של משאבת החום, וואט.

טכניקה זו אינה מתאימה למערכות מורכבות, מכיוון שישנם גורמים רבים נוספים. בפרט, הפסדי חום בכביש המהיר. הדבר נכון במיוחד לאזורים שבהם הוא יוצא קרוב ככל האפשר אל פני הקרקע. כדי למזער את איבוד החום, יש לחמם את צינורות החימום באדמה.

מכיוון שתפעול משאבת החום תלוי בחשמל, מומלץ להתקין ספק כוח חירום.

אפשרויות חימום גיאותרמי

על מנת שהאנרגיה של כדור הארץ תשמש לחימום הבית ככל האפשר - עליכם לבחור את דיאגרמת המעגלים החיצונית הנכונה. למעשה, כל מדיום יכול להוות מקור לאנרגיה תרמית - תת-קרקעית, מים או אוויר. אך חשוב לקחת בחשבון שינויים עונתיים בתנאי מזג האוויר, כפי שנדונו לעיל.

נכון לעכשיו, ישנם שני סוגים של מערכות שמשמשות ביעילות לחימום בית בגלל חום האדמה - אופקי ואנכי. גורם המפתח לבחירה הוא גודל האדמה. פריסת הצינורות לחימום בית באנרגית אדמה תלויה בכך.

בנוסף לכך, גורמים כאלה נלקחים בחשבון:

• הרכב קרקע. בסלעים ומעושנים קשה ליצור גזעים אנכיים להנחת כבישים מהירים;
• מקפיא קרקע. הוא יקבע את העומק האופטימלי של הצינור;
• מיקום מי תהום. ככל שהם גבוהים יותר, כך טוב יותר לחימום גיאוטרמי. במקרה זה, הטמפרטורה תעלה עם העומק, שהוא התנאי הטוב ביותר לחימום בגלל האנרגיה של כדור הארץ.

עליכם לדעת גם על האפשרות להעברת אנרגיה הפוכה בקיץ. ואז החימום של בית פרטי מהקרקע לא יתפקד, וחום עודף יעבור מהבית לאדמה. כל מערכות הקירור פועלות באותה צורה. אך לשם כך יש צורך להתקין ציוד נוסף.

אינך יכול לתכנן להתקין מעגל חיצוני הרחק מהבית. זה יגדיל את אובדן החום בחימום ממעי האדמה.

מערך אופקי של חימום גיאותרמי

הדרך הנפוצה ביותר להתקנת כבישים מהירים חיצוניים. זה נוח לנוחיות ההתקנה והיכולת להחליף במהירות יחסית חלקים פגומים בצנרת.

להתקנה על פי תכנית זו משתמשים במערכת אספנים. לשם כך, כמה מעגלים ממוקמים במרחק מינימלי של 0.3 מ 'זה מזה. הם מחוברים באמצעות אספן, שמזין את נוזל הקירור עוד יותר לתוך משאבת החום. זה יבטיח קלט אנרגיה מרבי לחימום מחום כדור הארץ.

אך יחד עם זאת, יש לקחת בחשבון מספר ניואנסים חשובים:

• שטח גדול של החלקה. עבור בית של כ -150 מ"ר, הוא צריך להיות לפחות 300 מ"ר;
• צינורות שקועים בהכרח לעומק שמתחת לרמת הקפאת האדמה;
• עם תנועת אדמה אפשרית במהלך שיטפונות האביב עולה הסבירות לעקירת הכבישים המהירים.

היתרון המכונן של חימום מחום האדמה מסוג אופקי הוא האפשרות לסידור עצמי. ברוב המקרים זה לא ידרוש מעורבות של ציוד מיוחד.

להעברת חום מקסימלית, עליכם להשתמש בצינורות בעלי מוליכות תרמית גבוהה - פולימר בעל קירות דקים. אך יחד עם זאת יש לשקול דרכים לחימום צינורות החימום באדמה.

חימום גיאותרמי אנכי

זו דרך עמלנית יותר לארגן חימום בית פרטי מהקרקע. קווי צינור ממוקמים אנכית בבארות מיוחדות. חשוב לדעת שתכנית כזו יעילה בהרבה מזו אנכית.

היתרון העיקרי שלה הוא הגדלת דרגת החימום של המים במעגל החיצוני. אלה. ככל שהצינורות נמצאים עמוק יותר, כך כמות החום היבשתית לחימום הבית תהיה גדולה יותר למערכת. גורם נוסף הוא השטח הקטן של הארץ. במקרים מסוימים, סידור מעגל החימום הגיאו-תרמי החיצוני מתבצע עוד לפני בניית הבית בסביבתו הקרובה של הקרן.

באילו קשיים אפשר להיתקל בהשגת אנרגיה של כדור הארץ לחימום בית לפי תוכנית זו?

• כמותי עד איכותי. עבור סידור אנכי, אורך הקווים גבוה בהרבה. זה מפוצה על ידי טמפרטורת אדמה גבוהה יותר. לשם כך, עליך ליצור בארות עד 50 מ 'עומק, וזו עבודה קשה.
• הרכב קרקע. עבור אדמה סלעית, יש צורך להשתמש במכונות קידוח מיוחדות. בלאום למניעת שפיכת הבאר, מותקן מעטפת מגן מבטון מזוין או פלסטיק בעל קירות עבים;
• במקרה של תקלות או אובדן הידוק תהליך התיקון מסובך. במקרה זה יתכנו תקלות ארוכות טווח בעבודת חימום הבית לאנרגיה התרמית של כדור הארץ.

אך למרות העלויות הראשוניות הגדולות ומורכבות ההתקנה, המתווה האנכי של הקווים הוא אופטימלי. מומחים ממליצים להשתמש בדיוק בתכנית התקנה כזו.

לצורך זרימת נוזל הקירור במעגל החיצוני במערכת אנכית יש צורך במשאבות זרימה עוצמתיות.

ארגון חימום גיאותרמי

לצרכנים יש עדיין השאלה העיקרית - האם ניתן להשתמש בחימום של בית כפרי עם האנרגיה של כדור הארץ כאחת העיקרית? זה אפשרי, אך רק בגישה מקצועית בכל השלבים - החל מחישוב להתקנה ובדיקת המערכת.

קודם כל, עליכם לבחור את משאבת החום הנכונה. בהתחשב בעלות הגבוהה שלהם - עליך לבצע תחילה את כל החישובים המקדימים של מאפייניו. רק במקרה זה, לחימום בגלל האנרגיה התרמית של כדור הארץ יהיה מקדם יעילות מרבי. בין היצרנים האמינים ניתן למנות את Buderus, Vaillant ו- Veissman. העלות הממוצעת של משאבת חום לחימום מהקרקעית היא כ -360 אלף רובל עם הספק מדורג של 6 קילוואט. דגמים יצרניים יותר יכולים לעלות יותר ממיליון רובל.

בנוסף לעלות, אתה צריך לשים לב לחומר של ייצור צינורות. כדי למזער את איבוד החום בחימום מאנרגיית החום של כדור הארץ, מומלץ להשתמש בדברים הבאים:

• פוליאתילן מקושרים. שונה בעלות נמוכה - זה אופטימלי לתכניות אופקיות;
• צינור נירוסטה. הוא משמש בחימום באמצעות אנרגיה תרמית של כדור הארץ עם סידור אנכי של המעגל החיצוני. זה משווה לטובה עם פוליאתילן מקושרים בעלי מוליכות תרמית גבוהה וחוזק מכני. החיסרון הוא העלות הגבוהה.

לאופטימיזציה מומלץ להתקין חיישני טמפרטורה חיצוניים ופנימיים, כמו גם מצבר חום. זה יקטין את עלויות החימום של קרקע אנרגטית לבית פרטי.

בהתחשב בכל הגורמים הללו, עד כה ברוב המקרים הם מתקינים חימום גיאותרמי מהאנרגיה של כדור הארץ כתוספת. עם הזמן, עלות הרכיבים ויעילות משאבות החום יעלו - ורק אז ניתן לראות במערכות כאלה את העיקריות.

דוגמה להתקנת חימום גיאותרמי בבית פרטי ניתן למצוא על ידי צפייה בסרטון: