Geoterminis šildymas yra vienas iš perspektyviausių iš visų alternatyvių energijos šaltinių. Skirtingai nuo saulės sistemų, ji praktiškai nepriklauso nuo metų laiko. Bet ar namo šildymas yra naudingas dėl žemės šilumos ir energijos?
Geoterminis namų šildymas
Pirmiausia turite suprasti šiluminės energijos gavimo principus. Jie pagrįsti temperatūros pakilimu gilinantis į žemę. Iš pirmo žvilgsnio, šildymo laipsnio padidėjimas yra nereikšmingas. Tačiau atsiradus naujoms technologijoms, namų šildymas dėl žemės šilumos tapo realybe.
Pagrindinė geoterminio šildymo organizavimo sąlyga yra ne žemesnė kaip 6 ° C temperatūra. Tai būdinga vidutiniam ir giliam dirvožemio ir vandens telkinių sluoksniams. Pastarosios labai priklauso nuo išorės temperatūros rodiklio, todėl yra retai naudojamos. Kaip praktiškai įmanoma organizuoti namo šildymą žemės energija?
Norėdami tai padaryti, turite padaryti 3 grandines, užpildytas skysčiais, turinčiais skirtingas technines charakteristikas:
- Išorinis. Dažniau jame cirkuliuoja antifrizas. Jo įkaitimas iki ne mažesnės kaip 6 ° C temperatūros vyksta dėl žemės energijos;
- Šilumos siurblys. Be jo neįmanoma šildyti dėl žemės energijos. Iš išorinės grandinės esantis aušinimo skystis perduoda savo energiją į šaltnešį naudodamas šilumokaitį. Jo garinimo temperatūra yra žemesnė nei 6 ° C. Po to jis patenka į kompresorių, kur po suspaudimo temperatūra pakyla iki 70 ° C;
- Vidinis kontūras. Pagal panašią schemą šiluma iš suspausto šaltnešio perkeliama į vandenį kepimo sistemoje. Taigi šildymas vyksta iš žemės žarnų su minimaliomis sąnaudomis.
Nepaisant akivaizdžių pranašumų, tokių sistemų retai galima rasti. Tai yra susijusi su didelėmis įrangos pirkimo išlaidomis ir šilumos įsiurbimo išorinės grandinės organizavimu.
Apskaičiuoti šildymą nuo žemės šilumos geriausia patikėti specialistams. Visos sistemos efektyvumas priklausys nuo skaičiavimų teisingumo.
Šilumos siurblio veikimo principas
Geoterminio šildymo „širdis“ yra šilumos siurblys. Jį sudaro keli komponentai, kurių veikimas tiesiogiai veikia visos sistemos efektyvumo rodiklį. Todėl prieš planuodami šildyti privatų namą nuo žemės paviršiaus - turite sužinoti pagrindines šios svetainės savybes.
Kadangi šis įrenginys priklauso sudėtingos įrangos kategorijai - rekomenduojama įsigyti tik gamyklinius modelius. Šilumos siurblio dizainą sudaro šie komponentai:
- Garintuvas. Šiame bloke energija perduodama iš išorinės grandinės;
- Kompresorius. Šaldymo terpėje būtina sukurti aukštą slėgį;
- Kapiliarinis. Tai padeda sumažinti vidinį slėgį aušinimo skysčio kontūre;
- Valdymo sistema. Jo pagalba reguliuojamas privataus namo šildymas nuo žemės paviršiaus - temperatūros režimas, aušinimo skysčių praleidimo greitis ir kt.
Pagrindinė šilumos siurblio gamybos problema yra sumažinti šilumos nuostolius ir normalizuoti vidinės grandinės veikimą naudojant šaltnešį. Gamykliniai modeliai yra nustatomi gamybos etape, o dizainas suteikia galimybę pakoreguoti jo parametrus.
Kaip teisingai apskaičiuoti siurblio parametrus, kad žemės šiluma namui šildyti užtikrintų normalią temperatūrą? Norėdami tai padaryti, sužinokite šiluminę siurblio galią. Apytiksliam skaičiavimui galite naudoti šią formulę:
Q = (t1-t2) * V
Kur t1-t2 - temperatūros skirtumas įleidimo ir grįžtamojo vamzdžio vietose, ° C,V - numatomas aušinimo skysčio srautas, m³ / h,Q - šiluminio siurblio vardinė galia, vatais.
Ši technika netaikoma sudėtingoms sistemoms, nes yra daug papildomų veiksnių. Visų pirma, šilumos nuostoliai greitkelyje. Tai ypač pasakytina apie tas sritis, kuriose jis yra kuo arčiau žemės paviršiaus. Norėdami sumažinti šilumos nuostolius, pašildykite šildymo vamzdžius žemėje.
Kadangi šilumos siurblio veikimas priklauso nuo elektros energijos, rekomenduojama įrengti avarinį maitinimo šaltinį.
Geoterminio šildymo galimybės
Norint, kad žemės energija būtų kuo daugiau naudojama namui šildyti - reikia pasirinkti tinkamą išorinės grandinės schemą. Tiesą sakant, bet kuri terpė gali būti šiluminės energijos šaltinis - požeminis, vanduo ar oras. Tačiau svarbu atsižvelgti į sezoninius oro sąlygų pokyčius, kaip aptarta aukščiau.
Šiuo metu yra dviejų tipų sistemos, kurios efektyviai naudojamos namui šildyti dėl žemės šilumos - horizontalioji ir vertikalioji. Pagrindinis pasirinkimo veiksnys yra žemės dydis. Vamzdžių, kuriais namas šildomas žemės energija, išdėstymas priklauso nuo to.
Be to, atsižvelgiama į tokius veiksnius:
- Dirvožemio sudėtis. Uolėtose ir priemolio vietose sunku pasidaryti vertikalius magistralinius kelius;
- Dirvožemio užšalimas. Jis nustatys optimalų vamzdžio gylį;
- Požeminio vandens vieta. Kuo jie aukštesni, tuo geresnis geoterminis šildymas. Tokiu atveju temperatūra padidės gyliu, o tai yra optimali šildymo sąlyga dėl žemės energijos.
Jūs taip pat turite žinoti apie atvirkštinio energijos perdavimo galimybę vasarą. Tuomet privataus namo šildymas nuo žemės paviršiaus nefunkcionuos, o perteklinė šiluma pereis iš namo į dirvožemį. Visos šaldymo sistemos veikia vienodai. Bet tam reikia įdiegti papildomą įrangą.
Negalite planuoti įrengti išorinės grandinės toli nuo namų. Tai padidins šilumos nuostolius šildant nuo žemės gelmių.
Geoterminio šildymo horizontalioji schema
Labiausiai paplitęs būdas įrengti išorinius greitkelius. Tai patogu dėl lengvo montavimo ir galimybės palyginti greitai pakeisti netinkamas vamzdyno dalis.
Montuojant pagal šią schemą naudojama kolektorių sistema. Norėdami tai padaryti, kelios grandinės yra išdėstytos mažiausiai 0,3 m atstumu viena nuo kitos. Jie sujungti kolektoriumi, kuris aušinimo skystį tiekia toliau į šilumos siurblį. Tai užtikrins maksimalų energijos suvartojimą įkaitant iš žemės šilumos.
Tačiau tuo pat metu reikia atsižvelgti į keletą svarbių niuansų:
- Didelis sklypo plotas. Maždaug 150 m² namui jis turėtų būti ne mažesnis kaip 300 m²;
- Vamzdžiai būtinai įleidžiami į gylį, mažesnį už dirvožemio užšalimo lygį;
- Dėl galimo dirvožemio judėjimo pavasario potvynių metu padidėja greitkelių pasislinkimo tikimybė.
Apibūdinantis horizontalios žemės šildymo pranašumas yra galimybė susitarti. Daugeliu atvejų tam nereikia specialios įrangos.
Norėdami maksimaliai perduoti šilumą, turite naudoti vamzdžius, turinčius aukštą šilumos laidumą - plonasienį polimerą. Tačiau tuo pat metu reikėtų apsvarstyti būdus, kaip pašildyti šildymo vamzdžius žemėje.
Vertikalus geoterminis šildymas
Tai yra sunkesnis būdas organizuoti privataus namo šildymą nuo žemės paviršiaus. Vamzdynai yra vertikaliai specialiuose šuliniuose. Svarbu žinoti, kad tokia schema yra daug efektyvesnė nei vertikali.
Pagrindinis jo pranašumas yra vandens šildymo laipsnio padidinimas išorinėje grandinėje. Tie. kuo giliau vamzdžiai yra, tuo daugiau žemės šilumos namo šildymui pateks į sistemą. Kitas veiksnys yra nedidelis žemės plotas. Kai kuriais atvejais išorinio geoterminio šildymo kontūro išdėstymas atliekamas dar prieš statant namą šalia pamatų.
Su kokiais sunkumais gali susidurti gaunant žemės energiją namui šildyti pagal šią schemą?
- Kiekybinis ir kokybinis. Vertikaliam išdėstymui eilučių ilgis yra daug didesnis. Tai kompensuoja aukštesnė dirvožemio temperatūra. Norėdami tai padaryti, turite padaryti šulinius iki 50 m gylio, o tai yra sunkus darbas;
- Dirvožemio sudėtis. Uolingam dirvožemiui būtina naudoti specialias gręžimo mašinas. Priemolio, kad būtų išvengta šulinio išpylimo, sumontuotas apsauginis gelžbetonio arba storo sienelės plastiko apvalkalas;
- Gedimų ar sandarumo praradimo atveju remonto procesas yra sudėtingas. Tokiu atveju gali būti ilgalaikių gedimų, susijusių su namo šilumine žemės energija, veikimo sutrikimais.
Tačiau nepaisant didelių pradinių išlaidų ir montavimo sudėtingumo, vertikalus linijų išdėstymas yra optimalus. Ekspertai pataria naudoti tik tokią diegimo schemą.
Aušinimo skysčio cirkuliacijai išorinėje grandinėje vertikalioje sistemoje reikalingi galingi cirkuliaciniai siurbliai.
Geoterminio šildymo organizavimas
Vartotojams vis dar kyla pagrindinis klausimas - ar įmanoma kaimo namą šildyti naudojant žemės energiją? Tai įmanoma, tačiau tik naudojant profesionalų požiūrį į visus etapus - nuo skaičiavimo iki sistemos įdiegimo ir patikrinimo.
Visų pirma, reikia pasirinkti tinkamą šilumos siurblį. Atsižvelgiant į aukštą jų kainą - pirmiausia turite atlikti visus preliminarius jo charakteristikų skaičiavimus. Tik tokiu atveju šildymas dėl žemės šiluminės energijos turės maksimalų efektyvumo koeficientą. Tarp patikimų gamintojų yra „Buderus“, „Vaillant“ ir „Veissman“. Vidutinės šilumos siurblio išlaidos šildymui iš podirvio yra apie 360 tūkstančių rublių, kai vardinė galia yra 6 kW. Produktyvesni modeliai gali kainuoti daugiau nei 1 milijoną rublių.
Be išlaidų, turite atkreipti dėmesį ir į vamzdžių gamybos medžiagą. Norint sumažinti šilumos nuostolius šildant nuo žemės šilumos energijos, rekomenduojama naudoti:
- Skersinis polietilenas. Skiriasi maža kaina - optimaliausia horizontalioms schemoms;
- Nerūdijančio plieno vamzdis. Jis naudojamas šildymui naudojant žemės šiluminę energiją su vertikaliu išorinės grandinės išdėstymu. Jį galima palyginti su dideliu šilumos laidumu ir mechaniniu atsparumu sujungtu polietilenu. Trūkumas yra didelė kaina.
Optimizavimui rekomenduojama įmontuoti išorinius ir vidinius temperatūros jutiklius, taip pat šilumos akumuliatorių. Tai sumažins privataus namo energetinės žemės šildymo išlaidas.
Atsižvelgiant į visus šiuos veiksnius, daugeliu atvejų geoterminį šildymą jie naudoja kaip papildomą žemės energijos šaltinį. Laikui bėgant, komponentų kainos ir šilumos siurblių efektyvumas padidės - ir tik tada tokios sistemos gali būti laikomos pagrindinėmis.
Geoterminio šildymo įrengimo privačiame name pavyzdį galite rasti žiūrėdami vaizdo įrašą:
