Για την παροχή θερμότητας σε μια ιδιωτική κατοικία, χρησιμοποιούνται παραδοσιακά μονάδες που λειτουργούν με ηλεκτρικό ρεύμα, στερεά, αέρια ή υγρά καύσιμα. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι ηλιακοί συλλέκτες και η θερμότητα του εσωτερικού της γης έχουν χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική πηγή θερμικής ενέργειας. Η θέρμανση ενός σπιτιού με τη θερμότητα της γης ονομάζεται γεωθερμική οικιακή θέρμανση.
Γεωθερμική θέρμανση του σπιτιού χρησιμοποιώντας την ενέργεια της γης
Η θέρμανση από το έδαφος αυξάνεται συνεχώς, καθώς το κόστος των συμβατικών πηγών ενέργειας αυξάνεται σταθερά, ενώ τα αποθέματα ορυκτών καυσίμων μειώνονται. Η επένδυση χρημάτων στη γήινη θέρμανση ενός εξοχικού εξοχικού σπιτιού είναι αρκετά κερδοφόρα, λαμβάνοντας υπόψη τις οικονομικές προοπτικές και τις σημαντικές εξοικονομήσεις στην αυτόνομη παροχή θερμότητας κατά την περίοδο θέρμανσης.
Μέθοδοι απόκτησης φυσικής θερμικής ενέργειας
Οι αντλίες θερμότητας πηγής εδάφους διαφέρουν ως προς τον τρόπο που εξάγουν θερμότητα:
- Εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούν τη θερμότητα των βαθιών υπόγειων υδάτων, ζεστά θερμοσίφωνας κ.λπ.
- Συστήματα που περιλαμβάνουν αντιψυκτική δεξαμενή εγκατεστημένη στο έδαφος σε βάθος 75 μέτρων. Η θέρμανση από τα έντερα της γης παρέχεται με φυσική θέρμανση της δεξαμενής με αντιψυκτικό. Ως αποτέλεσμα, το ψυκτικό, διέρχεται από τον εναλλάκτη θερμότητας, εκπέμπει τη ληφθείσα θερμότητα και επιστρέφει στο δοχείο.
- Το γεωθερμικό κύκλωμα τοποθετείται κατά μήκος του πυθμένα της δεξαμενής, που είναι ένας συσσωρευτής φυσικής θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, πρέπει να λάβετε υπόψη ότι η δεξαμενή μπορεί να παγώσει εντελώς το χειμώνα.
Τύποι αντλιών θερμότητας πηγής εδάφους
Η θέρμανση ενός σπιτιού με την ενέργεια της γης απαιτεί εγκατάσταση μεγάλης κλίμακας του συστήματος, αλλά είναι ένας φιλικός προς το περιβάλλον τρόπος για να λάβετε σχεδόν δωρεάν θερμική ενέργεια. Για να θερμάνετε ένα σπίτι, θα χρειαστείτε μια μικρή ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος.
Εκτιμώμενο κόστος και αποπληρωμή του συστήματος
Επιλέγοντας θερμική θέρμανση, η αρχή της οποίας είναι ήδη γνωστή, οι ιδιοκτήτες πρέπει να γνωρίζουν ότι θα απαιτηθούν ορισμένες επενδύσεις. Η μάρκα του εξοπλισμού επιλέγεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρήστη, η τιμή των μονάδων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, για παράδειγμα, την ισχύ.
Οι συσκευές για 4-5 kW υπολογίζονται από 3000-7000 $, για 5-10 kW κοστίζουν 4000-8000 $, για 10-15 kW είναι ήδη 5000-10000 $. Επιπλέον, το 40-50% του ποσού θα είναι το κόστος των εργασιών εγκατάστασης και της εκκίνησης του συστήματος. Το αποτέλεσμα είναι ένα πολύ εντυπωσιακό ποσό κόστους. Όμως όλοι τους θα αποδώσουν σε περίπου 3-5 χρόνια και στη συνέχεια θα παραμείνουν μόνο οι λογαριασμοί ηλεκτρικής ενέργειας, οι οποίοι θα καταναλωθούν από την αντλία θερμότητας.
Αρχές λειτουργίας της γεωθερμικής θέρμανσης
Η θέρμανση από την ενέργεια της γης χρησιμοποιείται με επιτυχία σε διάφορες κλιματικές ζώνες: τα συστήματα είναι ικανά να λειτουργούν τόσο στις νότιες όσο και στις βόρειες περιοχές.
Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας της, μια γεωθερμική εγκατάσταση χρησιμοποιεί μια φυσική ιδιότητα ορισμένων υγρών όπως η ικανότητα εξάτμισης, η οποία οδηγεί σε ψύξη της επιφάνειας. Αυτό είναι το φαινόμενο που αποτελεί τη βάση της λειτουργίας ψυκτικού εξοπλισμού.
Η αρχή της λειτουργίας της γεωθερμικής θέρμανσης είναι μια διαδικασία ψύξης αντίστροφης λειτουργίας. Έτσι λειτουργούν τα κλιματιστικά, ικανά όχι μόνο για ψύξη, αλλά και για θέρμανση του αέρα στο δωμάτιο.
Πώς λειτουργεί η αντλία θερμότητας
Ωστόσο, οι μονάδες κλιματισμού έχουν περιορισμένη λειτουργικότητα - δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε θερμοκρασίες κάτω από -5 ° C. Και το γεωθερμικό σύστημα είναι σε θέση να παρέχει θέρμανση του σπιτιού ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία του αέρα στην επιφάνεια.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι στο περιβάλλον από το οποίο παίρνει θερμική ενέργεια, διατηρούνται φυσικά σταθερές θερμοκρασίες.
Παραγωγή
Η χρήση αντλιών θερμότητας σάς επιτρέπει να απαλλαγείτε από τα πιο ακριβά παραδοσιακά καύσιμα κάθε χρόνο, αν και το αρχικό κόστος θα είναι αρκετά υψηλό. Η εγκατάσταση της γεωθερμικής θέρμανσης μπορεί να πραγματοποιηθεί ανεξάρτητα, μόνο κατά την εγκατάσταση σωλήνων σε άξονα ορυχείων, συνιστάται η κατάσβεση ενός βοηθού.
Η απόδοση του έργου εξαρτάται από τη μόνωση του περιβλήματος, καθώς και από τη μέθοδο θέρμανσης - καλοριφέρ ή ζεστά δάπεδα. Το βίντεο στο άρθρο θα παρέχει την ευκαιρία να βρείτε πρόσθετες πληροφορίες για το παραπάνω θέμα.
Σας άρεσε το άρθρο; Εγγραφείτε στο κανάλι μας Yandex.Zen
Συσκευή συστήματος γεωθερμικής θέρμανσης
Η γεωθερμία (η επιστήμη της θερμικής κατάστασης της Γης) κατέστησε δυνατή την πρακτική χρήση της θερμικής ενέργειας που δέχεται ο φλοιός της γης από το θερμό μάγμα στο κέντρο του πλανήτη.
Μια ειδικά σχεδιασμένη αντλία θερμότητας για τη θέρμανση ενός σπιτιού είναι εγκατεστημένη στην επιφάνεια και ένας εναλλάκτης θερμότητας είναι τοποθετημένος στο έδαφος ή στο κάτω μέρος της δεξαμενής. Η θερμική ενέργεια "αντλείται" στην επιφάνεια και σας επιτρέπει να θερμαίνετε το ψυκτικό στο κύκλωμα θέρμανσης ενός σπιτιού ή μιας μη οικιστικής εγκατάστασης.
Πώς είναι η διαδικασία θέρμανσης
Η γεωθερμική θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας είναι μια οικονομικά αποδοτική επιλογή. Εάν χρησιμοποιείτε την ενέργεια της γης για να θερμάνετε ένα σπίτι, τότε για κάθε κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας που απαιτείται για τη λειτουργία του εξοπλισμού, υπάρχουν 4 έως 6 kW χρήσιμης θερμικής ενέργειας που λαμβάνονται από τα έντερα του πλανήτη.
Σε σύγκριση με τη λειτουργία του κλιματιστικού, θα δούμε ότι κατά τη λειτουργία του, απαιτούνται περισσότερα από 1 kW ηλεκτρικής ενέργειας για την απόκτηση 1 kW θερμικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται στις αναπόφευκτες απώλειες για τη μετατροπή μιας ενέργειας σε άλλη κ.λπ.
Είναι πολύ επικερδές να θερμαίνετε ένα κτίριο κατοικιών χρησιμοποιώντας τη θερμική ενέργεια του εσωτερικού της γης, αλλά η περίοδος αποπληρωμής για τον εξοπλισμό και το κόστος εγκατάστασης θα πάρει λίγο χρόνο.
Η χρήση της θερμότητας της γης για τη θέρμανση ενός σπιτιού δεν απαιτεί την εγκατάσταση ενός παραδοσιακού λέβητα για τη θέρμανση του ψυκτικού.
Σε αυτήν την περίπτωση, το σύστημα αποτελείται από τρία στοιχεία
:
- κύκλωμα θέρμανσης - γεωθερμική πηγή θερμικής ενέργειας ·
- κύκλωμα θέρμανσης μέσα στο σπίτι - καλοριφέρ χαμηλής θερμοκρασίας ή δάπεδο.
- αντλιοστάσιο - μια αντλία θερμότητας για την άντληση θερμικής ενέργειας στο κύκλωμα θέρμανσης από το κύκλωμα θέρμανσης στο έδαφος ή κάτω από το νερό.
Ένα σύστημα γεωθερμικής θέρμανσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση θερμοκηπίων, βοηθητικών κτιρίων, νερού πισίνας, μονοπατιών κήπου κ.λπ.
Τύποι γεωθερμικών εγκαταστάσεων
Έχοντας καταλάβει ποια είναι η γεωθερμική θέρμανση στο σπίτι, η αρχή λειτουργίας του εξοπλισμού, θα εξετάσουμε τους τύπους συστημάτων.
Συνολικά, υπάρχουν 3 τύποι εγκαταστάσεων:
- Το υπόγειο νερό θεωρείται το πιο αποτελεσματικό σύστημα θέρμανσης των χώρων διαβίωσης. Η αρχή λειτουργίας μειώνεται στην κατανάλωση θερμότητας από το έδαφος μέσω ανιχνευτών, συλλεκτών και μεταφοράς ενέργειας σε σύστημα θέρμανσης με φορέα θερμότητας νερού.
Σκοπός και αρχή λειτουργίας του υδραυλικού διακόπτη θέρμανσης
- Το νερό-νερό χρησιμοποιεί μια πηγή ζεστού νερού ως ενέργεια. Για να διασφαλιστεί η λειτουργικότητα του συστήματος, απαιτείται μια πηγή (λίμνη, ποτάμι, λίμνη). Οι ειδικοί σημειώνουν ότι αυτός ο σχεδιασμός είναι ο πιο σταθερός όσον αφορά τη θερμοκρασία.
- Η Air-air χρησιμοποιεί ένα απεριόριστο και διαθέσιμο φυσικό απόθεμα για εργασία. Η λειτουργικότητα του συστήματος παρέχεται από ανεμιστήρες, εξατμιστές συνδεδεμένους σε ένα συγκρότημα. Η μεγαλύτερη απόδοση επιτυγχάνεται σε θερμοκρασίες κάτω από -15 C · όταν ο αέρας κρυώσει, μέρος της ισχύος του συστήματος χάνεται.
Εξοπλισμός για τη ρύθμιση της γεωθερμικής θέρμανσης
Ο γεωθερμικός εξοπλισμός για σύστημα βαθιάς θέρμανσης επιτρέπει τη συσσώρευση θερμικής ενέργειας που εξάγεται από το περιβάλλον και τη μεταφορά του στο ψυκτικό στο κύκλωμα θέρμανσης.
Η λίστα εξοπλισμού για θέρμανση με θερμότητα από τη γη περιλαμβάνει
:
- Αποστακτήρας. Η συσκευή βρίσκεται σε βάθος και χρησιμεύει για την απορρόφηση θερμικής ενέργειας που βρίσκεται σε γεωθερμικά νερά ή έδαφος.
- Πυκνωτής. Σας επιτρέπει να φέρετε τη θερμοκρασία του αντιψυκτικού στην τιμή που απαιτείται για τη λειτουργία του συστήματος.
- Αντλία θερμότητας. Παρέχει κυκλοφορία αντιψυκτικού στο κύκλωμα θέρμανσης, ελέγχει τη λειτουργία της γεωθερμικής εγκατάστασης.
- Buffer tank - ένα δοχείο για τη συλλογή θερμαινόμενου αντιψυκτικού. Σας επιτρέπει να μεταφέρετε θερμική ενέργεια του εσωτερικού της γης στο ψυκτικό. Η δεξαμενή από την οποία διέρχεται το ψυκτικό είναι εξοπλισμένη με εναλλάκτη θερμότητας σε σχήμα πηνίου. Το θερμαινόμενο αντιψυκτικό κινείται κατά μήκος του, εκπέμποντας θερμότητα.
Διάγραμμα συσκευής αντλίας θερμότητας
Πώς να φτιάξετε μια γεωθερμική μονάδα με τα χέρια σας;
Για να κάνετε γεωθερμική θέρμανση στο σπίτι με τα χέρια σας, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα εξαρτήματα:
- αποστακτήρας;
- μονάδα συμπιεστή;
- ρυθμιστική βαλβίδα;
- πυκνωτής.
Μια αντλία θερμότητας μπορεί να κατασκευαστεί από ένα παλιό ψυγείο. Για αυτό, το πηνίο αφαιρείται από αυτό. Θα λειτουργήσει ως πυκνωτής. Τοποθετείται σε δοχείο κατασκευασμένο από ανθεκτικό υλικό. Ένας συμπιεστής είναι προσαρτημένος στο δοχείο και ο εξατμιστής κατασκευάζεται από πλαστικό βαρέλι. Όλα τα συστατικά στοιχεία συνδέονται μεταξύ τους και στη συνέχεια η μονάδα συνδέεται στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού χρησιμοποιώντας πολυμερείς σωλήνες.
Για να φτιάξετε μια αντλία από ένα κλιματιστικό, οι εξωτερικές και εσωτερικές μονάδες πρέπει να ανταλλάσσονται. Το νερό ή ο αέρας χρησιμοποιείται ως φορέας θερμότητας. Το σύστημα διαθέτει βαλβίδα τεσσάρων κατευθύνσεων. Για να το εγκαταστήσετε, χρειάζεστε τη βοήθεια ειδικών.
Εγκατάσταση συστήματος
Η γεωθερμική θέρμανση ενός εξοχικού σπιτιού στο στάδιο της ρύθμισης απαιτεί μια σταθερή επένδυση. Το υψηλό συνολικό κόστος του συστήματος οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην μεγάλη γη που σχετίζεται με την εγκατάσταση του κυκλώματος θέρμανσης.
Με την πάροδο του χρόνου, το οικονομικό κόστος αποδίδεται, καθώς η θερμική ενέργεια που χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια της περιόδου θέρμανσης εξάγεται από τα βάθη της γης με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας.
Εγκατάσταση ενός οριζόντιου εναλλάκτη θερμότητας για ένα γεωθερμικό σύστημα θέρμανσης
Για την παροχή θέρμανσης του σπιτιού με τη ζεστασιά της γης, απαιτείται εγκατάσταση του συστήματος
:
- το κύριο μέρος πρέπει να βρίσκεται υπόγεια ή στο κάτω μέρος της δεξαμενής ·
- στο ίδιο το σπίτι, έχει εγκατασταθεί μόνο αρκετά συμπαγής εξοπλισμός και τοποθετείται ψυγείο ή κύκλωμα θέρμανσης δαπέδου. Ο εξοπλισμός που βρίσκεται μέσα στο σπίτι σας επιτρέπει να ρυθμίσετε το επίπεδο θέρμανσης του ψυκτικού.
Πώς μοιάζει ο γεωθερμικός εξοπλισμός σε ένα σπίτι
Όταν σχεδιάζετε θέρμανση χρησιμοποιώντας τη θερμότητα της γης, είναι απαραίτητο να αποφασίσετε σχετικά με την επιλογή εγκατάστασης για το κύκλωμα εργασίας και τον τύπο του συλλέκτη.
Υπάρχουν δύο τύποι συλλεκτών
:
- Κάθετη - βυθίζεται στο έδαφος για αρκετές δεκάδες μέτρα. Για να το κάνετε αυτό, σε μικρή απόσταση από το σπίτι, πρέπει να τρυπήσετε διάφορα πηγάδια. Ένα περίγραμμα βυθίζεται στα φρεάτια (η πιο αξιόπιστη επιλογή είναι οι διασταυρούμενοι σωλήνες πολυαιθυλενίου).
- Μειονεκτήματα: Μεγάλο οικονομικό κόστος για τη διάτρηση αρκετών οπών στο έδαφος με βάθος 50 μέτρων.
Πλεονεκτήματα: Η θέση του υπόγειου σωλήνα σε βάθος όπου η θερμοκρασία του εδάφους είναι σταθερή, παρέχει υψηλή απόδοση του συστήματος. Επιπλέον, ο κάθετος συλλέκτης καταλαμβάνει μια μικρή έκταση γης.
- Οριζόντιος. Η χρήση ενός τέτοιου συλλέκτη επιτρέπεται σε περιοχές με ζεστά και εύκρατα κλίματα, καθώς το βάθος της κατάψυξης του εδάφους δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1,5 μέτρα.
- Μειονεκτήματα: Η ανάγκη χρήσης μιας μεγάλης περιοχής του ιστότοπου (το κύριο μειονέκτημα).Μετά την τοποθέτηση του περιγράμματος, αυτό το κομμάτι γης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κήπο ή λαχανόκηπο, καθώς το σύστημα λειτουργεί με την απελευθέρωση κρύου κατά τη μεταφορά ψυκτικού, το οποίο θα προκαλέσει την κατάψυξη των ριζών των φυτών.
Πλεονεκτήματα: Φθηνότερη χερσαία εργασία που μπορεί ακόμη και να γίνει μόνοι σας.
Οριζόντιος και κάθετος τύπος συλλέκτη
Η γεωθερμική ενέργεια μπορεί να ληφθεί τοποθετώντας ένα οριζόντιο γεωθερμικό κύκλωμα στο κάτω μέρος μιας δεξαμενής χωρίς παγετό. Ωστόσο, αυτό είναι δύσκολο να εφαρμοστεί στην πράξη: η δεξαμενή μπορεί να βρίσκεται έξω από την ιδιωτική επικράτεια και στη συνέχεια θα πρέπει να συντονιστεί η εγκατάσταση του εναλλάκτη θερμότητας. Η απόσταση από το θερμαινόμενο αντικείμενο έως τη δεξαμενή δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 μέτρα.
Σπουδαίος! Η θερμοκρασία περιβάλλοντος του συλλέκτη δεν πρέπει να πέσει κάτω από τους + 5 ° C. Το άνω μέρος του συλλέκτη που έρχεται σε επαφή με το χώμα κατάψυξης πρέπει να προστατεύεται με θερμική μόνωση για την αποφυγή απώλειας θερμικής ενέργειας.
