Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Ogrevanje in oskrbo s toplo vodo v zasebni hiši je mogoče organizirati na različne načine, na primer za povezavo s komunikacijami centralne oskrbe s plinom ali pretvorbo ogrevalnih sistemov v porabo električne energije. Se strinjate?

In možno je sestaviti geotermalno toplotno črpalko z lastnimi rokami in učinkovito izkoristiti toploto zemlje za ustvarjanje udobnih življenjskih pogojev. Seveda je to precej težaven proces, toda za tiste, ki so vsaj malo seznanjeni s tehnologijo, to ne bo težko.

V tem članku bomo obravnavali načela delovanja in vrste geotermalnih naprav. Povedali vam bomo, kako lahko sami izdelate toplotno črpalko iz odpadnega materiala. Poleg tega boste v članku našli strokovne nasvete o izbiri geo-enot. In objavljeni posnetki bodo razkrili skrivnosti namestitve in načela geotermalnih črpalk.

Kako deluje termalna geo-enota?

Algoritem geotermalne toplotne črpalke temelji na prenosu toplote iz vira z nizkim potencialom toplotne energije na hladilno sredstvo. Zemljišče tukaj igra poletno vlogo radiatorja in je aktivni vir toplote v zimski sezoni.

Razlika v temperaturah tal pomaga povečati splošno učinkovitost sistema in pomaga zmanjšati dejanske obratovalne stroške.

V središču geotermalne toplotne črpalke je pojav toplotne vztrajnosti. Temperatura zemlje na globini 6 metrov in pod njo skoraj povsem ustreza povprečni letni temperaturi zraka v regiji in se v koledarskem letu zelo malo spreminja.

V praksi cevovod, ki se nahaja v tleh, vstopi v tekoče hladilno sredstvo in se tam segreje za nekaj stopinj. Nato sestava gre v enoto za izmenjavo toplote (ali uparjalnik) in prenese akumulirano toplotno energijo v notranji sistemski krog.

Načelo delovanja geotermalnih naprav je podobno delovanju hladilnih sistemov. Zato se nekatere vrste toplotnih črpalk poleti uspešno uporabljajo kot klimatske naprave in z njihovo pomočjo hladijo zrak v stanovanjskih prostorih.

Hladivo, ki deluje v zunanjem tokokrogu, se segreje v uparjalniku, pretvori v plin in v kompresor. Tam se pod vplivom visokega tlaka skrči in postane še bolj vroča.

Vroč plin prehaja v kondenzacijsko napravo in prenese toplotno energijo v delovni hladilnik notranjega sistema, ki je odgovoren za ogrevanje hiše. Na koncu postopka se hladilno sredstvo, ki je izgubilo toploto, vrne na začetno točko v tekočem stanju.

Kaj so geotermalne naprave?

Geotermalne toplotne črpalke se med seboj razlikujejo po vrsti hladilne tekočine na notranjih in zunanjih konturah konstrukcije. Energija naprave je pridobljena iz zemlje, vode (podzemne vode ali odprtega naravnega rezervoarja) ali zraka.

Znotraj stanovanjskega območja se toplotni vir uporablja za ogrevanje prostorov, ogrevanje vode in klimatizacijo. Sistemi so glede na kombinacijo uporabljenih elementov in funkcij razvrščeni v vrste: „zemlja-voda“, „voda-voda“ in „zrak-voda“.

Možnost # 1. Izgradite tehnologijo "zemlja-voda"

Črpalka "zemlja-voda" je ena najučinkovitejših alternativnih možnosti ogrevanja za stanovanjske prostore. Načelo njegovega delovanja se zmanjša na izbiro s pomočjo sonde ali zbiralcev toplotne energije iz tal in jo prenese v domači vodni grelni sistem.

Geotermalne toplotne črpalke zemlja-voda so napredne napredne naprave. Zanje je značilna izjemna zanesljivost in visoka stopnja učinkovitosti. Ne zahtevajte stalnega posredovanja lastnikov pri delu, ampak potrebujete strokovno službo

Pomaga pri izvajanju posebne instalacijske tehnologije, ki je sestavljena iz geotermalnega toplotnega izmenjevalca, ki se nahaja pod globino dejanskega zmrzovanja tal, in sama toplotna črpalka, ki deluje kot hladilnik, je obratno (Carnotov obratni cikel).

Kako deluje naprava

Napeljava zemlja-voda, ki ogreva stanovanjske prostore z obnovljivo toploto, ki jo proizvaja zemlja, deluje po naslednjem algoritmu:

  1. Delovna tekočina (slanica ali antifriz), ki se premika vzdolž geotermalnega vezja, vzame temperaturo tal in se s pomočjo črpalke prenese v toplotni izmenjevalec - uparjalnik. Tam zbrano toploto daje freonu in se, ko se ohladi pri 2-5 ° C, vrne na izhodiščno točko.
  2. Freon, obogaten s toplotno energijo, izhlapi in, po prevzemu plinskega stanja, vstopi v kompresorsko enoto. Tam se temperatura plina dviguje zaradi stiskanja in kondenzata.
  3. Toplotna energija se prenese v hladilno tekočino v gospodinjskem ogrevalnem sistemu, freon pa ponovno dobi tekočo obliko. Njen tlak pade po prehodu skozi sistemski ekspanzijski ventil in hladilno sredstvo se vrne nazaj v uparjalnik, da zbere še en del vira.

Rezultat tega postopka je, da je količina toplotne energije, vzeta iz tal in prenesena v ogrevalni sistem stanovanjske stavbe, več kot 4-kratna količina porabljene električne energije za zagotovitev pravilnega delovanja kompresorske enote, krožne črpalke in krmilne enote.

Glikolna mešanica z dobrim indeksom viskoznosti, voda z alkoholom ali slanico - to so tekočine, ki se ne zmrzujejo in se uporabljajo v sistemu "zemlja-voda". So okolju prijazni, učinkovito segrevajo in transportirajo do črpalne postaje.

Dodaten bonus lahko imenujemo dejstvo, da ima sistem zmožnost za delo v nasprotni smeri, to je za hlajenje. Res je, da izguba učinkovitosti doseže 20%, vendar se to glede na visoko zmogljivost ogrevanja opreme šteje za upravičeno.

Variante postavitve zemeljsko-vodnih sistemov

Za izdelavo zunanje konture sistema zemlja-voda se uporabljajo polimerne cevi visoke trdnosti z dobrimi karakteristikami. Postavljene so vodoravno in ležijo na dnu izkopa na način, ki spominja na razporeditev komunikacij za komplekse "toplih tal".

Toplotna črpalka "zemlja-voda" je zanesljiva, učinkovita in tiha v delovanju, toda njena namestitev zahteva veliko denarja in traja veliko časa (vsaj 1 mesec za gradnjo, montažo in zagon). To točko je treba upoštevati pred izbiro tovrstnega ogrevalnega sistema.

Pri namestitvi območja se uporablja v višini 25-50 kvadratnih metrov. m na vsak kilovat moči nameščene črpalke. Globina jame je izbrana pod mejo zmrzovanja, natančne dimenzije in stopnja polaganja cevi pa se določijo z dodatnim izračunom.

Za lastnike velikih zemljiških posestev, ki so izbrali zemeljsko geotermalno toplotno črpalko za ogrevanje svojih domov, je priporočljivo namestiti horizontalne kolektorje. Lastniki majhnih površin so primernejši za postavitev globokomorskih sond, saj segajo daleč v zemljo in ne "jedo" koristne površine v bližini hiše.

Območja, kjer so urejene komunikacije geotermalnih sistemov „zemlja-voda“, se ne uporabljajo več za kmetijske potrebe. Lahko zlomijo čudovito travnato površino ali cvetlično gredico s cvetočimi enoletnicami.

Vertikalna namestitev je veliko bolj problematična in vključuje uporabo profesionalne tehnologije. Na lokaciji s pomočjo vrtalne naprave se izvrtajo vrtine z globino od 20 do 150 m, v katero se spusti posebna geotermalna sonda in priključi na črpalko, ki napaja delovno tekočino v sistem ogrevanja doma.

Navpična sonda za geotermalni sistem zemlja-voda je pokrov s priključenimi cevmi. Potopljen je v vodnjak z globino 18 m ali več. Točno število vrtin in sond, globina zahtevane potopitve in dejanski premer cevovoda se izračunata ločeno za vsak posamezen primer na podlagi podatkov, pridobljenih na podlagi geoloških raziskav, ki so jih izvedli strokovnjaki na lokaciji

Sondirne cevi, ki segajo iz izvrtanih vrtin, vstopijo v kolektorski vodnjak. Od njega do toplotne črpalke sta 2 vodnika (oskrbujejo vir in vzvratno), opremljena s toplotno izolacijsko prevleko. Premer črte je odvisen od skupne prostornine sistema in prostora, ki ga je treba ogreti. Včasih parametri dosegajo 160 mm.

Po približnih izračunih bo za ogrevanje stanovanjske površine približno 100 m2 potrebno približno 7, 5 kW / h energije. Vertikalne sonde za ustvarjanje ogrevalnega sistema zemlja-voda bodo v tem primeru morale biti spuščene v tla za 110-115 metrov ali 250 kvadratnih metrov sosednjega odseka (+) pod vodoravno komunikacijo.

Zaradi dejstva, da je pri globini temperatura tal vedno večja in stabilnejša zaradi vpliva zemeljskega jedra, je najbolj učinkovita vertikalna metoda polaganja ogrevalnega sistema. To dokazuje visoko stopnjo učinkovitosti in zanesljivo deluje že več let, ne da bi povzročilo napake in okvare.

Možnost # 2. Značilnosti toplotnih črpalk "voda-voda" \ t

Geotermalni sistem "voda-voda" uporablja pri delu toplotno energijo vodnih virov. To je mogoče zato, ker na veliki globini temperatura vode, kot je tla, ostane precej visoka in vzdržuje stabilne, stalne kazalnike skozi celo leto.

Za ureditev vodovodnega sistema in pridobivanje nizko kakovostne toplotne energije se lahko uporabljajo odprti rezervoarji (jezera, reke), vodnjaki, vrtine in celo odpadne vode iz tehnoloških ciklov industrijske proizvodnje (povratna oskrba z vodo).

Med toplotno črpalko »zemlja-voda« in »voda-voda« ni glavne strukturne razlike. Najmanjši finančni in delovni stroški pa zahtevajo kompleksi, opremljeni na podlagi odprtega rezervoarja. Montaža ne zahteva velikih vrtalnih dogodkov.

Material cevi s hladilno tekočino je preprosto opremljen z bremenom, potopljen v vodo in povezan s sistemom ogrevanja v gospodinjstvu preko povezovalnih komunikacij.

Vendar pa je ta možnost mogoča le, če je zemljišče v bližini vode in vsi komunikacijski deli sistema so pod nadzorom lastnikov. Če ni dostopa do odprte vode, uporabite potencial podzemne vode.

Res je, da to pomeni resno delo na tleh in gradnjo kompleksnih struktur, na primer dodatne vodnjake, namenjene odvajanju vode skozi enoto za izmenjavo toplote.

Pri vgradnji toplotne črpalke voda-voda ni enega, ampak dva vodnjaka opremljena z eno. Po eni se odvzame delovna voda in po prehodu skozi toplotni izmenjevalnik preusmeri na drugo, ki se nahaja v smeri gibanja tokov podzemne vode. Med nameščanjem je treba upoštevati, da mora biti sprejemna vrtina oddaljena vsaj 6 metrov in da mora biti dolvodno.

Običajno so instalacije voda / voda nameščene tam, kjer ni mogoče povezati osrednjih komunikacij ali uporabljati drugih vrst medijev za prenos toplote.

Strokovnjaki pravijo, da je alternativno ogrevanje te vrste izjemno učinkovito v sodobnih stavbah, ki imajo minimalni kazalnik izgub toplote.

Pri izdelavi in vgradnji geotermalnih ogrevalnih sistemov voda-voda je zelo pomembno, da uporabimo materiale z visoko stopnjo odpornosti proti koroziji, zamrzovanju in drugim agresivnim pojavom zunanjega okolja. Nato bo oprema trajala dolgo časa in lastniku ne bo dala nobenih težav.

Če je hiša dobro izolirana, zaščitena pred prepihom, vlago in prodiranjem ledenega zraka ali zgrajena z uporabo sodobnih izolacijskih tehnologij, se stroški ogrevalnega sistema bistveno zmanjšajo zaradi možnosti nakupa črpalne opreme z veliko manjšo močjo.

Možnost # 3. Sistemi zrak-voda

Toplotna črpalka "zrak-voda" uporablja za delo najbolj dostopen, neomejen in obnovljiv naravni vir energije - zrak. Oprema deluje s pomočjo ventilatorjev in izparilnikov, združenih v en sam kompleks.

Prikazuje največjo učinkovitost pri temperaturah do -15 ° C. Z bolj agresivnim delovanjem izgubi pomemben del moči.

Toplotna črpalka zrak-voda je bistveno cenejša kot modeli voda-voda in zemlja-voda. Modul je primeren za območja z relativno toplimi zimami. V hladnih severnih območjih, kjer temperatura presega -20 … 25 ° C, se namestitev letalske opreme šteje za nepraktično

Enota je izjemno priročna, saj ne zahteva prisotnosti posebne opreme lastnikov zasebne hiše za montažo in izvedbo kompleksnih inštalacijskih del.

Ne potrebuje izkopavanja, vrtanja in drugih delovno intenzivnih dejavnosti. Enostavna namestitev in ne zavzema veliko prostora. Lahko deluje pravilno, se nahaja na strehi stanovanja.

Možna je namestitev geotermalne črpalke zrak-voda na lokaciji neposredno v bližini stanovanjskih stavb. To je tiho in ima sodoben, privlačen videz, ki ne pokvari celotnega oblikovanja ozemlja.

Glavne prednosti opreme vključujejo praktično tiho delovanje in možnost ponovne uporabe toplote, ki se sprosti iz ogrevane sobe v obliki izpušnega zraka, vode, plina, dima itd.

Lastniki sistema sami vzdržujejo:

  • očistite lopatice ventilatorjev in zaščitne rešetke na napravi za izhlapevanje od prahu, majhnih odpadkov in listov;
  • mazanje kompresorja s posebno sestavo, navedeno v navodilih proizvajalca;
  • zamenjajte olje v pogonskih enotah (ventilator, kompresor) z določeno frekvenco;
  • preverite celovitost napajalnega kabla in bakrene cevi, skozi katero kroži hladilno sredstvo v sistemu.

Poleg teh ukrepov proizvajalci opreme za črpanje strankam močno svetujejo, naj spremljajo stanje termičnih senzorjev, ki odražajo delovanje krmilne enote.

Očistiti jih morate z nežno odstranitvijo prahu in oljnih madežev s površine. To bo podaljšalo življenjsko dobo sistema zrak-zrak in poenostavilo in olajšalo obratovanje.

Kako narediti enoto z lastnimi rokami?

Ne glede na to, katera možnost vira (zemlja, voda ali zrak) je izbrana za ogrevanje, bo za pravilno delovanje sistema potrebna črpalka.

Ta naprava je sestavljena iz elementov, kot so:

  • kompresorska enota (vmesni element kompleksa);
  • uparjalnik, ki prenaša nizko energijsko energijo v hladilno sredstvo;
  • dušilni ventil, skozi katerega hladilno sredstvo najde pot nazaj v uparjalnik;
  • kondenzator, v katerem freon odda toplotno energijo in se ohladi na prvotno temperaturo.

Celoten sistem lahko kupite od proizvajalca, vendar bo to stalo dostojno. Če pri roki ni prostega denarja, je vredno izdelati toplotno črpalko z lastnimi rokami iz razpoložljivih delov in po potrebi kupiti manjkajoče dele.

Ko načrtujete namestitev geotermalnega ogrevalnega sistema v zasebni hiši, morate najprej skrbeti za zmanjšanje izgube toplote. V ta namen je potrebno stene ogreti s posebnim materialom, zagotoviti vrata in okenske okvirje s penastimi tesnili in zaščititi tla in strop s peno. Nato toplota, ki jo črpalka sprosti v največji možni meri, ostane v zaprtih prostorih.

Ko je odločitev o izdelavi toplotne črpalke izdelana ročno, je nujno preveriti stanje električne napeljave in števca električne energije v hiši.

Če so ti elementi obrabljeni in stari, je potrebno pregledati vsa območja, odkriti morebitne napake in jih odpraviti še pred začetkom dela. Nato bo sistem delal brezhibno takoj po zagonu in ne bo motil lastnikov s kratkimi stiki, vžigom ožičenja in uničenjem prometnih zastojev.

Metoda # 1. Montaža iz hladilnika

Za montažo toplotne črpalke z lastnimi rokami iz starega hladilnika odstranimo nameščeno za tuljavo. Ta postavka se uporablja kot kondenzator in je postavljena v visoko trdno zmogljivost, odporna na agresivne temperature. Na njej je pritrjen pravilno delujoč kompresor in kot uparjalnik se uporablja preprosta plastična cev.

Če se za izdelavo črpalke uporabi zelo star hladilnik, je bolje, da freon zamenjate z novim. Tega ne bo mogoče opraviti sami, zato morate povabiti čarovnika s posebno opremo. Hitro bo zamenjal delovno tekočino in sistem bo deloval v pravem načinu.

Pripravljeni elementi so medsebojno povezani, nato pa je ustvarjena enota povezana s sistemom ogrevanja s pomočjo polimernih cevi in začne obratovati z opremo.

V tem članku so opisana navodila za montažo toplotne črpalke iz hladilnika.

Metoda # 2. Toplotna črpalka klimatske naprave

Da bi izdelali toplotno črpalko, je klimatska naprava spremenjena in ponovno razvita nekatere glavne komponente. Najprej se izmenjajo zunanji in notranji bloki.

Uparjalnik, ki je odgovoren za prenos nizko-toplotne toplote, ni dodatno nameščen, saj je prisoten v notranji enoti enote in kondenzator, ki prenaša toplotno energijo, je v zunanji enoti. Tako zrak kot voda sta primerna kot nosilec toplote.

Če ta možnost namestitve ni primerna, je kondenzator nameščen v ločenem rezervoarju, ki je namenjen pravilni izmenjavi toplote med virom ogrevanja in hladilnim sredstvom.

Sistem je opremljen s štiristranskim ventilom. Za to delo ponavadi povabijo strokovnjaka, ki ima strokovno znanje in izkušnje pri izvedbi tovrstnih dogodkov.

Sodobni split sistemi so pri nizkih temperaturah neučinkoviti, zato jih strokovnjaki ne priporočajo za samoproizvodnjo toplotnih črpalk.

В третьем варианте кондиционер полностью разбирают на составные детали, а потом из них комплектуют насос по традиционной общепринятой схеме: испаритель, компрессор, конденсатор. Готовый прибор присоединяют к обогревающему дом оборудованию и приступают к использованию.

На сайте есть серия статей по изготовлению тепловых насосов своими руками, советуем ознакомиться:

  1. Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип работы и схемы сборки
  2. Как сделать тепловой насос воздух-вода: схемы устройства и самостоятельная сборка

Советы по выбору системы

Монтаж оборудования типа «земля-вода» обходится дороже всех остальных вариантов, потому что требует глубинных земляных работ при вертикальном расположении оборудования или большой свободной площади участка при горизонтальной прокладке коммуникаций.

Эти параметры ограничивают использование системы и существенно снижают ее привлекательность.

Установка насоса «вода-вода» тоже имеет некоторые ограничения. Если рядом есть доступный водоем, можно разместить систему в нем. Отсутствие открытых вод повлечет за собой бурение скважин и отводных колодцев, что тоже стоит не дешево.

Насос «воздух-вода» не представляет проблем с установкой, и может корректно работать даже в многоквартирных домах, но при суровых зимах с низкими температурными показателями его эффективность падает и для ее поддержки требуется параллельный источник энергии.

Однако, обустройство геотермального отопления в итоге окупает свои затраты и начинает вырабатывать бесплатный ресурс, позволяя владельцам жить в максимально удобных, приятных и комфортных условиях, не тратя при этом больших средств на коммунальные услуги.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

В ролике наглядно показано, как в большом доме из газосиликатного блока обустроена отопительная система на основе геотермального теплового оборудования «воздух-вода». Раскрыты некоторые интересные нюансы относительно монтажа оборудования и озвучены реальные цифры коммунальных платежей за месяц.

Как работает оборудование «земля-вода». Подробное описание от специалиста по установке геотермальных тепловых котлов, рекомендации и полезные советы для домашних мастеров от профессионала своего дела.

Своими впечатлениями о тепловом геотермальном насосе делится реальный пользователь оборудования.

Профессиональный слесарь рассказывает, как в домашних условиях изготовить тепловой насос на основе мощного компрессора и трубчатых теплообменных деталей. Подробная инструкция в пошаговом режиме.

Геотермальный насос для отопления частного домовладения – удачный способ создания комфортных жизненных условий даже там, где недоступны централизованные коммуникационные системы и более привычные источники энергетического ресурса.

Выбор системы зависит от территориального расположения недвижимости и финансовых возможностей хозяев.

Имеете опыт изготовления геотермального теплового насоса? Пожалуйста, поделитесь информацией с нашими читателями, предложите свой вариант сборки. Оставлять комментарии и прикреплять фотографии своих самоделок можно в форме, расположенной ниже.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Gradnja