- Cum funcționează o geo-unitate termică?
- Ce sunt instalațiile geotermale?
- Cum sa faci o unitate cu mainile tale?
- Советы по выбору системы
- Concluzii și video util pe această temă
Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!
Este posibilă organizarea unei alimentări cu apă caldă și a apei calde a unei case particulare în diferite moduri, de exemplu conectarea la comunicațiile centralei de alimentare cu gaz sau convertirea sistemelor de încălzire la consumul de energie electrică. Sunteți de acord?
Și este posibil să asamblați o pompă de căldură geotermală cu propriile mâini și să utilizați eficient căldura pământului pentru a crea condiții de trai confortabile. Desigur, acesta este un proces destul de laborios, dar pentru cei care au puțină experiență în tehnologie, acest lucru nu va fi dificil.
În acest articol vom discuta principiile de funcționare și tipurile de instalații geotermale. Vă vom spune cum să construiți o pompă de căldură din materiale uzate. În plus, în articol veți găsi sfaturi de specialitate cu privire la alegerea geo-unităților. Și videoclipurile postate vor dezvălui secretele instalării și principiile pompelor geotermale.
Cum funcționează o geo-unitate termică?
Algoritmul pompei de căldură geotermală este construit pe transferul de căldură dintr-o sursă cu un potențial redus de energie termică la agentul de răcire. Terenul de aici joacă rolul unui radiator în timpul verii și este o sursă activă de căldură în sezonul de iarnă.
Diferența în temperaturile solului ajută la creșterea eficienței generale a sistemului și contribuie la reducerea costurilor reale de funcționare.
În centrul pompei de căldură geotermală este fenomenul inerției de căldură. Temperatura pământului, la o adâncime de 6 metri și mai mică, corespunde aproape exact cu temperatura medie anuală a aerului din regiune și variază foarte puțin pe parcursul anului calendaristic.
În practică, conducta, plasată în pământ, intră în agentul de răcire actual și este încălzită acolo cu mai multe grade. Apoi, compoziția se duce la unitatea de schimb de căldură (sau la vaporizator) și transferă energia de căldură acumulată în circuitul sistemului intern.
Principiul funcționării instalațiilor geotermale este similar cu funcționarea sistemelor de refrigerare. Acesta este motivul pentru care unele tipuri de pompe de căldură în timpul verii sunt utilizate cu succes ca aparate de aer condiționat și, cu ajutorul lor, ele pot răci aerul în spații rezidențiale.
Agentul frigorific care funcționează în circuitul extern este încălzit în vaporizator, transformat în gaz și în compresor. Acolo, se micșorează sub influența presiunii ridicate și devine și mai fierbinte.
Gazul fierbinte trece în dispozitivul de condensare și transferă energia termică către agentul de răcire de lucru al sistemului intern responsabil cu încălzirea casei. La sfârșitul procesului, agentul frigorific, care a pierdut căldură, revine la punctul de pornire în stare lichidă.
Ce sunt instalațiile geotermale?
Pompele de căldură geotermale diferă una de cealaltă în tipul de lichid de răcire pe contururile interioare și exterioare ale structurii. Energia dispozitivului este obținută din sol, apă (apă subterană sau rezervor natural deschis) sau aer.
În interiorul unei zone rezidențiale, o resursă de căldură este utilizată pentru încălzirea încăperilor, încălzirea apei și aerul condiționat. În funcție de combinația elementelor și funcțiilor utilizate, sistemele sunt clasificate în tipuri: "apă pământoasă", "apă-apă" și "aer-apă".
Opțiunea # 1. Construiți pe tehnologia "apei pământești"
Pompa "pământ-apă" este una dintre cele mai eficiente opțiuni alternative de încălzire pentru spațiile rezidențiale. Principiul acțiunii sale este redus la selectarea cu ajutorul sondei sau colectorilor de energie termică din sol și transferul acestuia către sistemul de încălzire a apei de acasă.
Pompele de căldură geotermice de la sol la apă sunt dispozitive progresive de înaltă tehnologie. Acestea se caracterizează printr-o fiabilitate excepțională și demonstrează un nivel ridicat de eficiență. Nu necesită intervenția constantă a proprietarilor la locul de muncă, dar au nevoie de servicii profesionale
Ajută la implementarea unei tehnologii speciale de instalare, care constă dintr-un schimbător de căldură geotermală plasat sub adâncimea congelării efective a solului, iar pompa de căldură, funcționând ca frigider, este doar invers (ciclul invers Carnot).
Cum funcționează dispozitivul
Instalatia de la sol la apa, care incalzeste spatiile rezidentiale utilizand caldura regenerabila produsa de sol, functioneaza conform urmatorului algoritm:
- Fluidul de lucru (saramură sau antigel) care se deplasează de-a lungul circuitului geotermal ia temperatura solului și este transferat prin pompă către schimbătorul de căldură - evaporator. Acolo, ea dă căldura colectată la Freon, iar ea, devenind mai rece la 2-5 ° C, revine la punctul de plecare.
- Freonul îmbogățit cu energie termică se evaporă și, având o stare gazoasă, intră în unitatea compresorului. Acolo, temperatura gazului crește datorită comprimării și formelor de condens.
- Energia termică este transferată la agentul de răcire în sistemul de încălzire domestic, iar freonul are din nou o formă lichidă. Presiunea sa scade după trecerea prin supapa de expansiune a sistemului și agentul frigorific revine la evaporator pentru a colecta o altă porțiune din resursă.
Ca urmare a acestei proceduri, cantitatea de energie termică preluată din sol și transferată în sistemul de încălzire al unei clădiri rezidențiale este de peste 4 ori mai mare decât cantitatea de energie electrică utilizată pentru a asigura funcționarea corectă a unității de compresor, a pompei circulare și a unității de comandă.
Amestec glicolic cu un indice bun de vâscozitate, apă cu alcool sau saramură - acestea sunt lichidele care nu îngheață utilizate în sistemul "apă de suprafață". Ele sunt ecologice, iau eficient căldura și o transportă la stația de pompare.
Un bonus suplimentar poate fi numit faptul că sistemul are capacitatea de a lucra în direcția opusă, adică de răcire. Este adevărat că pierderea eficienței atinge 20%, însă acest lucru este considerat justificat, având în vedere capacitatea mare de încălzire a echipamentului.
Variante de amplasare a sistemelor de apă-pământ
Pentru a crea conturul exterior al sistemului de apă-pământ, sunt utilizate țevi polimerice de înaltă rezistență cu caracteristici bune de performanță. Acestea sunt amplasate orizontal, așezându-se pe fundul săpăturilor într-o manieră care amintește de amenajarea de comunicații pentru complexele "podea caldă".
Pompa de căldură "pământ-apă" este fiabilă, eficientă și silențioasă în funcționare, însă instalarea acesteia costă foarte mulți bani și durează mult timp (cel puțin 1 lună pentru activitățile de construcție, instalare și punere în funcțiune). Acest punct trebuie luat în considerare înainte de a opta pentru acest tip de sistem de încălzire.
La instalarea zonei se utilizează o rată de 25-50 metri pătrați. m pe fiecare kilowatt de pompă montată pe putere. Adâncimea canalului este aleasă sub limita de îngheț, iar dimensiunile exacte și etapa de așezare a conductelor sunt determinate prin calcul suplimentar.
Pentru proprietarii de exploatații de terenuri mari, care au ales o pompă de căldură geotermală pentru încălzirea locuințelor, este recomandabil să se instaleze colectoare orizontale. Proprietarii de zone mici sunt mai potrivite pentru instalarea sondei de adâncime, deoarece acestea merg departe în sol și nu "mănâncă" zona utilă din apropierea casei.
Teritoriile în care sunt amenajate comunicațiile sistemelor geo-terestre "pământ-apă" nu mai sunt utilizate pentru nevoile agricole. Ei pot rupe un gazon frumos sau gazon cu flori anuale înflorite.
Instalarea verticală este mult mai problematică și presupune utilizarea tehnologiei profesionale. La locul de amplasare, cu ajutorul unei instalații de foraj, se prelevă un puț cu o adâncime de 20 până la 150 m, o sondă geotermală specială este coborâtă în ea și conectată la o pompă care alimentează lichidul de lucru pentru sistemul de încălzire la domiciliu.
Sonda verticală pentru sistemul geotermic pământ-apă este un capac cu țevi conectate. Acesta este scufundat într-un puț cu o adâncime de 18 m sau mai mult. Numărul exact al gropilor și probelor, adâncimea imersiei necesare și diametrul real al conductei se calculează separat pentru fiecare caz în parte, pe baza informațiilor obținute ca urmare a explorării geologice efectuate de experții de la amplasament
Sondele tubulare care se extind din puțurile forate intră în fântâna colectorului. Din acesta la pompa de căldură sunt 2 linii de trunchi (care furnizează resursele și invers), echipate cu un strat de izolare termică. Diametrul liniei depinde de volumul total al sistemului și de camera care trebuie încălzită. Uneori, parametrii ajung la 160 mm.
Conform calculelor aproximative, va fi nevoie de aproximativ 7, 5 kW / h de energie pentru a încălzi o zonă rezidențială de aproximativ 100 m2. Sondele verticale pentru a crea un sistem de încălzire la sol în acest caz vor trebui să fie coborâte în sol pentru 110-115 metri sau 250 de metri pătrați din secțiunea adiacentă (+) sub comunicații orizontale
Datorită faptului că la adâncime temperatura solului este întotdeauna mai mare și mai stabilă datorită influenței miezului pământului, metoda verticală de stabilire a sistemului de încălzire este recunoscută ca fiind cea mai eficientă. Ea demonstrează un nivel ridicat de eficiență și funcționează în mod fiabil timp de mulți ani, fără a oferi defecțiuni și defecțiuni.
Opțiunea nr. 2. Caracteristicile pompelor de căldură "apă-apă"
Sistemul geotermic "apă-apă" utilizează în energia termică de lucru a resurselor de apă. Acest lucru este posibil deoarece, la o adâncime mare, temperatura apei, ca cea a solului, rămâne destul de ridicată și menține indicatori permanenți stabili pe tot parcursul anului.
Pentru amenajarea sistemului de apă-apă și obținerea energiei termice scăzute, se pot folosi rezervoare (lacuri, râuri), puțuri, puțuri de foraj și chiar ape uzate din ciclurile tehnologice de producție industrială (alimentarea cu apă inversă)
Nu există o diferență structurală principală între pompa de căldură "apă de suprafață" și "apă-apă". Dar cel mai mic cost financiar și de muncă sunt solicitate de complex, echipat pe baza unui rezervor deschis. Montarea nu necesită evenimente mari de găurire.
Materialul de țeavă cu agent de răcire este pur și simplu echipat cu o sarcină, scufundat în apă și conectat la un sistem de încălzire de uz casnic prin intermediul comunicațiilor de conectare.
Cu toate acestea, această opțiune este posibilă numai atunci când terenul este strâns adiacent la apă și toate părțile de comunicare ale sistemului sunt sub controlul proprietarilor. Dacă nu există acces la apa deschisă, utilizați potențialul apelor subterane.
Adevărat, acest lucru implică o muncă gravă la sol și construirea unor structuri complexe, de exemplu, un puț suplimentar, conceput pentru a evacua apa care trece prin unitatea de schimb de căldură.
Atunci când se instalează o pompă de căldură apă-apă, nu unul, dar două puțuri sunt echipate cu una. După unul, se ia apa de lucru și, după trecerea prin schimbătorul de căldură, se redirecționează spre a doua, care este situată în direcția mișcării fluxurilor de apă subterană. În timpul plasării, este necesar să se țină seama de faptul că puțul de recepție trebuie amplasat la o distanță de cel puțin 6 metri și trebuie să fie situat în aval.
În mod tipic, instalațiile apă-apă sunt montate acolo unde nu este posibil să se conecteze comunicațiile centrale sau să se utilizeze alte tipuri de mijloace de transfer de căldură.
Experții spun că încălzirea alternativă de acest tip este extrem de eficientă în clădirile moderne care au un indicator minim al pierderilor de căldură.
În fabricarea și instalarea sistemelor de încălzire geotermală apă-apă, este foarte important să se utilizeze materiale cu un nivel ridicat de rezistență la coroziune, congelare și alte manifestări agresive ale mediului extern. Apoi echipamentul va dura o lungă perioadă de timp și nu va da proprietarului nici un fel de probleme.
În cazul în care casa este bine izolată, protejată de curenți, umezeală și penetrarea aerului înghețat sau construită folosind tehnologii moderne de izolare, costul sistemului de încălzire este redus semnificativ datorită posibilității de a achiziționa echipamente de pompare cu putere mult mai mică.
Opțiunea # 3. Sisteme de aer-apă
Pompa de căldură "aer-apă" folosește pentru lucru cea mai accesibilă, nelimitată și regenerabilă sursă de energie naturală - aer. Echipamentul funcționează cu ajutorul ventilatoarelor și evaporatoarelor, combinate într-un singur complex.
Afișează cea mai mare eficiență la temperaturi de până la -15 ° C. Cu o performanță mai agresivă pierde o parte semnificativă din putere.
Pompa de căldură aer-apă este semnificativ mai ieftină decât modelele apă-apă și pământ-apă. Modulul este potrivit pentru regiunile cu ierni relativ calde. În zonele nordice reci, unde temperaturile depășesc -20 … 25 ° C, instalarea echipamentelor aeriene este considerată nepractică
Unitatea este extrem de convenabilă în măsura în care nu necesită prezența unui echipament special de la proprietarii unei case particulare pentru instalare și pentru efectuarea unor lucrări complexe de instalare.
Nu are nevoie de săpături, foraj și alte activități intensive. Ușor de instalat și nu ocupă mult spațiu. Acesta poate funcționa corect, situat pe acoperișul locuinței.
Este posibilă instalarea unei pompe geotermice aer-apă pe un amplasament direct în apropierea clădirilor rezidențiale. Este liniștită și are un aspect modern, atractiv, care nu strică designul general al teritoriului.
Principalele avantaje ale echipamentului includ funcționarea practic silențioasă și capacitatea de reutilizare a căldurii eliberate din camera încălzită sub formă de aer evacuat, apă, gaz, fum etc.
Proprietarii sistemului mențin sistemul independent:
- curățați lamele ventilatorului și grilajele de protecție de pe instalația de evaporare de praf, resturi mici și frunze;
- lubrifiați compresorul cu o compoziție specială specificată în instrucțiunile producătorului;
- schimbați uleiul în unitățile de putere (ventilator, compresor) cu o anumită frecvență;
- verificați integritatea cablului de alimentare și a conductei de cupru prin care agentul frigorific circulă în sistem.
În plus față de aceste acțiuni, producătorii de echipamente de pompare recomandă clienților să monitorizeze starea senzorilor termici, reflectând funcționarea unității de comandă.
Acestea trebuie curățate prin îndepărtarea ușoară a petelor de praf și ulei de pe suprafață. Acest lucru va prelungi "viața" sistemului air-to-air și va face procesul de operare mai simplu și mai confortabil.
Cum sa faci o unitate cu mainile tale?
Indiferent de ce opțiune de resurse (sol, apă sau aer) este aleasă pentru încălzire, este necesară o pompă pentru ca sistemul să funcționeze corect.
Acest dispozitiv este compus din elemente cum ar fi:
- unitatea de compresoare (element intermediar al complexului);
- vaporizatorul transferând energie redusă la lichidul de răcire;
- o supapă fluture prin care agentul frigorific își găsește drumul spre vaporizator;
- un condensator în care freonul emite energia termică și este răcit la temperatura inițială.
Puteți achiziționa un sistem complet de la producător, dar va costa o sumă decentă. Atunci când nu există bani grași la îndemână, merită să faceți o pompă de căldură cu propriile mâini din piesele disponibile și, dacă este necesar, să achiziționați piesele lipsă.
Atunci când intenționați să instalați un sistem de încălzire geotermală într-o casă privată, în primul rând trebuie să aveți grijă de reducerea nivelului pierderilor de căldură. În acest scop, este necesar să se încălzească pereții cu materiale speciale, să se asigure uși și rame de ferestre cu garnituri de spumă și să se protejeze podeaua și tavanul cu panouri de spumă. Apoi, căldura eliberată de pompă în măsura maximă va rămâne în interior.
Atunci când decizia privind fabricarea pompei de căldură este făcută manual, este imperativ să verificați starea cablului electric și a contorului de energie electrică din casă.
Dacă aceste elemente sunt uzate și vechi, este necesar să examinați toate zonele, să detectați posibilele defecte și să le eliminați chiar înainte de începerea lucrului. Apoi, sistemul va funcționa fără probleme imediat după lansare și nu va deranja proprietarii cu scurtcircuite, aprinderea cablului și blocarea blocajelor de trafic.
Metoda # 1. Adunarea din frigider
Pentru asamblarea pompei de căldură cu mâinile proprii din vechiul frigider este îndepărtat amplasat în spatele bobinei. Acest element este folosit ca condensator și plasat într-o capacitate de înaltă rezistență, rezistent la temperaturi agresive. Un compresor de lucru corespunzător este atașat la acesta, iar un butoi simplu din plastic este folosit ca un evaporator.
Dacă un frigider foarte vechi este utilizat pentru a crea o pompă, este mai bine să înlocuiți freonul în el cu unul nou. Nu va fi posibil să faceți acest lucru pe cont propriu, deci trebuie să invitați un vrăjitor cu echipament special. Acesta va înlocui rapid lichidul de lucru, iar sistemul va funcționa în modul corect.
Elementele pregătite sunt interconectate, iar apoi unitatea creată este conectată la sistemul de încălzire cu ajutorul țevilor de polimer și începe să opereze echipamentul.
Instrucțiunile pas cu pas despre cum să asamblați o pompă de căldură de la un frigider sunt descrise în acest articol.
Metoda # 2. Pompă de căldură pentru aer condiționat
Pentru a face o pompă de căldură, un aparat de aer condiționat este modificat și redezvoltat unele dintre componentele majore. Mai întâi, blocurile exterioare și interioare sunt schimbate.
Испаритель, отвечающий за передачу низкопотенциального тепла, дополнительно не ставят, так как он имеется во внутреннем блоке агрегата, а передающий тепловую энергию конденсатор стоит во внешнем блоке. В качестве теплоносителя подходят как воздух, так и вода.
Если этот вариант монтажа не удобен, конденсатор устанавливают в отдельный резервуар, предназначенный для корректного теплообмена между греющим ресурсом и теплоносителем.
Саму систему снабжают четырехходовым клапаном. Для этой работы обычно приглашают специалиста, имеющего профессиональные навыки и опыт проведения мероприятий такого рода.
Современные сплит системы малоэффективны при низких температурах, поэтому профессионалы не рекомендуют использовать их для самостоятельного изготовления теплонасосов
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:
- Как сделать тепловой насос для отопления дома своими руками: принцип работы и схемы сборки
- 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.
Concluzii și video util pe această temă
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.