Moguće je organizirati grijanje i opskrbu toplom vodom privatne kuće na različite načine, na primjer, za spajanje na komunikaciju središnje opskrbe plinom ili pretvoriti sustave grijanja u potrošnju električne energije. Slažete li se?
Također je moguće sastaviti geotermalnu toplinsku pumpu vlastitim rukama i učinkovito iskoristiti toplinu zemlje za stvaranje ugodnih životnih uvjeta. Naravno, ovo je prilično naporan proces, ali za one koji su barem malo upoznati s tehnologijom, to neće biti teško.
U ovom članku ćemo raspraviti principe rada i vrste geotermalnih instalacija. Mi ćemo vam reći kako sami izgraditi toplinsku pumpu iz otpadnog materijala. Osim toga, u članku ćete naći stručne savjete o izboru geo-jedinica. Objavljeni videozapisi otkrit će tajne instalacije i principe geotermalnih crpki.
Kako radi termička geo-jedinica?
Algoritam geotermalne toplinske pumpe izgrađen je na prijenosu topline iz izvora s niskim potencijalom toplinske energije na rashladno sredstvo. Zemljište ovdje ima ulogu radijatora ljeti i aktivan je izvor topline u zimskoj sezoni.
Razlika u temperaturi tla pomaže povećanju ukupne učinkovitosti sustava i pomaže u smanjenju stvarnih operativnih troškova.
U središtu geotermalne toplinske pumpe je fenomen toplinske inercije. Temperatura Zemlje na dubini od 6 metara i niže gotovo točno odgovara prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka u regiji i varira vrlo malo tijekom kalendarske godine.
U praksi, cjevovod, postavljen u zemlju, ulazi u tekuće rashladno sredstvo i tamo se zagrijava za nekoliko stupnjeva. Tada smjesa odlazi u jedinicu za izmjenu topline (ili isparivač) i prenosi akumuliranu toplinsku energiju u unutarnji krug sustava.
Načelo rada geotermalnih instalacija slično je funkcioniranju rashladnih sustava. Zbog toga se neke vrste toplinskih crpki tijekom ljeta uspješno koriste kao klima uređaji i uz njihovu pomoć rashlađuju zrak u stambenim prostorijama.
Rashladno sredstvo koje radi u vanjskom krugu zagrijava se u isparivaču, pretvara u plin i u kompresor. Tamo se skuplja pod utjecajem visokog tlaka i postaje još topliji.
Vrući plin ulazi u uređaj za kondenzaciju i prenosi toplinsku energiju na radnu tekućinu unutarnjeg sustava koja je odgovorna za grijanje kuće. Na kraju procesa, rashladno sredstvo, koje je izgubilo toplinu, vraća se na početnu točku u tekućem stanju.
Što su geotermalne instalacije?
Geotermalne toplinske crpke razlikuju se jedna od druge po vrsti rashladnog sredstva na unutarnjim i vanjskim konturama konstrukcije. Energija uređaja dobiva se iz tla, vode (podzemne vode ili otvorenog prirodnog spremnika) ili zraka.
Unutar stambenog dijela, toplinska energija se koristi za grijanje prostorija, grijanje vode i klimatizaciju. Ovisno o kombinaciji upotrijebljenih elemenata i funkcija, sustavi su razvrstani u vrste: "zemlja-voda", "voda-voda" i "zrak-voda".
Opcija # 1. Izgradite tehnologiju "zemlja-voda"
Pumpa "zemlja-voda" jedna je od najučinkovitijih alternativnih opcija grijanja za stambene prostore. Načelo njegovog djelovanja svodi se na odabir uz pomoć sondi ili sakupljača toplinske energije iz tla i prenosi ga u sustav kućnog grijanja vode.
Geotermalne toplinske pumpe zemlja-voda su progresivni uređaji visoke tehnologije. Odlikuju se iznimnom pouzdanošću i visokom razinom učinkovitosti. Ne zahtijevajte stalnu intervenciju vlasnika u radu, već vam je potrebna profesionalna usluga
Pomaže u implementaciji posebne instalacijske tehnologije, koja se sastoji od geotermalnog izmjenjivača topline smještenog ispod dubine stvarnog zamrzavanja tla, a sama toplinska crpka, koja funkcionira kao hladnjak, je samo obrnuta (Carnotov povratni ciklus).
Kako uređaj radi
Instalacija zemlja-voda, koja zagrijava stambene prostore pomoću obnovljive topline proizvedene u tlu, djeluje prema sljedećem algoritmu:
- Radni fluid (rasol ili antifriz) koji se kreće duž geotermalnog kruga uzima temperaturu tla i prenosi se pomoću pumpe u izmjenjivač topline - isparivač. Tamo prikupljenu toplinu daje freonu, a ona se, hladnije na 2-5 ° C, vraća na početnu točku.
- Freon, obogaćen toplinskom energijom, isparava i, preuzimajući plinovito stanje, ulazi u kompresorsku jedinicu. Tu se temperatura plina povećava zbog kompresije i oblika kondenzata.
- Toplinska energija se prenosi na rashladno sredstvo u kućanskom sustavu grijanja, a freon ponovno uzima tekući oblik. Pritisak pada nakon prolaska kroz ekspanzijski ventil sustava i rashladno sredstvo se vraća natrag u isparivač kako bi prikupilo još jedan dio resursa.
Kao rezultat ovog postupka, količina toplinske energije uzeta iz tla i prenesena u sustav grijanja stambene zgrade je više od 4 puta veća od količine utrošene električne energije kako bi se osigurao ispravan rad kompresorske jedinice, kružne pumpe i upravljačke jedinice.
Glikolna mješavina s dobrim indeksom viskoznosti, vodom s alkoholom ili slanom vodom - to su tekućine bez smrzavanja koje se koriste u sustavu "zemlja-voda". Oni su ekološki prihvatljivi, uzimaju toplinu učinkovito i transportiraju je do crpne stanice.
Dodatni bonus može se nazvati činjenicom da sustav ima sposobnost rada u suprotnom smjeru, to jest, za hlađenje. Istina, gubitak učinkovitosti doseže 20%, ali to se smatra opravdanim, s obzirom na visoki kapacitet grijanja opreme.
Varijante postavljanja sustava zemlja-voda
Za izradu vanjske konture sustava zemlja-voda koriste se polimerne cijevi visoke čvrstoće s dobrim performansama. Postavljeni su vodoravno, leže na dnu iskopa na način koji podsjeća na raspored komunikacija kompleksa "toplog poda".
Toplinska pumpa "zemlja-voda" je pouzdana, učinkovita i tiha u radu, ali njezina instalacija košta puno novca i traje puno vremena (najmanje 1 mjesec za građevinske, instalacijske i puštanje u rad). Ta se točka mora uzeti u obzir prije odabira ovog tipa sustava grijanja.
Prilikom instalacije područje se koristi po stopi od 25-50 četvornih metara. m po svakom kilovatu crpke koja se montira na struju. Dubina jame odabire se ispod granice smrzavanja, a točne dimenzije i stupanj polaganja cijevi određuju se dodatnim izračunom.
Za vlasnike velikih zemljišnih gospodarstava, koji su odabrali geotermalnu toplinsku pumpu za podzemnu vodu za grijanje svojih domova, preporučljivo je instalirati horizontalne kolektore. Vlasnici manjih površina prikladniji su za ugradnju dubokomorskih sondi, jer daleko odlaze u tlo i ne “jedu” korisno područje u blizini kuće.
Područja na kojima se uređuje komunikacija geotermalnih sustava "zemlja-voda" više se ne koriste za poljoprivredne potrebe. Oni mogu slomiti prekrasan travnjak ili cvjetnjak s cvjetnim biljkama.
Vertikalna instalacija je mnogo problematičnija i podrazumijeva uporabu profesionalne tehnologije. Na gradilištu se pomoću bušaće bušotine izbuši bušotina dubine od 20 do 150 m, u nju se spusti posebna geotermalna sonda i poveže s pumpom koja dovodi radni fluid u sustav kućnog grijanja.
Okomita sonda za geotermalni sustav zemlja-voda je poklopac sa spojenim cijevima. Uronjen je u bunar dubine 18 metara ili više. Točan broj bušotina i sondi, dubina potrebnog uranjanja i stvarni promjer cjevovoda izračunavaju se posebno za svaki pojedini slučaj, na temelju informacija dobivenih kao rezultat geoloških istraživanja koje su proveli stručnjaci na lokaciji
Cijevi sonde koje se pružaju iz bušenih bušotina ulaze u kolektor. Od njega do toplinske pumpe nalaze se 2 magistralne linije (opskrba resursa i obrnuto), opremljene termoizolacijskim premazom. Promjer linije ovisi o ukupnom volumenu sustava i sobi koja se treba zagrijati. Ponekad parametri dosegnu 160 mm.
Prema približnim izračunima, za zagrijavanje stambene površine od oko 100 m2 bit će potrebno oko 7, 5 kW / h energije. Vertikalne sonde za stvaranje sustava grijanja zemlja-voda u ovom slučaju morat će se spustiti u tlo za 110-115 metara, ili 250 četvornih metara susjednog dijela (+) pod horizontalnim komunikacijama
Zbog činjenice da je na dubini temperatura tla uvijek veća i stabilnija zbog utjecaja zemljine jezgre, vertikalna metoda polaganja sustava grijanja prepoznata je kao najučinkovitija. Pokazuje visoku razinu učinkovitosti i pouzdano funkcionira dugi niz godina, a ne daje kvarove i kvarove.
Opcija # 2. Značajke dizalica topline "voda-voda"
Geotermalni sustav "voda-voda" koristi u radu toplinsku energiju vodnih resursa. To je moguće, jer na velikoj dubini temperatura vode, kao i zemlja, ostaje prilično visoka i održava stabilne, stalne pokazatelje tijekom cijele godine.
Za uređenje sustava voda-voda i dobivanje niskokvalitetne toplinske energije mogu se koristiti otvoreni rezervoari (jezera, rijeke), bušotine, bušotine, pa čak i otpadne vode iz tehnoloških ciklusa industrijske proizvodnje (obrnuti vodovod)
Ne postoji glavna strukturna razlika između toplinske pumpe "voda-voda" i "voda-voda". Ali najmanje financijske i radne troškove zahtijeva kompleks, opremljen na temelju otvorenog rezervoara. Montaža ne zahtijeva velike događaje bušenja.
Materijal cijevi s rashladnim sredstvom jednostavno je opremljen teretom, uronjen u vodu i spojen na kućni sustav grijanja preko priključnih komunikacija.
Međutim, ova opcija je moguća samo kada je zemljište u neposrednoj blizini vode i svi dijelovi komunikacije sustava su pod kontrolom vlasnika. Ako nema pristupa otvorenoj vodi, iskoristite potencijal podzemnih voda.
Istina, to podrazumijeva ozbiljne radove na tlu i izgradnju složenih struktura, na primjer, dodatnu bušotinu, dizajniranu za ispuštanje vode koja prolazi kroz jedinicu za izmjenu topline.
Kod ugradnje toplinske pumpe voda-voda, nijedna, već dva bunara nisu opremljena s jednom. Nakon jedne, odvodi se radna voda i nakon prolaska kroz izmjenjivač topline preusmjerava na drugu, koja se nalazi u smjeru kretanja tokova podzemnih voda. Tijekom postavljanja potrebno je uzeti u obzir da se prihvatni bunar mora nalaziti na udaljenosti od najmanje 6 metara i da mora biti nizvodno.
Tipično, instalacije voda-voda se montiraju tamo gdje nije moguće spojiti središnju komunikaciju ili koristiti druge vrste medija za prijenos topline.
Stručnjaci kažu da je alternativno grijanje ove vrste izuzetno učinkovito u modernim zgradama koje imaju minimalni pokazatelj gubitka topline.
U proizvodnji i ugradnji geotermalnih sustava grijanja voda-voda vrlo je važno koristiti materijale s visokim stupnjem otpornosti na koroziju, smrzavanje i druge agresivne manifestacije vanjskog okoliša. Tada će oprema trajati dugo i neće dati vlasniku nikakvih problema.
Ako je kuća dobro izolirana, zaštićena od propuha, vlage i prodora hladnog zraka ili izgrađena modernim izolacijskim tehnologijama, trošak sustava grijanja je značajno smanjen zbog mogućnosti kupnje crpne opreme mnogo manje snage.
Opcija # 3. Sustavi zrak-voda
Toplinska pumpa "zrak-voda" koristi za rad najisplativiji, neograničeni i obnovljivi prirodni izvor energije - zrak. Oprema radi pomoću ventilatora i isparivača, kombiniranih u jedan kompleks.
Pokazuje najveću učinkovitost pri temperaturama do -15 ° C. S agresivnijim izvođenjem gubi značajan dio moći.
Toplinska crpka zrak-voda je znatno jeftinija od modela voda-voda i zemlja-voda. Modul je pogodan za područja s relativno toplim zimama. U hladnim sjevernim područjima gdje temperature prelaze -20 … 25 ° C, ugradnja zračne opreme smatra se nepraktičnom
Jedinica je iznimno pogodna po tome što ne zahtijeva prisustvo posebne opreme od vlasnika privatne kuće za ugradnju i za izvođenje složenih instalacijskih radova.
Ne treba iskopavanje, bušenje i druge radno intenzivne aktivnosti. Jednostavan za ugradnju i ne zauzima puno prostora. Može ispravno funkcionirati, smještena na krovu stana.
Moguće je instalirati geotermalnu pumpu zrak-voda na mjestu neposredno u blizini stambenih zgrada. Mirna je i ima moderan, atraktivan izgled koji ne kvari cjelokupni dizajn teritorija.
Glavne prednosti opreme uključuju praktično tihi rad i mogućnost ponovnog korištenja topline koja se oslobađa iz zagrijane prostorije u obliku ispušnog zraka, vode, plina, dima itd.
Vlasnici sustava sami održavaju:
- očistiti lopatice ventilatora i zaštitne rešetke na isparivačkoj instalaciji od prašine, sitnih ostataka i lišća;
- podmazati kompresor posebnim sastavom navedenim u uputama proizvođača;
- zamjena ulja u pogonskim jedinicama (ventilator, kompresor) s određenom frekvencijom;
- provjerite integritet kabela za napajanje i bakrene cijevi kroz koje rashladno sredstvo cirkulira u sustavu.
Osim ovih postupaka, proizvođači crpne opreme snažno savjetuju kupce da prate stanje termičkih senzora, odražavajući rad upravljačke jedinice.
Moraju se očistiti nježnim uklanjanjem prašine i mrlja ulja s površine. To će produžiti životni vijek sustava zrak-zrak i pojednostaviti i olakšati proces rada.
Kako napraviti jedinicu vlastitim rukama?
Bez obzira na to koja je opcija resursa (zemlja, voda ili zrak) odabrana za grijanje, potrebna je crpka da bi sustav ispravno funkcionirao.
Ovaj se uređaj sastoji od elemenata kao što su:
- kompresorska jedinica (srednji element kompleksa);
- isparivač prenosi energiju niskog stupnja na rashladno sredstvo;
- leptirasti ventil kroz koji rashladno sredstvo pronalazi put natrag do isparivača;
- kondenzator gdje freon daje toplinsku energiju i hladi se na svoju prvobitnu temperaturu.
Možete kupiti kompletan sustav od proizvođača, ali to će koštati pristojan iznos. Kada nema slobodnog novca pri ruci, vrijedi napraviti toplinsku pumpu vlastitim rukama iz dostupnih dijelova i, ako je potrebno, kupiti dijelove koji nedostaju.
Kada planirate instalirati geotermalni sustav grijanja u privatnoj kući, prije svega morate voditi računa o smanjenju gubitka topline. U tu svrhu, potrebno je zagrijati zidove specijalnim materijalom, osigurati vrata i okvire prozora pjenastim brtvama i zaštititi pod i strop pjenom. Tada će toplina koju pumpa oslobađa u najvećoj mjeri ostati u zatvorenom prostoru.
Kada se odluka o proizvodnji toplinske crpke donosi ručno, nužno je provjeriti stanje električne instalacije i brojila električne energije u kući.
Ako su ti elementi istrošeni i stari, potrebno je pregledati sva područja, otkriti moguće greške i ukloniti ih čak i prije početka rada. Tada će sustav raditi besprijekorno odmah nakon lansiranja i neće ometati vlasnike kratkim spojevima, paljenjem ožičenja i gašenjem prometnih gužvi.
Metoda # 1. Montirajte iz hladnjaka
Za montažu toplinske pumpe sa svojim vlastitim rukama iz starog hladnjaka uklonjen je stavljen iza svitka. Ovaj predmet se koristi kao kondenzator i postavlja se u kapacitet visoke čvrstoće, otporan na agresivne temperature. Na njega je pričvršćen ispravno kompresor, a kao isparivač se koristi jednostavna plastična cijev.
Ako se za izradu crpke koristi vrlo stari hladnjak, bolje je freon zamijeniti novim. To neće biti moguće samostalno, pa ćete morati pozvati čarobnjaka s posebnom opremom. Brzo će zamijeniti radni fluid i sustav će raditi u ispravnom modu.
Pripremljeni elementi su međusobno povezani, a zatim je stvorena jedinica spojena na sustav grijanja pomoću polimernih cijevi i započela s radom opreme.
U ovom su članku opisane upute o tome kako sastaviti toplinsku crpku iz hladnjaka.
Metoda # 2. Toplinska crpka klima uređaja
Kako bi napravili toplinsku crpku, klima uređaj se modificira i ponovno razvija neke od glavnih komponenti. Prvo, vanjski i unutarnji blokovi su zamijenjeni.
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.
Zaključci i koristan video na temu
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.