Geotermalna toplotna črpalka za ogrevanje doma naredi sam: naprava, načrtovanje, samomontaža

Prednosti toplotnih črpalk

Prednosti ogrevalnih sistemov s toplotnimi črpalkami vključujejo naslednje:

1. Gospodarska učinkovitost. S stroški 1 kW električne energije lahko dobite 3-4 kW toplote. To so povprečni kazalniki, ker. koeficient pretvorbe toplote je odvisen od vrste opreme in konstrukcijskih značilnosti.
2. Okoljska varnost.Med delovanjem toplotne instalacije produkti izgorevanja ali druge potencialno nevarne snovi ne pridejo v okolje. Oprema je varna za ozon. Njegova uporaba vam omogoča pridobivanje toplote brez najmanjše škode za okolje.
3. Vsestranskost uporabe. Pri nameščanju ogrevalnih sistemov, ki jih poganjajo tradicionalni viri energije, postane lastnik hiše odvisen od monopolistov. Sončni paneli in vetrne turbine niso vedno stroškovno učinkoviti. Toda toplotne črpalke je mogoče namestiti kjerkoli. Glavna stvar je izbrati pravo vrsto sistema.
4. Večnamenskost. V hladni sezoni inštalacije ogrevajo hišo, v poletni vročini pa lahko delujejo v načinu klimatske naprave. Oprema se uporablja v sistemih tople vode, priključenih na konture talnega ogrevanja.
5. Varnost delovanja. Toplotne črpalke ne potrebujejo goriva, med delovanjem ne oddajajo strupenih snovi, najvišja temperatura enot opreme pa ne presega 90 stopinj. Ti ogrevalni sistemi niso nič bolj nevarni kot hladilniki.

Idealnih naprav ni. Toplotne črpalke so zanesljive, vzdržljive in varne, vendar so njihovi stroški neposredno odvisni od moči.

Kakovostna oprema za popolno ogrevanje in oskrbo s toplo vodo hiše 80 m². bo stalo približno 8000-10000 evrov. Domači izdelki so nizke moči, z njimi lahko ogrejemo posamezne prostore ali pomožne prostore.

Učinkovitost namestitve je odvisna od toplotnih izgub hiše. Opremo je smiselno namestiti le v tistih stavbah, kjer je zagotovljena visoka stopnja izolacije, stopnje toplotnih izgub pa niso višje od 100 W / m2.

Oprema je zanesljiva in se redko pokvari

Če je domač, potem je pomembno, da izberete visokokakovosten kompresor, najbolje od vsega - iz hladilnika ali klimatske naprave zaupanja vredne blagovne znamke

Shema izvedbe hidrotermalnega ogrevanja

Do danes so najbolj razširjene tri bistveno različne sheme za ureditev podzemnega ogrevanja. Za zagotovitev največje učinkovitosti ogrevanja hiše mora biti skupna površina zunanjega podzemnega kroga 2,5-krat večja od ogrevane površine stanovanjske stavbe.

Pri avtonomnem ogrevanju se uporabljajo naslednje vrste geotermalnega ogrevanja:

1. Podvodna možnost.
2. Vodoravni zaznamek.
3. Gradnja vodnjaka.

V vsakem primeru bo izbira ene ali druge vrste geotermalnega ogrevanja odvisna od površine hiše, finančnih zmožnosti lastnika stanovanja in značilnosti območja. Podvodno možnost je mogoče uporabiti v primerih, ko so v bližini globoka vodna telesa, ki v zimski sezoni ne zmrznejo do dna.

Obstaja več vrst polaganja takšnega ogrevanja

Vodoravni zaznamek

Ta možnost hidrotermalnega ogrevanja vključuje izvedbo temeljne jame v bližini hiše, katere globina bo 2 metra globlja od ledišča tal. V skladu s tem bo za ogrevanje zasebne hiše s površino 100 kvadratnih metrov potrebno izkopati jamo z globino več kot 3 metre in skupno površino 250 kvadratnih metrov.

Če razpoložljiva površina mesta omogoča izdelavo takšne jame, bo vodoravno polaganje najboljša možnost za geotermalno ogrevanje zasebne hiše. V notranjosti jame je položen sistem cevi, skozi katerega kroži hladilna tekočina, ki ne zmrzuje. Zunanji ogrevalni krog je speljan v hišo in priključen na toplotni izmenjevalnik.

Med prednostmi te sheme za izvedbo geotermalnega ogrevanja je običajno izpostaviti njeno učinkovitost, enostavnost ureditve in znižanje stroškov namestitve zunanjega kroga. Hkrati je treba upoštevati obvezne zahteve za pravilen izračun prostornine jame, ki je ni vedno mogoče postaviti na majhno zemljišče.

Geotermalno ogrevanje doma:

Podvodna možnost

Lastniki zasebnih hiš, ki živijo v bližini jezer in rek, pogosto izberejo možnost hidrotermalnega ogrevanja s podvodno možnostjo. Premisliti je treba le o lokaciji zunanje konture, ki je nameščena na globini več kot 4 metre, kar izključuje možnost zmrzovanja jezera ali reke na dno. Podzemni in nadzemni del tokokroga, ki gre neposredno od obale jezera do ogrevane zasebne hiše, je nujno izoliran, cevi pa so položene pod zemljo na globini pod lediščem tal.

Uporaba podvodne možnosti omogoča poenostavitev ureditve ogrevalnega sistema zasebne hiše, saj ni potrebno izvajati dragih in zapletenih zemeljskih del. Zunanji krog se segreva s toploto vode, po kateri se ogrevano hladilno sredstvo dovaja v sistem, kar zagotavlja delovanje opreme.

Izvedba hidrotermalnih vrtin

Izvedba geotermalnih vrtin za organizacijo avtonomnega ogrevanja je najboljša možnost, ki lahko znatno zmanjša stroške lastnika stanovanja. Vrtina je izvrtana do globine 30-50 metrov, kar poveča učinkovitost ogrevanja, saj bo na velikih globinah temperatura zemlje višja kot na sami površini.

Vrtanje vodnjaka je ena najučinkovitejših metod za namestitev takšnega ogrevanja.

Danes mnogi lastniki stanovanj, ki opremljajo avtonomni geotermalni ogrevalni sistem za zasebno hišo, izberejo možnost vrtanja vrtin, kar močno poenostavi polaganje vezja. V tem primeru je zagotovljena največja učinkovitost uporabljene opreme, ki vam omogoča, da uporabite vse možnosti tako sodobnih tehnologij tudi na majhnem območju.

Izvedba ogrevanja zasebne hiše s polaganjem zunanjega kroga v globokih vodnjakih omogoča zmanjšanje skupnih stroškov ureditve avtonomnega ogrevanja v hiši za 20-30%. Zaradi visoke temperature ogrevanja hladilne tekočine v globokem krogu je mogoče uporabiti ogrevalne instalacije majhne zmogljivosti, kar poenostavi namestitev opreme, zmanjša njene stroške, hkrati pa zagotavlja maksimalno udobje za bivanje v zasebni hiši.

1 Kako deluje

Toplotna črpalka je sklop opreme, katere naloga je zbiranje toplotne energije in njeno oddajanje potrošniku. Vir toplotne energije je lahko kateri koli medij ali telo s temperaturo nad 1 stopinjo. Če želite bolje razumeti načelo delovanja teh naprav, se morate seznaniti z njihovimi funkcionalnimi značilnostmi:

• Enota sama ne proizvaja toplotne energije.
• Toplotna črpalka za delovanje potrebuje elektriko.
• Načelo delovanja naprave temelji na Carnotovem ciklu, ki se uporablja v vseh hladilnih enotah.

V zadnjem času se je tehnologija izdelave toplotnih črpalk bistveno izboljšala.Sodobne enote lahko odvzamejo toplotno energijo iz zraka s temperaturo do -30 stopinj, pa tudi vodo in zemljo - do 2 stopinj. Freon je delovna tekočina v Carnotovem ciklu. Ta plinasta snov začne vreti pri temperaturah pod ničlo. Hladilno sredstvo zaporedno izhlapeva in kondenzira v dveh komorah za izmenjavo toplote, hkrati pa absorbira energijo iz okolja. Nato ga odpelje do potrošnika.

Shema toplotne črpalke je podobna principu delovanja klimatske naprave, ki deluje za ogrevanje:

• Medtem ko je freon v tekočem stanju, hladilno sredstvo kroži skozi cevi toplotnega izmenjevalnika. Pri jemanju toplotne energije iz okolja freon zavre in začne izhlapevati.
• Nato plin vstopi v kompresor, ki poveča tlak na želeno vrednost. Posledično se vrelišče hladilnega sredstva dvigne in snov kondenzira pri višji temperaturi.
• Freon, ki prehaja skozi notranjo komoro za izmenjavo toplote, odda akumulirano energijo hladilni tekočini in ponovno preide v tekoče stanje.
• Po tem plin vstopi v sprejemnik in plin. Ko se tlak snovi zmanjša, se delovni cikel ponovi.

Geotermalno ogrevanje doma naredite sami

Geotermalno ogrevanje je povsem mogoče montirati in zagnati samostojno. Vendar pa se lahko med delom pojavijo težave. Najprej gre za vgradnjo zunanjega vezja v tla. Zato je v odsotnosti potrebnih znanj priporočljivo, da prilagoditev sistema zaupate strokovnjakom, ki bodo naredili kompetenten izračun in montirali celoten sistem geotermalne ogrevanja.

Preliminarni izračuni

Da bi geotermalno ogrevanje prineslo načrtovani učinek, je treba narediti izračune. Pomagali vam bodo pri izbiri moči črpalne opreme. Približne številke za zgradbe z različnimi stopnjami toplotne izolacije so različne. Torej, za ogrevanje enega kvadratnega metra boste potrebovali:

• brez toplotne izolacije - 120 W;

• z običajno toplotno izolacijo - 80 W;

• z energetsko varčno izolacijo - 40 vatov.

Za izračune boste potrebovali tudi številke, ki določajo toplotne izgube v hiši. Na primer, če je za stanovanjsko stavbo s površino 180 kvadratnih metrov. metrov s kakovostno toplotno izolacijo, toplotne izgube so 9 kW / dan, potem mora oprema zagotavljati moč 216 kWh (9 kW x 24 ur). Ob upoštevanju dejstva, da se toplotne izgube lahko v različnih časih razlikujejo, se upošteva 10-20% dodatka. Tako mora biti končna moč črpalke geotermalnega ogrevalnega sistema 10,8 kW.

Pri izračunu je pomembno upoštevati nekatere točke. Ti vključujejo temperaturo tal na nivoju vodnjaka

V osrednji Rusiji se drži + 8 ... + 10 stopinj (na globini 15-20 metrov). Pri vodoravni razporeditvi zunanjega kroga ogrevalnega sistema se upošteva moč 50 kW na meter. Natančne številke so odvisne od geoloških razmer (vlažnost, prisotnost podzemne vode). Različna tla dajejo različne kazalnike:

• Suha tla - 25 W / m;

• Mokra podlaga - 45-55 W / m;

• Trde kamnine - 85 W / m;

• Prisotnost podzemne vode - 110 W / m.

Kako poteka namestitev ogrevalnega sistema

Vodni sistemi so redkost, najbolj je povpraševanje po geotermalnem ogrevanju skozi zemljo. Zato je prva faza dela povezana z vrtanjem vrtin ali kopanjem jame.Vdolbine so narejene do globine od 20 do 100 metrov s posebno opremo. Dno jame je prekrito s peskom. Nadalje se v končne vdolbine ali jarke položijo plastične cevi, ki lahko prenesejo pritisk približno 6 barov. Te cevi bodo delovale kot sonde.

Pri montaži se uporablja cevovod s tremi ali štirimi linijami, robni odseki pa so povezani v obliki črke "U". Zunanjo konturo lahko kupite že pripravljeno ali sestavite samostojno.

Ko je najtežji del dela pri vgradnji geotermalnega ogrevalnega sistema končan, začnejo priključiti črpalko. Ožičenje s to metodo je podobno ožičenju tradicionalnega ogrevalnega sistema.

Načelo delovanja naprave

Tistim, ki pridejo v stik s problematiko stroškovno učinkovitega ogrevanja, je znano ime "toplotna črpalka". Še posebej v kombinaciji z izrazi, kot so "zemlja-voda", "voda-voda", "voda-zrak" itd. Takšne toplotna črpalka z napravo Frenett nima tako rekoč nič skupnega, razen morda imena in končnega rezultata v obliki toplotne energije, ki se na koncu porabi za ogrevanje.

Toplotne črpalke, ki delujejo po Carnotovem principu, so zelo priljubljene tako kot stroškovno učinkovit način organizacije ogrevanja kot tudi kot okolju prijazen sistem. Delovanje takšnega kompleksa naprav je povezano s kopičenjem nizkopotencialne energije v naravnih virih (zemlja, voda, zrak) in njeno pretvorbo v toplotno energijo z visokim potencialom. Izum Eugena Frenetta je urejen in deluje na povsem drugačen način.

Galerija slik
Fotografija iz
Sistema za proizvodnjo toplote, ki ga je razvil E. Frenett, ni mogoče brezpogojno pripisati razredu toplotnih črpalk.Glede na oblikovne in tehnološke značilnosti je to grelec

Enota pri svojem delu ne uporablja geo- ali sončne energije. Oljno hladilno sredstvo v njem se segreva s silo trenja, ki nastane zaradi vrtečih se kovinskih diskov.

Delovno telo črpalke je cilinder, napolnjen z oljem, znotraj katerega se nahaja os vrtenja. To je jeklena palica, opremljena z vzporednimi diski, nameščenimi približno 6 cm narazen.

Centrifugalna sila potisne segreto hladilno tekočino v tuljavo, povezano z napravo. Ogreto olje izstopi iz instrumenta na zgornji priključni točki. Ohlajena hladilna tekočina se vrne nazaj od spodaj

Videz Toplotna črpalka Frenette

Ogrevanje naprave med delovanjem

Glavne strukturne komponente

Dejanske dimenzije enega od modelov

Načelo delovanja te naprave temelji na uporabi toplotne energije, ki se sprošča med trenjem. Zasnova temelji na kovinskih površinah, ki se nahajajo ne blizu drug drugemu, ampak na neki razdalji. Prostor med njimi je napolnjen s tekočino. Deli naprave se vrtijo drug glede na drugega s pomočjo elektromotorja, tekočina v ohišju in v stiku z vrtljivimi elementi se segreje.

Nastala toplota se lahko uporabi za ogrevanje hladilne tekočine. Nekateri viri priporočajo uporabo te tekočine neposredno za ogrevalni sistem. Najpogosteje je običajni radiator pritrjen na domačo črpalko Frenett. Kot grelno tekočino strokovnjaki močno priporočajo uporabo olja in ne vode.

Med delovanjem črpalke se ta hladilna tekočina zelo močno segreje.Voda v takšnih razmerah lahko preprosto zavre. Vroča para v zaprtem prostoru ustvarja presežni tlak, kar običajno vodi do pretrganja cevi ali ohišja. V takšni situaciji je veliko varneje uporabiti olje, saj je njegovo vrelišče veliko višje.

Za izdelavo toplotne črpalke Frenette potrebujete motor, radiator, več cevi, jekleno loputo, jeklene diske, kovinsko ali plastično palico, kovinski valj in komplet matic (+)

Obstaja mnenje, da učinkovitost takšnega generatorja toplote presega 100% in je lahko celo 1000%. Z vidika fizike in matematike to ni povsem pravilna trditev. Učinkovitost odraža izgube energije, porabljene ne za ogrevanje, ampak za dejansko delovanje naprave. Nasprotno, fenomenalne trditve o neverjetno visoki učinkovitosti črpalke Frenette odražajo njeno učinkovitost, ki je res impresivna.

Stroški električne energije za delovanje naprave so zanemarljivi, vendar je količina prejete toplote zelo opazna. Ogrevanje hladilne tekočine na enake temperature bi na primer s pomočjo grelnega elementa zahtevalo veliko večjo količino električne energije, morda desetkrat več. Gospodinjski grelec s takšno porabo električne energije se ne bi niti segrel.

Zakaj vsi stanovanjski in industrijski prostori niso opremljeni s takšnimi napravami? Razlogi so lahko različni. Kljub temu je voda enostavnejša in bolj priročna hladilna tekočina kot olje. Ne segreje se na tako visoke temperature, posledice puščanja vode pa je lažje očistiti kot očistiti razlito olje.

Drug razlog je lahko, da je do izuma črpalke Frenette že obstajal in uspešno deloval centraliziran ogrevalni sistem.Njena demontaža za zamenjavo z generatorji toplote bi bila predraga in bi prinesla veliko nevšečnosti, zato nihče niti resno ni razmišljal o tej možnosti. Kot pravijo, najboljše je sovražnik dobrega.

Načelo delovanja toplotnih črpalk

Načelo delovanja naprave za ogrevanje hiše temelji na dejstvu, da lahko snov (hladilno sredstvo) oddaja toplotno energijo ali jo odvzame v procesu spreminjanja stanja. Ta ideja je osnova za delovanje hladilnika (zaradi tega je zadnja stena aparata vroča).

Termočrpalka za ogrevanje deluje na naslednji način:

1. Vstopno sredstvo se v izparilnem delu ohladi za 5 stopinj glede na energijo iz toplotnega nosilca.
2. Ohlajeno sredstvo vstopi v kompresor, ki ga zaradi dela stisne in segreje.
3. Že vroč plin vstopi v prostor za izmenjavo toplote, kjer odda svojo toploto v ogrevalni sistem.
4. Kondenzirano hladilno sredstvo se vrne na začetek cikla.

Naprava

Toplotna črpalka za ogrevanje hiše je sestavljena iz več glavnih konturnih elementov:

• vezje s hladilno tekočino, ki premika energijo iz vira toplote;
• vezje s freonom, ki občasno izhlapi, odvzame toplotno energijo iz prvega kroga in se ponovno usede s kondenzatom, prenaša toploto na tretji;
• krog, kjer kroži tekočina, ki je toplotni nosilec za ogrevanje.

Delovanje toplotne črpalke za ogrevanje hiše je finančno ugodno.Razlog za to je, da naprava ne potrebuje velike moči (skladno s tem poraba električne energije ni večja od običajnega gospodinjskega aparata), vendar proizvede 4-krat več toplote v primerjavi s porabljeno električno energijo.

Prav tako ni treba ustvariti ločene napeljave za priključitev črpalke.

Prednosti in slabosti

Preden se odločite za uporabo toplotne črpalke ali ne, se morate seznaniti s prednostmi in slabostmi njenega delovanja. Glavne prednosti toplotne črpalke vključujejo:

• nizka poraba električne energije za ogrevanje hiše;
• ni potrebe po rednih pregledih in vzdrževanju, zaradi česar so stroški delovanja toplotne črpalke za ogrevanje minimalni;
• dovoljena je namestitev na katerem koli območju. Črpalka lahko deluje z viri toplotne energije, kot so zrak, tla in voda. Zato ga je mogoče namestiti na skoraj vsakem mestu, kjer je načrtovana gradnja hiše. In v pogojih oddaljenosti od plinovoda je naprava najprimernejša metoda ogrevanja. Tudi če ni elektrike, lahko delovanje kompresorja zagotovimo s pogonom na bencin ali dizel;
• ogrevanje hiše se izvaja samodejno. Ni potrebno dodajati goriva ali izvajati drugih manipulacij, kot na primer v primeru kotlovske opreme;
• odsotnost onesnaževanja okolja s škodljivimi plini in snovmi. Vsa uporabljena hladilna sredstva so popolnoma varna in okolju prijazna;
• požarna varnost. Stanovalci hiše ne bodo nikoli v nevarnosti eksplozije ali poškodb zaradi pregrevanja toplotne črpalke;
• možnost delovanja tudi v hladnih zimskih razmerah (do -15 stopinj);
• kakovostna toplotna črpalka za ogrevanje hiše lahko zdrži do 50 let. Kompresor je treba zamenjati le enkrat na 20 let.

Oglejte si video o prednostih in slabostih

Kot vsaka naprava ima tudi toplotne črpalke določene pomanjkljivosti:

1. Če temperatura okolice pade pod 15 stopinj, črpalka ne bo mogla delovati. V tem primeru boste morali namestiti drugi vir toplote. Pri zelo nizkih temperaturah se vklopi kotel, generator ali električni grelec;
2. Visoki stroški opreme. To bo stalo približno 350.000-700.000 rubljev, enak znesek pa bo treba porabiti za ustvarjanje geotermalne postaje in namestitev naprave. Dodatna inštalacijska dela niso potrebna samo za toplotno črpalko, ki kot vir toplote uporablja zrak;
3. Toplotno črpalko je najbolje vgraditi v kombinaciji s talnim gretjem ali ventilatorskimi konvektorji, pri starejših stavbah pa bo potrebna prenova in morda celo večja obnova, kar bo povzročilo dodaten čas in stroške. Če se zasebna hiša gradi iz nič, takšne težave ni;
4. Med delovanjem toplotne črpalke se temperatura tal, ki se nahaja okoli cevovoda s toplotnim nosilcem, zniža. To povzroči smrt nekaterih mikroorganizmov, ki sodelujejo pri delovanju okolja. Tako je še vedno povzročena nekaj škode okolju, vendar je bistveno manjša od škode zaradi pridobivanja plina ali nafte.

Prednosti geotermalnega ogrevalnega sistema

Geotermalni ogrevalni sistemi imajo več prednosti:

• Sprostitev toplotne energije je nekajkrat večja od porabe električne energije, ki jo potrebuje črpalka.
• Okoljska varnost je večja kot pri drugih ogrevalnih sistemih, saj geotermalni ogrevalni sistemi ne proizvajajo nobenih škodljivih emisij.
• Za delovanje geotermalnega sistema ni potrebno gorivo ali dodatne kemikalije. Zato je varen za lastnike in okolje.
• Pri delovanju takšnega ogrevanja ni nevarnosti eksplozije ali požara.
• Če je ogrevalni sistem pravilno nameščen, bo brez tehnične podpore zdržal vsaj 30 let.

Gradnja geotermalnih sistemov

Gradnja geotermalnih sistemov

Že iz imena je jasno, da je bistvo tovrstnega ogrevanja izraba energije zemlje. Po principu delovanja je na daljavo podoben klimatskim napravam ali hladilnikom.

Glavni element je toplotna črpalka, povezana z dvema krogoma.

1. Notranji krog pomeni ogrevalni sistem, ki nam je znan, sestavljen je iz radiatorjev in cevovodov.
2. Zunanji - to je zelo dimenzionalni toplotni izmenjevalec, nameščen pod zemljo ali v rezervoarju. V njem se hladilna tekočina (in to je lahko navadna voda ali antifriz), po meritvi temperature okolice, dovaja v toplotno črpalko, od koder akumulirana toplota vstopi v notranji krog. Tako se ogrevajo grelci v hiši.

Glavni element sistema je ravno toplotna črpalka - naprava, ki ne zavzame več prostora kot plinska peč. Zmogljivost toplotne črpalke je precej visoka: na vsak porabljen kilovat energije proizvede do pet kilovatov toplote.

Shema delovanja toplotne črpalke

Seveda je geotermalno ogrevanje daleč najbolj zamudno in drago. Večino denarja bo treba nameniti za zemeljska dela in pripadajočo opremo, vključno s toplotno črpalko. In mnogi se sprašujejo, ali je pri tem mogoče privarčevati in zgraditi recimo doma narejeno toplotno črpalko. Če želite izvedeti, morate razumeti vrste in značilnosti opreme.

Geotermalno ogrevanje izvajamo sami

Takoj opazimo takšno lastnost: tisti, ki se bodo odločili opremiti ogrevanje s toploto zemlje, bodo morali enkrat v to vložiti ogromno. Seveda se bo sčasoma ta strošek izplačal, saj si stanovanja ne gradimo leto ali dve. Poleg tega se cene plina in elektrike vsako leto dvignejo, pri geotermalnem sistemu pa ne veš, kakšna so ta povišanja cen.

Vendar bo v tem sistemu večina skritega pod zemljo. Ogrevanje z zemeljsko energijo je prisotnost vodnjaka in toplotnega izmenjevalnika. V dom morate postaviti le napravo, ki bo proizvajala toploto - običajno ne zavzame veliko prostora.

Kako deluje toplotna črpalka

Na takšni napravi bo uporabnik lahko nadzoroval temperaturo in dovajal toplotno energijo. Sama namestitev ogrevalnega sistema v ohišje poteka kot običajno - z razvejanjem cevovoda in radiatorjev. Če imate zasebno hišo ali je sama zgradba majhna, je v tem primeru generator sistema prikazan v ločenem prostoru ali v kleti.

Načelo delovanja toplotnih črpalk

Treba je opozoriti, da ima skoraj vsak medij toplotno energijo. Zakaj ne bi izkoristili razpoložljive toplote za ogrevanje vašega doma? Pri tem bo pomagala toplotna črpalka.

Načelo delovanja toplotne črpalke je naslednje: toplota se hladilni tekočini prenaša iz vira energije z nizkim potencialom. V praksi se vse dogaja takole.

Hladilna tekočina prehaja skozi cevi, ki so na primer zakopane v tla. Nato hladilno sredstvo vstopi v toplotni izmenjevalnik, kjer se zbrana toplotna energija prenese v drugi krog. Hladilno sredstvo, ki se nahaja v zunanjem krogu, se segreje in spremeni v plin. Po tem plinasto hladilno sredstvo preide v kompresor, kjer se stisne. To povzroči, da se hladilno sredstvo še bolj segreje. Vroč plin gre v kondenzator, tam pa toplota preide na hladilno tekočino, ki že ogreva samo hišo.

Geotermalno ogrevanje doma: kako deluje

Hladilni sistemi so urejeni po istem principu. To pomeni, da se hladilne enote lahko uporabljajo za hlajenje zraka v zaprtih prostorih.

Vrste toplotnih črpalk

Obstaja več vrst toplotnih črpalk. Najpogosteje pa so naprave razvrščene glede na naravo hladilne tekočine na zunanjem vezju.

Naprave lahko črpajo energijo iz

• voda,
• prst,
• zrak.

Nastala energija v hiši se lahko uporabi za ogrevanje prostorov, za ogrevanje vode. Zato obstaja več vrst toplotnih črpalk.

Toplotne črpalke: zemlja - voda

Najboljša možnost za alternativno ogrevanje je pridobivanje toplotne energije iz tal. Tako ima zemlja že na globini šestih metrov konstantno in nespremenljivo temperaturo. Kot toplotni nosilec v ceveh se uporablja posebna tekočina. Zunanji obris sistema je izdelan iz plastičnih cevi. Cevi v tleh lahko postavite navpično ali vodoravno.Če so cevi nameščene vodoravno, je treba dodeliti veliko območje. Kjer so cevi nameščene vodoravno, je zemljišče nemogoče uporabiti za kmetijske namene. Uredite lahko samo trate ali posadite enoletnice.

Za postavitev cevi navpično v tleh je potrebno narediti več vodnjakov do 150 metrov globoko. To bo učinkovita geotermalna črpalka, saj je temperatura visoka na veliki globini blizu zemlje. Za prenos toplote se uporabljajo globoke sonde.

Vrsta črpalke voda-voda

Poleg tega lahko toploto pridobimo iz vode, ki se nahaja globoko pod zemljo. Uporabljajo se lahko ribniki, podtalnica ali odpadna voda.

Treba je opozoriti, da med obema sistemoma ni bistvenih razlik. Najmanjši stroški so potrebni, ko se ustvari sistem za pridobivanje toplote iz rezervoarja. Cevi je treba napolniti s hladilno tekočino in potopiti v vodo. Za ustvarjanje sistema za pridobivanje toplote iz podzemne vode je potrebna bolj zapletena zasnova.

Črpalke zrak-voda

Možno je zbiranje toplote iz zraka, vendar v regijah z zelo mrzlimi zimami tak sistem ni učinkovit. Hkrati je namestitev sistema zelo enostavna. Samo izbrati in namestiti morate želeno napravo.

Še malo o principu delovanja geotermalnih črpalk

Za ogrevanje je zelo koristna uporaba toplotnih črpalk. Hiše s površino več kot 400 kvadratnih metrov zelo hitro odplačajo stroške sistema. Če pa vaša hiša ni zelo velika, lahko ogrevalni sistem naredite z lastnimi rokami.

Najprej morate kupiti kompresor. Primerna je naprava, ki je opremljena z običajno klimatsko napravo. Namestimo ga na steno. Kondenzator lahko izdelate sami. Iz bakrenih cevi je treba izdelati tuljavo. Postavljen je v plastično ohišje.Uparjalnik je tudi stensko nameščen. Spajkanje, polnjenje s freonom in podobna dela naj opravlja le strokovnjak. Nesposobna dejanja ne bodo prinesla dobrega rezultata. Poleg tega se lahko poškodujete.

Pred začetkom obratovanja toplotne črpalke je potrebno preveriti stanje elektrifikacije hiše. Moč merilnika mora biti ocenjena na 40 amperov.

Domača geotermalna toplotna črpalka

Upoštevajte, da toplotna črpalka, ki jo ustvarite sami, ne izpolni vedno pričakovanj. Razlog za to je pomanjkanje pravilnih toplotnih izračunov. Sistem je premajhen, stroški vzdrževanja pa naraščajo

Zato je pomembno, da vse izračune izvedete natančno.

Možnosti za ureditev geotermalnega ogrevanja

Metode za ureditev zunanje konture

Da bi se energija zemlje čim bolj porabila za ogrevanje hiše, morate izbrati pravo vezje za zunanji krog. Pravzaprav je lahko vsak medij vir toplotne energije – podzemlja, vode ali zraka.

Vendar je pomembno upoštevati sezonske spremembe vremenskih razmer, kot je bilo razloženo zgoraj.

Trenutno sta pogosti dve vrsti sistemov, ki se zaradi toplote zemlje učinkovito uporabljata za ogrevanje hiše - vodoravni in navpični. Ključni dejavnik pri izbiri je površina zemljišča. Od tega je odvisna postavitev cevi za ogrevanje hiše z energijo zemlje.

Poleg tega se upoštevajo naslednji dejavniki:

• Sestava tal. Na kamnitih in ilovnatih območjih je težko narediti navpične jaške za polaganje avtocest;
• stopnja zmrzovanja tal. Določil bo optimalno globino cevi;
• Lokacija podzemne vode. Višji kot so, boljši so za geotermalno ogrevanje.V tem primeru bo temperatura naraščala z globino, kar je optimalen pogoj za ogrevanje iz energije zemlje.

Vedeti morate tudi za možnost povratnega prenosa energije poleti. Potem ogrevanje zasebne hiše iz tal ne bo delovalo, presežna toplota pa bo prešla iz hiše v tla. Vsi hladilni sistemi delujejo po istem principu. Toda za to morate namestiti dodatno opremo.

Horizontalna shema geotermalne ogrevanja

Horizontalna razporeditev zunanjih cevi

Najpogostejši način namestitve zunanjih avtocest. Primeren je za enostavno namestitev in možnost razmeroma hitre zamenjave okvarjenih delov cevovoda.

Za namestitev po tej shemi se uporablja kolektorski sistem. Za to je narejenih več kontur, ki se nahajajo na razdalji najmanj 0,3 m drug od drugega. Povezani so s pomočjo kolektorja, ki dovaja hladilno tekočino naprej do toplotne črpalke. To bo zagotovilo največjo oskrbo z energijo za ogrevanje iz toplote zemlje.

Vendar pa je treba upoštevati nekaj pomembnih stvari:

• Veliko dvorišče. Za hišo velikosti približno 150 m² mora biti najmanj 300 m²;
• Cevi morajo biti pritrjene na globino pod lediščem tal;
• Z morebitnim premikanjem tal med spomladanskimi poplavami se poveča verjetnost premika avtocest.

Odločilna prednost ogrevanja iz toplote zemlje vodoravnega tipa je možnost samorazporeditve. V večini primerov to ne zahteva uporabe posebne opreme.

Vertikalni diagram geotermalnega ogrevanja

Vertikalni geotermalni sistem

To je bolj zamuden način organizacije ogrevanja zasebne hiše s tal.Cevovodi so nameščeni navpično, v posebnih vrtinah

Pomembno je vedeti, da je takšna shema veliko bolj učinkovita kot navpična.

Njegova glavna prednost je povečanje stopnje ogrevanja vode v zunanjem krogu. tiste. globlje kot so cevi, večja količina zemeljske toplote za ogrevanje hiše bo vstopila v sistem. Drug dejavnik je majhna površina zemlje. V nekaterih primerih se ureditev zunanjega geotermalnega ogrevalnega kroga izvede že pred gradnjo hiše v neposredni bližini temeljev.

Kakšne težave lahko naletite pri pridobivanju zemeljske energije za ogrevanje hiše po tej shemi?

• Od količine do kakovosti. Za navpično razporeditev je dolžina avtocest veliko večja. To se kompenzira z višjo temperaturo tal. Če želite to narediti, morate narediti vodnjake do 50 m globoko, kar je naporno delo;
• Sestava tal. Za kamnita tla je potrebno uporabiti posebne vrtalne stroje. V ilovicah je za preprečevanje razpadanja vodnjaka nameščen zaščitni plašč iz armiranega betona ali debelostenske plastike;
• V primeru okvare ali izgube tesnosti postane postopek popravila bolj zapleten. V tem primeru so možne dolgotrajne okvare pri ogrevanju hiše za toplotno energijo zemlje.

Toda kljub visokim začetnim stroškom in zahtevnosti namestitve je navpična razporeditev avtocest optimalna. Strokovnjaki svetujejo uporabo ravno takšne namestitvene sheme.