Ģeotermālās apkures sistēmas lauku mājai: “dari pats” sakārtošanas iespējas

Darbības princips

Arvien populārāka kļūst tāda parādība kā ģeotermālā apkure, kuras darbības princips atgādina parasto ledusskapi, tikai otrādi. Zeme pastāvīgi saglabā siltumu, ir iespējams sildīt objektus, kas atrodas uz tās virsmas. Būtība ir tāda, ka karstā magma silda zemi no iekšpuses, un, pateicoties zemei, tā nesasalst no augšas.

Un darbības princips šeit ir šāds: virsū uzliek siltumsūkni, speciālā māla šahtā nolaiž siltummainis. Grunts ūdens iet caur sūkni un tiek uzkarsēts. Tādējādi siltums, kas tiek iegūts šajā gadījumā, tiek izmantots rūpnieciskiem vai sadzīves mērķiem. Šādi darbojas zemes apkure.

Siltumsūkņa shematiskā diagramma

Ņemiet vērā, ka šādas sistēmas galvenā priekšrocība ir tā, ka ar elektrības izmaksām 1 kW mēs iegūstam lietderīgu siltumenerģiju diapazonā no 4 līdz 6 kW. Salīdzinājumam, parastais gaisa kondicionieris nespēj pārvērst 1 kW elektroenerģijas 1 kW siltumenerģijā (enerģijas nezūdamības likums, jo, diemžēl, vēl nav atcelti zaudējumi, pārveidojot vienu enerģijas veidu citā. ). Apkure no zemes siltuma pietiekami ātri atmaksāsies ar pareizu pieeju ģeotermālās apkures ieviešanai.

Sistēmas aptuvenās izmaksas un atmaksāšanās

Izvēloties siltuma apkuri, kuras darbības princips jau ir zināms, īpašniekiem jāapzinās, ka būs nepieciešami noteikti ieguldījumi. Aprīkojuma zīmols tiek izvēlēts atbilstoši lietotāja prasībām, agregātu cena ir atkarīga no daudziem faktoriem, piemēram, jaudas.

Ierīces ar jaudu 4-5 kW tiek lēstas par 3000-7000 $, par 5-10 kW maksā 4000-8000 $, par 10-15 kW jau $ 5000-10000. Turklāt 40-50% no summas būs uzstādīšanas darbu un sistēmas palaišanas izmaksas. Rezultāts ir ļoti iespaidīgs izmaksu apjoms. Bet tie visi atmaksāsies pēc kādiem 3-5 gadiem, un tad paliek tikai tie elektrības rēķini, ko siltumsūknis patērēs.

Ģeotermālās enerģijas iegūšanas princips

Ģeotermālo apkures staciju darbība bieži tiek salīdzināta ar gaisa kondicionēšanas sistēmu vai parastā ledusskapja darbības principu. Jebkura no shēmām sastāv no divām siltuma apmaiņas ķēdēm. Ir vispārpieņemts, ka ķēdē, kas atrodas zemē, nesējs tiek uzkarsēts (visbiežāk šo lomu spēlē nesasaldošs freons), kas pēc tam tiek pārnests uz “mājas ķēdi” siltummaiņa iztvaicētājā.

Šķidrums, kas ir atdzisis pēc cirkulācijas pa māju, atkal jāuzsilda līdz apmēram + 7 ° C, lai atkārtotu ciklu. Tajā pašā laikā vasarā sistēma darbojas pēc pretēja principa, atdzesējot gaisu mājā, tāpēc pareizāk to būtu saukt nevis par apkuri, bet gan par gaisa kondicionēšanu.

Izmantojot siltumsūkni

Sistēmas ilgmūžība ir atkarīga no īpašībām un apstākļiem, kādos darbojas siltumsūknis. Ģeotermālajās iekārtās tas spēj darboties aptuveni 1800 stundas gadā. Šī ir vidējā vērtība platuma grādiem bez termiskiem pazemes avotiem.

Kā darbojas siltumsūknis

Siltuma apkures sistēmas darbības princips ir identisks un tam nav nekāda sakara ar izcelsmes valsti vai zīmolu. Ģeotermālie sūkņi var atšķirties pēc konstrukcijas, izmēra, izskata, taču siltuma ražošanas koeficients vienmēr būs vienāds dažādu uzņēmumu un dažādu valstu sūkņiem. Tas ir tieši saistīts ar dabas enerģijas pārstrādes siltumenerģijā īpatnībām.

Šādu nepareizu aprēķinu sekas galu galā noved pie postošām sekām – augsne saslīd nevienmērīgi, vietām ieiet ļoti dziļi, kā rezultātā tiek bojātas plastmasas aizsargcaurules. Ja māja atrodas netālu, tad ģeoloģisko izmaiņu dēļ var rasties pamatu vai sienu deformācija.

Periodiski ir jāveic augsnes “reģenerācijas” pasākumi, kam siltummainim tiek piegādāta papildu siltumenerģija. Tā var būt saules enerģija vai zondes apkure, ja siltumsūknis tiek izmantots telpas dzesēšanas režīmā.

Noslēgumā jāatzīmē, ka ģeotermālā iekārta vēl nav pieejama visiem.Dažos gadījumos atmaksāšanās laiks var ilgt vairāk nekā 10 gadus, taču galu galā tieši šīs mājas apkures metodes drīz kļūs ne tikai alternatīvas, bet arī vienīgās iespējamās.

VIDEO: Ģeotermālie siltumsūkņi

Ģeotermālā apkure: mēs analizējam darbības principu

Šāda veida apkures darbības princips ir diezgan vienkāršs un slēpjas zemes īpašībā nesasalst pat diezgan zemā temperatūrā. Piemēram, pie aptuveni mīnus piecpadsmit gaisa temperatūras zeme sasals tikai līdz pieciem līdz septiņiem grādiem. Un tagad atbildēsim uz jautājumu, vai ar šāda resursa palīdzību ir iespējams diezgan veiksmīgi iegūt labumu no šī zemes īpašuma un sildīt māju? Atbilde ir acīmredzama: protams, jā! Kāpēc gan to nedarīt? Lieta tāda, ka viss nav tik vienkārši. Lai uzstādītu šādu apkuri, ir jāatrisina ar to saistītās mazās problēmas, kas ir uzskaitītas zemāk.

Ģeotermālās apkures uzstādīšana

• Lai no zemes iegūtu maksimālu siltumu, šī siltumenerģija ir jāuzkrāj un jākoncentrē mājas apkurei, un tas ir pūļu vērts.
• Ir nepieciešams uzturēt vadītāja temperatūru. Apsildāmajam stāvvadam ir jāvada siltums šķidrumos, kas iet cauri centrālapkures sistēmai.
• Ja šis vadītājs ir atdzisis, tā temperatūra nekavējoties jāatjauno ar karsēšanu. Lai atrisinātu šo bēdu, tika izgudroti speciāli ģeotermālie siltumsūkņi, kas palīdz tikt galā ar uzdevumu.Šī iekārta palīdz iegūt normālai mājas apkurei nepieciešamo siltuma daudzumu, ko var izmantot dažādām vajadzībām. Starp citu, šādi sūkņi spēj tikt galā ar diezgan lielu darba apjomu. Dizaina iespējas ir tieši atkarīgas no tā atrašanās vietas mājā.

Ja agrāk tāda parādība kā mājas apkure ar zemes siltumenerģijas palīdzību bija sastopama tikai ārpus mūsu valsts, tad mūsdienās šādas ierīces nav nekāds brīnums vai retums.

Siltumkonstrukciju darbības shēma

Tajā pašā laikā, lūdzu, ņemiet vērā, ka tie tiek uzstādīti ne tikai dienvidu, siltajās daļās, kā jūs varētu domāt. Ziemeļu reģionos tas ir vēl biežāk.

Apskatīsim tuvāk, kāda veida darba shēma ir struktūrām. Jau sen cilvēkiem radās jautājums, kāpēc, kad no virsmas iztvaiko noteikti šķidrumi, virsma atdziest un kāpēc tiek atņemta enerģija. Tiklīdz tika sniegta atbilde uz šo jautājumu, radās doma, kāpēc gan nepalaist šo mehānismu apgrieztā secībā, proti, kāpēc gan ledus vietā neiegūt siltu gaisu. Kā piemēru var minēt mūsdienu gaisa kondicionēšanas sistēmu darbību: daudzas no tām var ne tikai atdzesēt, bet arī sildīt gaisu. Vienīgais šādu ierīču trūkums ir to ierobežotā darbība zemā temperatūrā. Noteiktā temperatūrā viņi vienkārši nevar strādāt. Atšķirībā no tiem, lauku mājas ģeotermiskajai apkurei pilnībā nav šāda trūkuma, lai gan darbības princips tiem un iepriekšminētajai ierīcei ir aptuveni vienāds.

Lauku mājas ģeotermālā apkure

Siltummaiņa uzstādīšana

Pašreizējie instalācijas veidi ir:

• vertikāli, kad nepieciešams urbt vairākas akas;
• horizontāli, kur zem sasalšanas dziļuma tiek izraktas tranšejas;
• zemūdens, kad dēšana tiek veikta gar tuvākā rezervuāra dibenu.

Tas ir interesanti: izdomāsim kopā - kas ir efektīvāka viencaurules vai divu cauruļu apkures sistēma?

Sistēmas uzstādīšana

Lauku mājas ģeotermālā apkure sakārtošanas stadijā prasa pamatīgus finanšu ieguldījumus. Sistēmas augstās kopējās izmaksas lielā mērā ir saistītas ar lielo zemes darbu apjomu, kas saistīts ar apkures loka uzstādīšanu.

Ar laiku finansiālās izmaksas atmaksājas, jo apkures sezonā izmantotā siltumenerģija tiek iegūta no zemes dzīlēm ar minimālām elektrības izmaksām.

• galvenajai daļai jāatrodas pazemē vai rezervuāra apakšā;
• pašā mājā ir uzstādīts tikai diezgan kompakts aprīkojums un ieklāts radiators vai grīdas apkures loks. Iekārtas, kas atrodas mājas iekšpusē, ļauj regulēt dzesēšanas šķidruma sildīšanas līmeni.

Projektējot apkuri zemes siltuma dēļ, ir jānosaka darba ķēdes uzstādīšanas iespēja un kolektora veids.

Ir divu veidu kolekcionāri:

1. Vertikāli - iegremdējas zemē vairākus desmitus metru. Lai to izdarītu, nelielā attālumā no mājas ir nepieciešams urbt vairākas akas. Akās ir iegremdēta ķēde (drošākā iespēja ir caurules, kas izgatavotas no šķērssaistīta polietilēna).

2. Trūkumi: lielas finansiālās izmaksas vairāku urbumu urbšanai zemē, kuru dziļums ir 50 metri vai vairāk.

   Priekšrocības: Cauruļu novietošana pazemē dziļumā, kur zemes temperatūra ir stabila, nodrošina augstu sistēmas efektivitāti. Turklāt vertikālais kolektors aizņem nelielu zemes platību.

3. Horizontāli. Šāda kolektora izmantošana ir atļauta reģionos ar siltu un mērenu klimatu, jo augsnes sasalšanas dziļums nedrīkst pārsniegt 1,5 metrus.

4. Trūkumi: Nepieciešamība izmantot lielu vietnes laukumu (galvenais trūkums). Šo zemes gabalu pēc kontūras ieklāšanas nevar izmantot dārzam vai sakņu dārzam, jo ​​sistēma darbojas ar aukstuma izdalīšanos aukstumaģenta transportēšanas laikā, kas izraisīs augu sakņu sasalšanu.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Ieguvumi: Lētāki zemes darbi, kurus varat veikt pat pats.

Ģeotermālo enerģiju var ražot, novietojot horizontālu ģeotermālo ķēdi neaizsalstoša rezervuāra apakšā. Taču praksē to ir grūti īstenot: rezervuārs var atrasties ārpus privātās teritorijas, un tad būs jāsaskaņo siltummaiņa uzstādīšana. Attālumam no apsildāmā objekta līdz rezervuāram jābūt ne vairāk kā 100 metriem.

Prasības ģeotermiskajai apkurei mājās ar savām rokām

No pirmā acu uzmetiena var šķist, ka uzstādīšanas izmaksas ir pārāk augstas, tomēr, ilgstoši izmantojot instalāciju, ikviens varēs pārliecināties, ka šī apkure ātri atmaksājas un neprasa nekādus ieguldījumus.

Ģeosildīšanai būs nepieciešams:

• Liela apjoma līdzekļu vienreizējs ieguldījums;
• Ievērojami spēki sakārtošanai;
• Pareiza un kompetenta sagatavošana.

Turklāt var atzīmēt regulāro cenu pieaugumu tādiem resursiem kā gāze un elektrība, kas notiek gandrīz katru mēnesi, taču ģeotermālā sistēma no šīm cenām nav atkarīga.

Daļai sistēmas ir pazemes atrašanās vieta, kuras dēļ zeme tiek izmantota kā siltuma avots. Šāda veida apkurei būs nepieciešama aka, zonde un siltummainis. Mājas teritorijā ir uzstādīta tikai iekārta, kuras dēļ rodas siltums un, kā likums, tas neprasa pārāk daudz vietas. Pateicoties šai ierīcei, tiek regulēta temperatūra un tiek piegādāta siltumenerģija. Uzstādot sistēmu, ir nepieciešams neliels cauruļu atzarojums un radiators, un, ja ēka ir maza, tad ģenerators tiek uzstādīts pagrabā.

Ģeotermālo apkuri uzstādām paši

Projekta un darbu izmaksas ģeotermālās konstrukcijas uzstādīšanai ir diezgan ievērojamas, visu nepieciešamo iekārtu iegāde, speciālistu komandas piesaiste, kā arī nepieciešamība pēc ilgstošas ​​rakšanas nevar būt lēta.

Taču, ņemot vērā šāda veida apkures ierīkošanas mājā rentabilitāti, atmaksāšanās laiks ir diezgan ātrs. Papildu ietaupījumu var panākt, uzstādot citus alternatīvas enerģijas ražošanas avotus, piemēram, saules paneļus, kas var darbināt ģeotermālo tīklu. Pat ar ievērojamiem fosilo resursu un gāzes cenu kāpumiem tie neietekmēs apkures izmaksas.

Vadu tīkla galvenā daļa ir paslēpta dziļi zem zemes, degvielu mājai piegādā aukstumnesēja rezervuārs, kas ievietots akā.Turklāt pagrabā vai citā saimniecības telpā jums būs jānovieto siltuma ģenerators. Lielākā daļa šo ierīču ir diezgan kompaktas. Lai apsildītu telpas, būs jāuzstāda vairāki radiatori.

Uz uzstādītā ģeneratora iespējams regulēt temperatūru mājā un enerģijas patēriņu. Uzstādīšanu pavada telpu apsildīšanas iekārtu uzstādīšana, cauruļvada atzarošana. Lielākajā daļā telpu siltuma ģenerators tiek izvests atsevišķā telpā, lai darba radītais troksnis netraucētu iedzīvotājiem veikt savas lietas.

Kā mājās izveidot ģeotermālo apkuri ar savām rokām

Ģeotermālā sūkņa uzstādīšanas shēma.

Šis ir viens no dārgākajiem un laikietilpīgākajiem apkures veidiem. Jāveic liela mēroga zemes darbi, iekārtu izmaksas veidos lielāko daļu izmaksu. Pirms sākat veidot šādu apkuri ar savām rokām, jums ir jāizdomā, kuras sistēmas tiek izmantotas un kādas ir to ierīces īpašības.

Ģeotermālās apkures uzstādīšanai nepieciešamie materiāli:

• polietilēna caurules;
• Siltumsūknis;
• apkures radiatori.

Klasifikācija pēc veida:

• visbiežāk tiek izmantots horizontālais siltummainis, savukārt caurules tiek ieliktas zemē dziļumā, kas pārsniedz augsnes sasalšanas līmeni jūsu reģionā. Šim apkures veidam ir ievērojams trūkums - ķēde aizņem lielu platību. Ja jūsu mājas platība ir 250 m², tad, lai to apsildītu, jums būs jāiegulda caurules aptuveni 600 m² platībā, un to nevar izdarīt katrā zonā. Īpaši neērti šādu apsildi veikt mājās ir gadījumā, ja teritorija jau ir iekopta, piemēram, kolektoram jāatrodas ne tuvāk par 1,5 m no koka;
• vertikālais siltummainis ir daudz mazāks, bet tā izmaksas ir augstākas. Lai to uzstādītu, jums ir nepieciešams maz vietas, bet jums būs jāizmanto urbšanas aprīkojums.

Aka var būt no 50 līdz 200 m, bet tā kalpos līdz 100 gadiem. Šī metode ir ērta, ja lauku mājas teritorija jau ir aprīkota, nebūs jāmaina esošā ainava. Pilnīgi ar savām rokām uzstādīt šāda veida ģeotermālo apkuri nedarbosies, jo būs nepieciešams speciāls aprīkojums urbuma urbšanai - ūdens siltummainis ir visekonomiskākais veids, tas izmanto ūdens siltumenerģiju. Tās izmantošana ir iespējama, ja attālums līdz rezervuāram nav lielāks par 100 m. Spirālveida kontūra ir veidota no caurulēm un ielikta dziļumā, kas pārsniedz sasalšanas zonu, rezervuāra platībai jābūt lielākai par 200 m² . Ieviešot šo metodi, nav jāveic vērienīgi zemes darbi un tāpēc visu var izdarīt ar rokām.

Ja mēs runājam par šī projekta īstenošanas sarežģītību, tad tas ir diezgan liels, un, ja jūs nolemjat visu darīt pats, tad trešā metode būs vispieejamākā. Ja iegādājaties dārgu aprīkojumu, uzstādīšana jāveic kvalitatīvi, pretējā gadījumā sistēma nedarbosies normāli.

Ģeotermālās apkures avoti

Ģeotermālajai apkurei var izmantot šādus zemes siltumenerģijas avotus:

• paaugstināta temperatūra;
• zema temperatūra.

Augstas temperatūras avoti ietver, piemēram, termālos avotus. Jūs varat tos izmantot, taču to darbības jomu ierobežo šādu avotu faktiskā atrašanās vieta.Ja Islandē šis enerģijas veids tiek aktīvi izmantots, tad Krievijā termālie ūdeņi ir tālu no apdzīvotām vietām. Visvairāk tie ir koncentrēti Kamčatkā, kur gruntsūdeņus izmanto kā siltumnesēju un piegādā karstā ūdens sistēmām.

Vulkāns nav vajadzīgs, lai efektīvi izmantotu zemes siltumenerģiju. Pietiek izmantot tos resursus, kas atrodas tikai 200 metru attālumā no zemes virsmas

Bet zemas temperatūras avotu izmantošanai mums ir visi nepieciešamie priekšnoteikumi. Šim nolūkam ir piemērotas apkārtējās gaisa masas, zeme vai ūdens. Nepieciešamās enerģijas iegūšanai tiek izmantots siltumsūknis. Ar tās palīdzību procedūra apkārtējās vides temperatūras pārvēršanai siltumenerģijā tiek veikta ne tikai apkurei, bet arī privātās mājsaimniecības karstā ūdens apgādei.

plusi

Šādu apkures sistēmu darbība tiek veikta ar kvalitatīvi jaunu un neparastu degvielu - zemes zarnu enerģija tiek izmantota gaisa kondicionēšanai, kā arī privātmājas apkurei. Šī enerģija rada optimālus un komfortablus dzīves apstākļus, kā arī nepiesārņo vidi ar kaitīgām vielām un atkritumiem. Mājas apkure tiek veikta, izmantojot brīvo enerģiju, par 1 kW elektroenerģijas sistēma atdod 4-5 kW siltuma

Tikpat svarīga priekšrocība ir tā, ka nav jāiegādājas papildu nosūcēji un dūmvadi, kas var būt nepieciešami, lai nodrošinātu citu veidu apkures sistēmu netraucētu darbību. Apkures darbības laikā no zemes neizdalās kaitīgi izgarojumi un smakas, šāda sistēma nerada lieku troksni, turklāt neaizņem daudz vietas.Ģeotermālās iekārtas, atšķirībā no cietā kurināmā un šķidrā kurināmā sistēmām, cilvēkiem praktiski nav pamanāmas, tās neiznīcina mājas fasādes un interjera viengabalainību.

Nav jātērē laiks, domājot par tādiem jautājumiem kā degvielas uzglabāšana, piegāde un iegāde, jo planētas enerģija ir neizsīkstoša

Ģeotermālās iekārtas, atšķirībā no cietā kurināmā un šķidrā kurināmā sistēmām, cilvēkiem praktiski nav pamanāmas, tās neiznīcina mājas fasādes un interjera viengabalainību. Nav jātērē laiks, domājot par tādiem jautājumiem kā degvielas uzglabāšana, piegāde un iegāde, jo planētas enerģija ir neizsīkstoša.

Ja mājoklis ir jāapsilda ar zemes siltumu, tad jāņem vērā arī tā finansiālā puse. Mēs uzreiz atzīmējam, ka šādas sistēmas uzstādīšanas process prasīs augstas izmaksas, salīdzinot ar dīzeļdegvielas un gāzes iekārtām.

Pretstatā tam var atzīmēt, ka elektroenerģijas patēriņa līmenis ir daudz mazāks, līdz ar to ilgtermiņā ar neapbruņotu aci ir redzama ekonomiskā iespēja iegādāties ģeotermālo iekārtu. Pēc izstrādātāju domām, no katra iztērētā elektroenerģijas kilovata tiks atgriezti līdz pat pieciem kilovatiem siltumenerģijas.