Paštaisīts ģeotermālais siltumsūknis mājas apkurei: iekārta, dizains, pašmontāža

Siltumsūkņu priekšrocības

Apkures sistēmu ar siltumsūkņiem priekšrocības ir šādas:

1. Ekonomiskā efektivitāte. Izmaksājot 1 kW elektroenerģijas, jūs varat iegūt 3-4 kW siltuma. Tie ir vidējie rādītāji, jo. siltuma konversijas koeficients ir atkarīgs no iekārtas veida un konstrukcijas īpatnībām.
2. Vides drošība.Siltumiekārtas darbības laikā degšanas produkti vai citas potenciāli bīstamas vielas nenokļūst vidē. Aprīkojums ir drošs pret ozonu. Tās izmantošana ļauj iegūt siltumu, neradot mazāko kaitējumu videi.
3. Pielietojuma daudzpusība. Uzstādot apkures sistēmas, ko darbina tradicionālie enerģijas avoti, mājas īpašnieks kļūst atkarīgs no monopolistiem. Saules paneļi un vēja turbīnas ne vienmēr ir rentabli. Bet siltumsūkņus var uzstādīt jebkur. Galvenais ir izvēlēties pareizo sistēmas veidu.
4. Daudzfunkcionalitāte. Aukstajā sezonā instalācijas silda māju, bet vasaras karstumā tās spēj strādāt gaisa kondicionēšanas režīmā. Iekārtas tiek izmantotas karstā ūdens sistēmās, savienotas ar siltās grīdas kontūrām.
5. Ekspluatācijas drošība. Siltumsūkņiem nav nepieciešama degviela, tie darbības laikā neizdala toksiskas vielas, un iekārtu agregātu maksimālā temperatūra nepārsniedz 90 grādus. Šīs apkures sistēmas nav bīstamākas par ledusskapjiem.

Ideālu ierīču nav. Siltumsūkņi ir uzticami, izturīgi un droši, taču to izmaksas ir tieši atkarīgas no jaudas.

Kvalitatīva tehnika pilnvērtīgai apkurei un karstā ūdens apgādei mājai 80 kv.m. maksās aptuveni 8000-10000 eiro. Pašdarināti izstrādājumi ir mazjaudas, tos var izmantot atsevišķu telpu vai saimniecības telpu apsildīšanai.

Instalācijas efektivitāte ir atkarīga no mājas siltuma zudumiem. Iekārtas ir lietderīgi uzstādīt tikai tajās ēkās, kurās tiek nodrošināts augsts izolācijas līmenis, un siltuma zudumu rādītāji nav augstāki par 100 W / m2.

Aprīkojums ir uzticams un reti sabojājas

Ja tas ir mājās gatavots, tad ir svarīgi izvēlēties augstas kvalitātes kompresoru, vislabāk - no ledusskapja vai uzticama zīmola gaisa kondicioniera.

Hidrotermālās apkures izpildes shēma

Līdz šim visplašāk izmantotās ir trīs principiāli atšķirīgas shēmas pazemes apkures organizēšanai. Lai nodrošinātu maksimālu mājas apkures efektivitāti, ārējās pazemes kontūras kopējai platībai jābūt 2,5 reizes lielākai par dzīvojamās ēkas apsildāmo platību.

Autonomajā apkurē tiek izmantoti šādi ģeotermālās apkures veidi:

1. Zemūdens iespēja.
2. Horizontāla grāmatzīme.
3. Akas izbūve.

Katrā gadījumā viena vai otra ģeotermālās apkures veida izvēle būs atkarīga no mājas platības, mājas īpašnieka finansiālajām iespējām un teritorijas īpašībām. Zemūdens iespēju var izmantot gadījumos, kad tuvumā atrodas dziļūdens objekti, kas ziemas sezonā neaizsalst līdz dibenam.

Ir vairāki šādas apkures ieklāšanas veidi

Horizontāla grāmatzīme

Šī hidrotermālās apkures iespēja ietver pamatu bedres ierīkošanu pie mājas, kuras dziļums būs 2 metrus dziļāks par augsnes sasalšanas punktu. Attiecīgi, lai apsildītu privātmāju ar platību 100 kvadrātmetri, būs nepieciešams izrakt bedres dziļumu vairāk nekā 3 metrus un kopējo platību 250 kvadrātmetri.

Ja vietas pieejamā platība ļauj izveidot šādu bedri, tad horizontālā ieklāšana būs labākais risinājums privātmājas ģeotermiskajai apkurei. Bedres iekšpusē ir ielikta cauruļu sistēma, caur kuru cirkulē nesasaldošs dzesēšanas šķidrums. Ārējais apkures loks tiek ievests mājā un savienots ar siltummaini.

Starp šīs shēmas priekšrocībām ģeotermālās apkures ieviešanai ir ierasts izcelt tās efektivitāti, sakārtošanas vienkāršību un ārējās ķēdes uzstādīšanas izmaksu samazināšanu. Tajā pašā laikā ir jāņem vērā obligātās prasības pareizai bedres tilpuma aprēķināšanai, ko ne vienmēr ir iespējams novietot uz neliela zemes gabala.

Mājas ģeotermālā apkure:

Zemūdens iespēja

Privātmāju īpašnieki, kas dzīvo ezeru un upju tuvumā, bieži izvēlas hidrotermālo apkuri, izmantojot zemūdens iespēju. Jādomā tikai par ārējās kontūras atrašanās vietu, kas novietota vairāk nekā 4 metru dziļumā, kas izslēdz iespēju ezeram vai upei aizsalt līdz dibenam. Kontūras pazemes un virszemes daļa, kas iet tieši no ezera krasta uz apsildāmo privātmāju, obligāti ir izolēta, un caurules tiek novietotas pazemē dziļumā zem augsnes sasalšanas punkta.

Zemūdens opcijas izmantošana ļauj vienkāršot privātmājas apkures sistēmas sakārtošanu, jo nav jāveic dārgi un sarežģīti zemes darbi. Ārējā ķēde tiks uzkarsēta ar ūdens siltumu, pēc tam uzsildītais dzesēšanas šķidrums tiek piegādāts sistēmai, nodrošinot iekārtas darbspēju.

Hidrotermālo urbumu izpilde

Ģeotermālo aku ieviešana autonomas apkures organizēšanai ir labākais risinājums, kas var ievērojami samazināt mājas īpašnieka izmaksas. Aka tiek urbta līdz 30-50 metru dziļumam, kas palielina apkures efektivitāti, jo lielā dziļumā zemes temperatūra būs augstāka nekā pašā virsmā.

Akas urbšana ir viena no efektīvākajām metodēm šādas apkures ierīkošanai.

Mūsdienās daudzi māju īpašnieki, aprīkojot privātmājas autonomu ģeotermālās apkures sistēmu, izvēlas urbumu urbšanas iespēju, kas ievērojami vienkāršo ķēdes ieklāšanu. Šajā gadījumā tiek nodrošināta maksimālā izmantoto iekārtu efektivitāte, ļaujot izmantot visas šādu moderno tehnoloģiju iespējas arī nelielas platības klātbūtnē.

Privātmājas apkures ieviešana ar ārējās ķēdes ieklāšanu dziļurbumos ļauj samazināt kopējās mājas autonomās apkures organizēšanas izmaksas par 20-30%. Dzesēšanas šķidruma augstās sildīšanas temperatūras dēļ dziļajā kontūrā ir iespējams izmantot nelielas jaudas apkures iekārtas, kas vienkāršo iekārtu uzstādīšanu, samazina to izmaksas, vienlaikus nodrošinot maksimālu ērtību dzīvošanai privātmājā.

1 Kā tas darbojas

Siltumsūknis ir iekārtu komplekts, kura uzdevums ir savākt siltumenerģiju un piegādāt to patērētājam. Siltumenerģijas avots var būt jebkura vide vai ķermenis, kura temperatūra pārsniedz 1 grādu. Lai labāk izprastu šo ierīču darbības principu, jums vajadzētu iepazīties ar to funkcionālajām iezīmēm:

• Iekārta pati par sevi neražo siltumenerģiju.
• Siltumsūkņa darbībai nepieciešama elektrība.
• Ierīces darbības princips ir balstīts uz Carnot ciklu, kas tiek izmantots visās aukstumiekārtās.

Pēdējā laikā siltumsūkņu ražošanas tehnoloģija ir ievērojami uzlabojusies. Mūsdienu agregāti spēj uzņemt siltumenerģiju no gaisa ar temperatūru līdz -30 grādiem, kā arī ūdeni un augsni - līdz 2 grādiem.Freons ir darba šķidrums Karno ciklā. Šī gāzveida viela sāk vārīties zem nulles temperatūrā. Aukstumaģents secīgi iztvaiko un kondensējas divās siltuma apmaiņas kamerās, vienlaikus absorbējot enerģiju no apkārtējās vides. Tad viņš to nogādā patērētājam.

Siltumsūkņa shēma ir līdzīga apkurei strādājoša gaisa kondicionētāja darbības principam:

• Kamēr freons ir šķidrā stāvoklī, aukstumaģents cirkulē pa siltummaiņa caurulēm. Paņemot siltumenerģiju no vides, freons uzvārās un sāk iztvaikot.
• Pēc tam gāze nonāk kompresorā, kas palielina spiedienu līdz vajadzīgajai vērtībai. Tā rezultātā aukstumaģenta viršanas temperatūra paaugstinās un viela kondensējas augstākā temperatūrā.
• Izejot caur iekšējo siltuma apmaiņas kameru, freons izdala uzkrāto enerģiju dzesēšanas šķidrumam un atkal nonāk šķidrā stāvoklī.
• Pēc tam gāze nonāk uztvērējā un droselē. Kad vielas spiediens tiek samazināts, darba cikls tiek atkārtots.

Ģeotermālā apkure mājās “dari pats”.

Ir pilnīgi iespējams patstāvīgi uzstādīt un nodot ekspluatācijā ģeotermālo apkuri. Tomēr darba gaitā var rasties grūtības. Pirmkārt, tas attiecas uz ārējās ķēdes uzstādīšanu zemē. Tāpēc, ja nav nepieciešamo prasmju, ieteicams sistēmas regulēšanu uzticēt profesionāļiem, kuri veiks kompetentu aprēķinu un montēs visu ģeotermālās apkures sistēmu.

Iepriekšējie aprēķini

Lai ģeotermālā apkure nestu plānoto efektu, nepieciešams veikt aprēķinus. Tie palīdzēs izvēlēties sūknēšanas iekārtu jaudu.Aptuvenie skaitļi ēkām ar dažādu siltumizolācijas līmeni ir atšķirīgi. Tātad, lai sildītu vienu kvadrātmetru, jums būs nepieciešams:

• bez siltumizolācijas - 120 W;

• ar parasto siltumizolāciju - 80 W;

• ar enerģiju taupošu izolāciju - 40 vati.

Aprēķiniem būs nepieciešami arī skaitļi, kas nosaka siltuma zudumus mājā. Piemēram, ja dzīvojamai ēkai ar platību 180 kv. metri ar kvalitatīvu siltumizolāciju, siltuma zudumi ir 9 kW / dienā, tad iekārtai jānodrošina jauda 216 kWh (9 kW x 24 stundas). Ņemot vērā to, ka siltuma zudumi dažādos laikos var atšķirties, tiek veikta piemaksa 10-20% apmērā. Tādējādi ģeotermālās apkures sistēmas galīgajai sūkņa jaudai jābūt 10,8 kW.

Aprēķinot, ir svarīgi ņemt vērā dažus punktus. Tie ietver augsnes temperatūru akas līmenī

Centrālajā Krievijā tas saglabājas + 8 ... + 10 grādu robežās (15-20 metru dziļumā). Ar horizontālu apkures sistēmas ārējās ķēdes izvietojumu tiek ņemta vērā jauda 50 kW uz metru. Precīzi skaitļi ir atkarīgi no ģeoloģiskajiem apstākļiem (mitrums, gruntsūdeņu klātbūtne). Dažādas augsnes dod dažādus rādītājus:

• Sausa augsne - 25 W / m;

• Mitrs substrāts - 45-55 W / m;

• Cietie ieži - 85 W / m;

• Gruntsūdeņu klātbūtne - 110 W / m.

Kā notiek apkures sistēmas uzstādīšana

Ūdens sistēmas ir retums, vispieprasītākā ir ģeotermālā apkure caur zemi. Tāpēc pirmais darba posms ir saistīts ar aku urbšanu vai bedres rakšanu. Padziļinājumi tiek veikti 20 līdz 100 metru dziļumā, izmantojot īpašu aprīkojumu. Bedres dibens ir pārklāts ar smiltīm.Tālāk gatavajos padziļinājumos vai tranšejās tiek liktas plastmasas caurules, kas spēj izturēt aptuveni 6 bāru spiedienu. Šīs caurules darbosies kā zondes.

Uzstādīšanas laikā tiek izmantoti trīs vai četru līniju cauruļu cauruļvadi, savukārt malu sekcijas tiek savienotas burta "U" formā. Ārējo ķēdi var iegādāties gatavu vai salikt neatkarīgi.

Kad ir pabeigta sarežģītākā ģeotermālās apkures sistēmas uzstādīšanas darba daļa, viņi sāk pieslēgt sūkni. Elektroinstalācija ar šo metodi ir līdzīga tradicionālās apkures sistēmas elektroinstalācijai.

Ierīces darbības princips

Tiem, kas ir saskārušies ar ekonomiskas apkures jautājumiem, nosaukums "siltumsūknis" ir labi zināms. Īpaši kombinācijā ar tādiem terminiem kā “zeme-ūdens”, “ūdens-ūdens”, “ūdens-gaiss” utt. Tādas siltumsūknis ar Frenett ierīci praktiski nav nekā kopīga, izņemot varbūt nosaukumu un gala rezultātu siltumenerģijas veidā, ko galu galā izmanto apkurei.

Siltumsūkņi, kas darbojas pēc Carnot principa, ir ļoti populāri gan kā ekonomiski izdevīgs apkures organizēšanas veids, gan kā videi draudzīga sistēma. Šāda ierīču kompleksa darbība ir saistīta ar dabas resursos (zemē, ūdenī, gaisā) esošās zema potenciāla enerģijas uzkrāšanu un tās pārvēršanu siltumenerģijā ar augstu potenciālu. Eugene Frenette izgudrojums ir sakārtots un darbojas pavisam citādi.

Attēlu galerija
Foto no
E. Freneta izstrādāto siltumenerģijas ražošanas sistēmu nevar bez ierunām attiecināt uz siltumsūkņu klasi. Pēc konstrukcijas un tehnoloģiskajām īpašībām šis ir sildītājs

Iekārta savā darbā neizmanto ģeo- vai saules enerģijas avotus.Eļļas dzesēšanas šķidrums tajā tiek uzkarsēts ar berzes spēku, ko rada rotējoši metāla diski.

Sūkņa darba korpuss ir ar eļļu pildīts cilindrs, kura iekšpusē atrodas rotācijas ass. Šis ir tērauda stienis, kas aprīkots ar paralēliem diskiem, kas novietoti aptuveni 6 cm attālumā viens no otra.

Centrbēdzes spēks iespiež uzkarsēto dzesēšanas šķidrumu spolē, kas savienota ar ierīci. Uzkarsētā eļļa iziet no instrumenta augšējā savienojuma punktā. Atdzesētais dzesēšanas šķidrums tiek atgriezts atpakaļ no apakšas

Izskats Frenette siltumsūknis

Ierīces uzsildīšana darbības laikā

Galvenās konstrukcijas sastāvdaļas

Viena modeļa faktiskie izmēri

Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz siltumenerģijas izmantošanu, kas izdalās berzes laikā. Dizaina pamatā ir metāla virsmas, kas atrodas nevis tuvu viena otrai, bet noteiktā attālumā. Atstarpe starp tām ir piepildīta ar šķidrumu. Ierīces daļas griežas viena pret otru ar elektromotora palīdzību, šķidrums korpusa iekšpusē un saskarē ar rotējošiem elementiem tiek uzkarsēts.

Iegūto siltumu var izmantot dzesēšanas šķidruma sildīšanai. Daži avoti iesaka izmantot šo šķidrumu tieši apkures sistēmai. Visbiežāk parastais radiators ir pievienots paštaisītam Frenett sūknim. Kā sildīšanas šķidrumu eksperti stingri iesaka izmantot eļļu, nevis ūdeni.

Sūkņa darbības laikā šim dzesēšanas šķidrumam ir tendence ļoti spēcīgi uzkarst. Ūdens šādos apstākļos var vienkārši vārīties. Karsts tvaiks slēgtā telpā rada pārmērīgu spiedienu, un tas parasti noved pie cauruļu vai korpusa plīsumiem.Šādā situācijā ir daudz drošāk izmantot eļļu, jo tās viršanas temperatūra ir daudz augstāka.

Lai izgatavotu Frenette siltumsūkni, jums būs nepieciešams dzinējs, radiators, vairākas caurules, tērauda droseļvārsts, tērauda diski, metāla vai plastmasas stienis, metāla cilindrs un uzgriežņu komplekts (+)

Pastāv viedoklis, ka šāda siltuma ģeneratora efektivitāte pārsniedz 100% un var būt pat 1000%. No fizikas un matemātikas viedokļa tas nav pilnīgi pareizs apgalvojums. Efektivitāte atspoguļo enerģijas zudumus, kas iztērēti nevis apkurei, bet gan faktiskajai ierīces darbībai. Drīzāk fenomenālie apgalvojumi par Frenette sūkņa neticami augsto efektivitāti atspoguļo tā efektivitāti, kas ir patiešām iespaidīga.

Elektrības izmaksas ierīces darbībai ir niecīgas, bet rezultātā saņemtais siltuma daudzums ir ļoti jūtams. Dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai līdz tādām pašām temperatūrām ar sildelementa palīdzību, piemēram, būtu nepieciešams daudz lielāks elektroenerģijas daudzums, varbūt desmitreiz vairāk. Mājsaimniecības sildītājs ar šādu elektrības patēriņu pat nesasildītu.

Kāpēc visas dzīvojamās un ražošanas telpas nav aprīkotas ar šādām ierīcēm? Iemesli var būt dažādi. Tomēr ūdens ir vienkāršāks un ērtāks dzesēšanas šķidrums nekā eļļa. Tas nesasilst līdz tik augstām temperatūrām, un vieglāk ir attīrīt ūdens noplūdes sekas, nekā sakopt izlijušo eļļu.

Vēl viens iemesls var būt tas, ka laikā, kad tika izgudrots Frenette sūknis, centralizētā apkures sistēma jau pastāvēja un veiksmīgi darbojās. Tā demontāža nomaiņai pret siltuma ģeneratoriem izmaksātu pārāk dārgi un sagādātu daudz neērtības, tāpēc neviens šo iespēju pat nopietni neapsvēra.Kā saka, labākais ir labā ienaidnieks.

Siltumsūkņu darbības princips

Mājas apkures ierīces darbības princips ir balstīts uz to, ka viela (aukstumaģents) var izdalīt siltumenerģiju vai atņemt to stāvokļa maiņas procesā. Šī ideja ir ledusskapja darbības pamatā (tādēļ ierīces aizmugurējā siena ir karsta).

Termosūknis apkurei veic šādas funkcijas:

1. Ienākošais līdzeklis tiek atdzesēts par 5 grādiem iztvaikošanas sekcijā, pamatojoties uz siltumnesēja enerģiju.
2. Atdzesētais līdzeklis nonāk kompresorā, kas darba rezultātā to saspiež un uzsilda.
3. Jau karsta gāze nonāk siltuma apmaiņas nodalījumā, kur pati atdod siltumu apkures sistēmai.
4. Kondensētais aukstumaģents tiek atgriezts cikla sākumā.

Ierīce

Siltumsūknis mājas apkurei sastāv no vairākiem galvenajiem kontūras elementiem:

• ķēde ar dzesēšanas šķidrumu, kas pārvieto enerģiju no siltuma avota;
• ķēde ar freonu, kas periodiski iztvaiko, ņemot siltumenerģiju no pirmās ķēdes, un atkal nosēžas ar kondensātu, pārnesot siltumu uz trešo;
• ķēde, kurā cirkulē šķidrums, kas ir siltumnesējs apkurei.

Termiskā sūkņa darbība mājas apkurei ir finansiāli izdevīga. Iemesls tam ir tas, ka ierīcei nav nepieciešama liela jauda (attiecīgi elektroenerģijas patēriņš nav lielāks kā standarta sadzīves tehnikai), taču tā saražo 4 reizes vairāk siltuma, salīdzinot ar patērēto elektroenerģiju.

Tāpat nav nepieciešams izveidot atsevišķu vadu līniju sūkņa pieslēgšanai.

Plusi un mīnusi

Pirms izlemjat, vai izmantot siltumsūkni vai nē, jums vajadzētu iepazīties ar tā darbības priekšrocībām un trūkumiem. Galvenās siltumsūkņa priekšrocības ir:

• zems elektroenerģijas patēriņš mājas apkurei;
• nav nepieciešama regulāra pārbaude un apkope, kas padara siltumsūkņa ekspluatācijas izmaksas apkurei minimālas;
• uzstādīšana ir atļauta jebkurā vietā. Sūknis var strādāt ar tādiem siltuma avotiem kā gaiss, augsne un ūdens. Tāpēc kļūst iespējams to uzstādīt gandrīz jebkurā vietā, kur plānots būvēt māju. Un apstākļos, kad atrodas attālums no gāzes maģistrāles, ierīce ir vispiemērotākā apkures metode. Pat ja nav elektrības, kompresora darbību var nodrošināt, izmantojot piedziņu, kuras pamatā ir benzīns vai dīzeļdegviela;
• mājas apkure tiek veikta automātiski. Nav nepieciešams pievienot degvielu vai veikt citas manipulācijas, kā, piemēram, katlu aprīkojuma gadījumā;
• vides piesārņojuma trūkums ar kaitīgām gāzēm un vielām. Visi izmantotie aukstumnesēji ir pilnīgi droši un videi draudzīgi;
• uguns drošība. Mājas iedzīvotājiem nekad nedraudēs sprādziens vai bojājumi siltumsūkņa pārkaršanas dēļ;
• iespēja darboties pat aukstos ziemas apstākļos (līdz -15 grādiem);
• kvalitatīvs siltumsūknis mājas apkurei var kalpot līdz 50 gadiem. Kompresors ir jāmaina tikai reizi 20 gados.

Noskatieties video plusi un mīnusi

Tāpat kā jebkurai ierīcei, siltumsūkņiem ir daži trūkumi:

1. Ja apkārtējās vides temperatūra nokrītas zem 15 grādiem, sūknis nevarēs darboties.Šajā gadījumā jums būs jāinstalē otrs siltuma avots. Ļoti zemā temperatūrā tiek ieslēgts apkures katls, ģenerators vai elektriskais sildītājs;
2. Augstas aprīkojuma izmaksas. Tas maksās aptuveni 350 000-700 000 rubļu, un tikpat daudz būs jātērē ģeotermālās stacijas izveidei un ierīces uzstādīšanai. Papildu uzstādīšanas darbi nav nepieciešami tikai siltumsūknim, kas kā siltuma avotu izmanto gaisu;
3. Vislabāk siltumsūkni uzstādīt kombinācijā ar apsildāmo grīdu vai ventilatora konvektoriem, tomēr vecākām ēkām būs nepieciešama pārbūve un, iespējams, pat liela renovācija, kas prasīs papildu laiku un izmaksas. Ja privātmāja tiek būvēta no nulles, šādas problēmas nav;
4. Siltumsūkņa darbības laikā samazinās augsnes temperatūra, kas atrodas ap cauruļvadu ar siltumnesēju. Tas izraisa dažu vides funkcionēšanā iesaistīto mikroorganismu nāvi. Tādējādi zināms kaitējums videi joprojām tiek nodarīts, taču tas ir ievērojami mazāks nekā gāzes vai naftas ieguves radītais kaitējums.

Ģeotermālās apkures sistēmas priekšrocības

Ģeotermālās apkures sistēmām ir vairākas priekšrocības:

• Siltumenerģijas izdalīšanās ir vairākas reizes lielāka nekā sūknim nepieciešamais elektroenerģijas patēriņš.
• Vides drošība ir augstāka nekā citām apkures sistēmām, jo ​​ģeotermālās apkures sistēmas nerada kaitīgas emisijas.
• Lai ģeotermālā sistēma darbotos, nav nepieciešama degviela vai papildu ķimikālijas. Tāpēc tas ir drošs īpašniekiem un videi.
• Šādas apkures darbības laikā nepastāv sprādziena vai aizdegšanās risks.
• Ja apkures sistēma ir pareizi uzstādīta, tā bez tehniskā nodrošinājuma kalpos vismaz 30 gadus.

Ģeotermālo sistēmu izbūve

Ģeotermālo sistēmu izbūve

Jau pēc nosaukuma ir skaidrs, ka šāda veida apkures būtība ir izmantot zemes enerģiju. Pēc darbības principa attālināti atgādina gaisa kondicionierus vai ledusskapjus.

Galvenais elements ir siltumsūknis, kas savienots ar divām ķēdēm.

1. Iekšējā ķēde nozīmē mums pazīstamo apkures sistēmu, tā sastāv no radiatoriem un cauruļvadiem.
2. Ārējais - tas ir ļoti liela izmēra siltummainis, kas uzstādīts pazemē vai rezervuārā. Tajā dzesēšanas šķidrums (un tas var būt tīrs ūdens vai antifrīzs), ņemot vērā apkārtējās vides temperatūru, tiek piegādāts siltumsūknim, no kura uzkrātais siltums nonāk iekšējā kontūrā. Šādi silda sildītāji mājā.

Sistēmas galvenais elements ir tieši siltumsūknis – ierīce, kas aizņem ne vairāk vietas kā gāzes plīts. Siltumsūkņa veiktspēja ir diezgan augsta: uz katru patērētās enerģijas kilovatu tas saražo līdz pieciem kilovatiem siltuma.

Siltumsūkņa darbības diagramma

Protams, ģeotermālā apkure ir vislaikietilpīgākā un dārgākā. Lielākā daļa naudas būs jātērē zemes darbiem un ar to saistītajām iekārtām, tostarp siltumsūknim. Un daudzi domā, vai ir iespējams ietaupīt uz to un uzbūvēt, teiksim, mājās gatavotu siltumsūkni. Lai to uzzinātu, jums ir jāsaprot aprīkojuma veidi un īpašības.

Ģeotermālo apkuri uzstādām paši

Tūlīt mēs atzīmējam šādu iezīmi: tiem, kas nolemj aprīkot apkuri ar zemes siltumu, vienreiz būs jāiegulda milzīga summa. Protams, laika gaitā šīs izmaksas atmaksāsies, jo mēs neceļam sev mājokli gadu vai divus. Turklāt gāzes un elektrības cenas katru gadu pieaug, un, izmantojot ģeotermālo sistēmu, jūs nezināt, kādi ir cenu kāpumi.

Tomēr šajā sistēmā lielākā daļa tiks paslēpta zem zemes. Apkure ar zemes enerģiju ir akas un siltummaiņa klātbūtne. Mājās jāieliek tikai ierīce, kas radīs siltumu – parasti tā neaizņem daudz vietas.

Kā darbojas siltumsūknis

Šādā ierīcē lietotājs varēs kontrolēt temperatūru un piegādāt siltumenerģiju. Pašas apkures sistēmas uzstādīšana korpusā tiek veikta kā parasti - ar cauruļvada un radiatoru atzarojumu. Ja jums ir privātmāja vai pati ēka ir maza, tad šajā gadījumā sistēmas ģenerators tiek parādīts atsevišķā telpā vai pagrabā.

Siltumsūkņu darbības princips

Jāatzīmē, ka gandrīz jebkurā vidē ir siltumenerģija. Kāpēc gan neizmantot pieejamo siltumu savas mājas apsildīšanai? Šajā jautājumā palīdzēs siltumsūknis.

Siltumsūkņa darbības princips ir šāds: siltums tiek nodots dzesēšanas šķidrumam no enerģijas avota ar zemu potenciālu. Praksē viss notiek šādi.

Dzesēšanas šķidrums iet caur caurulēm, kas ir apraktas, piemēram, zemē. Pēc tam dzesēšanas šķidrums nonāk siltummainī, kur savāktā siltumenerģija tiek pārnesta uz otro ķēdi. Aukstumaģents, kas atrodas ārējā kontūrā, uzsilst un pārvēršas gāzē.Pēc tam gāzveida aukstumaģents nonāk kompresorā, kur tas tiek saspiests. Tas liek aukstumaģentam vēl vairāk uzkarst. Karstā gāze nonāk kondensatorā, un tur siltums pāriet uz dzesēšanas šķidrumu, kas jau silda pašu māju.

Ģeotermālā apkure mājās: kā tā darbojas

Saldēšanas sistēmas ir sakārtotas pēc tāda paša principa. Tas nozīmē, ka iekštelpu gaisa atdzesēšanai var izmantot saldēšanas iekārtas.

Siltumsūkņu veidi

Ir vairāki siltumsūkņu veidi. Bet visbiežāk ierīces tiek klasificētas pēc dzesēšanas šķidruma veida ārējā ķēdē.

Ierīces var iegūt enerģiju no

• ūdens,
• augsne,
• gaiss.

Iegūto enerģiju mājā var izmantot telpu apkurei, ūdens sildīšanai. Tāpēc ir vairāki siltumsūkņu veidi.

Siltumsūkņi: zeme - ūdens

Labākais variants alternatīvai apkurei ir iegūt siltumenerģiju no zemes. Tātad jau sešu metru dziļumā uz zemes ir nemainīga un nemainīga temperatūra. Kā siltumnesējs caurulēs tiek izmantots īpašs šķidrums. Sistēmas ārējā kontūra ir izgatavota no plastmasas caurulēm. Caurules zemē var novietot vertikāli vai horizontāli. Ja caurules ir novietotas horizontāli, tad ir jāpiešķir liela platība. Vietās, kur caurules ir uzstādītas horizontāli, zemi nav iespējams izmantot lauksaimniecības vajadzībām. Jūs varat sakārtot tikai zālājus vai stādīt viengadīgos.

Lai vertikāli sakārtotu caurules zemē, ir jāizveido vairākas akas līdz 150 metriem dziļumā.Tas būs efektīvs ģeotermālais sūknis, jo temperatūra ir augsta lielā dziļumā pie zemes. Siltuma apmaiņai tiek izmantotas dziļās zondes.

Ūdens-ūdens sūkņa tips

Turklāt siltumu var iegūt no ūdens, kas atrodas dziļi zem zemes. Var izmantot dīķus, gruntsūdeņus vai notekūdeņus.

Jāatzīmē, ka starp abām sistēmām nav būtisku atšķirību. Vismazākās izmaksas ir nepieciešamas, ja tiek izveidota sistēma siltuma iegūšanai no rezervuāra. Caurules jāaizpilda ar dzesēšanas šķidrumu un jāiegremdē ūdenī. Nepieciešama sarežģītāka konstrukcija, lai izveidotu sistēmu siltuma iegūšanai no gruntsūdeņiem.

Gaiss-ūdens sūkņi

Ir iespējams savākt siltumu no gaisa, bet reģionos ar ļoti aukstām ziemām šāda sistēma nav efektīva. Tajā pašā laikā sistēmas uzstādīšana ir ļoti vienkārša. Jums tikai jāizvēlas un jāinstalē vajadzīgā ierīce.

Nedaudz vairāk par ģeotermālo sūkņu darbības principu

Apkurei ļoti izdevīgi izmantot siltumsūkņus. Mājas, kuru platība pārsniedz 400 kvadrātmetrus, ļoti ātri atmaksā sistēmas izmaksas. Bet, ja jūsu māja nav ļoti liela, tad jūs varat izveidot apkures sistēmu ar savām rokām.

Vispirms jums ir jāiegādājas kompresors. Piemērota ir ierīce, kas aprīkota ar parasto gaisa kondicionieri. Mēs to uzstādām pie sienas. Jūs varat izveidot savu kondensatoru. Ir nepieciešams izgatavot spoli no vara caurulēm. Tas ir ievietots plastmasas korpusā. Iztvaicētājs ir arī piestiprināts pie sienas. Lodēšanu, uzpildīšanu ar freonu un līdzīgus darbus drīkst veikt tikai profesionālis. Neatbilstoša rīcība nenovedīs pie laba rezultāta. Turklāt jūs varat gūt traumas.

Pirms siltumsūkņa nodošanas ekspluatācijā nepieciešams pārbaudīt mājas elektrifikācijas stāvokli.Skaitītāja jaudai jābūt 40 ampēriem.

Paštaisīts ģeotermālais siltumsūknis

Ņemiet vērā, ka pašu radīts siltumsūknis ne vienmēr attaisno cerības. Iemesls tam ir pareizu termisko aprēķinu trūkums. Sistēmai ir nepietiekama jauda, ​​un uzturēšanas izmaksas pieaug

Tāpēc ir svarīgi precīzi veikt visus aprēķinus.

Ģeotermālās apkures sakārtošanas iespējas

Ārējās kontūras sakārtošanas metodes

Lai pēc iespējas vairāk izmantotu zemes enerģiju mājas apkurei, ir jāizvēlas pareizā ķēde ārējai ķēdei. Faktiski jebkura vide var būt siltumenerģijas avots - zem zemes, ūdens vai gaisa.

Bet ir svarīgi ņemt vērā sezonālās laika apstākļu izmaiņas, kā minēts iepriekš.

Šobrīd ir divu veidu sistēmas, kas tiek efektīvi izmantotas mājas apkurei zemes siltuma dēļ - horizontālā un vertikālā. Galvenais izvēles faktors ir zemes platība. No tā ir atkarīgs cauruļu izvietojums mājas apkurei ar zemes enerģiju.

Papildus tam tiek ņemti vērā šādi faktori:

• Augsnes sastāvs. Akmeņainos un smilšmālajos apgabalos ir grūti izveidot vertikālas šahtas automaģistrāļu ieklāšanai;
• augsnes sasalšanas līmenis. Viņš noteiks optimālo cauruļu dziļumu;
• Gruntsūdeņu atrašanās vieta. Jo augstāki tie ir, jo labāk ģeotermiskajai apkurei. Šajā gadījumā temperatūra paaugstināsies līdz ar dziļumu, kas ir optimālais nosacījums apkurei no zemes enerģijas.

Jums jāzina arī par reversās enerģijas pārneses iespēju vasarā. Tad privātmājas apkure no zemes nefunkcionēs, un liekais siltums no mājas nonāks augsnē.Visas saldēšanas sistēmas darbojas pēc viena principa. Bet šim nolūkam ir jāinstalē papildu aprīkojums.

Horizontālās ģeotermālās apkures shēma

Ārējo cauruļu horizontālais izvietojums

Visizplatītākais āra automaģistrāļu uzstādīšanas veids. Tas ir ērts uzstādīšanas vienkāršībai un iespējai salīdzinoši ātri nomainīt bojātās cauruļvada daļas.

Uzstādīšanai saskaņā ar šo shēmu tiek izmantota kolektoru sistēma. Šim nolūkam tiek izveidotas vairākas kontūras, kas atrodas vismaz 0,3 m attālumā viena no otras. Tie ir savienoti, izmantojot kolektoru, kas piegādā dzesēšanas šķidrumu tālāk siltumsūknim. Tas nodrošinās maksimālu enerģijas piegādi apkurei no zemes siltuma.

Tomēr ir dažas svarīgas lietas, kas jāpatur prātā:

• Liela pagalma teritorija. Apmēram 150 m² lielai mājai tai jābūt vismaz 300 m²;
• Caurules jānostiprina dziļumā zem augsnes sasalšanas līmeņa;
• Ar iespējamo augsnes pārvietošanos pavasara plūdu laikā palielinās automaģistrāļu pārvietošanās iespējamība.

Horizontālā tipa apkures no zemes siltuma noteicošā priekšrocība ir pašsakārtošanās iespēja. Vairumā gadījumu tas neprasa īpaša aprīkojuma iesaistīšanu.

Ģeotermālās apkures vertikālā diagramma

Vertikālā ģeotermālā sistēma

Tas ir laikietilpīgāks veids, kā organizēt privātmājas apkuri no zemes. Cauruļvadi atrodas vertikāli, īpašās akās

Ir svarīgi zināt, ka šāda shēma ir daudz efektīvāka nekā vertikālā.

Tās galvenā priekšrocība ir palielināt ūdens sildīšanas pakāpi ārējā kontūrā. Tie.jo dziļāk atrodas caurules, jo vairāk sistēmā nonāks zemes siltuma daudzums mājas apkurei. Vēl viens faktors ir mazā zemes platība. Dažos gadījumos ārējā ģeotermālās apkures loka sakārtošana tiek veikta pat pirms mājas būvniecības tiešā pamatu tuvumā.

Kādas grūtības var rasties, iegūstot zemes enerģiju mājas apkurei saskaņā ar šo shēmu?

• Kvantitatīvs pret kvalitāti. Vertikālam izvietojumam šoseju garums ir daudz lielāks. To kompensē augstāka augsnes temperatūra. Lai to izdarītu, jums ir jāizveido akas līdz 50 m dziļumam, kas ir darbietilpīgs darbs;
• Augsnes sastāvs. Akmeņainai augsnei ir nepieciešams izmantot īpašas urbjmašīnas. Smilšmālam, lai novērstu akas izliešanu, tiek uzstādīts aizsargapvalks no dzelzsbetona vai biezu sienu plastmasas;
• Darbības traucējumu vai hermētiskuma zuduma gadījumā remonta process kļūst sarežģītāks. Šajā gadījumā ir iespējamas ilgstošas ​​​​kļūmes mājas apkures darbībā zemes siltumenerģijai.

Bet, neskatoties uz augstajām sākotnējām izmaksām un uzstādīšanas sarežģītību, automaģistrāļu vertikālais izvietojums ir optimāls. Eksperti iesaka izmantot tieši šādu uzstādīšanas shēmu.