Geotermalno ogrevanje hiše z lastnimi rokami: načelo delovanja, značilnosti namestitve in priporočila

Z vsemi prednostmi alternativnih virov energije je tehnična izvedba infrastrukture, ki jim služi, še vedno glavna ovira za množično distribucijo brezplačnih tehnologij oskrbe z energijo. Sredstva za akumulacijo in dostavo virov se upravičujejo predvsem pri izvajanju velikih projektov, ki delajo z velikimi količinami goriva, električne energije ali toplote. V zvezi s tem je dodeljeno geotermalno ogrevanje, ki je najmanj zahtevno za tehnični in operativni sistem, kar omogoča, da se organizira samostojno v razmerah zasebnega gospodinjstva.

Načelo sistema

Uporaba geotermalne toplotne energije je mogoča zaradi naravnega in stalnega segrevanja notranjih plasti zemeljske skorje z magmo. Stopnja proizvodnje toplote je tako visoka, da je temperatura okoli 45-50 ° C, sprejemljiva za akumulacijo, spremenjena tudi v hladnih območjih z zmrzovalno zemljo na sprejemljivih globinah za vrtanje. Z drugimi besedami, glavna naloga sistema je, da toplotno energijo dostavi neposredno v kraj porabe. Osnovno načelo geotermalnega ogrevanja temelji na prenosu energije skozi kolektorje in kanale s krožnim antifrizom.

V prvi fazi se toplota akumulira neposredno v zemljišču s pomočjo posebnih elementov s povečanim prenosom toplote. To so zbiralne enote, ki absorbirajo toploto in jo nato skupaj z antifrizom prenesejo na distribucijsko enoto na mestih vnosa in porabe. Na tej stopnji je vklopljena črpalna postaja, ki pretvarja in dobavlja energijo radiatorjem, sistemu STV, kotlom in drugim enotam, ki sodelujejo pri ogrevalni infrastrukturi.

Uporabljena oprema

Večina tehničnih vozlišč so pomožne naprave in napeljave, ki služijo prometnemu omrežju prenosa toplote. Razlikovati je mogoče že omenjene kolektorje, cevne komunikacije in ekspanzijsko posodo na napajalnem vodu do razdelilne postaje, ki služi kot odbojnik. Glavni funkcionalni element sistema je geotermalna črpalka. Za ogrevanje doma se uporabljajo črpalne enote s pasivnimi moduli hlajenja. Prisotnost takšnih varovalk je potrebna kot sredstvo za avtomatsko regulacijo obremenitev, ki jih med neprekinjenim delovanjem sistema ni mogoče nadzorovati ročno.

Po velikosti se lahko takšne črpalke ujemajo s povprečnimi hladilniki, zato se ob upoštevanju vezalnega in sanitarnega pribora z drenažnimi kanali za to opremo najprej priporoča, da se organizirajo tehnični prostori. Glede na vrsto sistema lahko enota izvaja tako funkcijo ogrevanja kot tudi funkcijo hlajenja - kot je klimatska naprava. V drugem primeru pa je potrebno urediti dodatne kroge za dostavo delovne tekočine.

Vrste toplotnih črpalk

Vir geotermalnega toplotnega sevanja je lahko drugačno okolje. Tako se poleg Zemlje in v najučinkovitejših in kompleksnejših sistemih, skupaj z njo, uporabljajo tudi visoke temperature vode in zraka. Geotermalna toplotna črpalka za ogrevanje je glede na konfiguracijo distribucije energije razvrščena v naslednje vrste:

• Zemlja-voda. Najpogostejši sistem, ki vključuje uporabo zaprtih obrisov tal z globokimi sondami v kombinaciji s sistemom za pridobivanje toplote vode.
• Voda-voda. Odprte vrtine se uporabljajo za pridobivanje energije podzemne vode, ki pa se na velikih globinah segreje tudi od tal.
• Voda v zrak. Najbolj zapleten sistem, v katerega je vključenih več skupin opreme za shranjevanje - vključno z zunanjimi radiatorji in zračnimi ploščami, ki se ogrejejo med delovanjem.

Vse te sisteme združuje ena pomembna prednost pred drugimi sredstvi za kopičenje naravne energije. Gre za dejstvo, da ogrevanje z geotermalno energijo ne pretvarja toplote v drugo vrsto energije (para, električna energija). V končni fazi ga potrošniki uporabljajo v izvirni obliki.

Organizacija toplotne črpalke

Kot osnova za enoto lahko uporabite klasični split sistem. Na primer, naprava z zmogljivostjo približno 1 kW lahko proizvede 5-6 kW toplote, odvisno od pogojev delovanja in kakovosti jermenov. Zunanja klimatska naprava mora biti nameščena v zaščitnem lesenem okvirju, ki je opremljen s kakovostno toplotno izolacijo. Nanj se pošljejo konture oddaje antifriza iz zemeljskih akumulatorjev. V bolj kompleksni izvedbi se kaskadne geotermalne toplotne črpalke uporabljajo za ogrevanje doma, v katerem se za vsako vezje uporablja več kompresorjev.

Načeloma število vodov za oskrbo s toploto iz tal (ali vode z zrakom) ni omejeno z ničemer, kot tudi število sprejemnih črpalk in distributerjev. Vendar je pomembno upoštevati naraščajoče obremenitve opreme. Zmogljivi 3-4-zančni električni sistemi lahko zahtevajo uporabo trifaznega napajalnega omrežja 380 V samo za podporo avtomatskega nadzora in sistemov za zaščito varovalk.

Dejavnosti vrtanja

Za organizacijo komunikacije med viri vnosa toplotne energije in črpalko bodo potrebne vrtine. Vgrajene so sonde s kolektorji - direktni toplotni odvodi. Vrtanje bo potrebno izvajati s pomočjo posebne opreme, saj je mogoče ročno izdelati le majhno vrtino od 5 do 7 m. Normativna globina za popolno geotermalno ogrevanje se giblje od 20 do 100 m. tlak približno 6 bar. Za večjo učinkovitost morate uporabiti trak več vrstic (3-4), katerih konci so povezani z adapterjem v obliki črke U. Tako, da v pogojih močnih zmrzali z minimalnim prenosom toplote, cevi ne razpokajo, ne bo odveč organizirati njihovega konturnega ogrevanja. V ta namen je treba v jedro priklopljenega kanala potegniti vsaj eno električno žico z zmožnostjo dovoda toka.

Namestite vodoravne baterije

Če iz enega ali drugega razloga navpična vrtina pri geotermalni konturi na lokaciji ni uresničljiva, potem je možno urediti vodoravno vgradnjo sprejemnikov toplote. Potrebna bo platforma z najmanjšo velikostjo 15 x 15 m, iz katere je odstranjena plast tal globine 50 cm, nato pa se na izolirano površino postavijo analogi zgoraj omenjenih sond. Na primer, horizontalno geotermalno ogrevanje doma lahko uredite z električnimi blazinami ali toplotnimi izmenjevalnimi cevmi. Prav tako se lahko razlikujejo konfiguracije lokacije kontur, vendar strokovnjaki za večji energetski učinek priporočajo postavitev komunikacij s "kačo" ali spiralo.

Kako izboljšati energetsko učinkovitost sistema?

Pripravljeni tovarniški kompleksi so dobri, ker so vsi njihovi sestavni deli in komponente uravnoteženi in prilagojeni drug drugemu glede na njihove značilnosti. Prednost neodvisne organizacije sistema na ločenih enotah je, da je vsako konturo in delovno vozlišče mogoče nadgraditi neodvisno od skupne infrastrukture. Torej, mnogi zavrnejo standardni toplotni akumulator, ki zamenja svojo funkcijo s konkretno spojko. V tem primeru bo geotermalno ogrevanje delovalo z minimalnimi temperaturnimi razlikami v tokokrogu mešalne posode. Priporočljivo je tudi eksperimentiranje s hladilnim sredstvom in uporabo kompresorjev z "plavajočo" zmogljivostjo. Pravilno izračunavanje obremenitve z optimalno porazdelitvijo toplote vzdolž delovnih krogov bo povečalo učinkovitost sistema za 15-20%, obenem pa zmanjšalo stroške dobave električne energije.

Prednosti geotermalnih naprav

V primerjavi s tradicionalnimi sistemi ogrevanja s kotlovsko opremo je to najbolj okolju prijazen način ogrevanja. Poleg tega je vredno dodati visoko stopnjo varnosti glede na ekonomično plinsko opremo in nizke zahteve za vzdrževanje. V smislu toplotne učinkovitosti je lahko geotermalno ogrevanje zasebne hiše upravičeno, če je v obratovanju dovolj površin, ki pokrivajo vire oskrbe z vodo ali zemljo. Izgradnja vodnjakov, vodnjakov s hidrološkimi komunikacijami in uporaba zračnih akumulatorjev toplote bo omogočila polno oskrbo kočo s toploto brez dodatnih grelnikov.

Sistemske napake

V prvi fazi bo za organizacijo geotermalne infrastrukture potreben znaten strošek - tako za opremo kot tudi za instalacijska dela. Poleg tega bodo stroški presegli oceno za iste kotlovnice s celotnim obsegom zagonskih del. Plačilo zaradi nizkih stroškov vzdrževanja bo trajalo 5-7 let. Nanašajo se na minuse ogrevanja geotermalne energije doma in na razvejanost komunikacij. Tudi z racionalno in kompaktno postavitvijo vertikalnih baterij bo potrebno polaganje cevi do distribucijskega vozlišča s prenosno postajo, ki zahteva tudi ločen prostor.

Zaključek

Homeowner, ki ocenjuje možnosti ureditve različnih ogrevalnih sistemov, se sooča s težko nalogo izračunavanja zmogljivosti in tehničnih virov, ki bodo potrebni med operacijo. Načelo geotermalnega ogrevanja je namenjeno zmanjšanju stroškov vzdrževanja in vzdrževanja infrastrukture, hkrati pa ohranja visoke parametre oskrbe s toploto. Toda v praksi za doseganje pomembnih rezultatov ni lahko. Za to je potreben premišljen in dobro zasnovan projekt s podrobnimi izračuni, vendar je najpomembnejša osnovna razpoložljivost optimalnih pogojev za delovanje geotermalne opreme.