Ģeotermiskā apkure ir viens no daudzsološākajiem alternatīvo enerģijas avotu skaitā. Atšķirībā no saules sistēmām, tā ir praktiski neatkarīga no gada laika. Bet vai mājas sildīšana ir izdevīga zemes siltuma un enerģijas dēļ?
Ģeotermiskā mājas apkure
Vispirms jums jāsaprot siltumenerģijas iegūšanas principi. To pamatā ir temperatūras paaugstināšanās, dziļi padziļinoties zemē. No pirmā acu uzmetiena sildīšanas pakāpes pieaugums ir nenozīmīgs. Bet, pateicoties jauno tehnoloģiju parādīšanās, mājas apsildīšana zemes karstuma dēļ ir kļuvusi par realitāti.
Ģeotermiskās apkures organizēšanas galvenais nosacījums ir vismaz 6 ° C temperatūra. Tas ir raksturīgi vidējiem un dziļajiem augsnes un ūdenstilpņu slāņiem. Pēdējie ir ļoti atkarīgi no ārējās temperatūras indikatora, tāpēc tos reti izmanto. Kā praktiski ir iespējams organizēt mājas apsildīšanu ar zemes enerģijas palīdzību?
Lai to izdarītu, jums jāveic 3 shēmas, kas piepildītas ar šķidrumiem ar atšķirīgiem tehniskajiem parametriem:
- Ārējais. Biežāk tajā cirkulē antifrīzs. Tā sasilšana līdz vismaz 6 ° C temperatūrai notiek zemes enerģijas dēļ;
- Siltumsūknis. Bez tā apkure zemes enerģijas dēļ nav iespējama. Dzesēšanas šķidrums no ārējās ķēdes, izmantojot siltummaini, nodod savu enerģiju dzesēšanas šķidrumam. Tā iztvaikošanas temperatūra ir zemāka par 6 ° C. Pēc tam tas nonāk kompresorā, kur pēc saspiešanas temperatūra paaugstinās līdz 70 ° C;
- Iekšējā kontūra. Saskaņā ar līdzīgu shēmu cepšanas sistēmā siltumu no saspiestā aukstumaģenta pārnes ūdenī. Tādējādi apkure notiek no zemes zarnām ar minimālām izmaksām.
Neskatoties uz acīmredzamām priekšrocībām, šādas sistēmas reti var atrast. Tas ir saistīts ar augstām izmaksām aprīkojuma iegādei un siltuma ieplūdes ārējās ķēdes organizēšanai.
Siltuma aprēķinu no zemes karstuma vislabāk uzticēt profesionāļiem. Visas sistēmas efektivitāte būs atkarīga no aprēķinu pareizības.
Siltumsūkņa darbības princips
Ģeotermiskās apkures “sirds” ir siltumsūknis. Tas sastāv no vairākiem komponentiem, kuru darbība tieši ietekmē visas sistēmas efektivitātes rādītāju. Tāpēc, pirms plānojat privātmājas sildīšanu no zemes - jums jānoskaidro šīs vietnes galvenās īpašības.
Tā kā šī ierīce pieder sarežģītu iekārtu kategorijai - ieteicams iegādāties tikai rūpnīcas modeļus. Siltumsūkņa dizains ietver šādus komponentus:
- Iztvaicētājs. Šajā blokā enerģija tiek pārnesta no ārējās ķēdes;
- Kompresors. Dzesēšanas šķidrumā ir jārada augsts spiediens;
- Kapilārs. Tas kalpo iekšējā spiediena samazināšanai aukstumnesēja kontūrā;
- Kontroles sistēma. Ar tās palīdzību tiek regulēta privātmājas apkure no zemes - temperatūras režīms, dzesēšanas šķidrumu caurlaides ātrums utt.
Siltumsūkņa pašražošanas galvenā problēma ir samazināt siltuma zudumus un normalizēt iekšējās shēmas darbību ar dzesēšanas šķidrumu. Rūpnīcas modeļi tiek uzstādīti ražošanas posmā, un dizains paredz iespēju pielāgot tā parametrus.
Kā pareizi aprēķināt sūkņa parametrus, lai zemes siltums mājas sildīšanai nodrošinātu normālu temperatūru? Lai to izdarītu, uzziniet sūkņa siltuma jaudu. Aptuvenam aprēķinam varat izmantot šo formulu:
Q = (t1-t2) * V
Kur t1-t2 - temperatūras starpība pie ieplūdes un atplūdes caurules, ° C,V - aprēķinātais dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrums, m³ / h,Q - siltumsūkņa nominālā jauda, vati.
Šis paņēmiens nav piemērojams sarežģītām sistēmām, jo ir daudz papildu faktoru. Jo īpaši siltuma zudumi uz šosejas. Tas jo īpaši attiecas uz tām vietām, kur tas iziet pēc iespējas tuvāk zemes virsmai. Lai samazinātu siltuma zudumus, sildiet apkures caurules zemē.
Tā kā siltumsūkņa darbība ir atkarīga no elektrības, ieteicams uzstādīt avārijas barošanas avotu.
Ģeotermiskās apkures iespējas
Lai zemes enerģija pēc iespējas vairāk tiktu izmantota mājas sildīšanai - jums jāizvēlas pareizā ārējās shēmas shēma. Faktiski jebkura vide var būt siltumenerģijas avots - pazemes, ūdens vai gaisa. Bet ir svarīgi ņemt vērā sezonālās laika apstākļu izmaiņas, kā minēts iepriekš.
Pašlaik pastāv divu veidu sistēmas, kuras zemes siltuma dēļ efektīvi izmanto mājas apsildīšanai - horizontālā un vertikālā. Galvenais izvēles faktors ir zemes platība. Cauruļvadu izkārtojums mājas apsildīšanai ar zemes enerģiju ir atkarīgs no tā.
Papildus tam tiek ņemti vērā arī šādi faktori:
- Augsnes sastāvs. Akmeņainā un smilšmālainā stāvoklī ir grūti izgatavot vertikālus maģistrāles;
- Augsnes sasalšana. Viņš noteiks optimālo caurules dziļumu;
- Gruntsūdeņu atrašanās vieta. Jo augstāki tie ir, jo labāk izmantojami ģeotermiskai apkurei. Šajā gadījumā temperatūra palielināsies līdz ar dziļumu, kas ir optimāls apstāklis apkurei zemes enerģijas dēļ.
Jums jāzina arī par enerģijas apmaiņas iespēju vasarā. Tad privātmājas sildīšana no zemes nedarbosies, un liekā siltums no mājas pāries augsnē. Visas saldēšanas sistēmas darbojas vienādi. Bet tam ir nepieciešams uzstādīt papildu aprīkojumu.
Jūs nevarat plānot instalēt ārēju shēmu ārpus mājām. Tas palielinās siltuma zudumus apkurei no zemes zarnām.
Ģeotermiskās apkures horizontālā shēma
Visizplatītākais ārējo lielceļu uzstādīšanas veids. Tas ir ērti uzstādīšanas ērtībai un spējai relatīvi ātri nomainīt bojātos cauruļvada posmus.
Lai uzstādītu saskaņā ar šo shēmu, tiek izmantota kolektoru sistēma. Lai to izdarītu, vairākas shēmas atrodas vismaz 0,3 m attālumā viens no otra. Tie ir savienoti ar kolektora palīdzību, kas dzesēšanas šķidrumu padod tālāk siltumsūknī. Tas nodrošinās maksimālu enerģijas ievadīšanu apkurei no zemes karstuma.
Bet tajā pašā laikā ir jāņem vērā vairākas svarīgas nianses:
- Liela zemes gabala platība. Aptuveni 150 m² mājai tai jābūt vismaz 300 m²;
- Caurules obligāti ir jāiekļauj dziļumā zem augsnes sasalšanas līmeņa;
- Ar iespējamu augsnes pārvietošanos pavasara palu laikā lielceļu pārvietošanās varbūtība palielinās.
Apkures, kas rodas no horizontāla tipa zemes siltuma, priekšrocība ir pašnoteikšanās iespēja. Vairumā gadījumu tam nebūs nepieciešama īpaša aprīkojuma iesaistīšana.
Lai panāktu maksimālu siltuma pārnesi, jums jāizmanto caurules ar augstu siltumvadītspēju - plānsienu polimērs. Bet tajā pašā laikā jāapsver iespējas sildīt apkures caurules zemē.
Vertikālā ģeotermiskā apkure
Tas ir darbietilpīgāks veids, kā organizēt privātmājas sildīšanu no zemes. Cauruļvadi atrodas vertikāli īpašās akās. Ir svarīgi zināt, ka šāda shēma ir daudz efektīvāka nekā vertikālā.
Tās galvenā priekšrocība ir ūdens sildīšanas pakāpes palielināšana ārējā kontūrā. Tie. jo dziļāk atrodas caurules, jo lielāks zemes siltuma daudzums mājas sildīšanai ienāks sistēmā. Vēl viens faktors ir neliela zemes platība. Dažos gadījumos ārējās ģeotermālās apkures loka sakārtošana tiek veikta pat pirms mājas celtniecības tiešā pamatu tuvumā.
Ar kādām grūtībām var saskarties, iegūstot zemes enerģiju mājas sildīšanai saskaņā ar šo shēmu?
- Kvantitatīvs līdz kvalitatīvs. Vertikālai sakārtošanai līniju garums ir daudz lielāks. To kompensē augstāka augsnes temperatūra. Lai to izdarītu, jums jāizveido akas līdz 50 m dziļumam, kas ir smags darbs;
- Augsnes sastāvs. Akmeņainai augsnei ir nepieciešams izmantot īpašas urbjmašīnas. Mālsmiltā, lai novērstu urbuma noplūšanu, ir uzstādīts dzelzsbetona vai biezu sienu plastmasas aizsargkorpuss;
- Darbības traucējumu vai necaurlaidības zuduma gadījumā remonta process ir sarežģīts. Šajā gadījumā mājas apsildīšanas darbībā ar zemes siltumenerģiju var būt ilgstoši darbības traucējumi.
Bet, neskatoties uz lielajām sākotnējām izmaksām un uzstādīšanas sarežģītību, līniju vertikālais izkārtojums ir optimāls. Eksperti iesaka izmantot tieši šādu instalēšanas shēmu.
Dzesēšanas šķidruma cirkulācijai ārējā kontūrā vertikālā sistēmā ir nepieciešami jaudīgi cirkulācijas sūkņi.
Ģeotermiskās apkures organizēšana
Patērētājiem joprojām ir galvenais jautājums - vai ir iespējams izmantot lauku mājas apkuri ar galveno zemes enerģiju? Tas ir iespējams, bet tikai ar profesionālu pieeju visos posmos - no aprēķiniem līdz sistēmas uzstādīšanai un testēšanai.
Pirmkārt, jums jāizvēlas pareizais siltumsūknis. Ņemot vērā to augstās izmaksas - vispirms jāveic visi provizoriski aprēķini par tā īpašībām. Tikai šajā gadījumā apkurei zemes siltumenerģijas dēļ būs maksimālais efektivitātes koeficients. Starp uzticamiem ražotājiem ir Buderus, Vaillant un Veissman. Siltumsūkņa vidējās izmaksas apkurei no pamatnes ir apmēram 360 tūkstoši rubļu ar nominālo jaudu 6 kW. Produktīvāki modeļi var maksāt vairāk nekā 1 miljonu rubļu.
Papildus izmaksām jums jāpievērš uzmanība cauruļu ražošanas materiālam. Lai samazinātu siltuma zudumus apkurei no zemes siltumenerģijas, ieteicams izmantot šādus veidus:
- Šķērsšūts polietilēns. Atšķiras ar zemām izmaksām - tas ir optimāls horizontālām shēmām;
- Nerūsējošā tērauda caurule. To izmanto apkurei, izmantojot zemes siltumenerģiju ar ārējās ķēdes vertikālu izvietojumu. Tas ir salīdzināms ar šķērssaistītu polietilēnu ar augstu siltumvadītspēju un mehānisko izturību. Trūkums ir augstās izmaksas.
Optimizēšanai ieteicams uzstādīt ārējos un iekšējos temperatūras sensorus, kā arī siltuma akumulatoru. Tas minimāli samazinās privātmājas enerģijas zemes sildīšanas izmaksas.
Ņemot vērā visus šos faktorus, vairumā gadījumu viņi kā papildus izmanto zemes siltumu no zemes enerģijas. Laika gaitā komponentu izmaksas un siltumsūkņu efektivitāte palielināsies - un tikai tad šādas sistēmas var uzskatīt par galvenajām.
Ģeotermiskās apkures uzstādīšanas piemēru privātmājā var atrast, skatoties videoklipu:
