Jeotermal ısıtma, alternatif enerji kaynaklarının toplam sayısının en umut verici olanlarından biridir. Güneş sistemlerinden farklı olarak, pratik olarak yılın zamanından bağımsızdır. Peki, bir evin ısıtılması, dünyanın ısı ve enerjisi nedeniyle faydalı mıdır?
Jeotermal ev ısıtma
İlk önce termal enerji elde etme ilkelerini anlamalısınız. Yeryüzünün derinliklerinde derinleşirken sıcaklık artışına dayanırlar. İlk bakışta, ısıtma derecesindeki artış önemsizdir. Ancak yeni teknolojilerin ortaya çıkması sayesinde, dünyanın ısısı nedeniyle ev ısıtması bir gerçek haline geldi.
Jeotermal ısıtmanın düzenlenmesi için ana koşul, en az 6 ° C'lik bir sıcaklıktır. Bu, toprak ve su kütlelerinin orta ve derin katmanları için tipiktir. İkincisi, dış sıcaklık göstergesine büyük ölçüde bağımlıdır; bu nedenle, nadiren kullanılırlar. Bir evin toprak enerjisine sahip ısınmasını ayarlamak pratik olarak nasıl mümkün olabilir?
Bunu yapmak için, farklı teknik özelliklere sahip sıvılarla dolu 3 devre yapmanız gerekir:
- Dış. Daha sıklıkla içinde antifriz dolaşır. En az 6 ° C'lik bir sıcaklığa ısıtılması, dünyanın enerjisinden kaynaklanmaktadır;
- Isı pompası. Onsuz, dünyanın enerjisi nedeniyle ısıtma imkansızdır. Harici devreden çıkan soğutucu, enerjisini bir ısı eşanjörü kullanarak soğutucu akışkana aktarır. Buharlaşma sıcaklığı 6 ° C'den düşüktür. Bundan sonra, kompresöre girer, burada sıkıştırmadan sonra sıcaklık 70 ° C'ye yükselir;
- İç kontur. Benzer bir şemaya göre ısı, sıkıştırılmış soğutucu akışkandan pişirme sistemindeki suya aktarılır. Böylece ısıtma, dünyanın bağırsaklarından minimum maliyetle gerçekleşir.
Bariz avantajlara rağmen, bu tür sistemler nadiren bulunabilir. Bu, ekipman alımı ve ısı alımının dış devresinin organizasyonu için yüksek maliyetlerle ilişkilidir.
Dünyanın ısısından profesyonellere ısıtma hesaplamasını emanet etmek en iyisidir. Tüm sistemin verimliliği, hesaplamaların doğruluğuna bağlı olacaktır.
Isı pompasının çalışma prensibi
Jeotermal ısıtmanın “kalbi” ısı pompasıdır. Çalışması, tüm sistemin verimlilik göstergesini doğrudan etkileyen birkaç bileşenden oluşur. Bu nedenle, özel bir evin yerden ısınmasını planlamadan önce - bu sitenin ana özelliklerini bulmanız gerekir.
Bu cihaz karmaşık ekipman kategorisine ait olduğundan - sadece fabrika modellerinin satın alınması önerilir. Isı pompası tasarımı aşağıdaki bileşenleri içerir:
- evaporatör. Bu blokta, enerji harici devreden aktarılır;
- Kompresör. Soğutucu akışkan ortamında yüksek basınç oluşturmak gerekir;
- Kılcal damar. Soğutucu akışkan devresindeki iç basıncı azaltmaya yarar;
- Kontrol sistemi. Yardımı ile özel bir evin yerden ısınması düzenlenir - sıcaklık çalışma modu, soğutucu akışkanların geçiş hızı, vb.
Bir ısı pompasının kendi üretimindeki ana problem, ısı kaybını azaltmak ve iç devrenin soğutucu ile çalışmasını normalleştirmektir. Fabrika modelleri üretim aşamasında kurulur ve tasarım parametrelerini ayarlama imkanı sağlar.
Pompayı parametreleri doğru şekilde nasıl hesaplanır, böylece evi ısıtmak için toprak ısısı normal bir sıcaklık sağlar? Bunu yapmak için, pompanın termal gücünü bulun. Yaklaşık bir hesaplama için aşağıdaki formülü kullanabilirsiniz:
Q = (t1-t2) * V
Nerede t1-t2 - giriş ve dönüş borusundaki sıcaklık farkı, ° C,V - soğutma sıvısının tahmini akış hızı, m³ / s,S - ısı pompasının nominal gücü, watt.
Bu teknik karmaşık sistemler için geçerli değildir, çünkü birçok ek faktör vardır. Özellikle karayolu üzerindeki ısı kayıpları. Bu, özellikle zemin yüzeyine mümkün olduğunca yakın çıktığı alanlar için geçerlidir. Isı kaybını en aza indirmek için yerden ısıtma borularını ısıtın.
Isı pompasının çalışması elektriğe bağlı olduğundan, bir acil durum güç kaynağı takılması önerilir.
Jeotermal ısıtma seçenekleri
Yerkürenin enerjisinin evi olabildiğince ısıtmak için kullanılması için doğru dış devre şemasını seçmeniz gerekir. Aslında, herhangi bir ortam bir termal enerji kaynağı olabilir - yeraltı, su veya hava. Ancak, yukarıda tartışıldığı gibi hava koşullarındaki mevsimsel değişiklikleri dikkate almak önemlidir.
Şu anda, yeryüzü ısısı nedeniyle bir evi ısıtmak için etkili bir şekilde kullanılan iki tür sistem vardır - yatay ve dikey. Tercih edilen anahtar faktör, arazinin büyüklüğüdür. Bir evi toprak enerjisiyle ısıtmak için boruların düzeni buna bağlıdır.
Buna ek olarak, bu faktörler dikkate alınır:
- Toprak bileşimi. Kayalık ve tınlılarda, otoyolların döşenmesi için dikey gövdeler yapmak zordur;
- Zemin donması. Borunun optimum derinliğini belirleyecek;
- Yeraltı suyu konumu. Bunlar ne kadar yüksek olursa, jeotermal ısıtma için o kadar iyidir. Bu durumda, sıcaklık, dünyanın enerjisi nedeniyle ısıtma için en iyi koşul olan derinlikle artacaktır.
Ayrıca yaz aylarında ters enerji transferi olasılığını da bilmeniz gerekir. Daha sonra özel bir evin yerden ısınması çalışmaz ve aşırı ısı evden toprağa geçer. Tüm soğutma sistemleri aynı şekilde çalışır. Ancak bunun için ek ekipman takmak gerekiyor.
Evden uzakta bir harici devre kurmayı planlayamazsınız. Bu, dünyanın bağırsaklarından ısıtmadaki ısı kaybını artıracaktır.
Jeotermal ısıtmanın yatay şeması
Harici otoyolları kurmanın en yaygın yolu. Kurulum kolaylığı ve boru hattının arızalı bölümlerini nispeten hızlı bir şekilde değiştirme yeteneği için uygundur.
Bu şemaya göre kurulum için bir kolektör sistemi kullanılır. Bunu yapmak için, birbirinden en az 0,3 m mesafede birkaç devre bulunur. Soğutucuyu ısı pompasına daha da besleyen bir toplayıcı vasıtasıyla bağlanırlar. Bu, dünyanın ısısından ısıtmaya maksimum enerji girişi sağlayacaktır.
Ancak aynı zamanda, bir dizi önemli nüans dikkate alınmalıdır:
- Arsa geniş alanı. Yaklaşık 150 m²'lik bir ev için en az 300 m² olmalıdır;
- Borular mutlaka toprak donma seviyesinin altında bir derinliğe kadar girintilidir;
- İlkbahar selleri sırasında olası toprak hareketleri ile karayollarının yer değiştirmesi olasılığı artar.
Yatay tipte dünyanın ısısından ısıtmanın tanımlayıcı avantajı, kendi kendine düzenleme olasılığıdır. Çoğu durumda, bu özel ekipmanların dahil edilmesini gerektirmez.
Maksimum ısı transferi için, yüksek termal iletkenliğe sahip ince duvarlı polimer boruları kullanmanız gerekir. Ancak aynı zamanda, zemindeki ısıtma borularını ısıtmanın yolları da düşünülmelidir.
Dikey jeotermal ısıtma
Bu, özel bir evi yerden ısıtmanın daha zahmetli bir yoludur. Boru hatları, özel kuyularda dikey olarak bulunur. Böyle bir şemanın dikey bir şemadan çok daha etkili olduğunu bilmek önemlidir.
Ana avantajı, harici devrede suyun ısıtma derecesini arttırmaktır. Şunlar. borular ne kadar derine yerleştirilirse, evi ısıtmak için toprak ısısı miktarı o kadar fazla sisteme girer. Başka bir faktör, arazinin küçük alanıdır. Bazı durumlarda, harici jeotermal ısıtma devresinin düzenlenmesi, vakfın hemen yakınında evin inşasından önce bile gerçekleştirilir.
Bu şemaya göre bir evi ısıtmak için dünyanın enerjisini elde etmekte ne gibi zorluklar yaşanabilir?
- Nitel ve nicel. Dikey düzenleme için, hatların uzunluğu çok daha yüksektir. Daha yüksek toprak sıcaklığı ile telafi edilir. Bunu yapmak için zahmetli bir iş olan 50 m derinliğe kadar kuyular yapmanız gerekir;
- Toprak bileşimi. Kayalık topraklar için özel delme makineleri kullanmak gerekir. Kuyuda dökülmeyi önlemek için, betonarme veya kalın duvarlı plastikten koruyucu bir kabuk monte edilir;
- Arıza veya gerginlik kaybı durumunda onarım süreci karmaşık. Bu durumda, evin ısıl enerjisi için evin ısıtılmasında uzun süreli arızalar olabilir.
Ancak, başlangıçtaki büyük maliyetlere ve kurulumun karmaşıklığına rağmen, hatların dikey düzeni en uygunudur. Uzmanlar böyle bir kurulum şemasının kullanılmasını tavsiye ediyor.
Soğutucu akışkanın harici bir devrede dikey bir sistemde dolaşımı için güçlü sirkülasyon pompalarına ihtiyaç vardır.
Jeotermal ısıtmanın organizasyonu
Tüketicilerin hala ana sorusu var - bir ülkenin evinin ısıtılmasını ana enerjiyle yeryüzü enerjisiyle kullanmak mümkün mü? Hesaplamadan sistemin kurulumuna ve testine kadar her aşamada profesyonel bir yaklaşımla mümkündür.
Her şeyden önce, doğru ısı pompasını seçmeniz gerekir. Yüksek maliyetleri göz önüne alındığında - öncelikle özelliklerinin tüm ön hesaplamalarını yapmalısınız. Sadece bu durumda, dünyanın termal enerjisine bağlı ısıtma, maksimum verimlilik katsayısına sahip olacaktır. Güvenilir üreticiler arasında Buderus, Vaillant ve Veissman bulunmaktadır. Topraktan ısıtma için bir ısı pompasının ortalama maliyeti, 6 kW nominal güce sahip yaklaşık 360 bin ruble. Daha üretken modeller 1 milyondan fazla rubleye mal olabilir.
Maliyete ek olarak, boru üretiminin malzemesine dikkat etmeniz gerekir. Dünyanın ısı enerjisinden ısıtmadaki ısı kaybını en aza indirmek için aşağıdakilerin kullanılması önerilir:
- Çapraz bağlı polietilen. Düşük maliyette farklılık gösterir - yatay şemalar için idealdir;
- Paslanmaz çelik boru. Dış devrenin dikey düzeni ile dünyanın termal enerjisi kullanılarak ısıtmada kullanılır. Yüksek termal iletkenliğe ve mekanik mukavemete sahip çapraz bağlı polietilen ile olumlu bir şekilde karşılaştırılır. Dezavantajı yüksek maliyettir.
Optimizasyon için, harici ve dahili sıcaklık sensörlerinin yanı sıra termal pil takılması önerilir. Bu, özel bir ev enerji arazisini ısıtma maliyetini en aza indirecektir.
Tüm bu faktörler göz önüne alındığında, şu ana kadar çoğu durumda ek olarak dünya enerjisinden jeotermal ısıtma tesis ediyorlar. Zamanla, bileşenlerin maliyeti ve ısı pompalarının verimliliği artacaktır - ve ancak bu tür sistemler ana sistemler olarak düşünülebilir.
Özel bir evde jeotermal ısıtmanın kurulumuna bir örnek, videoyu izleyerek bulunabilir:
