Geotermikus fűtés: a működés elve, az előnyök és hátrányok, az építés finomsága

Számos különböző lehetőség van a lakások fűtésére. Az emberek figyelmét természetesen a legkevésbé energiafogyasztó módok megtalálására összpontosítják. A heves vitákat az ilyen fokozatos hőfogyasztási módszer okozza, mint a földalatti források használatát.

A geotermikus fűtés elve a hőszivattyúk használatát foglalja magában. A klasszikus Carnot-ciklusnak megfelelően működnek, és mélyen a hideg hűtőfolyadékot veszik, és a fűtési rendszerben 50 ° -ra melegített folyadékáramot kapnak. A berendezés 350 és 450% közötti hatékonysággal működik (ez nem ellentétes az alapvető fizikai törvényekkel, miért - később lesz). A szabványos hőszivattyú 100 ezer órára melegíti a házat vagy más épületet a föld hőjének rovására (ez az átlagos időköz a megelőző tőke javítások között).

50 fokos fűtés nem véletlen. A speciális számítások eredményei és a gyakorlatilag megvalósított rendszerek tanulmányozása szerint ez a mutató a leghatékonyabbnak tekinthető. Ezért a földi fűtést a mélységből származó energiaáramlással leginkább nem radiátorok, hanem meleg padló vagy légáramkör egészíti ki. Átlagosan 1000 wattos energiával, amely a szivattyút hajtja, mintegy 3500 watt hőenergiát lehet felemelni. A főhálózatban és a többi fűtési módban a hűtőközeg költségeinek féktelen növekedése miatt ez egy nagyon kellemes mutató.

A geotermikus fűtést három áramkör alkotja:

• földgyűjtő;
• hőszivattyú;
• valójában otthon egy fűtési komplexum.

Az ok egyszerű - a megfelelően melegített talajrétegben található víz gyorsan erodálja a berendezést. És még egy ilyen folyadék sem található önkényesen. Az adott hűtőfolyadék kiválasztását a mérnökök tervezési megoldása határozza meg. A szivattyút a készülék többi részétől függően választja ki. Mivel a mélyedés mélységét (a berendezés szintjét) természetes körülmények határozzák meg, a geotermikus rendszerek típusai közötti döntő különbségek a talajban lévő tartály eszközével vannak összefüggésben.

A vízszintes szerkezet magában foglalja a kollektor helyét a talaj fagyasztása alatt. Az adott területtől függően ez 150-200 cm-es mélyedést jelent, melyeket különféle csövekkel, például rézzel (külső PVC réteggel) és fém-műanyagból lehet felszerelni. 7 és 9 kW közötti hőmennyiség eléréséhez legalább 300 négyzetmétert kell elhelyezni. m gyűjtő. Ez a technika nem teszi lehetővé, hogy a fák több mint 150 cm-rel közeledjenek, és a telepítés befejezése után szükséges a terület javítása.

A vertikálisan kitett tartály több mélyedés fúrását jelenti, szükségszerűen különböző irányokba irányítva, és mindegyik vezetést a saját szögéből. A kutak belsejében a geotermikus szondák, a termikus visszatérés 1 fut. m kb. 50 watt. Könnyen kiszámítható, hogy azonos hőmennyiség (7-9 kW) esetén 150-200 m-es mélyedés szükséges.Ebben az esetben az előny nemcsak a gazdaságban van, hanem abban is, hogy a terület tájszerkezete nem változik. Kizárólag egy kis területet kell kiosztani a kaisson egység telepítéséhez és a koncentráló kollektor beállításához.

A vízből felmelegített kontúr praktikus, ha a külső hőcserélő egységet a tóba vagy a tóba 200 és 300 cm mélységbe lehet vinni. Az előfeltétel azonban a tartály elhelyezkedése a fűtött épülettől 0,1 km-es körzetben, és legalább 200 négyzetméter vízfelület. m. Léghőcserélők is vannak, amikor a külső áramkör a levegőből hőt termel. Egy ilyen döntés tökéletesen megnyilvánul az ország déli régióiban, és nem igényel semmilyen ásatási munkát. A rendszer gyengeségei az alacsony hatékonyság, 15 fokos fagy és a teljes leállás, ha a hőmérséklet 20 fokra csökken.

Egy vidéki ház geotermikus fűtése elsősorban nem fogyaszt drága és szennyező levegő ásványi üzemanyagot. A 10 Svédországban épült új ház közül 7 már ilyen módon fűtött. Forró napokon a fűtőberendezés geotermikus berendezése passzív kondicionálás eszközévé válik. A közhiedelemmel ellentétben egy ilyen fűtési rendszer nem igényel vulkánokat vagy gejzíreket. A legáltalánosabb sík terepen ez nem rosszabb.

Az egyetlen feltétel az, hogy a fagyvonal alatti termikus pontot érjük elahol a talaj hőmérséklete mindig 3-15 fok. Az ultra magas hatékonyság csak úgy tűnik, hogy ellentmond a természet törvényeinek; a hőszivattyú freonnal telített, ami még az emberek számára „jeges” víz hatására is elpárolog. A gőz melegíti a harmadik áramkört. Egy ilyen rendszer egy kifelé fordított hűtőszekrény. Ezért a szivattyú hatékonysága csak az elektromos energia és a termikus erőforrások mennyiségi arányára vonatkozik. Magának a hajtásnak „úgy kell lennie”, hogy elkerülhetetlen energiaveszteséget termel.

A geotermikus fűtés objektív előnyei figyelembe vehetők:

• kiváló hatékonyság;
• szilárd üzemidő (a hőszivattyú 2-3 évtizede működött, és a geológiai szondák 100 évesek);
• a munka stabilitása szinte minden körülmények között;
• az energiahordozókhoz való kötődés hiánya;
• teljes autonómiát.

Van egy komoly probléma, amely megakadályozza, hogy a geotermikus fűtés valóban közös megoldás legyen. Ez a tulajdonosok véleménye szerint, a létrehozott design magas ára. Melegíteni a szokásos 200 négyzetméteres házat. m (nem annyira ritka), 1 millió rubelre ki kell építeni egy kulcsrakész rendszert, ennek az összegnek legfeljebb egyharmada egy hőszivattyú. Az automatizált létesítmények nagyon kényelmesek, és ha minden helyesen van beállítva, évekig dolgozhatnak az emberek beavatkozása nélkül. Mindent csak az alapok elérhetőségétől függ. További hátránya a szivattyúegység tápellátásától való függés.

Elég kevés ember próbálja meg saját kezűleg létrehozni a geotermikus fűtést. De ahhoz, hogy egy ilyen rendszer működjön, gondos számításokat kell végezni, és szükség van egy csővezeték-rajzra is. A kútot nem szabad közelebb hozni a házhoz 2–3 m-rel.

A számítások során figyelembe vett főbb paraméterek a következők:

• hőmérséklet (15-20 m mélység és a felmerült feltételek függvényében 8-ról 100 fokra felmelegszik);
• a hasznosítható teljesítmény értéke (átlag - 0,05 kW / 1 m);
• az éghajlat, a páratartalom és a talajvízzel való érintkezés hatása a hőátadásra.

Ami nagyon érdekes, teljesen száraz sziklák 1 m-nél legfeljebb 25 W-ot adnakés ha talajvíz van, ez a szám 100-110 wattra emelkedik. Nem szabad elfelejtenünk, hogy a hőszivattyú standard üzemideje évi 1800 óra. Ha ez a mutató túllépi, a rendszer nem lesz hatékonyabb, de a kopása gyorsan növekszik. Sokkal rosszabb, hogy az altalaj termikus erőforrásainak túlzott kiaknázása a hűtéshez és a sziklák sűrűségéhez vezet a munkamélységben. Ezt követően a talaj süllyedhet, néha károsodnak a működő csövek és a föld feletti szerkezetek.

A föld alatti forrásokból származó hőellátást szigorúan kidolgozott algoritmus szerint kell létrehozni. Mivel a víz- és levegőrendszerek korlátozottak, a legtöbb gyakorlati lehetőség fúrólyukakat tartalmaz. És ez egy másik oka annak, hogy nem csinál mindent a saját kezeddel. Csak a speciális felszerelések lehetővé teszik a 20-100 m mélységbe való behatolást, ahol a szükséges fűtési feltételek létrejönnek. Mintegy 6 bar nyomásra tervezett műanyag csövek használhatók próbaként.

A rendszer teljesítményének javítása érdekében használjon 3 vagy 4 soros pántotAzok a végszakaszok, amelyek U betű formájában vannak összekötve, a kontúron keresztüli fűtés nagyon fontos, ennek köszönhetően a csövek repedése súlyos fagyban történik. Ezt a fűtést a csatorna közepére húzott huzalon keresztül végzik, amelyen keresztül áramot alkalmazunk. Ha nem lehet energiaköveket alkalmazni, vízszintes vevőket kell használni. 15x15 m mérettel rendelkező platformot készítenek rájuk, és a talajt 0,5 m mélységig eltávolítják.

Ez az egész terület hasonló próbák elhelyezéséhez szükséges. Gyakran használják a hőcserélő elektromos szőnyegeket vagy csöveket. A fűtési rendszer hatékonyságának javítása érdekében alkalmazza a cső elrendezését spirálban vagy "kígyó" formájában. Nem lehet pontosan megmondani, hogy mi a jobb - kész komplexek, tömeggyártás vagy önegyesítés. Az első esetben a kompatibilitási probléma automatikusan megoldódik, de a másodikban a rugalmasság növekszik, a modernizáció lehetősége növekszik (bár nagyobb figyelmet kell fordítani a tervezésre).

Az amatőr építők el tudnak menni egy tipikus hőakkumulátorból, helyettesítve azt egy konkrét esztrichrel. Az ilyen rendszer geotermikus fűtése kiküszöböli a jelentős hőmérsékleti rázkódások szükségességét. Kísérleteket végezhet különböző hűtőfolyadékokkal, valamint változó teljesítményű kompresszorokkal. A terhelés megfelelő kiszámításával és a hőt a fogyasztó áramkörök mentén történő megfelelő elosztásával 15-20% -kal teheti hatékonyabbá a rendszert. Ezzel párhuzamosan a teljesítmény költsége jelentősen csökken.

A vízszintesen elhelyezett csövek 50-300 cm mélységben helyezkednek el, az autópályák területére pedig a legkisebbek, fordulók formájában készülnek. De az egyes két autópálya között legalább 200 mm legyen. Minden építési munkát meg kell határozni a talaj termikus visszatérésének meghatározásával.Ha kevesebb, mint 20 watt / 1 négyzet. m, a geotermikus kontúrban nincs értelme. A talajvíz elvezetésének biztosítása érdekében a gödrök alját homokréteg borítja. A térhálós polietilén alapú csövek kiválóak.

A hőszivattyú leghatékonyabb működése olyan helyiségekben van, ahol a levegő hőmérséklete 14 Celsius fok. Ha csak lehetséges, akkor a kontúrok függőleges igazítását vízszintes irányba érdemes használni, mert ez a leghatékonyabb. A vélemények alapján, tiszta formában, a geotermikus fűtés irracionális, túl hosszú ideig felmelegíti a vizet, mert sok esetben egy ilyen rendszer tisztán kiegészítő szerepet tölt be. A legmagasabb teljesítmény elérése érdekében a hőerőforrás bevonásának maximális megengedett intenzitására és a kút becsült áramlási sebességére kell összpontosítania.

Ha a forró víz nem található, de forró víz, ez gyakorlatilag az optimális helyzet. Ezután el lehet menteni és a lehető legnagyobb hasznot kapni. Emlékeztetnünk kell azonban arra, hogy ha meleg víz alatti forrásokat kívánunk egyidejűleg használni a vízellátáshoz, akkor a víznek meg kell felelnie a szokásos egészségügyi követelményeknek. Amikor a kémiai elemzés agresszív komponensek jelenlétét mutatja, célszerű két autonóm áramkört szervezni, amelyekben a folyadék nem keveredik össze, de csak a hőcserélő történik. A kompresszorokat a falakon fagyasztók vagy légkondicionálók rögzítik.

Ha a házhuzalozás meglehetősen gyenge, érdemes egy pár kompresszort használni a soros csatlakozásból eredő indítási áram csökkentése érdekében. A kondenzátorok telepítésekor gondoskodni kell a freon mozgásáról a felső ponttól az aljáig, és nem fordítva. Annak érdekében, hogy a kollektor stabilan dolgozzon és a helyiséget melegítse, területe (100 m2-es magánházhoz) 200-250 m2 legyen. A vízszintes fűtési rendszert nem szabad használni, ha azt tervezi, hogy a kertet vagy a zöldségkertet elosztja. Még a hagyományos kútszivattyú is használható a rendszer befejezéséhez.

A geotermikus fűtésről és a telepítés módjáról további információkat a következő videóban talál.