كيف نستخدم الحرارة الحرة من الأرض والماء؟ التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل: كيف تعمل؟

UPS - مصدر طاقة غير منقطع. جهاز يدعم تزويد الأجهزة الكهربائية بالطاقة. عندما ينقطع التيار الكهربائي.

يتم استخدامها غالبًا بالاشتراك مع الكمبيوتر أو الخوادم عندما يكون من الضروري الحفاظ على التشغيل. 24 ساعة في اليوم. UPS، يعمل تعتمد على الطاقة الحرارية الأرضيةلا تسمح للمنزل الذي يحتوي على غلاية كهربائية بالتبريد.

مميزات التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل

التدفئة الحرارية الأرضية هي نوع من أنظمة التدفئة التي يتم أخذ الطاقة من الأرض.

يمكن أن يكون مثل هذا النظام أن يبنوا بأيديهم، ولهذا السبب فهم شعبية في أوروبا، وأيضا الجزء الأوسط من روسيالكن بعض الناس يعتقدون أن هذه مجرد موضة سوف تنتهي قريبا.

مع مثل هذه المعدات من الصعب تدفئة الغرف الكبيرة، لأن درجة حرارة التربة في الأماكن التي توجد بها المبادلات الحرارية تكون عادة 6-8 درجة مئوية.

ولكن المعدات باهظة الثمن بشكل خاص، والمصممة للاستخدام على نطاق صناعي، قادرة على إنتاج كمية كبيرة من الطاقة. فقط الأجهزة من هذا النوع لديها تكلفة ضخمة.

مبدأ التشغيل

يتم أخذ الطاقة الحرارية من الأرض بواسطة وسائل خاصة مضخات الحرارةتُنزل أنابيب في الأرض، يدور خلالها سائل، فيسخن وينقل الحرارة إلى المنزل. عند ضغطه وتمدده، تتغير درجة حرارة الغاز، وهذه الحرارة كافية لتدفئة المنزل.

يتكون الجهاز من ثلاث دوائر ومضخة.، دعم التبادل بين العمليات داخل النظام، وعددها يساوي ثلاثة.

المحيط الداخلي

تمتلئ هذه الدائرة بالماء أو بسائل متخصص يسمى سائل التبريد. يتكون من الأنابيب والمبردات.

الغرض من الدائرة الداخلية هو تسخين سائل التبريد، والذي يتدفق عبر النظام ويدفئ المنزل بأكمله. يُضاف إلى ذلك أن الدائرة الداخلية لا تسمح بتجمد الأرض المحيطة بالوحدة.

خارجي

داخل المحيط هو مضاد التجمد، الدائرة نفسها تقع في أعماق الأرض، عمق أقل من التجمدصُمم هذا النظام لجمع الطاقة الحرارية من الأرض، ثم يُنقل إلى دائرة الفريون.

دائرة الفريون

الدائرة الرئيسية التي يحدث فيها كل شيء الفريون المغليوبالتالي يتم إطلاق كمية كبيرة من الغاز، والتي يعتمد عليها مبدأ تشغيل النظام.

كيف تعمل أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية

موجود ثلاثة أنواع المبادلات الحرارية، كل منها مزاياهايعتمد الاختيار على نوع التضاريس، وحجم المنطقة التي سيتم وضع المعدات فيها، ومساحة الغرفة المُدفأة، ووجود خزان، وعوامل أخرى.

كل نظام ليس رخيصًا، بل يتميز باقتصاده في الاستهلاك، وتعتمد قوة الوحدة على الاستهلاك. الفرق الرئيسي هو نوع المبادل الحراري.

المبادل الحراري الرأسي

الميزة الرئيسية هي توفير المساحةمثالي للمساحات الصغيرة. على سبيل المثال، يمكن وضع هذه المعدات ليس تحت المنزل، بل تحت التل، دون التأثير على المنظر الطبيعي، ولكن لهذا الغرض، ستحتاج إلى استخدام معدات حفر قوية، لمزيد من العمق.

الصورة ١. دفن عمود تدفئة حرارية أرضية عمودي. تُنزل أنابيب ملفوفة حلزونيًا عميقًا في الأرض.

متوسط ​​العمق 150 مترًا، والقطر 15 سم.

المبادل الحراري الأفقي

فوق مثل هذا النظام لن يكون من الممكن زراعة حديقة خضراواتفهو مثالي لتدفئة المساحات الكبيرة. من 300 متر²لا يوجد بئر تحت الأرض فحسب، بل يوجد نظام كامل من الأنابيب في أنفاق خاصة.

الصورة 2. التدفئة الحرارية الأرضية باستخدام الأنابيب الموضوعة أفقياً: عمق الحفرة صغير، لكن المساحة كبيرة.

نسبة المساحة المعدات إلى منطقة المنطقة الساخنة 1 إلى 3. هذه أبعاد كبيرة جدًا.

يوضع في الماء

هذا النظام، من بين كل تلك المقترحة، الأكثر اقتصاداولكن هناك معيار واحد بدونه يكون العمل مستحيلا: وجود مسطح مائي قريبيجب أن يكون الخزان موجودًا على مسافة حتى 100 متر من المنطقة الساخنة.

الصورة 3. التدفئة الحرارية الأرضية الموضوعة في الماء: يتم غمر الأنابيب التي تحتوي على الناقل الحراري في أقرب مسطح مائي.

في هذه الحالة، لا يتم أخذ الطاقة الحرارية من الأرض، بل من من الماء.

فيديو مفيد

يوضح الفيديو كيفية عمل المضخات الحرارية الأرضية.

مزايا وعيوب التدفئة بحرارة الأرض

وبعد إجراء تحليل مفصل، أصبح من الممكن تحديد الجوانب الإيجابية والسلبية لهذه الأنظمة.

الايجابيات:

• توفير:يتم استخدام الطاقة المجانية من الأرض.

• حجم:إن الأرض كبيرة جدًا لدرجة أنه من الممكن جمع الطاقة بشكل لا نهائي، خاصة وأنها يتم توليدها باستمرار.
• علم البيئة: حل القضايا البيئية المتعلقة باستخراج النفط والغاز والفحم.
• استقلالية العملهذه الطاقة غير محدودة، وبالتالي فإن العمل المستقل لامتصاص الحرارة لا يتوقف.
• فرصة التجميع الذاتيوهذا ما جعل هذه الأنظمة شائعة.

سلبيات:

• إذا كنت تتوقع استخدامًا طويل الأمد، فسيتعين عليك شراء عدد لا بأس به نظام باهظ الثمن. السعر يختلف ضمن النطاق 3-10 آلاف دولار.