Επαναστατικές μέθοδοι θέρμανσης του σπιτιού σας! Γεωθερμική θέρμανση: τι είναι

Η γεωθερμία είναι μια μέθοδος θέρμανσης δωματίων. λόγω της ενέργειας που λαμβάνεται από τα έγκατα της γης.

Στη δεκαετία του '70 του XX αιώνα, ξέσπασε μια πετρελαϊκή κρίση. Οι βιομήχανοι άρχισαν να αναζητούν έναν τρόπο να αντικαταστήσουν τα καύσιμα με μια εναλλακτική πηγή.

Έτσι εμφανίστηκε η πρώτη γεωθερμική θέρμανση.

Σήμερα, αυτός ο τύπος παραγωγής θερμότητας είναι ευρέως διαδεδομένος. στη Βόρεια Αμερική και τη Δυτική Ευρώπη.

Γεωθερμική θέρμανση από κάτω από τον φλοιό της γης: τι είναι, η αρχή της λειτουργίας

Γεωθερμική θέρμανση λειτουργεί σαν ψυγείο, μόνο για θέρμανση. Μια αντλία θερμότητας είναι εγκατεστημένη στην επιφάνεια του εδάφους, από την οποία κατεβαίνει ένας εναλλάκτης θερμότητας στο φρεάτιο.

Τα υπόγεια ύδατα ρέουν μέσω της συσκευής προς τα πάνω, θερμαινόμενα στην πορεία. Το θερμαινόμενο υγρό χρησιμοποιείται για τη θέρμανση των χώρων.

Κατανάλωση ενέργειας για θέρμανση νερού μικρότερη από την παραγόμενη θερμότητα.

Αρχή λειτουργίας

Ο συλλέκτης παρέχει ζεστό νερό στον εξατμιστή. Το ψυκτικό μέσο, ​​καθώς θερμαίνεται, εξατμίζεται. Ο ατμός θερμαίνεται από τον συμπιεστή λόγω ηλεκτρικού ρεύματος. Ο συμπυκνωτής ψύχει τον ατμό, προκαλώντας απελευθέρωση θερμικής ενέργειας και επιστροφή του ψυκτικού μέσου στην αρχική του υγρή κατάσταση.

Η θέρμανση του νερού απαιτεί ηλεκτρικό ρεύμα. Κάθε kW που δαπανάται φέρνει, κατά μέσο όρο, 5 ωφέλιμη kW ενέργειας.

Λίστα εξοπλισμού

Για να δημιουργήσετε γεωθερμικό εργοστάσιο Απαιτούνται 4 συσκευές:

• συλλέκτης;
• εξατμιστής με ψυκτικό υγρό.
• συμπιεστής;
• πυκνότητα.

Μεταξύ των αναφερόμενων στοιχείων δύο απαιτούν ηλεκτρική σύνδεση: συμπιεστής και συμπυκνωτής.

Φόντα

Γεωθερμική θέρμανση έχει πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλους τύπους θέρμανσης:

• Η ενέργεια που λαμβάνεται εφαρμόζεται για οποιονδήποτε σκοπό.
• Διάρκεια τροφοδοσίας καυσίμου σε μια συγκεκριμένη περιοχή δεν περιορίζεται.
• Η χρήση του φιλικό προς το περιβάλλον.
• Εγκατάσταση δεν απαιτεί συχνή συντήρηση.
• Το σύστημα πληρώνει μόνο του με την πάροδο του χρόνου.
• Γεωθερμικό εργοστάσιο καταλαμβάνει λίγο χώρο: όχι μεγαλύτερο από ένα ψυγείο.
• Εάν είναι απαραίτητο, το σύστημα εύκολα αναδιαμορφώσιμο.
• Συμβατό με άλλους τύπους θέρμανση.

Ελαττώματα

Αν και η γεωθερμική θέρμανση έχει πολλά πλεονεκτήματα, έχει Υπάρχουν επίσης μειονεκτήματα:

• Ακριβός σύστημα και εγκατάσταση.
• Αποδίδει σε περίπου σε 10 χρόνια.
• Σύστημα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές με πτώση της θερμοκρασίας κάτω από 20 βαθμούς.
• Ανεξάρτητα από τον τύπο εγκατάστασης, απαιτούνται τα ακόλουθα: μεγάλης κλίμακας χωματουργικές εργασίες χρησιμοποιώντας ενοικιαζόμενες συσκευές.

Εσωτερικές και εξωτερικές όψεις των περιγραμμάτων της γης

Η βάση του συστήματος - μια αντλία θερμότητας συνδεδεμένη με δύο περιγράμματα: εξωτερικά και εσωτερικά.

Εσωτερικό περίγραμμα αποτελείται από σωλήνες και καλοριφέρ που μεταδίδουν την ενέργεια του θερμαινόμενου νερού στο δωμάτιο. Μπορούν να συμπληρωθούν με ενδοδαπέδια θέρμανση.

Εξωτερικό περίγραμμα — ένα σύστημα που παρέχει θερμότητα στο εσωτερικό. Το νερό κυκλοφορεί κατά μήκος του κυκλώματος, συμπληρωμένο με ένα αντιψυκτικό συστατικό. Στη γεωθερμική θέρμανση, το υγρό ονομάζεται φορέας θερμότητας. Έτσι, ο φορέας θερμότητας εισέρχεται στην αντλία θερμότητας, θερμαινόμενος λόγω της αύξησης της πίεσης. Το θερμαινόμενο υγρό εισέρχεται στο εσωτερικό κύκλωμα, μεταφέροντας θερμότητα στο δωμάτιο. Στη συνέχεια, το ψυχρό νερό πηγαίνει στο βάθος, όπου θερμαίνεται. Έτσι, ο κύκλος επαναλαμβάνεται.

Αντλία θερμότητας αέρα-νερού: διάγραμμα

Η αντλία θερμότητας είναι ένα κομμάτι εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για θέρμανση. Συσκευή. συλλέγει θερμότητα από τον αέρα, μετατρέποντάς την σε ενέργεια. Με τη βοήθειά της, η αντλία θερμαίνει το νερό, το οποίο εκπέμπει θερμότητα στο δωμάτιο. Η αρχή λειτουργίας της αντλίας αέρα-νερού είναι στον αντίστροφο κύκλο Carnot. Οι συσκευές είναι ικανές να λειτουργούν εφόσον η εξωτερική θερμοκρασία υπερβαίνει 20-25 βαθμοί κάτω από το μηδέν.

Φωτογραφία 1. Σχηματικό διάγραμμα της δομής της αντλίας θερμότητας αέρα-νερού. Σε αυτήν την περίπτωση, η θερμότητα που συλλέγεται από τον αέρα μετατρέπεται σε ενέργεια.

Σύστημα αποτελείται από τέσσερα στοιχείαΚυκλοφορεί κατά μήκος του εξωτερικού περιγράμματος φρέον, το οποίο μετατρέπεται σε ατμό στον εξατμιστή. Το αέριο στη συνέχεια συμπιέζεται στον συμπιεστή και διέρχεται στον συμπυκνωτή. Ο ατμός συμπυκνώνεται σε νερό, το οποίο επιστρέφει στον κύκλο, και η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία θερμαίνει το νερό στο εσωτερικό κύκλωμα. Έτσι, συμβαίνουν δύο κύκλοι: κυκλοφορία νερού με ψυκτικό μέσο μέσω του εδάφους· θέρμανση δωματίων μέσω καλοριφέρ.

Αντλίες θερμότητας αέρα-νερού εξαρτώνται από την εξωτερική θερμοκρασία. Σε σοβαρούς παγετούς, η θέρμανση λειτουργεί προβληματικά, καθώς το φρέον στο εξωτερικό κύκλωμα παγώνει. Αυτός είναι ο λόγος για τη χρήση συστημάτων σε θερμές χώρες, όπου η θερμοκρασία σπάνια πέφτει. κάτω από -10. Σε τέτοιες περιοχές, η γεωθερμική θερμότητα επιτρέπει περισσότερα από απλή θέρμανση, αλλά και παροχή ζεστού νερού.

Εάν η εξωτερική θερμοκρασία πέσει στο μέγιστο επίπεδο λειτουργίας φρέον, το σύστημα ενεργοποιείται αυτόματα συνδέει εναλλακτική θέρμανση χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό ρεύμα ή φυσικό αέριοΚαθώς η θερμοκρασία αυξάνεται και το γεωθερμικό εργοστάσιο επαναλειτουργεί, η εναλλακτική πηγή απενεργοποιείται.

Οριζόντια εγκατάσταση συστήματος που λειτουργεί λόγω της θερμότητας της γης

Η οριζόντια τοποθέτηση του εξωτερικού περιγράμματος χρησιμοποιείται σε περιοχές όπου όπου το έδαφος παγώνει σε ένα ορισμένο βάθος κάθε χρόνο. Οι σωλήνες τοποθετούνται κάτω από αυτό το επίπεδο σε μια τάφρο που εκτείνεται παράλληλα με το έδαφος.

Φωτογραφία 2. Εγκατάσταση γεωθερμικού συστήματος θέρμανσης με οριζόντια αρχή. Για έναν τέτοιο σχεδιασμό απαιτείται ένα μεγάλο λάκκο.

Κυκλοφορώντας μέσα από το θερμαινόμενο έδαφος, το νερό θερμαίνεται, εισέρχεται στην αντλία θερμότητας και στη συνέχεια θερμαίνει το υγρό στο εσωτερικό κύκλωμα. Έχοντας αποβάλει θερμότητα, το υγρό επιστρέφει σε έναν νέο κύκλο κατά μήκος της τάφρου.

Σκάβονται τάφροι στο έδαφος και τοποθετούνται σωλήνες. Αφού τελειώσει με το εξωτερικό κύκλωμα, ο ειδικός εγκαθιστά την αντλία και στη συνέχεια τοποθετεί εσωτερικό περίγραμμα.

Πλεονέκτημα έγκειται στη μεταβλητότητα της δημιουργίας του συστήματος. Είναι κατάλληλο για ανεπτυγμένα οικόπεδα όπου έχει μόλις ολοκληρωθεί η κατασκευή ενός σπιτιού ή εξοχικού.

Ελαττώματα συνίστανται σε μεγάλο όγκο εργασιών για την τοποθέτηση σωλήνων· στην αδυναμία χρήσης σε ψυχρές περιοχές του πλανήτη. Η οριζόντια γεωθερμική θέρμανση περιορίζει τη φύτευση δέντρων στο χώρο.

Κάθετη εγκατάσταση

Χρησιμοποιείται κάθετος τύπος σε μέρη όπου η οριζόντια κίνηση είναι αδύνατη. Για την εγκατάσταση τρυπανιών αρκετά πηγάδια, στο οποίο είναι εγκατεστημένο το εξωτερικό περίγραμμα. Τα φρεάτια τρυπώνται από ένα σημείο, αποκλίνοντας ελαφρώς τη γωνία από την κατακόρυφο, έτσι επιτυγχάνεται περισσότερη θερμότητα.

Το νερό θερμαίνεται καθώς ταξιδεύει μέσα από τα βάθη της γης, εισέρχεται στον εξατμιστή και μετατρέπεται σε ατμό. ΑέραςΤο x συμπιέζεται από τον συμπιεστή και απελευθερώνει ξαφνικά ενέργεια στον συμπυκνωτή.

Η απελευθερούμενη θερμότητα θερμαίνει το εσωτερικό κύκλωμα, το οποίο θερμαίνει το δωμάτιο, και το υγρό αποστέλλεται σε ένα νέο κύκλωμα μέσω σωλήνων.

Στο έδαφος Γεωτρούν πηγάδια και τοποθετούν σωλήνες. Έχοντας δημιουργήσει το εξωτερικό κύκλωμα, οι κατασκευαστές εγκαθιστούν την αντλία και στη συνέχεια τοποθετούν το εσωτερικό κύκλωμα.

Πλεονέκτημα συνίσταται στη δυνατότητα μη διατάραξης του τοπίου της αναπτυγμένης περιοχής.

Ελαττώματα: απαιτείται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια για την κυκλοφορία από ό,τι για ένα οριζόντιο σύστημα· η χρήση ζευγαρωμένων φρεατίων για την είσοδο και την έξοδο του νερού δεν είναι αρκετά αποτελεσματική.

Εγκατάσταση γεωθερμικής θέρμανσης για ιδιωτική εξοχική κατοικία

Η διαδικασία εγκατάστασης έχει ως εξής:

• προετοιμασία, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης και της επιλογής εξαρτημάτων για την εργασία·
• εγκατάσταση του εξωτερικού κυκλώματος του συστήματος.
• εγκατάσταση του εσωτερικού κυκλώματος.
• προετοιμασία των εργασιών και έναρξη λειτουργίας της θέρμανσης.

Πηγάδια — το εξωτερικό περίγραμμα, και αντλία κυκλοφορίας και μπαταρίες - εσωτερική. Η αντλία θερμότητας είναι εγκατεστημένη στο σπίτι.

Εξωτερικό περίγραμμα βρίσκεται σε κοντινή απόσταση από το θερμαινόμενο κτίριο, όχι περισσότερο από 10 μέτραΟι συνδέσεις που βρίσκονται στο κύκλωμα είναι πτυχωμένες.

Χρήσιμο βίντεο

Παρακολουθήστε ένα βίντεο που παρουσιάζει τη διαδικασία εγκατάστασης ενός εναλλάκτη θερμότητας για ένα γεωθερμικό σύστημα θέρμανσης.

Απόσβεση, ποσότητα παραγόμενης ενέργειας

Ανά kW που καταναλώνεται το σύστημα παράγει ηλεκτρική ενέργεια 5 kW ή περισσότερο δωρεάν θερμική ενέργεια. Σύμφωνα με τους ειδικούς, η γεωθερμική θέρμανση αποσβένει τα έξοδά της σε περίπου σε 1 δεκαετία. Αυτή η τιμή μειώνεται με την αύξηση της επιφάνειας του θερμαινόμενου δωματίου.