Геотермално гријање: принцип рада, предности и мане, суптилност градње

Постоји много различитих опција за грејање кућа. Пажња људи је природно фокусирана на потрагу за начинима који троше најмање енергије. Жестоке спорове изазива такав прогресивни метод добијања топлоте, као и коришћење подземних извора.

Принцип геотермалног грејања подразумева коришћење топлотних пумпи. Они раде у складу са класичним Царнотовим циклусом, узимајући хладну расхладну течност дубоко испод и добијајући за узврат проток течности загрејане на 50 степени унутар система грејања. Опрема ради са ефикасношћу од 350 до 450% (то није у супротности са основним физичким законима, зашто - речено је касније). Стандардна топлотна пумпа загрева кућу или неку другу зграду на рачун топлоте земље за 100 хиљада сати (то је просечан интервал између превентивних капиталних поправака).

Грејање на 50 степени није случајно. Управо је овај индикатор препознат као најефикаснији резултатима посебних прорачуна и проучавањем практично имплементираних система. Због тога се загријавање тла, користећи проток енергије из дубина, углавном не допуњује радијаторима, већ топлим подом или зраком. У просеку, на 1000 В енергије, која покреће пумпу, могуће је повећати топлотну енергију за око 3500 В. На позадини необузданог раста трошкова расхладне течности у главној мрежи и других метода грејања, ово је веома пријатан индикатор.

Геотермално гријање се састоји од три круга:

• гроунд цоллецтор;
• топлотна пумпа;
• у ствари, комплекс грејања код куће.

Разлог је једноставан - вода која се јавља у довољно загрејаном слоју земље брзо еродира опрему. Чак се и таква течност не може наћи ни у једном произвољном месту. Избор специфичне расхладне течности одређен је дизајнерским одлукама инжењера. Пумпа се бира у зависности од преосталих делова система. Пошто је дубина бушотине (ниво опреме) одређена природним условима, одлучујуће разлике између типова геотермалних система повезане су са уређајем резервоара у земљи.

Хоризонтална структура подразумијева положај колектора испод линије смрзавања тла. У зависности од специфичне локације, то значи продубљивање од 150-200 цм. Такви колектори могу бити опремљени различитим цевима, као што су бакар (са спољним слојем ПВЦ) и израђени од метала-пластике. Да бисте добили од 7 до 9 кВ топлоте, морат ћете положити најмање 300 четворних метара. м цоллецтор. Ова техника не дозвољава приступ дрвећу за више од 150 цм, а по завршетку инсталације потребно је побољшати територију.

Вертикално изложени резервоар подразумева бушење неколико бунара, са нужно усмереним у различитим правцима, а сваки води из сопственог угла. Унутар бунара су геотермалне сонде, топлотни повратак из 1 рада. м достиже око 50 вати. Лако је израчунати да ће за исту количину топлоте (7-9 кВ) бити потребно испоручити 150-200 м бунара.Предност у овом случају није само у економији, већ иу чињеници да се структура пејзажа територије не мијења. Потребно је само издвојити малу површину за уградњу кесонске јединице и за постављање концентрирајућег колектора.

Контура која се загрева из воде је практична ако је могуће да се спољашња јединица за размену топлоте доведе у језеро или рибњак на дубину од 200 до 300 цм. Предуслов ће бити локација резервоара у радијусу од 0,1 км од гријане зграде и површине воде од најмање 200 квадратних метара. м. Постоје и ваздушни измењивачи топлоте када се топлота генерише из спољног кола из атмосфере. Таква одлука савршено се манифестује у јужним дијеловима земље и не захтијева никакав рад на ископавању. Слабости система су ниска ефикасност са мразом од 15 степени и потпуно заустављање ако температура падне на 20 степени.

Геотермално загревање сеоске куће, пре свега, не троши скупа и загађујућа минерална горива. Већ 7 од 10 нових кућа изграђених у Шведској се загријава на овај начин. У врућим данима, геотермална опрема из грејача постаје средство пасивног кондиционирања. Супротно увријеженом мишљењу, такав сустав гријања не захтијева вулкане или гејзире. На најобичнијем равном терену не делује ништа горе.

Једини услов је да се постигне термална тачка испод линије мразагде је температура земље увек од 3 до 15 степени. Чини се да је ултра висока ефикасност само у супротности са законима природе; топлотна пумпа је засићена фреоном, који испарава под дејством чак и "ледене" воде која се чини људима. Пара загрева трећи круг. Таква схема је хладњак окренут ка унутра. Стога се ефикасност пумпе односи само на квантитативни однос електричне енергије и термалних ресурса. Сама по себи, погон је "онако како би требао бити", са неизбежним губитком енергије.

Може се узети у обзир објективне предности геотермалног гријања:

• одлична ефикасност;
• солидан период услуге (топлотна пумпа ради 2-3 деценије, а геолошке сонде старе до 100 година);
• стабилност рада у скоро свим условима;
• недостатак везивања за носиоце енергије;
• пуна аутономија.

Постоји један озбиљан проблем који спречава геотермално грејање да буде стварно заједничко решење. То је, како показују прегледи власника, висока цијена креираног дизајна. За загревање уобичајене куће од 200 квадратних метара. м (не тако ретко), биће потребно изградити систем кључ у руке за 1 милион рубаља, до 1/3 од тог износа је топлотна пумпа. Аутоматизоване инсталације су веома удобне, и ако је све правилно постављено, могу радити годинама без интервенције људи. Све зависи само од доступности средстава. Још један недостатак је зависност од напајања црпне јединице.

Веома мало људи покушава властитим рукама створити геотермално гријање. Али, да би такав систем функционисао, морају се извршити пажљиви прорачуни, а такође је потребан и изглед инсталације цеви. Немогуће је довести бушотину ближе кући за више од 2-3 м. Максимална дозвољена дубина бушења достиже 200 м, међутим, бунари који досежу добрих 50 км показују добру ефикасност.

Главни параметри који се узимају у обзир у било којим прорачунима су:

• температура (дубина од 15-20 м и више загрева од 8 до 100 степени у зависности од створених услова);
• вредност надокнадиве снаге (просечна - 0,05 кВ за 1 м);
• утицај климе, влажности и контакта са подземном водом на пренос топлоте.

Оно што је веома интересантно, потпуно суве стене дају не више од 25 В са 1 ми ако постоји подземна вода, ова бројка се повећава на 100-110 вати. Не смијемо заборавити да је стандардно вријеме рада топлинске пумпе 1800 сати годишње. Ако се овај индикатор прекорачи, систем неће постати ефикаснији, али ће његово трошење брзо расти. Што је још горе, прекомјерна експлоатација топлинског ресурса подземља доводи до њиховог хлађења па чак и до смрзавања стијена на радној дубини. Након тога, земљиште може потонути, понекад се оштете радне цијеви и надземне структуре.

Снабдевање топлотом на рачун подземних извора треба да се креира према строго развијеном алгоритму. Будући да су системи за воду и ваздух ограничени, већина практичних опција укључује бушење бунара. А то је још један разлог да не радите све својим рукама. Само специјална опрема омогућава продирање на дубину од 20-100 м, где се стварају неопходни услови за грејање. Употреба пластичних цеви за притисак од око 6 бара је дозвољена као сонда.

Да бисте побољшали перформансе система, користите везивање 3 или 4 линијеКрајњи делови су повезани у облику слова У. Грејање дуж контуре је веома важно, захваљујући томе, искључује се пуцање цеви током јаког мраза. Ово загревање се врши преко жице која се протеже до центра канала, кроз коју се примењује струја. Ако се енергетски пилоти не могу применити, морају се користити хоризонтални пријемници. За њих се припрема тло димензија 15к15 м, од које се тло уклања на дубину од 0,5 м.

Ова цела област је потребна за постављање сличних сонди. Често користе електричне подлоге или цеви које размењују топлоту. Да бисте побољшали ефикасност система за грејање, примените распоред цеви на спиралу или у облику "змије". Немогуће је тачно рећи шта је боље - готови комплекси, масовно произведени или самосастављени. У првом случају, проблем компатибилности се рјешава аутоматски, ау другом се повећава флексибилност, повећава се потенцијал за модернизацију (иако се више пажње треба посветити дизајнирању).

Аматерски градитељи се могу удаљити од типичног акумулатора топлоте, замјењујући га бетонским естрихом. Геотермално загревање у таквом систему елиминише потребу за значајним температурним трзајима. Можете изводити експерименте са различитим расхладним средствима, као и монтирати компресоре са различитим перформансама. Прорачуном оптерећења на исправан начин и правилном расподјелом топлине по потрошним круговима, систем може бити ефикаснији за 15-20%. Паралелно са тим, трошкови електричне енергије се значајно смањују.

Хоризонтално постављене цеви се полажу на дубини од 50-300 цм, а до подручја аутопутева су најмањи, раде се у облику завоја. Али између појединачних двају аутопутева треба да буде најмање 200 мм. Сваком грађевинском раду мора претходити одређивање термичког утицаја тла.Ако је мањи од 20 вати по квадрату. м, нема тачке у геотермалној контури. Да би се осигурало испуштање подземних вода, дно јама је прекривено слојем песка. Цеви на бази умреженог полиетилена су одличне.

Најефикаснији рад топлотне пумпе је обезбеђен у просторијама где је температура ваздуха између 14 степени Целзијуса. Кад год је то могуће, треба да преферирате вертикални распоред контура према хоризонтали, јер је он најефикаснији од свих. Судећи по прегледима, у свом чистом облику, геотермално грејање је ирационално, оно предуго загрева воду, јер у многим случајевима такав систем има чисто помоћну улогу. Да бисте постигли највиши учинак, требало би да се усредсредите на максимално дозвољени интензитет укључивања топлотног ресурса и процењене стопе протока у бунару.

Ако се топла вода не налази испод, али топле воде, то је практично оптимална ситуација. Тада је могуће уштедјети новац и добити максималну корист. Али морамо запамтити да ако се планира истовремено користити вреле подземне изворе за водоснабдијевање, вода у њима мора испуњавати стандардне санитарне захтјеве. Када хемијска анализа покаже присуство агресивних компоненти, препоручује се да се организују два аутономна кола, у којима се течност не меша, али се јавља само размена топлоте. Компресори су причвршћени на зидове или од хладњака или клима уређаја.

Ако је ожичење у кући прилично слабо, корисно је користити пар компресора за смањење почетне струје због серијског повезивања. Код инсталирања кондензатора треба водити рачуна о кретању фреона у њима од горње тачке до дна, а не обрнуто. Да би сакупљач радио стабилно и загревао просторију, његова површина (за приватну кућу од 100 м2) мора бити 200-250 м2. Хоризонтално грејање не треба користити ако планирате да касније поделите башту или повртњак. Чак се и конвенционална пумпа за бушење може користити за комплетирање система.

За информације о томе шта је геотермално гријање и како га инсталирати, погледајте сљедећи видео.