Geotermalna toplotna črpalka za ogrevanje doma: načelo delovanja, povratne informacije

Toplota je ena izmed najbolj iskanih vrst energije, ki je potrebna za vzdrževanje človeške dejavnosti. Istočasno pa so sredstva, potrebna za njegovo proizvodnjo, precej impresivna - bodisi električna energija z naftnimi proizvodi ali tradicionalno gorivo, kot so premog in les. Očitno je, da je v tem ozadju treba ponujati alternativno metodo ogrevanja. Ena izmed najbolj obetavnih in aktivno talilnih tehniških rešitev te vrste je geotermalna toplotna črpalka, katere koncept postopno približuje domačim obratovalnim pogojem.

Splošne informacije o tehnologiji

Vsaka zamisel o alternativnem viru toplote vključuje servisiranje določenega naravnega materiala ali pojava. V tem primeru je osrednji dobavitelj energije podzemlje. Tla na določenih globinah ohranjajo zadostno temperaturo, tako da se lahko njena toplota nabere in nato uporabi na površini. Hidrološki viri se lahko štejejo tudi za vir toplote, s čimer se prilagodijo tehničnemu izvajanju infrastrukture za shranjevanje.

Da bi predstavili učinkovitost te tehnologije, je mogoče opozoriti, da ko je 1 kW energije v vsebino geotermalne toplotne črpalke, se lahko doseže donos 2-6 kW. Kaj pojasnjuje to visoko učinkovitost? V primerjavi z drugimi sredstvi za obdelavo naravnih virov energije geotermični mehanizmi ne zagotavljajo vmesnih stopenj preoblikovanja. Na primer, kopičenje sončne energije zahteva, da se svetloba in toplota pretvorita v električno energijo, ki se porabi za vzdrževanje hiše. V tem primeru toplota ni pretvorjena, vendar se neposredno ali z minimalnimi prehodnimi stopnjami prenese na ciljne potrošnike.

Načelo delovanja

Najprej je treba določiti specifične točke, ki so vključene v proces geotermalne ogrevanja. Postopek se začne v tleh - na ravni, ki leži pod zmrziščno točko. Temperatura je lahko odvisna od globine. Za minimalni toplotni učinek zadostuje, da presega 0 ° C, v praksi pa je 35-40 ° C ekonomsko upravičena. Končni uporabnik je ogrevalni krogotok.

Za prenos energije iz tal v sistem za ogrevanje doma je odgovoren za poseben cevovod, ki ga dobavlja geotermalna toplotna črpalka. Načelo delovanja temelji na dejstvu, da se toplota prenaša preko te napajalne vode s toplotnim izmenjevalcem-uparjalnikom vzdolž hladilnega kroga. Kot v klimatskih napravah Freon igra vlogo aktivne substance izhlapevanja. Preden začne delovati črpalka, je v tekočem stanju in po zagonu prehaja v plinasto obliko. Nadalje posodobljeno hladilno sredstvo prenesemo v kompresor, katerega komunikacija je priključena na končni ogrevalni krogotok. Presežek freon je zdaj izpraznjen po kanalu podružnice.

Geotermalna oprema

Glavni funkcionalni element sistema je termomehanska črpalka. Strukturo enote predstavljajo tri kroge:

• Zunanji. Zagotavlja kroženje običajnega termičnega nosilca v obliki antifriza ali slanice.
• Notranji. Vsebuje hladilno sredstvo v zaprtih komorah, v katerih nastajajo procesi toplotnega izhlapevanja.
• Zunanja zanka, ki se neposredno usmeri na ciljno servisiran sistem.

Seznam delovnih elementov geotermalne toplotne črpalke za ogrevanje vključuje tudi kompresor, uparjalnik, odvodni kanal in hladilna sredstva. Pomembno je vedeti, da se lahko zasnova, postavitev in dodatne funkcije razlikujejo glede na pogoje uporabe. Obstajajo naprave za tla, za vodo in zrak, pa tudi za kombinirane sisteme, ki lahko delujejo v različnih pogojih.

Viri toplote in sredstva kopičenja

Geotermalni sistemi imajo številne prednosti, povezane z ekonomično oskrbo z energijo, praktičnostjo in tehnološko dostopnostjo za gospodinjsko uporabo. Ampak, kot drugi sistemi, ki hranijo alternativno energijo, je odvisen od vira. Zato, da bi bili prepričani o stabilnosti oskrbe s toploto, morate vnaprej razmisliti o možnosti priključitve na rezervni napajalni kanal. V nadaljevanju bomo razpravljali o podzemnih vodah in hidroloških virih, vendar se je treba načeloma seznaniti z delovno infrastrukturo, ki jo vzdržuje geotermalna toplotna črpalka kot sistem za oskrbo virov. Kot sprejemniki toplote so ohlapne snovi, cevi, sonde in strukture, katerih struktura lahko kopiči energijo. Zlasti gre lahko za ogrevanje preproge, povezane s črpalko, hladilno sredstvo in sistemi za ogrevanje tretjih oseb.

Zemeljski vir toplotne energije

Visoko zmogljivi sistemi, ki akumulirajo geotermalno energijo, so postavljeni na polja približno 200 m². Plasti zemlje 40-50 cm pod zmrziščno točko se odstranijo iz označene cone. Na splošno je dosežena debelina 150-200 cm. Ti in drugi podatki so navedeni v projektu z izračunom prostornine energije za določen ogrevalni krog. Veliko bo odvisno od regije, saj je v enem kraju mogoče izvleči 30 W od 1 m², v drugi - 70-80 z 1 m².

Na mestu se oblikujejo vodnjaki, jarki ali trdna območja za shranjevanje akumulacijskih elementov. Najbolj dostopna pri izvedbi je navpična vrtina, v katero se vstavijo spiralne cevi ali podstavki. V horizontalni konfiguraciji lokacije sesalne infrastrukture lahko geotermalna toplotna črpalka za ogrevanje proizvaja velike količine energije, vendar ima pomanjkljivosti. Nanašajo se na zapletenost izkopa (potrebna je posebna oprema za razvoj velikih površin), izključitev vseh krajinskih del in padec temperature do konca ogrevalne sezone.

Vodni vir toplotne energije

Glavni predmeti storitev v tem primeru so jezera, ribniki in ribniki. Kar zadeva akumulacijske elemente, se njihova funkcija izvaja s polimernimi cevmi s polnjenjem proti zmrzovanju. Količina obnovljene energije v povprečju je lahko predstavljena kot 30 W od 1 m cevi. Za kompleksno vzdrževanje velike zasebne hiše je potrebnih 12 kW - zato je potrebno organizirati cevovodni sistem dolžine 400 m.

Obstaja še en pristop k kopičenju toplote iz hidroloških virov. Če ni možno narediti v bližini jezera in rezervoarjev v lastno postajo 2-3 graditi tudi v vodnjakih globine približno 20 m. Voda na tej ravni bo pri temperaturi okoli 10 ° C, vendar je za pomožno ogrevanje funkcije je dovolj. Bottom line je, da geotermalna toplotna črpalka izvaja nalogo nenehnega kroženja tople ali tople vode. Na eni strani je konstantna obris zaslon virov v vrtinah brez najnižjimi stroški, in v hiši spet nabira energijo iz prejetih delov vode.

Montaža geotermalnega sistema

Pred odločitvijo o nakupu opreme bi morali oceniti, ali je uporaba te tehnologije v določeni regiji načeloma upravičena. Za to se izvajajo številne geološke raziskave, da se določi globina zamrzovanja tal.

Namestitev vključuje uporabo cevi ali drugih akumulacijskih elementov, črpalke in pribora za vgradnjo. Notranjo ogrevalno infrastrukturo lahko sestavljajo radiatorji, ventilatorji ali topla voda itd. To je sistem porabe dobavljenega vira.

Torej, geotermalne toplotne črpalke so nameščene za hišo v vdolbinicah - kot že omenjeno, ne le zemljišče, ampak tudi voda. Možnost opremljanja vrtin, jarkov in polj z erodiranim slojem tal, vendar se ta možnost pogosteje uporablja za industrijsko oskrbo s toploto. V ustvarjeni niši so akumulatorji zloženi po celotnem mestu - v pravokotni konfiguraciji ali spirali. Vezja so povezana s črpalko na površini, ki je nato povezana s krogi za ogrevanje doma.

Proizvajalci geotermalnih črpalk

Segment aktivno razvijajo prizadevanja največjih razvijalcev klimatske opreme. Zlasti proizvajalec kotlov Viessmann zagotavlja zanesljive enote za akumulacijo vode in tal pri delovni temperaturi +65 ° C. Za industrijske in javne stavbe od 300 do 350 m² je na voljo geotermalna toplotna črpalka NIBE F1145. Njegove funkcije vključujejo sposobnost povezovanja in na trifazno 380 V in enofazni - 220 VA vsestranski v smislu aplikacij geotermalne črpalke modelom ponuja japonsko podjetje Mitsubishi. Razvijalci te družbe od leta 2007 se ukvarjajo z razvojem koncepta večzonskega ločevanja ogrevanja s poenostavljenim nadzornim sistemom.

Ne prezrite takšnega obetavnega segmenta in domačih podjetij. Na primer ruska geotermalna toplotna črpalka BROSK Mark II 100 je zasnovana posebej za zasebno stranko - lastnika majhne hiše. Toda kljub skromnemu delovanju je ta oprema označena kot zanesljiva, energetsko učinkovita in večfunkcionalna.

Pozitivne povratne informacije o tehnologiji

Ta način ogrevanja za mnoge privlači udobje vzdrževanja, vzdrževanja in, seveda, minimalnih finančnih stroškov v obratovanju. Oprema praktično ne potrebuje potrošnega goriva. Potrebni so električni viri, ki zagotavljajo delovanje iste črpalke in nadzorne opreme, vendar so glede na vrnjeno količino energije nepomembni. Poudarjena je tudi ekološka čistost geotermalnih toplotnih črpalk. Mnenja in sploh na enem od prvih mest v številu plusov pomenijo dejstvo, da delovna infrastruktura ne poteka v hiši. Na voljo so samo komunikacije, preostale funkcionalne enote in vozlišča pa ostanejo na ulici.

Negativne povratne informacije

Termična učinkovitost geotermalnih sistemov še vedno ni primerljiva s polnopravno kotlovnico. In to ni niti vprašanje posebnih indikatorjev moči, temveč tudi v spasmodični dobavi toplote. Mnogi se pritožujejo nad dolgimi obdobji nizkih stopenj dobave energije, za katere je priporočljivo organizirati sistem rezervnih zalog. Toda tu je še ena napaka. Čeprav se malo porabi za vzdrževanje opreme, so začetne naložbe primerljive z nakupom močnega industrijskega kotla. Tudi geotermalna toplotna črpalka ruskega porekla BROSK Mark II 100 je na voljo na trgu za 250-300 tisoč rubljev. odvisno od opreme. Stroški namestitvenih dejavnosti bodo prav tako stali 50-70 tisoč rubljev.

Zaključek

Obstaja kar nekaj možnosti za organiziranje oskrbe s toploto v zasebni hiši. Vsak od njih je na svoj način v procesu delovanja dragi - od dragih električnih plošč do ekonomičnih plinskih kotlov. Toda tradicionalna oprema v sodobnem dizajnu je optimizirana oblika in enostaven za upravljanje sistemov. Kaj lahko pritegne geotermalno toplotno črpalko za ogrevanje hiše? Seveda bo gospodarski dejavnik prišel v ospredje, a kaj drugega? Za takšne naprave lahko zaprosite, če na spletnem mestu obstaja dovolj prostora za organizacijo kompleksa. V tem primeru je mogoče računati vsaj na pasivno pomožno ogrevanje prostorov brez stalnega nadzora in vzdrževanja. Še ena stvar je popolna avtonomija, ki omogoča uporabo geotermalne opreme kot rezervnega vira toplote.