Geoterminis namo šildymas ir jo veikimo principas. Geoterminio šildymo namuose veikimo principas Geoterminės sistemos

Žinome, kad geotermija yra Žemės šiluma, o sąvoka „geotermija“ dažnai siejama su ugnikalniais ir geizeriais. Rusijoje geoterminė energija daugiausia naudojama pramoniniu mastu Pavyzdžiui, yra Tolimųjų Rytų elektrinių, veikiančių naudojant mūsų planetos šilumą.

Daugelis žmonių yra įsitikinę, kad geoterminio šildymo namuose gamyba savo rankomis yra kažkas iš mokslinės fantastikos. Ar ne taip? Bet tai visiškai netiesa! Su vystymusi šiuolaikinės technologijos buitiniam naudojimui„žalioji energija“ tapo visiškai tikra.

Pakalbėsime apie alternatyvaus šildymo veikimo principus, privalumus ir trūkumus, palyginsime su tradicinėmis šildymo sistemomis. Taip pat sužinosite, kaip išdėstyti šilumokaitį ir kaip savo rankomis įsirengti geoterminį šildymą.

Praėjusio šimtmečio aštuntajame dešimtmetyje kilus naftos krizei, Vakaruose iškilo didžiulis poreikis. Būtent tuo metu buvo pradėtos kurti pirmosios geoterminio šildymo sistemos.

Šiandien jie plačiai paplitę JAV, Kanadoje ir Vakarų Europos šalyse.

Vaizdų galerija

Apie geoterminio šildymo šaltinius

Geoterminiam šildymui gali būti naudojami šie antžeminės šiluminės energijos šaltiniai:

aukštos temperatūros;
žema temperatūra.

Aukštos temperatūros šaltiniai apima, pavyzdžiui, termines spyruokles. Jie gali būti naudojami, tačiau jų apimtį riboja tikroji tokių šaltinių vieta.

Nors Islandijoje ši energijos rūšis yra aktyviai naudojama, Rusijoje terminiai vandenys yra toli nuo apgyvendintų vietovių. Jie kiek įmanoma koncentruojami Kamčiatkoje, kur požeminis vanduo naudojamas kaip aušinimo skystis ir tiekiamas į karšto vandens sistemas.

Išorinis kontūras atrodo daug didesnis nei vidinis, nors jo matmenis galima įvertinti tik planuojant ir montuojant. Eksploatacijos metu jis yra nematomas, nes yra po žeme arba po vandeniu. Cirkuliuoja šioje grandinėje grynas vanduo arba etilenglikolio pagrindu pagamintas antifrizas, kuris yra daug geriau.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Jei jums lengviau suvokti vaizdinę informaciją, tuomet šis vaizdo įrašas leis savo akimis pamatyti, kaip tiksliai veikia geoterminė sistema, taip pat sužinoti daugiau apie tai, kam ir kodėl naudingas toks šildymas.

Kviečiame pažiūrėti trumpą filmuką, kuriame horizontalaus podirvio kolektoriaus savininkas pasakos apie jo eksploatavimo įspūdžius. Be to, žiūrėdami šį vaizdo įrašą sužinosite apie nuolatines išlaidas, susijusias su geoterminio šildymo sistemos eksploatavimu.

Kiekvienas privataus namo savininkas pats pasirenka, ar pirkti išteklių tiekimo organizacijų paslaugas, ar pasikliauti tik savimi. Tai darydamas jis vadovaujasi visu sąrašu svarstymų.

Turite ką pridėti ar turite klausimų dėl privataus namo geoterminio šildymo? Galite palikti komentarus apie leidinį. Kontaktinė forma yra apatiniame bloke.

Remiantis naujausiais statistiniais tyrimais, būtent dėl aktyvaus gyvenimo tų, kurie siekia patenkinti išskirtinai savo poreikius, Neigiama įtaka gamtai ir aplinkai. Šiluminė elektrinė taršos procese toli gražu nėra paskutinė šiame sąraše. Laimei, visuomenė ėmė klausytis, kad gamtos ištekliai nėra beribiai, o Žemės planetos tiekiamas žaliavas be galo panaudoti bus neįmanoma. Štai kodėl daugelis pradėjo ieškoti alternatyvių ir nekenksmingesnių privačių namų šildymo šaltinių. Vienas populiariausių – geoterminis šildymas namuose, kurį galite įsirengti savo rankomis. Prietaisas yra paprastas, efektyvus ir nereikalauja per daug investicijų jo priežiūrai.

Tokiu būdu namą šildyti savo rankomis visiškai įmanoma, tačiau pirmiausia reikia paruošti šachtą, kurios parametrus reikia apskaičiuoti individualiai. Matmenys priklauso tik nuo regiono, kuriame įrengta įranga, klimato sąlygų, taip pat nuo dirvožemio ir žemės plutos ypatybių.

Kasyklų gylis gali būti vidutiniškai 25-100 m.

Sistemos įrengimas prasideda nuo vamzdžių nuleidimo į šachtos erdvę, per kurią namas tiekiamas šiluma. Jų funkcija yra tiekti šilumą iš žemės į siurblį. Verta paminėti, kad nusprendus įrengti būtent tokią šildymo sistemą, reikės pasitelkti dar bent vieną žmogų, nes vamzdžių masė toli gražu nėra maža.

Šiluminis šildymas privačiam namui yra būdas suteikti šilumą tokiomis funkcijomis kaip:

Prieinamumas;
montavimo paprastumas;
Praktiškumas;
Ilgas tarnavimo laikas.

Įrengus tokią instaliaciją, namas žiemą šildo, o vasarą – šaltis. Tačiau norint, kad vėsus oras įeitų, reikės įjungti atvirkštinį mechanizmą, o pats veikimo procesas apims aušinimo energijos tiekimą.

Reikalavimai geoterminiam šildymui namuose

Iš pirmo žvilgsnio gali atrodyti, kad įrengimo kaštai yra per dideli, tačiau ilgai naudojant instaliaciją kiekvienas gali įsitikinti, kad tai apsimoka šis šildymas greitai ir nereikalaujantis jokių investicijų.

Geošildymui reikės:

Vienkartinis didelės sumos investavimas;
Didelės pastangos susitarimui;
Teisingas ir kompetentingas pasiruošimas.

Be to, galima pastebėti nuolatinį išteklių, tokių kaip dujos ir elektra, kainų augimą, kuris vyksta beveik kiekvieną mėnesį, tačiau geoterminė sistema nuo šių kainų nepriklauso.

Naudoti žemės šildymas, nereikia montuoti papildomų modernių vamzdžių ar radiatorių, užtenka ir pačių įprasčiausių radiatorių, pavyzdžiui, vandens tiekimui.

Dalis sistemos yra po žeme, dėl to žemė naudojama kaip šilumos šaltinis. Tokiam šildymui reikės šulinio, zondo ir šilumokaičio. Namo teritorijoje sumontuotas tik įrenginys, dėl kurio susidaro šiluma ir, kaip taisyklė, nereikalauja per daug vietos. Dėl šio įrenginio vyksta temperatūros reguliavimas ir šilumos tiekimas. Montuojant sistemą reikalinga nedidelė vamzdžio atšaka ir radiatorius, o jei pastatas turi maži dydžiai, tada generatorius montuojamas rūsyje.

Geoterminio siurblio subtilybės

Geoterminis šildymas kaimo namas numatyti darbai teisingas surinkimas sistemą ir, jei tinkamai sumontuotas specialus šilumos siurblys. Tokio tipo šildymui įrengti tinka ne kiekvienas namas.

Niuansai:

Gali būti reljefo apribojimų;
Viskas priklauso nuo vandenų gylio;
Yra priklausomybė nuo sklypo ploto prie namo;
Šalia turi būti šaltinis rezervuaro arba šulinio pavidalu.

Alternatyvus geošildymas (nepainioti su geliniu šildymu) gali būti atliekamas tik esant siurbliui, o norint įdiegti tokią sistemą, reikės atlikti kompetentingą projektą, tai turėtų būti patikėta išskirtinai specialistui. Norėdami pasirinkti optimaliausią siurblio variantą, turėsite atkreipti dėmesį į daugybę savybių.

Ekologišką namą galite pasistatyti savo rankomis. Svarbiausia teisingai atlikti skaičiavimus. Mūsų patarimai jums padės:

COP yra svarbus kriterijus, nurodantis gaminio veikimą. Pavyzdžiui, COP 3 pagamina 3 kW šilumos energijos kiekvienam suvartotam 1 kW elektros energijos.

Geoterminės grandinės įrengimas tiesiogiai veikia eksploatacines savybes ir priklauso nuo grunto ploto, į kurį bus tiesiamas dujotiekis. Norint atlikti preliminarius skaičiavimus, pakanka šildomą plotą padauginti iš 3. Rezultatas parodys, kiek ploto svetainėje reikės užimti. Ne mažiau svarbu funkcionalumą, kadangi namai, kuriuose įrengta tokia šildymo sistema, žiemą turi būti šildomi, o vasarą – vėsinami. Jei sumontavus instaliaciją norimas rezultatas nepasiekiamas, tuomet reikia patikrinti pačiame name, ar nėra skersvėjų ir skylių (vėdinimas). Geoterminių siurblių efektyvumas yra daug didesnis nei kitų šildymo prietaisų. Tarp modernūs modeliai, gana dažnai galite rasti tokių, kurių COP yra 5.

Kaip šildyti nuo žemės

Šildant namą gruntiniu vandeniu, verta atkreipti dėmesį į tai, kad sistema turi tokius svarbius privalumus kaip efektyvumas ir ekologiškumas, o hidroterminės įrangos veikimo principas gali būti 3 tipų.

1 peržiūra:

Šilumos tiekimui į namą galima naudoti giluminį gruntinį vandenį;
Vanduo turi aukštą temperatūrą;
Dėl siurblio jis yra pakeltas ir šildomas;
Toliau jis siunčiamas per šilumokaičio ertmę, šildant namą.

Antruoju metodu reikės nardyti į 75 m gylį specialioje talpykloje, kurioje yra antifrizas. Kai šildomas, per šilumos siurblys skystis kyla į šilumokaitį, o kai tik šiluma išsiskiria, skystis grąžinamas į rezervuarą.

Ši medžiaga papasakos apie saulės baterijų veikimo principą:

Trečias geoterminio šildymo įrengimo būdas – įrenginys veikia be įžeminimo veleno.

Šiluma tiekiama rezervuaru, jei šalia yra toks objektas. Tiksliau, rezervuaro apačioje yra sumontuotas horizontalus zondas, per kurį vanduo patenka į siurblį šildomas ir siunčiamas per šilumokaitį.

Privataus namo geoterminio šildymo veikimo principas

Norėdami įrengti geoterminį šildymą, jums reikės tokių komponentų kaip grandinė, rezervuarai, įranga siurblio pavidalu ir šilumokaitis. Verta paminėti, kad elektrinė šiuo atveju nereikalinga. Šildymas iš žemės gelmių savo veikimo principu gali priminti įprasto šaldytuvo veikimą, o pati sistema ir toliau kasdien populiarėja.

Kiekvienas žmogus žino, kad žemė nuolat sulaiko šilumą, todėl jos pagalba galima šildyti elementus, esančius žemės paviršiuje.

Žemę šildo magma, kuri neleidžia jai užšalti lauke. Šildymo sistemos veikimo metu gauta šiluminė energija naudojama geoterminiam šildymui, kuriam sumontuotas specialus šilumos siurblys.

Veikimo principas čia ypatingas, nes:

Siurblys sumontuotas;
Šilumokaičiai montuojami įžemintos veleno viduje;
Ryšys vyksta požeminis vanduoį siurblį dėl vandens įsiurbimo;
Vanduo įkaista;
Siunčiama per šilumokaičio erdvę.

Ši šildymo sistema turi svarbus pranašumas ir slypi tame, kad reikia tik 1 kW elektros energijos, o mainais galite gauti 4-6 kW energijos. Pavyzdžiui, įprasti oro kondicionieriai nepajėgūs net 1 kW elektros energijos paversti 1 kW šalčio. Įsirengę šildymą ant žemės, investicijas galite susigrąžinti vos per porą metų, tačiau su sąlyga, kad turite kompetentingą požiūrį į įrengimą ir įrangos parinkimą.

Namo šildymo iš žemės šiluma privalumai

Iš žemės gaunama šiluminė energija yra alternatyvi sistemašildymo sistema, kurioje sumontuotas katilas, tačiau ji turi daug privalumų lyginant su kitomis sistemomis. Yra galimybė gauti daug daugiau šilumos, ir sumažinti elektros sąnaudas, kurių įprastiems katilams reikia daug. Sistema yra visiškai saugi tiek aplinkosaugos, tiek eksploatavimo požiūriu. Griežtai neįtraukiami kenksmingi teršalai ar problemos, tokios kaip gaisras ir panašiai.

Sistemai nereikia naudoti kuro arba chemikalai, nes veikia tik geoterminis šildymas gamtos išteklius. Sprogimai ar gaisrai griežtai draudžiami. Jei atliksite teisingas montavimas sistema, ji tarnaus 30 metų ir nereikės papildomos priežiūros.

Šildymas „pasidaryk pats“ nuo žemės (vaizdo įrašas)

Tokios šildymo schemos gana ilgą laiką naudojamos JAV ir Švedijoje, taip pat yra paklausios ir užima lyderio poziciją tarp sistemų, galinčių šildyti namus minimalios išlaidos. Visiškai įmanoma įrengti tokio tipo šildymą savo rankomis, tačiau taikant papildomą fizinę pagalbą.

Alternatyvių energijos šaltinių paieška paskatino išrasti prietaisus, galinčius akumuliuoti šilumą, kurios dideliais kiekiais randama žmogaus aplinkoje. saulės spinduliai, geizerio šaltiniai, gruntas – visa tai vienu ar kitu laipsniu gali patenkinti šildymo sistemos aušinimo skysčio ir karšto vandens tiekimo poreikius.

Nors geoterminis šildymas naudojant žemės šilumą yra gana nauja kryptis, tokio sprendimo perspektyvos yra akivaizdžios. Sumontavus specialią įrangą, tampa įmanoma gauti pigios, beveik nesibaigiančios rūšies šiluminės energijos.

Kaip šilumą į namus paleisti iš žemės

Žemė netgi viduje žiemos laikotarpis laikui bėgant visiškai neužšąla. Šią funkciją naudoja montavimo brigados, tiesiančios dujotiekį žemiau užšalimo taško. Keista, kad šių sluoksnių temperatūra retai nukrenta žemiau +5 +7°C laipsnių.

Ar galima pasinaudoti žemės savybe kaupti šilumą, ją išgauti ir panaudoti aušinimo skysčiui šildyti? tikrai! Bet padaryti alternatyvus šildymas Privačiam namui, kuriame naudojama žemės šiluma, galima išspręsti šias problemas:

Šilumos priėmimas – reikės kaupti šiluminę energiją ir nukreipti ją į akumuliacinę talpą.
Aušinimo skysčio šildymas. Įkaitęs antifrizas turi perduoti šiluminę energiją skysčiui, kuris cirkuliuoja šildymo ir karšto vandens sistemoje.
Aušinamas antifrizas turi būti grąžintas į šilumokaitį tolesniam šildymui.

Norint išspręsti šias problemas, buvo sukurtas geoterminis siurblys, naudojantis žemės šilumą. Geoterminis šilumos siurblys leidžia išgauti šilumos kiekį, kurio daugiau nei pakanka pagaminti dideliam šilumos kiekiui ir naudoti kaip pagrindinę ar papildomą šildymo įrangą, priklausomai nuo namo projekto ir vietos.

Kaip veikia geoterminis šildymas namuose, veikimo principas

Požeminis gilus šildymas iš žemės nebėra fantazija. Tokius įrenginius galima lengvai įsigyti Rusijoje. Be to, geoterminiai įrenginiai gali veikti tiek šiaurinėse, tiek pietinėse platumose. Bet kokiu principu jie vadovaujasi savo darbe?

Dar praėjusiame amžiuje buvo pastebėta, kad kai tam tikros rūšies skysčiai išgaruoja, jie gali atvėsinti paviršių. Būtent taip nutinka, kai prieš injekciją odą nušluosto alkoholiu arba laisto po saule pašildytą asfaltuotą vietą. Šiuo principu buvo remiamasi kuriant šaldymo įrangą.

Tada kilo mintis: kodėl gi nepradėjus aušinimo proceso? išvirkščia pusė ir negauti karšto oro, o ne šalto. Dauguma šiuolaikinių oro kondicionierių gali ne tik vėsinti patalpoje esantį orą, bet ir šildyti. Tačiau tokių prietaisų trūkumas yra tas, kad juos riboja temperatūra aplinką. Taigi, ženklui pasiekus -5 laipsnius, jie nustoja veikti.

Geoterminiai siurbliai, skirti privatiems namams šildyti nuo žemės, šio trūkumo visiškai neturi, nors juose naudojamas principas, kuris daugeliu atžvilgių primena oro kondicionieriaus veikimą patalpai šildyti.

Kaip veikia geoterminis šildymas?

Kaip jau minėta, geoterminio šildymo sistema iš žemės gelmių daugeliu atžvilgių yra panaši į oro kondicionieriaus veikimą šildymo režimu. Kas vyksta šiuo metu?

Apatiniuose dirvožemio sluoksniuose, upės ar ežero dugne, įrengiami vandens rinktuvai, kuriais cirkuliuoja antifrizas. Kolektoriai sugeria šilumą ir išleidžia šaltį.
Šildomas antifrizas pakyla į viršų naudojant siurblį.
Buferio bake vyksta šilumos mainai. Šildomas antifrizas perduoda šiluminę energiją aušinimo skysčiui arba šildo vandenį.
Atvėsęs antifrizas grįžta atgal į kolektorius.

Yra įrenginių, kurie gali šildytis patys didelės patalpos, kiti naudojami tik kaip pagalbinė įranga galintis patenkinti 50-75% patalpos šilumos poreikio.

Geoterminė įranga, skirta panaudoti žemės šilumą

Giluminio namo šildymo sistemos, naudojančios žemės energiją, veikimo principas pagrįstas specialios įrangos naudojimu. Jis atlieka šias funkcijas: kaupia šilumą iš aplinkos ir perduoda ją šildymo sistemos aušinimo skysčiui. Tam naudojami šie mazgai:

Garintuvas yra giliai po žeme. Garintuvo funkcija yra sugerti šiluminę energiją, esančią aplinkiniame grunte.
Kondensatorius - atneša antifrizą iki reikiamos temperatūros.
Šilumos siurblys – sistemoje cirkuliuoja antifrizas. Stebi visos instaliacijos veikimą.
Buferinis bakas – surenka įkaitusį antifrizą vienoje vietoje, kad energija būtų perduota aušinimo skysčiui. Jį sudaro vidinis bakas, kuriame yra vanduo iš šildymo sistemos, ir vidinė gyvatė, per kurią juda šildomas antifrizas.

Nors natūralus žematemperatūrinis namo geoterminis šildymas žemės šiluma suteikia pakankamai šiluminės energijos, praktiškiausias šio sprendimo šildymo variantas – prijungti jį prie „šiltų grindų“ sistemos.

Geoterminio šildymo įrengimas ir montavimas

Pagrindinis geoterminės įrangos įrengimo sunkumas yra susijęs su šilumokaičio kontūro įrengimu grunte-žemėje. Nors internete galima rasti didelis skaičius patarimai, kaip šį darbą atlikti patiems, praktika rodo, kad daugumos patarimų negalima pritaikyti be specialaus specializuoto išsilavinimo, todėl visus darbus turi atlikti profesionalūs montuotojai, kurie yra gamintojo atstovai.

Susisiekus su specialistais, privačių namų geoterminio šildymo sistemos, naudojančios žemės šilumą, įrengiamos keliais etapais:

Inžinierius lankosi jūsų namuose. Pirmojo vizito metu paimami grunto mėginiai, nustatomos vietovės ypatybės, sprendžiama dėl efektyviausio geoterminės sistemos įrengimo. Įrenginio efektyvumui įtakos gali turėti ir numatomos šilumos šaltinis. Manoma, kad produktyviau yra įrengti šilumokaičius rezervuaro apačioje arba prie šilumos šaltinių.
Sutarties sudarymas ir įsigijimas reikalinga įranga . Kainos gali labai skirtis priklausomai nuo įgyvendinimo sudėtingumo montavimo darbai ir kiti niuansai. Tačiau vidutiniškai, jei pasirenkamas aukštos kokybės Vokietijos gamintojas, montavimo kaina bus maždaug lygi jo kainai. „Iki rakto“ pirkimas Vaillant instaliacija 350 kv. m kainuos apie 21 tūkst
Montavimo darbai. Privataus namo šildymas požeminiais geoterminiais šilumos šaltiniais, tiksliau, jo efektyvumas labai priklauso nuo teisingas įgyvendinimas dirba montavimo etape. Įrengus vandens šilumokaičius žemėje, prijungiama prie geoterminės instaliacijos ir namo šildymo sistemos.
Paleidimo darbai. Inžinierius paleidžia sistemą ir tiksliai sureguliuoja įrenginį. Atlikus sąranką, pasirašomas darbų atlikimo aktas.

Pagal galiojančius teisės aktus įrangą montuojanti įmonė gali suteikti papildomas garantijas, sumokėjus už šias paslaugas. Tokios garantijos papildomai kainuos 1000 USD.

Ar efektyvus geoterminis šildymas šiaurėje?

Norint sukurti minimalias sąlygas, būtinas geoterminiam įrenginiui eksploatuoti, pakanka laikytis šių sąlygų:

Grunto sluoksnio, kuriame yra šilumokaičiai, temperatūra neturi nukristi žemiau +5.+7°C laipsnių.
Visoje sistemoje, kuria teka antifrizas, sukurtos sąlygos, kad jis neužšaltų.
Kaimo namo geoterminis šildymas buvo atliktas atlikus visus reikiamus skaičiavimus ir projektinę dokumentaciją.

Jei atsižvelgsime į visus aprašytus reikalavimus, paaiškėja, kad tokie įrenginiai gali būti veiksmingi, jei tenkinamos aukščiau nurodytos sąlygos. Dar už šiauriniai regionai tokius įrenginius labiau patartina naudoti mažiems plotams iki 150-200 kv. m.

Privataus namo šildymas geizeriu

Geoterminio siurblio našumas labai priklauso nuo grunto ar vandens, kuriame yra šilumokaitis, temperatūros. Šiuo atžvilgiu Kamčiatkos gyventojai yra palankesnėje padėtyje. Kamčiatka yra pusiasalyje puiki suma terminiai šaltiniai – geizeriai, kurie neatšąla net ir viduje žiemos laikas metų.

Prieš montuojant įrangą turi būti atliktas geologinis žvalgymas. Jeigu šiltas pavasaris esantis namo teritorijoje, prasminga šilumokaičius pastatyti šio rezervuaro apačioje. Tokiu atveju geoterminė energija atsipirks daug greičiau.

Kaip šildyti namą naudojant geoterminį siurblį

Namo šildymo požemine šiluma technologija yra paklausiausia Vakaruose. Pirmiausia tai lemia gyventojų mentalitetas Vakarų šalys. Jie įpratę daryti ilgalaikes investicijas, kurios visiškai atsiperka tik po kelerių metų. Ir mažai kas sugeba už įrangos montavimą vienu metu sumokėti apie 20 tūkst. Tačiau norinčių tapti nepriklausomais nuo kitų šildymo šaltinių skaičius nuolat auga.

Alternatyvūs geoterminio namo šildymo būdai populiarėja, ypač turint omenyje nuolat didėjančias dujų kainas.

Šiluminė energija tiesiogine prasme guli po kojomis. Tereikia pasilenkti ir jį „pakelti“. Tam gali padėti geoterminė instaliacija. Siurblio montavimas leidžia, priklausomai nuo ploto, visiškai kompensuoti šilumos energijos poreikius arba patenkinti juos iš dalies, žymiai sumažinant pagrindinio šildymo šaltinio apkrovą ir Karšto vandens sistema privatus namas.

Visiems žinomas faktas, kad privatus namas šildomas šilumos siurbliu efektyvus metodas visų šiuo metu egzistuojančių. Ši tema domina daugelį namų savininkų dėl nuolat kylančių energijos kainų arba jų nebuvimo tam tikroje vietovėje. Pažiūrėkime atidžiau, kas yra geoterminis šildymas privačiame name, kaip jis funkcionuoja ir ko reikia jo įrengimui.

Geoterminių sistemų veikimo principas

Jei niekada nepalietėte savo namų šaldytuvo galinės dalies, kur yra šilumokaičio grotelės, pabandykite. Pamatysite, kad grotelės karštos. Jis įkaista, nes perduoda šilumą į išorę iš vidinės erdvės, kurioje laikomas maistas. Dėl to sumažėja temperatūra viduje, o lauko šiluma išsisklaido į virtuvės zoną. Tai yra, šaldymo aparatas perduoda šiluminę energiją iš vienos vietos į kitą.

Šilumos siurblys yra tas pats, kas šaldymo mašina, tik jis veikia atvirkščiai. Toks yra geoterminio šildymo veikimo principas, kad namo išorėje esanti šiluma būtų perduodama namo šildymui. Teoriškai bet kuri medžiaga ar kūnas, kurio temperatūra yra aukštesnė absoliutus nulis(minus 273 ºС), yra šilumos molekulinio judėjimo energijos pavidalu. Ką galime pasakyti apie žemesnę nei užšalimo gylio dirvožemio temperatūrą, kuri visada yra pastovi ir išlieka plius 5–7 ºС.

Nuoroda. Tai galite įsitikinti nusileisdami į gilų rūsį. Oro temperatūra ten vienoda ištisus metus. Dėl to vasaros metu geoterminio šildymo sistemos gali veikti atvirkščiai, įnešdamos į namus vėsą, o ne šilumą.

Pati +7 ºС temperatūra yra netinkama pastato šildymui, tai suprantama. Problema, kurią išsprendžia geoterminio šildymo sistema, yra būtent paimti dalį šios šilumos, ją transformuoti ir perduoti į namą. Tam į žemę iš daugelio vamzdžių, nutiestų žemiau užšalimo gylio, įrengiama šilumos šalinimo grandinė. Neužšąlantis skystis nuolat juda grandinėje, varomas cirkuliacinio siurblio.

Įkaitęs iki žemės temperatūros, skystis patenka į šilumokaitį – garintuvą. Ten jis keičiasi šiluma su antruoju kontūru, kur šaltnešis (freonas) cirkuliuoja esant kompresoriaus sukurtam slėgiui. Dėl šios priežasties šaltnešis išgaruoja žemoje temperatūroje, pašalindamas didelį šilumos kiekį iš pirminės grandinės.

Toliau, eidamas per išsiplėtimo vožtuvą, freonas patenka į antrąjį šilumokaitį - kondensatorių. Tuo pačiu metu jo slėgis krenta, o šaltnešis kondensuojasi, perduodamas šilumą į trečiąjį kontūrą - mūsų šildymo sistemą. Tai yra geoterminio šildymo principas, kai sistema energiją iš lauko į namą perduoda minimaliomis sąnaudomis. Juk pasirodo, kad jo veikimui reikalinga elektra kompresorinių variklių ir siurblių rotoriams sukti. 300 m2 ploto privačiam namui šildyti bus sunaudota vidutiniškai 3 kW/h elektros energijos. Išsamiau veikimo principas aprašytas vaizdo įraše:

Geoterminių sistemų tipai

Tiesą sakant, sistemos gali skirtis tik išorinės grandinės struktūra, kitaip naudojama ta pati įranga. Įjungta Šis momentas Yra 3 išorinių kontūrų tipai:

horizontaliai paguldytas į žemę;
vertikalūs geoterminiai zondai;
panardintas į artimiausio vandens telkinio dugną.

Pirmuoju atveju daug vamzdžių klojama išilgai horizontalios duobės dugno su apskaičiuotu plotu. Šio metodo trūkumas yra tas, kad geoterminio šildymo įrengimas pareikalaus daug vietos. žemės plotas ir rekomenduojama naudoti namo statybos stadijoje, kai galima iškasti duobę ir užkasti vamzdžius tiesiai po būsimu namu.

Viduje nuleidžiami vertikalūs zondai vamzdžių ryšulių su aušinimo skysčiu pavidalu gilių šulinių. Šis metodas– dažniausiai, nes yra prieinama nedideli plotai, jau pastatytas savininko. Kontūras panardinamas į rezervuaro dugną, kai tik įmanoma, tai yra, jei toks rezervuaras yra. Kalbant apie sistemos efektyvumą, šie 3 metodai yra praktiškai vienodi, skiriasi tik statybos kaina.

Išvada. Pagrindinis geoterminių šilumos siurblių privalumas šildymui – itin didelis efektyvumas. Tačiau šį pranašumą kompensuoja tokie trūkumai kaip sudėtingumas ir per didelė darbo bei įrangos kaina. Be to, sistema priklauso nuo elektros, todėl teks išleisti papildomų pinigų dyzelinis generatorius, kad nesušaltų išjungimo atveju.

Iš karto padarykime išlygą, kad geoterminis šildymas „pasidaryk pats“ yra mitas. Darbus, susijusius su grandinių ilgio ir šilumos mainų įrenginio galios apskaičiavimu bei viso projekto rengimu, gali atlikti tik šios srities specialistas, turintis inžinerinį išsilavinimą ir patirtį. Kalbant apie projekto įgyvendinimą, neapsieisite be žemės kasimo ar gręžimo technikos, ranka duobės neiškasti. Tas pats pasakytina apie vamzdžių montavimą, jų klojimą namuose ir įrangos montavimą.

Vienintelis dalykas, kurį galite padaryti savo rankomis, yra surinkti namų sistemašildymas. Daug informacijos šia tema galite rasti kituose straipsniuose. Pateiksime keletą bendrų rekomendacijų:

su rangove turi būti sudaryta oficiali sutartis ir joje turi būti numatyti visi punktai;
Dėl saulės sistemų veikimo pobūdžio privataus namo šildymui geriausiai tinka žemos temperatūros šildymo schema. Tai apima šildomas grindis ir grindjuostes vandens konvektorius. Galima montuoti ir tradicinius radiatorius, tačiau apie šį ketinimą reikia iš anksto pranešti šilumos siurblio skaičiavimuose dalyvaujantiems specialistams;
Saugumo sumetimais nepakenktų namuose turėti atsarginį katilą, pageidautina nelakų, kuris veiktų malkomis arba dyzelinis kuras. Taip išvengsite situacijų, kai viduržiemį galite likti be šildymo dėl kažkokio sistemos gedimo ar avarijos;
tam pačiam tikslui reikia įsigyti dyzelinį arba benzino generatorius elektros. Įprasti nepertraukiamo maitinimo šaltiniai neveiks, jiems neužteks galios ar įkrovimo;

Geriausia, kai geoterminio šildymo šilumokaitis yra rūsyje arba pirmame aukšte namuose, kartu su kita šildymo įranga. Taip patogiau ir pigiau užmegzti ryšius.

Išvada

Šilumos siurblys, kaip pažangiausių technologijų sumanytojas, yra gana paplitęs šalyse Vakarų Europa. Mūsų šalyje jis laikomas neprieinama prabanga dėl nemažos kainos. Net turtingi piliečiai neskuba investuoti į tokį šildymą, nes jiems priklauso kotedžai didelis plotas, kur geoterminis šildymas per ilgai atsipirks. Šiuo požiūriu geriausias variantas Svarstomas 150 m2 ploto namas.

Natūralių angliavandenilių atsargų – naftos ir dujų – deginimas pasiekė tokį mastą, kad aplinkos ir energetikos katastrofos šmėkla pradėjo įgauti labai realias formas.

Pagaliau supratusi situacijos rimtumą, žmonija vis labiau kuria atsinaujinančius (arba alternatyvius) energijos šaltinius.

Nikola Tesla teigė, kad mūsų pasaulis užpildytas laisvos energijos, tereikia išmokti ją išgauti. Viso pasaulio mokslininkai deda daug pastangų, kad ši disertacija būtų įgyvendinta.

Jų darbas nenuėjo veltui: prie tradicinių vėjo generatorių ir saulės elementai Pridėtas dar vienas nemokamos energijos šaltinis – geoterminis šildymas. Jo esmė aiški iš pavadinimo: šildymui naudojama Žemės šiluma.

Pirmas mitas: karštosios versmės būtinos.

Iš tiesų, paminėjus terminą „Žemės šiluma“, paprasto piliečio vaizduotė iš karto vaizduoja švilpiančius geizerius ir verdančio vandens ežerus bundančio ugnikalnio fone.

Sutinkame: karštosios versmės gali būti naudojamos ir geoterminiam šildymui, tačiau tai būna retai, nes jos yra tik kai kuriuose regionuose.

Kitais atvejais sąvoka „Žemės šiluma“ reiškia 5-7 laipsnių temperatūrą, kuri dirvožemyje ar vandenyje stabiliai palaikoma žemiau užšalimo gylio.

Taip, taip, drąsūs mokslininkai šį šaltą orą vadina „šiluma“ ir netgi sugeba iš jo pašildyti vandenį šildymo sistemoje.

Antras mitas: geoterminis šildymas yra kažkas panašaus į amžinąjį variklį, todėl negali egzistuoti.

Tokio klaidingo supratimo priežastis buvo nuostabus geoterminio šildymo sistemų efektyvumas: sunaudojant 1 kW energijos, galima gauti nuo 3 iki 5 kW.

Ir tai, kaip jau minėta, visiškai nesant matomų šilumos šaltinių: kunkuliuojančių geizerių, ugnimi alsuojančių ugnikalnių ar net krosnelės su degančia malka ar anglimi.

Tačiau, kaip žinote, energija negali atsirasti iš niekur ir išnykti į niekur. Deja, amžinojo judesio mašinos egzistavimas yra tikrai neįmanomas.

Tačiau geoterminio šildymo sistema su ja neturi nieko bendra. O jo veiksmingumo priežastys slypi sumaniame gerai žinomų fizikos dėsnių taikyme.

Įrenginys ir veikimo principas

Geoterminio šildymo sistema susideda iš trijų kontūrų ir šilumos siurblio, kuris palaiko terpės cirkuliaciją grandinėse ir šilumos mainus tarp jų. Šilumos siurblio dydis panašus į šiuolaikinio Skalbimo mašina. Pažvelkime į kiekvieną grandinę išsamiau.

Išorinis kontūras

Per išorinę grandinę visa sistema suvokia dirvožemio ar rezervuaro, kuriame yra ši grandinė, šiluminę energiją.

Būtina sąlyga, kad kontūras būtų mažesnis už tam tikros srities užšalimo gylį.

Kontūro viduje cirkuliuoja aušinimo skystis – sūrymas ar kitas neužšąlantis skystis. Sukaupta šiluminė energija per šilumos siurblyje įtaisytą šilumokaitį perkeliama į freoną, esantį antroje grandinėje.

Freono grandinė

Ši grandinė yra visiškai patalpinta šilumos siurblio korpuse ir užpildyta freonu. Būdingas bruožas freonas yra žema temperatūra virimas, kurio metu freonas išgaruoja, virsdamas dujomis.

Vidinė grandinė

Iš tikrųjų tai yra šildymo kontūras, susidedantis iš vamzdžių ir šildymo radiatoriai. Daugiau sudėtinga versija vidinį kontūrą galima suskirstyti į šildymo kontūrus, karšto vandens tiekimo kontūrus, verandos šildymo kontūrus (ledo šalinimo priemonė) ir kt.

Tradiciškai vidinė grandinė užpildoma vandeniu, tačiau galima naudoti ir kitų tipų aušinimo skysčius.

Kaip tai veikia

Geoterminio šildymo sistemos veikimo principas yra toks:

Grunto ar vandens šiluminė energija perduodama išorinėje grandinėje esančiam sūrymui, todėl jo temperatūra pakyla apie 5 laipsniais ir tampa lygi, pavyzdžiui, +3 laipsniais.
Šilumos siurblio viduje sūrymas pumpuojamas per šilumokaitį, kuris dalį šiluminės energijos perduoda freonui. Po to atvėsęs sūrymas vėl patenka į išorinę grandinę.
Gavęs šiek tiek šilumos iš sūrymo, antroje grandinėje esantis freonas išgaruoja. Susidariusios dujos patenka į kompresorių, kur suspaudžiamos. Dėl to freono temperatūra pakyla iki 100 laipsnių. Karštos dujos tiekiamos į šilumokaitį, kuriame dalį šiluminės energijos jos perduoda trečiosios – vidinės – grandinės aušinimo skysčiui.
Aušinimo skystis pašildytas iki 50-70 laipsnių temperatūros vidinis kontūras tiekiamas į šildymo radiatorius, kurių dėka namas tvarkomas patogi temperatūra. Freonas, kurio temperatūra dėl šilumos mainų nukrenta iki 70 laipsnių, patenka į plėtimosi ekraną, kur jo slėgis ir temperatūra nukrenta iki pradinių verčių.
Visas ciklas kartojasi dar kartą.

Tarp kitų neįprastų šildymo sistemų jis nusipelno dėmesio.

Privalumai ir trūkumai

Teigiama pusė

Ši sistema turi daugybę privalumų:

Sistemos efektyvumas svyruoja nuo 300% iki 500%.
Šildymui naudojama energija yra neišsenkanti ir atsinaujinanti.
Gaisro pavojaus nėra.
Nereikia pristatyti ir sandėliuoti kuro medžiagų.
Absoliutus aplinkos saugumas: geoterminio šildymo sistemos veikimas nėra lydimas emisijų kenksmingų medžiagų arba atliekų susidarymas.
Visiškai autonominis darbo režimas.
Minimalios eksploatacijos išlaidos.

Neigiama pusė

Pagrindinis kaimo namo geoterminio šildymo sistemos trūkumas yra jo kaina. Taigi, šilumos siurblio kaina gali svyruoti nuo 3 iki 10 tūkstančių eurų.

Montavimo darbų kaina yra vidutiniškai pusė siurblio kainos, tačiau nepalankiomis aplinkybėmis gali net viršyti.

Šildymo sistemos konstrukcijos schemos

Nepaisant sistemos paprastumo, geoterminio šildymo įrengimas kaimo namui yra gana brangus ir daug darbo reikalaujantis procesas.

Tai lemia ne tiek didelė šilumos siurblio kaina, kiek išorinės grandinės mastelis: vidutiniškai jo plotas turėtų viršyti šildomą plotą 2,5 karto. Išorinį kontūrą nustatykite vienu iš trijų būdų:

Horizontaliai žemėje

Grandinės vamzdžiai yra po žemės paviršiumi žemiau užšalimo gylio.

Šildant 200 kvadratinių metrų namą. m horizontaliam išorinio kontūro išdėstymui jums reikės 500 kvadratinių metrų žemės sklypo. m.

Šio metodo trūkumai yra akivaizdūs: turėsite iškasti nemažą žemės sklypą, visiškai sunaikindami jame esantį kraštovaizdį.

Jei vietoje auga medžiai, užduotis tampa sudėtingesnė: grandinės vamzdžiai plane turi būti ne arčiau kaip 1,5 m nuo medžio.

Visi darbai, susiję su horizontaliu išorinio kontūro išdėstymu žemėje, gali būti atliekami savarankiškai, ir tai yra pagrindinis privalumas šis metodas. Procesas gana paprastas, nors ir daug darbo reikalaujantis: tranšėjų kasimas, suvirinimas ir vamzdžių klojimas.

Horizontalus montavimas rezervuaro apačioje

Jei šalia jūsų namų yra vandens telkinys, galite apsieiti žemės darbai, išsaugant esamą teritorijos prie namo apželdinimą. Reikalavimai tvenkiniui yra tokie: jis turi būti ne toliau kaip 100 m nuo namo, o plotas ne mažesnis kaip 200 kv.m. m.

Jei jos neturite, jums greičiausiai reikės vietos valdžios patvirtinimo, kad išorinė geoterminės sistemos kilpa būtų įdėta į vandens telkinį.

Optimalus gylis, kuriame turėtų būti vamzdžiai, yra 2,2-2,5 m.

Išorinį kontūrą į rezervuarą galite įdėti ir patys, tokiems darbams nereikia ypatingos patirties ar aukštos kvalifikacijos. Jei montuojant įmanoma išleisti vandenį iš rezervuaro, užduotis pareikalaus dar mažiau pastangų.

Vertikalus išdėstymas žemėje

Šiuo atveju yra pastatytas šulinys, kad tilptų išorinis kontūras. Tiek pačiai konstrukcijai, tiek grandinės vamzdžių montavimui šulinyje reikės specialistų ir gręžimo įrangos įtraukimo. Tačiau visi esami želdiniai ir kraštovaizdžio elementai lieka nepaliesti.

Be to, grandinės įdėjimas į šulinį daro šildymo sistema efektyvesnis, nes dirva dideliame gylyje (šulinio gylis nuo 50 iki 200 m) išsilaiko pastovi temperatūra 10-12 laipsnių temperatūroje.

Papildomas privalumas – ilgas šulinio tarnavimo laikas, kuris gali siekti 100 metų.

Yra dar vienas kaimo namo geoterminio šildymo sistemos tipas, vadinamas atviru. Joje nėra išorinės grandinės, o aušinimo skysčio vaidmenį atlieka vanduo, kuris iš artezinio gręžinio pumpuojamas į šilumos siurblį.

Pastatytas antrasis šulinys vandeniui išleisti į tą patį gylį. Dalis artezinio vandens gali būti naudojama vandens tiekimui į namus, todėl toks geoterminis šildymas labiau paplitęs tuose regionuose, kur nėra centralizuoto vandens tiekimo.

Kartais vien geoterminio šildymo gali nepakakti, tenka pašildyti aušinimo skystį.

Tokiems atvejams, pavyzdžiui, arba tinka. Pasirinkite pagal kuro prieinamumą.