Istnieje możliwość zorganizowania ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę w prywatnym domu na różne sposoby, na przykład w celu podłączenia do centralnego zasilania gazem lub zamiany systemów grzewczych na zużycie energii elektrycznej. Zgadzasz się?
Możliwe jest również zamontowanie geotermalnej pompy ciepła własnymi rękami i efektywne wykorzystanie ciepła ziemi do stworzenia komfortowych warunków życia. Oczywiście jest to dość pracochłonny proces, ale dla tych, którzy są przynajmniej trochę zorientowani w technologii, nie będzie to trudne.
W tym artykule omówimy zasady działania i rodzaje instalacji geotermalnych. Powiemy Ci, jak samodzielnie zbudować pompę ciepła z materiałów złomowych. Ponadto w artykule znajdziesz porady ekspertów na temat wyboru jednostek geograficznych. A zamieszczone filmy ujawnią tajemnice instalacji i zasady pomp geotermalnych.
Jak działa termo-jednostka?
Algorytm geotermalnej pompy ciepła opiera się na transferze ciepła ze źródła o niskim potencjale energii cieplnej do chłodziwa. Teren tutaj pełni rolę grzejnika w lecie i jest aktywnym źródłem ciepła w sezonie zimowym.
Różnica temperatur gleby pomaga zwiększyć ogólną wydajność systemu i pomaga zmniejszyć rzeczywiste koszty eksploatacji.
Rdzeniem geotermalnej pompy ciepła jest zjawisko bezwładności cieplnej. Temperatura ziemi na głębokości 6 metrów i poniżej prawie dokładnie odpowiada średniej rocznej temperaturze powietrza w regionie i zmienia się bardzo niewiele w ciągu roku kalendarzowego.
W praktyce rurociąg umieszczony w ziemi wchodzi do czynnika chłodzącego i jest tam ogrzewany o kilka stopni. Następnie kompozycja trafia do jednostki wymiany ciepła (lub parownika) i przekazuje zgromadzoną energię cieplną do wewnętrznego obwodu układu.
Zasada działania instalacji geotermalnych jest podobna do funkcjonowania systemów chłodniczych. Dlatego niektóre rodzaje pomp ciepła w lecie są z powodzeniem wykorzystywane jako klimatyzatory, a dzięki temu chłodzą powietrze w pomieszczeniach mieszkalnych.
Czynnik chłodniczy działający w obwodzie zewnętrznym jest ogrzewany w parowniku, przekształcany w gaz i do sprężarki. Tam kurczy się pod wpływem wysokiego ciśnienia i staje się jeszcze gorętszy.
Gorący gaz przechodzi do urządzenia kondensacyjnego i przekazuje energię cieplną do czynnika chłodzącego wewnętrznego systemu odpowiedzialnego za ogrzewanie domu. Pod koniec procesu czynnik chłodniczy, który utracił ciepło, powraca do punktu początkowego w stanie ciekłym.
Czym są instalacje geotermalne?
Geotermalne pompy ciepła różnią się między sobą rodzajem chłodziwa na wewnętrznym i zewnętrznym konturze konstrukcji. Energia urządzenia jest uzyskiwana z gleby, wody (wody gruntowe lub otwarty naturalny zbiornik) lub powietrza.
W obszarze mieszkalnym wykorzystywane jest źródło ciepła do ogrzewania pomieszczeń, ogrzewania wody i klimatyzacji. W zależności od kombinacji użytych elementów i funkcji, systemy są klasyfikowane na typy: „ziemia-woda”, „woda-woda” i „powietrze-woda”.
Opcja # 1. Wykorzystaj technologię „wody ziemi”
Pompa „woda-ziemia” jest jedną z najskuteczniejszych alternatywnych opcji ogrzewania dla budynków mieszkalnych. Zasada jego działania sprowadza się do doboru za pomocą sond lub kolektorów energii cieplnej z gleby i przeniesienia go do domowego systemu ogrzewania wody.
Geotermalne pompy ciepła ziemia-woda to zaawansowane technologicznie urządzenia progresywne. Charakteryzują się wyjątkową niezawodnością i wykazują wysoki poziom wydajności. Nie wymagają stałej interwencji właścicieli w pracy, ale potrzebują profesjonalnej obsługi
Pomaga wdrożyć specjalną technologię instalacji, składającą się z geotermalnego wymiennika ciepła umieszczonego poniżej głębokości rzeczywistego zamarzania gleby, a sama pompa ciepła, działająca jako lodówka, jest odwrotna (cykl odwrotny Carnota).
Jak działa urządzenie
Instalacja ziemia-woda, która ogrzewa pomieszczenia mieszkalne za pomocą odnawialnego ciepła wytwarzanego przez glebę, działa zgodnie z następującym algorytmem:
- Płyn roboczy (solanka lub płyn przeciw zamarzaniu) przemieszczający się wzdłuż obwodu geotermalnego pobiera temperaturę gleby i jest przesyłany za pomocą pompy do wymiennika ciepła - parownika. Tam oddaje zebrane ciepło freonowi, a ona, stygnąc w temperaturze 2-5 ° C, wraca do punktu wyjścia.
- Freon wzbogacony energią cieplną odparowuje i po przyjęciu stanu gazowego wchodzi do kompresora. Tam temperatura gazu wzrasta z powodu kompresji i form kondensatu.
- Energia cieplna jest przekazywana do chłodziwa w systemie ogrzewania domowego, a freon ponownie przyjmuje postać płynną. Jego ciśnienie spada po przejściu przez zawór rozprężny systemu i czynnik chłodniczy wraca do parownika w celu zebrania kolejnej części zasobu.
W wyniku tej procedury ilość energii cieplnej pobranej z gleby i przekazanej do systemu grzewczego budynku mieszkalnego jest ponad 4-krotnie większa od ilości zużytej energii elektrycznej w celu zapewnienia prawidłowego działania jednostki sprężającej, pompy obiegowej i jednostki sterującej.
Mieszanka glikolowa o dobrym wskaźniku lepkości, woda z alkoholem lub solanką - są to ciecze niezamarzające stosowane w systemie „woda gruntowa”. Są przyjazne dla środowiska, wydajnie pobierają ciepło i transportują je do przepompowni.
Dodatkową premię można nazwać faktem, że system ma zdolność do pracy w przeciwnym kierunku, to znaczy do chłodzenia. To prawda, że utrata wydajności sięga 20%, ale uważa się to za uzasadnione, biorąc pod uwagę wysoką wydajność grzewczą sprzętu.
Warianty rozmieszczenia systemów „ziemia-woda”
Aby utworzyć kontur zewnętrzny systemu wody gruntowej, stosuje się rury polimerowe o wysokiej wytrzymałości i dobrej charakterystyce działania. Są one umieszczone poziomo, ułożone na dnie wykopu w sposób przypominający układ komunikacyjny dla kompleksów „ciepłej podłogi”.
Pompa ciepła „ziemia-woda” jest niezawodna, wydajna i cicha w działaniu, ale jej instalacja kosztuje dużo pieniędzy i zajmuje dużo czasu (co najmniej 1 miesiąc na prace budowlane, instalacyjne i rozruchowe). Ten punkt należy wziąć pod uwagę przed wyborem tego typu systemu grzewczego.
Podczas instalacji obszar jest używany w tempie 25-50 metrów kwadratowych. m na każdy kilowat pompy zasilanej energią. Głębokość wykopu jest wybierana poniżej granicy zamarzania, a dokładne wymiary i etap układania rur są określane przez dodatkowe obliczenia.
Dla właścicieli dużych gospodarstw rolnych, którzy wybrali geotermalną pompę ciepła do wody gruntowej do ogrzewania swoich domów, zaleca się zainstalowanie kolektorów poziomych. Właściciele małych obszarów bardziej nadają się do instalowania sond głębinowych, ponieważ wchodzą w głąb ziemi i nie „zjadają” użytecznego obszaru w pobliżu domu.
Terytoria, na których układane są systemy geo-naziemne „ziemia-woda”, nie są już wykorzystywane na potrzeby rolnicze. Mogą rozbić piękny trawiasty trawnik lub kwietnik z kwitnącymi rocznikami.
Instalacja pionowa jest znacznie bardziej problematyczna i wymaga zastosowania profesjonalnej technologii. Na miejscu przy pomocy wiertnicy wiercona jest odwiert o głębokości od 20 do 150 m, do której jest opuszczana specjalna sonda geotermalna i podłączana do pompy, która dostarcza płyn roboczy do domowego systemu grzewczego.
Sonda pionowa dla systemu geotermalnego ziemia-woda jest nasadką z podłączonymi rurami. Jest zanurzony w studni o głębokości 18 m lub większej. Dokładna liczba studzienek i sond, głębokość wymaganego zanurzenia i rzeczywista średnica rurociągu są obliczane oddzielnie dla każdego konkretnego przypadku, na podstawie informacji uzyskanych w wyniku badań geologicznych przeprowadzonych przez ekspertów na miejscu.
Rurki sondy wychodzące z wierconych studzienek wchodzą do studni kolektora. Z niego do pompy ciepła są 2 linie magistralne (zasilające i odwrotne), wyposażone w powłokę termoizolacyjną. Średnica linii zależy od całkowitej objętości systemu i pomieszczenia, które należy ogrzać. Czasami parametry osiągają 160 mm.
Zgodnie z przybliżonymi obliczeniami, potrzeba około 7, 5 kW / h energii do ogrzewania obszaru mieszkalnego o powierzchni około 100 m2. Sondy pionowe do stworzenia systemu ogrzewania grunt-woda w tym przypadku będą musiały zostać obniżone do ziemi na 110-115 metrów, lub 250 metrów kwadratowych sąsiedniej sekcji (+) w komunikacji poziomej
Ze względu na fakt, że w głębi temperatura gleby jest zawsze wyższa i bardziej stabilna dzięki wpływowi rdzenia ziemskiego, najbardziej efektywna jest pionowa metoda układania systemu grzewczego. Wykazuje wysoki poziom wydajności i niezawodnie działa przez wiele lat, nie powodując awarii i awarii.
Opcja # 2. Cechy pomp ciepła „woda-woda”
System geotermalny „woda-woda” wykorzystuje w pracy energię cieplną zasobów wodnych. Jest to możliwe, ponieważ przy dużej głębokości temperatura wody, podobnie jak gleby, pozostaje raczej wysoka i utrzymuje stabilne, stałe wskaźniki przez cały rok.
Do aranżacji systemu woda-woda i uzyskania niskiej jakości energii cieplnej można wykorzystać otwarte zbiorniki (jeziora, rzeki), studnie, odwierty, a nawet ścieki z cykli technologicznych produkcji przemysłowej (zaopatrzenie w wodę z odwróconym typem)
Nie ma zasadniczej różnicy strukturalnej między pompą ciepła „woda gruntowa” a „woda-woda”. Jednak kompleks, wyposażony w otwarty zbiornik, wymaga najmniejszych kosztów finansowych i pracy. Montaż nie wymaga imprez wiertniczych na dużą skalę.
Materiał rurowy z chłodziwem jest po prostu wyposażony w ładunek, zanurzony w wodzie i podłączony do domowego systemu grzewczego poprzez łączność komunikacyjną.
Ta opcja jest jednak możliwa tylko wtedy, gdy teren jest blisko przylegający do wody i wszystkie części komunikacyjne systemu znajdują się pod kontrolą właścicieli. Jeśli nie ma dostępu do otwartej wody, wykorzystaj potencjał wód podziemnych.
To prawda, że pociąga to za sobą poważne prace ziemne i budowę złożonych struktur, na przykład dodatkowej studni przeznaczonej do odprowadzania wody przechodzącej przez jednostkę wymiany ciepła.
Podczas instalowania pompy ciepła woda / woda, nie jedna, ale dwie studnie są wyposażone w jedną. Po jednym pobierana jest woda robocza i po przejściu przez wymiennik ciepła zostaje ona przekierowana do drugiej, która znajduje się w kierunku ruchu przepływów wód gruntowych. Podczas umieszczania należy wziąć pod uwagę, że studzienka odbiorcza musi znajdować się w odległości co najmniej 6 metrów i musi znajdować się poniżej.
Zwykle instalacje woda-woda są montowane tam, gdzie nie jest możliwe połączenie centralnej komunikacji lub użycie innych rodzajów nośników ciepła.
Eksperci twierdzą, że alternatywne ogrzewanie tego typu jest niezwykle skuteczne w nowoczesnych budynkach, które mają minimalny wskaźnik strat ciepła.
Przy produkcji i instalacji geotermalnych systemów ogrzewania woda / woda bardzo ważne jest stosowanie materiałów o wysokim stopniu odporności na korozję, zamarzanie i inne agresywne przejawy środowiska zewnętrznego. Wtedy sprzęt będzie trwał długo i nie sprawi właścicielowi żadnych problemów.
Jeśli dom jest dobrze zaizolowany, chroniony przed przeciągami, wilgocią i przenikaniem mroźnego powietrza lub zbudowany przy użyciu nowoczesnych technologii izolacyjnych, koszt systemu grzewczego jest znacznie zmniejszony dzięki możliwości zakupu urządzeń pompujących o znacznie niższej mocy.
Opcja # 3. Systemy powietrze-woda
Pompa ciepła „powietrze-woda” wykorzystuje do pracy najbardziej przystępne, nieograniczone i odnawialne naturalne zasoby energii - powietrze. Sprzęt działa za pomocą wentylatorów i parowników, połączonych w jeden kompleks.
Pokazuje największą wydajność w temperaturach do -15 ° C Przy bardziej agresywnej wydajności traci znaczną część mocy.
Pompa ciepła powietrze-woda jest znacznie tańsza niż modele woda-woda i ziemia-woda. Moduł nadaje się do regionów o stosunkowo ciepłych zimach. W zimnych obszarach północnych, gdzie temperatury przekraczają -20 … 25 ° C, instalacja urządzeń powietrznych jest uważana za niepraktyczną
Urządzenie jest wyjątkowo wygodne, ponieważ nie wymaga obecności specjalnego wyposażenia od właścicieli prywatnego domu do instalacji i wykonywania złożonych prac instalacyjnych.
Nie wymaga wykopów, wierceń i innych pracochłonnych czynności. Łatwy w instalacji i nie zajmuje dużo miejsca. Może działać poprawnie, znajduje się na dachu mieszkania.
Możliwe jest zainstalowanie pompy geotermalnej powietrze-woda na miejscu bezpośrednio w pobliżu budynków mieszkalnych. Jest cichy i ma nowoczesny, atrakcyjny wygląd, który nie psuje ogólnego wyglądu terytorium.
Główne zalety sprzętu to praktycznie cicha praca i możliwość ponownego wykorzystania ciepła uwalnianego z ogrzewanego pomieszczenia w postaci powietrza wywiewanego, wody, gazu, dymu itp.
Właściciele systemu przeprowadzają konserwację we własnym zakresie:
- oczyścić łopatki wentylatora i kratki ochronne w instalacji wyparnej z kurzu, drobnych zanieczyszczeń i liści;
- smarować sprężarkę specjalnym składem określonym w instrukcjach producenta;
- wymieniać olej w jednostkach mocy (wentylator, sprężarka) z określoną częstotliwością;
- sprawdzić integralność kabla zasilającego i miedzianego przewodu, przez który krąży czynnik chłodniczy w systemie.
Oprócz tych działań producenci urządzeń pompujących zdecydowanie zalecają klientom monitorowanie stanu czujników termicznych, odzwierciedlając działanie jednostki sterującej.
Muszą być czyszczone przez delikatne usuwanie kurzu i plam olejowych z powierzchni. Przedłuży to „życie” systemu powietrze-powietrze i sprawi, że proces obsługi stanie się prostszy i wygodniejszy.
Jak zrobić jednostkę własnymi rękami?
Niezależnie od tego, która opcja zasobu (grunt, woda lub powietrze) zostanie wybrana do ogrzewania, do prawidłowego działania systemu wymagana będzie pompa.
To urządzenie składa się z elementów takich jak:
- kompresor (element pośredni kompleksu);
- parownik przekazujący energię o niskiej jakości do chłodziwa;
- zawór motylkowy, przez który czynnik chłodniczy wraca do parownika;
- skraplacz, w którym freon wydziela energię cieplną i jest chłodzony do swojej pierwotnej temperatury.
Możesz kupić kompletny system od producenta, ale będzie to kosztowało przyzwoitą kwotę. Gdy nie ma wolnych pieniędzy, warto zrobić pompę ciepła własnymi rękami z dostępnych części i, jeśli to konieczne, kupić brakujące części.
Planując instalację geotermalnego systemu grzewczego w prywatnym domu, należy przede wszystkim zadbać o zmniejszenie poziomu strat ciepła. W tym celu konieczne jest ogrzanie ścian specjalnym materiałem, zapewnienie drzwi i ram okiennych za pomocą piankowych uszczelek oraz zabezpieczenie podłogi i sufitu panelami piankowymi. Następnie ciepło uwalniane przez pompę w maksymalnym stopniu pozostanie w pomieszczeniu.
Kiedy decyzja o produkcji pompy ciepła jest podejmowana ręcznie, konieczne jest sprawdzenie stanu instalacji elektrycznej i licznika energii elektrycznej w domu.
Jeśli te elementy są zużyte i stare, konieczne jest przejrzenie wszystkich obszarów, wykrycie ewentualnych usterek i wyeliminowanie ich nawet przed rozpoczęciem pracy. Następnie system będzie działał bez zarzutu zaraz po uruchomieniu i nie będzie przeszkadzał właścicielom w zwarciach, zapłonie przewodów i wybijaniu korków.
Metoda # 1. Montaż z lodówki
Do montażu pompy ciepła własnymi rękami ze starej lodówki wyjmuje się umieszczoną za cewką. Ten element jest używany jako kondensator i umieszczony w wysokiej wytrzymałości, odporny na agresywne temperatury. Prawidłowo działająca sprężarka jest przymocowana do niej, a prosty parownik plastikowy jest używany jako parownik.
Jeśli do stworzenia pompy używana jest bardzo stara lodówka, lepiej zastąpić w niej freon nową. Nie będzie można tego zrobić samodzielnie, więc musisz zaprosić kreatora ze specjalnym wyposażeniem. Szybko zastąpi płyn roboczy, a system będzie działał we właściwym trybie.
Przygotowane elementy są ze sobą połączone, a następnie utworzona jednostka jest podłączana do systemu grzewczego za pomocą rur polimerowych i rozpoczyna pracę urządzenia.
W tym artykule opisano instrukcje krok po kroku dotyczące montażu pompy ciepła z lodówki.
Metoda # 2. Pompa ciepła klimatyzacji
Aby stworzyć pompę ciepła, klimatyzator jest modyfikowany i przebudowywany niektóre z głównych komponentów. Najpierw zamieniane są bloki zewnętrzne i wewnętrzne.
Испаритель, отвечающий за передачу низкопотенциального тепла, дополнительно не ставят, так как он имеется во внутреннем блоке агрегата, а передающий тепловую энергию конденсатор стоит во внешнем блоке. В качестве теплоносителя подходят как воздух, так и вода.
Если этот вариант монтажа не удобен, конденсатор устанавливают в отдельный резервуар, предназначенный для корректного теплообмена между греющим ресурсом и теплоносителем.
Саму систему снабжают четырехходовым клапаном. Для этой работы обычно приглашают специалиста, имеющего профессиональные навыки и опыт проведения мероприятий такого рода.
Современные сплит системы малоэффективны при низких температурах, поэтому профессионалы не рекомендуют использовать их для самостоятельного изготовления теплонасосов
В третьем варианте кондиционер полностью разбирают на составные детали, а потом из них комплектуют насос по традиционной общепринятой схеме: испаритель, компрессор, конденсатор. Готовый прибор присоединяют к обогревающему дом оборудованию и приступают к использованию.
Strona zawiera serię artykułów na temat produkcji pomp ciepła własnymi rękami, radzimy przeczytać:
- Jak zrobić pompę ciepła do ogrzewania domu za pomocą rąk: zasada działania i schemat montażu
- Jak wykonać pompę ciepła powietrze / woda: schematy urządzeń i samodzielny montaż
Wskazówki dotyczące wyboru systemu
Instalacja urządzeń do uzdatniania wody gruntowej jest droższa niż wszystkie inne opcje, ponieważ wymaga głębokich prac wykopowych z pionowym rozmieszczeniem sprzętu lub dużej wolnej powierzchni terenu do poziomego układania komunikacji.
Parametry te ograniczają wykorzystanie systemu i znacznie obniżają jego atrakcyjność.
Instalacja pompy woda-woda ma również pewne ograniczenia. Jeśli w pobliżu znajduje się dostępny zbiornik, można w nim umieścić system. Brak otwartych wód będzie wymagał wiercenia studni i studni odwadniających, co również nie jest tanie.
Pompa powietrze-woda nie stanowi problemu z instalacją i może działać poprawnie nawet w budynkach mieszkalnych, ale podczas surowych zim z niskimi temperaturami jej wydajność spada, a jej wsparcie wymaga równoległego źródła energii.
Jednak układ ogrzewania geotermalnego ostatecznie płaci za jego koszty i zaczyna produkować bezpłatne zasoby, pozwalając właścicielom żyć w najbardziej wygodnych, przyjemnych i komfortowych warunkach bez wydawania dużych pieniędzy na media.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Film wyraźnie pokazuje, jak zainstalowano system ogrzewania oparty na geotermalnych urządzeniach grzewczych powietrze-powietrze w dużym domu z bloku krzemianu gazowego. Ujawnił kilka interesujących niuansów dotyczących instalacji sprzętu i ogłosił rzeczywiste liczby płatności za media na miesiąc.
W jaki sposób sprzęt „ziemia-woda”. Szczegółowy opis od specjalisty od instalacji kotłów do ogrzewania geotermalnego, zaleceń i przydatnych wskazówek dla rzemieślników domowych od profesjonalistów w swojej dziedzinie.
Prawdziwy użytkownik sprzętu dzieli się swoimi wrażeniami z geotermalną pompą ciepła.
Profesjonalny mechanik mówi, jak wykonać pompę ciepła w domu na podstawie wydajnej sprężarki i rurowych wymienników ciepła. Szczegółowe instrukcje krok po kroku.
Pompa geotermalna do ogrzewania prywatnego gospodarstwa domowego jest dobrym sposobem na stworzenie komfortowych warunków życia, nawet tam, gdzie nie są dostępne scentralizowane systemy komunikacji i bardziej znane źródła zasobów energii.
Wybór systemu zależy od położenia geograficznego nieruchomości i możliwości finansowych właścicieli.
Czy masz doświadczenie w produkcji geotermalnej pompy ciepła? Podziel się informacjami z naszymi czytelnikami, zaoferuj swoją wersję zespołu. Możesz zostawić komentarze i załączyć zdjęcia swoich domowych produktów w poniższym formularzu.