Ģeotermālais siltumsūknis mājas apkurei “dari pats”: ierīce, dizains, pašmontāža

Apkuri un karstā ūdens piegādi privātmājai var organizēt dažādos veidos, piemēram, pieslēdzoties centrālās gāzes apgādes komunikācijām vai pārslēdzot apkures sistēmas uz elektroenerģijas patēriņu. Vai tu piekrīti?

Vai arī varat ar savām rokām salikt ģeotermālo siltumsūkni un efektīvi izmantot zemes siltumu, lai radītu komfortablus dzīves apstākļus. Protams, tas ir diezgan darbietilpīgs process, taču tiem, kas vismaz nedaudz pārzina tehnoloģijas, tas nebūs grūti.

Mūsu rakstā mēs runāsim par ģeotermālo iekārtu darbības principiem un veidiem. Mēs jums pateiksim, kā pašiem izveidot siltumsūkni no metāllūžņu materiāliem. Turklāt rakstā jūs atradīsiet ekspertu padomus par ģeoagregātu izvēli. Un ievietotie video atklās ģeotermālo sūkņu uzstādīšanas un darbības principus.

Kā darbojas ģeotermālā iekārta?

Ģeotermālā siltumsūkņa darbības algoritms ir balstīts uz siltuma pārnesi no avota ar zemu siltumenerģijas potenciālu uz dzesēšanas šķidrumu. Zeme šeit spēlē radiatora lomu vasarā un ir aktīvs siltuma avots ziemas sezonā.

Zemes temperatūras atšķirība palīdz uzlabot sistēmas kopējo efektivitāti un palīdz samazināt faktiskās ekspluatācijas izmaksas.

Ģeotermālā siltumsūkņa darbības pamatā ir parādība, ko sauc par termisko inerci. Zemes temperatūra 6 metru dziļumā un zemāk gandrīz precīzi atbilst gada vidējai gaisa temperatūrai reģionā un mainās ļoti maz visa kalendārā gada garumā.

Praksē pašreizējais dzesēšanas šķidrums nonāk cauruļvadā, kas atrodas zemē, un tur tiek uzkarsēts par vairākiem grādiem. Tad kompozīcija nonāk siltuma apmaiņas blokā (vai iztvaicētājā) un pārnes uzkrāto siltumenerģiju uz iekšējo sistēmas ķēdi.

Ģeotermālo iekārtu darbības princips ir līdzīgs saldēšanas sistēmu darbībai. Tāpēc daži siltumsūkņu veidi vasarā tiek veiksmīgi izmantoti kā gaisa kondicionieri un ar to palīdzību dzesē gaisu dzīvojamās telpās

Aukstumaģents, kas darbojas ārējā kontūrā, tiek uzkarsēts iztvaicētājā, pārvērsts gāzē un tiek nosūtīts uz kompresoru. Tur tas augsta spiediena ietekmē saraujas un kļūst vēl karstāks.

Karstā gāze nonāk kondensācijas ierīcē un nodod siltumenerģiju iekšējās sistēmas darba dzesēšanas šķidrumam, kas ir atbildīgs par mājas apkuri. Procesa beigās aukstumaģents, zaudējis siltumu, šķidrā stāvoklī atgriežas sākuma punktā.

Kādi ir ģeotermālo iekārtu veidi?

Ģeotermiskie siltumsūkņi viens no otra atšķiras ar dzesēšanas šķidruma veidu uz konstrukcijas iekšējām un ārējām kontūrām. Ierīces enerģiju iegūst no augsnes, ūdens (gruntsūdeņiem vai atklāta dabas rezervuāra) vai gaisa.

Dzīvojamo telpu iekšienē siltumresurss tiek izmantots telpu apkurei, ūdens sildīšanai un gaisa kondicionēšanai.Atkarībā no izmantoto elementu un funkciju kombinācijas sistēmas tiek klasificētas tipos: “zeme-ūdens”, “ūdens-ūdens” un “gaiss-ūdens”.

1. iespēja. Montāža, izmantojot zemes-ūdens tehnoloģiju

Zeme-ūdens sūknis ir viena no efektīvākajām alternatīvajām dzīvojamo telpu apkures iespējām. Tās darbības princips ir saistīts ar siltumenerģijas atlasi no zemes, izmantojot zondes vai kolektorus, un tās nodošanu mājas ūdens sildīšanas sistēmai.

Zeme-ūdens ģeotermālie siltumsūkņi ir augsto tehnoloģiju progresīvas ierīces. Tie ir īpaši uzticami un demonstrē augstu efektivitātes līmeni. Tie neprasa pastāvīgu iejaukšanos no īpašniekiem savā darbā, bet prasa profesionālu apkalpošanu

Tehnoloģiju palīdz ieviest īpaša instalācija, kas sastāv no ģeotermālā siltummaiņa, kas atrodas zem faktiskās augsnes sasalšanas dziļuma, un tieši siltumsūkņa, kas darbojas kā ledusskapis, tikai pretējā virzienā (reversais Karno cikls).

Kā ierīce darbojas

Instalācija “gruntsūdens”, kas apsilda dzīvojamās telpas, izmantojot augsnes saražoto atjaunojamo siltumu, darbojas pēc šāda algoritma:

1. Darba šķidrums (sālījums vai antifrīzs), pārvietojoties pa ģeotermālo ķēdi, ņem augsnes temperatūru un caur sūkni tiek pārnests uz siltummaini - iztvaicētāju. Tur tas savākto siltumu atdod freonam un pats, kļuvis par 2-5°C vēsāks, atgriežas sākuma punktā.
2. Freons, kas bagātināts ar siltumenerģiju, iztvaiko un, pārņemot gāzveida stāvokli, nonāk kompresora blokā. Tur gāzes temperatūra paaugstinās kompresijas un kondensācijas formu dēļ.
3. Siltumenerģija tiek pārnesta uz dzesēšanas šķidrumu mājas apkures sistēmā, un freons atkal iegūst šķidru formu. Tās spiediens pazeminās pēc tam, kad tas iziet cauri sistēmas izplešanās vārstam, un aukstumaģents atgriežas atpakaļ iztvaicētājā, lai iegūtu vēl vienu resursa daļu.

Šīs procedūras rezultātā siltumenerģijas apjoms, kas ņemts no augsnes un nodots dzīvojamās ēkas apkures sistēmai, ir vairāk nekā 4 reizes lielāks nekā patērētās elektroenerģijas daudzums, lai nodrošinātu kompresora agregāta, cirkulācijas sūkņa pareizu darbību. un vadības bloks.

Glikola maisījums ar labu viskozitātes indeksu, ūdens ar spirtu vai sāls šķīdums – tie ir nesasalstošie šķidrumi, ko izmanto zemes-ūdens sistēmā. Tie ir videi draudzīgi, efektīvi uzņem siltumu un transportē to uz sūkņu staciju

Papildu bonuss ir tas, ka sistēmai ir iespēja strādāt pretējā virzienā, tas ir, dzesēšanai. Tiesa, efektivitātes zudums sasniedz 20%, taču tas tiek uzskatīts par pamatotu, ņemot vērā iekārtu lielo sildīšanas jaudu.

Gruntsūdens sistēmu izvietošanas iespējas

Lai izveidotu zemes-ūdens sistēmas ārējo kontūru, tiek izmantotas augstas stiprības polimēru caurules ar labiem veiktspējas parametriem. Tie ir novietoti horizontāli, novietoti uz bedres dibena tādā veidā, kas atgādina "siltās grīdas" kompleksu komunikāciju izvietojumu.

Zeme-ūdens siltumsūknis ir uzticams, efektīvs un kluss darbā, taču tā uzstādīšana maksā daudz naudas un aizņem daudz laika (vismaz 1 mēnesis būvniecības, uzstādīšanas un regulēšanas darbībām).Šis punkts ir jāņem vērā pirms šāda veida apkures sistēmas izvēles.

Uzstādot tiek izmantota 25-50 kvadrātmetru platība. m uz katru uzstādīto sūkņa jaudas kilovatu. Bedres dziļumu izvēlas zem sasalšanas līnijas, un precīzus cauruļu ieguldīšanas izmērus un soli nosaka papildu aprēķini.

Lielo zemes īpašumu īpašniekiem, kuri mājas apkurei izvēlējušies zeme-ūdens ģeotermālo siltumsūkni, vēlams uzstādīt horizontālos kolektorus. Nelielu zemes gabalu īpašniekiem piemērotāka ir dziļuma zondes uzstādīšana, jo tās nonāk tālu augsnē un “neapēd” izmantojamo platību pie mājas.

Teritorijas, kurās ierīkotas ģeotremālās zemes-ūdens sistēmu komunikācijas, vairs netiek izmantotas lauksaimniecības vajadzībām. Tos var izmantot, lai izveidotu skaistu zāles zālienu vai puķu dobi ar ziedošiem viengadīgajiem augiem.

Vertikālā uzstādīšana ir daudz problemātiskāka un saistīta ar profesionāla aprīkojuma izmantošanu. Objektā, izmantojot urbšanas iekārtu, tiek izurbta aka līdz 20 līdz 150 m dziļumam, tajā tiek nolaista speciāla ģeotermālā zonde un savienota ar sūkni, kas piegādā mājas apkures sistēmai darba šķidrumu.

Vertikālā zonde ģeotermālajai sistēmai zeme-ūdens sastāv no galvas ar savienotām caurulēm. Tas ir iegremdēts akā, kuras dziļums ir 18 m vai vairāk. Precīzs urbumu un zondu skaits, nepieciešamais iegremdēšanas dziļums un faktiskais cauruļvada diametrs tiek aprēķināts atsevišķi katram konkrētajam gadījumam, pamatojoties uz informāciju, kas iegūta ģeoloģiskās izpētes rezultātā, ko speciālisti veica objektā.

Skanēšanas caurules, kas stiepjas no urbtām akām, nonāk savākšanas akā. No tā līdz siltumsūknim ir 2 maģistrālās līnijas (resursu padeve un atgriešana), kas aprīkotas ar izolācijas pārklājumu. Līnijas diametrs ir atkarīgs no sistēmas kopējā tilpuma un telpas, kas jāapsilda. Dažreiz parametri sasniedz 160 mm.

Pēc aptuveniem aprēķiniem, dzīvojamās ēkas apkurei ar platību aptuveni 100 m2 būs nepieciešami aptuveni 7,5 kW/h enerģijas. Šajā gadījumā vertikālās zondes, lai izveidotu zemes-ūdens apkures sistēmu, būs jānolaiž zemē 110-115 metrus, vai arī 250 m2 no blakus platības būs jāaizņem horizontālām komunikācijām (+)

Sakarā ar to, ka dziļumā augsnes temperatūra vienmēr ir augstāka un stabilāka zemes kodola ietekmes dēļ, vertikālā apkures sistēmas ieklāšanas metode ir atzīta par visefektīvāko. Tas demonstrē augstu efektivitātes līmeni un uzticami darbojas daudzus gadus bez kļūmēm vai bojājumiem.

Variants #2. Ūdens-ūdens siltumsūkņu īpašības

Ūdens-ūdens ģeotermālā sistēma savā darbībā izmanto ūdens resursa siltumenerģiju. Tas ir iespējams, jo lielā dziļumā ūdens, kā arī augsnes temperatūra saglabājas diezgan augsta un saglabā stabilas nemainīgas vērtības visu gadu.

Ūdens-ūdens sistēmas izveidošanai un zema potenciāla siltumenerģijas iegūšanai var izmantot atklātos rezervuārus (ezerus, upes), akas, urbumus un pat rūpnieciskās ražošanas tehnoloģisko ciklu notekūdeņus (reversā ūdens padeve)

Nav būtisku strukturālu atšķirību starp siltumsūkņiem zeme-ūdens un ūdens-ūdens. Bet vismazākās finanšu un darbaspēka izmaksas ir nepieciešamas kompleksam, kas uzcelts uz atklāta ūdenskrātuves.Uzstādīšanai nav nepieciešamas liela mēroga urbšanas darbības.

Caurules materiāls ar dzesēšanas šķidrumu ir vienkārši aprīkots ar svaru, iegremdēts ūdenī un savienots ar mājas apkures sistēmu, izmantojot savienojuma sakarus.

Taču šī iespēja ir iespējama tikai tad, ja zemes gabals atrodas cieši blakus ūdenim un visas sistēmas komunikāciju daļas atrodas īpašnieku pārziņā. Ja nav pieejams atklāts ūdens, tiek izmantots gruntsūdens potenciāls.

Tiesa, tas ir saistīts ar nopietniem rakšanas darbiem un sarežģītu konstrukciju būvniecību, piemēram, papildu aku, kas paredzēta ūdens novadīšanai, kas iet caur siltummaiņas bloku.

Uzstādot ūdens-ūdens siltumsūkni, tiek ierīkota nevis viena, bet divas akas. Darba ūdens tiek ņemts caur vienu un pēc tam, kad tas iziet caur siltummaini, tiek novirzīts uz otro, kas atrodas zemes plūsmu kustības virzienā. Izvietošanas laikā jāņem vērā, ka pieņemšanas akai jāatrodas vismaz 6 metrus no izvadakas un jāatrodas lejtecē

Parasti ūdens-ūdens iekārtas uzstādīts tur, kur nav iespējams pieslēgt centrālās komunikācijas vai izmantot cita veida dzesēšanas šķidrumus.

Speciālisti saka, ka šāda veida alternatīvā apkure ir ārkārtīgi efektīva modernās ēkās, kurām ir minimāli siltuma zudumi.

Izgatavojot un uzstādot ģeotermālās ūdens-ūdens apkures sistēmas ar savām rokām, ļoti svarīgi ir izmantot materiālus ar augstu izturību pret koroziju, sasalšanu un citām agresīvām ārējās vides izpausmēm. Tad iekārta kalpos ilgi un neradīs saimniekam nekādas nepatikšanas

Ja māja ir labi siltināta, aizsargāta no caurvēja, mitruma un sala gaisa iekļūšanas vai būvēta, izmantojot mūsdienīgas siltumizolācijas tehnoloģijas, apkures sistēmas izmaksas ievērojami samazinās, jo ir iespēja iegādāties daudz mazākas jaudas sūknēšanas iekārtas.

Variants #3. Gaisa-ūdens sistēmu sakārtošana

Gaiss-ūdens siltumsūknis izmanto pieejamāko, neierobežotāko un atjaunojamo dabas energoresursu – gaisu. Iekārtas darbojas caur ventilatoriem un iztvaicētājiem, kas apvienoti vienā kompleksā.

Tas ir visefektīvākais temperatūrā līdz -15°C. Ar agresīvāku veiktspēju tas zaudē ievērojamu jaudas daļu.

Gaiss-ūdens siltumsūknis maksā ievērojami mazāk nekā ūdens-ūdens un zeme-ūdens modeļi. Modulis ir piemērots reģioniem ar salīdzinoši siltām ziemām. Aukstajos ziemeļu reģionos, kur sals pārsniedz -20...25°C, gaisa iekārtu uzstādīšana tiek uzskatīta par nepraktisku

Iekārta ir ārkārtīgi ērta, jo tā neprasa privātmājas īpašniekiem īpašu aprīkojumu uzstādīšanai un sarežģītiem uzstādīšanas darbiem.

Nav nepieciešama zemes rakšana, aku urbšana un citas darbietilpīgas darbības. Viegli uzstādāms un neaizņem daudz vietas. Tas var darboties pareizi, novietojot to uz dzīvojamās telpas jumta.

Jūs varat uzstādīt gaiss-ūdens ģeotermālo sūkni vietā, kas atrodas tieši blakus dzīvojamām ēkām. Tas darbojas klusi un tam ir moderns, pievilcīgs izskats, kas nesabojā kopējo teritorijas dizainu

Iekārtas galvenās priekšrocības ietver gandrīz klusu darbību un iespēju atkārtoti izmantot siltumu, kas izdalās no apsildāmās telpas izplūdes gaisa, ūdens, gāzes, dūmu u.c. veidā.

Īpašnieki paši veic sistēmas apkopi:

• notīriet ventilatora lāpstiņas un aizsargrežģi uz iztvaicēšanas iekārtas no putekļiem, maziem gružiem un lapām;
• ieeļļojiet kompresoru īpašs sastāvs, kas norādīts ražotāja instrukcijās;
• nomainīt eļļu barošanas blokos (ventilators, kompresors) ar noteiktu frekvenci;
• pārbaudiet strāvas kabeļa integritāti barošanas avots un vara cauruļvadi, caur kuriem aukstumaģents cirkulē caur sistēmu.

Papildus šīm darbībām sūknēšanas iekārtu ražotāji stingri iesaka klientiem uzraudzīt termisko sensoru stāvokli, kas atspoguļo vadības bloka darbību.

Tie ir jānoslauka, rūpīgi notīrot no virsmas putekļus un eļļas traipus. Tas pagarinās "dzīvi" nogaiss-gaiss sistēmas un padarīs darbības procesu vienkāršāku un ērtāku.

Kā izveidot vienību ar savām rokām?

Neatkarīgi no tā, kurš resursa variants (zeme, ūdens vai gaiss) ir izvēlēts apkurei, sistēmas pareizai darbībai būs nepieciešams sūknis.

Šī ierīce sastāv no šādiem elementiem:

• kompresora vienība (kompleksa starpelements);
• iztvaicētājs, nododot zema potenciāla enerģiju dzesēšanas šķidrumam;
• droseļvārsts, caur kuru aukstumaģents atgriežas iztvaicētājā;
• kondensators, kur freons atbrīvo siltumenerģiju un tiek atdzesēts līdz sākotnējai temperatūrai.

Jūs varat iegādāties pilnu sistēmu no ražotāja, taču tas maksās pienācīgu summu.Kad pie rokas nav brīvas naudas, ir vērts savām rokām izgatavot siltumsūkni no jūsu rīcībā esošajām detaļām un, ja nepieciešams, iegādāties trūkstošās rezerves daļas.

Plānojot ierīkot ģeotermālo apkures sistēmu privātmājā, vispirms ir jāparūpējas par siltuma zudumu līmeņa samazināšanu. Lai to izdarītu, sienām jābūt izolētām ar īpašu materiālu, durvīm un logu rāmjiem jābūt aprīkotiem ar putuplasta paliktņiem, bet grīda un griesti jāaizsargā ar putuplasta paneļiem. Tad maksimālais sūkņa izdalītā siltuma daudzums paliks telpā.

Kad pieņemts lēmums izgatavot savu siltumsūkni, noteikti jāpārbauda mājas elektroinstalācijas un elektrības skaitītāja stāvoklis.

Ja šie elementi ir nolietoti un novecojuši, pirms darba uzsākšanas nepieciešams pārbaudīt visas zonas, identificēt iespējamās kļūmes un tās novērst. Tad sistēma darbosies nevainojami uzreiz pēc palaišanas un neapgrūtinās īpašniekus ar īssavienojumiem, aizdegšanos elektroinstalācijā vai izsistiem spraudņiem.

1. metode. Montāža no ledusskapja

Lai savāktu siltumsūkni ar savām rokām, no vecā ledusskapja noņemiet spoli, kas atrodas aizmugurē. Šī daļa tiek izmantota kā kondensators un tiek ievietota īpaši izturīgā konteinerā, kas ir izturīgs pret agresīvu temperatūru. Tam ir piestiprināts pareizi strādājošs kompresors, un kā iztvaicētājs tiek izmantota vienkārša plastmasas muca.

Ja sūkņa izveidošanai tiek izmantots ļoti vecs ledusskapis, tajā esošo freonu labāk nomainīt pret jaunu. Jūs pats to nevarēsit izdarīt, tāpēc jums būs jāpieaicina speciālists ar īpašu aprīkojumu. Tas ātri nomainīs darba šķidrumu, un sistēma darbosies vajadzīgajā režīmā

Sagatavotie elementi tiek savienoti viens ar otru, un pēc tam izveidotā iekārta caur polimēru caurulēm tiek pievienota apkures sistēmai un sākas iekārtas darbība.

Soli pa solim instrukcijas siltumsūkņa montāžai no ledusskapja ir aprakstītas Šis raksts.

2. metode. Siltumsūknis no gaisa kondicioniera

Lai izgatavotu siltumsūkni, tiek pārveidots gaisa kondicionieris un pārveidotas dažas galvenās sastāvdaļas. Pirmkārt, tiek nomainītas ārējās un iekšējās vienības.

Iztvaicētājs, kas ir atbildīgs par zemas kvalitātes siltuma pārnesi, nav papildus uzstādīts, jo tas atrodas iekārtas iekšējā blokā, un kondensators, kas pārraida siltumenerģiju, atrodas ārējā blokā. Kā dzesēšanas šķidrums ir piemērots gan gaiss, gan ūdens.

Ja šī uzstādīšanas iespēja nav ērta, kondensators tiek uzstādīts atsevišķā tvertnē, kas paredzēta pareizai siltuma apmaiņai starp apkures resursu un dzesēšanas šķidrumu.

Pati sistēma ir aprīkota ar četrvirzienu vārstu. Šim darbam parasti tiek pieaicināts speciālists ar profesionālām iemaņām un pieredzi šāda veida pasākumu vadīšanā.

Mūsdienu split sistēmas ir neefektīvas zemā temperatūrā, tāpēc profesionāļi neiesaka tās izmantot siltumsūkņu izgatavošanai pašiem

Trešajā variantā gaisa kondicionieris tiek pilnībā izjaukts tā sastāvdaļās, un pēc tam no tām tiek samontēts sūknis saskaņā ar tradicionālo vispārpieņemto shēmu: iztvaicētājs, kompresors, kondensators. Gatavā iekārta ir pievienota mājas apkures iekārtai un tiek sākta lietot.

Vietnē ir virkne rakstu par siltumsūkņu izgatavošanu ar savām rokām, iesakām izlasīt:

1. Kā ar savām rokām izgatavot siltumsūkni mājas apkurei: darbības princips un montāžas shēmas
2. Kā izgatavot gaiss-ūdens siltumsūkni: ierīču diagrammas un pašmontāža

Padomi sistēmas izvēlei

Zeme-ūdens iekārtu uzstādīšana ir dārgāka nekā visas citas iespējas, jo tai ir nepieciešama dziļa rakšana, ja iekārta atrodas vertikāli vai liela brīva platība, ieliekot komunikācijas horizontāli.

Šie parametri ierobežo sistēmas izmantošanu un ievērojami samazina tās pievilcību.

Ūdens-ūdens sūkņa uzstādīšanai ir arī daži ierobežojumi. Ja tuvumā ir pieejama ūdenstilpne, varat tajā ievietot sistēmu. Atklāta ūdens trūkuma dēļ būs jāurbj akas un drenāžas akas, kas arī nav lēti.

Gaiss-ūdens sūknis nerada uzstādīšanas problēmas un var pareizi darboties pat daudzdzīvokļu mājās, taču bargās ziemās ar zemu temperatūru tā efektivitāte samazinās un tā uzturēšanai ir nepieciešams paralēls enerģijas avots.

tomēr ģeotermālās apkures sakārtošana Rezultātā tas atmaksājas un sāk ražot bezmaksas resursus, ļaujot īpašniekiem dzīvot ērtākos, patīkamākos un ērtākos apstākļos, netērējot daudz naudas komunālajiem pakalpojumiem.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video ir uzskatāmi redzams, kā lielā mājā no gāzes silikāta bloka tiek uzstādīta apkures sistēma, kuras pamatā ir gaiss-ūdens ģeotermālās apkures iekārtas. Tiek atklātas dažas interesantas nianses attiecībā uz iekārtu uzstādīšanu un paziņoti reālie komunālo maksājumu skaitļi par mēnesi.

Kā darbojas zemes ūdens iekārtas.Detalizēts apraksts no speciālista ģeotermālo termo katlu uzstādīšanā, ieteikumi un noderīgi padomi mājamatniekiem no savas jomas profesionāļa.

Reāls iekārtas lietotājs dalās iespaidos par ģeotermālo siltumsūkni.

Profesionāls mehāniķis stāsta, kā mājās izgatavot siltumsūkni, izmantojot jaudīgu kompresoru un cauruļveida siltummaiņas daļas. Detalizēti norādījumi soli pa solim režīmā.

Ģeotermālais sūknis privātās mājsaimniecības apkurei ir veiksmīgs veids, kā radīt komfortablus dzīves apstākļus arī tur, kur nav pieejamas centralizētas sakaru sistēmas un konvencionālāki energoresursu avoti.

Sistēmas izvēle ir atkarīga no īpašuma teritoriālās atrašanās vietas un īpašnieku finansiālajām iespējām.

Vai jums ir pieredze ģeotermālā siltumsūkņa izgatavošanā? Lūdzu, dalieties informācijā ar mūsu lasītājiem un iesakiet savu montāžas iespēju. Zemāk esošajā veidlapā varat atstāt komentārus un pievienot savu paštaisīto produktu fotoattēlus.