Varme er en av de mest ettertraktede energitypene som kreves for å opprettholde menneskeliv. Samtidig er ressurskostnadene for produksjonen ganske imponerende - enten det er elektrisitet med petroleumsprodukter eller tradisjonelle brensler som kull og tre. På denne bakgrunn er det åpenbart behov for å tilby en alternativ oppvarmingsmetode. En av de mest lovende og aktivt utviklende tekniske løsningene av denne typen er en geotermisk varmepumpe, hvis konsept gradvis nærmer seg innenlandske driftsforhold.
Teknologioversikt
Enhver idé om en alternativ varmekilde innebærer bruk av et eller annet naturlig materiale eller fenomen. I dette tilfellet er undergrunnen den sentrale energileverandøren. Jord på vissedyp nok til å opprettholde en tilstrekkelig temperatur slik at varmen kan akkumuleres og brukes videre på overflaten. Hydrologiske ressurser kan også betraktes som en varmekilde, noe som gjør justeringer av den tekniske utformingen av lagringsinfrastrukturen.
For å representere effektiviteten til denne teknologien kan det bemerkes at når man investerer 1 kW energi i vedlikehold av en jordvarmepumpe, kan man få en avkastning i form av 2-6 kW. Hva forklarer en så høy effektivitet? Sammenlignet med andre måter å behandle naturlige energikilder på, gir ikke geotermiske mekanismer mellomliggende konverteringstrinn. For eksempel krever lagring av solenergi at lys og varme omdannes til elektrisitet, som brukes til å drive huset. I dette tilfellet konverteres ikke varmen, men overføres direkte eller med minimale overgangstrinn til målforbrukerne.
Driftsprinsipp
Til å begynne med er det verdt å identifisere de spesifikke punktene som er involvert i prosessen med geotermisk oppvarming. Prosessen begynner i bakken - på et nivå som ligger under frysepunktet. Temperaturen kan variere avhengig av dybden. For en minimal termisk effekt er det nok at den overstiger 0 ° C, men i praksis regnes 35-40 ° C som en økonomisk begrunnet indikator. Sluttbrukeren er varmekretsen.
En spesiell rørledning er ansvarlig for å overføre energi fra bakken til hjemmevarmesystemet,betjenes av en jordvarmepumpe. Driftsprinsippet er basert på at varme overføres gjennom denne tilførselsledningen med en fordampervarmeveksler langs kjølemiddelkretsen. Som i klimaanlegg, spiller freon rollen som det aktive fordampende stoffet. Før starten av pumpen er den i flytende tilstand, og etter oppstart går den over i gassform. Videre overføres det oppdaterte kjølemediet til kompressoren, hvis kommunikasjon er koblet til den endelige varmekretsen. Overflødig freon på dette tidspunktet slippes ut gjennom utløpskanalen.
Geotermisk utstyr
Det viktigste funksjonelle elementet i systemet er en termisk mekanisk pumpe. Strukturen til enheten er representert av tre kretser:
- Ekstern. Sirkulerer konvensjonell kjølevæske i form av frostvæske eller s altvann.
- Internt. Inneholder kjølemiddel i forseglede kammer der oppvarming-fordampningsprosesser finner sted.
- Ytre sløyfe som går direkte til målservert system.
Listen over arbeidslegemer til en geotermisk varmepumpe for oppvarming inkluderer også en kompressor, en fordamper, en utløpskanal og varmebærere. Det er viktig å merke seg at design, layout og tilleggsfunksjonalitet kan variere avhengig av applikasjonen. Det finnes installasjoner for jord, for vann og luft, samt kombinerte systemer som kan fungere under forskjellige forhold.
Varmekilder og lagringsfasiliteter
Geotermiske systemer har mange fordeler,knyttet til økonomisk energiforsyning, praktisk og teknologisk tilgjengelighet for hjemmebruk. Men, som andre systemer som lagrer alternativ energi, er den avhengig av kilden. Derfor, for å være sikker på stabiliteten til varmeforsyningen, er det nødvendig å tenke over på forhånd muligheten for å koble til en reserveenergiforsyningskanal. Grunn og hydrologiske kilder vil bli diskutert nedenfor, men foreløpig bør du gjøre deg prinsipielt kjent med den fungerende infrastrukturen som jordvarmepumpen tjener som et ressursforsyningssystem. Bulkmaterialer, rør, sonder og strukturer, hvis struktur kan akkumulere energi, fungerer som varmemottakere. Spesielt kan dette være varmematter knyttet til en pumpe, kjølevæske og tredjeparts varmesystemer.
Grunnkilde for termisk energi
Høykapasitetssystemer som lagrer geotermisk energi er plassert i felt på ca. 200 m22. Et jordlag 40-50 cm tykt fjernes fra den markerte sonen under frysepunktet. Generelt oppnås en tykkelse på 150-200 cm Disse og andre data er angitt i prosjektet med beregning av energivolumer for en bestemt varmekrets. Mye vil også avhenge av regionen, siden man i ett område kan trekke ut 30 W fra 1 m2, og i et annet - 70-80 fra 1 m2.
Brønner, grøfter eller solide plattformer er dannet på stedet for å romme akkumulerende elementer. Den mest tilgjengelige i implementering vurderesen vertikal nedihullsinstallasjon der spiralakkumuleringsrør eller matter er plassert. I en horisontal konfigurasjon av inntaksinfrastrukturen kan en bergvarmepumpe for oppvarming produsere store mengder energi, men den har ulemper. De er relatert til kompleksiteten til jordarbeid (krever spesialutstyr for å utvikle store områder), utelukkelse av landskapsarbeid og lavere temperaturer ved slutten av fyringssesongen.
Vannkilde for termisk energi
De viktigste tjenesteobjektene i dette tilfellet er innsjøer, reservoarer og dammer. Når det gjelder de akkumulerende elementene, utføres deres funksjon av polymerrør med frostvæskefylling. Volumet av utvunnet energi kan i gjennomsnitt representeres som 30 W per 1 m rør. For komplekst vedlikehold av et stort privat hus kreves det 12 kW - derfor er det nødvendig å organisere et rørsystem som er 400 m langt.
Det finnes en annen tilnærming til varmelagring fra hydrologiske ressurser. Hvis det ikke er innsjøer og reservoarer i nærheten, kan du på din egen side utstyre 2-3 brønner med brønner med en dybde på omtrent 20 m. Vannet på dette nivået vil ha en temperatur på omtrent 10 ° C, men dette er nok for tilleggsvarmefunksjonen. Poenget er at en jordvarmepumpe utfører oppgaven med å hele tiden sirkulere varmt eller varmt vann. På den ene siden av kretsen varmes ressursen konstant opp i brønnene uten den minste kostnad, og huset akkumulerer energi fra den nylig mottatte delen av vann.
Geotermisk systeminstallasjon
Før man bestemmer seg for å kjøpe utstyr, bør man vurdere om bruken av denne teknologien i utgangspunktet er berettiget i en bestemt region. For å gjøre dette utføres en rekke geologiske letestudier med bestemmelse av dybden av jordfrysing.
I installasjonen er rør eller andre akkumulerende elementer involvert, pumpe og installasjonsarmaturer. Den interne varmeinfrastrukturen kan dannes av radiatorer, viftekjølere eller et varmtvannsgulv, etc. Dette vil være systemet for å forbruke den medfølgende ressursen.
Så det installeres geotermiske varmepumper til huset i brønner - som allerede nevnt, ikke bare land, men også vann. Det er mulig å utstyre brønner, grøfter og felt med et likvidert lag med jord, men dette alternativet brukes oftere til industriell varmeforsyning. I den opprettede nisjen legges batterier over hele nettstedet - i en rettlinjet eller spiralkonfigurasjon. Kretsene er koblet til en pumpe plassert på overflaten, som igjen er koblet til boligvarmekretser.
produsenter av geotermiske pumper
Segmentet utvikles aktivt av innsats fra de største utviklerne av HVAC-utstyr. Spesielt presenterer kjeleprodusenten Viessmann pålitelige enheter for vann- og grunnvarmelagring ved en driftstemperatur på rundt +65 °C. For industrielle og offentlige bygg med et areal på 300-350 m2 er NIBE F1145 bergvarmepumpe tilgjengelig. Til hansfunksjoner inkluderer muligheten til å koble til et trefaset nettverk på 380 V, og et enfaset nettverk på 220 V. Det japanske selskapet Mitsubishi tilbyr universelle modeller av geotermiske pumper når det gjelder bruksområder. Utviklerne av dette selskapet har utviklet konseptet med flersones varmeseparasjon med et forenklet kontrollsystem siden 2007.
Ikke overse et så lovende segment og innenlandske selskaper. For eksempel er en russisk-laget BROSK Mark II 100 geotermisk varmepumpe designet spesielt for en privat forbruker - eieren av et lite landsted. Men til tross for den beskjedne ytelsen karakteriseres dette utstyret som pålitelig, energieffektivt og multifunksjonelt.
Positiv tilbakemelding om teknologi
Denne oppvarmingsmetoden tiltrekker seg mange mennesker med bekvemmeligheten av vedlikehold, vedlikehold og, selvfølgelig, minimale økonomiske kostnader under drift. Utstyret krever praktisk t alt ikke forbrukbare drivstoffmaterialer. Elektriske ressurser er nødvendig for å sikre funksjonen til samme pumpe og kontrollutstyr, men de er ubetydelige på bakgrunn av mengden energi som returneres. Miljøvennligheten til jordvarmepumper vektlegges også. Anmeldelser og i det hele tatt en av de første stedene blant plussene setter det faktum at arbeidsinfrastrukturen ikke tar opp plass i huset. Bare kommunikasjon blir brakt inn, og resten av de funksjonelle enhetene og nodene forblir på gaten.
Negative anmeldelser
Med en fullverdig fyrrom geotermisk ytelsesystemer er ikke sammenlignbare. Og poenget er ikke engang i spesifikke strømindikatorer, men i den krampaktige tilførselen av varme. Mange klager på lange perioder med lave energileveranser, og det er derfor det anbefales å organisere reserveforsyningssystemer. Men det er en annen mangel her. Selv om det brukes litt penger på vedlikehold av utstyret, kan den første investeringen sammenlignes med kjøp av en kraftig industrikjele. Til og med en geotermisk varmepumpe av russisk opprinnelse BROSK Mark II 100 er tilgjengelig på markedet for 250-300 tusen rubler. avhengig av konfigurasjonen. Installasjonskostnadene vil også koste 50-70 tusen rubler.
Konklusjon
Det er ganske mange muligheter for å organisere varmeforsyning i et privat hus. Hver av dem er dyr på sin egen måte under drift - fra dyre elektriske paneler til økonomiske gasskjeler. Men tradisjonelt utstyr i moderne design er et system som er optimalisert i design og enkelt å administrere. Hva kan tiltrekke seg en jordvarmepumpe for oppvarming av boliger? Selvfølgelig vil den økonomiske faktoren komme i forgrunnen, men hva annet? Du kan henvende deg til slike installasjoner hvis det er nok plass på stedet til å organisere komplekset. I dette tilfellet kan du stole på minst passiv romoppvarming uten konstant overvåking og vedlikehold. Og en ting til - dette er fullstendig autonomi, som tillater bruk av geotermisk utstyr som reservevarmekilde.
