Varme er en af de mest eftertragtede energityper, der kræves for at opretholde menneskeliv. Samtidig er ressourceomkostningerne for dens produktion ret imponerende - uanset om det er elektricitet med olieprodukter eller traditionelle brændsler som kul og træ. På denne baggrund er der naturligvis behov for at tilbyde en alternativ opvarmningsmetode. En af de mest lovende og aktivt udviklende tekniske løsninger af denne type er en geotermisk varmepumpe, hvis koncept gradvist nærmer sig huslige driftsforhold.
Teknologioversigt
Enhver idé om en alternativ varmekilde involverer service af et eller andet naturligt materiale eller fænomen. I dette tilfælde er undergrunden den centrale energileverandør. Jord på vissedyb nok til at opretholde en tilstrækkelig temperatur, så dens varme kan akkumuleres og bruges yderligere på overfladen. Hydrologiske ressourcer kan også betragtes som en varmekilde, der foretager justeringer af det tekniske design af lagerinfrastrukturen.
For at repræsentere effektiviteten af denne teknologi kan det bemærkes, at når man investerer 1 kW energi i vedligeholdelsen af en jordvarmepumpe, kan man få et afkast i form af 2-6 kW. Hvad forklarer en så høj effektivitet? Sammenlignet med andre metoder til behandling af naturlige energikilder giver geotermiske mekanismer ikke mulighed for mellemliggende konverteringstrin. Solenergilagring kræver for eksempel, at lys og varme omdannes til elektricitet, som bruges til at drive huset. I dette tilfælde omdannes varmen ikke, men overføres direkte eller med minimale overgangstrin til målforbrugerne.
Driftsprincip
Til at begynde med er det værd at identificere de specifikke punkter, der er involveret i processen med geotermisk opvarmning. Processen begynder i jorden - på et niveau, der er placeret under frysepunktet. Temperaturen kan variere afhængigt af dybden. For en minimal termisk effekt er det nok, at det overstiger 0 ° C, men i praksis betragtes 35-40 ° C som en økonomisk begrundet indikator. Slutbrugeren er varmekredsen.
En speciel rørledning er ansvarlig for at overføre energi fra jorden til hjemmets varmesystem,betjenes af en jordvarmepumpe. Driftsprincippet er baseret på, at varme overføres gennem denne forsyningsledning med en fordampervarmeveksler langs kølemiddelkredsløbet. Som i klimaanlæg spiller freon rollen som det aktive fordampende stof. Før pumpens start er den i flydende tilstand, og efter opstart går den over i en gasform. Yderligere overføres det opdaterede kølemiddel til kompressoren, hvis kommunikation er forbundet med det endelige varmekredsløb. Overskydende freon på dette tidspunkt udledes gennem udløbskanalen.
geotermisk udstyr
Det vigtigste funktionelle element i systemet er en termisk mekanisk pumpe. Enhedens struktur er repræsenteret af tre kredsløb:
- Ekstern. Cirkulerer konventionelt kølemiddel i form af frostvæske eller s altlage.
- Internt. Indeholder kølemiddel i lukkede kamre, hvor opvarmnings-fordampningsprocesser finder sted.
- Ydre sløjfe, der går direkte til det målserverede system.
Listen over arbejdslegemer til en geotermisk varmepumpe til opvarmning inkluderer også en kompressor, en fordamper, en afgangskanal og varmebærere. Det er vigtigt at bemærke, at design, layout og yderligere funktionalitet kan variere afhængigt af applikationen. Der er installationer til jord, til vand og luft, samt kombinerede systemer, der kan arbejde under forskellige forhold.
Varmekilder og lagerfaciliteter
Geotermiske systemer har mange fordele,forbundet med økonomisk energiforsyning, praktisk anvendelighed og teknologisk tilgængelighed til privat brug. Men ligesom andre systemer, der lagrer alternativ energi, er den afhængig af kilden. Derfor, for at være sikker på stabiliteten af varmeforsyningen, er det nødvendigt på forhånd at tænke over muligheden for tilslutning til en backup-energiforsyningskanal. Jord og hydrologiske kilder vil blive diskuteret nedenfor, men indtil videre bør du i princippet sætte dig ind i den fungerende infrastruktur, som jordvarmepumpen tjener som et ressourceforsyningssystem. Bulkmaterialer, rør, sonder og strukturer, hvis struktur kan akkumulere energi, fungerer som varmemodtagere. Disse kan især være varmemåtter forbundet med en pumpe, kølevæske og tredjeparts varmesystemer.
Jordkilde til termisk energi
Systemer med høj kapacitet, der lagrer geotermisk energi, er placeret i marker på omkring 200 m22. Et jordlag på 40-50 cm tyk fjernes fra den markerede zone under frysepunktet. Generelt opnås en tykkelse på 150-200 cm Disse og andre data er angivet i projektet med beregning af energimængder for en bestemt varmekreds. Meget vil også afhænge af regionen, da man i ét område kan udvinde 30 W fra 1 m2, og i et andet - 70-80 fra 1 m2.
Brønde, skyttegrave eller solide platforme er dannet på stedet for at rumme akkumulerende elementer. Den mest tilgængelige i implementeringen betragtesen lodret borehulsinstallation, hvori spiralakkumuleringsrør eller måtter er placeret. I en horisontal konfiguration af indsugningsinfrastrukturen kan en jordvarmepumpe til opvarmning producere store mængder energi, men den har ulemper. De vedrører kompleksiteten af jordarbejde (kræver særligt udstyr til at udvikle store områder), udelukkelse af enhver landskabspleje og lavere temperaturer ved slutningen af fyringssæsonen.
Vandkilde til termisk energi
De vigtigste formål med tjenesten i dette tilfælde er søer, reservoirer og damme. Hvad angår de akkumulerende elementer, udføres deres funktion af polymerrør med frostvæskefyldning. Volumen af udvundet energi i gennemsnit kan repræsenteres som 30 W pr. 1 m rør. Til kompleks vedligeholdelse af et stort privat hus kræves 12 kW - derfor er det nødvendigt at organisere et rørsystem på 400 m.
Der er en anden tilgang til varmelagring fra hydrologiske ressourcer. Hvis der ikke er søer og reservoirer i nærheden, kan du på dit eget sted udstyre 2-3 brønde med brønde med en dybde på omkring 20 m. Vandet på dette niveau vil have en temperatur på omkring 10 ° C, men det er nok til tilskudsvarmefunktionen. Den nederste linje er, at en jordvarmepumpe udfører opgaven med konstant at cirkulere varmt eller varmt vand. På den ene side af kredsløbet opvarmes ressourcen konstant i brøndene uden den mindste omkostning, og huset akkumulerer energi fra den nyligt modtagne portion vand.
Geotermisk systeminstallation
Før man beslutter sig for at købe udstyr, bør man vurdere, om brugen af denne teknologi grundlæggende er berettiget i en bestemt region. For at gøre dette udføres en række geologiske udforskningsundersøgelser med bestemmelse af dybden af jordfrysning.
I installationen er rør eller andre akkumulerende elementer, en pumpe og installationsfittings involveret. Den interne varmeinfrastruktur kan dannes af radiatorer, ventilatorkølere eller et varmtvandsgulv mv. Dette vil være systemet til at forbruge den leverede ressource.
Så der installeres geotermiske varmepumper til huset i brønde - som allerede nævnt, ikke kun jord, men også vand. Det er muligt at udstyre brønde, skyttegrave og marker med et likvideret lag af jord, men denne mulighed bruges oftere til industriel varmeforsyning. I den oprettede niche lægges batterier over hele stedet - i en lige linje eller spiralkonfiguration. Kredsløbene er forbundet med en pumpe placeret på overfladen, som igen er forbundet med boligvarmekredsløb.
Producenter af geotermiske pumper
Segmentet udvikles aktivt af indsatsen fra de største udviklere af HVAC-udstyr. Specielt kedelproducenten Viessmann præsenterer pålidelige enheder til vand- og jordvarmelagring ved en driftstemperatur på omkring +65 °C. Til industrielle og offentlige bygninger med et areal på 300-350 m2 er jordvarmepumpen NIBE F1145 tilgængelig. Til hansfunktioner omfatter muligheden for at oprette forbindelse til et trefaset netværk ved 380 V og et enkeltfaset netværk ved 220 V. Det japanske firma Mitsubishi tilbyder universelle modeller af geotermiske pumper med hensyn til applikationer. Udviklerne af denne virksomhed har siden 2007 udviklet konceptet med multi-zone varmeadskillelse med et forenklet kontrolsystem.
Ignorer ikke et så lovende segment og indenlandske virksomheder. For eksempel er en russisk-fremstillet BROSK Mark II 100 geotermisk varmepumpe designet specifikt til en privat forbruger - ejeren af et lille landsted. Men på trods af den beskedne ydeevne er dette udstyr karakteriseret som pålideligt, energieffektivt og multifunktionelt.
Positiv feedback om teknologi
Denne opvarmningsmetode tiltrækker mange mennesker med bekvemmeligheden af vedligeholdelse, vedligeholdelse og selvfølgelig minimale økonomiske omkostninger under drift. Udstyret kræver praktisk t alt ikke forbrugbare brændstofmaterialer. Elektriske ressourcer er nødvendige for at sikre funktionen af den samme pumpe og styreudstyr, men de er ubetydelige på baggrund af mængden af returneret energi. Jordvarmepumpernes miljøvenlighed fremhæves også. Anmeldelser og overhovedet et af de første steder blandt plusserne sætter det faktum, at arbejdsinfrastrukturen ikke optager plads i huset. Kun kommunikation bringes ind, og resten af de funktionelle enheder og knudepunkter forbliver på gaden.
Negative anmeldelser
Med en fuldgyldig kedelrums geotermisk ydeevnesystemer er ikke sammenlignelige. Og pointen er ikke engang i specifikke strømindikatorer, men i den krampagtige forsyning af varme. Mange klager over lange perioder med lave energileverancer, hvorfor det anbefales at organisere backup-forsyningssystemer. Men der er en anden mangel her. Selvom der bruges lidt penge på vedligeholdelse af udstyret, kan den første investering sammenlignes med køb af en kraftig industrikedel. Selv en geotermisk varmepumpe af russisk oprindelse BROSK Mark II 100 er tilgængelig på markedet for 250-300 tusind rubler. afhængig af konfigurationen. Installationsomkostninger vil også koste 50-70 tusind rubler.
Konklusion
Der er rigtig mange muligheder for at organisere varmeforsyningen i et privat hus. Hver af dem er dyre på sin egen måde under drift - fra dyre elektriske paneler til økonomiske gaskedler. Men traditionelt udstyr i et moderne design er et system, der er optimeret i design og let at administrere. Hvad kan tiltrække en jordvarmepumpe til boligopvarmning? Selvfølgelig vil den økonomiske faktor komme i forgrunden, men hvad ellers? Du kan henvende dig til sådanne installationer, hvis der er plads nok på stedet til at organisere komplekset. I dette tilfælde kan du som minimum regne med passiv rumopvarmning uden konstant overvågning og vedligeholdelse. Og en ting mere - dette er fuldstændig autonomi, der tillader brugen af geotermisk udstyr som backup-varmekilde.
