گرمایش توسط آبهای زیرزمینی ما از گرمای زمین برای گرم کردن خانه استفاده می کنیم. تجهیزات زمین گرمایی برای استفاده از گرمای زمین

این یک واقعیت شناخته شده است که گرم کردن یک خانه خصوصی با پمپ حرارتی کارآمدترین راه در بین تمام روش های موجود است. این موضوع به دلیل افزایش مداوم قیمت حامل های انرژی یا عدم حضور آنها در یک منطقه خاص مورد توجه بسیاری از صاحبان خانه است. بگذارید با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم که گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی چیست، چگونه کار می کند و برای نصب آن چه چیزی لازم است.

اصل عملکرد سیستم های زمین گرمایی

اگر هرگز پشت یخچال خانه خود را که در آن مشبک مبدل حرارتی قرار دارد، لمس نکرده اید، آن را امتحان کنید. متوجه می شوید که رنده داغ است. گرم می شود زیرا گرما را از فضای داخلی که در آن غذا ذخیره می شود به بیرون منتقل می کند. در نتیجه دمای داخل کاهش می یابد و گرمای بیرون در فضای آشپزخانه پخش می شود. یعنی دستگاه تبرید انرژی حرارتی را از مکانی به مکان دیگر منتقل می کند.

پمپ حرارتی مانند یخچال است، فقط برعکس عمل می کند. این اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی است، به طوری که گرمای موجود در خارج از خانه برای گرم کردن آن به داخل منتقل می شود. از نظر تئوری، هر ماده یا جسمی که دمای آن بالاتر از صفر مطلق (منهای 273 ºC) باشد، دارای گرما به شکل انرژی حرکت مولکولی است. در مورد دمای خاک زیر عمق انجماد چه می توانیم بگوییم که همیشه ثابت است و در 5-7 ºC نگه می دارد.

برای مرجع.شما می توانید این را با رفتن به یک انبار عمیق تأیید کنید. در طول سال دمای یکسانی دارد. به همین دلیل، در تابستان، سیستم های گرمایش زمین گرمایی می توانند برعکس عمل کنند و به جای گرما، خنکی را به خانه وارد کنند.

به خودی خود دمای +7 ºС برای گرم کردن ساختمان نامناسب است ، این قابل درک است. وظیفه ای که سیستم گرمایش زمین گرمایی حل می کند دقیقاً گرفتن بخشی از این گرما، تبدیل آن و انتقال آن به خانه است. برای این منظور، یک مدار حذف گرما از تعداد زیادی لوله که در زیر عمق انجماد قرار گرفته اند، در زمین چیده شده است. یک مایع غیر انجماد به طور مداوم در مدار در حال حرکت است که توسط یک پمپ گردش خون هدایت می شود.

با گرم شدن تا دمای زمین، مایع وارد مبدل حرارتی - اواپراتور می شود. در آنجا گرما را با مدار دوم مبادله می کند، جایی که مبرد (فریون) تحت فشار ایجاد شده توسط کمپرسور به گردش در می آید. به همین دلیل، مبرد در دمای پایین تبخیر می شود و مقدار زیادی گرما را از مدار اولیه خارج می کند.

علاوه بر این، با عبور از شیر انبساط، فریون وارد مبدل حرارتی دوم - کندانسور می شود. در همان زمان، فشار آن کاهش می یابد و مبرد متراکم می شود و گرما را به مدار سوم - سیستم گرمایش ما منتقل می کند. این اصل گرمایش زمین گرمایی است، زمانی که سیستم انرژی را از بیرون به خانه با حداقل هزینه منتقل می کند. از این گذشته ، معلوم می شود که برای عملکرد آن ، برای چرخاندن روتورهای موتورهای کمپرسور و پمپ به برق نیاز است. به طور متوسط ​​3 کیلووات ساعت برق برای گرم کردن یک خانه شخصی با مساحت 300 متر مربع استفاده می شود. جزئیات بیشتر در مورد اصل عملیات در ویدیو توضیح داده شده است:

انواع سیستم های زمین گرمایی

در واقع، سیستم ها فقط در ساختار مدار خارجی می توانند متفاوت باشند، در غیر این صورت تجهیزات یکسان است. در حال حاضر 3 نوع کانتور خارجی وجود دارد:

• به صورت افقی در زمین گذاشته شده است.
• کاوشگرهای زمین گرمایی عمودی؛
• غوطه ور در ته نزدیکترین بدنه آبی.

در مورد اول، بسیاری از لوله ها در امتداد پایین حفاری افقی منطقه محاسبه شده گذاشته می شوند. عیب این روش این است که نصب گرمایش زمین گرمایی به فضای زیادی در زمین نیاز دارد و برای استفاده در مرحله ساخت خانه توصیه می شود، زمانی که می توانید یک گودال پایه را حفر کنید و لوله ها را درست در زیر خانه آینده دفن کنید.

پروب های عمودی به شکل دسته های لوله با مایع خنک کننده به چاه های عمیق فرو می روند. این روش رایج ترین است، زیرا در مناطق کوچکی که قبلاً توسط مالک ساخته شده است در دسترس است. غوطه ور شدن کانتور به پایین مخزن تا آنجا که ممکن است استفاده می شود، یعنی در صورت وجود چنین مخزنی. از نظر کارایی سیستم، این 3 روش عملاً تفاوتی ندارند، فقط در هزینه ساخت تفاوت وجود دارد.

نتیجه.مزیت اصلی پمپ های حرارتی زمین گرمایی برای گرمایش، راندمان بسیار بالا است. اما این مزیت با معایبی مانند پیچیدگی و هزینه بسیار بالای کار و تجهیزات جبران می شود. علاوه بر این، این سیستم به برق بستگی دارد، بنابراین باید علاوه بر این، در یک ژنراتور دیزل سرمایه گذاری کنید تا در صورت خاموش شدن یخ نزنید.

فوراً رزرو کنید که گرمایش زمین گرمایی را خودتان انجام دهید یک افسانه است. کارهای مربوط به محاسبه طول مدارها و توان مبدل حرارتی و توسعه پروژه به طور کلی فقط توسط متخصص در این زمینه که دارای تحصیلات و تجربه مهندسی باشد قابل انجام است. در مورد اجرای پروژه، پس از آن نمی توان از تجهیزات حفاری یا جابجایی زمین صرف نظر کرد، شما گودال را به صورت دستی حفر نمی کنید. همین امر در مورد نصب لوله ها، تخمگذار آنها در خانه و نصب تجهیزات نیز صدق می کند.

تنها کاری که می توانید با دستان خود انجام دهید مونتاژ یک سیستم گرمایش خانه است. در مورد این موضوع می توانید اطلاعات کافی را در مقالات دیگر بیابید. ما چند توصیه کلی ارائه خواهیم کرد:

• قرارداد رسمی با شرکت پیمانکار منعقد و کلیه نکات در آن قید گردد.
• با توجه به ویژگی های عملکرد سیستم های خورشیدی برای گرم کردن یک خانه خصوصی، یک طرح گرمایش با دمای پایین بهترین گزینه است. اینها شامل گرمایش از کف و کنوکتورهای آب قرنیز است. رادیاتورهای سنتی را نیز می توان عرضه کرد، اما این قصد باید از قبل به متخصصان درگیر در محاسبات پمپ حرارتی اطلاع داده شود.
• برای ایمنی، داشتن یک دیگ بخار پشتیبان در خانه، ترجیحاً دیگ بخار غیرفرار که با چوب یا سوخت دیزل کار می کند، ضرری ندارد. با این کار از موقعیت هایی که می توانید در اواسط زمستان در نتیجه نوعی نقص یا تصادف سیستم بدون گرمایش باقی بمانید، جلوگیری می کند.
• برای همین منظور، خرید یک ژنراتور دیزلی یا بنزینی برق ضروری است. منابع برق اضطراری معمولی کار نخواهند کرد، برق یا شارژ کافی نخواهند داشت.

بهترین حالت زمانی است که مبدل حرارتی زمین گرمایی در زیرزمین یا زیرزمین خانه به همراه سایر تجهیزات گرمایشی قرار گرفته باشد. بنابراین برقراری ارتباطات راحت تر و ارزان تر است.

نتیجه

پمپ حرارتی به‌عنوان زاییده‌ی پیشرفته‌ترین فناوری‌ها، در اروپای غربی بسیار رایج است. در کشور ما به دلیل هزینه قابل توجهی که دارد یک لوکس غیرقابل دسترس محسوب می شود. حتی شهروندان ثروتمند عجله ای برای سرمایه گذاری در چنین گرمایشی ندارند، زیرا آنها صاحب کلبه هایی با مساحت بزرگ هستند، جایی که گرمایش زمین گرمایی برای مدت طولانی جواب می دهد. از این نظر خانه ای به مساحت 150 متر مربع بهترین گزینه محسوب می شود.

در دهه‌های اخیر، زندگی فعال افرادی که نیازهای آنها را برآورده می‌کنند، تأثیرات بسیار منفی بر طبیعت و محیط زیست گذاشته است. و نیروگاه های حرارتی نقش مهمی در این فرآیند داشتند. در همان زمان، جامعه شروع به درک این موضوع کرد که منابع طبیعی نامحدود نیستند، به همین دلیل است که در سال های اخیر آنها شروع به معرفی آنالوگ های منابع تامین گرما کردند. یکی از راه های جایگزین برای گرم کردن خانه، گرمایش زمین گرمایی است. این سیستم ساده و موثر است و شما می توانید آن را خودتان بسازید.

توجه داشته باشید که گرمایش زمین گرمایی در ایالات متحده و کشورهای اروپایی به منبع اصلی گرما تبدیل شده است، اما امروزه در روسیه تنها به عنوان جایگزینی برای گاز، برق، سوخت جامد و سایر انواع گرمایش در نظر گرفته می شود. به زودی گرمایش زمین گرمایی به اصلی ترین حالت تبدیل می شود، زیرا بررسی ها می گویند که این یک روش مقرون به صرفه برای گرم کردن خانه شما بدون آسیب به محیط زیست و به نفع خودتان است.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

چنین پدیده ای مانند گرمایش زمین گرمایی، که اصل آن شبیه یک یخچال معمولی است، فقط به صورت معکوس، روز به روز محبوب تر می شود. زمین به طور مداوم گرما را حفظ می کند، ممکن است اجسام واقع در سطح آن را گرم کند. نکته اصلی این است که ماگمای داغ زمین را از داخل گرم می کند و به لطف زمین از بالا یخ نمی زند.

انرژی حرارتی که در طی فرآیند گرمایش به دست می آید توسط یک سیستم زمین گرمایی مبتنی بر یک پمپ حرارتی ویژه استفاده می شود.

و اصل کار در اینجا به شرح زیر است: یک پمپ حرارتی در بالا قرار می گیرد، یک مبدل حرارتی به یک محور خاکی مخصوص پایین می آید. آب زیرزمینی از پمپ عبور می کند و گرم می شود. بنابراین گرمایی که در این حالت به دست می آید برای مصارف صنعتی یا خانگی استفاده می شود. گرمایش زمین به این صورت است.

لازم به ذکر است که مزیت اصلی چنین سیستمی این است که با هزینه برق 1 کیلو وات انرژی حرارتی مفیدی در محدوده 4 تا 6 کیلو وات بدست می آوریم. برای مقایسه، یک تهویه مطبوع معمولی قادر به تبدیل 1 کیلو وات برق به 1 کیلو وات انرژی حرارتی نیست (قانون بقای انرژی، زیرا تلفات در هنگام تبدیل یک نوع انرژی به نوع دیگر، متأسفانه، هنوز لغو نشده است. ). گرمایش از گرمای زمین با رویکرد صحیح در اجرای گرمایش زمین گرمایی به اندازه کافی سریع جواب می دهد.

ویژگی های سیستم

البته، ساخت گرمایش زمین گرمایی با دستان خود چندان آسان نیست، اما کاملاً ممکن است. و برای شروع، یک معدن در حال ساخت است. پارامترهای معدن برای هر مورد به طور جداگانه محاسبه می شود. ابعاد آن به آب و هوای منطقه شما، نوع خاک، ویژگی های ساختاری پوسته زمین منطقه و منطقه محلی که چنین سیستمی در آن نصب خواهد شد بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، عمق معدن از 25 تا 100 متر است.

علاوه بر این، نصب گرمایش زمین گرمایی شامل مرحله ای مانند پایین آوردن لوله های جاذب گرما در معدن زمین است. عملکرد این لوله ها به شرح زیر است: گرما را به پمپ می دهند که دمای مایع را بالا می برد و آن را به گرما می رساند. توجه داشته باشید که اگر تصمیم دارید سیستم های گرمایش زمین گرمایی را با دستان خود بسازید، به یک دستیار نیاز خواهید داشت، زیرا لوله ها می توانند بسیار سنگین باشند.

توجه داشته باشید که در تابستان گرمایش از زمین به عنوان تهویه مطبوع عمل می کند. برای انجام این کار، باید مکانیسم معکوس را فعال کنید. در حین کار، مبدل حرارتی انرژی خنک کننده می گیرد.

سیستم چگونه کار می کند

این یک سیستم کارآمد و سازگار با محیط زیست است - گرمایش حرارتی، اصل عملکرد آن می تواند به سه روش اصلی ادامه یابد:

1. از انرژی حرارتی آب های زیرزمینی عمیق استفاده می شود. چنین آبی دمای بالایی دارد، پمپ حرارتی آن را بالا می برد و گرم می کند. سپس آب از طریق مبدل حرارتی عبور می کند و بخش اصلی انرژی خود را خارج می کند.
2. این روش مستلزم هزینه های اضافی از سوی مالکان است. یک مخزن حاوی ضد یخ از 75 متر به پایین به عمق خاک فرو می رود. گرم می شود و با کمک یک پمپ حرارتی به مبدل حرارتی می رسد. پس از اینکه گرما به مبدل حرارتی داده شد، ضد یخ به مخزن باز می گردد.
3. و برای راه سوم راه اندازی سیستم اصلا نیازی به تجهیز معدن خاک نیست. چنین گرمایشی از زمین برای گرمایش ساختمان هایی که به مخزن دسترسی دارند مناسب است. بنابراین، در امتداد کف مخزن، پروب های افقی از مبدل حرارتی قرار می گیرند و گرمای آب را در پایین تبدیل می کنند.

مزایای سیستم گرمایش زمین گرمایی

سیستم های گرمایش زمین گرمایی چندین مزیت دارند:

• آزاد شدن انرژی حرارتی چندین برابر بیشتر از مصرف برق مورد نیاز پمپ است.
• ایمنی زیست محیطی بیشتر از سایر سیستم های گرمایشی است، زیرا سیستم های گرمایش زمین گرمایی هیچ گونه انتشار مضری تولید نمی کنند.
• برای اینکه سیستم زمین گرمایی کار کند، نیازی به سوخت یا مواد شیمیایی اضافی نیست. بنابراین، برای مالکان و محیط زیست بی خطر است.
• در عملیات چنین گرمایشی خطر انفجار یا آتش سوزی وجود ندارد.
• اگر سیستم گرمایشی به درستی نصب شود، حداقل 30 سال بدون پشتیبانی فنی دوام می آورد.

ما خودمان گرمایش زمین گرمایی را نصب می کنیم

فوراً چنین ویژگی را متذکر می شویم: کسانی که تصمیم دارند گرمایش را با گرمای زمین تجهیز کنند باید یک بار مبلغ زیادی را در این زمینه سرمایه گذاری کنند. البته با گذشت زمان این هزینه جواب می دهد چون یکی دو سال برای خودمان مسکن نمی سازیم. همچنین، قیمت گاز و برق هر سال افزایش می‌یابد، و با سیستم زمین گرمایی، نمی‌دانید این افزایش قیمت چیست.

توجه داشته باشید که در داخل اتاقی که می خواهید گرم کنید، عناصر گرمایشی نصب شده است که هیچ تفاوتی با گرمایش آب ندارند. خانه شما توسط رادیاتورها گرم می شود و گرمای موجود در آنها از طریق لوله ها عبور می کند.

با این حال، در این سیستم، بیشتر آن در زیر زمین پنهان خواهد شد. گرمایش با انرژی زمین وجود چاه و مبدل حرارتی است. در خانه، فقط باید وسیله ای قرار دهید که گرما تولید کند - معمولاً فضای زیادی را اشغال نمی کند.

در چنین دستگاهی کاربر قادر به کنترل دما و تامین انرژی حرارتی خواهد بود. نصب خود سیستم گرمایش در مسکن به طور معمول انجام می شود - با انشعاب خط لوله و رادیاتور. اگر خانه خصوصی دارید یا خود ساختمان کوچک است، در این حالت ژنراتور سیستم در یک اتاق جداگانه یا در زیرزمین نمایش داده می شود.

توزیع سیستم گرمایش زمین گرمایی

گرمایش با کمک گرمای زمین در اواخر دهه 80 در شهرهای ایالات متحده گسترش یافت که به ویژه در حال گذر از بحران بودند. در ابتدا، چنین سیستمی توسط افراد ثروتمندی استفاده می شد که از این طریق در گرم کردن خانه های خود صرفه جویی می کردند، اما به زودی این سیستم ارزان شد و آمریکایی های فقیرتر به آن علاقه مند شدند. و به زودی استفاده از گرمای زمین برای گرمایش در اختیار اکثر آمریکایی هایی قرار گرفت که خانه های خصوصی داشتند. در کشورهای اروپایی، 20 سال پیش، آمارها حاکی از آن بود که تقریباً 12 میلیون شهروند از سیستم های گرمایش زمین گرمایی استفاده می کردند. و در تمام این مدت تا به امروز این رقم فقط افزایش یافته است.

روند گسترش گرمایش زمین گرمایی قابل درک است. پس از همه، گرمایش از انرژی زمین راحت، مقرون به صرفه و ایمن است.

اگرچه سیستم گرمایش گازی محبوب ترین است، اما به همین دلیل، ذخایر گاز طبیعی هر سال کاهش می یابد، هزینه آن در حال رشد و افزایش است. و استفاده از سوخت جامد برای گرم کردن یک خانه کار فشرده است. علاوه بر این، در نتیجه سوزاندن چوب و زغال سنگ، دی اکسید کربن مضر آزاد می شود، دوده و قطران تشکیل می شود. بنابراین، گرمایش زمین گرمایی در روسیه بیشتر و بیشتر رایج می شود.

گزینه های مختلفی برای گرمایش خانه وجود دارد. توجه مردم به طور طبیعی معطوف به یافتن راه هایی است که کمترین میزان انرژی را مصرف می کنند. اختلافات شدید ناشی از روش مترقی برای به دست آوردن گرما مانند استفاده از منابع زیرزمینی است.

چجوری چیده شده؟

اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی شامل استفاده از پمپ های حرارتی است. آنها مطابق با چرخه کلاسیک کارنو عمل می کنند، یک خنک کننده سرد را در اعماق پایین می گیرند و در عوض جریان سیالی را دریافت می کنند که تا 50 درجه در داخل سیستم گرمایش گرم می شود. این تجهیزات با راندمان 350 تا 450٪ کار می کند (این با قوانین فیزیکی اساسی در تضاد نیست، چرا - بعداً مورد بحث قرار خواهد گرفت). یک پمپ حرارتی استاندارد یک خانه یا ساختمان دیگر را با استفاده از گرمای زمین به مدت 100000 ساعت گرم می کند (این میانگین فاصله بین تعمیرات اساسی پیشگیرانه است).

گرمایش تا 50 درجه تصادفی انتخاب نشده است.این شاخص بود که با توجه به نتایج محاسبات خاص و در مطالعه سیستم های عملا پیاده سازی شده، به عنوان موثرترین شناخته شد. بنابراین، گرمایش زمین، با استفاده از جریان انرژی از روده ها، عمدتا توسط رادیاتورها، بلکه توسط یک طبقه گرم یا یک مدار هوا تکمیل می شود. به طور متوسط ​​برای 1000 وات انرژی که پمپ را به حرکت در می آورد، می توان حدود 3500 وات انرژی حرارتی تولید کرد. با توجه به رشد بی رویه هزینه خنک کننده در شبکه اصلی و سایر روش های گرمایش، این یک شاخص بسیار خوشایند است.

گرمایش زمین گرمایی توسط سه مدار تشکیل می شود:

• جمع کننده زمین؛
• پمپ حرارتی؛
• در واقع مجموعه گرمایش خانه.

کلکتور مجموعه ای از لوله ها است که با پمپ چرخش تکمیل شده اند. مایع خنک کننده در مدار خارجی دمایی بین 3 تا 7 درجه دارد. و حتی چنین گسترش به ظاهر ناچیز به سیستم اجازه می دهد تا به طور موثر وظایف را حل کند. برای انتقال حرارت از اتیلن گلیکول خالص یا مخلوط آن با آب استفاده می شود. مدارهای کاملاً آب گرمایش زیرزمینی نادر است.

دلیل آن ساده است - آبی که در یک لایه خاک به اندازه کافی گرم شده یافت می شود به سرعت تجهیزات را خورده می کند. و حتی چنین مایعی را می توان به دور از هر نوع خودسرانه ای یافت. انتخاب یک خنک کننده خاص با تصمیمات طراحی مهندسان تعیین می شود. پمپ بسته به دستگاه قسمت های باقی مانده سیستم انتخاب می شود. از آنجایی که عمق چاه (سطح تجهیزات) توسط شرایط طبیعی تعیین می شود، تفاوت های تعیین کننده بین انواع سیستم های زمین گرمایی با طراحی کلکتور در زمین مرتبط است.

ساختار افقی به معنای محل کلکتور در زیر خط انجماد خاک است.بسته به منطقه خاص، این به معنای عمق 150-200 سانتی متر است. چنین کلکتورها را می توان با لوله های مختلف، هم مس (با یک لایه بیرونی PVC) و هم از فلز پلاستیک مجهز کرد. برای دریافت گرما از 7 تا 9 کیلو وات، باید حداقل 300 متر مربع را بگذارید. متر کلکسیونر این تکنیک به شما اجازه نمی دهد بیش از 150 سانتی متر به درختان نزدیک شوید و پس از اتمام نصب، قلمرو باید محوطه سازی شود.

یک کلکتور در معرض عمودی به حفاری چندین چاه اشاره دارد، علاوه بر این، آنها لزوماً در جهات مختلف هدایت می شوند و هر کدام در زاویه خاص خود هدایت می شوند. کاوشگرهای زمین گرمایی در داخل چاه ها قرار دارند، خروجی حرارت از 1 متر خطی. متر به حدود 50 وات می رسد. به راحتی می توان محاسبه کرد که برای مقدار یکسان گرما (7-9 کیلو وات)، 150-200 متر چاه باید نصب شود. مزیت در این مورد نه تنها در اقتصاد، بلکه در این واقعیت است که ساختار چشم انداز قلمرو تغییر نمی کند. تنها لازم است یک منطقه کوچک برای نصب بلوک کیسون و برای راه اندازی کلکتور متمرکز اختصاص داده شود.

مدار گرم شده از آب در صورتی عملی است که بتوان یک واحد تبادل حرارت خارجی را به عمق 200 تا 300 سانتی متر داخل دریاچه یا حوضچه آورد. اما لازمه آن قرار گرفتن مخزن در شعاع 0.1 کیلومتری از منبع گرمایشی است. ساختمان و مساحت آینه آب حداقل 200 متر مربع. متر همچنین مبدل های حرارتی هوا وجود دارد، زمانی که گرما توسط مدار خارجی از جو دریافت می شود. چنین راه حلی در مناطق جنوبی کشور به خوبی جواب می دهد و نیازی به حفاری ندارد. از نقاط ضعف سیستم می توان به راندمان پایین در یخبندان 15 درجه و توقف کامل در صورت کاهش دما تا 20 درجه اشاره کرد.

ویژگی های خاص

گرمایش زمین گرمایی یک خانه، عمدتاً در حومه شهر، سوخت های معدنی گران قیمت و آلاینده را مصرف نمی کند. در حال حاضر 7 خانه از هر 10 خانه جدید ساخته شده در سوئد به این روش گرم می شود. در روزهای گرم، تجهیزات زمین گرمایی از یک بخاری به وسیله ای برای تهویه مطبوع غیرفعال تبدیل می شوند. برخلاف تصور رایج، نه آتشفشان و نه آبفشان برای راه اندازی چنین سیستم گرمایشی لازم نیست. در معمولی ترین زمین های مسطح، به همان خوبی کار می کند.

تنها شرط این است که مدار حرارتی به یک نقطه زیر خط انجماد برسدجایی که دمای خاک همیشه بین 3 تا 15 درجه است. راندمان فوق العاده بالا تنها برخلاف قوانین طبیعت به نظر می رسد. پمپ حرارتی با فریون اشباع شده است که تحت تأثیر حتی آب "یخی" که به نظر مردم می رسد تبخیر می شود. بخار مدار سوم را گرم می کند. چنین طرحی یخچالی است که از داخل به بیرون تبدیل شده است. بنابراین، راندمان پمپ تنها به نسبت کمی انرژی الکتریکی و منابع حرارتی اشاره دارد. به خودی خود، عملکرد درایو "همانطور که انتظار می رود" با تلفات انرژی اجتناب ناپذیر انجام می شود.

مزایا و معایب

مزایای عینی گرمایش زمین گرمایی عبارتند از:

• راندمان عالی؛
• یک دوره خدمات جامد (یک پمپ حرارتی برای 2-3 دهه کار می کند و کاوشگرهای زمین شناسی حتی تا 100 سال).
• ثبات کار عملا تحت هر شرایطی؛
• عدم اتصال به حامل های انرژی؛
• استقلال کامل

یک مشکل عمده وجود دارد که مانع از تبدیل شدن گرمایش زمین گرمایی به یک راه حل اصلی می شود. همانطور که بررسی های صاحبان نشان می دهد، این قیمت بالای ساختار در حال ایجاد است. برای گرم کردن یک خانه معمولی 200 متر مربع متر (نه چندان نادر)، ساخت یک سیستم کلید در دست برای 1 میلیون روبل ضروری است، تا 1/3 این مقدار یک پمپ حرارتی است. نصب خودکار بسیار راحت است و اگر همه چیز به درستی تنظیم شود، می توانند سال ها بدون دخالت انسان کار کنند. همه چیز فقط به در دسترس بودن وجوه رایگان بستگی دارد. یکی دیگر از معایب وابستگی به منبع تغذیه واحد پمپاژ است.

خطر اشتعال یک سیستم گرمایش زمین گرمایی صفر است. شما نباید از اشغال فضای زیاد بترسید؛ در خود خانه، قطعات ضروری تقریباً به همان مساحت یک ماشین لباسشویی معمولی نیاز دارند. علاوه بر این، فضا آزاد می شود که معمولاً باید برای تامین سوخت از بین برود. بعید است که بتوانید خطوط لازم را با دستان خود بسازید. همچنین بهتر است طراحی را به افراد حرفه ای بسپارید، زیرا کوچکترین اشتباه می تواند منجر به عواقب ناخوشایندی شود.

ترتیب

بسیاری از مردم در تلاش برای ایجاد گرمایش زمین گرمایی با دست خود هستند. اما برای این که چنین سیستمی کار کند، باید محاسبات دقیقی انجام شود، و همچنین یک طرح لوله کشی لازم است. نزدیک کردن چاه به خانه بیش از 2-3 متر غیرممکن است. حداکثر عمق مجاز حفاری به 200 متر می رسد، با این حال، چاه هایی که به 50 متر می رسند، کارایی خوبی را نشان می دهند.

محاسبات

پارامترهای اصلی که در هر محاسباتی در نظر گرفته می شوند عبارتند از:

• دما (عمق از 15-20 متر و بیشتر بسته به شرایط از 8 تا 100 درجه گرم می شود).
• مقدار توان استخراج شده (میانگین 0.05 کیلو وات در هر 1 متر) است.
• تاثیر آب و هوا، رطوبت و تماس با آب های زیرزمینی بر انتقال حرارت.

آنچه بسیار جالب است، سنگ های کاملاً خشک از 1 متر بیش از 25 وات نمی دهندو اگر آب زیرزمینی وجود داشته باشد، این رقم به 100-110 وات می رسد. نباید فراموش کنیم که زمان استاندارد کارکرد پمپ حرارتی 1800 ساعت در سال است. اگر از این شاخص فراتر رود، سیستم کارآمدتر نمی شود، اما سایش آن به سرعت افزایش می یابد. بدتر از آن، بهره برداری بیش از حد از منبع حرارتی روده ها منجر به سرد شدن آنها و حتی انجماد سنگ ها در عمق کار می شود. به دنبال آن، خاک ممکن است فروکش کند، گاهی اوقات لوله های کار و سازه های بالای زمین آسیب می بینند.

لازم است اقدامات برای احیای خواص خاک به دقت محاسبه شود. تنها با تامین دوره ای گرما به چاه به جای استخراج آن از بیرون، می توان عملکرد پایدار سیستم را برای سالیان متمادی تضمین کرد. هر چند وقت یکبار این کار را انجام دهید و چه کارهای دیگری انجام دهید - فقط محاسبات انجام شده توسط طراحان باتجربه باعث می شود. زمان بازپرداخت گرمایش زمین گرمایی، حتی با بالاترین راندمان، حداقل 10 سال است. پس باید علاوه بر مسائل مهندسی، اقتصادی بودن پروژه را نیز به دقت محاسبه کنید.

توالی کار

تامین گرما از منابع زیرزمینی باید طبق یک الگوریتم کاملاً توسعه یافته ایجاد شود. از آنجایی که استفاده از سیستم های آب و هوا محدود است، اکثر گزینه های عملی شامل حفاری چاه است. و این دلیل دیگری است که چرا شما نمی توانید همه کارها را خودتان انجام دهید. فقط تجهیزات ویژه به شما امکان می دهد تا عمق 20-100 متر نفوذ کنید، جایی که شرایط لازم برای گرمایش ایجاد می شود. به عنوان پروب، استفاده از لوله های پلاستیکی طراحی شده برای فشار حدود 6 بار مجاز است.

برای افزایش کارایی سیستم، از تسمه 3 یا 4 خطی استفاده کنید، بخش های انتهایی آن به شکل حرف U متصل می شوند. گرمایش در امتداد کانتور بسیار مهم است که به لطف آن ترک خوردن لوله ها در هنگام یخبندان شدید حذف می شود. این گرمایش از طریق سیم کشیده شده به مرکز کانال انجام می شود که از طریق آن جریان تامین می شود. اگر امکان استفاده از شمع های انرژی وجود ندارد، باید از گیرنده های افقی استفاده شود. سایتی به ابعاد 15x15 متر برای آنها آماده می شود، خاک از آن تا عمق 0.5 متر برداشته می شود.

تمام این ناحیه برای قرار دادن ظاهری پروب ها مورد نیاز است. تشک های الکتریکی یا لوله هایی که گرما را تبادل می کنند اغلب استفاده می شود. برای افزایش کارایی سیستم گرمایش، طرح لوله ها را به صورت مارپیچ یا به شکل "مار" اعمال کنید. نمی توان با اطمینان گفت که کدام بهتر است - مجتمع های آماده، تولید انبوه یا خود مونتاژ. در حالت اول، مشکل سازگاری به طور خودکار حل می شود، اما در حالت دوم، انعطاف پذیری افزایش می یابد، پتانسیل مدرن سازی افزایش می یابد (البته باید به طراحی توجه بیشتری شود).

سازندگان آماتور می توانند با جایگزین کردن یک اسکلت بتنی از یک انباشته کننده حرارت معمولی دور شوند.گرمایش زمین گرمایی در چنین سیستمی به شما امکان می دهد بدون نوسانات دما قابل توجهی انجام دهید. می‌توانید با خنک‌کننده‌های مختلف آزمایش کنید، همچنین کمپرسورهایی را با کارایی متفاوت نصب کنید. با محاسبه صحیح بارها و توزیع صحیح گرما در طول مدارهای مصرف کننده، می توانید سیستم را 15 تا 20 درصد کارآمدتر کنید. در عین حال، هزینه های انرژی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

لوله های افقی به عمق 50-300 سانتی متر گذاشته می شوند. به منظور به حداقل رساندن مساحت شبکه اصلی، آنها به صورت چرخشی ساخته می شوند. اما بین هر دو بزرگراه باید حداقل 200 میلی متر فاصله باشد. هر کار ساختمانی باید قبل از تعیین بازگشت حرارتی خاک باشد. اگر کمتر از 20 وات در هر 1 متر مربع باشد. متر، هیچ نقطه ای در مدار زمین گرمایی وجود ندارد. برای اطمینان از زهکشی آب های زیرزمینی، کف چاله ها با یک لایه ماسه پوشانده می شود. لوله های مبتنی بر پلی اتیلن متقاطع عملکرد خوبی دارند.

مشکل ترتیب یک سیستم گرمایش با کیفیت بالا برای یک خانه خصوصی در هر بار نیاز به راه حل های غیر استاندارد دارد. انواع شناخته شده گرمایش که در طی احتراق سوخت تولید گرما می کنند، مدت هاست که از نظر اقتصادی بی سود شناخته شده اند. جدیدی که به طور فعال در حال محبوب شدن است، گرمایش زمین گرمایی خانه است که خودتان انجام دهید. با توجه به افزایش قیمت برق و گاز، اکثر افراد بیشتر و بیشتر به دنبال این گزینه هستند، اگرچه طراحی و نصب آن کاملاً پیچیده است.

انرژی زمین گرمایی معمولاً در مقیاس صنعتی استفاده می شود، به عنوان مثال، در شرق دور، برخی از نیروگاه ها بر اساس گرمای داخلی زمین کار می کنند. برای بسیاری، ایده گرمایش زمین گرمایی خانه توسط خودتان با رمان های علمی تخیلی در مورد آینده محدود می شود. اما این دور از واقعیت است! به لطف توسعه فناوری های فعلی، این امر امکان پذیر شده است.

زمین حتی در زمستان یخ نمی زند. این ویژگی توسط خدمه نصب که خط لوله را در زیر نقطه انجماد قرار می دهند استفاده می شود. با کمال تعجب، درجه حرارت در این لایه های زمین به ندرت به زیر 5 + 7 درجه سانتی گراد می رسد. آیا ممکن است زمین گرما را جمع کند و سپس آن را استخراج کند و از آن برای گرم کردن مایع خنک کننده استفاده کند؟ طبیعتا!

اما قبل از اجرای گرمایش جایگزین یک خانه خصوصی با استفاده از گرمای زمین، باید با مشکلات زیر مقابله کرد:

1. دریافت گرما - جمع آوری انرژی گرمایی برای انتقال بعدی آن به یک دستگاه ذخیره سازی خاص ضروری است.
2. گرمایش حامل حرارت. ضدیخ گرم شده باید انرژی گرمایی را به مایع در حال گردش در سیستم گرمایش و آب گرم منتقل کند.
3. ضدیخ خنک شده باید برای گرم شدن بعدی به مبدل حرارتی هدایت شود.

برای حل این مشکلات یک پمپ زمین گرمایی ساخته شده است که از گرمای زمین استفاده می کند. این دستگاه امکان استخراج انرژی حرارتی لازم را فراهم می کند که برای تولید مقدار زیادی گرما و استفاده از آن به عنوان تجهیزات اصلی یا اضافی گرمایش کافی است.

گرمایش زمین گرمایی خانه از اصل عملکرد مشابه کولر گازی در حالت گرمایش استفاده می کند. عنصر اصلی است که ابعاد آن تقریباً مشابه ابعاد ماشین لباسشویی است؛ این عنصر شامل دو مدار است.

مدار اول (داخلی) شبیه سیستم گرمایش یک خانه خصوصی است که قبلاً برای ما آشنا بود در طرحی که شامل لوله ها و رادیاتورهای معمولی است. دوم (خارجی) یک مبدل حرارتی است که در زیر زمین یا زیر آب قرار دارد. این مدار می تواند آب معمولی و مایع مخصوص را با افزودن ضد یخ به گردش درآورد.

یک مدار خارجی که در آن مایع خنک کننده (آب) به گردش در می آید که دمای محیط را دریافت می کند و پس از آن وارد پمپ حرارتی می شود که می تواند هم برای گرمایش و هم برای تهویه مطبوع پیکربندی شود. گرمایی که در حین گرمایش در پمپ انباشته می شود به مدار داخلی و در حین خنک شدن - به مدار خارجی منتقل می شود.

جمع کننده های آب در لایه های پایینی خاک، در کف رودخانه یا دریاچه نصب می شوند که ضد یخ از طریق آن به گردش در می آید. کلکتورها سرما را آزاد می کنند و گرما را جذب می کنند. با کمک یک پمپ، ضد یخ بالا می رود. تبادل حرارت در مخزن بافر انجام می شود. ضد یخ گرم شده انرژی گرمایی را به خنک کننده منتقل می کند یا آب را گرم می کند. ضد یخ خنک شده به کلکتورها برمی گردد.

واحدهایی وجود دارند که می توانند به طور مستقل اتاق های بزرگ را گرم کنند، بقیه به عنوان تجهیزات کمکی استفاده می شوند که می توانند از 50٪ تا 75٪ نیاز گرمای یک اتاق را تامین کنند.

مزایا و معایب گرمایش زیرزمینی

کشف فناوری های جدید تقریباً برای همه صاحبان خانه امکان استفاده از پتانسیل انرژی زمین را فراهم می کند و امکان استفاده از سیستم گرمایش زمین گرمایی خانه را در بخش خصوصی باز می کند. خاک می تواند 98 درصد از انرژی خورشید را که در سطح پخش می شود، جمع کند.

به لطف این پدیده، حتی در زمستان، گرمای بسیار زیادی در ضخامت زمین ذخیره می شود که می تواند خانه ها را گرم کند، فقط باید با کمک تجهیزات ویژه آن را در جهت درست هدایت کرد.

جنبه های مثبت این نوع گرمایش:

1. هیچ فرآیند احتراق وجود ندارد. این سیستم کاملاً نسوز است که به لطف آن خانه از وقوع آتش سوزی هایی که ممکن است به دلیل سیستم گرمایش با روش احتراق سوخت رخ دهد محافظت می شود. نیازی به جستجوی مکانی برای ذخیره سوخت، آماده سازی یا تحویل آن نیست.
2. راحتی صدا پمپ حرارتی تقریباً بی صدا کار می کند.
3. سود اقتصادی قابل توجه. در طول فعالیت سامانه نیازی به یارانه پولی اضافی نیست. گرمایش سالانه به لطف فرآیندهای طبیعی انجام می شود که نیازی به خرید ندارند. طبیعتاً برای کارکرد پمپ حرارتی به برق نیاز است اما در عین حال میزان انرژی تولیدی بسیار بیشتر از هزینه برق مصرفی است.
4. عامل محیطی گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی حومه شهر دوستدار محیط زیست ترین راه حل است. با توجه به اینکه فرآیند احتراق حذف می شود، انتشار محصولات احتراق مختلف به اتمسفر منتفی است.
5. فشرده بودن سیستم نیازی به ساخت و یا اختصاص اتاق جداگانه برای دیگ بخار نیست. تنها چیزی که مورد نیاز است یک پمپ حرارتی است که می تواند مثلاً در زیرزمین نصب شود. بزرگترین کانتور از نظر حجم در زیر آب یا خشکی خواهد بود، بنابراین نیازی به پوشاندن آن نخواهد بود.
6. چند منظوره بودن چنین سیستمی هم برای گرمایش و هم برای سرمایش قابل استفاده است. در اصل، نه تنها نقش یک بخاری، بلکه یک تهویه مطبوع را نیز ایفا می کند.
7. در دسترس بودن این منبع تقریباً در هر نقطه از جهان، علاوه بر این، هزینه های پایینی برای بهره برداری و نگهداری از این سیستم دارد.

چنین منبعی مانند انرژی زمین گرمایی در واقع رایگان است، هزینه های اصلی پرداخت هزینه برق است که برای عملکرد پمپ حرارتی ضروری است. با صرف 1 کیلو وات برق، می توانید 3-5 کیلو وات انرژی حرارتی دریافت کنید.

لازم به ذکر است که قیمت گرمایش زمین گرمایی بسیار بالا است. این تجهیزات در حدود 5-8 سال جواب می دهد. این برای بسیاری از کسانی که قصد دارند تجهیزات ارزان قیمت اما کاملاً کارآمد را برای گرم کردن خانه خود نصب کنند، اما حاضر نیستند بودجه کافی برای خرید تجهیزات صرف کنند، نفرت انگیز است.

تجهیزات زمین گرمایی لازم

گرمایش از زمین با جذب و آزادسازی انرژی آن عمل می کند و مبتنی بر استفاده از تجهیزات ویژه است. این دستگاه ها گرما را از محیط جمع می کنند و آن را به خنک کننده سیستم گرمایش یک خانه خصوصی منتقل می کنند. برای این کار از وسایل گرمایشی زیر استفاده می شود:

1. اواپراتور - در اعماق زمین قرار می گیرد تا انرژی حرارتی موجود در محیط را جمع کند.
2. کندانسور - مایع غیر انجماد را به دمای مورد نظر می رساند.
3. ایستگاه پمپاژ زمین گرمایی - مسئول گردش مایع خنک کننده در مدار است و عملکرد کل نصب گرمایش را کنترل می کند.
4. مخزن بافر - مایع غیر یخ زده گرم شده را در یک مکان برای انتقال بعدی حالت حرارتی متمرکز می کند. داخل آن حاوی یک مخزن است که حاوی آب از مدار و یک سیم پیچ است که در داخل آن ضد یخ گرم شده در گردش است.

اکنون حتی واضح تر شده است که زمین گرمایی چگونه کار می کند که به لطف آن یک خانه خصوصی با گرمای زمین یا محیط آبی گرم می شود.

توجه داشته باشید که عملکرد پمپ حرارتی به دمای محیطی که مبدل حرارتی در آن قرار می گیرد بستگی دارد. در این مورد، ساکنان کامچاتکا بسیار خوش شانس هستند، زیرا در اینجا آبفشان های زیادی وجود دارد.

قبل از نصب تجهیزات گرمایش حرارتی، لازم است اکتشافات زمین شناسی انجام شود. اگر منبع گرما در محل نزدیک خانه قرار دارد، بهتر است یک مخزن در این مکان ایجاد کنید و مبدل حرارتی را در پایین آن قرار دهید. سپس گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی خیلی زودتر جواب می دهد.

طرح های اصلی جداسازی

سه طرح برای سازماندهی گرمایش جایگزین حرارتی وجود دارد، یعنی تجهیز مداری برای انباشت انرژی گرمایی:

1. موثرترین لوله کشی سیستم عمودی با پمپ گمانه در نظر گرفته می شود. اما چیدمان چنین کانتوری مستلزم استفاده از تجهیزات ویژه و حفر چاه هایی با عمق 50 تا 200 متر است. در عین حال، این روش هزینه را توجیه می کند، زیرا عمر چاه حدود 100 سال است.
2. لوله کشی افقی که در آن لوله ها در زیر لایه ای از خاک زیر سطح انجماد خاک قرار می گیرند، کم هزینه تر و ساده تر است. نقطه ضعف اصلی این گزینه این است که کانتور یک محیط بسیار بزرگ را اشغال می کند. به عنوان مثال، برای یک ساختمان با مساحت 180 متر مربع. 450 متر مربع فضای خالی در سایت به طوری که نزدیکترین درخت دو متر از لوله ها فاصله داشته باشد.
3. ارزان ترین و راحت ترین راه این است که مبدل حرارتی را در عمق کافی از مخزن قرار دهید تا خاک در آنجا یخ نزند. ترتیب چنین سیستمی نیازی به کار تجهیزات ویژه گران قیمت ندارد. این گزینه برای ایجاد گرمایش زمین گرمایی در خانه بهینه ترین است، مشروط بر اینکه مخزن بیش از 100-120 متر از ساختمان فاصله نداشته باشد.

مدار خارجی از لوله های ساخته شده از پلی اتیلن با محاسبه نسبت 40-50 وات انرژی گرمایی در هر متر کلکتور مونتاژ می شود. بنابراین، با توان تجهیزات پمپاژ 10 کیلو وات، تجهیز چاهی با عمق حدود 165-195 متر ضروری خواهد بود. برای به دست آوردن طول تخمینی مورد نظر می توان به جای یک چاه، 2-3 چاه کم عمق را از یک نقطه حفر کرد، اما در جهات مختلف، یعنی به روش خوشه ای.

چگونه خودتان این کار را انجام دهید؟

ایجاد گرمایش زمین گرمایی به تنهایی، شبیه به نیروگاه های برق (geoPP) نسبتاً دشوار است، اما کاملاً ممکن است. یک ردیف با یک خانه، شما باید یک سازه را از یک لوله لوله بسته بسازید و آن را در عمق قابل توجهی قرار دهید. اندازه کلکتور و طراحی سیم پیچ به درجه هدایت حرارتی و عمق خاک بستگی دارد. اگر نصب گرمایش زمین گرمایی در خانه را با دست خود انجام می دهید، بهتر است مدار خارجی را به صورت آماده خریداری کنید.

برای ایجاد حداقل شرایط برای عملکرد یک سیستم زمین گرمایی، شرایط زیر باید رعایت شود:

1. دمای لایه خاکی که مدار لوله در آن قرار خواهد گرفت نباید کمتر از 5+ درجه سانتیگراد باشد.
2. در سرتاسر لوله کشی ضد یخ، باید عایق کاری شود تا مدار از یخ زدگی محافظت شود.
3. گرمایش حرارتی ساختمان پس از محاسبات دقیق و ایجاد پروژه انجام می شود.

با توجه به این الزامات، روشن می شود که گرمایش زمین گرمایی می تواند موثر باشد. با این حال، برای مناطق شمالی، استفاده از چنین نصبی برای گرم کردن ساختمان های یک منطقه کوچک - تا 200 متر مربع توجیه می شود.

تنها راه هایی را برای ایجاد گرمایش زمین گرمایی افقی در خانه با دستان خود در زیر زمین یا آب در نظر بگیرید. نصب کلکتور به صورت عمودی بسیار دشوارتر و بسیار پرهزینه است.

یک پمپ حرارتی فضای زیادی را اشغال نمی کند، زیرا این تجهیزات از نظر اندازه با دیگ های معمولی قابل مقایسه است. اتصال رسوب به کانتور داخلی ساختمان نیز دشوار نیست. وظیفه اصلی تجهیز کانتور بیرونی است.

بهتر است کلکتور را در حوضچه ای با فاصله بیش از 100 متر نصب کنید. لازم است مساحت حوض بیش از 200 متر مربع و عمق آن حداقل 3-3.5 متر باشد. اگر حق استفاده از این مخزن را ندارید، ابتدا باید مجوز نصب تجهیزات لازم را دریافت کنید.

اگر حوض در ملک شماست، تخلیه آن برای مدتی برایتان سخت نخواهد بود تا بدون مشکل لوله ها را به صورت مارپیچ در کف آن قرار دهید. کارهای خاکی فقط شامل حفر یک ترانشه است که برای اتصال مدار خارجی به پمپ زمین گرمایی لازم است. پس از اتمام تمام کارهای نصب، می توان دوباره مخزن را پر کرد.

اگر سایت شما هنوز فضاهای سبز و سازه های زیادی ندارد، می توانید روشی افقی برای قرار دادن مبدل حرارتی در زیر زمین طراحی کنید. برای انجام این کار، باید با در نظر گرفتن پارامترهای ذکر شده در بالا، محاسبه کنید که کلکتور آینده چه منطقه ای را اشغال می کند: 250-300 متر مربع. کانتور در هر 100 متر مربع. مساحت ساختمان

اگر در سایت شما درختان و ساختمان های موقت وجود دارد، اما واقعاً می خواهید گرمایش زمین گرمایی افقی ایجاد کنید، پس تمام سازه ها و فضاهای سبز باید قطع و تخریب شوند. این فرآیند پیچیده، زمان بر، اما ضروری است.

فناوری گرمایش ساختمان‌ها با گرمای زیرزمینی در غرب بسیار رایج است، زیرا غربی‌ها می‌توانند سرمایه‌گذاری‌های بلندمدتی انجام دهند که در عرض 5 تا 10 سال جواب می‌دهد. در کشور ما افراد زیادی حاضر به پرداخت حدود 20 هزار دلار برای چیدمان چنین سیستمی نیستند. با این حال، گرمایش زمین گرمایی جایگزین یک خانه خصوصی روز به روز محبوب تر می شود.

روش پیشرونده گرمایش زمین گرمایی خانه از اصل عملکرد استفاده می کند که شامل استفاده از گرمای زمین برای گرم کردن اتاق است. از آنجایی که سوخت سنتی یک منبع طبیعی تمام‌شدنی است، بهتر است از قبل نگران تغییر به آخرین منابع انرژی پایان ناپذیر باشید.

کشورهای اسکاندیناوی پیشرو در تولید و بهره برداری از سیستم های گرمایش زمین گرمایی برای خانه ها هستند. آنها این گزینه گیاهی را رایج کرده و آن را به مناطقی با پتانسیل گسترده برای استفاده از آن ارائه می دهند.

کاربرد تجهیزات

این اشتباه است که فرض کنیم گرمایش از زمین فقط در جایی قابل استفاده است که منابع آب گرم وجود دارد، آبفشان های گرم و سایر منابع گرمایش زیرزمینی طبیعی وجود دارد. آخرین فن آوری ها به شما امکان می دهد گرمایش زمین گرمایی را در خانه و در عرض های جغرافیایی معتدل با موفقیت انجام دهید.

امروزه در کشور ما این نوع گرمایش همچنان جزو روش های جایگزین تولید حرارت است. با این حال، در بیشتر موارد تقریباً برای خانه های روستایی یا روستایی ایده آل است. گرمایش زمین گرمایی نصب شده توسط خودتان در خانه می تواند در دو حالت کار کند:

• گرمایش در زمستان؛
• خنک شدن در هوای گرم

بنابراین، مطلوب ترین جو در اتاق شکل می گیرد.

ویدئو: گرمایش زمین گرمایی چگونه کار می کند

عملیات سیستم

خانه نیاز به نصب پمپ حرارتی دارد. انرژی را از زمین یا آب زیرزمینی می گیرد و از طریق لوله ها به مایع خنک کننده ای می دهد که در خانه در گردش است. این اصل عملکرد در قرن نوزدهم توسط فیزیکدان فرانسوی سادی کارنو شناسایی شد.

عناصر تشکیل دهنده گره پایه عبارتند از:

کمپرسور درگیر "فشرده سازی" گرما و انتقال آن به مصرف کنندگان است. خود دستگاه نیاز به منبع تغذیه خارجی دارد.

عملکرد پمپ حرارتی طبق الگوریتم زیر انجام می شود:

1. ورودی گرمای کلکتور باید حاوی مایعی در داخل باشد که نقطه انجماد پایینی دارد. اغلب، در ساخت گرمایش زمین گرمایی با دست خود، آب با محتوای نمک بالا، الکل رقیق شده با آب و مخلوط گلیکول در داخل ریخته می شود.
2. در ماژول اواپراتور حرارت به مبرد منتقل می شود که نقطه جوش آن پایین است، در این زمان می جوشد و به حالت بخار می رسد.
3. کمپرسور نصب شده در مدار به افزایش فشار بخار کمک می کند که منجر به افزایش دمای ماده به 78-80 0 درجه سانتیگراد می شود.
4. با وارد شدن به کندانسور، ماده مبرد وارد فاز مایع می شود، در همان زمان انرژی برای مدار گرمایش آزاد می شود.
5. بازگشت مایع تشکیل شده به کمپرسور از طریق دریچه گاز انجام می شود.

از آنجایی که پمپ حرارتی برای گرم کردن خانه بر اساس اصل یخچال کار می کند، اغلب به آن "یخچال معکوس" می گویند. در بسیاری از موارد از انرژی زمین برای نصب گرمایش از کف استفاده می شود.

محاسبات صحیح و نصب خوب مبدل حرارتی قادر است قدرت خروجی را از یک کیلووات مصرفی پمپ 5 برابر افزایش دهد.

ویدئو: پمپ حرارتی منبع زمین چگونه کار می کند

نصب مبدل حرارتی

انواع نصب فعلی عبارتند از:

• عمودی، زمانی که نیاز به حفاری چندین چاه دارید.
• افقی، جایی که سنگرها در زیر عمق انجماد حفر می شوند.
• در زیر آب، زمانی که تخمگذار در امتداد پایین نزدیکترین مخزن انجام می شود.

حفر چاه

برای استفاده بهینه از انرژی حرارتی زمین، در صورت کوچک بودن مساحت نزدیک ساختمان، حفر چاه های عمیق ضروری است. در اعماق زمین، دمای مثبت پایدار برای چندین متر حفظ می شود. استفاده از چنین چاه های زمین گرمایی گرما را برای حلقه مبدل حرارتی فراهم می کند. علاوه بر این، این گرما به مدار داخلی دوم واقع در اتاق منتقل می شود.

اغلب، حفاری چندین چاه حتی کمتر از تخمگذار در امتداد کف یک مخزن هزینه دارد. این باعث می شود که این فرآیند برای افراد بیشتری قابل دسترسی باشد.

این فرآیند با یک دکل حفاری کوچک و مقدار کمی تجهیزات کمکی انجام می شود. عملاً روی ناحیه اطراف تأثیر نمی گذارد. چیدمان چاه حتی در آب مجاز است، اما نباید از یک ساختمان مسکونی نزدیکتر از 2-3 متر باشد.

حداکثر عمق قابل استفاده تا 200 متر است، اما اغلب بازده از سطح 50 متر ظاهر می شود. مرحله بعدی ساخت چاه است. یک لوله پلاستیکی با قطر 40 میلی متر یا بیشتر در داخل حفره قرار می گیرد. از یک تا چهار حلقه جمع کننده به آن منتقل می شود.

حفره بین خاک و دیواره بیرونی لوله باید با مواد رسانای گرما پر شود. یک لوله اصلی گرمایش با اتصال به یک پمپ حرارتی سیم کشی می شود.

انرژی آب

این گزینه هزینه منطقی ترین است، زیرا نیازی به آماده سازی ترانشه، گودال پایه و سایر کارهای خاکی ندارد. اما این برای همه در دسترس نیست - حداقل حجم مخزن کافی برای گرم کردن خانه 100 متر مربع است. باید حداقل 200 متر مکعب باشد و در فاصله 100 متری از ساخت و ساز مسکن قرار نگیرد.

در مخازن، لوله ها در امتداد کف قرار می گیرند تا از یخ زدگی آنها در زمان اوج یخبندان جلوگیری شود.

انجام محاسبات

برای انجام یک محاسبه سیستم، لازم است پارامترهای اساسی را در نظر بگیرید:

• در عمق بیش از 15-20 متر در مرکز روسیه، دما در +8-+10 0 C حفظ می شود.
• برای سازه های عمودی، مرسوم است که در محاسبات، مقدار توان حاصل از 50 وات در هر 1 متر ارتفاع را در نظر بگیرید، و مقادیر دقیق تر به درجه رطوبت سنگ، وجود آب های زیرزمینی و غیره بستگی دارد.
• سنگ خشک 20-25 وات بر متر می دهد.
• خاک رس یا ماسه سنگ مرطوب 45-55 وات بر متر؛
• سنگ های گرانیت سخت تا 85 وات در متر تولید می کنند.
• وجود آب زیرزمینی تا 110 وات بر متر می دهد.

با استفاده از پمپ حرارتی

دوام سیستم به ویژگی ها و شرایطی که پمپ حرارتی در آن کار می کند بستگی دارد. در تاسیسات زمین گرمایی، تقریباً 1800 ساعت در سال می تواند کار کند. این یک مقدار متوسط ​​برای عرض های جغرافیایی بدون منابع زیرزمینی حرارتی است.

پمپ حرارتی چگونه کار می کند

اصل عملکرد سیستم گرمایش حرارتی یکسان است و ربطی به کشور مبدا یا برند ندارد. پمپ های زمین گرمایی ممکن است از نظر طراحی، اندازه، ظاهر متفاوت باشند، اما ضریب تولید گرما برای پمپ های شرکت های مختلف و کشورهای مختلف همیشه یکسان خواهد بود. این دقیقاً به دلیل ویژگی پردازش انرژی طبیعی به انرژی حرارتی است.

خروجی بیش از حد پمپ نباید مجاز باشد، زیرا این فرآیند می تواند منجر به کاهش قابل توجه دمای خاک اطراف چاه شود و گاهی اوقات منجر به یخ زدن می شود.

عواقب چنین محاسباتی نادرست در نهایت منجر به عواقب فاجعه بار می شود - خاک به طور ناهموار فرو می رود، در برخی مکان ها بسیار عمیق می شود، در نتیجه لوله های پلاستیکی محافظ آسیب می بینند. اگر خانه در نزدیکی واقع شده باشد، ممکن است تغییر شکل پایه یا دیوارها به دلیل تغییرات زمین شناسی رخ دهد.

به طور دوره ای، لازم است اقداماتی برای "بازسازی" خاک انجام شود، که برای آن انرژی حرارتی اضافی به مبدل حرارتی عرضه می شود. هنگامی که پمپ حرارتی در حالت خنک کننده فضا استفاده می شود، این می تواند انرژی خورشیدی یا گرمایش پروب باشد.

در خاتمه، لازم به ذکر است که نصب زمین گرمایی هنوز در دسترس همگان نیست. در برخی موارد، دوره بازپرداخت می تواند بیش از 10 سال طول بکشد، اما در نهایت، این روش های گرمایش خانه هستند که به زودی نه تنها جایگزین، بلکه به تنها موارد ممکن تبدیل می شوند.

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید: نمودار، نقاشی، هزینه، آموزش عکس و فیلم

چگونه با دست خود گرمایش زمین گرمایی بسازیم. اصل عملکرد پمپ حرارتی چگونه انرژی زمین و آب می تواند خانه بدون هیزم و گاز را گرم کند.

همه نمی دانند که ایجاد گرمایش زمین گرمایی در خانه به دانش یا مهارت خاصی نیاز ندارد. اما در مقایسه با انواع جایگزین گرمایش، زمین گرمایی چندان محبوب نیست و دلیل این امر بسیار ساده است - هزینه های مالی زیادی که تنها پس از هشت سال پرداخت می شود. در چنین شرایطی، افراد کمی می خواهند پول سرمایه گذاری کنند و کاملا بیهوده.

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

در یک کلام، نگاه دقیق تری به گرمایش زمین گرمایی بیندازید، به خصوص که هزینه برق و گاز دائماً در حال افزایش است و مشخص نیست تا چند سال دیگر استفاده از کدام یک از حامل های انرژی ارزان تر خواهد بود.

توجه داشته باشید! برای اولین بار این روش گرمایش در آمریکا در طول بحران مالی دهه هشتاد مورد استفاده قرار گرفت. با گذشت زمان، این تازگی در اروپا محبوب شده است. به عنوان مثال، در سوئد، امروزه ¾ گرما توسط پمپ های حرارتی سنتز می شود.

ساخت سیستم های زمین گرمایی

ساخت سیستم های زمین گرمایی

حتی از نام آن نیز مشخص است که ماهیت این نوع گرمایش استفاده از انرژی زمین است. طبق اصل کار، از راه دور شبیه تهویه مطبوع یا یخچال است.

عنصر اصلی یک پمپ حرارتی است که به دو مدار متصل است.

1. مدار داخلی به معنای سیستم گرمایشی است که برای ما آشنا است، از رادیاتور و خطوط لوله تشکیل شده است.
2. خارجی - این یک مبدل حرارتی بسیار بعدی است که در زیر زمین یا در یک مخزن نصب شده است. در آن، خنک کننده (و می تواند آب ساده یا ضد یخ باشد)، با گرفتن دمای محیط، به پمپ حرارتی عرضه می شود، که از آنجا گرمای انباشته شده وارد مدار داخلی می شود. بخاری های خانه به این ترتیب گرم می شوند.

عنصر اصلی سیستم دقیقاً پمپ حرارتی است - دستگاهی که فضای بیشتری از اجاق گاز را اشغال نمی کند. عملکرد پمپ حرارتی بسیار بالا است: به ازای هر کیلووات انرژی مصرفی، تا پنج کیلووات گرما تولید می کند.

نمودار عملکرد پمپ حرارتی

توجه داشته باشید! یک کولر گازی معمولی که اصل آن بسیار شبیه است، دقیقاً به اندازه مصرف انرژی تولید می کند، یعنی یک به یک.

البته گرمایش زمین گرمایی بسیار وقت گیر و پرهزینه است. بیشتر پول باید برای کارهای خاکی و تجهیزات مربوطه از جمله پمپ حرارتی هزینه شود. و بسیاری در تعجب هستند که آیا می توان در این مورد صرفه جویی کرد و مثلاً یک پمپ حرارتی خانگی ساخت. برای فهمیدن این موضوع، باید انواع و ویژگی های تجهیزات را بدانید.

مزایا و معایب سیستم

مزایای اصلی این روش گرمایشی عبارتند از:

• استفاده از انرژی پایان ناپذیر زمین؛
• ضریب بهره وری بالا؛
• بدون خطر آتش سوزی؛
• سودآوری؛
• سهولت نگهداری و بهره برداری؛
• بدون نیاز به ذخیره سوخت؛
• خودمختاری؛
• دوستی با محیط زیست و ایمنی

شاید از معایب آن می توان به هزینه بالای نصب اشاره کرد، اما همانطور که قبلا ذکر شد، این هزینه ها مطمئنا جواب می دهد.

توجه داشته باشید! گرمایش زمین گرمایی در کنار گرمایش از کف و همچنین در خانه هایی که مساحت آنها از 150 متر مربع تجاوز نمی کند بسیار سودمند است.

روش های ساخت سیستم های زمین گرمایی

روش های ساخت سیستم های زمین گرمایی

یکی از مهمترین عناصر مدار حرارتی است. هنگامی که به صورت عمودی قرار می گیرد، بسته به گردش زمین شناسی گرما، می تواند در عمق 20 متر تا 150 متر قرار گیرد. مدارهای افقی در عمق تا 2.5 متر نصب می شوند و در اثر نوسانات دما در هنگام گرمایش خورشیدی یا اتلاف حرارت گرم می شوند.

1. تبادل مستقیم حرارت

دستگاه های حرارتی با تبادل حرارت مستقیم در تماس مستقیم با خاک هستند. مایع خنک کننده از بدنه دستگاه خارج می شود، در امتداد اصلی مس زیرزمینی حرکت می کند و انرژی حرارتی را مبادله می کند و برمی گردد.

چنین انتقال حرارتی مستقیم نامیده می شود زیرا مایع بدون هیچ "واسطه ای" با زمین تماس می گیرد. البته مستقیماً با خاک برهمکنش ندارد و فقط از طریق دیواره لوله ها با آن تبادل گرما می کند. امروزه چنین پمپ هایی به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند، آنها را نباید با دستگاه هایی که در آنها تبادل حرارت از طریق مدارهای میانی انجام می شود اشتباه گرفت.

با این حال، راندمان تبادل حرارت مستقیم بسیار بالا است و هزینه های مالی نصب کمتر از اکثر سیستم های بسته است. رسانایی حرارتی مس و همچنین عدم وجود پمپ آب الکتریکی و مبدل بین خنک کننده و آب که همانطور که می دانید منبع اصلی از دست دادن گرما است، آخرین نقش را در این امر ایفا نمی کند.

همچنین شایان ذکر است که خط لوله مس گران است و خود مایع خنک کننده بیشتر از سایر انواع سیستم ها مورد نیاز است.

2. سیستم های بسته

اکثر این سیستم ها شامل یک مدار اولیه پر از مبرد و یک مدار ثانویه پر از آب و نصب شده در زیر زمین هستند. برای ساخت مدار ثانویه عمدتاً از لوله های پلی پروپیلن استفاده می شود و با مقدار کمی ضد یخ با آب پر می شود.

آب مبدل حرارتی را ترک می کند، در امتداد خط بیرونی حرکت می کند، انرژی حرارتی را با خاک مبادله می کند و باز می گردد. مشخص است که کانتور بیرونی زیر سطح انجماد خاک است، جایی که درجه حرارت پایدار است. هنوز در نزدیکترین آب غوطه ور است.

توجه داشته باشید! سیستم‌هایی که در آب غوطه‌ور هستند یا در خاک مرطوب قرار دارند بسیار پربازده‌تر از مدارهای خشک هستند. بنابراین، در زمین خشک در کنار مدار، مطلوب است که یک شلنگ زهکشی نصب شود که آن را مرطوب کند.

سیستم های بسته نسبت به گزینه قبلی کارایی کمتری دارند زیرا به حفاری پر زحمت و لوله کشی طولانی نیاز دارند. همچنین توجه داشته باشید که مدارهای بسته به دو صورت نصب می شوند - عمودی و افقی.

مدار عمودی شامل دو لوله است که با زاویه قائم به عمق 20-120 متر به زیر زمین می روند که قسمت های زیرین آنها توسط یک رابط U شکل به یکدیگر متصل می شوند. شفت های حفر شده برای لوله ها معمولاً با محلول خاصی پر می شوند که انتقال حرارت را بهبود می بخشد و سفره های زیرزمینی را از آلودگی محافظت می کند.

در صورت قرارگیری افقی سیستم، لوله ها در زیر سطح انجماد خاک مدفون می شوند. به طور طبیعی، آنها به صورت افقی اجرا می شوند. به دلایل واضح، این روش ارزانتر از قرار دادن عمودی (بخوانید حفاری) است، بنابراین در هر جایی که فضای کافی در سایت وجود داشته باشد از آن استفاده می شود.

3. خطوط حفاری افقی

خطوط حفاری افقی

یک جایگزین برای دو گزینه قبلی ممکن است قرار دادن کانتور با حفاری افقی باشد. این امر امکان نصب لوله ها در زیر باغ، حیاط، جاده و سایر اشیاء را بدون تخریب آنها میسر می سازد.

از نظر هزینه، چنین سیستمی جایی بین نصب افقی و عمودی است. ویژگی متمایز آن این است که لولاها فقط به یک محفظه متصل می شوند و این امر باعث کاهش سطح مورد نیاز برای نصب می شود.

توجه داشته باشید! خطوط با استفاده از حفاری افقی پس از ساخت ساختمان نصب می شوند.

4. مدارهای آب

مدارهای بسته ای که در بدنه های آبی غوطه ور می شوند خط لوله ای هستند که در حلقه ها قرار گرفته اند. آنها را می توان در هر دریاچه یا برکه ای که در مجاورت خانه قرار دارد قرار داد.

5. سیستم های باز

در چنین سیستم هایی مدار بیرونی با آب طبیعی پر می شود. سپس به یک مبدل حرارتی واقع در محفظه دستگاه حرکت می کند، جایی که گرما استخراج شده و به مدار اولیه منتقل می شود. پس از آن، آب به عقب بر می گردد. عرضه و "بازگشت" باید دور از یکدیگر قرار گیرند تا به طور موثر منبع گرما را تغذیه کنند.

توجه داشته باشید! تمام عناصر سیستم باید به خوبی در برابر خوردگی محافظت شوند، زیرا ترکیب شیمیایی آب در گردش قابل کنترل نیست. به همین دلیل است که در صورت افزایش سطح مواد معدنی و املاح آب، استفاده از مدارهای بسته مطلوب است.

علیرغم این واقعیت که کارایی سیستم های باز مرتبه ای بالاتر از سیستم های بسته است، مشکلاتی می تواند در حین نصب ایجاد شود، عمدتاً از ماهیت قانونی. مجوزهای نصب ممکن است مورد نیاز باشد زیرا این سیستم ها چاه ها را آلوده می کنند و سفره های زیرزمینی را تخلیه می کنند.

6. ستون های مایع

مدارهای با ستون های مایع یکی از انواع سیستم های بسته هستند. در این حالت، آب از کف چاه عمیق می آید، از پمپ عبور می کند و به عقب فرو می رود و با خاک اطراف تبادل گرما می کند.

اغلب در جاهایی که فضای آزاد محدود است از ستون های مایع استفاده می شود. استفاده از این سیستم در خاک رسی یا شنی نامطلوب است.

همچنین متذکر می شویم که سازه می تواند همزمان از چندین ستون تشکیل شده باشد و عمدتاً در ساختمان های کوچک استفاده می شود.

مرحله یک. قبل از اقدام به ساخت پمپ، لازم است تعدادی از اقدامات برای بهبود بهره وری انرژی خانه انجام شود. این اقدامات شامل عایق کاری کف و دیوارها، تعویض درب و پنجره های نشتی، عایق کاری سقف و سقف می باشد.

مرحله دو. سپس باید اکتشافات زمین شناسی را برای یافتن عمق انجماد خاک انجام دهید. پس از آن، شما باید یک پروژه بر اساس تکنولوژی انتخاب شده طراحی کنید.

مرحله سه. خرید هر چیزی که نیاز دارید - قطعات سیستم گرمایش، لوله ها و یک کمپرسور برای پمپ.

کمپرسور - قلب هر پمپ زمین گرمایی - باید جداگانه مورد بحث قرار گیرد. ساختن آن با دستان خود غیرممکن است و تنها گزینه باقی مانده خرید محصول نهایی است.

بهتر است دستگاهی با ظرفیت بیش از 7 کیلو وات بخرید که در دستگاه های تهویه مطبوع با کارایی بالا استفاده می شود (این گونه کمپرسورها در مراکز خدماتی متخصص در سرویس لوازم خانگی فروخته می شوند).

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

مرحله چهار. سپس می توانید مونتاژ مبدل حرارتی داخلی را شروع کنید. به یاد بیاورید که انتقال انرژی حرارتی انباشته شده به شبکه گرمایش ضروری است. مواد این عنصر و همچنین حجم آن کاملاً به شرایط آب و هوایی خاص بستگی دارد. لوله‌های مسی معمولاً برای گردش مایع خنک‌کننده استفاده می‌شوند، در حالی که ظرف از یک ماده غیرخورنده ساخته شده است. در حالت ایده آل، این ظرفیت باید یک مخزن 150 لیتری فولاد ضد زنگ باشد.

مرحله پنجم. کویل مسی از پیش آماده شده باید در مخزن قرار گیرد. بدون آسیب رساندن به دومی کار نمی کند - باید به دو قسمت بریده شود و پس از ثابت کردن سیم پیچ، آن را به حالت اولیه خود جوش دهید.

مرحله ششم. سپس شما باید معادن یا ترانشه ها را حفاری کنید، یک خط لوله در آنجا نصب کنید. در پایان کار، اجرای آزمایشی سیستم ضروری است.

توجه داشته باشید! با توجه به پیچیدگی زیاد کار، بهتر است طراحی و نصب چنین گرمایشی را به متخصصان مجرب بسپارید. همین امر را می توان در مورد ساخت پمپ حرارتی نیز گفت.

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

یاد بگیرید چگونه پمپ حرارتی منبع زمینی خود را بسازید! سیستم گرمایش زمین گرمایی انواع پمپ حرارتی مراحل ساخت عکس + فیلم.

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید: مروری مقایسه ای روش های دستگاه

بسیاری از صاحبان خانه های خصوصی هنوز بر این باورند که گرمایش زمین گرمایی تقریباً یک اصطلاح علمی تخیلی است و فقط برای مناطقی که چشمه های آب گرم جوشان هستند و فعالیت آتشفشانی بالایی وجود دارد، مناسب است. و از آنجایی که چنین پدیده های طبیعی نادر هستند، چشم انداز استفاده از این انرژی جایگزین در شرایط ما برای بسیاری مبهم به نظر می رسد. در واقع، یک پمپ زمین گرمایی با موفقیت در دماهای پایین گرما تولید می کند، بنابراین حتی در آب و هوای معتدل نیز می توان به طور کاملاً کارآمد از آن استفاده کرد. اما آیا می توان گرمایش زمین گرمایی را در خانه با دستان خود نصب کرد؟ بیایید سعی کنیم این را بفهمیم.

طبقه بندی بر اساس نوع ساخت و ساز

اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی مشابه اصل عملکرد تهویه مطبوع یا یخچال است. عنصر اصلی یک پمپ حرارتی است که در دو مدار قرار دارد.

اصل عملکرد یک پمپ زمین گرمایی (حرارتی).

مدار داخلی یک سیستم گرمایش سنتی است که از لوله ها و رادیاتورها تشکیل شده است. خارجی - یک مبدل حرارتی با اندازه چشمگیر واقع در زیر زمین یا در ستون آب. داخل آن هم مایع مخصوص با ضد یخ و هم آب معمولی می تواند گردش کند. حامل گرما دمای محیط را در نظر می گیرد و "گرم شده" وارد پمپ حرارتی می شود، گرمای انباشته شده به مدار داخلی منتقل می شود. بنابراین، آب در لوله ها و رادیاتورها گرم می شود.

پمپ زمین گرمایی (حرارت) عنصر کلیدی سیستم است. این یک واحد جمع و جور است، فضایی بیشتر از یک ماشین لباسشویی که برای چشمان ما آشناست اشغال نمی کند. اگر در مورد عملکرد صحبت کنیم، پس به ازای هر 1 کیلو وات برق مصرفی، پمپ تا 4-5 کیلو وات انرژی حرارتی "تولید" می کند. در حالی که یک تهویه مطبوع معمولی، که اصل عملکرد مشابهی دارد، برای 1 کیلو وات برق مصرفی، 1 کیلو وات گرما "پاسخ می دهد".

طرح یک دستگاه گرمایش زمین گرمایی در یک خانه خصوصی

باید اعتراف کرد که امروزه دستگاه این نوع گرمایش گران ترین و زمان برترین است. سهم شیر از هزینه آن خرید تجهیزات و البته عملیات خاکی است. به طور طبیعی، یک مالک صرفه جو فکر می کند، آیا می توان به عنوان مثال در نصب و راه اندازی و ایجاد گرمایش زمین گرمایی با دستان خود در هزینه صرفه جویی کرد؟ برای پاسخ به این سوال، لازم است بدانیم که کدام سیستم ها بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند و ویژگی های دستگاه آنها را درک کنیم.

مبدل حرارتی افقی

اغلب از یک کانتور افقی استفاده می شود که در طی آن لوله ها در ترانشه ها تا عمقی بیشتر از سطح انجماد خاک در یک منطقه معین قرار می گیرند.

نقطه ضعف سیستم گرمایش زمین گرمایی با مدار افقی، مساحت زیادی است که کلکتور اشغال می کند.

نقطه ضعف این است که مساحت اشغال شده توسط مدار باید بسیار بزرگتر از خود خانه باشد، بنابراین، برای گرم کردن یک ساختمان با مساحت 250 متر مربع، حدود 600 متر مربع از زیر لوله ها خارج می شود. هر توسعه دهنده ای نمی تواند این لوکس را بپردازد.

علاوه بر این، اگر سایت قبلاً نجیب شده باشد، ناراحتی هایی وجود دارد، به عنوان مثال، فاصله از درختان (1.5 متر) و بسیاری از تفاوت های ظریف دیگر را باید رعایت کنید.

مبدل حرارتی عمودی

یک گزینه فشرده تر، اما همچنین گران تر، مبدل حرارتی عمودی است. نصب آن به مساحت وسیعی نیاز ندارد، اما به تجهیزات حفاری خاصی نیاز دارد.

نصب مبدل حرارتی عمودی مستلزم استفاده از تجهیزات مخصوص حفاری است

عمق چاه بسته به فناوری می تواند به 50-200 متر برسد، اما عمر مفید آن تا 100 سال است. این روش مخصوصاً زمانی مهم است که گرمایش زمین گرمایی برای یک خانه کشور با یک قلمرو مجاور مجهز برنامه ریزی شده است، به شما امکان می دهد چشم انداز را تقریباً به شکل اصلی خود ذخیره کنید.

مبدل حرارتی قرار داده شده در آب

اقتصادی ترین تاسیسات زمین گرمایی از انرژی حرارتی آب استفاده می کند. در صورتی که فاصله تا نزدیکترین آب از 100 متر بیشتر نباشد توصیه می شود.

مبدل حرارتی در آب سودمندترین و در نتیجه مناسب‌تر برای دستگاه است.

خط لوله ها به شکل مارپیچ در پایین قرار داده شده است، عمق وقوع باید کمتر از 2.5-3 متر باشد، یعنی عمیق تر از منطقه انجماد. مساحت مخزن از 200 متر مربع است. مزیت اصلی این است که نیازی به انجام کارهای خاکی دشوار نیست، اما لازم است از خدمات ویژه مجوز دریافت کنید. با صرف بودجه قابل توجهی برای تجهیزات گران قیمت، نباید در نصب با کیفیت بالا صرفه جویی کنید. پس از همه، کیفیت و کارایی کل سیستم به آن بستگی دارد.

همانطور که می بینید، نصب گرمایش زمین گرمایی در خانه با دستان خود چندان ساده نیست. از بین تمام انواع ذکر شده، شاید تنها آخرین گزینه به تنهایی اجرا شود. اما حتی در این مورد، ارزش دارد که همه جوانب مثبت و منفی را بسنجید.

در مورد مزایا و معایب سیستم

برای اولین بار، گرمایش زمین گرمایی در ایالات متحده آمریکا، در طول بحران در دهه 80 مورد بررسی قرار گرفت. تأسیسات بسیار گران قیمت در خانه‌های ثروتمندترین و پیشرفته‌ترین افراد ثبت شد، اما به تدریج در دسترس‌تر و محبوب‌تر شدند. اروپا به این تازگی توجه کرد و شروع به معرفی فعال آن در فضاهای باز خود کرد. اکنون این نوع گرمایش دیگر یک کنجکاوی نیست، برای مثال در سوئد، حدود 70 درصد از کل گرما با استفاده از پمپ های حرارتی سنتز می شود.

سازندگان تجهیزات معجزه آسا و سبزی ها به اتفاق آرا در مورد مزایای این نوع گرمایش نسبت به سایر موارد صحبت می کنند ، مهمترین مزایایی که بر آنها تأکید می شود عبارتند از:

• برای گرمایش از انرژی حرارتی زمین استفاده می شود که تجدید پذیر و پایان ناپذیر است.
• خطر آتش سوزی وجود ندارد؛
• نیازی به تحویل و ذخیره سازی مواد سوختی وجود ندارد.
• در حین کار تجهیزات، هیچ گونه انتشار مضر ایجاد نمی شود، سیستم کاملاً ایمن و سازگار با محیط زیست است.
• سیستم به طور مستقل کار می کند، نیازی به نظارت و مداخله مداوم ندارد.
• مقرون به صرفه است، عملاً نیازی به هزینه های نگهداری از مالک ندارد.
• با همه مدل های مختلف، ضریب بهره وری تجهیزات به طور مداوم بالا باقی می ماند.

سیستم گرمایش زمین گرمایی در ترکیب با "طبقه های گرم" به خوبی عمل کرد. چنین دوتایی توزیع یکنواخت دما را تضمین می کند و از تشکیل مناطق گرمای بیش از حد جلوگیری می کند.

مهم! این نوع گرمایش برای خانه هایی با مساحت تا 150 متر مربع بسیار سودمند است، صاحبان چنین کلبه های کوچک اطمینان می دهند که هزینه ها در حدود 3-4 سال پرداخت می شود.

توجه داشته باشید که این سیستم ها هنوز در فضای پس از شوروی محبوب نشده اند. این تا حد زیادی به دلیل سرمایه گذاری نسبتاً قابل توجهی است که باید در همان ابتدا انجام شود و دوره نسبتاً طولانی بازپرداخت. متقاعد کردن هموطنانمان که به هر حال از نظر اقتصادی سودآور است، بسیار دشوار است. اگرچه، با توجه به افزایش سالانه قیمت خنک کننده های معمول و این واقعیت که سیستم برای میانگین 100 سال کارکرد کارآمد طراحی شده است، انتخاب کاملاً موجه به نظر می رسد.

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید - آیا این امکان وجود دارد؟

سیستم گرمایش زمین گرمایی - دستگاه، اصل کار. چه گرمایش زمین گرمایی یک خانه روستایی را انتخاب کنید. آیا می توان گرمایش زمین گرمایی را در خانه با دستان خود ایجاد کرد.

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید

هنگام ساخت یک خانه، هر مالک سعی می کند به وزن تفاوت های ظریف طراحی فکر کند. گرمایش یک نکته به همان اندازه مهم است که نیاز به مشاوره با متخصصان دارد. برای بسیاری، گرمایش زمین گرمایی دست نیافتنی به نظر می رسد، زیرا تنها با مکان هایی مرتبط است که چشمه های آب گرم خشمگین هستند. با این حال، در عمل، یک پمپ خاص می تواند انرژی تولید کند، بنابراین این گزینه برای هر شرایط آب و هوایی و زمین مناسب است. با این حال، آیا ارزش دارد گرمایش زمین گرمایی را در خانه با دستان خود انجام دهید، زیرا خود تجهیزات در حال حاضر گران هستند. برای یافتن پاسخ این سوال، ارزش مطالعه گزینه ها و ویژگی های موجود کار نصب را دارد.

اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی

گرمایش زمین گرمایی بر اساس همان اصل تهویه مطبوع عمل می کند. اجزای آن دو مدار و یک پمپ حرارتی هستند.

مدار داخلی شامل یک لوله و رادیاتور است که در سراسر خانه قرار دارد. مدار خارجی یک مبدل حرارتی است که یا در زیر زمین یا زیر ستون آب قرار می گیرد. مایع با ضد یخ یا آب معمولی در داخل گردش می کند. مایع گرم شده وارد پمپ می شود، که آن را از طریق عناصر مدار داخلی شتاب می دهد، به همین دلیل آب در رادیاتورها همیشه گرم است.

پمپ فضای زیادی را اشغال نمی کند، اما یکی از وظایف کلیدی در سیستم را انجام می دهد. به ازای هر کیلووات برق مصرفی، 4 برابر گرما تولید می کند. تهویه مطبوع چندان بازدهی ندارد چون 1 کیلو وات برق مصرف می کند همین مقدار را می دهد.

طبقه بندی بسته به نوع ساخت

این نوع چیدمان گرمایش در خانه یکی از گران ترین ها محسوب می شود و این به دلیل قیمت تجهیزات و کار زمین است. در چنین لحظاتی، بسیاری از مصرف کنندگان به این فکر می کنند که در چه چیزی می توانند صرفه جویی کنند و تنها چیزی که به ذهن می رسد نصب است. با این حال، برای درک اینکه آیا این چنین است، ارزش ارزیابی ویژگی های دستگاه و گزینه های طراحی احتمالی را دارد.

• مبدل حرارتی افقی. هنگام انتخاب این طرح، لوله ها در زیر زمین قرار می گیرند، در حالی که عمق باید بیشتر از سطح انجماد خاک باشد. با این حال، این گزینه مستلزم تخصیص قلمرو زیر کانتور است. فقط تصور کنید، اگر نیاز به گرم کردن خانه ای با مساحت 250 متر مربع دارید، برای تجهیز مدار به 600 متر مربع نیاز خواهید داشت. علاوه بر این، برخی از نکات فنی باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، تمام عناصر باید در حداقل فاصله از درخت قرار گیرند - 1.5 متر. اگر سایت مهیا شده باشد، این در حال حاضر ناراحتی های خاصی را ایجاد می کند.
• گزینه عمودی نیازی به تخصیص یک منطقه بزرگ ندارد، با این حال، استفاده از تجهیزات حفاری مستلزم هزینه های قابل توجهی است. ایجاد یک چاه یک فرآیند پر زحمت است، با این حال، این طراحی حداقل صد سال طول خواهد کشید. این گزینه برای مناطقی که قبلا مجهز شده اند مناسب است.
• گزینه water-placed از انرژی آب استفاده می کند و به شما امکان می دهد تا به میزان قابل توجهی در ترتیب صرفه جویی کنید. تنها شرط وجود یک مخزن در 100 متر است، مساحت آن باید حداقل 200 متر مربع باشد و سازه نباید عمیق تر از سه متر باشد.

همانطور که تمرین نشان می دهد، انجام نصب با دستان خود دشوار است. با توجه به اینکه هزینه زیادی روی تجهیزات سرمایه گذاری می شود، ارزشی ندارد که در مراحل نصب کوتاهی کنید و باید به متخصصان مراجعه کنید.

مزایای گرمایش زمین گرمایی

قبلاً چنین تأسیساتی را می شد در خانه های مجلل و غنی پیدا کرد، اما اکنون قیمت آن ها بیشتر شده است. آنها برای اولین بار توسط ساکنان ایالات متحده در دهه 80 مورد استفاده قرار گرفتند و اکنون ساکنان کشورهای اروپایی مورد توجه قرار گرفته اند. این راه حل به طور کلی باعث صرفه جویی در گرمایش می شود. 20 سال پیش، 12 میلیون شهروند اروپایی از طراحی مشابه استفاده می کردند، اما امروزه تعداد آنها به طرز چشمگیری افزایش یافته است.

در سوئد در حال حاضر بیشتر گرما توسط پمپ های حرارتی تولید می شود. بر این اساس، محبوبیت آنها به دلیل تعدادی مزیت نسبت به همه سیستم های جایگزین افزایش یافته است:

• انرژی پایان ناپذیر و تجدیدپذیر زمین برای گرم کردن خانه شما استفاده می شود.
• خطر آتش سوزی وجود ندارد؛
• لازم نیست به دنبال سوخت ارزان باشید و به مکان های ذخیره آن فکر کنید.
• سیستم سازگار با محیط زیست، بدون تشکیل گازهای گلخانه ای مضر، به همین دلیل فعالانه توسط محیط بانان حمایت می شود.
• عدم نظارت و مداخله منظم، در تمام سطوح سیستم به طور مستقل عمل می کند.
• انرژی نامحدود در هر زمان و در هر مقدار در دسترس است.
• شما مجبور نیستید برای تعمیر و نگهداری سیستم پول خرج کنید.
• عملکرد بالا در مقایسه با جایگزین های موجود.

استادان توصیه می کنند که نصب یک سیستم زمین گرمایی و گرمایش از کف را برای دستیابی به حداکثر اثر مفید ترکیب کنید. اولاً توزیع یکنواخت دما تضمین می شود و ثانیاً می توان از تشکیل مناطق گرمای بیش از حد جلوگیری کرد.

برای اینکه هزینه ها در 3-4 سال به طور کامل پرداخت شود، باید در نظر داشت که این نوع گرمایش برای صاحبان کلبه تا 150 متر مربع مفید است. با در نظر گرفتن این واقعیت که شبکه های حرارتی معمولی به طور منظم قیمت می گیرند و از کار می افتند، تصمیم به سیستم زمین گرمایی به شما این امکان را می دهد که تامین گرما را حداقل برای 100 سال فراموش کنید. گزینه انتخاب شده به سرعت خود را توجیه می کند. در فضای پس از اتحاد جماهیر شوروی، این گزینه به دلیل سرمایه گذاری زیاد کمتر مورد استقبال قرار می گیرد. هنوز هم سخت است که همشهریانمان را متقاعد کنیم که بهتر است یک بار پول خرج کنیم و مشکل را فراموش کنیم.

ویژگی های نصب

اگر قیمت گاز و برق به طور مداوم افزایش می یابد، و با آنها گرمایش یک خانه خصوصی، پس هنگام انتخاب یک سیستم زمین گرمایی، می توانید این ویژگی را فراموش کنید. علاوه بر این، لازم نیست در نظر بگیرید که ذخایر گاز در نهایت خود را تمام می کند. استفاده از سوخت جامد راه حلی پرهزینه تر است. هنگام سوزاندن چوب و زغال سنگ، مواد مضر آزاد می شود. در بین همه گزینه ها، این گزینه ایمن ترین است، با این حال، بر خلاف گرمایش گاز و سوخت جامد، نصب سیستم وقت گیرتر و گران تر است. بنابراین باید آن را به اساتیدی با تجربه زیاد در این زمینه سپرد. فقط آنها تمام تفاوت های ظریف نصب را می دانند. با انجام کار مناسب، مشکل گرمایش سال ها حل خواهد شد.

در همان زمان، همان لوله ها و باتری ها در داخل اتاق قرار می گیرند که گرما از طریق آنها جریان می یابد. عناصر اصلی در زیر زمین پنهان خواهند شد - یک چاه و یک مبدل حرارتی. خانه باید وسیله ای داشته باشد که گرما را تبدیل کند. تحت آن است که باید تا حد امکان فضای بیشتری را اختصاص دهید. با آن، صاحب محل می تواند دما و تامین انرژی حرارتی را تنظیم کند. به عنوان یک قاعده، در خانه های خصوصی، ژنراتور در زیرزمین یا در یک اتاق جداگانه قرار دارد.

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید: طرح و ویژگی های نصب

ویژگی های انتخاب و نصب گرمایش زمین گرمایی. نصب پمپ ها و تجهیزات اضافی در خانه را خودتان انجام دهید.