≡× MENU

• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

گرمایش زمین گرمایی را خودتان انجام دهید. گرمایش زمین گرمایی زیرزمینی خانه با گرمای زمین. چگونه یک خانه روستایی را با کمک طبیعت گرم کنیم

عرضه محدود منابع انرژی طبیعی، بشریت را به جستجوی منابع انرژی جایگزین وادار می کند. گرمایش زمین گرمایی خانه یک جایگزین عالی است روش های سنتیگرمایش این را می توان با داده های واقعی در مورد استفاده گسترده از سیستم های گرمایش زمین گرمایی در اروپا و آمریکا به عنوان منابع اصلی گرما تأیید کرد.

کمی تاریخ! سیستم های گرمایش زمین گرمایی به طور قابل توجهی در اواخر دهه هشتاد قرن گذشته، به طور عمده در آمریکا، گسترش یافت. در ابتدا، سرمایه گذاری قابل توجه در نصب چنین واحدی امکان استفاده از آن را تنها توسط افراد ثروتمند فراهم کرد، اما چند سال بعد این سیستم برای آمریکایی های کمتر ثروتمند در دسترس قرار گرفت و اهمیت سیستم های گرمایش زمین گرمایی در بازار تجهیزات گرمایشی را افزایش داد.

در کشورهای اروپایی، فقط دو دهه پیش، تعداد تاسیسات زمین گرمایی از 12 میلیون فراتر رفت، اما امروزه فقط می توان میزان "جمعیت" تاسیسات زمین گرمایی در خانه های شخصی را حدس زد.

چرا این اتفاق می افتد؟

خیلی ساده است! در دسترس ترین و سیستم راحتگرمایش گاز ذخایر سوخت طبیعی را با هزینه ای از جیب شما کاهش می دهد. و سوزاندن سوخت جامد (چوب، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس) نه تنها ناخوشایند است، بلکه با انتشار مواد مضر نیز همراه است. دی اکسید کربن، از بین رفتن دوده و رزین. و همچنین لازم است اتاق اضافیبرای ذخیره سازی سوخت

اصل عملیاتی سیستم

سیستم های گرمایش زمین گرمایی دارای اصل کارکردی مشابه یخچال (تهویه مطبوع) هستند. به سادگی، یخچال یخچال هوا را خنک می کند و پمپ حرارتی زمین گرمایی مایع خنک کننده سیستم گرمایش را گرم می کند.

از گرما (انرژی) زمین برای گرم کردن اتاق استفاده می شود. یک پمپ حرارتی واقع در خانه انرژی را از آب زیرزمینی یا خود خاک می گیرد و آن را به گرما تبدیل می کند. سپس این "گرما" برای گرم کردن مایع خنک کننده در خود سیستم گرمایش خانه استفاده می شود.

بر اساس اصل عملیات پمپ حرارتیچرخه معکوس کارنو نهفته است که در قرن نوزدهم ایجاد شد.

"قلب" چنین سیستمی کمپرسور است که گرما را "فشرده" و "انتقال" می کند. برای انجام این کار، به یک منبع خارجی انرژی - یک شبکه الکتریکی نیاز دارد.

در یک شرکت با کمپرسور، مدار داخلی پمپ حرارتی کار می کند: یک کندانسور، یک اواپراتور و یک دریچه گاز.

یک پمپ حرارتی به صورت زیر عمل می کند:

• منیفولد دریافت گرما با یک مایع ضد یخ (مخلوط گلیکول، مخلوط آب و الکل یا آب نمک) پر شده است که گرمای "زیرزمینی" یا "زیر آب" را به پمپ منتقل می کند.
• این انرژی حرارتی در اواپراتور با نقطه جوش بسیار پایین به مبرد منتقل می شود و باعث می شود که ناگهان به جوش بیاید و تبخیر شود (تبدیل به بخار).
• یک کمپرسور در حال کار، فشار این بخار را افزایش می دهد که بر این اساس منجر به افزایش دمای آن می شود.
• در کندانسور، مبرد خنک می شود و گرما را به مدار گرمایش خانه منتقل می کند و متراکم می شود.
• از طریق دریچه گاز، مبرد به داخل کمپرسور باز می گردد و چرخه دوباره تکرار می شود...

به عبارت دیگر، یک پمپ حرارتی را می توان یخچال «داخل بیرون» نیز نامید. از این گذشته ، در یخچال ، مبرد با گرمای محصولات قرار داده شده در آن (یخچال) گرم می شود و از طریق سیستمی از لوله ها به دیواره عقب تخلیه می شود و هوای خارج از یخچال را گرم می کند.

و در مورد پمپ حرارتی، این گرمای تولید شده، مایع خنک کننده را در سیستم گرمایش خود خانه گرم می کند. "کف های گرم" اغلب و کارآمدتر به عنوان وسایل گرمایشی در چنین سیستم های گرمایشی استفاده می شوند.

توجه کنید! در صورت وجود مدار "مصرف گرما" با کیفیت و محاسبه صحیح، با مصرف 1 کیلو وات برق، پمپ حرارتی قادر است تا 5 کیلو وات انرژی حرارتی را به سیستم برساند!

انواع مبدل های حرارتی برای سیستم های گرمایش زمین گرمایی

مبدل حرارتی افقی

لوله های افقی تا عمقی بیش از ضخامت لایه انجماد خاک گذاشته می شوند.

این گزینه مدار حرارتیبهینه در صورت موجود بودن منطقه بزرگزمین شخصی بدون کاشت باغ (درخت). گذاشتن لوله مدار در فاصله کمتر از 1.5 متر از تاج درخت مجاز نیست.

هنگام گرم کردن یک خانه 250 متر مربعی، مساحت 600 متر مربع برای قرار دادن مدار تبادل حرارت مورد نیاز است. اما چنین فضایی همیشه در دسترس نیست. به خصوص در شهرهای کلبه ای پرجمعیت.

این عامل را می توان از معایب این نوع مبدل حرارتی نامید.

مبدل حرارتی عمودی

مبدل حرارتی عمودی لوکسی است که شاید هر توسعه دهنده ای توانایی خرید آن را نداشته باشد. برای "تنظیم" چنین مبدل حرارتی، به تجهیزات حفاری خاصی نیاز دارید.

مدار مبدل حرارتی در چاهی به عمق 50-200 متر پایین می آید برای افزایش قدرت حرارتی، از چندین چاه استفاده می شود که خطوط لوله آنها از طریق واحدهای جمع کننده ویژه متصل می شوند.

مزیت سازماندهی چنین سیستم مدار مبدل حرارتی امکان کار در یک منطقه توسعه یافته است - این روش به چشم انداز موجود آسیب نمی رساند.

مبدل حرارتی قرار داده شده در آب

این گزینه برای نصب مقرون به صرفه ترین است - نیازی به انجام کار حفاری نیست، اما نیاز به وجود مخزنی با مساحت حداقل 200 متر مربع در فاصله بیش از 100 متر از خانه دارد. لوله های مدار در عمقی بیشتر از عمق انجماد (حداقل 2-3 متر) در پایین قرار می گیرند.

مزایا و معایب سیستم های گرمایش زمین گرمایی

ما می خواهیم یکی از مهمترین مزایای سیستم های گرمایش زمین گرمایی را برجسته کنیم: ایمنی محیط زیستبرای خانه شما از این گذشته ، روند عملکرد عادی پمپ حرارتی با هیچ گونه انتشار مضر در جو همراه نیست. و عدم وجود مواد قابل اشتعال در پمپ سوختاگر سیم کشی برق مناسب وجود داشته باشد، عملاً خطر آتش سوزی را از بین می برد.

عدم وجود سوخت به معنای عدم وجود هزینه برای تحویل و ذخیره سازی آن است.

مصرف کم برق با انتقال حرارت نسبتاً بالا (از 1 کیلو وات برق تا 5 کیلو وات انرژی حرارتی) یکی دیگر از عوامل مهم (یا مهمترین) تعیین کننده انتخاب سیستم گرمایش زمین گرمایی برای یک خانه روستایی است.

استقلال سیستم گرمایش زمین گرمایی شما را از نیاز به نظارت و نگهداری آن رها می کند.

مهم است مزیت عملکردییک سیستم گرمایش زمین گرمایی توانایی آن برای عملکرد مانند یک تهویه مطبوع در هوای گرم است. در این حالت، برعکس اتفاق می افتد: گرمای اتاق، مبرد را گرم می کند، که آن را به جمع کننده حرارت خارجی منتقل می کند.

نقطه ضعف چنین سیستمی پیچیدگی نصب آن و هزینه بالای کار نصب و خود تجهیزات است.

سیستم گرمایش زمین گرمایی گرانترین سیستم برای نصب و خرید تجهیزات است.

در این صورت، می توانید خودتان در هزینه نصب این سیستم صرفه جویی کنید، اما باید توجه زیادی به محاسبات و مشاوره با یک "حرفه ای" داشته باشید.

استفاده از مدار گرمایش دو ظرفیتی

سیستم دو ظرفیتی شامل استفاده موازی از دو منبع گرما در طول بارهای اوج (در دماهای پایین) است. محیط زیست).

در چنین سیستمی، یک دیگ بخار اضافی، به عنوان مثال یک دیگ برقی، به موازات پمپ حرارتی متصل می شود. در مواقعی که نیاز به استفاده از حالت گرمایش شدید در دمای پایین محیط باشد استفاده می شود.

اگر در منطقه ای که در آن زندگی می کنید چند روز "یخبندان" در سال وجود دارد ، وجود چنین "دستیار" به شما امکان می دهد در قدرت پمپ حرارتی صرفه جویی کنید که به طور قابل توجهی بر هزینه آن تأثیر می گذارد.

یک روش پیشرونده گرمایش زمین گرمایی یک خانه از اصل عملیاتی استفاده از گرمای زمین برای گرم کردن اتاق استفاده می کند. از آنجایی که سوخت های سنتی تمام شدنی هستند منابع طبیعی، پس باید از قبل در مورد انتقال به آخرین منابع انرژی پایان ناپذیر نگران باشید.

رهبران در تولید و بهره برداری از سیستم ها گرمایش زمین گرماییخانه ها کشورهای اسکاندیناوی هستند. آنها این گزینه نصب را رایج کرده و آن را به مناطقی که پتانسیل گسترده ای برای استفاده از آن دارند ارائه می دهند.

کاربرد تجهیزات

این نادرست است که باور کنیم گرمایش از زمین فقط در جایی قابل استفاده است که چشمه های آب گرم، آبفشان های گرم و سایر منابع طبیعی گرمایش زیرزمینی وجود دارد. آخرین فناوری هابه شما این امکان را می دهد که گرمایش زمین گرمایی را در خانه و در عرض های جغرافیایی معتدل با موفقیت انجام دهید.

امروزه در کشور ما این نوع گرمایش هنوز به عنوان روش جایگزین برای تولید گرما طبقه بندی می شود. با این حال، در بیشتر موارد تقریباً برای خانه های روستایی یا خانه های 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

این امر مطلوب ترین فضای اتاق را ایجاد می کند.

ویدئو: گرمایش زمین گرمایی چگونه کار می کند

عملیات سیستم

یک پمپ حرارتی باید در خانه نصب شود. انرژی را از خاک یا آب زیرزمینی می گیرد و آن را به مایع خنک کننده ای که در خانه از طریق لوله ها در گردش است می دهد. این اصل عملیاتی در قرن نوزدهم توسط فیزیکدان فرانسوی سادی کارنو شناسایی شد.

اجزای گره پایه عبارتند از:

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

پمپ حرارتی طبق الگوریتم زیر کار می کند:

1. کلکتور ورودی گرما باید حاوی مایعی در داخل باشد که نقطه انجماد پایینی داشته باشد. اغلب هنگام ایجاد گرمایش زمین گرمایی با دستان خود، آب با محتوای نمک زیاد، الکل رقیق شده با آب و مخلوط های گلیکول داخل آن ریخته می شود.
2. در ماژول اواپراتور حرارت به مبرد که نقطه جوش پایینی دارد منتقل می شود و در این زمان می جوشد و به حالت بخار تبدیل می شود.
3. کمپرسور نصب شده در مدار باعث افزایش فشار بخار می شود که نتیجه آن افزایش دمای ماده به 78-80 0 درجه سانتی گراد است.
4. هنگامی که ماده مبرد وارد کندانسور می شود، وارد فاز مایع می شود و در همان زمان انرژی برای مدار گرمایش آزاد می شود.
5. مایع حاصل از طریق دریچه گاز به کمپرسور بازگردانده 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 به درستی انجام شده و نصب خوب مبدل حرارتی می تواند افزایش پنج برابری توان خروجی را از یک کیلووات مصرفی پمپ ایجاد کند.

ویدئو: پمپ حرارتی زمین گرمایی چگونه کار می کند

نصب مبدل حرارتی

انواع نصب فعلی به شرح زیر است:

• 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 کف نزدیکترین بدنه آب انجام می شود.

حفاری چاه

برای استفاده موثرانرژی حرارتی زمین، در صورتی که مساحت نزدیک ساختمان کوچک باشد، حفر چاه های عمیق ضروری است. دمای مثبت پایدار چندین متر در عمق زمین باقی می ماند. استفاده از چنین چاه های زمین گرمایی گرما را به مدار مبدل حرارتی می دهد. سپس این گرما به مدار داخلی دوم واقع در اتاق منتقل می شود.

اغلب، حفاری چندین چاه حتی کمتر از قرار دادن آنها در ته یک مخزن هزینه دارد. به لطف این، این فرآیند برای افراد بیشتری قابل دسترسی است.

این فرآیند با یک دکل حفاری کوچک و مقدار کمی تجهیزات کمکی انجام می شود. این عملاً بر ناحیه اطراف تأثیر نمی گذارد. ساخت 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. یک لوله پلاستیکی به قطر 40 میلی متر 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. لوله اصلی گرمایش سیم کشی شده و به پمپ حرارتی متصل می شود.

انرژی آب

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

لوله هایی در امتداد کف مخازن گذاشته می شود تا از یخ زدن آنها در زمان اوج یخبندان جلوگیری شود.

انجام محاسبات

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

• در عمقی بیش از حد خط وسطروسیه 15-20 متر، دما در +8-+10 0 C حفظ می شود.
• برای سازه های عمودیمرسوم است که در محاسبات مقدار توان حاصل از 50 وات در هر 1 متر ارتفاع و بیشتر را در نظر بگیرید. مقادیر دقیقبه درجه رطوبت در 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 بر متر را تامین می کنند.
• در دسترس بودن آب های زیرزمینیتا 110 وات بر متر می دهد.

استفاده از پمپ حرارتی

طول عمر 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 کار می کند. این مقدار متوسط ​​برای عرض های جغرافیایی بدون چشمه های زیرزمینی حرارتی است.

اصل کار پمپ حرارتی

اصل عملکرد سیستم گرمایش حرارتی یکسان است و ربطی به کشور مبدا یا برند ندارد. پمپ های زمین گرمایی می توانند از نظر طراحی، اندازه و ظاهر، 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 گرما است.

از پمپ نباید بیش از حد استفاده کرد، زیرا این فرآیند می تواند منجر به کاهش قابل توجه دمای خاک اطراف چاه و گاهی اوقات منجر به یخ زدن آن 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 و در نتیجه به محافظ آسیب می رساند. لوله های پلاستیکی. اگر خانه در نزدیکی قرار داشته 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 اضافی است انرژی حرارتی. این می تواند انرژی یک کلکتور خورشیدی یا گرم کردن یک پروب در هنگام استفاده از پمپ حرارتی در حالت خنک کننده اتاق باشد.

در خاتمه لازم به ذکر است که نصب زمین گرمایی هنوز در دسترس همگان نیست. در برخی موارد، دوره بازپرداخت ممکن است بیش از 10 سال طول بکشد، اما در نهایت، این روش های گرمایش خانه در آینده نزدیک نه تنها جایگزین، بلکه تنها روش های ممکن خواهد شد.

گرمایش زمین گرمایی یک خانه را خودتان انجام دهید: نمودار، نقشه، هزینه، دستورالعمل های عکس و ویدئو

چگونه با دست خود گرمایش زمین گرمایی بسازیم. اصل عملکرد یک پمپ حرارتی چگونه انرژی زمین و آب می تواند خانه را بدون چوب یا گاز 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، تعداد کمی می خواهند پول سرمایه گذاری کنند و بیهوده.

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

در یک کلام، نگاهی دقیق تر به گرمایش زمین گرمایی بیندازید، به خصوص که هزینه برق و گاز دائما در حال افزایش است و مشخص نیست که تا چند سال آینده استفاده از کدام منبع انرژی ارزان تر خواهد بود.

توجه کن! این روش گرمایش اولین بار در آمریکا در طول بحران مالی دهه هشتاد مورد استفاده قرار گرفت. با گذشت زمان، محصول جدید در اروپا محبوب شد. به عنوان مثال، در سوئد، امروزه ¾ گرما از طریق 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. با توجه به اصل عملکرد، به طور مبهم شبیه تهویه مطبوع یا یخچال است.

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

1. مدار داخلی به سیستم گرمایشی اطلاق می شود که برای ما آشناست که از رادیاتورها و لوله کشی تشکیل شده است.
2. خارجی یک مبدل حرارتی بسیار بزرگ است که در زیر زمین یا در یک مخزن نصب شده است. حاوی مایع خنک کننده است (و ممکن است باشد آب سادهیا ضد یخ)، با پذیرش دمای محیط، به پمپ حرارتی عرضه می شود، که از آنجا گرمای انباشته شده وارد مدار داخلی می شود. به این ترتیب وسایل گرمایشی در خانه گرم می شوند.

عنصر اصلی سیستم 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 کن! یک تهویه مطبوع معمولی که اصل کارکرد آن بسیار شبیه است، دقیقاً به اندازه مصرف انرژی یعنی یک به یک انرژی تولید می کند.

البته امروزه گرمایش زمین گرمایی بیشترین کار و هزینه را دارد. بیشتر پول باید برای کارهای حفاری و تجهیزات مربوطه از جمله پمپ حرارتی هزینه شود. و بسیاری از مردم تعجب می کنند 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؛
• بهره وری؛
• سهولت نگهداری و بهره برداری؛
• عدم نیاز به ذخیره سازی سوخت؛
• خودمختاری؛
• سازگاری با محیط زیست و ایمنی

تنها معایب آن شامل هزینه بالای نصب است، اما همانطور که قبلا ذکر شد، مطمئناً این هزینه ها جواب خواهد داد.

توجه کن! گرمایش زمین گرمایی در کنار "طبقه گرم" و همچنین در خانه هایی که مساحت آنها از 150 تجاوز نمی کند بسیار سودمند است. متر مربع.

روش های ساخت سیستم های زمین گرمایی

روش های ساخت سیستم های زمین گرمایی

یکی از عناصر ضروریمدار 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 تا عمق 2.5 متری نصب می شوند و به دلیل نوسانات دما گرم می شوند. گرمایش خورشیدییا از دست دادن حرارت

1. تبادل مستقیم حرارت

دستگاه های حرارتی با تبادل حرارت مستقیم در تماس مستقیم با خاک هستند. مایع خنک کننده بدنه دستگاه را ترک می کند، در امتداد یک خط مسی زیرزمینی حرکت می کند و انرژی حرارتی را مبادله می کند و به عقب باز می گردد.

چنین تبادل حرارتی مستقیم نامیده می شود زیرا مایع بدون هیچ واسطه ای با زمین در تماس است. البته به طور مستقیم با خاک تعامل ندارد، بلکه تنها از طریق دیواره لوله ها با آن تبادل گرما می کند. امروزه چنین پمپ هایی به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند.

به هر حال، راندمان تبادل حرارت مستقیم بسیار بالا است و هزینه های مالی نصب کمتر از اکثر سیستم های بسته است. هدایت حرارتی مس نقش مهمی در این امر ایفا می کند و همچنین عدم وجود پمپ آب الکتریکی و مبدل بین خنک کننده و آب که همانطور که مشخص است منبع اصلی اتلاف حرارت است.

همچنین شایان ذکر است که خطوط لوله مس گران هستند و خنک کننده بیشتری نسبت به انواع دیگر 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 آن را با آب و مقدار کمی ضد یخ پر می کنند.

آب از مبدل حرارتی خارج می شود، در امتداد مدار بیرونی حرکت می کند و انرژی حرارتی را با خاک مبادله می کند و برمی گردد. مشخص است که کانتور بیرونی زیر سطح انجماد خاک است، جایی که درجه حرارت پایدار است. آنها همچنین او را در نزدیکترین آب غوطه ور می کنند.

توجه کن! سیستم‌هایی که در آب غوطه‌ور هستند یا در خاک مرطوب قرار دارند بسیار پربازده‌تر از مدارهای خشک هستند. بنابراین، در خاک خشک در کنار مدار، توصیه می شود یک شلنگ زهکشی نصب کنید که آن را مرطوب کند.

سیستم های بسته نسبت به گزینه قبلی کارایی کمتری دارند زیرا نیاز به حفاری کار فشرده دارند و سیستم طولانیلوله ها همچنین توجه داشته باشید که مدارهای بسته به دو صورت نصب می شوند - عمودی و افقی.

مدار عمودی متشکل از دو لوله است که در زوایای قائم به عمق 20-120 متری زیرزمین می روند. شفت های حفر شده برای لوله ها معمولا با محلول خاصی پر می شوند که انتقال حرارت را بهبود می بخشد و سفره های زیرزمینی را از آلودگی محافظت می کند.

اگر سیستم به صورت افقی قرار گیرد، لوله ها در زیر سطح انجماد خاک دفن می شوند. به طور طبیعی، آنها به صورت افقی اجرا می شوند. به دلایل واضح، این روش ارزان تر 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 از طریق حفاری افقی باشد. این امکان نصب لوله ها در زیر باغ، حیاط، جاده و سایر اشیاء را بدون تخریب آنها فراهم می کند.

از نظر هزینه، چنین سیستمی جایی بین افقی و نصب عمودی. او ویژگی متمایزاین است که حلقه ها را می توان تنها به یک محفظه متصل کرد و این باعث کاهش سطح مورد نیاز برای نصب می شود.

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

4. مدارهای آب

مدارهای بسته ای که در مخازن غوطه ور می شوند خط لوله ای هستند که در حلقه ها قرار گرفته اند. آنها را می توان در هر دریاچه یا حوضی که در نزدیکی خانه قرار دارد قرار داد.

5. سیستم های باز

در چنین سیستم هایی مدار خارجی با آب طبیعی پر می شود. سپس به یک مبدل حرارتی واقع در بدنه دستگاه حرکت می کند و از آنجا گرما استخراج شده و به مدار اولیه منتقل می شود. پس از این، آب برمی گردد. خطوط عرضه و برگشت باید دور از یکدیگر قرار گیرند تا منبع گرما به طور مؤثر تغذیه شود.

توجه کن! تمام عناصر سیستم باید به خوبی از خوردگی محافظت شوند، زیرا ... ترکیب شیمیاییآب در گردش را نمی توان کنترل کرد. به همین دلیل توصیه می شود در صورت بالا بودن سطح مواد معدنی و املاح آب از مدارهای بسته استفاده کنید.

علیرغم این واقعیت که کارایی سیستم های باز مرتبه ای بالاتر از سیستم های بسته است، ممکن است مشکلاتی در حین نصب ایجاد شود که عمدتاً ماهیت قانونی دارند. 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 نوع بسته هستند. در این حالت، آب از کف چاه عمیق می آید، از پمپ عبور می کند و به عقب می افتد و با خاک اطراف تبادل گرما می کند.

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

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 شروع ساخت پمپ، لازم است تعدادی از اقدامات را برای بهبود بهره وری انرژی خانه خود انجام دهید. این اقدامات شامل عایق کاری کف و دیوارها، تعویض درب و پنجره های نشتی و عایق حرارتی سقف و سقف می باشد.

مرحله دو. سپس باید اکتشافات زمین شناسی را برای یافتن عمق انجماد خاک انجام دهید. پس از این، 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 کمپرسور پمپ.

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

بهتر است دستگاهی با قدرت بیش از 7 کیلو وات بخرید که در کولرهای گازی با کارایی بالا استفاده می شود (اینگونه کمپرسورها در مراکز خدماتی، متخصص در سرویس لوازم خانگی).

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

مرحله چهار. سپس می توانید مونتاژ مبدل حرارتی داخلی را شروع کنید. یادآوری می کنیم که انتقال انرژی حرارتی انباشته شده به شبکه گرمایش ضروری است. مواد برای یک عنصر معین، و همچنین حجم آن، به طور کامل به خاص بستگی دارد شرایط آب و هوایی. برای گردش مایع خنک کننده، معمولا از آنها استفاده می شود لوله های مسی، در حالی که ظرف از مواد ضد خوردگی 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. این کار را نمی توان بدون آسیب رساندن به دومی انجام داد - باید به دو قسمت بریده شود و پس از ثابت کردن سیم پیچ، به حالت اولیه جوش داده شود.

مرحله ششم. سپس باید شفت ها یا ترانشه ها را سوراخ کنید و یک خط لوله در آنجا نصب کنید. پس از اتمام کار، اجرای آزمایشی سیستم ضروری است.

توجه کن! با توجه به پیچیدگی بالای کار، بهتر است طراحی و نصب چنین گرمایشی را به عهده بگیرید. متخصصان با تجربه. همین امر را می توان در مورد ساخت پمپ حرارتی نیز گفت.

پمپ حرارتی زمین گرمایی DIY

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

گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید: بررسی مقایسه ای روش های طراحی

بسیاری از صاحبان خانه های خصوصی هنوز معتقدند که گرمایش زمین گرمایی یک اصطلاح تقریباً از قلمرو علمی تخیلی است و فقط برای مناطقی که چشمه های آب گرم حباب دارند 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 حتی در دماهای پایین نیز با موفقیت گرما تولید می کند، بنابراین حتی در آب و هوای معتدل نیز می توان به طور کاملا موثر 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 عملیات گرمایش زمین گرمایی مشابه سیستم 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. هم مایع مخصوص با ضد یخ و هم آب معمولی می تواند در داخل آن گردش کند. مایع خنک کننده دمای محیط را می گیرد و با "گرم شدن" وارد پمپ حرارتی می شود و گرمای انباشته شده به مدار داخلی منتقل می شود. به این ترتیب آب در لوله ها و رادیاتورها گرم می شود.

پمپ زمین گرمایی (حرارت) عنصر کلیدی سیستم است. این یک واحد جمع و جور است که فضای بیشتری را نسبت به چیزی که ما به آن عادت کرده ایم اشغال نمی کند. ماشین لباسشویی. اگر در مورد عملکرد صحبت کنیم، پس به ازای هر 1 کیلووات برق مصرفی، پمپ تا 4-5 کیلووات انرژی حرارتی "تولید" می کند. در حالی که یک تهویه مطبوع معمولی، که اصل کارکرد مشابهی دارد، به ازای 1 کیلووات انرژی مصرف شده به 1 کیلووات گرما "پاسخ" می دهد.

طرح گرمایش زمین گرمایی در یک خانه خصوصی

باید اعتراف کرد که نصب این نوع گرمایش گران ترین و پر زحمت ترین تا به امروز است. سهم شیر از هزینه آن خرید تجهیزات و البته کار حفاری است. به طور طبیعی، یک مالک صرفه جو از خود می پرسد که 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 طراحی آنها را درک کنیم.

مبدل حرارتی افقی

اغلب از یک مدار افقی استفاده می شود که در 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 زیر لوله ها می رود. هر توسعه دهنده ای نمی تواند چنین لوکسی را بپردازد.

علاوه بر این، اگر سایت قبلاً محوطه سازی شده باشد، به عنوان مثال، شما باید فاصله از درختان (1.5 متر) و بسیاری از تفاوت های ظریف را رعایت کنید.

مبدل حرارتی عمودی

یک گزینه فشرده تر، اما همچنین گران تر، مبدل حرارتی عمودی است. نصب آن به مساحت زیادی 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 به ویژه هنگام برنامه ریزی گرمایش زمین گرمایی یک خانه روستایی با یک قلمرو مجاور توسعه یافته به شما امکان می دهد منظره را تقریباً به شکل اصلی خود حفظ کنید.

مبدل حرارتی مبتنی بر آب

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

مبدل حرارتی مبتنی بر آب سودمندترین و در نتیجه مناسب‌تر برای دستگاه است

یک مدار از لوله ها به شکل مارپیچ در قسمت پایین قرار داده شده است. مساحت مخزن - از 200 متر مربع. مزیت اصلی این است که نیازی به انجام کارهای حفاری فشرده نیست، اما باید از خدمات ویژه مجوز دریافت کرد. با صرف مقادیر قابل توجهی پول برای تجهیزات گران قیمت، نباید در آن صرفه جویی کنید نصب با کیفیت بالا. 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 آسان نیست. از بین تمام انواع ذکر شده، شاید تنها آخرین گزینه به تنهایی قابل اجرا باشد. اما حتی در این مورد، ارزش وزن کردن تمام جوانب مثبت و منفی را دارد.

در مورد مزایا و معایب سیستم

برای اولین بار، گرمایش زمین گرمایی در ایالات متحده در طول بحران دهه 80 به دقت مورد بررسی قرار گرفت. تاسیسات بسیار گران قیمت در خانه های ثروتمندترین و پیشرفته ترین ها نصب شد، اما به تدریج در دسترس و محبوب تر شدند. اروپا محصول جدید را مورد توجه قرار داد و شروع به اجرای فعال آن در فضاهای باز خود کرد. در حال حاضر این نوع گرمایش دیگر یک کنجکاوی نیست، به عنوان مثال، حدود 70٪ از کل گرما با استفاده از پمپ های حرارتی سنتز می شود.

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

• انرژی حرارتی زمین برای گرمایش 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.
• هنگامی که تجهیزات کار می کنند، هیچ انتشار مضری ایجاد نمی شود، سیستم کاملاً ایمن و سازگار با محیط زیست است.
• سیستم به طور مستقل عمل می کند و نیازی به نظارت و مداخله مداوم ندارد.
• مقرون به صرفه است و عملاً نیازی به هزینه نگهداری از طرف مالک ندارد.
• با انواع مدل ها، 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. این 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 150 متر مربع بسیار سودمند است، صاحبان چنین خانه هایی کلبه های کوچکآنها ادعا می کنند که هزینه ها فقط در 3-4 سال جبران 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 و کاملاً انجام شود بلند مدتبازپرداخت متقاعد کردن هموطنانمان که به هر حال از نظر اقتصادی سودآور است، بسیار دشوار است. اگرچه، اگر افزایش سالانه قیمت خنک کننده های معمولی و این واقعیت را که سیستم برای میانگین 100 سال کارکرد کارآمد طراحی شده است را در نظر بگیریم، انتخاب کاملاً موجه به نظر می رسد.

گرمایش زمین گرمایی یک خانه را خودتان انجام دهید - آیا ممکن است؟

سیستم گرمایش زمین گرمایی - دستگاه، اصل کار. کدام گرمایش زمین گرمایی را برای یک خانه روستایی 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 کمتر نیست نکته مهمکه نیاز به مشاوره با متخصصین دارد. برای بسیاری، گرمایش زمین گرمایی دست نیافتنی به نظر می رسد، زیرا تنها با مکان هایی مرتبط است که چشمه های آب گرم حباب دارند. 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.

گرمایش زمین گرمایی چگونه کار می کند

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

مدار داخلی شامل لوله ها و رادیاتورهایی است که در سرتاسر خانه قرار دارند. مدار خارجی یک مبدل حرارتی است که در زیر زمین یا زیر آب قرار می گیرد. مایع با ضد یخ یا آب ساده 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 گرمای خروجی تولید می کند. کولر گازی چندان پربار نیست، زیرا پس از مصرف 1 کیلو وات برق، به همان میزان برق می دهد.

طبقه بندی بسته به نوع سازه

این نوع چیدمان گرمایش در خانه یکی از پرهزینه ترین ها محسوب می شود و این به دلیل قیمت تجهیزات و کارهای خاکی است. در چنین لحظاتی، بسیاری از مصرف کنندگان تعجب 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 ممکنطرح ها

• مبدل حرارتی افقی. هنگام انتخاب این طرح، لوله ها در زیر زمین قرار می گیرند و عمق آن باید بیشتر از سطح انجماد خاک باشد. با این حال، این گزینه نیاز به تخصیص قلمرو برای کانتور دارد. فقط تصور کنید، اگر شما نیاز به گرم کردن خانه ای با مساحت 250 متر مربع دارید، برای چیدمان مدار به 600 متر مربع نیاز خواهید داشت. علاوه بر این، لازم است برخی را در نظر گرفت نکات فنی. به عنوان مثال، تمام عناصر باید در حداقل فاصله از درخت واقع شوند - 1.5 متر. اگر سایت منظره شده باشد، این قبلاً ناراحتی های خاصی ایجاد می کند.
• گزینه عمودی نیازی به تخصیص یک منطقه بزرگ ندارد، با این حال، استفاده از تجهیزات حفاری هزینه های قابل توجهی را به همراه خواهد داشت. ایجاد یک چاه یک فرآیند کار فشرده است، با این حال، این ساختار حداقل برای صد سال دوام خواهد آورد. این گزینه برای مناطقی که قبلا توسعه یافته اند مناسب است.
• گزینه مبتنی بر آب از انرژی آب استفاده می کند و به شما امکان می دهد تا به میزان قابل توجهی در چیدمان 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، نباید در مراحل نصب کوتاهی کرد و باید به متخصصان مراجعه کرد.

مزایای گرمایش زمین گرمایی

پیش از این، چنین تاسیساتی را می‌توان در خانه‌های مجلل و ثروتمند یافت، اما اکنون مقرون به صرفه‌تر شده‌اند. آنها اولین بار توسط ساکنان ایالات متحده در دهه 80 و اکنون ساکنان مورد استفاده قرار گرفتند کشورهای اروپاییتوجه داشت. این راه حل به ما اجازه داد تا در هزینه های گرمایشی به طور کلی صرفه جویی کنیم. 20 سال پیش، 12 میلیون شهروند اروپایی از طراحی مشابه استفاده می کردند، اما امروزه تعداد آنها به طور چشمگیری افزایش یافته است.

قبلا در سوئد بیشترگرما با استفاده از 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 در مورد محل ذخیره آن فکر کنید.
• یک سیستم سازگار با محیط زیست، بدون تشکیل گازهای گلخانه ای مضر، به همین دلیل فعالانه توسط محیط بانان حمایت می شود.
• فقدان نظارت و مداخله منظم، سیستم به طور مستقل در تمام سطوح عمل می کند.
• مقدار نامحدود انرژی موجود در هر زمان و در هر مقدار؛
• شما مجبور نیستید برای تعمیر و نگهداری سیستم پول خرج کنید.
• عملکرد بالا در مقایسه با جایگزین های موجود.

کارشناسان توصیه می کنند برای دستیابی به ترکیب نصب یک سیستم زمین گرمایی و کف گرم حداکثر اثرمنافع اولاً توزیع یکنواخت دما تضمین می شود و ثانیاً از تشکیل مناطق گرمای بیش از حد جلوگیری می شود.

برای اینکه هزینه ها در 3-4 سال به طور کامل پرداخت شود، شایان ذکر است که این نوع گرمایش برای صاحبان کلبه تا 150 متر مربع مفید است. با در نظر گرفتن این واقعیت که شبکه های گرمایشی معمولی به طور منظم گران تر می شوند 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 گاز و برق به طور مداوم گران تر می شوند، 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 به مرور زمان تمام می شود. استفاده از سوخت جامد یک راه حل حتی گران تر است. هنگام سوزاندن چوب و زغال سنگ، مواد مضر آزاد می شود. در میان همه گزینه ها، این گزینه ایمن ترین است، با این حال، بر خلاف گرمایش گاز و سوخت جامد، نصب سیستم کار فشرده تر و گران تر است. بنابراین باید آن را به افراد متخصص با تجربه زیاد در این زمینه سپرد. فقط آنها تمام تفاوت های ظریف نصب را می دانند. اگر کار به درستی انجام شود، مشکل گرمایش سال ها حل می شود.

در همان زمان، در داخل اتاق همان لوله ها و رادیاتورها وجود خواهد داشت 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. برای این است که لازم است تا جایی که ممکن است فضا اختصاص داده شود. با کمک 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 یک اتاق جداگانه قرار دارد.

گرمایش زمین گرمایی یک خانه را خودتان انجام دهید: نمودار و ویژگی های نصب

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

اکولوژی مصرف: ما می دانیم که ژئوترمی گرمای زمین است و مفهوم "زمین گرمایی" اغلب با آتشفشان ها و آبفشان ها مرتبط است. بسیاری مطمئن هستند که گرمایش زمین گرمایی را خودتان انجام دهید در خانه فوق العاده است. اما این درست نیست!

ما می دانیم که ژئوترمی گرمای زمین است و مفهوم "زمین گرمایی" اغلب با آتشفشان ها و آبفشان ها مرتبط است. در روسیه انرژی زمین گرماییبه طور عمده در مقیاس صنعتی استفاده می شود، به عنوان مثال، نیروگاه های خاور دور وجود دارد که بر اساس گرمای زمین کار می کنند. بسیاری مطمئن هستند که گرمایش زمین گرمایی را خودتان انجام دهید در خانه فوق العاده است. اما این درست نیست!

چند واقعیت تاریخی

هنگامی که بحران نفت در دهه 70 قرن گذشته آغاز شد، نیاز مبرمی در غرب به وجود آمد. منابع جایگزینانرژی در این زمان بود که اولین سیستم های گرمایش زمین گرمایی شروع به ایجاد کردند. امروزه آنها در ایالات متحده، کانادا و کشورهای اروپای غربی گسترده شده اند.

وقتی منابع انرژی زمین گرمایی را ذکر می کنیم، همیشه دره ای از آبفشان ها یا آتشفشان ها را تصور می کنیم، اما منابع مورد نیاز ما بسیار نزدیکتر هستند. و به ما کمک می کنند در زمستان گرم و در تابستان خنک بمانیم.

به عنوان مثال، در سوئد آنها به طور فعال از آب دریای بالتیک استفاده می کنند که دمای آن + 4 درجه است. در آلمان، معرفی سیستم های گرمایش زمین گرمایی حتی توسط حمایت مالی می شود سطح ایالتی. در روسیه نیروگاه های پائوژتسکایا، ورخنه-موتنوفسکایا، اوکیانسکایا و سایر نیروگاه های زمین گرمایی وجود دارد. اما شواهد بسیار کمی از استفاده از انرژی زمین در بخش خصوصی ما وجود دارد.

مزایا و معایب واقعی

اگر گرمایش زمین گرمایی در بخش خصوصی توزیع نسبتا کمی در روسیه دریافت کرده است، آیا این بدان معنی است که این ایده ارزش هزینه اجرای آن را ندارد؟ شاید ارزش پیگیری این موضوع را نداشته باشد؟ معلوم شد که اینطور نیست.

استفاده از سیستم گرمایش زمین گرمایی برای خانه شما یک راه حل سودآور است. و چندین دلیل برای این وجود دارد. اینها شامل نصب سریع تجهیزاتی است که می توانند برای مدت طولانی بدون هیچ وقفه ای کار کنند. اگر در سیستم گرمایشی به جای آب از ضدیخ مرغوب استفاده کنید، یخ نمی‌زند و سایش آن به حداقل می‌رسد.

ما سایر مزایای این نوع گرمایش را لیست می کنیم.

• روش احتراق سوخت حذف شده است. ما یک سیستم کاملاً نسوز ایجاد می کنیم که در طول عملیات آن نمی تواند آسیبی به مسکن وارد کند. علاوه بر این، تعدادی از مسائل دیگر مربوط به وجود سوخت حذف شده است: اکنون دیگر نیازی به جستجوی مکانی برای ذخیره آن، رسیدگی به تهیه یا تحویل آن نیست.
• راحتی آکوستیک. پمپ حرارتی تقریباً بی صدا کار می کند.
• سود اقتصادی قابل توجه. در طول کارکرد سیستم، نیازی به سرمایه گذاری اضافی نخواهد بود. گرمایش سالانه توسط نیروهای طبیعت ارائه می شود که ما آنها را نمی خریم. البته هنگام کار با پمپ حرارتی، انرژی الکتریکی مصرف می شود، اما میزان انرژی تولید شده به طور قابل توجهی از مقدار انرژی مصرف شده بیشتر است.
• عامل محیطی گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی یک راه حل سازگار با محیط زیست است. عدم وجود یک فرآیند احتراق، انتشار محصولات احتراق را در جو حذف می کند. اگر بسیاری از مردم به این موضوع پی ببرند و چنین سیستم تامین گرما فراگیر شود، تأثیر منفی مردم بر طبیعت چندین برابر کاهش می یابد.
• فشردگی سیستم شما مجبور نیستید یک دیگ بخار جداگانه در خانه خود ترتیب دهید. تنها چیزی که مورد نیاز خواهد بود یک پمپ حرارتی است که می توان آن را به عنوان مثال در زیرزمین قرار داد. حجیم ترین کانتور سیستم در زیر زمین یا زیر آب قرار خواهد گرفت، شما آن را روی سطح سایت خود نخواهید دید.
• چند منظوره بودن این سیستم می تواند هم برای گرمایش در فصل سرد و هم برای سرمایش در گرمای تابستان کار کند. یعنی در واقع نه تنها بخاری، بلکه کولر گازی شما را نیز جایگزین خواهد کرد.

انتخاب سیستم گرمایش زمین گرمایی مقرون به صرفه است، علیرغم این واقعیت که باید برای خرید و نصب تجهیزات هزینه کنید. ضمناً به عنوان نقطه ضعف سیستم دقیقاً هزینه هایی را ذکر می کنند که برای نصب سیستم و آماده سازی آن برای بهره برداری باید متحمل شود. شما باید خود پمپ و برخی مواد را بخرید و کار نصب مدارهای خارجی و داخلی کلکتور را انجام دهید.

بر کسی پوشیده نیست که منابع سال به سال گران تر می شوند، بنابراین سیستم خودمختارسیستم گرمایشی که می تواند ظرف چندین سال هزینه خود را بپردازد، همیشه برای صاحبش از نظر اقتصادی مفید خواهد بود

با این حال، این هزینه ها فقط در چند سال اول بهره برداری پرداخت می شود. استفاده بعدی از کلکسیونر به شما امکان می دهد پول قابل توجهی ذخیره کنید. علاوه بر این، فرآیند نصب به خودی خود آنقدر پیچیده نیست که نیاز به دعوت از متخصصان شخص ثالث برای انجام آن داشته باشد. اگر حفاری انجام نمی دهید، بقیه کارها را خودتان می توانید انجام دهید.

منابع گرمایش زمین گرمایی

منابع انرژی حرارتی زمینی زیر را می توان برای گرمایش زمین گرمایی استفاده کرد:

• دمای بالا؛
• دمای پایین

به عنوان مثال، چشمه های حرارتی از جمله چشمه های با دمای بالا هستند. می توان از آنها استفاده کرد، اما دامنه آنها توسط مکان واقعی چنین منابعی محدود شده است. در حالی که در ایسلند از این نوع انرژی به طور فعال استفاده می شود، در روسیه آب های حرارتی دور از مناطق پرجمعیت قرار دارند. آنها تا حد امکان در کامچاتکا متمرکز شده اند، جایی که آب زیرزمینی به عنوان خنک کننده استفاده می شود و به سیستم های آب گرم عرضه می شود.

برای استفاده موثر از انرژی حرارتی زمین، نیازی به آتشفشان ندارید. کافی است از منابعی استفاده کنید که در فاصله 200 متری از سطح زمین قرار دارند

اما ما تمام پیش نیازهای لازم برای استفاده از منابع با دمای پایین را داریم. توده های هوای اطراف، زمین یا آب برای این منظور مناسب هستند. برای استخراج انرژی مورد نیاز از پمپ حرارتی استفاده می شود. با کمک آن، این روش برای تبدیل دمای محیط به انرژی حرارتی نه تنها برای گرمایش، بلکه برای تامین آب گرم به یک خانوار خصوصی نیز انجام می شود.

اصل عملیات گرمایش جایگزین

اگر با نحوه عملکرد یک تهویه مطبوع یا یخچال آشنا هستید، شباهت این فرآیندها با اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی آشکار است. اساس سیستم یک پمپ حرارتی است که به دو مدار - خارجی و داخلی متصل می شود.

برای سازماندهی یک سیستم گرمایش سنتی در هر خانه، لازم است لوله هایی برای حمل خنک کننده و رادیاتورها نصب شود، هنگامی که گرم می شود، گرما به داخل محل جریان می یابد. در مورد ما، لوله و رادیاتور نیز مورد نیاز است. آنها خطوط داخلی سیستم را تشکیل می دهند. طبقه های گرم را می توان به طرح اضافه کرد.

کانتور خارجی بسیار بزرگتر از داخلی به نظر می رسد، اگرچه ابعاد آن فقط در هنگام برنامه ریزی و نصب قابل ارزیابی است. در حین کار، به دلیل اینکه زیر زمین یا زیر آب است، نامرئی است. آب ساده یا ضد یخ مبتنی بر اتیلن گلیکول در داخل این مدار گردش می کند که بسیار ارجح است.

سیستم گرمایش زمین گرمایی شامل دو مدار داخلی و خارجی و همچنین قلب سیستم گرمایشی - یک پمپ حرارتی است که با فشرده سازی مایع خنک کننده دمای آن را افزایش می دهد.

مایع خنک کننده در مدار خارجی تا حالت محیطی که در آن غوطه ور است گرم می شود و به شکل "گرم شده" به پمپ حرارتی ارسال می شود. از طریق آن گرمای متمرکز به مدار داخلی منتقل می شود و در نتیجه آب در لوله ها، رادیاتورها و طبقه های گرمگرم می کند.

بنابراین، عنصر کلیدی که کل سیستم را متحرک می کند پمپ حرارتی است. اگر خانه شما معمولی دارد ماشین لباسشویی، سپس بدانید: این پمپ تقریباً همان منطقه را اشغال خواهد کرد. برای کار به برق نیاز دارد، اما با مصرف تنها 1 کیلو وات، 4-5 کیلو وات گرما تولید می کند. و این یک معجزه نیست، زیرا منبع انرژی "اضافی" شناخته شده است - این محیط است.

دو نوع مکان مبدل حرارتی

دو گزینه برای گرم کردن یک خانه خصوصی با استفاده از انرژی کم دمای عناصر محیطی وجود دارد. اساس سیستم در هر سه مورد یک پمپ زمین گرمایی است. مدار داخلی برای هر روش گرمایشی بدون تغییر باقی می ماند و تفاوت اصلی در محل مدار خارجی است.

گرمایش زمین گرمایی دارای مبدل حرارتی است که در زیر قرار دارد:

• عمودی؛
• به صورت افقی

مبدل‌های حرارتی افقی سیستم‌ها در یک گودال یا یک مخزن باز به شکل کویل قرار می‌گیرند، در حالی که مبدل‌های عمودی در چاه‌هایی قرار می‌گیرند که به آبخوان ضربه می‌زنند یا به آن ضربه نمی‌زنند.

هر یک از انواع گرمایش ذکر شده در اینجا با ویژگی ها، معایب و مزایای خاص خود مشخص می شود. اگر قصد دارید چنین سیستم گرمایشی را با دستان خود ایجاد کنید، علاقه مند خواهید بود در مورد هر نوع بیشتر بدانید.

قرارگیری عمودی کلکتور خارجی

این نوع گرمایش بر اساس جالب است پدیده طبیعی: در عمق 50-100 متری یا بیشتر از سطح خود، زمین در تمام طول سال دمای یکسان و ثابت 10-12 درجه دارد.

برای اینکه بتوان از این انرژی زمین استفاده کرد، لازم است چاه های عمودی حفر شود. به منظور حفظ هر چه بیشتر چشم انداز، می توان چندین لوله از یک نقطه شروع حفاری کرد، اما در زیر زوایای مختلف. مدار خارجی سیستم مستقیماً در این چاه ها نصب خواهد شد. این به شما این امکان را می دهد که به طور موثر گرمای آن را از زمین خارج کنید. البته به سختی می توان این روش را ساده و کم هزینه نامید.

برای ایجاد یک سیستم گرمایش زمین گرمایی عمودی، شما نیاز به استفاده از تجهیزات برای حفاری چاه ها بدون استفاده از دکل حفاری دارید، حل مشکلات ساخت سیستم کاملاً کار فشرده خواهد بود.

در مواردی که قلمرو مجاور خانه قبلاً توسعه یافته است و ایجاد مزاحمت در چشم انداز آن غیرعملی است ، مهم است. عمق حفر چاه می تواند از 50 تا 200 متر برسد. پارامترهای خاص چاه به وضعیت زمین شناسی در سایت و پارامترهای ساختار آینده بستگی دارد. عمر مفید این طرح تقریباً 100 سال است.

برای نصب نسخه عمودی سیستم با مبدل حرارتی که انرژی را استخراج می کند آب زیرزمینی، حفر دو چاه آبدار ضروری خواهد بود. از یکی از آنها، به نام بدهی، آب با استفاده از یک پمپ کشیده می شود، که پس از انتقال حرارت، به خروجی دوم، دریافت کننده تخلیه می شود.

نقطه ضعف سیستم زمین گرمایی با دو چاه این است که برای گرم کردن یک خانه روستایی به اندازه کافی کارآمد نیست. انرژی زیادی را هدر می دهد پمپ گردش خون. اما برای تامین مایع خنک کننده به مدار گرمایش از کف، انرژی حرارتی حاصله کاملاً کافی است

آرایش افقی خاکگیر

برای قرار دادن مدار خارجی برای گرمایش افقی، باید بدانید که زمین در منطقه شما تا چه عمقی یخ می زند. لوله ها در زیر سطح انجماد در ترانشه های از پیش آماده شده قرار می گیرند و فضای نسبتاً بزرگی را می پوشانند: برای گرم کردن خانه ای با مساحت 200-250 متر مربع. متر، شما باید تقریباً 600 متر مربع استفاده کنید. متر مبدل حرارتی یعنی ششصد متر مربع.

نقطه ضعف این طرح مساحت زیادی است که اشغال می کند. اگر به یک چمن پوشیده از چمن و گل در ملک خود نیاز دارید، این گزینه شماست. بهتر است لوله های جمع کننده را از درختان میوه دور نگه دارید.

واضح است که در چنین شرایطی حجم کار خاکبرداری قابل توجه خواهد بود. علاوه بر این، باید محل درختان و سایر پوشش های گیاهی در سایت را در برنامه خود در نظر بگیرید تا آنها را یخ نزنید. به عنوان مثال، لوله های کلکتور نباید در فاصله یک و نیم متری درختان قرار گیرند.

این روش نصب، به عنوان یک قاعده، در مواردی استفاده می شود که سایت به تازگی برای ساخت و ساز در حال توسعه است. تمام محاسبات و برنامه ریزی ها برای ساخت یک کلبه، سازماندهی گرمایش آن و برنامه ریزی زمین به بهترین شکل به طور همزمان انجام می شود.

غوطه وری یک مبدل حرارتی افقی در یک مخزن

این روش مستلزم مکان خاصی از خانواده است - در فاصله حدود 100 متر از یک مخزن با عمق کافی. علاوه بر این، بدنه آبی مشخص شدهنباید تا انتهای آن یخ بزند، جایی که کانتور بیرونی سیستم قرار خواهد گرفت. و برای این منظور مساحت مخزن نمی تواند کمتر از 200 متر مربع باشد. متر

مزیت بارز این روش عدم انجام کار اجباری حفاری فشرده است، اگرچه هنوز باید با محل زیر آب کلکتور سرهم بندی کنید. و مجوز ویژه برای انجام چنین کاری نیز مورد نیاز خواهد بود. با این حال، تاسیسات زمین گرمایی با استفاده از انرژی آب همچنان مقرون به صرفه ترین است.

خودتان این کار را انجام دهید: چه چیزی و چگونه

اگر قصد نصب گرمایش زمین گرمایی را خودتان دارید، بهتر است مدار خارجی را به صورت آماده خریداری کنید. البته، ما فقط راه هایی را برای قرار دادن مبدل حرارتی خارجی به صورت افقی در نظر می گیریم: زیر سطح خاک یا زیر آب. اگر تجهیزات و مهارت های حفاری را ندارید، نصب یک کلکتور چاه عمودی خودتان بسیار دشوارتر است.

یک پمپ حرارتی قطعه بسیار بزرگی از تجهیزات نیست. فضای زیادی را در خانه شما اشغال نخواهد کرد. پس از همه، از نظر اندازه، به عنوان مثال، با یک دیگ بخار سوخت جامد معمولی قابل مقایسه است. اتصال مدار داخلی خانه شما به آن کار سختی نیست. در واقع، همه چیز دقیقاً به همان روشی که هنگام سازماندهی گرمایش با استفاده از منابع گرمایی سنتی انجام می شود. مشکل اصلی طراحی مدار خارجی است.

این چیدمان خانه نسبت به حوض بیشتر رایج است. نکته اصلی این است که مخزن بیش از 100 متر از کلبه فاصله ندارد

بهترین گزینه استفاده از مخزن است اگر در فاصله ای بیش از 100 متر یافت می شود. لازم است که مساحت آن بیش از 200 متر مربع و عمق آن - 3 متر باشد که میانگین پارامتر انجماد را تشکیل می دهد. اگر این حجم از آب متعلق به شما نیست، پس گرفتن مجوز برای استفاده از آن ممکن است مشکل ساز شود.

اگر آب انبار حوضی است که در ملک شماست، موضوع ساده تر می شود. آب از حوضچه را می توان به طور موقت پمپاژ کرد. سپس کار بر روی کف آن را می توان به راحتی انجام داد: باید لوله ها را به صورت مارپیچی قرار دهید و آنها را در این موقعیت محکم کنید. کارهای خاکیفقط برای حفر یک ترانشه مورد نیاز است که برای اتصال مدار خارجی به پمپ حرارتی مورد نیاز است.

پس از اتمام تمام کار، حوض را می توان دوباره با آب پر کرد. در صد سال آینده مبدل حرارتی خارجی باید به درستی کار کند و صاحبش را دچار مشکل نکند.

اگر در اختیار دارید قطعه زمین، که فقط باید روی آن مسکن بسازید و باغی را پرورش دهید، منطقی است که یک مبدل حرارتی از نوع زمین افقی را برنامه ریزی کنید. برای انجام این کار، باید بر اساس پارامترهایی که قبلاً در بالا ذکر شده است، یک محاسبه اولیه از مساحت کلکتور آینده انجام دهید: 250-300 متر مربع کلکتور در هر 100 متر مربع. متر مساحت گرم شده خانه.

اگر منطقه‌ای بدون ساختمان یا پوشش گیاهی دارید که می‌خواهید آن را حفظ کنید، می‌توانید به سادگی خاک را هنگام ساخت یک خط خاکی افقی خارجی حذف کنید: این آسان‌تر از حفر ترانشه است.

ترانشه هایی که قرار است لوله های مدار در آنها گذاشته شود باید زیر سطح انجماد خاک حفر شوند. بهتر است، به سادگی خاک را تا عمق انجماد خود بردارید، لوله ها را بگذارید و سپس خاک را به جای خود برگردانید. کار سخت و پیچیده ای است، اما با میل و اراده زیاد می توانید آن را تکمیل کنید.

هزینه ها و چشم انداز بازپرداخت

هزینه های تجهیزات و نصب آن در طول ساخت گرمایش زمین گرمایی به توان واحد و سازنده بستگی دارد. هرکس بر اساس ملاحظات و اطلاعات مربوط به شهرت و قابلیت اطمینان یک برند خاص، تولیدکننده ای را انتخاب می کند. اما قدرت به مساحت اتاقی که قرار است سرویس دهی شود بستگی دارد.

این شکل به طور خلاصه مزایای استفاده از سیستم گرمایش زمین گرمایی را نشان می دهد. دقیقاً همین نسبت انرژی ورودی و خروجی است که به سیستم اجازه می دهد ابتدا به سرعت هزینه خود را بپردازد و سپس در پول صاحب خود صرفه جویی کند.

اگر برق را در نظر بگیریم، هزینه پمپ های حرارتی در محدوده های زیر متفاوت است:

• برای 4-5 کیلو وات - 3000-7000 واحد معمولی؛
• برای 5-10 کیلو وات - 4000-8000 واحد معمولی؛
• برای 10-15 کیلو وات - 5000-10000 واحدهای معمولی.

اگر هزینه هایی را که برای انجام کار نصب نیاز است (20-40٪) به این مقدار اضافه کنیم، مقداری به دست می آوریم که برای بسیاری کاملا غیر واقعی به نظر می رسد. اما تمام این هزینه ها در یک بازه زمانی بسیار معقول جبران خواهد شد. در آینده فقط باید هزینه های جزئی برای برق مورد نیاز برای کارکرد پمپ بپردازید. و بس!

با توجه به راندمان ناکافی سیستم های زمین گرمایی برای گرمایش ساختمان های مسکونی، از آنها به عنوان الحاقی به شبکه های اصلی گرمایش استفاده می شود یا به صورت مجتمع با دو یا چند مبدل حرارتی ساخته می شوند.

همانطور که تمرین نشان می دهد، گرمایش زمین گرمایی به ویژه برای خانه هایی با مساحت کل گرمایش 150 متر مربع مفید است. متر طی پنج تا هشت سال تمام هزینه های نصب سیستم های گرمایشی در این خانه ها به طور کامل جبران می شود.

ویدیو در مورد اصول و نتایج عملیات

اگر درک اطلاعات بصری برای شما آسان‌تر است، این ویدیو به شما این امکان را می‌دهد تا با چشمان خود دقیقاً نحوه عملکرد یک سیستم زمین گرمایی را ببینید و همچنین درباره اینکه چه کسانی و چرا از این نوع گرمایش سود می‌برند بیشتر بدانید.

ما شما را به تماشای یک ویدیوی کوتاه دعوت می کنیم که در آن صاحب یک کلکتور افقی زیرزمینی در مورد برداشت خود از عملکرد آن صحبت می کند. علاوه بر این، با تماشای این ویدئو، با هزینه های جاری مرتبط با راه اندازی سیستم گرمایش زمین گرمایی آشنا می شوید.

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

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

کاربرد تجهیزات

این نادرست است که باور کنیم گرمایش از زمین فقط در جایی قابل استفاده است که چشمه های آب گرم، آبفشان های گرم و سایر منابع طبیعی گرمایش زیرزمینی وجود دارد. آخرین فن آوری ها امکان بهره برداری موفقیت آمیز گرمایش زمین گرمایی در خانه و در عرض های جغرافیایی معتدل را فراهم می کند.

امروزه در کشور ما این نوع گرمایش هنوز به عنوان روش جایگزین برای تولید گرما طبقه بندی می شود. با این حال، در بیشتر موارد تقریباً برای خانه های روستایی یا خانه های 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

این امر مطلوب ترین فضای اتاق را ایجاد می کند.

ویدئو: گرمایش زمین گرمایی چگونه کار می کند

عملیات سیستم

یک پمپ حرارتی باید در خانه نصب شود. انرژی را از خاک یا آب زیرزمینی می گیرد و آن را به مایع خنک کننده ای که در خانه از طریق لوله ها در گردش است می دهد. این اصل عملیاتی در قرن نوزدهم توسط فیزیکدان فرانسوی سادی کارنو شناسایی شد.

اجزای گره پایه عبارتند از:

• کمپرسور؛
• اواپراتور;
• خازن؛
• دریچه گاز

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

پمپ حرارتی طبق الگوریتم زیر کار می کند:

1. کلکتور ورودی گرما باید حاوی مایعی در داخل باشد که نقطه انجماد پایینی داشته باشد. اغلب هنگام ایجاد گرمایش زمین گرمایی با دستان خود، آب با محتوای نمک زیاد، الکل رقیق شده با آب و مخلوط های گلیکول داخل آن ریخته می شود.
2. در ماژول اواپراتور حرارت به مبرد که نقطه جوش پایینی دارد منتقل می شود و در این زمان می جوشد و به حالت بخار تبدیل می شود.
3. کمپرسور نصب شده در مدار باعث افزایش فشار بخار می شود که نتیجه آن افزایش دمای ماده به 78-80 0 درجه سانتی گراد است.
4. هنگامی که ماده مبرد وارد کندانسور می شود، وارد فاز مایع می شود و در همان زمان انرژی برای مدار گرمایش آزاد می شود.
5. مایع حاصل از طریق دریچه گاز به کمپرسور بازگردانده 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 به درستی انجام شده و نصب خوب مبدل حرارتی می تواند افزایش پنج برابری توان خروجی را از یک کیلووات مصرفی پمپ ایجاد کند.

ویدئو: پمپ حرارتی زمین گرمایی چگونه کار می کند

نصب مبدل حرارتی

انواع نصب فعلی به شرح زیر است:

• 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 کف نزدیکترین بدنه آب انجام می شود.

حفاری چاه

برای استفاده موثر از انرژی حرارتی زمین، در صورتی که منطقه نزدیک ساختمان کوچک است، حفر چاه های عمیق ضروری است. دمای مثبت پایدار چندین متر در عمق زمین باقی می ماند. استفاده از چنین چاه های زمین گرمایی گرما را به مدار مبدل حرارتی می دهد. سپس این گرما به مدار داخلی دوم واقع در اتاق منتقل می شود.

اغلب، حفاری چندین چاه حتی کمتر از قرار دادن آنها در ته یک مخزن هزینه دارد. به لطف این، این فرآیند برای افراد بیشتری قابل دسترسی است.

این فرآیند با یک دکل حفاری کوچک و مقدار کمی تجهیزات کمکی انجام می شود. این عملاً بر ناحیه اطراف تأثیر نمی گذارد. ساخت 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. یک لوله پلاستیکی به قطر 40 میلی متر 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. لوله اصلی گرمایش سیم کشی شده و به پمپ حرارتی متصل می شود.

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

لوله هایی در امتداد کف مخازن گذاشته می شود تا از یخ زدن 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 در 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 بر متر را تامین می کنند.
• وجود آب زیرزمینی تا 110 وات بر متر می دهد.

استفاده از پمپ حرارتی

طول عمر 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 کار می کند. این مقدار متوسط ​​برای عرض های جغرافیایی بدون چشمه های زیرزمینی حرارتی است.

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 گرما است.

از پمپ نباید بیش از حد استفاده کرد، زیرا این فرآیند می تواند منجر به کاهش قابل توجه دمای خاک اطراف چاه و گاهی اوقات منجر به یخ زدن آن 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 قرار داشته 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. این می تواند انرژی یک کلکتور خورشیدی یا گرم کردن یک پروب در هنگام استفاده از پمپ حرارتی در حالت خنک کننده اتاق باشد.

در خاتمه لازم به ذکر است که نصب زمین گرمایی هنوز در دسترس همگان نیست. در برخی موارد، دوره بازپرداخت ممکن است بیش از 10 سال طول بکشد، اما در نهایت، این روش های گرمایش خانه در آینده نزدیک نه تنها جایگزین، بلکه تنها روش های ممکن خواهد شد.

ویدئو: پمپ های حرارتی زمین گرمایی

توسعه هر تمدن با برآوردن الزامات خانه همراه است. هر جا که فردی در غار یا آسمان خراش مدرن زندگی می کرد، مراقبت از گرما و آسایش به اندازه تهیه غذا اهمیت داشت. گرم کردن با آتش کوچک، اجاق گاز یا سیستم مدرنبرای گرم کردن، او مجبور شد از هیزم، زغال سنگ، ذغال سنگ نارس، سوخت دیزل استفاده کند و هدایای بی‌ارزش طبیعت را بسوزاند.

توسعه فنی ساخت نیروگاه های برق آبی قدرتمند، یادگیری استفاده از انرژی باد، و با درک اسرار لایه های داخلی زمین، به فکر ایجاد نیروگاه های برق آبی می باشد. روش جایگزیناستفاده از گرمای ذخیره شده در قالب سیستم های انرژی زمین گرمایی.

عملکرد اساسی یک سیستم گرمایش زمین گرمایی بر اساس قوانین فیزیک کشف شده توسط دانشمندان است. جست‌وجوی موادی که قادر به تغییر خواص خود در حین آزاد شدن مقدار معینی از گرما هستند، ایجاد نه تنها معمولی را ممکن ساخته است. واحدهای برودتی، کولر گازی، بلکه قدرتمند است

با کمک آنها است که می توانیم گرمایی را که همیشه در روده های زمین وجود دارد به خانه خود منتقل کنیم و کنترل هماهنگ سه مدار ویژه ای را که سیستم گرمایش را تشکیل می دهند انجام دهیم. هدف مدار خارجی جمع آوری انرژی حرارتی از زمین یا آب است. مایع خنک کننده موجود در آن یک مایع غیر یخبندان است.

این گرما از طریق مبدل حرارتی به فریون منتقل می شود که مدار دوم سیستم را پر می کند. خواص فیزیکی آن، متشکل از نقطه جوش کم، به دست آوردن انرژی در طول انتقال به حالت گازی را ممکن می سازد. علاوه بر این، دمای حاصل از مدار خارجی برای این کار کاملاً کافی است. سومین مدار داخلی سیستم گرمایش نشان دهنده تعداد مورد نیاز رادیاتور و لوله های مورد استفاده در خانه است. می تواند جدا یا مشترک با مدار تامین آب گرم موجود در پروژه باشد.

ویژگی های عملکردی سیستم

اصل عملیات و ویژگی های کاربردیسیستم های گرمایش زمین گرمایی برای خانه شامل مراحل زیر است:

1. محلول واقع در حلقه بیرونی حدود 5 درجه گرمای اضافی در زمین به دست می آورد. دمای نهایی آن ممکن است حدود 3 باشد.
2. پس از ورود به مبدل حرارتی پمپ، محلول حتی انرژی کوچک خود را به فریون منتقل می کند، که برای تبخیر کاملاً کافی است. فریون پس از عبور از حالت گازی وارد کمپرسور می شود و در آنجا فشرده می شود. فرآیندهای ترمودینامیکی که در این مورد اتفاق می‌افتد منجر به افزایش دما تا 100 می‌شود. و گاز داغ به مبدل حرارتی عرضه می‌شود، جایی که انرژی را به خنک‌کننده مدار داخلی، اغلب آب، منتقل می‌کند. با تشکر از کار علمیفیزیکدانان و مهندسان، این فرآیند به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته و در اصول اساسی کار گنجانده شده است. انواع مختلفتجهیزات مدرن
3. مایع خنک کننده مدار داخلی به دمای 50-70 می رسد و وارد رادیاتورها و لوله ها می شود. فریون خنک شده وارد صفحه انبساط می شود، دما و فشار آن به مقادیر اولیه خود کاهش می یابد و کل چرخه می تواند دوباره تکرار شود. محلول کانتور بیرونی به همین ترتیب به اعماق زمین برای بخش جدیدی از انرژی حرکت می کند.

طراحی و انواع سیستم های گرمایش زمین گرمایی

اولین مسئله ای که در فرآیند ایجاد یک سیستم گرمایش زمین گرمایی بسیار مقرون به صرفه باید حل شود، انتخاب نوع مدار خارجی است که مبدل حرارتی است که در زیر زمین یا در آب قرار دارد. در این مورد، لازم است نه تنها خواسته های خود را برای فانتزی های معماری یک خانه جدید، بلکه مطالعات دقیق ژئودتیک منطقه ای که این خانه در آن قرار دارد یا قبلا ساخته شده است، در نظر بگیرید.

در همه جا چشمه های آب گرم، آبفشان ها، آتشفشان ها وجود ندارد، اما به ما این فرصت داده می شود که از گرمای مادر زمین تقریباً در هر نقطه از این سیاره استفاده کنیم. نکته اصلی این است که درک روشنی از جنبه فنی موضوع و میزان سرمایه گذاری های مالی لازم در هر پروژه برای ایجاد یک سیستم گرمایش زمین گرمایی داشته باشید.

رایج ترین انواع مبدل های حرارتی عبارتند از:

1. مبدل حرارتی افقی.این گزینه تنها در صورتی می تواند به عنوان یک پیشنهاد موثر در نظر گرفته شود که یک منطقه آزاد بزرگ در کنار خانه وجود داشته باشد. فقط می توان از آن به عنوان یک چمن سبز ساده استفاده کرد. علاوه بر این، با مساحت خانه، به عنوان مثال، 220 متر مربع. مبدل حرارتی در زمینی به مساحت 600 متر مربع قرار خواهد گرفت. لوله ها در ترانشه های مخصوصی گذاشته می شوند که عمق آن باید کمتر از سطح انجماد خاک در این ناحیه باشد.
2. مبدل حرارتی عمودی.از نقطه نظر صرفه جویی در فضا، این گزینه، البته، مزایای خاصی دارد. مشکل ممکن است ایجاد چاه های ویژه ای باشد که عمق آنها به 200 متر می رسد و قطر آنها حدود 150 میلی متر است. کار حفاری با دکل های حفاری در هیچ منطقه ای ارزان نیست. اما خاک در چنین عمقی همیشه دمایی در حدود 15 دارد که عملکرد قابل اعتماد سیستم را با مبدل حرارتی عمودی تضمین می کند.
3. مبدل حرارتی در پایین مخزن.اقتصادی ترین و ساده ترین روش ایجاد حلقه بیرونی سیستم گرمایش زمین گرمایی. به خصوص اگر حوضچه قابل اعتماد خود یا اجازه استفاده از یک مخزن عمومی را دارید. فاصله تا مخزن از خانه نباید از 100 متر تجاوز کند و عمق آن 3 متر است.
4. گزینه ای برای یک سیستم گرمایش باز بر اساس استفاده از آب خروجی از چاه آرتزین وجود دارد. به عنوان خنک کننده از پمپ حرارتی عبور می کند. برای معکوس کردن تخلیه آب، لازم است یک چاه آرتزین دوم احداث شود. اما چنین سیستمی در همه جا امکان پذیر نیست. در عین حال بسیارعامل مهم

جالب توجه است که اولین تلاش ها برای حفر چاه برای مهار گرما در اواسط قرن هجدهم انجام شد، اما تا سال 1907 بود که یک کشاورز ایسلندی توانست بخار داغ را از یک منبع نزدیک از طریق لوله سیمانی به خانه خود هدایت کند.

گام بعدی نیز در ایسلند برداشته شد و تنها در سال 1903 اولین خط لوله به طول 3 کیلومتر در ریکیاویک ظاهر شد. در حال حاضر، سیستم های گرمایش زمین گرمایی در بسیاری از کشورهای اروپایی، ایالات متحده آمریکا، مکزیک، ژاپن و نیوزلند بسیار محبوب هستند.

مزایا و معایب

انرژی زمین گرمایی که ذخایر آن به قدری زیاد است که تنها 1 درصد آن در پوسته زمین با عمق کلی 10 کیلومتر پنهان شده است، می تواند حجمی 500 برابر بیشتر از کل ذخایر نفت و گاز جهان را تامین کند.

چهار نوع اصلی انرژی زمین گرمایی وجود دارد:

1. این گرمای زمین از اعماق کم است که توسط پمپ های حرارتی استفاده می شود.
2. انرژی بخار داغ، آب در پوسته زمین که در حال حاضر برای تولید برق استفاده می شود.
3. گرما از لایه های عمیق بدون حضور آب و انرژی ماگمایی انباشته شده در مناطق آتشفشانی می آید.
4. استفاده از این هدیه شگفت انگیز طبیعت تنها با سطح موجود فناوری، قابلیت های تکنولوژیکی و محاسبات اقتصادی تعیین می شود.

طراحی های مدرن سیستم های گرمایش زمین گرمایی دارای جنبه های مثبت و منفی هستند.

نکته منفی اصلی هزینه است.اما این فقط در لحظه اولیه به نظر می رسد. طبق داده های مختلف، تمام هزینه ها در 4، 5 سال جبران می شود. این به دلیل این واقعیت است که مدل های پمپ حرارتی مدرن نسبت به هر سیستم گرمایشی دیگر انرژی بسیار کمتری برای کارکردن مصرف می کنند. هنگام مصرف 1 کیلو وات برق، خروجی آنها 5 کیلو وات است.

نکات مثبت:

1. آنها سوخت نمی سوزانند و انتشارات مضر ترکیبات مختلف را به محیط زیست تولید نمی کنند.
2. حداقل هزینه نگهداری با راندمان بالا.
3. ایمنی محیط زیست.
4. خواص قابل اعتماد ایمنی آتش نشانیسیستم ها

کارایی و بازده

انرژی زمین گرمایی را نمی توان هدیه رایگان طبیعت نامید. ایجاد سیستم های گرمایش بر اساس آن می تواند بیش از یک میلیون روبل هزینه داشته باشد، به استثنای هزینه یک پمپ حرارتی. این همه به حجم های گرمایش مورد نیاز، هدف عملکردی و نوع آن بستگی دارد. معمولا امکان سنجی اقتصادیسیستم های گرمایش زمین گرمایی با مقایسه هزینه های نگهداری آن محاسبه می شوند.

هزینه هر نوع انرژی مصرفی ثابت نیست و هرگز کاهش نخواهد یافت.

در این راستا، جایگزینی جایگزین آنها با استفاده از گرمای لایه های داخلی، البته از نظر اقتصادی سودآور و به صرفه است، زیرا پمپ های حرارتی انرژی زیادی مصرف نمی کنند و برای استخراج و پردازش ذخایر حرارتی نیازی به ساخت گران قیمت نیست. کارخانه ها و نیروگاه ها. علاوه بر این، هر نسل از دانشمندان راه حل های جدیدی برای ایجاد تجهیزات و فناوری در این مسیر پیدا می کنند. علاوه بر این، درست تر است که هزینه سیستم های گرمایشی را به طور مساوی برای همه انواع سوخت از صفر بدون استفاده از موجود برآورد کنیم.سیستم های متمرکز

به عنوان مثال گاز را تامین کنید. و سپس بازپرداخت سیستم در 5 سال به یک ارزش واقعی تبدیل خواهد شد. استفاده از سیستم های گرمایش زمین گرمایی یادآور این سوال است که چرا امروزه با ماشین Zaporozhets رانندگی نکنید. البته، شما می توانید، به خصوص خارج از جاده و به جنگل برای چیدن قارچ. اما شما آن را سریعتر و راحت تر می خواهید. در این مورد هم همینطور است. یکی فکر کرد کهسیستم خود

گرمایش محیط را مختل نمی کند، در زندگی حتی کوچکترین و ناشناخته ترین موجودات در طبیعت اختلال ایجاد نمی کند، که صحت انتخاب یک سیستم زمین گرمایی را تایید می کند.

نصب و راه اندازی بهتر است چنین سیستم گرمایشی را نه به طور مستقل، بلکه با مشارکت متخصصان حداقل برای نصب کنیدگونه های منفرد

با اعتماد به نفس کار کن

1. مراحل اصلی به شرح زیر است:محاسبه مدار داخلی سیستم گرمایش. این شامل جزئیات طول کل خط لوله، تعداد رادیاتورها، ایجاد کف گرم، استفاده از گرما برای تولید است.آب گرم
2. در خانهمحاسبه عمق تخمگذار لوله های مدار خارجی برای نوع انتخاب شده مبدل حرارتی.
3. در نظر گرفتن داده های ژئودزی منطقه ضروری است.حفاری شفت مورد نیاز و نصب لوله.
4. در صورت عدم تامین آب متمرکز به طور همزمان، ساده ترین راه حل مسئله ایجاد چاه های آب دیگر است. فناوری ایجاد آنها متفاوت است و دانش خاصی را می طلبد.
5. انتخاب و نصب مدل پمپ حرارتی مورد نیاز. نصب و راه اندازی دستگاه های اتوماتیک

نظارت بر عملکرد کل سیستم و تنظیم آب و هوا در هر منطقه از اتاق.

نمای کلی پمپ: تولید کنندگان و مدل ها عملکرد موثر کل سیستم توسطانتخاب درست پمپ حرارتیپمپ ها بر اساس اصول کارکرد خود به تجهیزات مدرن و سازگار با محیط زیست تعلق دارند. در طول عملیات آنها هیچ آزادسازی وجود نداردمواد مضر

به محیط زیست.

• فشرده سازی؛
• پمپ های حرارتی جذبی؛

اولی با برق کار می کند، دومی می تواند از انرژی سایر انواع سوخت استفاده کند.

در حال حاضر تعداد بسیار زیادی شرکت برای این نوع تجهیزات در بازار وجود دارد. این به شما امکان می دهد از طریق ترکیبی یک پمپ حرارتی برای هر توانی خریداری کنید مدل های مختلفکه برای ایجاد سیستم های گرمایش زمین گرمایی در مقیاس صنعتی مناسب است.

گزینه کلاسیک استفاده از پمپ های حرارتی واترکوت آلمان است. این تجهیزات با ارزش بازده ثابت تا 500٪ مستقل از عوامل خارجی. این شرکت با شروع تولید پمپ های حرارتی از سال 1970، به طور مداوم طیف گسترده ای را به روز می کند مدل های مدرنبدون از دست دادن کیفیت بالا

سری جدید پمپ EcoTouch برنده جایزه این واقعیت را تأیید می کند. این شامل مدل هایی مانند DC 5027 با توان خروجی از 6 تا 26 کیلو وات و کنترل های لمسی بصری راحت است. از بهترین پمپ های مدرن می توان به مدل Nibe F1245 (سوئد)، Korsa، روسیه اشاره کرد. جدول هزینه تخمینی هر مدل پمپ را نشان می دهد.

هزینه پمپ حرارتی

نام	قدرت گرمایش، حداکثر مقدار، کیلو وات	منطقه گرم، متر مربع	قیمت، روبل
EcoTouch Ai 1 Geo	از 7.8 تا 13.8	200-400	538 800 – 590 700
EcoTouch DS 5027 AI	از 5.9 تا 7.3	100-200	337 800 – 379 000
F1126	از 5.56	100-200	از 240000
کامپیوتر F1145	3,85	تا 100	316 300 – 397 200
HOTJET H-16w	از 5.53	200-400	291 560

بررسی قیمت گرمایش زمین گرمایی در منزل

محاسبه کامل ایجاد یک سیستم گرمایش زمین گرمایی تنها می تواند با توجه به یک برنامه خاص و با در نظر گرفتن تمام الزامات انجام شود. کار درست این است که نزدیکترین شرکتی را که در این راستا کار می کند انتخاب کنید و همه جزئیات را زیر نظر متخصصان بررسی کنید. یک مثال هزینه طیف وسیعی از خدمات استشرکت روسی

"Geotherm-Comfort".

هزینه نصب گرمایش زمین گرمایی:	مساحت گرم خانه (متر مربع)	قدرت پمپ حرارتی (کیلووات)	قیمت پمپ حرارتی (RUB)	مجموع کلیه هزینه های نصب مدار خاکی شامل حفاری چاه و وصل پمپ (مالش)
90-110	10,5	250 000	324 000	574 000
140-150	14	260 000	427 000	687 000
170-190	17,5	280 000	476 000	756 000
200-230	21	315 000	529 000	844 000
330-370	35	470 000	850 000	1 320 000

مجموع:

فن‌آوری‌های صنعتی مدرن که برای ایجاد تجهیزات جدید استفاده می‌شوند، تقریباً به هر صاحب خانه خود اجازه می‌دهد تا از گرمای لایه‌های عمیق زمین استفاده کند. اهمیت امکان کاهش هزینه های انرژی برای نگهداری از خانه تنها با گذشت زمان افزایش می یابد. بنابراین، روند توسعه و اجرای سیستم های گرمایش زمین گرمایی را نمی توان حتی با پروژه های گران قیمت متوقف کرد. زیرا، در نهایت، این یک دستاورد بدون شک و همچنین نگرانی برای میراث زیست محیطی نسل های بعدی سیاره ما است.