Toplinska toplinska pumpa za kućno grijanje: načelo rada, povratna informacija

Toplina je jedna od najtraženijih vrsta energije potrebnih za održavanje ljudske aktivnosti. Istodobno, resursi potrebni za njegovu proizvodnju su prilično impresivni - bilo da je riječ o električnoj energiji s naftnim derivatima ili tradicionalnim gorivima poput ugljena i drva. Očito je, protiv ove pozadine potrebno ponuditi alternativnu metodu grijanja. Jedno od tehničkih rješenja ovog tipa koja najviše obećava i aktivno maše je geotermalna toplinska pumpa, koncept koji se postupno približava domaćim radnim uvjetima.

Opće informacije o tehnologiji

Svaka ideja alternativnog izvora topline uključuje servisiranje određenog prirodnog materijala ili pojave. U ovom slučaju, središnji dobavljač energije je podzemlje. Tlo na određenim dubinama održava dovoljnu temperaturu tako da se njegova toplina može nakupiti i naknadno koristiti na površini. Hidrološki resursi također se mogu smatrati izvorom topline, čineći vlastite prilagodbe tehničkoj implementaciji infrastrukture za pohranu.

Kako bi se predstavljalo učinkovitost ove tehnologije, može se primijetiti da kada se 1 kW energije stavlja u sadržaj geotermalne toplinske pumpe, može se dobiti povrat od 2-6 kW. Što objašnjava ovu visoku učinkovitost? U usporedbi s drugim sredstvima obrade prirodnih izvora energije, geotermalni mehanizmi ne osiguravaju međufazne transformacije. Na primjer, akumulacija solarne energije zahtijeva da se svjetlost i toplina pretvore u električnu energiju, koja se troši na održavanje kućanstva. U ovom slučaju, toplina se ne pretvara, ali izravno ili s minimalnim prijelaznim fazama prenosi se na ciljane potrošače.

Načelo rada

Prvo, potrebno je utvrditi specifične točke koje su uključene u proces geotermalnog grijanja. Proces počinje u tlu - na razini koja leži ispod točke smrzavanja. Temperatura može biti različita ovisno o dubini. Za minimalni toplinski učinak, dovoljno je prelaziti 0 ° C, ali u praksi se 35-40 ° C smatra ekonomski opravdanim. Krajnji korisnik je krug grijanja.

Za prijenos energije s tla u sustav kućnog grijanja odgovoran je za poseban plinovod, koji služi geotermalnom toplinskom pumpom. Načelo rada temelji se na činjenici da se toplina prenosi kroz ovaj dovodni vod pomoću isparivača izmjenjivača topline uz krug rashladnog sredstva. Kao iu klimatskim uređajima, Freon igra ulogu aktivne tekućine. Prije nego pumpa počne raditi, ona je u tekućem stanju, a nakon početka ga prelazi u plinoviti oblik. Nadalje, ažurirana rashladna tekućina prenosi se na kompresor, čije su komunikacije spojene na konačni krug grijanja. Prekomjerni freon sada se ispušta kroz kanal grane.

Geotermalna oprema

Glavni funkcionalni element sustava je termomehanička pumpa. Struktura jedinice predstavlja tri kruga:

• Vanjska. Pruža cirkulaciju konvencionalnog toplinskog nosača u obliku antifriza ili slane otopine.
• Unutarnja. Sadrži rashladnu tekućinu u zatvorenim komorama u kojima dolazi do procesa isparavanja topline.
• Vanjska petlja izravno usmjerena na ciljani servisni sustav.

Također, popis radnih elemenata geotermalne toplinske pumpe za grijanje uključuje kompresor, isparivač, ispusni kanal i rashladne tekućine. Važno je napomenuti da dizajn, izgled i dodatna funkcionalnost mogu varirati ovisno o uvjetima uporabe. Postoje instalacije za tlo, za vodu i zrak, kao i za kombinirane sustave koji mogu raditi u različitim uvjetima.

Izvori topline i sredstva akumulacije

Geotermalni sustavi imaju mnoge prednosti povezane s ekonomičnom opskrbom energijom, praktičnom i tehnološkom dostupnošću za kućnu uporabu. Ali, kao i drugi sustavi koji pohranjuju alternativnu energiju, ovisi o izvoru. Stoga, kako biste bili sigurni u stabilnost opskrbe toplinom, trebali biste razmotriti i mogućnost priključenja na rezervni kanal za napajanje. Podzemne vode i hidrološki izvori bit će razmotreni u nastavku, no za sada je potrebno upoznati se s radnom infrastrukturom koju geotermalna toplinska pumpa pruža kao sustav opskrbe resursima. Kao prijemnici topline su labavi materijali, cijevi, sonde i strukture čija struktura može akumulirati energiju. Konkretno, to može biti grijaće prostirke povezane s pumpom, rashladnim sredstvom i trećim stranama sustava grijanja.

Prizemni izvor toplinske energije

Sustavi visokih performansi koji nakupljaju geotermalnu energiju smješteni su na poljima od oko 200 m². Sloj tla 40-50 cm ispod točke smrzavanja se uklanja iz označene zone. Općenito, dobivena je debljina od 150 do 200 cm. Ovi i drugi podaci navedeni su u projektu s izračunom količina energije za određeni krug grijanja. Mnogo će ovisiti o regiji, jer je u jednom mjestu moguće izvući 30 W od 1 m², u drugom - 70-80 s 1 m².

Na mjestu su formirane bušotine, rovovi ili čvrsti dijelovi za skladištenje akumulacijskih elemenata. Najveće dostupnosti u izvedbi su vertikalna bušotinska instalacija u kojoj su smještene spiralne skladišne ​​cijevi ili prostirke. U horizontalnoj konfiguraciji lokacije usisne infrastrukture, geotermalna toplinska pumpa za grijanje može proizvesti velike količine energije, ali ima nedostatke. Oni se odnose na složenost iskopa (zahtijeva posebnu opremu za razvoj velikih površina), isključivanje bilo kakvih pejzažnih radova i pad temperature do kraja sezone grijanja.

Izvor vode toplinske energije

Glavni objekti usluge u ovom slučaju su jezera, ribnjaci i ribnjaci. Što se tiče akumulirajućih elemenata, njihovu funkciju obavljaju polimerne cijevi s punjenjem antifriza. Količina prosječne oporavljene energije može se prikazati kao 30 W od 1 m cijevi. Za složeno održavanje velike privatne kuće potrebno je 12 kW - stoga je potrebno organizirati sustav cjevovoda dužine 400 m.

Postoji još jedan pristup akumulaciji topline iz hidroloških resursa. Ako nema u blizini jezera i akumulacije u vlastitoj postaji 2-3 mogu graditi i na bunara dubine od oko 20 m. Voda na toj razini će biti na temperaturi od oko 10 ° C, ali za pomoćnu funkciju grijanja je dovoljno. Dno crta je da geotermalna toplinska pumpa obavlja zadatak stalnog cirkuliranja tople ili vruće vode. S jedne strane tu je stalna kontura prikaz resursa u bunarima bez i najmanje troškove, te u kući ponovno akumulira energiju iz primljenih dijelova vode.

Ugradnja geotermalnog sustava

Prije nego što odlučite o kupnji opreme, trebate procijeniti je li upotreba ove tehnologije načelno opravdana u određenoj regiji. Zbog toga se provode brojne geološke istraživačke studije kako bi se odredila dubina zamrzavanja tla.

Ugradnja uključuje upotrebu cijevi ili drugih akumulacijskih elemenata, pumpe i pribora. Unutarnja grijana infrastruktura može se oblikovati pomoću radijatora, ventilatorskih rashladnika ili tople vode, itd. Ovo je sustav potrošnje isporučenog resursa.

Dakle, geotermalne toplinske pumpe su instalirane za kuću u bušotinama - kao što je već navedeno, ne samo zemljište, nego i vodu. Moguće je opremiti bušotine, rovove i polja s erodiranim slojem tla, no ova se opcija češće koristi za industrijsku opskrbu toplinom. U stvorenoj niši, akumulatori se slagaju po cijelom mjestu - u pravocrtnoj konfiguraciji ili spirali. Krugovi su spojeni na pumpu koja se nalazi na površini, koja je zauzvrat povezana s krugovima kućnog grijanja.

Proizvođači geotermalnih pumpi

Segment aktivno razvija naporima najvećih proizvođača klimatskih uređaja. Konkretno, proizvođač Viessmann kotlova pruža pouzdane jedinice za akumulaciju topline vode i tla na radnoj temperaturi od +65 ° C Za industrijske i javne zgrade od 300-350 m² nudi se geotermalna toplinska pumpa NIBE F1145. Njegove značajke uključuju mogućnost za povezivanje i na trofaznu 380 V i jednofaznim - 220 VA svestran u smislu primjene geotermalne pumpe model nudi japanske tvrtke Mitsubishi. Razvojni inženjeri ove tvrtke od 2007. godine bave se razvojem koncepcije razdvajanja više grijaćih zona s pojednostavljenim upravljačkim sustavom.

Nemojte zanemariti takav obećavajući segment i domaće tvrtke. Na primjer, ruska geotermalna toplinska pumpa BROSK Mark II 100 je dizajnirana posebno za privatni kupac - vlasnik malih kuća. No, unatoč skromnoj izvedbi, ova oprema je karakteristična kao pouzdana, energetski učinkovita i višenamjenska.

Pozitivna povratna informacija o tehnologiji

Ova metoda grijanja za mnoge privlači praktičnost održavanja, održavanja i, naravno, minimalnih financijskih troškova u radu. Oprema praktički ne zahtijeva potrošni materijal za gorivo. Potrebni su električni izvori kako bi se osigurala funkcija iste crpke i upravljačke opreme, ali su beznačajni u odnosu na pozadinu vraćene količine energije. Također je naglašena ekološka čistoća geotermalnih toplinskih pumpi. Recenzije i uopće na jednom od prvih mjesta u broju plusa stavljaju činjenicu da se radna infrastruktura ne odvija u kući. Dostupne su samo komunikacije, a preostale funkcionalne jedinice i čvorovi ostaju na ulici.

Negativne povratne informacije

Sa punom bojom kotlova, toplinska izvedba geotermalnih sustava još uvijek nije usporediva. A to nije ni pitanje specifičnih pokazatelja moći, već u grčevitoj opskrbi toplinom. Mnogi se žale na duga razdoblja niske stope isporuke energije, za koje se preporučuje organizacija rezervnih sustava opskrbe. Ali tu je još jedan nedostatak. Premda se malo novca troši na održavanje opreme, početna se ulaganja mogu usporediti s kupnjom snažnog industrijskog kotla. Čak je i geotermalna toplinska pumpa ruskog podrijetla BROSK Mark II 100 dostupna na tržištu za 250-300 tisuća rubalja. ovisno o opremi. Troškovi instalacijskih aktivnosti također će koštati 50-70 tisuća rubalja.

zaključak

Postoji dosta mogućnosti za organizaciju opskrbe toplinom u privatnoj kući. Svaki od njih na svoj način je skup u procesu rada - od skupih električnih ploča do ekonomičnih plinskih kotlova. No, tradicionalna oprema u modernom dizajnu je optimizirani dizajn i jednostavni sustavi za upravljanje. Što može privući geotermalnu toplinsku pumpu za grijanje kuće? Naravno, ekonomski čimbenik će doći u prvi plan, ali što drugo? Možete se prijaviti na takve instalacije ako na web-mjestu postoji dovoljno prostora za organiziranje kompleksa. U tom slučaju moguće je barem računati na pasivnom pomoćnom grijanju prostora bez stalne kontrole i održavanja. I još jedna stvar je puna autonomija, što omogućuje korištenje geotermalne opreme kao rezervnog izvora topline.