Топлината е един от най-търсените видове енергия, необходима за поддържане на човешкия живот. В същото време ресурсните разходи за производството му са доста впечатляващи – независимо дали е електричество с петролни продукти или традиционни горива като въглища и дърва. Очевидно на този фон е необходимо да се предложи алтернативен метод за отопление. Едно от най-обещаващите и активно развиващи се технически решения от този тип е геотермална термопомпа, чиято концепция постепенно се доближава до домашни условия на работа.
Преглед на технологиите
Всяка идея за алтернативен източник на топлина включва обслужването на един или друг природен материал или феномен. В този случай недрата са централният доставчик на енергия. На основание определенидостатъчно дълбоко, за да поддържа достатъчна температура, така че топлината му да може да се акумулира и използва допълнително върху повърхността. Хидрологичните ресурси също могат да се разглеждат като източник на топлина, като се правят корекции в техническия дизайн на инфраструктурата за съхранение.
За да представим ефективността на тази технология, може да се отбележи, че когато инвестирате 1 kW енергия в поддръжката на геотермална термопомпа, можете да получите възвръщаемост под формата на 2-6 kW. Какво обяснява такава висока ефективност? В сравнение с други средства за преработка на природни енергийни източници, геотермалните механизми не предвиждат междинни етапи на преобразуване. Например, съхранението на слънчева енергия изисква светлината и топлината да се преобразуват в електричество, което се използва за управление на къщата. В този случай топлината не се преобразува, а директно или с минимални преходни стъпки се прехвърля към целевите консуматори.
Принцип на действие
Като начало си струва да се идентифицират конкретните точки, които участват в процеса на геотермално отопление. Процесът започва в земята - на ниво, което се намира под точката на замръзване. Температурата може да варира в зависимост от дълбочината. За минимален топлинен ефект е достатъчно той да надвишава 0 ° C, но на практика 35-40 ° C се счита за икономически оправдан показател. Крайният потребител е отоплителният кръг.
Специален тръбопровод е отговорен за преноса на енергия от земята към системата за отопление на дома,обслужван от геотермална термопомпа. Принципът на действие се основава на факта, че топлината се пренася през тази захранваща линия с топлообменник на изпарителя по хладилния кръг. Както при климатиците, фреонът играе ролята на активното изпарително вещество. Преди стартиране на помпата тя е в течно състояние, а след пускането й преминава в газообразна форма. Освен това актуализираният хладилен агент се прехвърля към компресора, комуникациите на който са свързани с крайния отоплителен кръг. Излишният фреон в този момент се изхвърля през изходния канал.
Геотермално оборудване
Основният функционален елемент на системата е термомеханична помпа. Структурата на блока е представена от три вериги:
- Външен. Циркулира конвенционална охлаждаща течност под формата на антифриз или саламура.
- Вътрешен. Съдържа хладилен агент в запечатани камери, където протичат процесите на нагряване-изпаряване.
- Външен цикъл, който отива директно към целевата обслужвана система.
Освен това списъкът с работни тела на геотермална термопомпа за отопление включва компресор, изпарител, изпускателен канал и топлоносители. Важно е да се отбележи, че дизайнът, оформлението и допълнителната функционалност може да варират в зависимост от приложението. Има инсталации за почва, вода и въздух, както и комбинирани системи, които могат да работят при различни условия.
Източници на топлина и съоръжения за съхранение
Геотермалните системи имат много предимства,свързано с икономично енергоснабдяване, практичност и технологична достъпност за домашна употреба. Но, подобно на други системи, които съхраняват алтернативна енергия, тя зависи от източника. Ето защо, за да сте сигурни в стабилността на топлоснабдяването, е необходимо предварително да се обмисли възможността за свързване към резервен канал за захранване с енергия. Наземните и хидроложките източници ще бъдат разгледани по-долу, но засега трябва да се запознаете по принцип с работната инфраструктура, която геотермалната термопомпа служи като система за снабдяване с ресурси. Като приемници на топлина действат насипни материали, тръби, сонди и конструкции, чиято структура може да акумулира енергия. По-специално, това могат да бъдат отоплителни подложки, свързани с помпа, охлаждаща течност и отоплителни системи на трети страни.
Наземен източник на топлинна енергия
Системи с голям капацитет, които съхраняват геотермална енергия, са разположени в полета от около 200 m22. От маркираната зона под точката на замръзване се отстранява слой почва с дебелина 40-50 см. Като цяло се получава дебелина от 150-200 см. Тези и други данни са посочени в проекта с изчисляването на енергийните обеми за определен отоплителен кръг. Много ще зависи и от региона, тъй като в една зона можете да извлечете 30 W от 1 m2, а в друга - 70-80 от 1 m2.
В обекта се оформят кладенци, окопи или твърди платформи, за да се поберат натрупващи се елементи. Най-достъпният в изпълнение се считавертикална сондажна инсталация, в която се поставят спирални акумулаторни тръби или рогозки. При хоризонтална конфигурация на всмукателната инфраструктура термопомпата за отопление може да произвежда големи количества енергия, но има недостатъци. Те са свързани със сложността на земните работи (изисква специално оборудване за разработване на големи площи), изключването на каквото и да е озеленяване и по-ниските температури до края на отоплителния сезон.
Воден източник на топлинна енергия
Основните обекти на обслужване в този случай са езера, водоеми и езера. Що се отнася до акумулиращите елементи, тяхната функция се изпълнява от полимерни тръби с пълнеж против замръзване. Обемът на извлечената енергия средно може да бъде представен като 30 W на 1 m тръба. За комплексна поддръжка на голяма частна къща са необходими 12 kW - съответно е необходимо да се организира тръбна система с дължина 400 m.
Има друг подход за съхранение на топлина от хидроложки ресурси. Ако наблизо няма езера и резервоари, тогава на собствения си сайт можете да оборудвате 2-3 кладенеца с кладенци с дълбочина около 20 м. Водата на това ниво ще има температура около 10 ° C, но това е достатъчно за функцията за допълнително отопление. Изводът е, че геотермалната термопомпа изпълнява задачата за постоянна циркулация на топла или топла вода. От едната страна на веригата ресурсът се нагрява непрекъснато в кладенците без най-малка цена и къщата натрупва енергия от новополучената порция вода.
Инсталация на геотермална система
Преди да се вземе решение за закупуване на оборудване, трябва да се прецени дали използването на тази технология е основно оправдано в определен регион. За целта се извършват редица геоложки проучвания с определяне на дълбочината на замръзване на почвата.
В инсталацията участват тръби или други акумулиращи елементи, помпа и инсталационни фитинги. Вътрешната отоплителна инфраструктура може да бъде оформена от радиатори, вентилаторни охладители или топъл воден под и др. Това ще бъде системата за консумиране на предоставения ресурс.
И така, геотермалните термопомпи се инсталират за къщата в кладенци - както вече беше отбелязано, не само земя, но и вода. Възможно е да се оборудват кладенци, окопи и полета с ликвидиран слой почва, но тази опция се използва по-често за промишлено топлоснабдяване. В създадената ниша батериите се полагат в целия обект - в права или спирална конфигурация. Веригите са свързани към помпа, разположена на повърхността, която от своя страна е свързана с битови отоплителни вериги.
Производители на геотермални помпи
Сегментът се развива активно с усилията на най-големите разработчици на HVAC оборудване. По-специално, производителят на котли Viessmann представя надеждни агрегати за съхранение на вода и земна топлина при работна температура от около +65 °C. За промишлени и обществени сгради с площ от 300-350 m2 се предлага термопомпа NIBE F1145 наземен източник. Към неговатахарактеристиките включват възможност за свързване към трифазна мрежа при 380 V и еднофазна мрежа при 220 V. Японската компания Mitsubishi предлага универсални модели геотермални помпи по отношение на приложенията. Разработчиците на тази компания разработват концепцията за многозонно разделяне на отоплението с опростена система за управление от 2007 г.
Не пренебрегвайте такъв обещаващ сегмент и местни компании. Например, геотермална термопомпа BROSK Mark II 100, произведена в Русия, е проектирана специално за частен потребител - собственик на малка селска къща. Но въпреки скромната производителност, това оборудване се характеризира като надеждно, енергийно ефективно и многофункционално.
Положителна обратна връзка за технологията
Този метод на отопление привлича много хора с удобството на поддръжка, поддръжка и, разбира се, минимални финансови разходи по време на работа. Оборудването практически не изисква консумативни горивни материали. Необходими са електрически ресурси, за да се осигури функционирането на една и съща помпа и управляващо оборудване, но те са незначителни на фона на количеството връщана енергия. Подчертава се и екологичността на геотермалните термопомпи. Отзивите и изобщо едно от първите места сред плюсовете поставят факта, че работещата инфраструктура не заема място в къщата. Довеждат се само комуникации, а останалите функционални възли и възли остават на улицата.
Отрицателни отзиви
С пълноценна геотермална ефективност на котелното помещениесистемите не са сравними. И въпросът дори не е в конкретни индикатори за мощност, а в спазматичното подаване на топлина. Мнозина се оплакват от дълги периоди на ниски скорости на доставка на енергия, поради което се препоръчва да се организират резервни системи за доставка. Но тук има още един недостатък. Въпреки че се харчат малко пари за поддръжка на оборудването, първоначалната инвестиция е сравнима с закупуването на мощен индустриален котел. Дори геотермална термопомпа от руски произход BROSK Mark II 100 се предлага на пазара за 250-300 хиляди рубли. в зависимост от конфигурацията. Разходите за инсталиране също ще струват 50-70 хиляди рубли.
Заключение
Има много възможности за организиране на топлоснабдяване в частна къща. Всеки от тях е скъп по свой начин по време на работа - от скъпи електрически табла до икономични газови котли. Но традиционното оборудване в модерен дизайн е система, която е оптимизирана като дизайн и лесна за управление. Какво може да привлече геотермална термопомпа за отопление на дома? Разбира се, икономическият фактор ще излезе на преден план, но какво друго? Можете да се обърнете към такива инсталации, ако на обекта има достатъчно място за организиране на комплекса. В този случай можете да разчитате на поне пасивно допълнително отопление без постоянно наблюдение и поддръжка. И още нещо - това е пълна автономия, позволяваща използването на геотермално оборудване като резервен източник на топлина.
