Värme är en av de mest eftertraktade energityperna som krävs för att upprätthålla mänskligt liv. Samtidigt är resurskostnaderna för dess produktion ganska imponerande - oavsett om det är el med petroleumprodukter eller traditionella bränslen som kol och ved. Mot denna bakgrund finns det uppenbarligen ett behov av att erbjuda en alternativ uppvärmningsmetod. En av de mest lovande och aktivt utvecklande tekniska lösningarna av denna typ är en bergvärmepump, vars koncept gradvis närmar sig inhemska driftsförhållanden.
Tekniköversikt
Alla idéer om en alternativ värmekälla innebär att man servar ett eller annat naturligt material eller fenomen. I detta fall är undergrunden den centrala energileverantören. Mark på vissatillräckligt djupt för att hålla en tillräcklig temperatur så att dess värme kan ackumuleras och användas vidare på ytan. Hydrologiska resurser kan också betraktas som en värmekälla, vilket gör justeringar av den tekniska utformningen av lagringsinfrastrukturen.
För att representera effektiviteten av denna teknik kan noteras att när man investerar 1 kW energi i underhållet av en bergvärmepump kan man få en avkastning i form av 2-6 kW. Vad förklarar en så hög verkningsgrad? Jämfört med andra sätt att bearbeta naturliga energikällor, ger geotermiska mekanismer inte några mellanliggande omvandlingssteg. Solenergilagring kräver till exempel att ljus och värme omvandlas till el, som används för att driva huset. I det här fallet omvandlas inte värmen utan överförs direkt eller med minimala övergångssteg till målförbrukarna.
Driftsprincip
Till att börja med är det värt att identifiera de specifika punkter som är involverade i processen med geotermisk uppvärmning. Processen börjar i marken - på en nivå som ligger under fryspunkten. Temperaturen kan variera beroende på djupet. För en minimal termisk effekt räcker det att den överstiger 0 ° C, men i praktiken anses 35-40 ° C vara en ekonomiskt motiverad indikator. Slutanvändaren är värmekretsen.
En speciell rörledning är ansvarig för att överföra energi från marken till hemmets värmesystem,betjänas av en bergvärmepump. Funktionsprincipen bygger på det faktum att värme överförs genom denna matningsledning med en förångarvärmeväxlare längs köldmediekretsen. Som i luftkonditioneringsapparater spelar freon rollen som det aktiva förångningsämnet. Innan pumpen startar är den i flytande tillstånd och efter uppstart övergår den till gasform. Vidare överförs det uppdaterade köldmediet till kompressorn, vars kommunikationer är anslutna till den slutliga värmekretsen. Överskott av freon vid denna tidpunkt släpps ut genom utloppskanalen.
geotermisk utrustning
Det huvudsakliga funktionella elementet i systemet är en termisk mekanisk pump. Enhetens struktur representeras av tre kretsar:
- Extern. Cirkulerar konventionell kylvätska i form av frostskyddsmedel eller s altlösning.
- Internt. Innehåller köldmedium i förseglade kammare där uppvärmnings-förångningsprocesser äger rum.
- Ytterslinga som går direkt till det målserverade systemet.
Listan över arbetskroppar för en bergvärmepump för uppvärmning inkluderar även en kompressor, en förångare, en utloppskanal och värmebärare. Det är viktigt att notera att design, layout och ytterligare funktionalitet kan variera beroende på applikation. Det finns installationer för jord, för vatten och luft, samt kombinerade system som kan fungera under olika förhållanden.
Värmekällor och lagringsutrymmen
Geotermiska system har många fördelar,förknippas med ekonomisk energiförsörjning, praktiska egenskaper och teknisk tillgänglighet för hushållsbruk. Men, liksom andra system som lagrar alternativ energi, är det beroende av källan. Därför, för att vara säker på värmeförsörjningens stabilitet, är det nödvändigt att i förväg tänka över möjligheten att ansluta till en reservenergiförsörjningskanal. Mark och hydrologiska källor kommer att diskuteras nedan, men tills vidare bör du i princip bekanta dig med den fungerande infrastrukturen som bergvärmepumpen tjänar som ett resursförsörjningssystem. Bulkmaterial, rör, sonder och strukturer, vars struktur kan ackumulera energi, fungerar som värmemottagare. I synnerhet kan dessa vara värmemattor förknippade med en pump, kylvätska och värmesystem från tredje part.
Markkälla för termisk energi
Högkapacitetssystem som lagrar geotermisk energi placeras i fält på cirka 200 m22. Ett jordlager 40-50 cm tjockt tas bort från den markerade zonen under fryspunkten. I allmänhet erhålls en tjocklek på 150-200 cm. Dessa och andra data anges i projektet med beräkning av energivolymer för en viss värmekrets. Mycket kommer också att bero på regionen, eftersom man i ett område kan extrahera 30 W från 1 m2, och i ett annat - 70-80 från 1 m2.
Brunnar, diken eller solida plattformar bildas på platsen för att ta emot ackumulerande element. Den mest tillgängliga i genomförandet anses varaen vertikal borrhålsinstallation i vilken spiralackumuleringsrör eller mattor placeras. I en horisontell konfiguration av insugningsinfrastrukturen kan en bergvärmepump för uppvärmning producera stora mängder energi, men det har nackdelar. De hänför sig till komplexiteten i markarbeten (kräver specialutrustning för att utveckla stora områden), uteslutning av all landskapsplanering och lägre temperaturer i slutet av uppvärmningssäsongen.
Vattenkälla för termisk energi
De huvudsakliga serviceobjekten i det här fallet är sjöar, reservoarer och dammar. När det gäller de ackumulerande elementen utförs deras funktion av polymerrör med frostskyddsfyllning. Volymen utvunnen energi i genomsnitt kan representeras som 30 W per 1 m rör. För komplext underhåll av ett stort privat hus krävs 12 kW - därför är det nödvändigt att organisera ett rörsystem som är 400 m långt.
Det finns ett annat sätt att lagra värme från hydrologiska resurser. Om det inte finns några sjöar och reservoarer i närheten, kan du på din egen plats utrusta 2-3 brunnar med brunnar med ett djup på cirka 20 m. Vattnet på denna nivå kommer att ha en temperatur på cirka 10 ° C, men det är tillräckligt för tillsatsvärmefunktionen. Summan av kardemumman är att en bergvärmepump utför uppgiften att ständigt cirkulera varmt eller varmvatten. På ena sidan av kretsen värms resursen ständigt upp i brunnarna utan den minsta kostnad, och huset samlar energi från den nyligen mottagna delen av vattnet.
Geotermiskt systeminstallation
Innan man fattar ett beslut om att köpa utrustning bör man utvärdera om användningen av denna teknik i grunden är motiverad i en viss region. För att göra detta genomförs ett antal geologiska prospekteringsstudier med bestämning av djupet av markfrysning.
I installationen ingår rör eller andra ackumulerande element, en pump och installationsdelar. Den interna uppvärmningsinfrastrukturen kan utgöras av radiatorer, fläktkylare eller ett varmt vattengolv etc. Detta kommer att vara systemet för att konsumera den medföljande resursen.
Så, bergvärmepumpar installeras för huset i brunnar - som redan nämnts, inte bara mark, utan även vatten. Det är möjligt att utrusta brunnar, diken och fält med ett likviderat lager av jord, men detta alternativ används oftare för industriell värmeförsörjning. I den skapade nischen läggs batterier över hela platsen - i en rak linje eller spiralkonfiguration. Kretsarna är anslutna till en pump placerad på ytan, som i sin tur är ansluten till hushållsvärmekretsar.
Tillverkare av geotermiska pumpar
Segmentet utvecklas aktivt av de största utvecklarna av VVS-utrustning. I synnerhet panntillverkaren Viessmann presenterar pålitliga enheter för vatten- och markvärmelagring vid en driftstemperatur på cirka +65 °C. För industri- och offentliga byggnader med en yta på 300-350 m2 finns bergvärmepumpen NIBE F1145 tillgänglig. Till hansfunktioner inkluderar möjligheten att ansluta till ett trefasnät på 380 V och ett enfasnät på 220 V. Det japanska företaget Mitsubishi erbjuder universella modeller av geotermiska pumpar när det gäller applikationer. Utvecklarna av detta företag har utvecklat konceptet med multi-zon värmeseparation med ett förenklat styrsystem sedan 2007.
Ignorera inte ett så lovande segment och inhemska företag. Till exempel är en rysktillverkad BROSK Mark II 100 geotermisk värmepump designad specifikt för en privat konsument - ägaren till ett litet hus på landet. Men trots den blygsamma prestandan karakteriseras denna utrustning som pålitlig, energieffektiv och multifunktionell.
Positiv feedback om teknik
Denna uppvärmningsmetod lockar många människor med bekvämligheten av underhåll, underhåll och, naturligtvis, minimala ekonomiska kostnader under drift. Utrustningen kräver praktiskt taget inte förbrukningsbart bränslematerial. Elektriska resurser behövs för att säkerställa funktionen hos samma pump och styrutrustning, men de är obetydliga mot bakgrund av mängden energi som returneras. Även bergvärmepumparnas miljövänlighet framhålls. Recensioner och överhuvudtaget en av de första platserna bland plusen anger det faktum att den fungerande infrastrukturen inte tar upp plats i huset. Endast kommunikation tas in, och resten av de funktionella enheterna och noderna finns kvar på gatan.
Negativa recensioner
Med en fullfjädrad geotermisk prestanda för pannrumsystem är inte jämförbara. Och poängen är inte ens i specifika effektindikatorer, utan i den spastiska tillförseln av värme. Många klagar över långa perioder med låg energileverans, varför det rekommenderas att organisera reservförsörjningssystem. Men det finns en annan brist här. Även om lite pengar spenderas på underhåll av utrustningen, är den initiala investeringen jämförbar med köpet av en kraftfull industripanna. Till och med en geotermisk värmepump av ryskt ursprung BROSK Mark II 100 är tillgänglig på marknaden för 250-300 tusen rubel. beroende på konfigurationen. Installationskostnaderna kommer också att kosta 50-70 tusen rubel.
Slutsats
Det finns ganska många alternativ för att organisera värmeförsörjningen i ett privat hus. Var och en av dem är dyr på sitt sätt under drift - från dyra elpaneler till ekonomiska gaspannor. Men traditionell utrustning i modern design är ett system som är designoptimerat och lätt att hantera. Vad kan locka en bergvärmepump för uppvärmning av bostäder? Naturligtvis kommer den ekonomiska faktorn i förgrunden, men vad mer? Du kan vända dig till sådana installationer om det finns tillräckligt med utrymme på platsen för att organisera komplexet. I det här fallet kan du räkna med åtminstone passiv tilläggsuppvärmning utan konstant övervakning och underhåll. Och en sak till - det här är fullständig autonomi, som tillåter användning av geotermisk utrustning som reservvärmekälla.
