Toplina je jedna od najtraženijih vrsta energije potrebne za održavanje ljudskog života. Istodobno, troškovi resursa za njegovu proizvodnju su prilično impresivni - bilo da se radi o električnoj energiji s naftnim derivatima ili tradicionalnim gorivima poput ugljena i drva. Očito, s obzirom na ovu pozadinu, postoji potreba za ponuditi alternativni način grijanja. Jedno od najperspektivnijih i najaktivnijih tehničkih rješenja ovog tipa je geotermalna dizalica topline, čiji se koncept postupno približava domaćim radnim uvjetima.
Pregled tehnologije
Svaka ideja o alternativnom izvoru topline uključuje uslugu jednog ili drugog prirodnog materijala ili fenomena. U ovom slučaju, podzemlje je središnji opskrbljivač energijom. Osnova na izvjesnimdovoljno duboko da održava dovoljnu temperaturu kako bi se njegova toplina mogla akumulirati i dalje koristiti na površini. Hidrološki resursi se također mogu smatrati izvorom topline, čime se prilagođava tehnički dizajn skladišne infrastrukture.
Da bi se prikazala učinkovitost ove tehnologije, može se primijetiti da ulaganjem 1 kW energije u održavanje geotermalne toplinske pumpe možete dobiti povrat u obliku 2-6 kW. Što objašnjava tako visoku učinkovitost? U usporedbi s drugim načinima obrade prirodnih izvora energije, geotermalni mehanizmi ne predviđaju međukorake pretvorbe. Na primjer, skladištenje solarne energije zahtijeva da se svjetlost i toplina pretvore u električnu energiju koja se koristi za pokretanje kuće. U tom slučaju toplina se ne pretvara, već se izravno ili uz minimalne prijelazne korake prenosi na ciljne potrošače.
Princip rada
Za početak, vrijedi identificirati specifične točke koje su uključene u proces geotermalnog grijanja. Proces počinje u tlu - na razini koja se nalazi ispod točke smrzavanja. Temperatura može varirati ovisno o dubini. Za minimalni toplinski učinak dovoljno je da prelazi 0 ° C, ali u praksi se 35-40 ° C smatra ekonomski opravdanim pokazateljem. Krajnji korisnik je krug grijanja.
Poseban cjevovod odgovoran je za prijenos energije od tla do sustava grijanja doma,servisira geotermalna dizalica topline. Princip rada temelji se na činjenici da se toplina prenosi kroz ovaj dovodni vod s izmjenjivačem topline isparivača duž kruga rashladnog sredstva. Kao iu klima uređajima, freon igra ulogu aktivne tvari koja isparava. Prije pokretanja pumpe je u tekućem stanju, a nakon pokretanja prelazi u plinoviti oblik. Nadalje, ažurirano rashladno sredstvo se prenosi u kompresor, čije su komunikacije povezane s završnim krugom grijanja. Višak freona u ovom trenutku se ispušta kroz izlazni kanal.
geotermalna oprema
Glavni funkcionalni element sustava je termomehanička pumpa. Strukturu jedinice predstavljaju tri kruga:
- Vanjski. Cirkulira uobičajenu rashladnu tekućinu u obliku antifriza ili salamure.
- Interni. Sadrži rashladno sredstvo u zatvorenim komorama u kojima se odvijaju procesi zagrijavanja-isparavanja.
- Vanjska petlja koja ide izravno do ciljanog opsluženog sustava.
Također, popis radnih tijela geotermalne dizalice topline za grijanje uključuje kompresor, isparivač, ispusni kanal i nosače topline. Važno je napomenuti da se dizajn, izgled i dodatne funkcionalnosti mogu razlikovati ovisno o aplikaciji. Postoje instalacije za tlo, vodu i zrak, kao i kombinirani sustavi koji mogu raditi u različitim uvjetima.
Izvori topline i skladišta
Geotermalni sustavi imaju mnoge prednosti,povezana s ekonomičnom opskrbom energijom, praktičnošću i tehnološkom dostupnošću za kućnu upotrebu. No, kao i drugi sustavi koji pohranjuju alternativnu energiju, on ovisi o izvoru. Stoga, kako biste bili sigurni u stabilnost opskrbe toplinom, potrebno je unaprijed razmisliti o mogućnosti spajanja na rezervni kanal za opskrbu energijom. U nastavku će biti riječi o podzemnim i hidrološkim izvorima, ali za sada se trebate u načelu upoznati s radnom infrastrukturom kojoj geotermalna dizalica topline služi kao sustav opskrbe resursima. Rasuti materijali, cijevi, sonde i strukture, čija struktura može akumulirati energiju, djeluju kao prijamnici topline. Konkretno, to mogu biti grijaće prostirke povezane s pumpom, rashladnom tekućinom i sustavima grijanja trećih strana.
Zemljeni izvor toplinske energije
Sustavi velikog kapaciteta koji pohranjuju geotermalnu energiju postavljeni su na poljima od oko 200 m22. Iz označene zone ispod točke smrzavanja uklanja se sloj tla debljine 40-50 cm. Općenito se dobiva debljina od 150-200 cm. Ovi i drugi podaci navedeni su u projektu s izračunom volumena energije za određeni krug grijanja. Mnogo će ovisiti i o regiji, jer u jednom području možete izvući 30 W od 1 m2, au drugom - 70-80 od 1 m2.
Na gradilištu se formiraju bunari, rovovi ili čvrste platforme za smještaj elemenata koji se nakupljaju. Smatra se najpristupačnijim u provedbivertikalna ispustna instalacija u koju se postavljaju spiralne akumulacijske cijevi ili prostirke. U horizontalnoj konfiguraciji usisne infrastrukture, toplinska pumpa za grijanje može proizvesti velike količine energije, ali ima nedostatke. Oni se odnose na složenost zemljanih radova (potrebna je posebna oprema za razvoj velikih površina), isključenje bilo kakvog uređenja okoliša i niže temperature do kraja sezone grijanja.
Vodni izvor toplinske energije
Glavni objekti usluge u ovom slučaju su jezera, rezervoari i ribnjaci. Što se tiče akumulacijskih elemenata, njihovu funkciju obavljaju polimerne cijevi s punjenjem protiv smrzavanja. Volumen ekstrahirane energije u prosjeku se može predstaviti kao 30 W po 1 m cijevi. Za složeno održavanje velike privatne kuće potrebno je 12 kW - sukladno tome, potrebno je organizirati cjevovodni sustav duljine 400 m.
Postoji još jedan pristup skladištenju topline iz hidroloških resursa. Ako u blizini nema jezera i akumulacija, tada na vlastitom mjestu možete opremiti 2-3 bunara s bunarima dubine od oko 20 m. Voda na ovoj razini imat će temperaturu od oko 10 ° C, ali to je dovoljno za funkciju pomoćnog grijanja. Zaključak je da geotermalna dizalica topline obavlja zadatak stalnog kruženja tople ili tople vode. S jedne strane kruga, resurs se neprestano zagrijava u bunarima bez i najmanjeg troška, a kuća akumulira energiju iz novoprimljenog dijela vode.
Instalacija geotermalnog sustava
Prije odluke o kupnji opreme treba procijeniti je li korištenje ove tehnologije u osnovi opravdano u određenoj regiji. Da bi se to postiglo, provode se brojna geološka istraživanja s određivanjem dubine smrzavanja tla.
U instalaciji su uključene cijevi ili drugi akumulacijski elementi, pumpa i instalacijski spojevi. Unutarnju infrastrukturu grijanja mogu činiti radijatori, ventilatorski hladnjaci ili pod s toplom vodom itd. Ovo će biti sustav za potrošnju isporučenog resursa.
Dakle, geotermalne toplinske pumpe se ugrađuju za kuću u bunare - kao što je već napomenuto, ne samo zemljište, već i vodu. Moguće je opremiti bunare, rovove i polja likvidiranim slojem tla, ali ova se opcija češće koristi za industrijsku opskrbu toplinom. U stvorenoj niši baterije se polažu po cijelom mjestu - u ravnoj ili spiralnoj konfiguraciji. Krugovi su spojeni na crpku koja se nalazi na površini, koja je, pak, spojena na krugove kućnog grijanja.
Proizvođači geotermalnih pumpi
Segment se aktivno razvija naporima najvećih proizvođača HVAC opreme. Konkretno, proizvođač kotlova Viessmann predstavlja pouzdane jedinice za pohranu vode i topline zemlje na radnoj temperaturi od oko +65 °C. Za industrijske i javne zgrade površine 300-350 m2 dostupna je toplinska pumpa NIBE F1145. Njegovomznačajke uključuju mogućnost spajanja na trofaznu mrežu na 380 V, te na jednofaznu mrežu na 220 V. Japanska tvrtka Mitsubishi nudi univerzalne modele geotermalnih crpki u smislu primjene. Programeri ove tvrtke od 2007. razvijaju koncept višezonskog odvajanja grijanja s pojednostavljenim sustavom upravljanja.
Nemojte zanemariti tako perspektivan segment i domaće tvrtke. Na primjer, geotermalna dizalica topline BROSK Mark II 100 ruske proizvodnje dizajnirana je posebno za privatnog potrošača - vlasnika male seoske kuće. No, unatoč skromnim performansama, ova oprema je okarakterizirana kao pouzdana, energetski učinkovita i višenamjenska.
Pozitivne povratne informacije o tehnologiji
Ovaj način grijanja privlači mnoge ljude praktičnošću održavanja, održavanja i, naravno, minimalnim financijskim troškovima tijekom rada. Oprema praktički ne zahtijeva potrošni materijal za gorivo. Električni resursi potrebni su da bi se osigurala funkcija iste crpke i upravljačke opreme, ali su beznačajni u odnosu na količinu vraćene energije. Ističe se i ekološka prihvatljivost geotermalnih dizalica topline. Recenzije i uopće jedno od prvih mjesta među plusima stavljaju činjenicu da radna infrastruktura ne zauzima prostor u kući. Dovode se samo komunikacije, a ostale funkcionalne jedinice i čvorovi ostaju na ulici.
Negativne recenzije
S potpunim geotermalnim toplinskim performansama kotlovnicesustavi nisu usporedivi. A stvar nije čak ni u specifičnim pokazateljima snage, već u grčevitoj opskrbi toplinom. Mnogi se žale na duga razdoblja niske isporuke energije, zbog čega se preporuča organizirati rezervne sustave opskrbe. Ali ovdje postoji još jedan nedostatak. Iako se na održavanje opreme troši malo novca, početno ulaganje je usporedivo s kupnjom moćnog industrijskog kotla. Čak je i geotermalna dizalica topline ruskog podrijetla BROSK Mark II 100 dostupna na tržištu za 250-300 tisuća rubalja. ovisno o konfiguraciji. Troškovi instalacije također će koštati 50-70 tisuća rubalja.
Zaključak
Postoji dosta opcija za organiziranje opskrbe toplinom u privatnoj kući. Svaki od njih je skup na svoj način tijekom rada - od skupih električnih ploča do ekonomičnih plinskih kotlova. No, tradicionalna oprema u modernom dizajnu je sustav koji je dizajnom optimiziran i lak za upravljanje. Što može privući geotermalnu toplinsku pumpu za grijanje doma? Naravno, ekonomski faktor će doći do izražaja, ali što drugo? Možete se obratiti takvim instalacijama ako na mjestu ima dovoljno prostora za organizaciju kompleksa. U tom slučaju možete računati na barem pasivno pomoćno grijanje prostora bez stalnog nadzora i održavanja. I još nešto - ovo je potpuna autonomija, koja omogućuje korištenje geotermalne opreme kao rezervnog izvora topline.
