Геотермална топлотна пумпа за грејање куће уради сам: уређај, дизајн, самомонтажа

Можете организовати грејање и снабдевање топлом водом за приватну кућу на различите начине, на пример, повезивањем на централне комуникације за снабдевање гасом или пребацивањем система грејања на потрошњу електричне енергије. Да ли се слажете?

Или можете саставити геотермалну топлотну пумпу сопственим рукама и ефикасно користити топлоту земље за стварање угодних услова за живот. Наравно, ово је прилично радно интензиван процес, али за оне који су барем мало упућени у технологију, то неће бити тешко.

У нашем чланку ћемо говорити о принципима рада и врстама геотермалних инсталација. Рећи ћемо вам како сами направити топлотну пумпу од отпадног материјала. Поред тога, у чланку ћете наћи стручне савете о избору геоагрегата. А постављени видео снимци ће открити тајне уградње и принципа рада геотермалних пумпи.

Како функционише геотермална јединица?

Алгоритам рада геотермалне топлотне пумпе заснива се на преносу топлоте са извора са ниским потенцијалом топлотне енергије на расхладну течност. Земља овде игра улогу радијатора лети и активан је извор топлоте у зимској сезони.

Разлика у температурама тла помаже у побољшању укупне ефикасности система и помаже у смањењу стварних оперативних трошкова.

Рад геотермалне топлотне пумпе заснива се на феномену који се назива топлотна инерција. Температура земље на дубини од 6 метара и испод скоро тачно одговара просечној годишњој температури ваздуха у региону и веома мало варира током календарске године

У пракси, тренутна расхладна течност улази у цевовод који се налази у земљи и тамо се загрева за неколико степени. Затим композиција иде у јединицу за размену топлоте (или испаривач) и преноси акумулирану топлотну енергију у унутрашње коло система.

Принцип рада геотермалних инсталација је сличан функционисању расхладних система. Због тога се неке врсте топлотних пумпи успешно користе као клима уређаји лети и уз њихову помоћ хладе ваздух у стамбеним просторијама

Расхладно средство које ради у спољашњем кругу се загрева у испаривачу, претвара у гас и шаље у компресор. Тамо се скупља под утицајем високог притиска и постаје још топлије.

Врући гас пролази у уређај за кондензацију и преноси топлотну енергију на радну расхладну течност унутрашњег система одговорног за загревање куће. На крају процеса, расхладно средство, изгубивши топлоту, враћа се на почетну тачку у течном стању.

Које су врсте геотермалних инсталација?

Геотермалне топлотне пумпе се разликују једна од друге по врсти расхладне течности на унутрашњим и спољашњим контурама конструкције. Енергија уређаја се добија из земље, воде (подземне воде или отворени природни резервоар) или ваздуха.

Унутар стамбених просторија топлотни ресурс се користи за загревање просторија, загревање воде и климатизацију.У зависности од комбинације елемената и функција које се користе, системи се деле на типове: „копно-вода“, „вода-вода“ и „ваздух-вода“.

Опција 1. Монтажа коришћењем технологије земља-вода

Пумпа земља-вода је једна од најефикаснијих алтернативних опција грејања за стамбене просторе. Принцип његовог рада своди се на одабир топлотне енергије из земље помоћу сонди или колектора и њен пренос у систем за грејање воде у кући.

Геотермалне топлотне пумпе земља-вода су напредни уређаји високе технологије. Изузетно су поуздани и показују висок ниво ефикасности. Не захтевају сталну интервенцију власника у свом раду, већ захтевају професионалну услугу

Посебна инсталација помаже да се имплементира технологија, која се састоји од геотермалног измењивача топлоте који се налази испод дубине стварног смрзавања тла и директно топлотне пумпе која функционише као фрижидер, само у обрнутом смеру (обрнути Карноов циклус).

Како уређај ради

Инсталација „подземна вода“, која загрева стамбене просторе коришћењем обновљиве топлоте произведене из тла, ради по следећем алгоритму:

1. Радни флуид (саламури или антифриз), крећући се по геотермалном кругу, узима температуру тла и преко пумпе се преноси до измењивача топлоте - испаривача. Тамо он сакупљену топлоту предаје фреону, а сам се, поставши хладнији за 2-5°Ц, враћа на почетну тачку.
2. Фреон обогаћен топлотном енергијом испарава и, попримивши гасовито стање, улази у компресорску јединицу. Тамо температура гаса расте услед компресије и кондензације.
3. Топлотна енергија се преноси на расхладну течност у систему грејања куће, а фреон поново поприма течни облик. Његов притисак опада након што прође кроз експанзиони вентил система и расхладно средство се враћа назад у испаривач да добије још један део ресурса.

Као резултат ове процедуре, запремина топлотне енергије која се узима из тла и преноси у систем грејања стамбене зграде је више од 4 пута већа од количине електричне енергије која се троши да би се обезбедио исправан рад компресорске јединице, циркулационе пумпе. и управљачка јединица.

Мешавина гликола са добрим индексом вискозитета, вода са алкохолом или физиолошки раствор - то су течности које се не смрзавају које се користе у систему земља-вода. Они су еколошки прихватљиви, ефикасно примају топлоту и транспортују је до пумпне станице

Додатни бонус је што систем има могућност рада у супротном смеру, односно за хлађење. Истина, губитак ефикасности достиже 20%, али се то сматра оправданим, с обзиром на висок капацитет грејања опреме.

Опције за постављање система подземне воде

За креирање спољне контуре система земља-вода користе се полимерне цеви високе чврстоће са добрим карактеристикама перформанси. Постављени су хоризонтално, положени на дно јаме на начин који подсећа на уређење комуникација за комплексе „топлог пода“.

Топлотна пумпа земља-вода је поуздана, ефикасна и тиха у раду, али њена монтажа кошта много новца и одузима много времена (најмање 1 месец за активности изградње, монтаже и подешавања).Ова тачка се мора узети у обзир пре избора система грејања овог типа.

Приликом уградње користи се површина од 25-50 квадратних метара. м за сваки појединачни киловат инсталиране снаге пумпе. Дубина јаме се бира испод линије смрзавања, а тачне димензије и корак полагања цеви одређују се додатним прорачунима.

За власнике великих земљишних поседа који су изабрали геотермалну топлотну пумпу земља-вода за грејање свог дома, препоручљиво је да уграде хоризонталне колекторе. За власнике малих парцела прикладнија је уградња дубинских сонди, јер оне иду далеко у тло и не "једу" корисну површину у близини куће

Територије на којима су уређене комуникације геотремалних система земља-вода више се не користе за пољопривредне потребе. Могу се користити за стварање прелепог травњака или цветног кревета са цветним једногодишњим биљкама.

Вертикална инсталација је много проблематичнија и подразумева употребу професионалне опреме. На локалитету се помоћу опреме за бушење буши бунар до дубине од 20 до 150 м, у њега се спушта специјална геотермална сонда и повезује са пумпом која напаја радни флуид у систем грејања дома.

Вертикална сонда за геотермални систем земља-вода састоји се од главе са повезаним цевима. Уроњен је у бунар дубине 18 м или више. Тачан број бунара и сонди, потребна дубина урањања и стварни пречник цевовода израчунавају се посебно за сваки појединачни случај, на основу информација добијених као резултат геолошких истраживања која су спровели стручњаци на локацији

У сабирни бунар улазе сондне цеви које се протежу из избушених бунара. Од њега до топлотне пумпе постоје 2 главне линије (довод и поврат ресурса), опремљене изолационим премазом. Пречник линије зависи од укупне запремине система и просторије коју треба загрејати. Понекад параметри достижу 160 мм.

Према грубим прорачунима, за грејање стамбене зграде површине око 100 м2 биће потребно око 7,5 кВ/х енергије. У овом случају, вертикалне сонде за стварање система грејања земља-вода мораће да се спусте у земљу 110-115 метара, односно 250 м2 суседне површине ће морати да буде заузето за хоризонталне комуникације (+)

Због чињенице да је на дубини температура тла увек виша и стабилнија због утицаја земљиног језгра, вертикални начин полагања система грејања је препознат као најефикаснији. Показује висок ниво ефикасности и поуздано ради дуги низ година без кварова и кварова.

Опција #2. Карактеристике топлотних пумпи вода-вода

Геотермални систем вода-вода користи топлотну енергију водног ресурса у свом раду. То је могуће јер на великим дубинама температура воде, као и тла, остаје прилично висока и одржава стабилне константне вредности током целе године.

За постављање система вода-вода и добијање топлотне енергије ниског потенцијала можете користити отворене резервоаре (језера, реке), бунаре, бушотине, па чак и отпадне воде из технолошких циклуса индустријске производње (обрнуто водоснабдевање)

Не постоји фундаментална структурна разлика између топлотних пумпи земља-вода и вода-вода. Али најмање финансијских и радних трошкова потребни су за комплекс изграђен на отвореном резервоару.За уградњу нису потребне велике активности бушења.

Материјал цеви са расхладном течношћу једноставно је опремљен тегом, уроњен у воду и повезан са системом грејања куће преко прикључних водова.

Међутим, ова опција је могућа само ако је земљиште у непосредној близини воде и сви комуникациони делови система су под контролом власника. Ако нема приступа отвореним водама, користи се потенцијал подземних вода.

Истина, ово подразумева озбиљне радове на ископавању и изградњу сложених конструкција, на пример, додатног бунара дизајнираног за испуштање воде која пролази кроз јединицу за размену топлоте.

Приликом уградње топлотне пумпе вода-вода поставља се не један, већ два бунара. Радна вода се узима кроз један и, након проласка кроз измењивач топлоте, преусмерава се на други, који се налази у правцу кретања земних токова. Приликом постављања потребно је водити рачуна да пријемни бунар мора бити лоциран најмање 6 метара од излазног бунара и мора бити низводно

Обично инсталације вода-вода инсталиран тамо где није могуће повезати централне комуникације или користити друге врсте расхладних течности.

Стручњаци кажу да је алтернативно грејање овог типа изузетно ефикасно у савременим зградама које имају минималне топлотне губитке.

Приликом израде и уградње геотермалних система за грејање вода-вода сопственим рукама, веома је важно користити материјале са високим нивоом отпорности на корозију, смрзавање и друге агресивне манифестације спољашњег окружења. Тада ће опрема трајати дуго и неће стварати проблеме власнику

Ако је кућа добро изолована, заштићена од пропуха, влаге и продора смрзнутог ваздуха или изграђена коришћењем савремених технологија топлотне изолације, трошкови система грејања су значајно смањени због могућности куповине пумпне опреме много мање снаге.

Опција #3. Уређење система ваздух-вода

Топлотна пумпа ваздух-вода користи најприступачнији, неограничен и обновљив природни извор енергије – ваздух. Опрема ради преко вентилатора и испаривача комбинованих у један комплекс.

Најефикаснији је на температурама до -15°Ц. Са агресивнијим перформансама, губи значајан део снаге.

Топлотна пумпа ваздух-вода кошта знатно мање од модела вода-вода и земља-вода. Модул је погодан за регионе са релативно топлим зимама. У хладним северним регионима, где мразеви прелазе -20...25°Ц, уградња ваздушне опреме се сматра непрактичном

Јединица је изузетно згодна по томе што не захтева од власника приватне куће посебну опрему за монтажу и сложене инсталационе радове.

Не захтева ископавање земљишта, бушење бунара и друге радно интензивне активности. Лако се инсталира и не заузима пуно простора. Може исправно да функционише када се постави на кров стамбеног простора.

Геотермалну пумпу ваздух-вода можете инсталирати на локацији непосредно поред стамбених зграда. Ради тихо и има модеран, атрактиван изглед који не квари укупан дизајн простора

Главне предности опреме укључују скоро нечујан рад и могућност поновног коришћења топлоте ослобођене из загрејане просторије у виду издувног ваздуха, воде, гаса, дима итд.

Власници сами обављају одржавање система:

• чисте лопатице вентилатора и заштитне решетке на јединици за испаравање од прашине, ситних остатака и лишћа;
• подмазати компресор посебан састав наведен у упутствима произвођача;
• промените уље у погонским јединицама (вентилатор, компресор) са одређеном фреквенцијом;
• проверите интегритет кабла за напајање напајање и бакарни цевовод кроз који расхладно средство циркулише кроз систем.

Поред ових радњи, произвођачи пумпне опреме снажно саветују купце да прате стање термичких сензора који одражавају рад контролне јединице.

Морају се обрисати, пажљиво уклањајући прашину и мрље од уља са површине. Ово ће продужити "живот" одсистеми ваздух-ваздух и учиниће радни процес једноставнијим и удобнијим.

Како направити јединицу својим рукама?

Без обзира на то која опција ресурса (земља, вода или ваздух) је изабрана за грејање, пумпа ће бити потребна да би систем правилно функционисао.

Овај уређај се састоји од следећих елемената:

• компресорска јединица (средњи елемент комплекса);
• испаривач, пренос енергије ниског потенцијала на расхладну течност;
• гаса вентил, кроз који расхладно средство проналази свој пут назад до испаривача;
• кондензатор, где фреон ослобађа топлотну енергију и хлади се до првобитне температуре.

Можете купити комплетан систем од произвођача, али то ће коштати пристојан износ.Када нема слободног новца при руци, вреди направити топлотну пумпу сопственим рукама од делова који су вам на располагању и, ако је потребно, купити резервне делове који недостају.

Када планирате да инсталирате геотермални систем грејања у приватној кући, прво морате водити рачуна о смањењу нивоа губитка топлоте. Да би се то урадило, зидови морају бити изоловани посебним материјалом, врата и оквири прозора морају бити опремљени јастучићима од пене, а под и плафон морају бити заштићени панелима од пене. Тада ће максимална количина топлоте коју ослобађа пумпа остати унутар просторије.

Када се донесе одлука да направите сопствену топлотну пумпу, обавезно морате проверити стање електричних инсталација и електричног бројила у кући.

Уколико су ови елементи дотрајали и стари, потребно је пре почетка рада прегледати све површине, идентификовати могуће кварове и отклонити их. Тада ће систем радити беспрекорно одмах након покретања и неће сметати власницима кратким спојевима, пожарима у ожичењу или избаченим утикачима.

Метод #1. Монтажа из фрижидера

Да бисте саставили топлотну пумпу сопственим рукама, уклоните завојницу која се налази позади из старог фрижидера. Овај део се користи као кондензатор и смештен је у веома издржљив контејнер који је отпоран на агресивне температуре. На њега је причвршћен компресор који исправно ради, а као испаривач се користи једноставна пластична бачва.

Ако се за стварање пумпе користи веома стари фрижидер, боље је заменити фреон у њему новим. То нећете моћи сами да урадите, па ћете морати да позовете специјалисте са специјалном опремом. Брзо ће заменити радну течност, а систем ће радити у жељеном режиму

Припремљени елементи су повезани једни са другима, а затим је створена јединица повезана са системом грејања кроз полимерне цеви и почиње рад опреме.

Корак по корак упутства за састављање топлотне пумпе из фрижидера су описана у Овај чланак.

Метод #2. Топлотна пумпа из клима уређаја

Да би се направила топлотна пумпа, клима уређај је модификован и неке главне компоненте су редизајниране. Прво, спољна и унутрашња јединица се замењују.

Испаривач, који је одговоран за пренос топлоте ниског квалитета, није додатно уграђен, јер се налази у унутрашњем блоку јединице, а кондензатор који преноси топлотну енергију налази се у спољашњем блоку. И ваздух и вода су погодни као расхладна средства.

Ако ова опција инсталације није згодна, кондензатор се уграђује у посебан резервоар дизајниран за исправну размену топлоте између извора грејања и расхладне течности.

Сам систем је опремљен четворосмерним вентилом. За овај посао обично се позива специјалиста са професионалним вештинама и искуством у вођењу догађаја ове врсте.

Савремени сплит системи су неефикасни на ниским температурама, па професионалци не препоручују да их користите за самостално прављење топлотних пумпи

У трећој опцији, клима уређај се потпуно раставља на саставне делове, а затим се од њих саставља пумпа према традиционалној општеприхваћеној шеми: испаривач, компресор, кондензатор. Готови уређај је прикључен на опрему за грејање куће и почео да се користи.

Сајт има низ чланака о прављењу топлотних пумпи сопственим рукама, препоручујемо вам да прочитате:

1. Како направити топлотну пумпу за грејање куће својим рукама: принцип рада и дијаграми монтаже
2. Како направити топлотну пумпу ваздух-вода: дијаграми уређаја и самомонтажа

Савети за избор система

Уградња опреме земља-вода је скупља од свих других опција, јер захтева дубоко ископавање када се опрема налази вертикално или велика слободна површина при хоризонталном полагању комуникација.

Ови параметри ограничавају употребу система и значајно смањују његову атрактивност.

Инсталирање пумпе вода-вода такође има нека ограничења. Ако у близини постоји приступачна вода, можете поставити систем у њега. Недостатак отворене воде ће подразумевати бушење бунара и дренажних бунара, што такође није јефтино.

Пумпа ваздух-вода не представља проблеме у инсталацији и може исправно да ради чак иу стамбеним зградама, али у тешким зимама са ниским температурама, њена ефикасност се смањује и потребан је паралелни извор енергије да би је подржао.

Међутим, уређење геотермалног грејања Као резултат тога, отплаћује своје трошкове и почиње да производи бесплатан ресурс, омогућавајући власницима да живе у најповољнијим, пријатнијим и удобнијим условима, без трошења пуно новца на комуналне услуге.

Закључци и користан видео на тему

Видео јасно показује како је систем грејања заснован на геотермалној опреми за грејање ваздух-вода уграђен у велику кућу направљену од гасног силикатног блока. Откривају се неке занимљиве нијансе у вези са уградњом опреме и објављују се стварни износи за рачуне за комуналије за месец.

Како функционише опрема земља-вода.Детаљан опис специјалисте за уградњу геотермалних термалних котлова, препоруке и корисни савети за кућне мајсторе од професионалца у својој области.

Прави корисник опреме дели своје утиске о геотермалној топлотној пумпи.

Професионални механичар говори како направити топлотну пумпу код куће користећи снажан компресор и делове за размену топлоте. Детаљна упутства у режиму корак по корак.

Геотермална пумпа за грејање приватног домаћинства је успешан начин за стварање удобних услова живота чак и тамо где нису доступни централизовани комуникациони системи и конвенционалнији извори енергетских ресурса.

Избор система зависи од територијалне локације имовине и финансијских могућности власника.

Имате ли искуства у прављењу геотермалне топлотне пумпе? Молимо вас да поделите информације са нашим читаоцима и предложите своју опцију састављања. Можете оставити коментаре и приложити фотографије својих домаћих производа у форму испод.