أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل ريفي: ميزات صنعها بنفسك

نحن نعلم أن حرارة الأرض هي حرارة الأرض ، وغالبا ما يرتبط مصطلح "الطاقة الحرارية الأرضية" بالبراكين والسخانات في بلدنا. في روسيا ، يتم استخدام الطاقة الحرارية الأرضية بشكل أساسي على نطاق صناعي ، على سبيل المثال ، هناك محطات طاقة في الشرق الأقصى تعمل على أساس حرارة كوكبنا.

كثير من الناس على يقين من أن جعل التدفئة الحرارية الأرضية في المنزل شيء من عالم الخيال. صحيح؟ لكن هذا خطأ تماما! مع تطور التكنولوجيا الحديثة ، أصبح الاستخدام المحلي "للطاقة الخضراء" حقيقيًا تمامًا.

سنتحدث عن مبادئ التدفئة البديلة ، ومزاياها وعيوبها ، مقارنة بأنظمة التدفئة التقليدية. سوف تتعلم أيضًا عن موقع المبادل الحراري وكيفية تركيب التدفئة الحرارية الأرضية بنفسك.

بعض الحقائق التاريخية

عندما اندلعت أزمة النفط في السبعينيات من القرن الماضي ، ظهرت حاجة ملحة في الغرب مصادر الطاقة البديلة. في ذلك الوقت بدأ إنشاء أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية الأولى.

اليوم ، يتم استخدامها على نطاق واسع في الولايات المتحدة وكندا ودول أوروبا الغربية.

على سبيل المثال ، في السويد ، يتم استخدام مياه بحر البلطيق بنشاط ، والتي تكون درجة حرارتها + 4 درجات مئوية. في ألمانيا ، يتم رعاية إدخال أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية على مستوى الولاية.

في روسيا ، تعمل Pauzhetskaya و Verkhne-Mutnovskaya و Okeanskaya ومحطات الطاقة الحرارية الأرضية الأخرى. لكن حقائق استخدام طاقة الأرض في قطاعنا الخاص قليلة جدًا.

المزايا والعيوب الحقيقية

إذا كانت التدفئة الحرارية الأرضية للقطاع الخاص في روسيا صغيرة نسبيًا ، فهل هذا يعني أن الفكرة لا تستحق تكلفة تنفيذها؟ ربما لا يجب التعامل مع هذه المشكلة؟ اتضح أن الأمر ليس كذلك.

يعد استخدام نظام التدفئة الحرارية الأرضية حلاً مربحًا. هناك عدة أسباب لذلك. من بينها التثبيت السريع للمعدات القادرة على العمل لفترة طويلة دون أي انقطاع.

إذا كنت لا تستخدم الماء ، ولكن مضاد التجمد عالي الجودة في نظام التسخين ، فلن يتجمد وسيقل تآكله.

نذكر مزايا أخرى لهذا النوع من التدفئة.

• تم استبعاد إجراء حرق الوقود. نحن ننشئ نظامًا مقاومًا للحريق تمامًا ، لن يتمكن خلال تشغيله من التسبب في أي ضرر للمساكن. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استبعاد عدد من الجوانب الأخرى المتعلقة بوجود الوقود: الآن ليست هناك حاجة للبحث عن مكان لتخزينه ، للانخراط في إعداده أو توصيله.
• فوائد اقتصادية كبيرة. أثناء تشغيل النظام ، لا يلزم استثمارات إضافية. يتم توفير التدفئة السنوية من قبل قوى الطبيعة ، التي لا نشتريها. بالطبع ، أثناء تشغيل المضخة الحرارية ، يتم إنفاق الطاقة الكهربائية ، ولكن في نفس الوقت ، يتجاوز حجم الطاقة المنتجة بشكل كبير الاستهلاك.
• عامل بيئي. التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل ريفي خاص هو حل صديق للبيئة. يستثني غياب عملية الاحتراق دخول منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي. إذا أدرك الكثير من الناس ذلك ، وسيحصل نظام الإمداد بالحرارة على توزيع واسع النطاق بسبب ذلك ، فسيقل التأثير السلبي للناس على الطبيعة بشكل كبير.
• نظام مدمج. ليس عليك تنظيم غرفة مرجل منفصلة في منزلك. كل ما هو مطلوب هو مضخة حرارية يمكن وضعها ، على سبيل المثال ، في الطابق السفلي. سيكون أكبر كفاف للنظام موجودًا تحت سطح الأرض أو تحت الماء ، ولن ترى ذلك على سطح موقعك.
• تعدد الوظائف. يمكن أن يعمل النظام على حد سواء للتدفئة في موسم البرد والتبريد أثناء حرارة الصيف. هذا ، في الواقع ، لن يحل محلك سخانًا فحسب ، بل مكيف هواء أيضًا.
• الراحة الصوتية. تعمل المضخة الحرارية بصمت تقريبًا.

إن اختيار نظام التدفئة الحرارية الأرضية قابل للتطبيق اقتصاديًا ، على الرغم من حقيقة أنه يجب عليك إنفاق المال على شراء وتركيب المعدات.

بالمناسبة ، فإن عيوب النظام هي بالضبط التكاليف التي عليك أن تذهب لتثبيت النظام وإعداده للعمل. سيكون من الضروري شراء المضخة نفسها وبعض المواد لإكمال تركيب المشعب الخارجي والدائرة الداخلية.

ومع ذلك ، فإن هذه التكاليف تؤتي ثمارها في السنوات القليلة الأولى من التشغيل. يمكن أن يؤدي الاستخدام اللاحق لمجمع في الأرض أو مغمور في الماء إلى توفير تكاليف كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن عملية التثبيت نفسها ليست معقدة لدرجة تدعو إلى دعوة متخصصين خارجيين لتنفيذها. إذا لم تقم بالحفر ، فيمكن القيام بكل شيء آخر بشكل مستقل.

وتجدر الإشارة إلى أن بعض الحرفيين سعوا إلى توفير المال ، تعلموا جمع الطاقة الحرارية الأرضية مضخة الحرارة الخاصة.

حول مصادر التدفئة الحرارية الأرضية

بالنسبة للتدفئة الحرارية الأرضية ، يمكنك استخدام المصادر التالية للطاقة الحرارية الأرضية:

• درجة حرارة عالية
• درجة حرارة منخفضة.

تشمل مصادر درجات الحرارة العالية ، على سبيل المثال ، الينابيع الحرارية. يمكنك استخدامها ، ولكن نطاق تطبيقها يقتصر على الموقع الفعلي لمثل هذه المصادر.

إذا تم استخدام هذا النوع من الطاقة بنشاط في أيسلندا ، فإن المياه الحرارية في روسيا بعيدة عن المستوطنات. بقدر الإمكان ، تتركز في كامتشاتكا ، حيث يتم استخدام المياه الجوفية كمبرد وتوصيلها إلى أنظمة إمدادات المياه الساخنة.

ولكن لاستخدام مصادر درجة الحرارة المنخفضة ، لدينا جميع المتطلبات الأساسية اللازمة. لهذا الغرض ، تكون الكتل الهوائية المحيطة أو الأرض أو الماء مناسبة.

لاستخراج الطاقة اللازمة باستخدام مضخة حرارية. بمساعدته ، يتم إجراء تحويل درجة الحرارة المحيطة إلى طاقة حرارية ليس فقط للتدفئة ، ولكن أيضًا لإمداد الماء الساخن لملكية منزل خاص.

مبدأ تشغيل هذه التدفئة

إذا كنت على دراية بكيفية عملها مكيف هواء أو الثلاجة، فإن تشابه هذه العمليات مع مبدأ عمل التدفئة الحرارية الأرضية واضح. أساس النظام هو مضخة حرارية يتم تضمينها في دائرتين - خارجية وداخلية.

لتنظيم نظام التدفئة التقليدي في أي منزل ، من الضروري تركيب الأنابيب فيه لنقل المبرد ، والمشعات ، عند تسخينها ، ستدخل الحرارة إلى المبنى. في حالتنا ، هناك حاجة أيضًا إلى أنابيب ومشعات. تشكل الدائرة الداخلية للنظام. يمكن إضافته إلى الدائرة أرضيات دافئة.

تبدو الدائرة الخارجية أكبر بكثير من الدائرة الداخلية ، على الرغم من أنه لا يمكن تقدير أبعادها إلا خلال فترة التخطيط والتركيب. أثناء التشغيل ، تكون غير مرئية لأنها تحت الأرض أو تحت الماء. الماء العادي أو مضاد التجمد القائم على جلايكول الإثيلين يدور داخل هذه الدائرة ، وهو الأفضل كثيرًا.

المبرد في الدائرة الخارجية ، يسخن إلى حالة الوسط الذي يتم غمره فيه ، ويتم إرساله في شكل "ساخن" إلى المضخة الحرارية. من خلاله ، يتم توصيل الحرارة المركزة إلى الدائرة الداخلية ، ونتيجة لذلك يتم تسخين المياه في الأنابيب والمشعات والتدفئة تحت الأرضية.

وبالتالي ، فإن العنصر الرئيسي الذي ينشط النظام بأكمله هو المضخة الحرارية. إذا كان منزلك يحتوي على غسالة عادية ، فاعلم: ستشغل هذه المضخة نفس المنطقة تقريبًا.

للعمل ، يحتاج إلى الكهرباء ، ولكنه يستهلك 1 كيلو واط فقط ، ويوفر توليد 4-5 كيلو واط من الحرارة. وهذه ليست معجزة ، لأن مصدر الطاقة "الإضافية" معروف - هذه هي البيئة.

نوعين من ترتيب المبادل الحراري

هناك خياران لتسخين منزل خاص باستخدام عناصر الطاقة منخفضة الحرارة في البيئة. أساس النظام في الحالات الثلاث هو مضخة حرارية أرضية.

تبقى الدائرة الداخلية دون تغيير لأي طريقة تسخين ، والفرق الرئيسي هو موقع الدائرة الخارجية.

يحدث التدفئة الحرارية الأرضية مع مبادل حراري موجود:

• تستقيم - تقع في آبار تكشف أو لا تفتح طبقة المياه الجوفية ؛
• أفقيا - يتم وضع المبادلات الحرارية للأنظمة في حفرة أو بركة مفتوحة على شكل لفائف.

يتميز كل نوع من أنواع التدفئة الواردة هنا بميزاته وعيوبه ومزاياه.

إذا كنت تنوي إنشاء مثل هذا نظام التدفئة بيديك ، فستكون مهتمًا بمعرفة المزيد حول كل نوع.

الخيار رقم 1. وضع رأسي لمجمع خارجي

يعتمد هذا النوع من التدفئة على ظاهرة طبيعية مثيرة للاهتمام: على عمق 50-100 متر أو أكثر من سطحها ، تتمتع الأرض بنفس درجة الحرارة الثابتة والثابتة من 10-12 درجة مئوية على مدار السنة.

لتكون قادرة على استخدام طاقة الأرض هذه ، من الضروري حفر الآبار العمودية. التكنولوجيا هي نفسها تقريبا مثل إعداد مصدر للمياه.

من أجل زيادة الحفاظ على المناظر الطبيعية ، يمكنك حفر عدة أنابيب من نفس نقطة البداية ، ولكن من زوايا مختلفة.

سيتم تركيب الدائرة الخارجية للنظام مباشرة في هذه الآبار. هذا سوف يزيل الحرارة بشكل فعال عن الأرض. بالطبع ، لا يمكن أن تسمى هذه الطريقة بسيطة ومنخفضة الميزانية.

وهي ذات صلة بالحالة عندما تكون المنطقة المجاورة للمنزل مجهزة بالفعل ، ويكون انتهاك المناظر الطبيعية غير مناسب. يمكن أن يصل عمق حفر الآبار من 50 إلى 200 متر.

تعتمد المعلمات المحددة للبئر على الوضع الجيولوجي في الموقع ومعلمات الهيكل المستقبلي. عمر الخدمة لهذا التصميم ما يقرب من 100 عام.

لتثبيت نسخة رأسية من النظام مع مبادل حراري يستخرج طاقة المياه الجوفية ، سيكون من الضروري حفر طبقتين من الخزانات الجوفية.

واحد منهم ، يسمى الخصم ، بمساعدة مضخة ، يتم سحب الماء ، والذي يندمج بعد نقل الحرارة في الجيل الثاني المتلقي.

الخيار رقم 2. الترتيب الأفقي لجامع التربة

لوضع المحيط الخارجي بنوع أفقي من التدفئة ، تحتاج إلى معرفة مدى تجمد الأرض في منطقتك.

يتم وضع الأنابيب تحت مستوى التجميد في الخنادق المعدة مسبقًا ، مع التقاط مساحة كبيرة إلى حد ما: لتسخين منزل بمساحة 200-250 متر مربع. م ، تحتاج إلى استخدام حوالي 600 متر مربع. م المبادل الحراري. هذا هو ستمائة جزء.

من الواضح أنه في ظل هذه الظروف ، سيكون حجم أعمال الحفر كبيرًا.بالإضافة إلى ذلك ، تحتاج إلى النظر في ما يتعلق بموقع الأشجار وغيرها من النباتات على الموقع ، حتى لا يتم تجميدها. على سبيل المثال ، من المستحيل وضع أنابيب التجميع بالقرب من متر ونصف من الأشجار.

يتم استخدام طريقة التثبيت هذه ، كقاعدة ، في الحالات التي يتم فيها إتقان الموقع للتشييد. من الأفضل أن تتم جميع الحسابات والخطط لبناء المنزل الريفي ، وتنظيم التدفئة وتخطيط الأرض في وقت واحد.

غمر مبادل حراري أفقي في البركة

تتطلب هذه الطريقة ترتيبًا خاصًا لملكية المنزل - على مسافة حوالي 100 متر من خزان بعمق كافٍ. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يتجمد الخزان المحدد إلى الأسفل ، حيث سيتم وضع الدائرة الخارجية للنظام. ولهذا ، لا يمكن أن تقل مساحة الخزان عن 200 متر مربع. م

الميزة الواضحة لهذه الطريقة هي عدم وجود حفريات إلزامية كثيفة العمالة ، على الرغم من أنه لا يزال يتعين عليك العبث بموقع تحت الماء للجامع. وستكون هناك حاجة أيضًا إلى تصريح خاص لمثل هذا العمل.

ومع ذلك ، لا يزال تركيب الطاقة الحرارية الأرضية باستخدام الطاقة المائية هو الأكثر اقتصادا.

افعلها بنفسك: ماذا وكيف

إذا قمت بالفعل بتثبيت التدفئة الحرارية الأرضية الخاصة بك ، فلا يزال من الأفضل شراء الدائرة الخارجية الجاهزة. بالطبع ، نعتبر فقط طرق الترتيب الأفقي للمبادل الحراري الخارجي: تحت سطح التربة أو تحت الماء.

من الصعب جدًا تركيب جامع بئر رأسي بنفسك إذا لم يكن لديك المعدات ومهارات الحفر.

المضخة الحرارية ليست معدات كبيرة جدًا. في منزلك ، لا يشغل مساحة كبيرة. بعد كل شيء ، في الحجم ، يمكن مقارنته ، على سبيل المثال ، بغلاية وقود صلب تقليدية. إن ربط المحيط الداخلي لمنزلك هو مهمة بسيطة.

في الواقع ، كل شيء يتم بنفس الطريقة التي يتم بها التنظيم والتنظيم أسلاك التدفئة باستخدام مصادر الحرارة التقليدية. الصعوبة الرئيسية هي ترتيب الدائرة الخارجية.

سيكون الخيار الأفضل هو استخدام مسطح مائي إذا كان هناك واحد على مسافة لا تزيد عن 100 متر ، فمن الضروري أن تتجاوز مساحته 200 متر مربع. م ، وعمق - 3 م (متوسط ​​معلمة التجميد). إذا لم يكن هذا الخزان ملكًا لك ، فقد تكون هناك مشكلة في الحصول على إذن لاستخدامه.

إذا كان الخزان بركة في حوزتك ، فسيتم تبسيط الأمر. يمكن ضخ المياه من البركة مؤقتًا. ثم يمكن القيام بالعمل على قاعها بسهولة: سيكون من الضروري وضع الأنابيب في دوامة ، وتثبيتها في هذا الوضع.

سوف تكون هناك حاجة إلى أعمال الحفر فقط لحفر الخندق ، والتي ستكون مطلوبة لتوصيل الدائرة الخارجية بالمضخة الحرارية.

بعد الانتهاء من جميع الأعمال ، يمكن ملء البركة مرة أخرى بالماء. في السنوات القليلة القادمة ، يجب أن يعمل المبادل الحراري الخارجي بشكل صحيح ولا يسبب مشاكل لصاحبه.

إذا كان لديك تحت تصرفك قطعة أرض ليس عليك سوى بناء مسكن وتنمية حديقة ، فمن المنطقي التخطيط لمبادل حراري أفقي من نوع التربة.

لهذا ، يجب إجراء حساب أولي لمنطقة جامع المستقبل ، بناءً على المعلمات الموضحة أعلاه: 250-300 sq. م جامع لكل 100 متر مربع. م من منطقة ساخنة من المنزل.

يجب حفر الخنادق التي يتم فيها وضع أنابيب الدائرة تحت مستوى تجمد التربة.

والأفضل من ذلك - ما عليك سوى إزالة التربة إلى عمق التجميد ، ووضع الأنابيب ، ثم إعادة التربة إلى مكانها. يستغرق العمل وقتًا طويلاً وصعبًا ، ولكن برغبة وتصميم كبير ، يمكنك إكماله.

التكاليف وآفاق الاسترداد

تعتمد تكاليف المعدات وتركيبها أثناء بناء التدفئة الحرارية الأرضية على قدرة الوحدة وعلى الشركة المصنعة.

يختار الجميع الشركة المصنعة ، مسترشدين باعتباراتهم الخاصة ومعلومات حول سمعة وموثوقية علامة تجارية معينة. لكن الطاقة تعتمد على مساحة الغرفة المراد خدمتها.

إذا أخذنا في الاعتبار بدقة الطاقة ، فإن تكلفة مضخات الحرارة تختلف في النطاقات التالية:

• 4-5 كيلوواط - 3000-7000 وحدة تقليدية ؛
• 5-10 كيلوواط - 4000-8000 وحدة تقليدية ؛
• 10-15 كيلو واط - 5000-10000 وحدة تقليدية.

إذا أضفنا إلى هذا المبلغ التكاليف اللازمة لإكمال أعمال التثبيت (20-40٪) ، فسوف نحصل على مبلغ يبدو غير واقعي بالنسبة للكثيرين.

ولكن كل هذه التكاليف ستؤتي ثمارها بشروط معقولة للغاية. في المستقبل ، سيكون عليك دفع نفقات ضئيلة للكهرباء اللازمة لتشغيل المضخة. هذا كل ما في الأمر!

كما تظهر الممارسة ، فإن التدفئة الحرارية الأرضية مفيدة بشكل خاص للمنازل التي تبلغ مساحتها الإجمالية 150 مترًا مربعًا. م لمدة خمس إلى ثماني سنوات ، فإن جميع تكاليف ترتيب أنظمة التدفئة في هذه المنازل تؤتي ثمارها بالكامل.

إذا لم يكن الطلب على التدفئة الحرارية الأرضية مطلوبًا بشكل خاص بين أصحاب المنازل الخاصة ، فقد تم بالفعل تقدير كفاءة أنظمة الهلام من قبل سكان المناطق الجنوبية. التكنولوجيا مرافق التدفئة الشمسية بسيطة بما فيه الكفاية ، وفعالية التكلفة والتطبيق العملي تؤكدها سنوات عديدة من الخبرة في استخدامها من قبل الدول الغربية ومواطنينا.

يتم توفير معلومات إضافية حول مصادر الطاقة البديلة في هذه المقالة.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

إذا كان من السهل عليك إدراك المعلومات المرئية ، فإن هذا الفيديو سيسمح لك أن ترى بأم عينيك كيف يعمل نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، وكذلك معرفة المزيد عن من ولماذا هذا النوع من التدفئة مفيد.

ندعوكم لمشاهدة مقطع فيديو قصير يخبر فيه مالك جامع التربة الأفقية عن انطباعاته عن تشغيله.بالإضافة إلى ذلك ، من خلال مشاهدة هذا الفيديو ، ستتعرف على تكاليف التشغيل المرتبطة بتشغيل نظام التدفئة الحرارية الأرضية.

يختار كل صاحب منزل خاص لنفسه ما إذا كان سيشتري خدمات منظمات توريد الموارد أم يعتمد فقط على نفسه. في القيام بذلك ، يسترشد بقائمة من الاعتبارات.

ليس الهدف الذي حددناه لأنفسنا هو دفعك إلى نتيجة جاهزة ، ولكن لمشاركة المعلومات حول الخيارات لحل المشكلة التي تواجهها.

هل لديك شيء تكمله ، أو لديك أسئلة حول التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل خاص؟ يمكنك ترك تعليق على المنشور. يقع نموذج الاتصال في الكتلة السفلية.