Направете геотермална термопомпа за отопление на дома: устройство, дизайн, самостоятелно сглобяване

Отоплението и снабдяването с топла вода на частна къща могат да бъдат организирани по различни начини, например чрез свързване към централни комуникации за захранване с газ или чрез превключване на отоплителни системи към консумация на електроенергия. Съгласен ли сте?

И можете да сглобите геотермална термопомпа със собствените си ръце и ефективно да използвате топлината на земята, за да създадете удобни условия за живот. Разбира се, това е доста отнемащ време процес, но за тези, които поне са малко запознати с технологиите, това няма да е голяма работа.

В нашата статия ще говорим за принципите на работа и видовете геотермални инсталации. Ще ви кажем как сами да изградите термопомпа от импровизирани материали. Освен това в статията ще намерите експертни съвети относно избора на геоагрегати. А публикуваните видеоклипове ще разкрият тайните на инсталацията и принципите на работа на геотермалните помпи.

Как работи термичен географски възел?

Алгоритъмът за работа на геотермалната термопомпа се основава на прехвърлянето на топлина от източник с нисък потенциал на топлинна енергия към топлоносител. Земята тук играе ролята на радиатор през лятото и е активен източник на топлина през зимния сезон.

Температурните разлики в почвата спомагат за подобряване на общата ефективност на системата и намаляват реалните експлоатационни разходи.

Основата на геотермалната термопомпа е явлението термична инерция. Температурата на земята на дълбочина 6 метра и под почти точно съответства на средната годишна температура на въздуха в региона и се променя много малко през цялата календарна година

На практика съществуващата охлаждаща течност навлиза в тръбопровода, разположен в земята, и се нагрява там с няколко градуса. След това съставът преминава към топлообменния блок (или изпарител) и прехвърля натрупаната топлинна енергия към вътрешната система на системата.

Принципът на работа на геотермалните инсталации е подобен на функционирането на хладилните системи. Ето защо някои видове термопомпи през лятото успешно се използват като климатици и с тяхна помощ охлаждат въздуха в жилищни помещения

Хладилният агент, работещ във външната верига, се нагрява в изпарителя, превръща се в газ и влиза в компресора. Там той се свива под въздействието на високо налягане и става още по-горещ.

Горещият газ преминава в устройството за кондензация и отделя топлинна енергия на работната охлаждаща течност на вътрешната система, отговорна за отоплението на къщата. В края на процеса хладилният агент, който е загубил топлина, се връща до началната си точка в течно състояние.

Какво представляват геотермалните инсталации?

Геотермалните термопомпи се различават една от друга по вида на топлоносителя по вътрешния и външния контур на конструкцията. Енергията на устройството се получава от почва, вода (подземни води или открит естествен резервоар) или въздух.

Вътре в помещенията топлинният ресурс се използва за отопление на помещения, отопление на вода и климатизация. В зависимост от използваната комбинация от елементи и функции, системите се класифицират на типове: „подземна вода”, „вода-вода” и „въздух-вода”.

Вариант №1. Монтаж земя-вода

Помпата за подземна вода е един от най-ефективните алтернативни варианти за отопление на жилищни сгради. Принципът на неговото действие е да подбира с помощта на сонди или колектори на топлинна енергия от почвата и да я прехвърля в система за отопление на вода в домашни условия.

Геотермалните термопомпи Земя-вода са високотехнологични, прогресивни устройства. Те се характеризират с изключителна надеждност и демонстрират високо ниво на ефективност. Не изисквайте постоянна намеса на собствениците в работата, но се нуждаете от професионално следпродажбено обслужване

Специалната инсталация, състояща се от геотермален топлообменник, разположен под дълбочината на действителното замръзване на почвата, и самата термопомпа, която функционира като хладилник, помага за внедряването на технологията, само обратното (обратен цикъл на Carnot).

Как работи устройството

Инсталацията за подземна вода, която загрява жилищните помещения поради възобновяемата топлина, произведена от почвата, работи съгласно следния алгоритъм:

1. Работният флуид (солен разтвор или антифриз), движещ се по геотермалната верига, отвежда температурата на почвата и чрез помпа се прехвърля в топлообменника - изпарителя. Там тя дава събраната топлина на фреон и тя, като стане по-студена с 2-5 ° C, се връща към началната точка.
2. Обогатен с топлинна енергия, фреон се изпарява и, като прие газообразно състояние, влиза в компресорната единица. Там температурата на газа се повишава поради формите на компресия и кондензация.
3. Топлинната енергия се прехвърля към охлаждащата течност в системата за отопление на дома и фреонът отново приема течна форма. Налягането му спада след преминаване през разширителния клапан на системата и хладилният агент се връща обратно в изпарителя, за да се получи друга част от ресурса.

В резултат на тази процедура количеството топлинна енергия, взето от почвата и пренесено в отоплителната система на жилищната сграда, е повече от 4 пъти по-голямото количество електроенергия, изразходвана за осигуряване на правилната работа на компресорния блок, циркулационната помпа и контролния блок.

Смес от гликол с добър индекс на вискозитет, вода с алкохол или физиологичен разтвор - това са незамръзващите течности, използвани в системата земя-вода. Те са екологични, ефективно отнемат топлината и я транспортират до помпената станция

Допълнителен бонус е фактът, че системата има възможност да работи в обратна посока, тоест за охлаждане. Вярно е, че загубата на ефективност достига 20%, но това се счита за оправдано, предвид високата способност за отопление на оборудването.

Опции за поставяне земя-вода

За създаване на външния контур на системата земя-вода се използват полимерни тръби с висока якост с добри експлоатационни характеристики. Те са разположени хоризонтално, лежейки на дъното на ямата по начин, напомнящ подреждането на комуникациите за комплексите с „топъл под“.

Термопомпата подземна вода е надеждна, ефективна и тиха в експлоатация, но инсталирането й струва прилични пари и отнема много време (поне 1 месец за дейности по изграждане, монтаж и пускане в експлоатация). Тази точка трябва да се вземе предвид, преди да вземете решение за отоплителна система от този тип

При монтажа се използва площ от 25-50 квадратни метра. m за всеки отделен киловат мощност, монтирана помпа. Дълбочината на ямата се избира под границата на замръзване, а точните размери и стъпката на полагане на тръбата се определят чрез допълнително изчисление.

Препоръчително е собствениците на поземлени земеделски стопанства с големи размери, избрали геотермална термопомпа подземна вода за отопление на дома си, да инсталират хоризонтални колектори. Собствениците на малки парцели са по-склонни да инсталират дълбоки сонди, тъй като те отиват далеч в почвата и не "изяждат" полезната зона близо до къщата

Териториите, на които са уредени комуникациите на геотермалните системи земя-вода, вече не се използват за селскостопански цели. Те могат да бъдат разбити на красива тревиста морава или цветна леха с цъфтящи едногодишни.

Вертикалният монтаж е много по-проблематичен и включва използването на професионално оборудване. На мястото се пробива кладенец от дълбочина от 20 до 150 м, като се използва сондажна инсталация, в него се спуска специална геотермална сонда и се свързва с помпа, която доставя работната течност към отоплителната система на дома.

Вертикалната сонда за геотермалната система земя-вода е глава със свързани тръби. Потапя се в кладенец с дълбочина 18 m или повече. Точният брой на кладенците и сондите, дълбочината на необходимото потапяне и действителният диаметър на тръбопровода се изчисляват отделно за всеки конкретен случай въз основа на информация, получена в резултат на геоложки проучвания от специалисти на обекта.

Сондовите тръби, простиращи се на пробитите кладенци, влизат в кладенеца. От него към термопомпата са 2 основни линии (захранване и връщане), оборудвани с изолационно покритие. Диаметърът на линията зависи от общия обем на системата и помещението, което искате да отоплявате. Понякога параметрите достигат 160 мм.

Според грубите оценки, около 7,5 кВт / ч енергия ще са необходими за отопление на жилищна сграда с площ от около 100 м2. В този случай вертикалните сонди за създаване на отоплителна система „земя-вода” ще трябва да бъдат спуснати в земята с 110-115 метра или да бъдат взети под хоризонтални комуникации на 250 м2 от прилежащия участък (+)

Поради факта, че на дълбочина температурата на почвата винаги е по-висока и по-стабилна поради влиянието на земното ядро, вертикалният начин на полагане на отоплителната система е признат за най-ефективен. Той демонстрира високо ниво на ефективност и надеждно работи в продължение на много години, без да дава повреди и повреди.

Вариант №2. Характеристики на термопомпите вода-вода

Геотермалната система вода-вода използва топлинната енергия на воден ресурс в своята работа. Това е възможно, тъй като на големи дълбочини температурата на водата, подобно на почвата, остава доста висока и поддържа стабилни, постоянни показатели през цялата година.

За да оборудвате водно-водната система и да получите ниско-потенциална топлинна енергия, можете да използвате открити водни тела (езера, реки), кладенци, кладенци и дори отпадъчни води от технологични цикли на промишленото производство (обратното водоснабдяване)

Няма фундаментална структурна разлика между термопомпата земна вода и термопомпа вода-вода.Но най-малките финансови и трудови разходи изискват комплекс, оборудван на базата на открит резервоар. Монтажът не изисква мащабни сондажни дейности.

Материалът на тръбата с охлаждаща течност е просто оборудван с товар, потопен във вода и свързан към отоплителната система на дома чрез свързващи комуникации.

Тази опция обаче е възможна само ако земята е в съседство с водата и всички комуникационни части на системата са под контрола на собствениците. Ако няма достъп до открит резервоар, се използва потенциалът на подземните води.

Вярно е, че това води до сериозна работа на земята и изграждането на сложни конструкции, например, допълнителен кладенец, предназначен за заустване на вода, преминаваща през топлообменния блок.

При инсталиране на термопомпа вода-вода не са оборудвани не един, а два кладенца. Работната вода се поема през едната и, преминавайки през топлообменника, се пренасочва към втората, която е разположена по посока на движение на земните потоци. По време на поставянето трябва да се отбележи, че приемният кладенец трябва да е на най-малко 6 метра от произвеждащия кладенец и трябва да бъде надолу по течението

обикновено инсталации вода-вода Монтирайте там, където няма начин да свържете централни комуникации или да използвате други видове охлаждащи течности.

Експертите твърдят, че алтернативното отопление от този тип е изключително ефективно в съвременните сгради, които имат минимална скорост на загуба на топлина.

При производството и монтажа на собствени геотермални отоплителни системи вода-вода е много важно да се използват материали с високо ниво на устойчивост на корозия, замръзване и други агресивни прояви на външната среда. Тогава оборудването ще продължи дълго време и няма да създаде проблеми на собственика

Ако къщата е добре изолирана, защитена от чернови, влага и проникване на мразовит въздух или построена с помощта на съвременни технологии за топлоизолация, цената на отоплителната система значително намалява поради възможността за закупуване на помпено оборудване с много по-ниска мощност.

Вариант №3. Подреждане на системите въздух-вода

Термопомпата въздух-вода използва най-достъпния, неограничен и възобновяем ресурс от естествена енергия - въздух за работа. Оборудването работи чрез вентилатори и изпарители, обединени в един комплекс.

Той е най-ефективен при температури до -15 ° C. С по-агресивните индикатори той губи значителна част от мощността.

Термопомпата въздух-вода е значително по-евтина от моделите вода-вода и земя-вода. Модулът е подходящ за региони със сравнително топли зими. В студените северни райони, където студовете превишават -20 ... 25 ° C, инсталирането на въздушно оборудване се счита за неподходящо

Устройството е изключително удобно, тъй като не изисква от собствениците на частен дом да разполага със специално оборудване за монтаж и сложни монтажни работи.

Не се нуждае от изкопни работи, сондажи и други трудоемки мерки. Лесен за инсталиране и не заема много място. Той може да функционира правилно, разположен на покрива на хола.

Възможно е да инсталирате геотермална помпа въздух-вода на място, непосредствено до жилищни сгради. Тя работи тихо и има модерен атрактивен външен вид, като не разваля цялостния дизайн на територията

Основните предимства на оборудването включват почти безшумна работа и възможност за повторна употреба на топлина, отделена от отопляваното помещение под формата на отработен въздух, вода, газ, дим и др.

Собствениците извършват поддръжка на системата самостоятелно:

• почистете лопатките на вентилатора и защитни решетки на изпарителната инсталация от прах, малки отломки и листа;
• смажете компресора специален състав, определен в инструкциите на производителя;
• сменете масло в силови агрегати (вентилатор, компресор) с определена честота;
• проверете целостта на захранващия кабел захранване и медни тръбопроводи, по които хладилният агент циркулира в системата.

В допълнение към тези действия производителите на помпено оборудване силно съветват клиентите да наблюдават състоянието на термичните сензори, които отразяват работата на контролния блок.

Те трябва да се почистват, като внимателно се отстраняват прах и петна от масло от повърхността. Той ще удължи „живота“ ссистеми въздух-въздух и ще направи процеса на работа по-прост и удобен.

Как да направите единицата със собствените си ръце?

Независимо кой вариант на ресурс (земя, вода или въздух) е избран за отопление, ще е необходима помпа за правилното функциониране на системата.

Това устройство се състои от елементи като:

• компресорен блок (междинен елемент на комплекса);
• изпарителпредаване на ниско потенциална енергия на охлаждащата течност;
• дроселен клапанпрез който хладилният агент намира обратния път към изпарителя;
• кондензаторкъдето фреонът отделя топлинна енергия и се охлажда до първоначалната температура.

Можете да закупите цялостна система от производителя, но това ще струва прилична сума. Когато няма свободни пари под ръка, трябва да направите термопомпа със собствените си ръце от наличните части и, ако е необходимо, да закупите липсващите части.

Когато планирате инсталирането на геотермална отоплителна система в частна къща, на първо място трябва да се внимава за намаляване на нивото на топлинните загуби. За това стените трябва да бъдат изолирани със специален материал, вратите и дограмата трябва да бъдат снабдени с настилки от пяна, а пода и таванът да бъдат защитени с панели от пяна. Тогава топлината, отделена от помпата в максимална степен, ще остане на закрито

Когато бъде взето решението да направите термопомпа със собствените си ръце, определено трябва да проверите състоянието на електрическото окабеляване и електромера, налични в къщата.

Ако тези елементи са износени и стари, е необходимо да разгледате всички зони, да откриете възможни неизправности и да ги отстраните преди да започнете работа. Тогава системата веднага след стартиране ще работи безупречно и няма да смущава собствениците с късо съединение, пожароизлъчване и избиване на задръствания.

Метод №1. Сглобяване от хладилника

За да сглобите термопомпата със собствените си ръце, извадете бобината, разположена в задната част на стария хладилник. Тази част се използва като кондензатор и се поставя в контейнер с висока якост, устойчив на агресивни температури. Към него е прикрепен правилно работещ компресор и като изпарител се използва обикновен пластмасов варел.

Ако за създаването на помпата се използва много стар хладилник, по-добре е фреонът да се замени с нов. Няма да можете да направите това самостоятелно, така че ще трябва да поканите майстор със специално оборудване. Той бързо ще замени работната течност и системата ще работи в правилния режим

Подготвените елементи са свързани помежду си, след което създадената единица се свързва към отоплителната система с помощта на полимерни тръби и оборудването се въвежда в експлоатация.

Инструкция стъпка по стъпка как да сглобите термопомпа от хладилник е описана в тази статия.

Метод №2. Климатична термопомпа

За да се направи термопомпа, климатикът е модифициран и някои основни единици са преработени. Първо, външните и вътрешните блокове се сменят.

Изпарителят, който е отговорен за пренасянето на нискокачествена топлина, не е допълнително инсталиран, тъй като е наличен във вътрешното тяло на блока, а кондензаторът за пренос на топлина е разположен във външното тяло. И въздухът, и водата са подходящи като топлоносител.

Ако тази опция за инсталиране не е удобна, кондензаторът е инсталиран в отделен резервоар, проектиран за правилния топлообмен между отоплителния ресурс и охлаждащата течност.

Самата система е оборудвана с четирипосочен клапан.За тази работа обикновено се кани специалист с професионални умения и опит в провеждането на подобни събития.

Съвременните сплит системи са неефективни при ниски температури, така че професионалистите не препоръчват да ги използват за независимо производство на термопомпи

В третата версия климатикът е напълно разглобен на съставните му части, след което помпата се довършва от тях по традиционната общоприета схема: изпарител, компресор, кондензатор. Готовото устройство е свързано с оборудването, което отоплява къщата и започва да използва.

Сайтът има поредица от статии за производството на термопомпи със собствените си ръце, препоръчваме ви да прочетете:

1. Как да направите термопомпа за отопление на къща със собствените си ръце: принципът на работа и схема на монтаж
2. Как да си направим термопомпа въздух-вода: схеми на устройството и самостоятелно сглобяване

Съвети за системата

Монтажът на оборудване за земя-вода е по-скъп от всички други опции, тъй като изисква дълбоки изкопни работи с вертикално разположение на оборудването или голяма свободна площ на площадка с хоризонтално полагане на комуникации.

Тези параметри ограничават използването на системата и значително намаляват нейната привлекателност.

Инсталирането на помпа вода-вода също има някои ограничения. Ако наблизо има достъпно водно тяло, можете да поставите системата в него. Липсата на открита вода ще доведе до пробиване на кладенци и обходни кладенци, което също не е евтино.

Помпата въздух-вода не представлява проблеми с инсталацията и може да работи правилно дори в жилищни сгради, но при сурови зими с ниски температурни показатели нейната ефективност намалява и е необходим паралелен източник на енергия, който да я поддържа.

Въпреки това, организиране на геотермално отопление в резултат на това изплаща разходите си и започва да развива безплатен ресурс, което позволява на собствениците да живеят в най-удобните, приятни и удобни условия, без да харчат много пари за сметки за комунални услуги.

Изводи и полезно видео по темата

Видеото илюстрира как отоплителна система, базирана на геотермално отоплително оборудване въздух-вода, е оборудвана в голяма къща от газосиликатен блок. Разкрити са някои интересни нюанси по отношение на инсталирането на оборудване и са обявени реалните числа на сметките за комунални услуги за месеца.

Как работи оборудването за подземни води? Подробно описание от специалист по инсталирането на геотермални термични котли, препоръки и полезни съвети за домашни майстори от професионалист в тяхната област.

Реален потребител на оборудване споделя своите впечатления от термогеотермалната помпа.

Професионален ключар разказва как да направите термопомпа у дома на базата на мощен компресор и тръбни части за топлообмен. Подробни инструкции стъпка по стъпка.

Геотермалната помпа за отопление на частен дом е добър начин за създаване на комфортни условия за живот, дори когато няма централизирани комуникационни системи и по-познати източници на енергия.

Изборът на система зависи от териториалното местоположение на имота и финансовите възможности на собствениците.

Имате опит с производството на геотермална термопомпа? Моля, споделете информация с нашите читатели, предложете вашата версия на монтажа. Можете да оставите коментари и да прикачите снимки на домашно приготвените си продукти във формата по-долу.