משאבת חום גיאותרמית DIY לחימום ביתי: מכשיר, תכנון, הרכבה עצמית

תוכלו לארגן אספקת חימום ומים חמים של בית פרטי בדרכים שונות, למשל, להתחבר לתקשורת אספקת הגז המרכזית או להעביר מערכות חימום לצריכת חשמל. האם אתה מסכים?

ותוכלו להרכיב משאבת חום גיאותרמית במו ידיכם ולהיעזר ביעילות בחום האדמה ליצירת תנאי חיים נוחים. כמובן שמדובר בתהליך שדורש זמן רב למדי, אך למי שקצת בקיא בטכנולוגיה זה לא יהיה עניין גדול.

במאמר שלנו, נדבר על עקרונות הפעולה וסוגי ההתקנות הגיאותרמיות. אנו אגיד לך כיצד לבנות משאבת חום בעצמך מחומרים מאולתרים. בנוסף, במאמר תוכלו למצוא עצות מומחים לבחירת גיאוגרפיות. והסרטונים שפורסמו יחשפו את סודות ההתקנה ואת עקרונות הפעולה של משאבות גיאותרמיות.

איך עובדת יחידת גיאו תרמית?

אלגוריתם פעולת משאבת החום הגיאותרמית מבוסס על העברת חום ממקור בעל פוטנציאל נמוך של אנרגיה תרמית למוביל חום. האדמה כאן ממלאת את תפקיד הרדיאטור בקיץ והיא מקור חום פעיל בעונת החורף.

הבדלי טמפרטורות קרקע עוזרים בשיפור יעילות המערכת הכוללת ומסייעים בהפחתת עלויות ההפעלה בפועל.

הבסיס של משאבת החום הגיאותרמית היא תופעת האינרציה התרמית. הטמפרטורה של כדור הארץ בעומק של 6 מטר ומתחת כמעט תואמת את טמפרטורת האוויר השנתית הממוצעת באזור ומשתנה מעט מאוד לאורך כל השנה הקלנדרית

בפועל נוזל הקירור הקיים נכנס לצינור הממוקם באדמה ומחומם שם בכמה מעלות. ואז הקומפוזיציה עוברת ליחידת חילופי החום (או המאייד) ומעבירה את האנרגיה התרמית המצטברת למעגל המערכת הפנימי.

עקרון הפעולה של מתקנים גיאו-תרמיים דומה לתפקודן של מערכות קירור. לכן סוגים מסוימים של משאבות חום בקיץ משמשים בהצלחה כמזגנים ובעזרתם הם מקררים את האוויר בחדרי מגורים

נוזל הקירור הפועל במעגל החיצוני מחומם במאייד, הופך לגז ונכנס למדחס. שם הוא מתכווץ תחת השפעת לחץ גבוה והופך לחם עוד יותר.

הגז החם עובר למתקן העיבוי ומעביר אנרגיה תרמית לנוזל הקירור העובד של המערכת הפנימית האחראית לחימום הבית. בסוף התהליך, הקירור שאיבד חום חוזר לנקודת ההתחלה שלו במצב הנוזלי.

מהם התקנות גאותרמיות?

משאבות חום גיאותרמיות נבדלות זו מזו בסוג נשא החום בקווי המתאר הפנימיים והחיצוניים של המבנה. האנרגיה של המכשיר מתקבלת מאדמה, מים (מי תהום או מאגר טבעי פתוח) או אוויר.

בתוך המקום, משאב החום משמש לחדרי חימום, חימום מים ומיזוג אוויר. בהתאם לשילוב של אלמנטים ופונקציות המשמשות, המערכות מסווגות לסוגים: "מי תהום", "מים-מים" ו- "אוויר-מים".

אפשרות מס '1. הרכבה יבשתית-מים

משאבת מי התהום היא אחת מאפשרויות החימום האלטרנטיביות היעילות ביותר לבנייני מגורים. העיקרון של פעולתו הוא לבחור בעזרת בדיקות או אספני אנרגיה תרמית מהאדמה ולהעביר אותה למערכת חימום מים ביתית.

משאבות חום גאומטריות מים-אדמה הן מכשירים מתקדמים הייטקיים. הם מאופיינים באמינות יוצאת דופן ומפגינים רמת יעילות גבוהה. אין לדרוש התערבות מתמדת של הבעלים בעבודה, אלא זקוקים לשירות לאחר מכירות מקצועי

המתקן המיוחד, המורכב ממחלף חום גיאותרמי הנמצא מתחת לעומק ההקפאה של האדמה בפועל, ומשאבת החום עצמה, המתפקדת כמקרר, מסייעת ביישום הטכנולוגיה, רק להפך (מחזור ההפוך של קרנוט).

איך המכשיר עובד

מתקן מי-תהום המחמם את מגורי המגורים בגלל החום המתחדש המופק על ידי האדמה, פועל על פי האלגוריתם הבא:

1. נוזל העבודה (מי מלח או נוזל לרדיאטור), הנע לאורך המעגל הגיאותרמי, לוקח את הטמפרטורה של האדמה ומועבר למחליף החום - מאייד דרך משאבה. שם היא נותנת את החום שנאסף לפרוין, ואת עצמה, כשהיא נעשתה קרירה יותר ב- 2-5 מעלות צלזיוס, חוזרת לנקודת ההתחלה.
2. מועשר באנרגיה תרמית, מתנדף פריון ואחרי שנמצא במצב גזי נכנס ליחידת המדחס. שם, טמפרטורת הגז עולה עקב צורות דחיסה ועיבוי.
3. אנרגיה תרמית מועברת אל נוזל הקירור במערכת החימום הביתית, ופריאן שוב מקבל צורה נוזלית. הלחץ שלו יורד לאחר שהוא עובר דרך שסתום ההתרחבות של המערכת, וקירור הקירור מוחזר חזרה למאייד כדי להשיג חלק אחר מהמשאב.

כתוצאה מהליך זה, כמות האנרגיה התרמית הנלקחת מהאדמה ומועברת למערכת החימום של בניין מגורים היא יותר מפי 4 מכמות החשמל הנצרכת בכדי להבטיח את הפעולה הנכונה של יחידת המדחס, המשאבה הסיבובית ויחידת הבקרה.

תערובת גליקול עם מדד צמיגות טוב, מים עם אלכוהול או תמיסת מלח - אלה הנוזלים הלא קפואים המשמשים במערכת מי האדמה. הם ידידותיים לסביבה, לוקחים חום ביעילות ומעבירים אותו לתחנת המשאבה

בונוס נוסף הוא העובדה שלמערכת יש את היכולת לעבוד בכיוון ההפוך, כלומר לקירור. נכון, אובדן היעילות מגיע ל 20%, אך זה נחשב כמוצדק, לאור יכולת החימום הגבוהה של הציוד.

אפשרויות מיקום קרקע-מים

כדי ליצור את קווי המתאר החיצוניים של מערכת מי האדמה, משתמשים בצינורות פולימרים בעלי חוזק גבוה עם מאפייני ביצועים טובים. הם מונחים אופקית, מונחים על קרקעית הבור באופן שמזכיר את סידור התקשורת למתחמי "רצפה חמה".

משאבת החום של מי תהום היא אמינה, יעילה ושקטה בפעולה, אולם ההתקנה שלה עולה כסף הגון וגוזלת זמן רב (לפחות חודש לחייבי בנייה, התקנה והפעלת מים). יש לקחת בחשבון נקודה זו לפני שמחליטים על מערכת חימום מסוג זה

בעת ההתקנה משתמשים בשטח של 25-50 מ"ר. מ 'לכל קילוואט בודד של משאבה המותקנת על ידי כוח. עומק הבור נבחר מתחת לגבול הקפוא, והמידות המדויקות וגובה המנחת הצינור נקבעים על ידי חישוב נוסף.

רצוי לבעלי אחזקות קרקע גדולות שבחרו במשאבת חום גאומטרית מי תהום לחימום בתיהם להתקנת קולטים אופקיים. בעלי מגרשים קטנים נוטים יותר להתקין בדיקות עמוקות, מכיוון שהם נכנסים רחוק לאדמה ואינם "אוכלים" את האזור השימושי בסמוך לבית.

שטחים שעליהם מסודרים תקשורת של מערכות מים יבשתיות גיאותרמיות אינם משמשים עוד למטרות חקלאיות. ניתן לפרק אותם למדשאה עשירה ויפה או לערוגת פרחים עם שנתיים פורחות.

התקנה אנכית הרבה יותר בעייתית וכוללת שימוש בציוד מקצועי. במקום מקדחת באר בעומק של 20 עד 150 מ 'באמצעות אסדת קידוח, מורד לתוכו בדיקה גיאותרמית מיוחדת ומחוברת למשאבה המספקת את נוזל העבודה למערכת החימום הביתית.

הבדיקה האנכית למערכת הגיאותרמית מי-האדמה היא ראש עם צינורות מחוברים. הוא שקוע בבאר בעומק של 18 מ 'ומעלה. המספר המדויק של הבארות והבדיקות, עומק הטבילה הנדרש והקוטר האמיתי של הצינור מחושבים בנפרד עבור כל מקרה מסוים, על סמך מידע שהתקבל כתוצאה מחקירה גיאולוגית על ידי מומחים באתר.

צינורות בדיקה המשתרעים מהבארות שקדחו נכנסים לבאר סעפת. ממנו למשאבת החום נמצאים 2 קווים עיקריים (אספקה ​​והחזרה), המצוידים בציפוי בידוד. קוטר הקו תלוי בנפח הכולל של המערכת ובחדר אותו תרצו לחמם. לפעמים הפרמטרים מגיעים ל 160 מ"מ.

על פי הערכות גסות, יהיה צורך בכ- 7.5 קילוואט / שעה אנרגיה כדי לחמם בניין מגורים בשטח של כ- 100 מ"ר. במקרה זה, יהיה צורך להוריד את הבדיקות האנכיות ליצירת "מים יבשתיים" של מערכת החימום לקרקע בגובה 110-115 מטר, או לקחת אותם תחת תקשורת אופקית 250 מ"ר של החלק הסמוך (+)

בשל העובדה כי בעומק טמפרטורת האדמה תמיד גבוהה ויציבה יותר בגלל השפעת ליבת כדור הארץ, הדרך האנכית להנחת מערכת החימום מוכרת כיעילה ביותר. זה מדגים רמה גבוהה של יעילות ופועל באופן אמין במשך שנים רבות, מבלי לתת תקלות ותקלות.

אפשרות מס '2. תכונות של משאבות חום מים-מים

המערכת הגיאותרמית מים-מים משתמשת באנרגיה התרמית של משאב מים בעבודותיה. זה אפשרי מכיוון שבעומקים גדולים טמפרטורת המים, כמו האדמה, נשארת די גבוהה ושומרת על אינדיקטורים קבועים ויציבים לאורך כל השנה.

כדי לצייד את מערכת מים-מים ולקבלת אנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל נמוך, תוכלו להשתמש בגופי מים פתוחים (אגמים, נהרות), בארות, בארות ואפילו שפכים ממחזורים טכנולוגיים של ייצור תעשייתי (אספקת מים הפוכה)

אין הבדל מבני מהותי בין משאבת חום מי תהום ומשאבת חום מים-מים.אך עלויות הכספים והעבודה הקטנות ביותר מצריכות קומפלקס מצויד על בסיס מאגר פתוח. התקנה אינה דורשת פעילויות קידוח רחבות היקף.

חומר הצינור עם נוזל קירור מצויד פשוט בעומס, טובל במים ומחובר למערכת החימום הביתית באמצעות תקשורת חיבור.

עם זאת, אפשרות זו אפשרית רק אם הקרקע צמודה למים וכל חלקי התקשורת במערכת נמצאים בשליטת הבעלים. אם אין גישה למאגר פתוח, משתמשים בפוטנציאל מי תהום.

נכון, הדבר כרוך בעבודות קרקע רציניות ובניית מבנים מורכבים, למשל, באר נוספת שנועדה לפרוק מים העוברים ביחידת חילופי החום.

בעת התקנת משאבת חום מים-מים, לא אחת, אלא שתי בארות מצוידות. מים עובדים נלקחים דרך אחת, ועוברים את מחליף החום, מופנים לשני, שנמצא בכיוון התנועה של זרימת הקרקע. במהלך ההצבה יש לציין כי הבאר המקבלת חייבת להיות לפחות 6 מטרים מהבאר המייצרת ועליה להיות במורד הזרם

בדרך כלל מתקני מים-מים הר במקום שאין דרך לחבר תקשורת מרכזית או להשתמש בסוגים אחרים של נוזלי קירור.

מומחים טוענים כי חימום אלטרנטיבי מסוג זה יעיל ביותר במבנים מודרניים שיש בהם שיעור מינימלי של אובדן חום.

בייצור והתקנת מערכות עשה זאת בעצמך מערכות חימום גיאותרמיות מים-מים, חשוב מאוד להשתמש בחומרים עם רמת עמידות גבוהה בפני קורוזיה, הקפאה ושאר ביטויים אגרסיביים של הסביבה החיצונית. ואז הציוד יימשך זמן רב ולא יעניק לבעליו שום בעיה

אם הבית מבודד היטב, מוגן מפני טיוטות, רטיבות וחדירת אוויר כפור, או בנוי בטכנולוגיות בידוד תרמי מודרני, עלות מערכת החימום מופחתת משמעותית בגלל ההזדמנות לרכוש ציוד שאיבה בעל הספק נמוך בהרבה.

אפשרות מס '3. סידור מערכות אוויר-מים

משאבת החום האוויר-מים משתמשת במשאב האנרגיה הטבעית הזולה ביותר, הבלתי מוגבלת והמתחדשת - אוויר להפעלה. הציוד פועל באמצעות מאווררים ומאיידים, משולבים למתחם יחיד.

הוא היעיל ביותר בטמפרטורות של עד -15 מעלות צלזיוס. עם אינדיקטורים אגרסיביים יותר, הוא מאבד חלק משמעותי מהכוח.

משאבת החום אוויר-מים זולה משמעותית מדגמי המים והקרקע-מים. המודול מתאים לאזורים עם חורפים חמים יחסית. באזורים צפוניים קרים שבהם הכפור עולה על -20 ... 25 מעלות צלזיוס, התקנת ציוד אוויר נחשבת בלתי הולמת

היחידה נוחה ביותר מכיוון שהיא אינה דורשת מבעלי בית פרטי ציוד מיוחד להתקנה ועבודות התקנה מורכבות.

הוא אינו זקוק לחפירה, קידוח באר ואמצעים עתירי עבודה אחרים. קל להתקנה ואינו תופס מקום רב. זה יכול לתפקד נכון, ממוקם על גג הסלון.

אפשר להתקין משאבה גיאו-תרמית אוויר-מים באתר ישירות בסמוך לבנייני מגורים. זה עובד בשקט ובעל מראה מודרני ומושך, לא מקלקל את העיצוב הכללי של הטריטוריה

היתרונות העיקריים של הציוד כוללים פעולה שקטה כמעט ואפשרות לשימוש חוזר בחום המשתחרר מהחדר המחומם בצורה של אוויר פליטה, מים, גז, עשן וכו '.

הבעלים מבצעים תחזוקת מערכות בכוחות עצמם:

• נקה את להבי המאוורר וסורגי מגן על מתקן המאייד מאבק, פסולת ועלים קטנים;
• שימון מדחס הרכב מיוחד המצוין בהוראות היצרן;
• להחליף שמן ביחידות כוח (מאוורר, מדחס) בתדר מסוים;
• בדוק את תקינות כבל החשמל צנרת אספקה ​​ונחושת דרכם מסתנן נוזל הקירור במערכת.

בנוסף לפעולות אלה, יצרני ציוד שאיבה ממליצים מאוד ללקוחות לפקח על מצבם של חיישנים תרמיים המשקפים את פעולת יחידת הבקרה.

יש לנקות אותם על ידי הסרת עדינות כתמי אבק ושמן מהשטח. זה יאריך את "החיים" עםמערכות אוויר-אוויר ויהפוך את תהליך הפעולה לפשוט ונוח יותר.

איך להכין את היחידה במו ידיכם?

ללא קשר לאיזו אפשרות משאבים (אדמה, מים או אוויר) שנבחרה לחימום, תידרש משאבה כדי שהמערכת תפעל כראוי.

מכשיר זה מורכב מאלמנטים כגון:

• יחידת מדחס (אלמנט ביניים במתחם);
• מאדההעברת אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך לנוזל הקירור;
• שסתום מצערתדרכו מוצא הקירור את מסלול ההחזרה למאייד;
• קבליםשם פריאון מוציא אנרגיה תרמית ומתקרר לטמפרטורה המקורית.

אתה יכול לרכוש מערכת שלמה מהיצרן, אך זה יעלה סכום הגון. כשאין כסף בחינם בהישג יד, עליך ליצור משאבת חום במו ידיך מהחלקים הזמינים, ובמידת הצורך לקנות את החלקים החסרים.

כאשר מתכננים התקנת מערכת חימום גיאותרמית בבית פרטי, ראשית יש להקפיד על הפחתת רמת אובדן החום. לשם כך יש לבודד את הקירות בחומר מיוחד, יש לספק לדלתות ומסגרות החלונות ריפודי קצף, ולהגן על הרצפה והתקרה באמצעות לוחות קצף. ואז החום שהקצה המשאבה במידה המרבית יישאר בתוך הבית

כאשר מתקבלת ההחלטה לבצע משאבת חום במו ידיכם, עליכם בהחלט לבדוק את מצב החיווט החשמלי ומד החשמל הקיים בבית.

אם אלמנטים אלה שחוקים וישנים, יש להסתכל על כל האזורים, לאתר תקלות אפשריות ולבטל אותם לפני תחילת העבודה. ואז המערכת מיד לאחר ההפעלה תעבוד ללא רבב ולא תפריע לבעלי המקום עם מעגלים קצרים, חיווט אש ודיסק פקקים.

שיטה מס '1. הרכבה מהמקרר

כדי להרכיב את משאבת החום במו ידיכם, הסר את הסליל שנמצא בחלק האחורי של המקרר הישן. חלק זה משמש קבלים ומונח במכל בעל חוזק גבוה העמיד לטמפרטורות אגרסיביות. מחובר אליו מדחס פועל כראוי, וחבית פלסטיק פשוטה משמשת כמאדה.

אם משתמשים במקרר ישן מאוד ליצירת המשאבה, עדיף להחליף בו את פריון בחדש. לא תוכל לעשות זאת לבד, אז תצטרך להזמין מאסטר עם ציוד מיוחד. זה יחליף במהירות את נוזל העבודה, והמערכת תעבוד במצב הנכון

האלמנטים המוכנים קשורים זה לזה, ואז היחידה שנוצרה מחוברת למערכת החימום באמצעות צינורות פולימרים והציוד מופעל לפעולה.

הוראות שלב אחר שלב כיצד להרכיב משאבת חום ממקרר מתוארת ב מאמר זה.

שיטה מס '2. משאבת חום למיזוג אוויר

על מנת לייצר משאבת חום, המזגן משתנה וכמה יחידות בסיסיות מפותחות מחדש. ראשית, החליפים החיצוניים והפנימיים מחליפים ביניהם.

המאייד, האחראי להעברת חום בדרגה נמוכה, אינו מותקן בנוסף, מכיוון שהוא זמין ביחידה המקורה של היחידה, והקבל המעביר חום נמצא ביחידה החיצונית. גם אוויר וגם מים מתאימים כמוביל חום.

אם אפשרות התקנה זו אינה נוחה, הקבל מותקן במיכל נפרד המיועד להחלפת חום נכונה בין משאב החימום לבין נוזל הקירור.

המערכת עצמה מצוידת בשסתום ארבעה כיוונים.לרוב מוזמן מומחה בעל כישורים מקצועיים וניסיון בניהול אירועים מסוג זה.

מערכות מפוצלות מודרניות אינן יעילות בטמפרטורות נמוכות, ולכן אנשי מקצוע אינם ממליצים להשתמש בהן לייצור עצמאי של משאבות חום

בגרסה השלישית, המזגן מפורק לחלוטין לחלקיו המרכיבים ואז המשאבה הושלמה מהם על פי התכנון המסורתי המקובל: מאייד, מדחס, הקבל. המכשיר המוגמר מחובר לציוד המחמם את הבית ומתחיל להשתמש.

באתר יש סדרת מאמרים בנושא ייצור משאבות חום במו ידיהם, אנו ממליצים שתקראו:

1. כיצד להכין משאבת חום לחימום בית במו ידיכם: עקרון הפעולה ותכנית ההרכבה
2. כיצד להכין משאבת חום אוויר-מים: דיאגרמות מכשירים והרכבה עצמית

טיפים למערכת

התקנת ציוד מים יבשיים יקרה יותר מכל האפשרויות האחרות, מכיוון שהיא דורשת עבודות חפירה עמוקות עם סידור ציוד אנכי או שטח חופשי גדול של אתר עם הנחת תקשורת אופקית.

פרמטרים אלה מגבילים את השימוש במערכת ומפחיתים משמעותית את האטרקטיביות שלה.

להתקנת משאבת מים-מים יש גם מגבלות מסוימות. אם ישנה בריכה נגישה בקרבת מקום, תוכלו למקם בה את המערכת. היעדר מים פתוחים יביא לקידוח בארות ובארות עוקפות, שגם אינן זולות.

משאבת האוויר-מים אינה מציגה בעיות התקנה, ויכולה לעבוד נכון גם בבנייני דירות, אך בחורפים קשים עם אינדיקטורים לטמפרטורה נמוכה יעילותה יורדת ונדרש מקור אנרגיה מקביל לתמיכה בה.

עם זאת סידור חימום גיאותרמי כתוצאה מכך היא משלמת את עלויותיה ומתחילה לפתח משאב חופשי, המאפשר לבעלי לחיות בתנאים הנוחים, הנעימים והנוחים ביותר, מבלי לבזבז הרבה כסף על שטרות שירות.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

הסרטון ממחיש כיצד מערכת חימום המבוססת על ציוד חימום אוויר-מים גיאותרמי מצוידת בבית גדול מגוש סיליקט גז. כמה ניואנסים מעניינים ביחס להתקנת ציוד נחשפים ומספרים את המספרים האמיתיים של שטרות השירות לחודש.

כיצד פועל ציוד מי תהום? תיאור מפורט של רופא מומחה בהתקנת דוודים תרמיים גיאותרמיים, המלצות וטיפים שימושיים לאדוני בית מגורם מקצועי בתחומם.

משתמש אמיתי בציוד משתף את רשמיו מהמשאבה הגיאותרמית התרמית.

מנעולן מקצועי מספר כיצד להכין משאבת חום בבית על בסיס מדחס עוצמתי וחלקי חילופי חום צינוריים. הוראות מפורטות מפורטות.

משאבה גיאותרמית לחימום בית פרטי היא דרך טובה ליצור תנאי מגורים נוחים גם כאשר אין מערכות תקשורת מרכזיות ומקורות אנרגיה מוכרים יותר.

בחירת המערכת תלויה במיקום הטריטוריאלי של הנכס וביכולות הכספיות של הבעלים.

האם יש לך ניסיון בייצור משאבת חום גיאותרמית? אנא שתפו מידע עם קוראינו, הציעו את גרסת ההרכבה שלכם. אתה יכול להשאיר הערות ולצרף תמונות של המוצרים הביתיים שלך בטופס שלהלן.