DIY ģeotermiskais siltumsūknis mājas apkurei: ierīce, dizains, pašmontāža

Privātmājas apkuri un karstā ūdens piegādi var organizēt dažādos veidos, piemēram, pieslēdzoties centrālajām gāzes piegādes komunikācijām vai pārslēdzot apkures sistēmas uz elektrības patēriņu. Vai jūs piekrītat?

Un jūs varat savākt ģeotermisko siltumsūkni ar savām rokām un efektīvi izmantot zemes siltumu, lai radītu ērtus dzīves apstākļus. Protams, tas ir diezgan laikietilpīgs process, taču tiem, kas vismaz nedaudz pārzina tehnoloģiju, tas nebūs liels darījums.

Mūsu rakstā mēs runāsim par ģeotermisko instalāciju darbības principiem un veidiem. Mēs jums pateiksim, kā pats izveidot siltumsūkni no improvizētiem materiāliem. Turklāt rakstā jūs atradīsit ekspertu padomus par ģeoagregātu izvēli. Un iesūtītie video atklās uzstādīšanas noslēpumus un ģeotermisko sūkņu darbības principus.

Kā darbojas siltumierīce?

Ģeotermiskā siltumsūkņa darbības algoritms ir balstīts uz siltuma pārnesi no avota ar zemu siltumenerģijas potenciālu uz siltumnesēju. Šeit esošā zeme vasarā spēlē radiatora lomu un ziemas sezonā ir aktīvs siltuma avots.

Augsnes temperatūras atšķirības palīdz uzlabot vispārējo sistēmas efektivitāti un palīdz samazināt faktiskās ekspluatācijas izmaksas.

Ģeotermiskā siltumsūkņa pamats ir termiskās inerces parādība. Zemes temperatūra 6 metru dziļumā un zem tā gandrīz precīzi atbilst gada vidējai gaisa temperatūrai reģionā un ļoti maz mainās visa kalendārā gada laikā

Praksē esošais dzesēšanas šķidrums nonāk cauruļvadā, kas atrodas zemē, un tur to silda par vairākiem grādiem. Tad kompozīcija nonāk siltuma apmaiņas vienībā (vai iztvaicētājā) un uzkrāto siltumenerģiju nodod iekšējā sistēmas kontūrā.

Ģeotermisko iekārtu darbības princips ir līdzīgs saldēšanas sistēmu darbībai. Tāpēc dažus siltumsūkņu veidus vasarā veiksmīgi izmanto kā gaisa kondicionierus un ar viņu palīdzību tie atdzesē gaisu dzīvojamās telpās

Aukstumaģents, kas darbojas ārējā ķēdē, tiek uzkarsēts iztvaicētājā, pārvērsts gāzē un nonāk kompresorā. Tur tas saraujas augsta spiediena ietekmē un kļūst vēl karstāks.

Karsta gāze nonāk kondensācijas ierīcē un izdala siltumenerģiju iekšējās sistēmas darba dzesēšanas šķidrumam, kas atbild par mājas apsildīšanu. Procesa beigās dzesēšanas līdzeklis, kas zaudējis siltumu, atgriežas sākuma stāvoklī šķidrā stāvoklī.

Kas ir ģeotermiskās instalācijas?

Ģeotermiskie siltumsūkņi viens no otra atšķiras ar siltumnesēja veidu uz konstrukcijas iekšējiem un ārējiem kontūriem. Ierīces enerģiju iegūst no augsnes, ūdens (gruntsūdeņiem vai atklāta dabiska rezervuāra) vai gaisa.

Telpu iekšienē siltuma resurss tiek izmantots telpu apsildīšanai, ūdens sildīšanai un gaisa kondicionēšanai. Atkarībā no izmantoto elementu un funkciju kombinācijas, sistēmas tiek iedalītas tipos: “gruntsūdens”, “ūdens-ūdens” un “gaiss-ūdens”.

1. variants. Zeme-ūdens montāža

Gruntsūdens sūknis ir viena no efektīvākajām alternatīvajām dzīvojamo ēku apkures iespējām. Tās darbības princips ir ar zondu vai siltumenerģijas savācēju palīdzību no augsnes izvēlēties un pārvietot to mājas ūdens sildīšanas sistēmā.

Zemes ūdens ģeotermiskie siltumsūkņi ir augsto tehnoloģiju, progresīvas ierīces. Tiem ir raksturīga izcila uzticamība un tie demonstrē augstu efektivitātes līmeni. Neprasa pastāvīgu īpašnieku iejaukšanos darbā, bet gan ir nepieciešams profesionāls pēcpārdošanas serviss

Īpašā iekārta, kas sastāv no ģeotermālā siltummaini, kas atrodas zem augsnes faktiskā sasalšanas dziļuma, un pats siltumsūknis, kas darbojas kā ledusskapis, palīdz ieviest tehnoloģiju, tikai otrādi (Carnot apgrieztais cikls).

Kā ierīce darbojas

Gruntsūdeņu iekārta, kas silda dzīvojamās telpas atjaunojamā siltuma dēļ, ko rada augsne, darbojas pēc šāda algoritma:

1. Darba šķidrums (sālījums vai antifrīzs), pārvietojoties gar ģeotermisko kontūru, ņem augsnes temperatūru un caur sūkni tiek pārnests uz siltummaini - iztvaicētāju. Tur viņa nodod savākto siltumu freonam, un pati, kļūstot vēsāka par 2–5 ° C, atgriežas sākuma punktā.
2. Bagātināts ar siltumenerģiju, freons iztvaiko un pēc gāzveida stāvokļa nonāk kompresora blokā. Tur gāzes temperatūra paaugstinās saspiešanas un kondensācijas formu dēļ.
3. Siltumenerģija tiek pārnesta uz dzesēšanas šķidrumu mājas apkures sistēmā, un freons atkal iegūst šķidru formu. Pēc spiediena pazemināšanas caur sistēmas izplešanās vārstu tā spiediens pazeminās, un aukstumaģents tiek atgriezts atpakaļ iztvaicētājā, lai iegūtu vēl vienu resursa daļu.

Šīs procedūras rezultātā siltumenerģijas daudzums, kas ņemts no augsnes un nodots dzīvojamās ēkas apkures sistēmai, vairāk nekā 4 reizes pārsniedz patērēto elektroenerģiju, lai nodrošinātu kompresora vienības, apļveida sūkņa un vadības bloka pareizu darbību.

Glikola maisījums ar labu viskozitātes indeksu, ūdens ar spirtu vai fizioloģiskais šķīdums - tie ir nesasalšanas šķidrumi, ko izmanto zemes-ūdens sistēmā. Tie ir videi draudzīgi, efektīvi ņem siltumu un transportē to uz sūkņu staciju

Papildu bonuss ir fakts, ka sistēmai ir iespēja strādāt pretējā virzienā, tas ir, dzesēšanai. Tiesa, efektivitātes zudums sasniedz 20%, taču tas tiek uzskatīts par pamatotu, ņemot vērā iekārtas augsto sildīšanas spēju.

Iespējas zemes un ūdens izvietošanai

Lai izveidotu zemes-ūdens sistēmas ārējo kontūru, tiek izmantotas augstas stiprības polimēru caurules ar labām veiktspējas īpašībām. Tie ir novietoti horizontāli, novietojot uz bedres dibena tādā veidā, kas atgādina komunikāciju izvietojumu “siltās grīdas” kompleksiem.

Gruntsūdens siltumsūknis ir uzticams, efektīvs un kluss, taču tā uzstādīšana maksā pienācīgu naudu un prasa daudz laika (vismaz 1 mēnesis būvniecības, uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā). Šis punkts ir jāņem vērā, pirms tiek pieņemts lēmums par šāda veida apkures sistēmu

Instalējot, tiek izmantota platība 25-50 kvadrātmetri. m katram energoierīces sūkņa kilovatam. Bedres dziļumu izvēlas zem sasalšanas robežas, un precīzus caurules ieguldīšanas izmērus un slīpumu nosaka ar papildu aprēķinu.

Liela izmēra zemes īpašnieku īpašniekiem, kuri ir izvēlējušies gruntsūdens ģeotermisko siltumsūkni, māju sildīšanai ir ieteicams uzstādīt horizontālos kolektorus. Nelielu zemes gabalu īpašnieki, visticamāk, uzstāda dziļas zondes, jo tie nonāk tālu augsnē un "neēd" lietderīgo platību pie mājas

Teritorijas, kurās ir izvietoti ģeotermisko zemes un ūdens sistēmu sakari, vairs neizmanto lauksaimniecības vajadzībām. Tos var sadalīt skaistā zālājā zālienā vai puķu dobi ar ziedošiem viengadīgajiem.

Vertikālā uzstādīšana ir daudz problemātiskāka un saistīta ar profesionāla aprīkojuma izmantošanu. Ar urbšanas platformu tiek urbts urbums no 20 līdz 150 m dziļuma, īpašā ģeotermālā zonde tajā tiek nolaista un savienota ar sūkni, kas darba šķidrumu piegādā mājas apkures sistēmai.

Zemes-ūdens ģeotermālās sistēmas vertikālā zonde ir galva ar savienotām caurulēm. Tas ir iegremdēts akā ar 18 m vai lielāku dziļumu. Precīzs urbumu un zondu skaits, nepieciešamās iegremdēšanas dziļums un faktiskais cauruļvada diametrs tiek aprēķināts atsevišķi katram konkrētajam gadījumam, pamatojoties uz informāciju, kas iegūta speciālistu veiktās ģeoloģiskās izpētes rezultātā objektā

Zondes caurules, kas stiepjas no urbtajām akām, nonāk kolektorā. No tā līdz siltumsūknim ir 2 galvenās līnijas (padeve un atgriešana), kas aprīkotas ar izolācijas pārklājumu. Līnijas diametrs ir atkarīgs no sistēmas kopējā tilpuma un telpas, kuru vēlaties sildīt. Dažreiz parametri sasniedz 160 mm.

Pēc aptuveniem aprēķiniem, dzīvojamās ēkas apkurei ar aptuveni 100 m2 platību būs nepieciešami apmēram 7,5 kW / h enerģijas. Šajā gadījumā vertikālās zondes apkures sistēmas “zeme-ūdens” izveidošanai būs jānolaiž zemē par 110–115 metriem vai jāņem horizontālās komunikācijās blakus esošās sekcijas 250 m2 platībā (+)

Sakarā ar to, ka dziļumā augsnes temperatūra vienmēr ir augstāka un stabilāka zemes kodola ietekmes dēļ, apkures sistēmas vertikālā ieklāšanas metode tiek atzīta par visefektīvāko. Tas demonstrē augstu efektivitāti un uzticami darbojas daudzus gadus, nesniedzot kļūmes un sabrukumus.

2. variants. Ūdens-ūdens siltumsūkņu īpašības

Ūdens-ūdens ģeotermālā sistēma savā darbā izmanto ūdens resursa siltumenerģiju. Tas ir iespējams, jo lielā dziļumā ūdens, tāpat kā augsnes, temperatūra saglabājas diezgan augsta un visu gadu uztur stabilus, nemainīgus rādītājus.

Lai aprīkotu ūdens-ūdens sistēmu un iegūtu zema potenciāla siltuma enerģiju, varat izmantot atklātus ūdensobjektus (ezerus, upes), akas, akas un pat notekūdeņus no rūpnieciskās ražošanas tehnoloģiskajiem cikliem (reversā ūdens apgāde).

Starp gruntsūdens siltumsūkni un ūdens-ūdens siltumsūkni nav būtisku strukturālu atšķirību.Bet vismazākajām finanšu un darbaspēka izmaksām ir nepieciešams komplekss, kas aprīkots, pamatojoties uz atvērtu rezervuāru. Uzstādīšana neprasa liela apjoma urbšanas darbības.

Caurules materiāls ar dzesēšanas šķidrumu ir vienkārši aprīkots ar slodzi, iegremdēts ūdenī un caur savienojošām komunikācijām savienots ar mājas apkures sistēmu.

Tomēr šī iespēja ir iespējama tikai tad, ja zeme atrodas blakus ūdenim un visas sistēmas komunikāciju daļas ir īpašnieku kontrolē. Ja nav piekļuves atvērtam rezervuāram, tiek izmantots gruntsūdeņu potenciāls.

Tiesa, tas nozīmē nopietnus zemes darbus un sarežģītu konstrukciju, piemēram, papildu urbuma, būvniecību, kas paredzēts ūdens novadīšanai caur siltummaiņas vienību.

Uzstādot siltumsūkni no ūdens uz ūdeni, ir uzstādīts nevis viens, bet divi urbumi. Darba ūdens tiek ņemts caur vienu un, izejot caur siltummaini, tiek novirzīts uz otro, kas atrodas zemes plūsmu kustības virzienā. Izvietošanas laikā jāņem vērā, ka uztveršanas akai jābūt vismaz 6 metru attālumā no ieguves urbuma un tai jābūt lejup pa straumi

Parasti ūdens-ūdens iekārtas Uzstādiet tur, kur nav iespējas pieslēgt centrālos sakarus vai izmantot cita veida dzesēšanas šķidrumus.

Eksperti apgalvo, ka šāda veida alternatīva apkure ir ārkārtīgi efektīva mūsdienu ēkās, kurām ir minimāls siltuma zudumu līmenis.

Izgatavojot un uzstādot ūdens-ūdens ģeotermālās apkures sistēmas, kuras var izgatavot pats, ir ļoti svarīgi izmantot materiālus ar augstu noturības pakāpi pret koroziju, sasalšanu un citām ārējās vides agresīvām izpausmēm. Tad aprīkojums ilgs ilgu laiku un neradīs īpašniekam nepatikšanas

Ja māja ir labi izolēta, aizsargāta no caurvēja, mitruma un salna gaisa iekļūšanas vai tiek uzbūvēta, izmantojot mūsdienīgas siltumizolācijas tehnoloģijas, apkures sistēmas izmaksas tiek ievērojami samazinātas, pateicoties iespējai iegādāties sūknēšanas iekārtas ar daudz mazāku jaudu.

3. variants. Gaisa-ūdens sistēmu izvietojums

Gaiss-ūdens siltumsūknis darbībai izmanto vispieejamāko, neierobežoto un atjaunojamo dabas enerģijas avotu - gaisu. Iekārtas darbojas caur ventilatoriem un iztvaicētājiem, apvienojot vienā kompleksā.

Tas ir visefektīvākais temperatūrā līdz -15 ° C. Izmantojot agresīvākus rādītājus, tas zaudē ievērojamu enerģijas daļu.

Siltumsūknis "gaiss-ūdens" ir ievērojami lētāks nekā modelis "ūdens-ūdens" un "augsne-ūdens". Modulis ir piemērots reģioniem ar salīdzinoši siltām ziemām. Aukstos ziemeļu reģionos, kur sals pārsniedz -20 ... 25 ° C, gaisa aprīkojuma uzstādīšana tiek uzskatīta par nepiemērotu

Iekārta ir īpaši ērta ar to, ka tai nav nepieciešams, lai privātmājas īpašniekiem būtu īpašs aprīkojums uzstādīšanai un sarežģīti uzstādīšanas darbi.

Tam nav nepieciešama rakšana, akas urbšana un citi darbietilpīgi pasākumi. Viegli uzstādāms un neaizņem daudz vietas. Tas var pareizi darboties, atrodas uz viesistabas jumta.

Vietnē, kas atrodas netālu no dzīvojamām ēkām, ir iespējams uzstādīt gaisa-ūdens ģeotermisko sūkni. Tas darbojas klusi un ir mūsdienīgi pievilcīgs, nesabojājot teritorijas kopējo dizainu

Iekārtas galvenās priekšrocības ir gandrīz klusa darbība un spēja atkārtoti izmantot siltumu, kas izdalās no apsildāmās telpas izplūdes gaisa, ūdens, gāzes, dūmu utt.

Īpašnieki paši veic sistēmas uzturēšanu:

• notīriet ventilatora lāpstiņas un aizsargājošās restes iztvaicētāja uzstādīšanai no putekļiem, maziem gružiem un lapām;
• eļļot kompresoru īpašs sastāvs, kas norādīts ražotāja instrukcijās;
• nomainiet eļļu barošanas blokos (ventilators, kompresors) ar noteiktu frekvenci;
• pārbaudiet strāvas kabeļa integritāti padeves un vara cauruļvadi, caur kuriem sistēmā dzesē šķidrums.

Papildus šīm darbībām sūknēšanas iekārtu ražotāji stingri iesaka klientiem uzraudzīt siltuma sensoru stāvokli, kas atspoguļo vadības ierīces darbību.

Tie jātīra, viegli notīrot no virsmas putekļus un eļļas traipus. Tas pagarinās “dzīvi” argaiss-gaiss sistēmas un padarīs darbības procesu vienkāršāku un ērtāku.

Kā padarīt ierīci ar savām rokām?

Neatkarīgi no tā, kura resursa opcija (zeme, ūdens vai gaiss) ir izvēlēta apkurei, lai sistēma darbotos pareizi, būs nepieciešams sūknis.

Šī ierīce sastāv no tādiem elementiem kā:

• kompresora bloks (kompleksa starpposma elements);
• iztvaicētājszema potenciāla enerģijas pārvade dzesēšanas šķidrumā;
• droseļvārstscaur kuru aukstumaģents atrod atgriešanās ceļu uz iztvaicētāju;
• kondensatorskur freons izdala siltumenerģiju un atdziest līdz sākotnējai temperatūrai.

Jūs varat iegādāties pilnu sistēmu no ražotāja, taču tā maksās pienācīgu summu. Kad nav pa rokai brīvas naudas, jums vajadzētu izgatavot siltumsūkni ar savām rokām no pieejamajām detaļām un, ja nepieciešams, iegādāties trūkstošās daļas.

Plānojot ģeotermiskās apkures sistēmas uzstādīšanu privātmājā, pirmkārt, ir jārūpējas par siltuma zudumu līmeņa samazināšanu. Šim nolūkam sienas ir jāizolē ar īpašu materiālu, durvju un logu rāmji jānodrošina ar putu polsterējumu, bet grīda un griesti jāaizsargā ar putuplasta paneļiem. Tad siltums, ko sūknis piešķīris maksimāli, paliks telpās

Kad tiek pieņemts lēmums izgatavot siltumsūkni ar savām rokām, jums noteikti jāpārbauda mājā pieejamo elektrības vadu un elektrības skaitītāja stāvoklis.

Ja šie elementi ir nolietoti un novecojuši, pirms darba uzsākšanas ir nepieciešams apskatīt visas zonas, atklāt iespējamās darbības traucējumus un novērst tos. Tad sistēma tūlīt pēc palaišanas darbosies nevainojami un netraucēs īpašniekus ar īssavienojumiem, uguns vadu ierīkošanu un satiksmes sastrēgumu atraušanu.

1. metode. Montāža no ledusskapja

Lai savāktu siltumsūkni ar savām rokām, noņemiet spoli, kas atrodas vecā ledusskapja aizmugurē. Šo daļu izmanto kā kondensatoru un ievieto augstas stiprības traukā, kas ir izturīgs pret agresīvām temperatūrām. Tam ir piestiprināts pareizi strādājošs kompresors, un kā iztvaicētāju izmanto vienkāršu plastmasas mucu.

Ja sūkņa izveidošanai tiek izmantots ļoti vecs ledusskapis, tajā esošo freonu ir labāk aizstāt ar jaunu. Jūs pats to nevarēsit izdarīt, tāpēc jums būs jāaicina meistars ar speciālu aprīkojumu. Tas ātri nomainīs darba šķidrumu, un sistēma darbosies pareizajā režīmā

Sagatavotie elementi ir savstarpēji savienoti, un pēc tam izveidotā vienība ar polimēra caurulēm tiek savienota ar apkures sistēmu un iekārta tiek nodota ekspluatācijā.

Soli pa solim instrukcijas par siltumsūkņa montāžu no ledusskapja ir aprakstītas šo rakstu.

2. metode. Gaisa kondicionēšanas siltumsūknis

Lai izgatavotu siltumsūkni, tiek pārveidots gaisa kondicionieris un dažas pamatvienības tiek pārveidotas. Pirmkārt, tiek mainīti ārējie un iekšējie bloki.

Iztvaicētājs, kas ir atbildīgs par zemas kvalitātes siltuma pārnesi, nav papildus uzstādīts, jo tas ir pieejams iekārtas iekštelpās, bet siltumu pārnesošais kondensators atrodas āra blokā. Kā siltumnesējs ir piemērots gan gaiss, gan ūdens.

Ja šī uzstādīšanas iespēja nav ērta, kondensators tiek uzstādīts atsevišķā tvertnē, kas paredzēta pareizai siltuma apmaiņai starp apkures resursiem un dzesēšanas šķidrumu.

Pati sistēma ir aprīkota ar četrvirzienu vārstu.Šim darbam parasti tiek uzaicināts speciālists ar profesionālām prasmēm un pieredzi šāda veida pasākumu vadīšanā.

Mūsdienu sadalīšanas sistēmas ir neefektīvas zemā temperatūrā, tāpēc profesionāļi neiesaka tos izmantot neatkarīgai siltumsūkņu ražošanai

Trešajā versijā gaisa kondicionieris tiek pilnībā izjaukts tā sastāvdaļās, un pēc tam sūknis tiek pabeigts no tām saskaņā ar tradicionāli vispārpieņemto shēmu: iztvaicētājs, kompresors, kondensators. Gatavā ierīce ir savienota ar māju sildošo aprīkojumu un sāk to lietot.

Vietnei ir rakstu sērija par siltumsūkņu ražošanu ar savām rokām, mēs iesakām izlasīt:

1. Kā ar savām rokām izgatavot siltumsūkni mājas sildīšanai: darbības princips un montāžas shēma
2. Kā izveidot gaisa-ūdens siltumsūkni: ierīces shēmas un pašmontāža

Sistēmas padomi

Sauszemes ūdens aprīkojuma uzstādīšana ir dārgāka nekā visas citas iespējas, jo tas prasa dziļus rakšanas darbus ar vertikālu aprīkojuma izvietojumu vai lielu brīvu teritorijas laukumu ar horizontālu komunikāciju ieklāšanu.

Šie parametri ierobežo sistēmas izmantošanu un ievērojami samazina tās pievilcību.

Ūdens-ūdens sūkņa uzstādīšanai ir arī daži ierobežojumi. Ja tuvumā ir pieejama ūdenstilpe, sistēmu varat tajā ievietot. Atklāta ūdens trūkums nozīmēs urbumu un apvedceļu urbšanu, kas arī nav lēti.

Gaisa-ūdens sūknis nerada uzstādīšanas problēmas un var pareizi darboties pat daudzdzīvokļu ēkās, taču bargās ziemās ar zemas temperatūras indikatoriem tā efektivitāte samazinās, un tā atbalstam ir nepieciešams paralēls enerģijas avots.

Tomēr ģeotermiskās apkures izkārtojums rezultātā tas apmaksā savas izmaksas un sāk attīstīt bezmaksas resursus, ļaujot īpašniekiem dzīvot visērtākajos, patīkamākajos un ērtākajos apstākļos, netērējot daudz naudas komunālo pakalpojumu rēķiniem.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Videoklips parāda, kā lielā mājā no gāzes silikāta bloka tiek uzstādīta apkures sistēma, kuras pamatā ir ģeotermiskā gaisa-ūdens sildīšanas iekārta. Tiek atklātas dažas interesantas nianses attiecībā uz aprīkojuma uzstādīšanu un tiek paziņots reālais mēneša komunālo pakalpojumu rēķinu skaits.

Kā darbojas gruntsūdens iekārtas? Detalizēts ģeotermisko termisko katlu uzstādīšanas speciālista apraksts, ieteikumi un noderīgi padomi mājas meistariem no sava jomas profesionāļa.

Īsts iekārtu lietotājs dalās iespaidos par termālo ģeotermisko sūkni.

Profesionāls atslēdznieks stāsta, kā mājās izgatavot siltumsūkni, pamatojoties uz jaudīgu kompresoru un cauruļveida siltummaiņas detaļām. Sīki izstrādātas instrukcijas.

Ģeotermiskais sūknis privātmājas apsildīšanai ir labs veids, kā radīt ērtus dzīves apstākļus pat tad, ja nav pieejamas centralizētas sakaru sistēmas un pazīstamāki enerģijas avoti.

Sistēmas izvēle ir atkarīga no īpašuma teritoriālā izvietojuma un īpašnieku finansiālajām iespējām.

Vai jums ir pieredze ģeotermālā siltumsūkņa ražošanā? Lūdzu, dalieties ar informāciju ar mūsu lasītājiem, iesakiet savu montāžas versiju. Zemāk esošajā veidlapā varat atstāt komentārus un pievienot mājās gatavotu produktu fotoattēlus.