DIY geotermálne tepelné čerpadlo pre vykurovanie domácnosti: zariadenie, dizajn, vlastná montáž

Vykurovanie a dodávku teplej vody v súkromnom dome môžete organizovať rôznymi spôsobmi, napríklad pripojením na centrálnu komunikáciu s plynom alebo prenosom vykurovacích systémov na spotrebu elektrickej energie. Súhlasíte?

A geotermálne tepelné čerpadlo môžete zostaviť vlastnými rukami a efektívne využiť teplo zeme na vytvorenie pohodlných životných podmienok. Je to, samozrejme, proces, ktorý je pomerne časovo náročný, ale pre tých, ktorí sú aspoň trochu oboznámení s technológiou, nebude to veľký problém.

V našom článku budeme hovoriť o princípoch prevádzky a druhoch geotermálnych zariadení. Povieme vám, ako zostaviť tepelné čerpadlo sami z improvizovaných materiálov. Okrem toho v článku nájdete odborné rady týkajúce sa výberu geografických agregátov. Zverejnené videá odhalia tajomstvá inštalácie a zásady fungovania geotermálnych čerpadiel.

Ako funguje tepelná geo jednotka?

Algoritmus prevádzky geotermálneho tepelného čerpadla je založený na prenose tepla zo zdroja s nízkym potenciálom tepelnej energie na nosič tepla. Pôda tu zohráva v lete rolu radiátora a v zimnom období je aktívnym zdrojom tepla.

Rozdiely v teplotách pôdy pomáhajú zlepšovať celkovú účinnosť systému a znižujú skutočné prevádzkové náklady.

Základom geotermálneho tepelného čerpadla je jav tepelnej zotrvačnosti. Teplota Zeme v hĺbke 6 metrov a menej takmer presne zodpovedá priemernej ročnej teplote vzduchu v regióne a počas kalendárneho roka sa mení veľmi málo.

V praxi existujúce chladivo vstupuje do potrubia umiestneného v zemi a zohrieva sa tu o niekoľko stupňov. Potom zloženie prechádza do jednotky na výmenu tepla (alebo do výparníka) a prenáša nahromadenú tepelnú energiu do vnútorného obvodu systému.

Princíp fungovania geotermálnych zariadení je podobný fungovaniu chladiacich systémov. Preto sú niektoré typy tepelných čerpadiel v lete úspešne využívané ako klimatizácia a pomocou nich ochladzujú vzduch v obytných priestoroch.

Chladivo, ktoré pracuje vo vonkajšom okruhu, sa zahrieva vo výparníku, prevádza sa na plyn a vstupuje do kompresora. Tam sa sťahuje pod vplyvom vysokého tlaku a stáva sa ešte horúcim.

Horúci plyn prechádza do kondenzačného zariadenia a odovzdáva tepelnú energiu pracovnej chladiacej látke vnútorného systému zodpovedného za vykurovanie domu. Na konci procesu sa chladivo, ktoré stratilo teplo, vracia do pôvodného stavu v kvapalnom stave.

Čo sú to geotermálne zariadenia?

Geotermálne tepelné čerpadlá sa navzájom líšia v type nosiča tepla na vnútorných a vonkajších kontúrach konštrukcie. Energia zariadenia sa získava z pôdy, vody (podzemnej vody alebo otvoreného prírodného rezervoáru) alebo vzduchu.

Vo vnútri sa zdroj tepla používa na vykurovanie miestností, vykurovanie vody a klimatizáciu. V závislosti od kombinácie použitých prvkov a funkcií sú systémy klasifikované do typov: „podzemná voda“, „voda-voda“ a „vzduch-voda“.

Možnosť č. 1. Zostava zem - voda

Čerpadlo podzemnej vody je jednou z najúčinnejších alternatívnych možností vykurovania obytných budov. Princíp jeho činnosti je výber pomocou sond alebo kolektorov tepelnej energie z pôdy a ich prenos do systému na ohrev vody pre domácnosť.

Geotermálne tepelné čerpadlá zem-voda sú moderné a progresívne zariadenia. Vyznačujú sa mimoriadnou spoľahlivosťou a preukazujú vysokú úroveň účinnosti. Nevyžadujú stály zásah majiteľov do práce, ale potrebujú profesionálny popredajný servis

Špeciálna inštalácia pozostávajúca z geotermálneho výmenníka tepla umiestneného pod hĺbkou skutočného zamrznutia pôdy a samotného tepelného čerpadla, ktoré funguje ako chladnička, pomáha technológii implementovať ju iba opačným smerom (Carnotov cyklus spätného chodu).

Ako zariadenie funguje

Zariadenie podzemnej vody, ktoré ohrieva obytné štvrte v dôsledku obnoviteľného tepla produkovaného pôdou, pracuje podľa tohto algoritmu:

1. Pracovná tekutina (solanka alebo nemrznúca zmes), ktorá sa pohybuje pozdĺž geotermálneho okruhu, sníma teplotu pôdy a pomocou čerpadla sa prenáša do výmenníka tepla - výparníka. Zhromaždené teplo odovzdáva freónu a sama, ktorá sa ochladzuje o 2 až 5 ° C, sa vracia do východiskového bodu.
2. Obohatený o tepelnú energiu, freón sa vyparuje a po nadobudnutí plynného stavu vstupuje do kompresorovej jednotky. Tam stúpa teplota plynu v dôsledku kompresných a kondenzačných foriem.
3. Tepelná energia sa prenáša do chladiva v systéme vykurovania domácností a freón opäť nadobúda tekutú formu. Jeho tlak klesá po prechode expanzným ventilom systému a chladivo sa vracia späť do výparníka, aby získalo ďalšiu časť zdroja.

V dôsledku tohto postupu je množstvo tepelnej energie odobraté z pôdy a prenesené do vykurovacieho systému bytového domu viac ako štvornásobkom množstva spotrebovanej elektrickej energie na zaistenie správnej činnosti kompresorovej jednotky, cirkulačného čerpadla a riadiacej jednotky.

Glykolová zmes s dobrým indexom viskozity, voda s alkoholom alebo soľným roztokom - to sú nemrznúce kvapaliny používané v systéme zemina-voda. Sú šetrné k životnému prostrediu, efektívne odvádzajú teplo a dopravujú ho k čerpacej stanici

Ďalším bonusom je skutočnosť, že systém má schopnosť pracovať v opačnom smere, to znamená na chladenie. Je pravda, že strata účinnosti dosahuje 20%, ale vzhľadom na vysokú vyhrievaciu schopnosť zariadenia sa to považuje za opodstatnené.

Možnosti umiestnenia z vody do vody

Na vytvorenie vonkajšieho obrysu systému zemina-voda sa používajú polymérne rúry vysokej pevnosti s dobrými výkonnostnými charakteristikami. Sú umiestnené horizontálne a ležia na dne jamy spôsobom, ktorý pripomína usporiadanie komunikácií pre komplexy „teplá podlaha“.

Tepelné čerpadlo podzemnej vody je spoľahlivé, efektívne a tiché v prevádzke, jeho inštalácia však stojí slušné peniaze a vyžaduje veľa času (najmenej 1 mesiac na výstavbu, inštaláciu a uvedenie do prevádzky). Tento bod sa musí zohľadniť pred rozhodnutím o tomto vykurovacom systéme

Pri inštalácii sa používa plocha 25 - 50 metrov štvorcových. m pre každý jednotlivý kilowatt energeticky namontovaného čerpadla. Hĺbka jamy je zvolená pod hranicou mrazu a presné rozmery a rozstup potrubia sú stanovené dodatočným výpočtom.

Je vhodné, aby majitelia veľkých poľnohospodárskych podnikov, ktorí si vybrali geotermálne tepelné čerpadlo podzemnej vody na vykurovanie svojho domu, inštaláciu horizontálnych kolektorov. Majitelia malých pozemkov s väčšou pravdepodobnosťou inštalujú hlboké sondy, pretože idú ďaleko do pôdy a „nejedia“ užitočnú oblasť v blízkosti domu

Územia, na ktorých je usporiadaná komunikácia geotermálnych systémov voda-voda, sa už nepoužívajú na poľnohospodárske účely. Môžu byť rozdelené na krásny trávnatý trávnik alebo kvetinový záhon s kvitnúcimi letničkami.

Vertikálna inštalácia je oveľa problematickejšia a vyžaduje použitie profesionálneho vybavenia. Vŕtanie z hĺbky 20 až 150 m sa na mieste vŕta pomocou vrtnej súpravy, do nej sa spustí špeciálna geotermálna sonda a pripojí sa k čerpadlu, ktoré dodáva pracovnú tekutinu do systému vykurovania domácností.

Vertikálna sonda pre geotermálny systém zem - voda je hlava s pripojenými rúrkami. Ponorí sa do studne s hĺbkou najmenej 18 m. Presný počet jamiek a sond, hĺbka požadovaného ponorenia a skutočný priemer potrubia sa vypočítavajú osobitne pre každý konkrétny prípad na základe informácií získaných ako výsledok geologického prieskumu špecialistami na mieste.

Trubky sond, ktoré vychádzajú z vyvŕtaných vrtov, vstupujú do rozdeľovacích vrtov. Od neho po tepelné čerpadlo sú 2 hlavné vedenia (prívod a spiatočka), vybavené izolačným povlakom. Priemer potrubia závisí od celkového objemu systému a miestnosti, ktorú chcete vykurovať. Parametre niekedy dosahujú 160 mm.

Podľa hrubých odhadov bude na vykurovanie obytnej budovy s plochou asi 100 m2 potrebných asi 7,5 kW / h energie. V tomto prípade sa bude musieť zvislé sondy na vytvorenie vykurovacieho systému „pozemná voda“ spustiť do zeme o 110 - 115 metrov alebo odobrať pod horizontálnymi komunikáciami 250 m2 susediaceho úseku (+).

Vzhľadom na skutočnosť, že v hĺbke je teplota pôdy vždy vyššia a stabilnejšia vďaka vplyvu zemského jadra, vertikálny spôsob ukladania vykurovacieho systému sa považuje za najúčinnejší. Preukazuje vysokú úroveň efektívnosti a spoľahlivo funguje mnoho rokov bez toho, aby spôsoboval poruchy a poruchy.

Možnosť č. 2. Funkcie tepelných čerpadiel voda-voda

Geotermálny systém voda - voda využíva pri svojej práci tepelnú energiu vodného zdroja. Je to možné, pretože vo veľkej hĺbke teplota vody, rovnako ako pôda, zostáva pomerne vysoká a udržuje stabilné, konštantné ukazovatele počas celého roka.

Na vybavenie systému voda-voda a získanie nízko-potenciálnej tepelnej energie môžete použiť otvorené vodné útvary (jazerá, rieky), studne, studne a dokonca aj odpadovú vodu z technologických cyklov priemyselnej výroby (spätné zásobovanie vodou).

Medzi tepelným čerpadlom podzemnej vody a tepelným čerpadlom voda - voda nie je zásadný štrukturálny rozdiel.Najmenšie finančné a mzdové náklady si však vyžadujú komplex vybavený na základe otvorenej nádrže. Inštalácia nevyžaduje rozsiahle vŕtanie.

Potrubný materiál s chladivom je jednoducho vybavený záťažou, ponorený do vody a pripojený k systému domáceho kúrenia prostredníctvom prepojenia komunikácií.

Táto možnosť je však možná iba vtedy, ak je krajina priľahlá k vode a všetky komunikačné časti systému sú pod kontrolou vlastníkov. Ak nie je prístup k otvorenej nádrži, využíva sa potenciál podzemnej vody.

Je pravda, že to vyžaduje seriózne práce na zemi a výstavbu zložitých štruktúr, napríklad ďalšej studne, ktorá je navrhnutá na vypúšťanie vody prechádzajúcej jednotkou výmeny tepla.

Pri inštalácii tepelného čerpadla voda-voda nie je vybavená žiadna, ale dve studne. Pracovná voda sa odoberá cez jeden a po prechode tepelným výmenníkom sa presmeruje na druhý, ktorý sa nachádza v smere pohybu zemných tokov. Počas umiestňovania treba poznamenať, že prijímacia šachta musí byť najmenej 6 metrov od produkčnej šachty a musí byť za ňou

zvyčajne zariadenia voda-voda Montujte tam, kde nie je možné spojiť centrálnu komunikáciu alebo použiť iné typy chladiacich médií.

Odborníci tvrdia, že alternatívne vykurovanie tohto typu je mimoriadne účinné v moderných budovách, ktoré majú minimálnu mieru tepelných strát.

Pri výrobe a inštalácii geotermálnych vykurovacích systémov typu voda-voda pre vlastnú potrebu je veľmi dôležité používať materiály s vysokou úrovňou odolnosti proti korózii, zamrznutiu a iným agresívnym prejavom vonkajšieho prostredia. Potom zariadenie vydrží dlho a nedá majiteľovi žiadne problémy

Ak je dom dobre izolovaný, chránený pred prievanom, vlhkosťou a vniknutím mrazivého vzduchu alebo postavený pomocou moderných technológií tepelnej izolácie, náklady na vykurovací systém sa výrazne znížia vďaka možnosti kúpiť čerpacie zariadenie s oveľa nižšou spotrebou energie.

Možnosť č. 3. Usporiadanie systémov vzduch - voda

Tepelné čerpadlo vzduch-voda využíva najdostupnejší, neobmedzený a obnoviteľný prírodný zdroj energie - vzduch na prevádzku. Zariadenie pracuje prostredníctvom ventilátorov a odparovačov, kombinovaných do jedného komplexu.

Je najúčinnejšia pri teplotách do -15 ° C. S agresívnejšími indikátormi stráca významnú časť energie.

Tepelné čerpadlo vzduch-voda je podstatne lacnejšie ako modely voda-voda a voda-voda. Modul je vhodný pre regióny s relatívne teplými zimami. V chladných severných oblastiach, kde mrazy prekračujú -20 ... 25 ° C, sa inštalácia vzduchového zariadenia považuje za nevhodnú

Jednotka je mimoriadne výhodná v tom, že nevyžaduje, aby vlastníci súkromného domu mali špeciálne vybavenie na inštaláciu a zložité inštalačné práce.

Nevyžaduje vykopávky, vrtné práce a iné opatrenia náročné na pracovnú silu. Jednoduchá inštalácia a nezaberá veľa miesta. Môže správne fungovať a nachádza sa na streche obývacej izby.

Je možné nainštalovať geotermálne čerpadlo vzduch-voda priamo na mieste v blízkosti obytných budov. Funguje potichu a má moderný atraktívny vzhľad, ktorý nenarušuje celkový vzhľad územia

Medzi hlavné výhody tohto zariadenia patrí takmer tichá prevádzka a možnosť opätovného použitia tepla uvoľňovaného z vykurovanej miestnosti vo forme odpadového vzduchu, vody, plynu, dymu atď.

Majitelia vykonávajú údržbu systému samostatne:

• Vyčistite lopatky ventilátora a ochranné mriežky na inštalácii výparníka pred prachom, malými úlomkami a listami;
• namažte kompresor špeciálne zloženie špecifikované v pokynoch výrobcu;
• vymeniť olej v výkonových jednotkách (ventilátor, kompresor) s určitou frekvenciou;
• Skontrolujte integritu napájacieho kábla prívodné a medené potrubie, cez ktoré chladivo cirkuluje v systéme.

Okrem týchto akcií výrobcovia čerpacích zariadení dôrazne odporúčajú zákazníkom monitorovať stav tepelných senzorov, ktoré odrážajú činnosť riadiacej jednotky.

Musia sa vyčistiť jemným odstránením škvŕn prachu a oleja z povrchu. Tým sa predĺži „život“systémy vzduch-vzduch a zjednoduší a zlepší operačný proces.

Ako vyrobiť jednotku vlastnými rukami?

Bez ohľadu na to, ktorý zdroj zdroja (zem, voda alebo vzduch) je vybratý na vykurovanie, pre správne fungovanie systému bude potrebné čerpadlo.

Toto zariadenie sa skladá z nasledujúcich prvkov:

• kompresorová jednotka (stredný prvok komplexu);
• výparníkprenos energie s nízkym potenciálom do chladiva;
• škrtiaci ventilcez ktoré chladivo nájde spiatočnú cestu k výparníku;
• kondenzátorkde freón uvoľňuje tepelnú energiu a ochladzuje na pôvodnú teplotu.

Môžete si kúpiť kompletný systém od výrobcu, ale bude to stáť slušnú sumu. Ak nie sú k dispozícii žiadne voľné peniaze, mali by ste z dostupných dielov vyrobiť tepelné čerpadlo vlastnými rukami av prípade potreby si kúpiť chýbajúce časti.

Pri plánovaní inštalácie geotermálneho vykurovacieho systému v súkromnom dome sa musí predovšetkým dbať na zníženie úrovne tepelných strát. Na tento účel musia byť steny izolované špeciálnym materiálom, dvere a rámy okien by mali byť vybavené penovými vložkami a podlaha a strop by mali byť chránené penovými panelmi. Potom teplo pridelené čerpadlom v maximálnom rozsahu zostane vo vnútri

Keď sa rozhodnete vyrobiť tepelné čerpadlo vlastnými rukami, musíte bezpodmienečne skontrolovať stav elektrických rozvodov a elektromeru dostupných v dome.

Ak sú tieto prvky opotrebované a staré, je potrebné skontrolovať všetky oblasti, zistiť prípadné poruchy a odstrániť ich pred začatím práce. Potom bude systém ihneď po uvedení do prevádzky bezchybne fungovať a nebude rušiť majiteľov pomocou skratov, požiarnej kabeláže a vyraďovania dopravných zápch.

Metóda č. 1. Montáž z chladničky

Ak chcete zostaviť tepelné čerpadlo vlastnými rukami, vyberte cievku umiestnenú na zadnej strane starej chladničky. Táto časť sa používa ako kondenzátor a je umiestnená vo vysoko pevnom obale, ktorý je odolný voči agresívnym teplotám. K tomu je pripojený správne pracujúci kompresor a ako odparovač sa používa jednoduchý plastový valec.

Ak sa na výrobu pumpy použije veľmi stará chladnička, je lepšie vymeniť v nej freón za nový. Nebudete to môcť urobiť sami, takže budete musieť pozvať pána so špeciálnym vybavením. Rýchlo nahradí pracovnú tekutinu a systém bude pracovať v správnom režime

Pripravené prvky sú vzájomne prepojené a potom je vytvorená jednotka pripojená k vykurovaciemu systému pomocou rúr z polyméru a zariadenie je uvedené do prevádzky.

Podrobný návod, ako zostaviť tepelné čerpadlo z chladničky, je opísaný v časti tento článok.

Metóda č. 2. Tepelné čerpadlo klimatizácie

Aby bolo možné vyrobiť tepelné čerpadlo, je klimatizačná jednotka upravená a niektoré základné jednotky sú prestavané. Najprv sú vonkajšie a vnútorné bloky zamenené.

Výparník, ktorý je zodpovedný za prenos tepla nízkej kvality, nie je dodatočne nainštalovaný, pretože je k dispozícii vo vnútornej jednotke jednotky a kondenzátor prenášajúci teplo je umiestnený vo vonkajšej jednotke. Ako nosič tepla sú vhodné vzduch aj voda.

Ak táto možnosť inštalácie nie je vhodná, kondenzátor sa inštaluje do samostatnej nádrže určenej na správnu výmenu tepla medzi zdrojom tepla a chladiacou látkou.

Samotný systém je vybavený štvorcestným ventilom.Na túto prácu sa zvyčajne pozýva odborník s odbornými znalosťami a skúsenosťami s organizovaním podujatí tohto druhu.

Moderné splitové systémy sú pri nízkych teplotách neúčinné, takže ich odborníci neodporúčajú používať na nezávislú výrobu tepelných čerpadiel

V tretej verzii je klimatizácia kompletne rozobraná na jej základné časti a potom je z nich čerpadlo doplnené podľa tradične všeobecne akceptovanej schémy: výparník, kompresor, kondenzátor. Hotové zariadenie je pripojené k zariadeniu, ktoré vykuruje dom a začína sa používať.

Stránka obsahuje sériu článkov o výrobe tepelných čerpadiel vlastnými rukami, odporúčame vám prečítať si:

1. Ako vyrobiť tepelné čerpadlo na vykurovanie domu vlastnými rukami: princíp činnosti a schéma montáže
2. Ako vyrobiť tepelné čerpadlo vzduch - voda: schémy zariadení a samo zostavenie

Tipy pre systém

Inštalácia zariadenia zemnej vody je drahšia ako všetky ostatné možnosti, pretože vyžaduje hĺbkové výkopové práce s vertikálnym usporiadaním zariadenia alebo veľkú voľnú plochu lokality s horizontálnym položením komunikácie.

Tieto parametre obmedzujú použitie systému a výrazne znižujú jeho atraktivitu.

Inštalácia čerpadla voda-voda má tiež určité obmedzenia. Ak je v blízkosti prístupný vodný tok, môžete doň umiestniť systém. Nedostatok otvorenej vody bude mať za následok vŕtanie studní a obtokových vrtov, čo tiež nie je lacné.

Čerpadlo vzduch-voda nepredstavuje problémy s inštaláciou a môže správne fungovať dokonca aj v bytových domoch, ale v ťažkých zime s ukazovateľmi nízkej teploty jeho účinnosť klesá a na jeho podporu je potrebný paralelný zdroj energie.

Avšak, usporiadanie geotermálneho vykurovania v dôsledku toho vypláca svoje náklady a začína vyvíjať bezplatný zdroj, ktorý majiteľom umožňuje žiť v najpohodlnejších, najpríjemnejších a najpohodlnejších podmienkach bez toho, aby minúť veľa peňazí za účty za energie.

Závery a užitočné video na túto tému

Video ukazuje, ako je vykurovací systém založený na geotermálnom vyhrievacom zariadení vzduch-voda vybavený vo veľkom dome z bloku plyn-kremičitan. Uvádzajú sa niektoré zaujímavé nuansy týkajúce sa inštalácie zariadenia a oznamuje sa skutočný počet účtov za mesiac.

Ako funguje zariadenie podzemnej vody? Podrobný popis odborníka na inštaláciu geotermálnych tepelných kotlov, odporúčania a užitočné tipy pre domácich majstrov od profesionálov v ich odbore.

Skutočný užívateľ zariadenia zdieľa jeho dojmy z tepelného geotermálneho čerpadla.

Profesionálny zámočník hovorí o tom, ako vyrobiť tepelné čerpadlo doma na základe výkonných častí kompresora a rúrkových výmenníkov tepla. Podrobné pokyny krok za krokom.

Geotermálne čerpadlo na vykurovanie súkromného domu je dobrým spôsobom, ako vytvoriť pohodlné životné podmienky, aj keď nie sú k dispozícii centralizované komunikačné systémy a známe zdroje energie.

Výber systému závisí od teritoriálnej polohy nehnuteľnosti a finančných možností vlastníkov.

Máte skúsenosti s výrobou geotermálneho tepelného čerpadla? Zdieľajte informácie s našimi čitateľmi, navrhnite svoju verziu zostavy. Môžete zanechať komentáre a priložiť fotografie svojich domácich výrobkov do formulára nižšie.