Geoterminis šilumos siurblys „pasidaryk pats“ namui šildyti: įrenginys, dizainas, savarankiškas surinkimas

Privataus namo šildymą ir karšto vandens tiekimą galite organizuoti įvairiais būdais, pavyzdžiui, prisijungdami prie centrinių dujų tiekimo komunikacijų arba perjungdami šildymo sistemas į elektros energijos suvartojimą. Ar sutinki?

Arba galite savo rankomis surinkti geoterminį šilumos siurblį ir efektyviai panaudoti žemės šilumą patogioms gyvenimo sąlygoms sukurti. Žinoma, tai gana daug darbo reikalaujantis procesas, tačiau bent šiek tiek išmanantiems technologijas tai nebus sunku.

Mūsų straipsnyje kalbėsime apie geoterminių įrenginių veikimo principus ir tipus. Mes jums pasakysime, kaip patiems pasistatyti šilumos siurblį iš laužo medžiagų. Be to, straipsnyje rasite ekspertų patarimų renkantis geoagregatus. O patalpintuose vaizdo įrašuose bus atskleistos geoterminių siurblių montavimo ir veikimo principai.

Kaip veikia geoterminis įrenginys?

Geoterminio šilumos siurblio veikimo algoritmas pagrįstas šilumos perdavimu iš mažo šiluminės energijos potencialo šaltinio į aušinimo skystį. Žemė vasarą atlieka radiatoriaus vaidmenį, o žiemos sezono metu yra aktyvus šilumos šaltinis.

Žemės temperatūrų skirtumas padeda pagerinti bendrą sistemos efektyvumą ir padeda sumažinti faktines eksploatavimo išlaidas.

Geoterminio šilumos siurblio veikimas pagrįstas reiškiniu, vadinamu šilumine inercija. Žemės temperatūra 6 metrų ir žemiau gylyje beveik tiksliai atitinka vidutinę metinę oro temperatūrą regione ir visais kalendoriniais metais skiriasi labai mažai

Praktiškai dabartinis aušinimo skystis patenka į dujotiekį, esantį žemėje, ir ten įkaista keliais laipsniais. Tada kompozicija patenka į šilumos mainų įrenginį (arba garintuvą) ir perduoda sukauptą šiluminę energiją į vidinę sistemos grandinę.

Geoterminių įrenginių veikimo principas panašus į šaldymo sistemų veikimo principą. Štai kodėl kai kurių tipų šilumos siurbliai vasarą sėkmingai naudojami kaip oro kondicionieriai ir jų pagalba vėsina orą gyvenamosiose patalpose.

Išorinėje grandinėje veikiantis šaltnešis kaitinamas garintuve, paverčiamas dujomis ir siunčiamas į kompresorių. Ten jis susitraukia veikiamas aukšto slėgio ir dar labiau įkaista.

Karštos dujos patenka į kondensacijos įrenginį ir perduoda šiluminę energiją į vidinės sistemos darbinį aušinimo skystį, atsakingą už namo šildymą. Proceso pabaigoje šaltnešis, praradęs šilumą, grįžta į pradinį tašką skystas.

Kokie yra geoterminių įrenginių tipai?

Geoterminiai šilumos siurbliai vienas nuo kito skiriasi aušinimo skysčio rūšimi vidiniais ir išoriniais konstrukcijos kontūrais. Prietaiso energija gaunama iš dirvožemio, vandens (požeminio vandens ar atviro natūralaus rezervuaro) arba oro.

Gyvenamųjų patalpų viduje šiluminis resursas naudojamas patalpų šildymui, vandens šildymui ir oro kondicionavimui.Priklausomai nuo naudojamų elementų ir funkcijų derinio, sistemos skirstomos į tipus: „žemė-vanduo“, „vanduo-vanduo“ ir „oras-vanduo“.

1 variantas. Surinkimas naudojant žemės-vandens technologiją

Siurblys žemė-vanduo yra vienas efektyviausių alternatyvių gyvenamųjų patalpų šildymo variantų. Jo veikimo principas priklauso nuo šiluminės energijos parinkimo iš žemės naudojant zondus ar kolektorius ir jos perkėlimą į namo vandens šildymo sistemą.

Geoterminiai šilumos siurbliai nuo žemės iki vandens yra pažangūs aukštųjų technologijų įrenginiai. Jie yra ypač patikimi ir pasižymi aukštu efektyvumo lygiu. Jie nereikalauja nuolatinio savininkų įsikišimo į savo darbą, tačiau reikalauja profesionalaus aptarnavimo

Technologiją padeda įgyvendinti specialus įrenginys, susidedantis iš geoterminio šilumokaičio, esančio žemiau tikrojo dirvožemio užšalimo gylio, ir tiesiogiai šilumos siurblio, kuris veikia kaip šaldytuvas, tik atvirkščiai (atvirkštinis Carnot ciklas).

Kaip prietaisas veikia

Įrenginys „požeminis vanduo“, šildantis gyvenamąsias patalpas naudojant dirvožemio pagamintą atsinaujinančią šilumą, veikia pagal tokį algoritmą:

1. Darbinis skystis (sūrymas arba antifrizas), judantis palei geoterminę grandinę, paima dirvožemio temperatūrą ir per siurblį perduodamas į šilumokaitį - garintuvą. Ten surinktą šilumą atiduoda freonui, o pats, atšalęs 2-5°C, grįžta į pradinį tašką.
2. Freonas, praturtintas šilumine energija, išgaruoja ir, įgavęs dujinę būseną, patenka į kompresoriaus bloką. Ten dėl suspaudimo ir kondensacijos formų pakyla dujų temperatūra.
3. Šiluminė energija namo šildymo sistemoje perduodama aušinimo skysčiui, o freonas vėl įgauna skystą formą. Jo slėgis nukrenta, kai praeina per sistemos plėtimosi vožtuvą, o šaltnešis grįžta atgal į garintuvą, kad gautų kitą išteklių dalį.

Dėl šios procedūros šilumos energijos kiekis, paimtas iš grunto ir perduotas į gyvenamojo namo šildymo sistemą, yra daugiau nei 4 kartus didesnis nei sunaudojamos elektros energijos kiekis, užtikrinantis tinkamą kompresoriaus agregato, cirkuliacinio siurblio veikimą. ir valdymo blokas.

Glikolio mišinys su geru klampos indeksu, vanduo su alkoholiu arba druskos tirpalas – tai neužšąlantys skysčiai, naudojami žemė-vanduo sistemoje. Jie yra draugiški aplinkai, efektyviai priima šilumą ir transportuoja ją į siurblinę

Papildoma premija yra ta, kad sistema turi galimybę dirbti priešinga kryptimi, tai yra, aušinimui. Tiesa, efektyvumo praradimas siekia 20%, tačiau tai laikoma pagrįsta, atsižvelgiant į didelę įrangos šildymo galią.

Požeminio vandens sistemų įrengimo galimybės

Norint sukurti išorinį žemės ir vandens sistemos kontūrą, naudojami didelio stiprumo polimeriniai vamzdžiai, pasižymintys geromis eksploatacinėmis savybėmis. Jie dedami horizontaliai, klojami ant duobės dugno taip, kad primintų „šiltų grindų“ kompleksų komunikacijų išdėstymą.

Šilumos siurblys žemė-vanduo yra patikimas, efektyvus ir tylus, tačiau jo įrengimas kainuoja daug pinigų ir užima daug laiko (ne mažiau kaip 1 mėn. statybos, montavimo ir derinimo veiklai).Į šį aspektą reikia atsižvelgti prieš pasirenkant tokio tipo šildymo sistemą.

Montuojant naudojamas 25-50 kvadratinių metrų plotas. m kiekvienam atskiram sumontuotos siurblio galios kilovatui. Duobės gylis parenkamas žemiau užšalimo linijos, o tikslūs vamzdžių klojimo matmenys ir žingsnis nustatomas papildomais skaičiavimais.

Didelių žemės valdų savininkams, savo būstui šildyti pasirinkusiems geoterminį šilumos siurblį žemė-vanduo, patartina įrengti horizontalius kolektorius. Mažų sklypų savininkams labiau tinka gylio zondų įrengimas, nes jie patenka toli į dirvą ir „nesuvalgo“ naudingo ploto prie namo

Teritorijos, kuriose sutvarkytos geotremalinių žemės-vandens sistemų komunikacijos, nebenaudojamos žemės ūkio reikmėms. Iš jų galima sukurti gražią pievelę žole arba gėlyną su žydinčiais vienmečiais augalais.

Vertikalus montavimas yra daug problemiškesnis ir reikalauja profesionalios įrangos. Aikštelėje, naudojant gręžimo įrenginį, išgręžiamas šulinys iki 20–150 m gylio, į jį nuleidžiamas specialus geoterminis zondas ir prijungiamas prie siurblio, tiekiančio darbinį skystį į namo šildymo sistemą.

Vertikalus zondas, skirtas geoterminei sistemai žemė-vanduo, susideda iš galvutės su prijungtais vamzdžiais. Jis panardinamas į šulinį, kurio gylis yra 18 m ar daugiau. Tikslus gręžinių ir zondų skaičius, reikalingas panardinimo gylis ir tikrasis dujotiekio skersmuo apskaičiuojamas kiekvienu konkrečiu atveju atskirai, remiantis informacija, gauta atlikus geologinius tyrimus, kuriuos atliko specialistai.

Į surinkimo šulinį patenka skambantys vamzdžiai, besitęsiantys iš gręžtinių šulinių. Nuo jo iki šilumos siurblio yra 2 pagrindinės linijos (resursų tiekimas ir grąžinimas), įrengtos izoliacine danga. Linijos skersmuo priklauso nuo bendro sistemos tūrio ir patalpos, kurią reikia šildyti. Kartais parametrai siekia 160 mm.

Apytikriais skaičiavimais, apie 100 m2 ploto gyvenamojo namo šildymui reikės apie 7,5 kW/h energijos. Tokiu atveju vertikalūs zondai, skirti sukurti žemės-vandens šildymo sistemą, turės būti nuleisti į žemę 110-115 metrų arba 250 m2 gretimo ploto reikės užimti horizontalioms komunikacijoms (+)

Atsižvelgiant į tai, kad gylyje dirvožemio temperatūra visada yra aukštesnė ir stabilesnė dėl žemės šerdies įtakos, vertikalus šildymo sistemos klojimo būdas yra pripažintas efektyviausiu. Jis demonstruoja aukštą efektyvumo lygį ir patikimai veikia daugelį metų be gedimų ar gedimų.

2 variantas. Šilumos siurblių vanduo-vanduo savybės

Vanduo-vanduo geoterminė sistema savo veikloje naudoja vandens išteklių šiluminę energiją. Tai įmanoma, nes dideliame gylyje vandens, kaip ir dirvožemio, temperatūra išlieka gana aukšta ir išlaiko stabilias pastovias vertes ištisus metus.

Vandens-vandens sistemai įrengti ir mažo potencialo šiluminei energijai gauti galite naudoti atvirus rezervuarus (ežerus, upes), šulinius, gręžinius ir net pramoninės gamybos technologinių ciklų (atvirkštinio vandens tiekimo) nuotekas.

Nėra esminio struktūrinio skirtumo tarp šilumos siurblių žemė-vanduo ir vanduo-vanduo. Tačiau mažiausiai finansinių ir darbo sąnaudų reikalauja kompleksas, pastatytas ant atviro rezervuaro.Įrengimui nereikia atlikti didelio masto gręžimo darbų.

Vamzdžio medžiaga su aušinimo skysčiu yra tiesiog su svarmeniu, panardinama į vandenį ir prijungiama prie namo šildymo sistemos per jungiamąsias komunikacijas.

Tačiau ši galimybė įmanoma tik tuo atveju, jei žemės sklypas yra glaudžiai greta vandens ir visos sistemos komunikacijos dalys yra savininkų valdomos. Jei nėra prieigos prie atviro vandens, naudojamas požeminio vandens potencialas.

Tiesa, tai reikalauja rimtų kasimo darbų ir sudėtingų konstrukcijų, pavyzdžiui, papildomo šulinio, skirto vandens, einančio per šilumos mainų įrenginį, išleidimui.

Įrengiant šilumos siurblį vanduo-vanduo įrengiamas ne vienas, o du šuliniai. Darbinis vanduo paimamas per vieną ir, praėjęs per šilumokaitį, nukreipiamas į antrąjį, esantį žemės srautų judėjimo kryptimi. Įrengimo metu būtina atsižvelgti į tai, kad priėmimo šulinys turi būti ne mažiau kaip 6 metrai nuo išėjimo šulinio ir turi būti pasroviui

Paprastai vanduo-vanduo įrenginiai įrengiamas ten, kur nėra galimybės prijungti centrinių komunikacijų ar naudoti kitų tipų aušinimo skysčius.

Specialistai teigia, kad tokio tipo alternatyvus šildymas itin efektyvus šiuolaikiniuose pastatuose, kuriuose šilumos nuostoliai yra minimalūs.

Savo rankomis gaminant ir įrengiant geoterminio vandens-vandens šildymo sistemas, labai svarbu naudoti medžiagas, pasižyminčias aukštu atsparumu korozijai, užšalimui ir kitoms agresyvioms išorinės aplinkos apraiškoms. Tuomet įranga tarnaus ilgai ir nesukels rūpesčių savininkui

Jei namas gerai apšiltintas, apsaugotas nuo skersvėjų, drėgmės ir apšalusio oro prasiskverbimo arba pastatytas naudojant modernias termoizoliacines technologijas, šildymo sistemos kaina gerokai sumažėja dėl galimybės įsigyti kur kas mažesnės galios siurbimo įrangą.

3 variantas. Oras-vanduo sistemų išdėstymas

Šilumos siurblys oras-vanduo naudoja labiausiai prieinamą, neribotą ir atsinaujinantį gamtos energijos šaltinį – orą. Įranga veikia per ventiliatorius ir garintuvus, sujungtus į vieną kompleksą.

Jis efektyviausias esant iki -15°C temperatūrai. Esant agresyvesniam veikimui, jis praranda didelę dalį galios.

Šilumos siurblys oras-vanduo kainuoja žymiai pigiau nei modeliai vanduo-vanduo ir žemė-vanduo. Modulis tinka regionams, kuriuose žiemos santykinai šiltos. Šaltuose šiauriniuose regionuose, kur šalnos viršija -20...25°C, oro įrangos montavimas laikomas nepraktišku.

Įrenginys itin patogus tuo, kad nereikalauja, kad privataus namo savininkai turėtų specialios įrangos montavimui ir sudėtingiems montavimo darbams atlikti.

Nereikalauja žemės kasimo, gręžinių gręžimo ir kitos daug darbo reikalaujančios veiklos. Lengvai montuojamas ir neužima daug vietos. Jis gali tinkamai veikti, kai yra pastatytas ant gyvenamojo ploto stogo.

Geoterminį siurblį oras-vanduo galite įrengti aikštelėje prie pat gyvenamųjų pastatų. Jis veikia tyliai ir turi modernią, patrauklią išvaizdą, kuri nesugadina bendro teritorijos dizaino

Pagrindiniai įrangos privalumai yra beveik tylus veikimas ir galimybė pakartotinai panaudoti šilumą, išsiskiriančią iš šildomos patalpos šalinamo oro, vandens, dujų, dūmų ir kt.

Savininkai patys atlieka sistemos priežiūrą:

• nuvalykite ventiliatoriaus mentes ir garinimo įrenginio apsaugines groteles nuo dulkių, smulkių šiukšlių ir lapų;
• sutepkite kompresorių speciali sudėtis, nurodyta gamintojo instrukcijose;
• pakeisti alyvą maitinimo blokuose (ventiliatoriuje, kompresoriuje) tam tikru dažniu;
• patikrinkite maitinimo laido vientisumą maitinimo šaltinis ir variniai vamzdžiai, kuriais šaltnešis cirkuliuoja sistemoje.

Be šių veiksmų, siurblinės įrangos gamintojai primygtinai pataria klientams stebėti šilumos jutiklių, atspindinčių valdymo bloko veikimą, būklę.

Jas reikia nušluostyti, atsargiai pašalinant dulkes ir aliejaus dėmes nuo paviršiaus. Tai prailgins "gyvenimą" nuooras-oras sistemos ir padarys darbo procesą paprastesnį ir patogesnį.

Kaip savo rankomis pasidaryti vienetą?

Nepriklausomai nuo to, kuris išteklius (žemė, vanduo ar oras) pasirenkamas šildymui, sistemai tinkamai funkcionuoti reikės siurblio.

Šį įrenginį sudaro šie elementai:

• kompresoriaus blokas (tarpinis komplekso elementas);
• garintuvas, perduodant žemo potencialo energiją į aušinimo skystį;
• droselio vožtuvas, per kurį šaltnešis grįžta atgal į garintuvą;
• kondensatorius, kur freonas išskiria šiluminę energiją ir atšaldomas iki pradinės temperatūros.

Galite įsigyti visą sistemą iš gamintojo, tačiau tai kainuos nemažą sumą.Kai po ranka nėra laisvų pinigų, verta savo rankomis iš turimų dalių pasigaminti šilumos siurblį ir, jei reikia, įsigyti trūkstamas atsargines dalis.

Planuojant įsirengti geoterminio šildymo sistemą privačiame name, pirmiausia reikia pasirūpinti šilumos nuostolių lygio sumažinimu. Tam sienos turi būti apšiltintos specialia medžiaga, durys ir langų rėmai turi būti su putplasčio trinkelėmis, o grindys ir lubos turi būti apsaugotos putplasčio plokštėmis. Tada didžiausias siurblio išskiriamos šilumos kiekis liks patalpos viduje.

Priėmus sprendimą gaminti savo šilumos siurblį, būtinai patikrinkite namo elektros instaliacijos ir elektros skaitiklio būklę.

Jeigu šie elementai yra susidėvėję ir pasenę, prieš pradedant darbus būtina apžiūrėti visas vietas, nustatyti galimus gedimus ir juos pašalinti. Tada sistema veiks nepriekaištingai iškart po paleidimo ir nevargins savininkų dėl trumpųjų jungimų, laidų gaisrų ar išmuštų kištukų.

1 metodas. Surinkimas iš šaldytuvo

Norėdami surinkti šilumos siurblį savo rankomis, nuimkite gyvatuką, esantį gale nuo seno šaldytuvo. Ši dalis naudojama kaip kondensatorius ir dedama į itin patvarią talpyklą, atsparią agresyviai temperatūrai. Prie jo pritvirtintas tinkamai veikiantis kompresorius, o kaip garintuvas naudojama paprasta plastikinė statinė.

Jei siurbliui sukurti naudojamas labai senas šaldytuvas, jame esantį freoną geriau pakeisti nauju. Jūs negalėsite to padaryti patys, todėl turėsite pakviesti specialistą su specialia įranga. Jis greitai pakeis darbinį skystį, o sistema veiks norimu režimu

Paruošti elementai sujungiami vienas su kitu, o tada sukurtas mazgas polimeriniais vamzdžiais prijungiamas prie šildymo sistemos ir pradedama eksploatuoti įranga.

Žingsnis po žingsnio instrukcijos, kaip surinkti šilumos siurblį iš šaldytuvo, aprašytos Šis straipsnis.

2 metodas. Šilumos siurblys iš oro kondicionieriaus

Norint pagaminti šilumos siurblį, yra modifikuojamas oro kondicionierius ir pertvarkomi kai kurie pagrindiniai komponentai. Pirmiausia sukeičiami išoriniai ir vidaus įrenginiai.

Garintuvas, atsakingas už žemos kokybės šilumos perdavimą, papildomai neįrengiamas, nes yra vidiniame įrenginio bloke, o šilumos energiją perduodantis kondensatorius – išoriniame bloke. Kaip aušinimo skystis tinka ir oras, ir vanduo.

Jei ši montavimo parinktis nėra patogi, kondensatorius montuojamas į atskirą baką, skirtą teisingam šilumos mainams tarp šildymo šaltinio ir aušinimo skysčio.

Pačioje sistemoje yra keturių krypčių vožtuvas. Šiam darbui dažniausiai kviečiamas specialistas, turintis profesinių įgūdžių ir patirties vedant tokio pobūdžio renginius.

Šiuolaikinės split sistemos yra neefektyvios esant žemai temperatūrai, todėl profesionalai nerekomenduoja jų naudoti šilumos siurblių gamybai patiems

Trečiajame variante oro kondicionierius visiškai išardomas į sudedamąsias dalis, o po to iš jų pagal tradicinę visuotinai priimtą schemą surenkamas siurblys: garintuvas, kompresorius, kondensatorius. Pagamintas įrenginys prijungiamas prie namo šildymo įrangos ir pradedamas naudoti.

Svetainėje yra keletas straipsnių apie šilumos siurblių gamybą savo rankomis, rekomenduojame perskaityti:

1. Kaip savo rankomis pasidaryti šilumos siurblį namo šildymui: veikimo principas ir surinkimo schemos
2. Kaip pasidaryti šilumos siurblį oras-vanduo: įrenginių schemos ir savarankiškas surinkimas

Patarimai, kaip pasirinkti sistemą

Žemė-vanduo įrangos montavimas yra brangesnis nei visi kiti variantai, nes reikia giliai iškasti, kai įranga yra vertikaliai arba didelis laisvas plotas klojant komunikacijas horizontaliai.

Šie parametrai riboja sistemos naudojimą ir žymiai sumažina jos patrauklumą.

Vanduo-vanduo siurblio montavimas taip pat turi tam tikrų apribojimų. Jei šalia yra pasiekiamas vandens telkinys, galite į jį įstatyti sistemą. Dėl atviro vandens trūkumo reikės gręžti šulinius ir drenažo šulinius, o tai taip pat nėra pigu.

Oras-vanduo siurblys nesukelia jokių įrengimo problemų, gali tinkamai veikti net daugiabučiuose namuose, tačiau atšiauriomis žiemomis esant žemai temperatūrai jo efektyvumas sumažėja ir jam palaikyti reikalingas lygiagretus energijos šaltinis.

Tačiau geoterminio šildymo išdėstymas Dėl to jis apmoka savo išlaidas ir pradeda gaminti nemokamus išteklius, leidžiančius savininkams gyventi patogiausiomis, maloniausiomis ir patogiausiomis sąlygomis, neišleidžiant daug pinigų komunalinėms paslaugoms.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše aiškiai matyti, kaip dideliame iš dujų silikatinio bloko name įrengiama šildymo sistema, pagrįsta oras-vanduo geoterminio šildymo įranga. Atskleidžiami įdomūs niuansai dėl įrangos montavimo ir skelbiami realūs mėnesio komunalinių mokesčių skaičiai.

Kaip veikia žemės ir vandens įranga.Išsamus geoterminių termo katilų montavimo specialisto aprašymas, rekomendacijos ir naudingi patarimai namų meistrams iš savo srities profesionalo.

Tikras įrangos naudotojas dalijasi įspūdžiais apie geoterminį šilumos siurblį.

Profesionalus mechanikas pasakoja, kaip namuose pasigaminti šilumos siurblį naudojant galingą kompresorių ir vamzdines šilumos mainų dalis. Išsamios instrukcijos žingsnis po žingsnio režimu.

Geoterminis siurblys privačiam namų ūkiui šildyti yra sėkmingas būdas sukurti patogias gyvenimo sąlygas net ten, kur nėra centralizuotų ryšių sistemų ir įprastesnių energijos šaltinių.

Sistemos pasirinkimas priklauso nuo turto teritorinės padėties ir savininkų finansinių galimybių.

Ar turite patirties gaminant geoterminį šilumos siurblį? Pasidalykite informacija su mūsų skaitytojais ir pasiūlykite savo surinkimo variantą. Galite palikti komentarus ir pridėti savo naminių gaminių nuotraukas žemiau esančioje formoje.