Geotermalna pompa ciepła zrób to sam – Ogrzewanie i izolacja – strona o cieple w Twoim domu

Pompy tej konstrukcji pracują na odnawialnych źródłach energii naturalnej, takich jak ciepło niskogatunkowe tkwiące w:

  • Na zewnątrz (zakres temperatur od -15 do +15 stopni);
  • usunięty z budynku (odpowiednio od 15 do 25);

Gleby następujących miejsc układania:

  • Powierzchnia (w nich temperatura wynosi od 0 do 10 stopni);
  • Głębokie, poniżej 20 metrów (stała temperatura +10 stopni);
  • Podglebie (od 4 do 10 stopni);
  • Ziemia (ponad +10);
  • Znajduje się w otwartych zbiornikach wodnych, rzece i jeziorze (od 0 do 10);
  • Ścieki (ścieki). Temperatura w tych przypadkach zależy od reżimu technologicznego wyładowania.

Możesz zmontować geotermalną pompę ciepła własnymi rękami. Zużyje pewną ilość energii elektrycznej, ale stosunek zużycia tego ostatniego do ciepła odbieranego podczas pracy (od 1:3 do 1:7) pozwala nam mówić o wysokiej wydajności produktu.

Wnętrze gruntowej pompy ciepła

Zasada działania i konstrukcja wewnętrzna bardzo przypomina klimatyzator, który działa na zasadzie ogrzewania. Sędzia dla siebie:

  • Kolektory montowane są na dnie zbiornika (w ziemi) do przemieszczania chłodziwa. To tutaj gromadzi się energia cieplna i izoluje się zimno;
  • Pompa podnosi płyn niezamarzający, który pochłonął ciepło;
  • Wchodzi do zbiornika, zwanego buforowym (BB), w którym ciepło przekazywane jest do tak podgrzanej wody;
  • Płyn niezamarzający, który oddał ciepło, wraca do kolektora.

Gruntowe pompy ciepła do ogrzewania do samodzielnego montażu mogą być używane jako główne lub zapasowe źródło ciepła.

To urządzenie termiczne akumuluje ciepło zawarte w środowisku zewnętrznym i przekazuje je do krążącego chłodziwa. Wspomniany proces realizowany jest poprzez wykorzystanie następujących głównych węzłów:

  • Parownik – znajduje się pod ziemią, poniżej poziomu zamarzania gleby. Jego głównym zadaniem jest pochłanianie ciepła z gruntu;
  • Skraplacz – ten węzeł podnosi temperaturę zastosowanego płynu niezamarzającego (A) do pożądanej wartości;
  • Pompa termiczna – zapewnia cyrkulację (A) w układzie i steruje pracą całego urządzenia;
  • BB – zbiera się w nim ciepły płyn niezamarzający, a zmagazynowana przez niego energia jest przekazywana do chłodziwa. Posiada wewnętrzny zbiornik z wodą pochodzącą z CO. W centrum tego zbiornika zainstalowana jest cewka. Przepływa przez nią płyn niezamarzający.

Montaż geotermalnej pompy ciepła własnymi rękami

Decydując się na wykonanie pompy geotermalnej własnymi rękami, musisz zmienić zainstalowany w domu licznik elektryczny, jeśli wytrzyma obciążenie mniejsze niż 40A. Wyjaśnia to fakt, że konstrukcja zużywa bardzo wysoki prąd rozruchowy, gdy sprężarka jest włączona.

READ
Kontroler ładowania baterii słonecznych: schemat, zasada działania, metody podłączenia © Geostart

Średni koszt komponentów do montażu produktu o mocy 9 kW/h wyniesie około 500 euro, biorąc pod uwagę zakup:

  • Rury miedziane o różnych średnicach;
  • adaptery o różnych rozmiarach i złączach;
  • XNUMX litrowy zbiornik metalowy (stal nierdzewna);
  • dmuchawa powietrza;
  • elektrody;
  • zawory działające jako zawory bezpieczeństwa;
  • zawory odcinające;
  • plastikowa beczka;
  • sama sprężarka;
  • aparatura kontrolno-pomiarowa (manometry, termometry);
  • freon do tankowania systemu;
  • zapięcia;
  • węże łączące;
  • elementy automatyki itp.

Zrób to sam geotermalna pompa ciepła jest montowana w kilku etapach. Najpierw wybierana jest sprężarka do przyszłego klimatyzatora. Na przykład dwa jednofazowe 24000BTU, pozwalające na montaż kaskady, całkowita moc cieplna (N) wyniesie 16 kW. Przy niesynchronicznym rozruchu możliwe staje się zmniejszenie wymaganej wartości prądu rozruchowego. Możesz je przymocować do ściany za pomocą specjalnych wsporników.

Sam skraplacz może być wykonany z metalowego 100-litrowego zbiornika. Zbiornik jest cięty, a wewnątrz montowana jest wężownica, wykonana z rury d=10 mm (miedź). Grubość ścianki zastosowanej rury musi wynosić ≥ 1 mm. Gotowy kondensator jest również montowany na ścianie.

Pompa geotermalna zrób to sam musi mieć cewkę, która jest wykonana przez równomierne nawinięcie miedzianej rurki wokół metalowego cylindra (może być gazem) o tym samym skoku.

Połączenie gwintowane jest sprawdzane, po czym zbiornik jest zaparzany.

Parownik wykonany jest z plastikowego zbiornika o pojemności 80 litrów, wewnątrz którego zainstalowano również miedzianą wężownicę wykonaną z rury ”. Gotowy parownik jest również mocowany do ściany za pomocą specjalnych wsporników w kształcie litery L. Linie zasilające i odpływowe wykonane są z prostej metalowo-plastikowej rury.

Po zdobyciu wszystkiego, czego potrzebujesz i wykonaniu podstawowej pracy, o której mowa powyżej, zaleca się zaproszenie mistrza, który rozumie sprzęt chłodniczy, do końcowego montażu oraz uruchomienia i uruchomienia. Ma montaż systemu, napełnianie go freonem i późniejsze strojenie będzie lepsze.

Obliczanie mocy jednostkowej i obliczenia

W zależności od wybranej opcji instalacji (w pionie lub poziomie), geotermalne pompy ciepła do ogrzewania zaczynają się od etapu wstępnych obliczeń przyszłego projektu.

Obliczanie kolektora

Geotermalna pompa ciepła

O wartości ciepła, jaką można odprowadzić z metra bieżącego, decyduje szeroki zakres parametrów (jakość gruntu, głębokość ułożenia rur, bliskość wód gruntowych itp.). Przybliżona wartość użyta do wstępnych obliczeń to wartość 20 W/m. To jest wynik podsumowujący:

  • dla suchego piasku wartość wynosi 10;
  • dla gliny:
    • suchy – 20 W/m;
    • mokry – 25 W / m;
    • o wysokiej zawartości wody – 35 W/m.

    Do obliczeń zakłada się, że różnica temperatury krążącego chłodziwa w przewodach zasilających i powrotnych wynosi 3 stopnie.

    W miejscu ułożenia kolektora nie jest konieczne wznoszenie żadnych budynków, aby nie ograniczać nagrzewania się ziemi promieniami UV.

    Podczas montażu geotermalnej pompy ciepła własnymi rękami należy pamiętać, że rury układane są w odległości co najmniej 700 – 800 mm. Optymalna długość wykopanego wykopu to 30 – 150 metrów. W obwodzie, zwanym pierwotnym, rolę chłodziwa pełni roztwór glikolu (25%), jego pojemność cieplna wynosi 3,7 kJ / (kg * K). Należy również wziąć pod uwagę fakt, że płyn niezamarzający podczas pracy zwiększa spadek ciśnienia o 1,5 razy podczas cyrkulacji przez rury (w porównaniu z wodą).

    Obliczenia rozpoczynają się od określenia zużycia płynu niezamarzającego.

    Ten produkt staje się coraz bardziej poszukiwany na rynku rosyjskim ze względu na jego nieodłączną wysoką wydajność.

    Geotermalna pompa ciepła do ogrzewania domu różni się od pomp ciepła dostosowaniem do wszelkich zjawisk naturalnych i obciążeń temperaturowych.

    Zaleca się zainstalowanie obejścia w pobliżu kotła grzewczego na linii powrotnej. We wskazanym miejscu ustalona jest minimalna temperatura transportowanego chłodziwa

    Kratki ozdobne pozwalają rozwiązać szereg kwestii, które zwiększają wydajność urządzeń grzewczych oraz estetykę pomieszczenia jako całości.

    Ogrzewanie geotermalne „zrób to sam” – zalecenia dotyczące wyboru rodzaju obwodu zewnętrznego i instrukcje produkcyjne

    Organizacja geotermalnego systemu grzewczego

    Znaczne koszty początkowe nie pozwalają jeszcze na przekształcenie ogrzewania geotermalnego w „towar towarowy” w naszym kraju.

    Ale pomysł na zdobycie ciepła za darmo okazał się tak kuszący, że wielu naszych rodaków stara się go opanować z całych sił, minimalizując koszty tam, gdzie to możliwe.

    Najskuteczniejszym sposobem obniżenia kosztów systemu jest wytwarzanie wszystkich jego komponentów we własnym zakresie.

    Następnie zobaczymy, jak możesz zorganizować ogrzewanie geotermalne własnymi rękami i ile będziesz musiał się rozstać.

    Jak działa ogrzewanie geotermalne?

    Ten rodzaj ogrzewania jest nadal uważany za nowość w naszym kraju, ale nie ma w nim nic super niezwykłego.

    To tylko nowy sposób na wykorzystanie starej dobrej pompy ciepła, którą można znaleźć w każdej lodówce.

    Brata geotermalnego systemu grzewczego można uznać za klimatyzator pracujący w trybie „zimowym”. W końcu to urządzenie w ogóle nie ogrzewa powietrza za pomocą elementów grzejnych, jak niektórzy myślą.

    Klimatyzator, że tak powiem, pompuje ciepło, które wydobywa z chłodnego jesiennego powietrza na zewnątrz pomieszczenia. To samo zadanie wykonuje pompa ciepła w instalacji geotermalnej, jako źródło ciepła wykorzystywana jest tylko gleba lub woda o temperaturze +5 – +7 stopni.

    Jak to się dzieje, że lodowate w dotyku środowisko działa jak źródło ciepła? Jest to możliwe dzięki niezwykłej zdolności gazów do nagrzewania się podczas sprężania i schładzania podczas rozprężania.

    Jeśli pozwoli się na podgrzanie części gazu z jednego medium, a następnie przeniesienie go do innego i sprężenie tam, stanie się jeszcze gorętszy i odda energię cieplną temu drugiemu medium, nawet jeśli ma wyższą temperaturę niż pierwsze. Teraz przywracamy gazowi jego pierwotne ciśnienie, jednocześnie przenosząc go do pierwszego medium.

    System ogrzewania geotermalnego

    Ogrzewanie geotermalne – zasada działania

    Jego temperatura spadnie poniżej początkowej, ponieważ część energii wewnętrznej została oddana w postaci ciepła na etapie sprężania. W konsekwencji gaz ponownie zacznie się nagrzewać z pierwszego medium.

    Powtarzając tę ​​operację raz za razem, będziemy „pompować” ciepło z jednego medium do drugiego w kierunku przeciwnym do naturalnego przenoszenia ciepła. Proces ten nazywany jest „cyklem Carnota” i na nim opiera się zasada działania pompy ciepła w geotermalnym systemie grzewczym.

    Klasyfikacja według typu konstrukcji

    Projekt systemu geotermalnego

    Jeśli w przypadku klimatyzatora sam gaz chłodniczy przechodzi przez czynnik źródłowy, to w geotermalnym systemie grzewczym odbiera ciepło od pośrednika – wody lub płynu niezamarzającego.

    Ten ostatni krąży po tak zwanym obwodzie zewnętrznym, który jest długą rurą.

    To ta rura jest umieszczona w medium źródłowym.

    W zależności od rodzaju obiegu zewnętrznego istnieją trzy wersje geotermalnych systemów grzewczych:

    1. Z poziomym kontur: rura układana jest w „węża” (w ziemi) lub w formie spirali (na dnie zbiornika) poniżej głębokości zamarzania, czyli około kilku metrów od powierzchni ziemi . Taki obwód zajmuje duży obszar, ale sam właściciel może go zbudować.
    2. Z obrysem pionowym: rury są opuszczane do głębokich studni. Wygodniejsza opcja, ponieważ nie wymaga znacznej przestrzeni, ale do budowy studni będziesz musiał zatrudnić specjalistów ze specjalnym sprzętem.
    3. Połączona opcja: inny rodzaj konturu, który możesz zbudować samodzielnie, a zajmuje mniej miejsca niż poziomy. Stosowana jest rura polimerowa, która jest układana w ziemi w postaci cylindrycznej sprężyny. Okazuje się coś pomiędzy pionowymi i poziomymi konturami ze spadkiem w kierunku tych ostatnich.

    Izolacja rur

    Nie zawsze jest możliwe układanie rur poniżej głębokości zamarzania gruntu. Izolacja rur w gruncie pomoże chronić system grzewczy przed mrozem.

    W tym temacie porozmawiamy o alternatywnych źródłach energii. Energia wiatrowa i słoneczna oraz ciepło ziemi jako źródła ciepła.

    Czym jest biogaz i jak zdobyć takie paliwo alternatywne własnymi rękami, przeczytaj tutaj: https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/alternativnoe-otoplenie/biogaz-svoimi-rukami.html. Uważnie przeczytaj rodzaje surowców, projekt biogazowni i wiele innych przydatnych informacji.

    Cechy systemu grzewczego

    W przeciwieństwie do kotła gazowego pompa ciepła nie musi podgrzewać nośnika ciepła systemu grzewczego do wysokiej temperatury, ponieważ tworzenie się kondensatu podczas zimnego „powrotu” jej nie zagraża. Ponadto praca w niskich temperaturach będzie wymagała mniejszego zużycia energii.

    Aby zrekompensować niską temperaturę chłodziwa, należałoby znacznie zwiększyć powierzchnię grzejników, dlatego zamiast nich lepiej zastosować system „ciepłej podłogi”. Ten rodzaj ogrzewania jest również najbardziej racjonalny, ponieważ ogrzane powietrze wchodzi niejako do pomieszczenia mieszkalnego, a nie pod sufit.

    Uzyskując ciepło z wnętrzności ziemi

    Kolejnym argumentem przemawiającym za „ciepłą podłogą” są minimalne straty ciepła. Wszak ich wartość zależy przede wszystkim od różnicy temperatur i jest najmniejsza w warunkach niskotemperaturowych. Drugim czynnikiem jest obszar kontaktu ogrzanego powietrza ze ścianami zewnętrznymi. Powietrze unoszące się z „ciepłej podłogi” nie dotyka ścian zewnętrznych (przy zastosowaniu konwencjonalnych grzejników dosłownie myje szyby okienne i sąsiednie sekcje ściany zewnętrznej).

    Główna wada „ciepłej podłogi” – zależność energetyczna – jest w tym przypadku nieistotna, ponieważ pompa ciepła również nie będzie w stanie pracować bez prądu.

    Niebezpieczeństwo utajonego wycieku można również zignorować, jeśli obwód jest zintegrowany z elastycznymi rurami polimerowymi.

    Zalety i wady systemu

    Wdrażając ogrzewanie geotermalne czerpiemy korzyści z:

    1. Otrzymujemy darmowe ciepło: 1 kW zużytej energii elektrycznej daje średnio 3, a czasem 5 kW ciepła.
    2. Rezygnujemy z budowy komina i żmudnych prac konserwacyjnych.
    3. Nie zanieczyszczamy atmosfery i oszczędzamy zasoby nieodnawialne.
    1. System bez zasilania nie działa.
    2. Kontur zewnętrzny jest bardzo duży.

    Ogrzewanie ciepłem ziemi za darmo

    Bezpieczny system geotermalny

    Wydajność grzewcza systemu jest ograniczona. Po pierwsze, obwód zewnętrzny nie może mieć dowolnie dużej długości, ponieważ wraz ze wzrostem czasu jego opór hydrauliczny znacznie wzrasta. Po drugie, przy intensywnym wypompowywaniu ciepła gleba zamarznie, co przy pionowym ułożeniu konturu zewnętrznego (w studniach) może prowadzić do negatywnych konsekwencji dla lokalnej ekologii.

    System ogrzewania geotermalnego „zrób to sam” – instrukcje krok po kroku

    Rozważ budowę ogrzewania geotermalnego w domu własnymi rękami z poziomym konturem zewnętrznym (układanie w ziemi). Pracę podzielimy na dwa etapy.

    Produkcja pomp ciepła

    Na ścianie należy przymocować kompresor z klimatyzatora lub lodówki.

    W przypadku słabego okablowania należy zastosować dwie sprężarki o mniejszej wydajności – zmniejszy to prąd rozruchowy (sprężarki będą włączane szeregowo).

    Skraplacz, w którym sprężany będzie czynnik chłodniczy, wykonany jest z sanitarnej rury miedzianej o średnicy zewnętrznej około 12 mm i grubości ścianki 1 – 1,2 mm. Jest nawinięty na cylindryczny półfabrykat, dzięki czemu uzyskuje się cewkę.

    Parownik wykonany jest z tego samego materiału.

    DIY pompa ciepła

    Domowa pompa ciepła

    Jako wymienniki ciepła należy zastosować dwa zbiorniki: dla układu grzewczego – nierdzewny (tu montowany jest skraplacz), dla obiegu zewnętrznego – plastikowy (zamontujemy w nim parownik).

    Instalujemy skraplacz tak, aby freon w nim poruszał się od góry do dołu. Z tego powodu, gdy się kondensuje, nie tworzą się bąbelki. W parowniku gaz musi poruszać się w przeciwnym kierunku.

    Jeden koniec skraplacza jest podłączony do wylotu sprężarki, a na drugim zainstalowany jest zawór redukcyjny. Do wylotu tego zaworu podłączony jest parownik, którego drugi koniec należy podłączyć do wlotu sprężarki.

    Każdy pojemnik należy włożyć do odpowiedniego obwodu za pomocą złączek.

    Budowa konturu zewnętrznego

    Kontur to plastikowa rura ułożona w wykopie poniżej głębokości zamarzania gleby w postaci „węża”. Odległość między sąsiednimi sekcjami powinna wynosić około 70 cm.

    Długość konturu będzie zależeć od wilgotności gleby. W przypadku suchej gleby z każdego metra rury można odprowadzić 10 W ciepła, w wilgotnych glebach gliniastych wartość ta wzrasta do 35 W. Zatem na każdy kW mocy cieplnej potrzebny będzie obwód o powierzchni od 25 do 50 metrów kwadratowych. m.

    Koszty

    Przy produkcji pompy ciepła o mocy 9 kW pod względem ciepła będziesz musiał wydać:

    • za produkty i materiały do ​​skraplacza: 163 USD;
    • za waporyzator: $206;
    • za używany kompresor i freon: około 50 USD.

    Dzięki automatyzacji całkowity koszt domowej pompy ciepła wyniesie około 500 USD.

    Rura polipropylenowa marki PN10 o średnicy 50 mm dla obwodu zewnętrznego będzie kosztować 193 ruble. za metr bieżący.

    Ogrzewanie prywatnego domu ciepłem ziemi

    Czy wiesz, że możesz ogrzać swój dom za darmo, korzystając z ciepła ziemi? Ogrzewanie geotermalne: zasada działania, zalety i wady technologii.

    W tym artykule zostanie omówiona zasada działania pompy ciepła do ogrzewania domu.

    READ
    Hybrydowy falownik solarny: wielofunkcyjny i kompaktowy
Rating
( No ratings yet )
Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: