Jeotermal ısıtma: operasyon prensibi, artıları ve eksileri, inşaat inceliklerini

Evler ısıtmak için birçok farklı seçenek var. İnsanların dikkati doğal olarak en az enerji tüketen yollar bulmaya odaklanır. Şiddetli anlaşmazlıklar, yeraltı kaynaklarının kullanımı gibi ısının elde edilmesi için böyle bir ilerleyici yöntemden kaynaklanır.

Jeotermal ısıtma prensibi, ısı pompalarının kullanımını içerir. Klasik Carnot döngüsüne göre çalışırlar, derin bir soğuk hava alır ve ısıtma sisteminde 50 dereceye kadar ısıtılmış bir sıvı akışını alırlar. Ekipmanın verimliliği% 350 ile% 450 arasındadır (bu, temel fiziksel yasalara aykırı değildir, neden - daha sonra söylenecektir).Standart bir ısı pompası, 100 bin saatten fazla bir sıcaklıktan dolayı bir evi veya başka bir binayı ısıtır (bu, önleyici revizyonlar arasındaki ortalama aralıktır).

50 dereceye kadar ısıtmak tesadüfi değildir. Özel hesaplamaların sonuçlarına göre ve pratik olarak uygulanan sistemlerin çalışmasında, bu gösterge en etkili olarak kabul edilmiştir. Bu nedenle, derinliklerden enerji akışını kullanan yer ısıtması temel olarak radyatörlerle değil, sıcak bir zemin veya hava devresiyle desteklenir. Ortalama olarak, pompayı çalıştıran 1000 W'lık enerji başına, yaklaşık 3500 W'lık termal enerjiyi yukarı kaldırmak mümkündür. Ana şebeke ve diğer ısıtma yöntemlerinde soğutucu akışkanın maliyetlerindeki artışa karşın, bu çok hoş bir göstergedir.

Jeotermal ısıtma üç devreden oluşur:

• yer toplayıcısı;
• ısı pompası;
• Aslında, evde bir ısıtma kompleksi.

Nedeni basittir - yeterince ısıtılmış bir toprak tabakasında bulunan su ekipmanı hızla aşındırır. Ve böyle bir sıvı bile keyfi olarak alınmamış bir yerde bulunamaz. Belirli bir soğutucu seçimi mühendislerin tasarım kararları ile belirlenir. Pompa, cihaza bağlı olarak sistemin kalan kısımlarına göre seçilir. Kuyu derinliği (ekipmanın seviyesi) doğal koşullar tarafından belirlendiğinden, jeotermal sistem tipleri arasındaki belirleyici farklar, yerdeki rezervuarın cihazı ile ilişkilidir.

Yatay yapı, toplayıcının toprağın donma çizgisi altında kaldığı yeri ifade eder. Spesifik yere bağlı olarak, bu 150-200 cm derinlikte anlamına gelir.Bu tür toplayıcılar, bakır (harici bir PVC tabakası ile) ve metal-plastikten yapılmış çeşitli borularla donatılabilir. 7 ila 9 kW ısı elde etmek için en az 300 metrekare yatırmanız gerekecek. m toplayıcı. Bu teknik, ağaçlara 150 cm'den fazla yaklaşmaya izin vermez ve kurulumun tamamlanmasının ardından arazinin iyileştirilmesi gereklidir.

Dikey olarak açığa çıkmış bir rezervuar, farklı yönlere yöneltilmiş ve her biri kendi açısına bağlı olarak çeşitli kuyuların delinmesini ima eder. Kuyuların içinde jeotermal sondalar, 1 koşudan termal dönüş vardır. m yaklaşık 50 watt ulaşır. Aynı ısı miktarı için (7-9 kW), 150-200 m'lik kuyuların tedarik edilmesi gerekeceğini hesaplamak kolaydır. Bu durumda avantaj sadece ekonomide değil, aynı zamanda bölgenin peyzaj yapısının değişmediği gerçeğidir. Sadece keson ünitesinin kurulumu için küçük bir alanın tahsis edilmesi ve yoğunlaştırıcı bir toplayıcının yerleştirilmesi gerekli olacaktır.

Sudan ısıtılan bir kontür, bir dış ısı değişim ünitesini bir göle veya gölete 200 ila 300 cm derinliğe getirmenin mümkün olması halinde pratiktir. Ancak ön şart, rezervuarın ısıtılmış binadan ve en az 200 metrekarelik su yüzey alanından 0,1 km'lik bir yarıçap içindeki yeri olacaktır. m Isı, atmosferden bir harici devre tarafından üretildiğinde hava ısı değiştiricileri de vardır. Böyle bir karar, ülkenin güney bölgelerinde kendini gösterir ve herhangi bir kazı çalışması gerektirmez. Sistemin zayıflıkları 15 derecelik donma ile düşük verim ve sıcaklık 20 dereceye düşerse tamamen durur.

Bir kır evinin jeotermal ısınması, her şeyden önce, pahalı ve kirli hava mineral yakıtı tüketmez. İsveç'te inşa edilen 10 yeni evin 7'si bu şekilde ısıtılıyor. Sıcak günlerde, bir ısıtıcıdan gelen jeotermal ekipman, pasif koşullandırma aracı haline gelir. Popüler inanışın aksine, böyle bir ısıtma sistemi volkanlara veya gayzerlere ihtiyaç duymaz. En sıradan düz arazide, daha kötüsü değil.

Tek şart, donma hattının altındaki noktaya termal çevre tarafından ulaşmaktır.Toprağın sıcaklığının daima 3 ila 15 derece olduğu yerlerde. Ultra yüksek verim sadece doğanın kanunlarıyla çelişmektedir; Isı pompası, insanlara benzeyen “buz” suyun bile etkisiyle buharlaşan freon ile doyurulur. Buhar üçüncü devreyi ısıtır. Böyle bir plan, içten içe doğru bir buzdolabıdır. Bu nedenle, pompa verimliliği sadece elektrik enerjisi ve termal kaynakların nicel oranına atıfta bulunur. Kendi başına, sürücü kaçınılmaz enerji kaybıyla “olması gerektiği gibi” dir.

Jeotermal ısıtmanın nesnel avantajları düşünülebilir:

• mükemmel verimlilik;
• katı bir servis periyodu (ısı pompası 2-3 yıl boyunca çalıştı ve jeolojik problar 100 yaşına kadar çıktı);
• neredeyse her koşulda işin sağlamlığı;
• enerji taşıyıcılarına bağlanma eksikliği;
• tam özerklik.

Jeotermal ısıtmanın gerçekten yaygın bir çözüm olmasını engelleyen ciddi bir sorun var. Bu, sahiplerin incelemelerinin gösterdiği gibi, tasarımın yarattığı yüksek fiyattır. 200 metrekarelik olağan evi ısıtmak için. m (çok nadir değil), 1 milyon ruble için bir anahtar teslimi sistemi kurmak gerekli olacak, bu miktarın 1 / 3'ü kadar bir ısı pompası. Otomatik kurulumlar çok rahattır ve her şey doğru şekilde kurulursa, insan müdahalesi olmadan yıllarca çalışabilirler. Her şey sadece fonların kullanılabilirliğine bağlıdır. Diğer bir dezavantaj, pompa ünitesinin güç kaynağına bağımlı olmasıdır.

Bir kaç kişi kendi elleriyle jeotermal ısıtma oluşturmaya çalışıyor. Ancak böyle bir sistemin çalışması için dikkatli hesaplamalar yapılmalı ve boru tesisatının düzeni de gereklidir. 2-3 metreden daha yakın bir mesafede evin yakınına getirilmesi imkansızdır, izin verilen azami delme derinliği 200 metreye ulaşmaktadır, ancak iyi bir 50 kilometreye ulaşan kuyular iyi bir verimlilik göstermektedir.

Herhangi bir hesaplamada dikkate alınan ana parametreler şunlardır:

• sıcaklık (15-20 m'den daha derin ve yaratılan koşullara bağlı olarak 8 ila 100 derece daha fazla ısıtır);
• geri kazanılabilir gücün değeri (ortalama - 1 m için 0,05 kW);
• Isı transferinde yeraltı suyu ile iklim, nem ve temasın etkisi.

Çok ilginç, tamamen kuru kayalar 1 m ile 25 W'dan fazla vermez.ve yeraltı suyu varsa, bu rakam 100-110 watt'a yükselir. Isı pompasının standart çalışma süresinin yılda 1800 saat olduğunu unutmamalıyız.Bu gösterge aşılırsa, sistem daha verimli olmayacaktır, ancak aşınması hızla büyür. Daha da kötüsü, alt toprakların termal kaynağının aşırı kullanımı, soğumalarına ve hatta çalışma derinliğindeki kayaların donmasına neden olur. Bunu takiben, toprak batar, bazen borular ve yer üstü yapılar zarar görür.

Yeraltı kaynakları pahasına ısı arzı, kesinlikle geliştirilmiş bir algoritmaya göre oluşturulmalıdır. Su ve hava sistemleri sınırlı olduğundan, pratik seçeneklerin çoğu sondaj kuyusunu içerir.Ve bu, her şeyi kendi ellerinizle yapmamanın bir başka nedenidir. Sadece özel ekipman, ısıtma için gerekli koşulların yaratıldığı 20-100 m derinliğe kadar nüfuz etmeyi sağlar. Sonda yaklaşık 6 bar basınç için tasarlanmış plastik boruların kullanımına izin verilir.

Sistemin performansını artırmak için 3 veya 4 satırlık çemberleme kullanınUç kısımları U harfi biçiminde bağlanır. Kontura doğru ısıtma çok önemlidir, bu sayede sert don sırasında boruların çatlaması önlenir. Bu ısıtma, akımın uygulandığı kanalın merkezine gerilmiş bir tel üzerinden gerçekleştirilir. Enerji kazıkları uygulanamazsa, yatay alıcılar kullanılmalıdır. Onlar için 15x15 m boyutlarında bir platform hazırlanmakta ve toprak 0.5 m derinliğe kadar çıkarılmaktadır.

Bu alan, benzer probların döşenmesi için gereklidir. Isı değişimi yapan elektriksel paspaslar veya borular sıklıkla kullanılır. Isıtma sisteminin verimliliğini arttırmak için borunun düzenini bir spiral şeklinde veya "yılan" şeklinde uygulayın. Tam olarak neyin daha iyi olduğunu söylemek mümkün değil - hazır kompleksler, kitlesel üretilmiş veya kendi kendini bir araya getirme.İlk durumda, uyumluluk problemi otomatik olarak çözülür, ancak ikincisi, esneklik artar, modernleşme potansiyeli artar (tasarımın daha fazla olmasına dikkat edilmelidir).

Amatör inşaatçılar, tipik bir ısı biriktiricisinden uzaklaşarak, beton bir şap ile değiştirebilirler. Böyle bir sistemde jeotermal ısınma, önemli sıcaklık sıçramalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Farklı ısı transfer akışkanları ile deneyler yapmak ve değişken kapasiteye sahip kompresörleri monte etmek mümkündür. Yükü, tüketici devreleri boyunca doğru ve doğru bir şekilde dağıtarak, sistemi% 15-20 oranında daha verimli hale getirebilirsiniz. Paralel olarak, güç maliyeti önemli ölçüde azalır.

Yatay yerleştirilmiş borular 50-300 cm derinliğe kadar döşenmekte olup, karayollarına en küçüğü ise dönüşler halinde yapılmıştır. Ancak iki otoyol arasında en az 200 mm olmalıdır. Herhangi bir inşaat çalışması, toprağın termal geri dönüşünün belirlenmesi ile önceliğe sahip olmalıdır. 1 kare başına 20 watt'tan az ise. m, jeotermal konturda bir nokta yoktur. Yeraltı suyunun boşaltılmasını sağlamak için çukurların dibi bir kum tabakası ile kaplıdır.Çapraz bağlı polietilen bazlı borular iyi çalışır.

Isı pompasının en verimli çalışması, hava sıcaklığının 14 santigrat derece olduğu odalarda sağlanır. Mümkün olan her durumda, en verimli olanı olduğu için, yatay hatların dikey hizalanmasını tercih etmelisiniz. Değerlendirmelerden yola çıkarak, saf haliyle, jeotermal ısıtma irrasyoneldir, suyu çok uzun süre ısıtır, çünkü birçok durumda böyle bir sistem tamamen yardımcı bir rol oynar. En yüksek performansı elde etmek için, termal kaynağın katılımının izin verilen maksimum yoğunluğuna ve kuyunun tahmini akış hızlarına odaklanmalısınız.

Alt kuru kaya ve sıcak su değilse, bu neredeyse en uygun durumdur. Daha sonra paradan tasarruf etmek ve maksimum fayda sağlamak mümkündür. Ancak, su kaynağı için sıcak yeraltı kaynaklarını eşzamanlı olarak kullanmayı planlaması durumunda, içlerindeki suyun standart sıhhi şartlara uygun olması gerektiğini unutmamalıyız. Kimyasal analiz agresif bileşenlerin varlığını gösterdiğinde, sıvının karışmamasını sağlayan iki özerk devrenin organize edilmesi tavsiye edilir, ancak sadece ısı değişimi gerçekleşir.Kompresörler, buzdolapları veya klimalardan duvarlara sabitlenir.

Ev kablolaması oldukça zayıfsa, seri bağlantısı nedeniyle başlangıç ​​akımını azaltmak için bir çift kompresör kullanmanız gerekir. Kondansatörlerin montajında, içlerindeki freonun üst noktadan dibe hareketine dikkat etmek gerekir, bunun tersi de doğru değildir. Kollektörün sabit bir şekilde çalışması ve odayı ısıtması için, alanı (100 metrekarelik özel bir ev için) 200-250 m2 olmalıdır. Bahçe veya sebze bahçesini daha sonra bölmeyi planlıyorsanız, yatay ısıtma düzeni kullanılmamalıdır. Sistemi tamamlamak için geleneksel bir sondaj deliği pompası bile kullanılabilir.

Jeotermal ısıtmanın ne olduğu ve nasıl kurulacağı hakkında, aşağıdaki videoya bakınız.