Geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění domu: princip činnosti, zpětná vazba

Teplo je jedním z nejžádanějších typů energie potřebné k udržení lidské činnosti. Zdroje potřebné k jeho výrobě jsou zároveň působivé - ať už je to elektřina s ropnými produkty nebo tradičními palivy, jako je uhlí a dřevo. Je zřejmé, že v této souvislosti je třeba nabídnout alternativní způsob vytápění. Jedním z nejslibnějších a aktivně se rozvíjejících technických řešení tohoto typu je geotermální tepelné čerpadlo, jehož koncepce se postupně přibližuje domácímu provoznímu stavu.

Obecné informace o technologii

Jakékoli představy o alternativním zdroji tepla zahrnují obsluhu určitého přírodního materiálu nebo jevu. V tomto případě je centrálním dodavatelem energie podloží. Půda v určitých hloubkách udržuje dostatečnou teplotu, aby se její teplo mohlo nahromadit a následně použít na povrch. Hydrologické zdroje lze také považovat za zdroj tepla a provádět vlastní úpravy technické realizace skladovací infrastruktury.

Abychom dokázali představit účinnost této technologie, je třeba poznamenat, že když je do obsahu geotermálního tepelného čerpadla vloženo 1 kW energie, lze získat výnos 2-6 kW. Co vysvětluje tuto vysokou účinnost? Ve srovnání s jinými způsoby zpracování přírodních zdrojů energie geotermální mechanismy neposkytují přechodné stupně transformace. Například akumulace sluneční energie vyžaduje, aby světlo a teplo byly přeměněny na elektřinu, která se vynakládá na údržbu domu. V tomto případě se teplo nekonvertuje, ale přímo nebo s minimálními přechodnými fázemi se přenáší na cílové spotřebitele.

Princip činnosti

Nejprve je třeba určit konkrétní body, které se podílejí na procesu geotermálního vytápění. Proces začíná v zemi - na úrovni, která leží pod bodem mrazu. Teplota se může lišit v závislosti na hloubce. Pro minimální tepelný účinek postačí překročit 0 ° C, ale v praxi je to 35-40 ° C považováno za ekonomicky odůvodněné. Konečným uživatelem je topný okruh.

Pro přenos energie z půdy do domovního vytápěcího systému je zodpovědný za speciální potrubí, které je zásobováno geotermálním tepelným čerpadlem. Princip fungování je založen na skutečnosti, že teplo je přenášeno tímto přívodním potrubím výměníkem tepla a výparníkem podél okruhu chladiva. Stejně jako u klimatizačních zařízení hraje Freon úlohu aktivní odpařovací substance. Než začne čerpadlo pracovat, je v tekutém stavu a po startu projde do plynné formy. Dále je aktualizované chladivo přeneseno do kompresoru, jehož komunikace je připojena k konečnému topnému okruhu. Nadbytečný freon je nyní vypouštěn přes odbočný kanál.

Geotermální zařízení

Hlavním funkčním prvkem systému je termomechanické čerpadlo. Struktura jednotky je tvořena třemi okruhy:

• Externí. Poskytuje cirkulaci konvenčního tepelného nosiče ve formě nemrznoucí směsi nebo solanky.
• Interní. Obsahuje chladiva v uzavřených komorách, ve kterých dochází k tepelnému odpařování.
• Externí smyčka, která je přímo směrována do cílového servisního systému.

Také seznam pracovních prvků geotermálního tepelného čerpadla pro vytápění zahrnuje kompresor, odpařovač, vypouštěcí kanál a chladicí kapaliny. Je důležité si uvědomit, že návrh, uspořádání a další funkce se mohou lišit v závislosti na podmínkách použití. K dispozici jsou instalace pro půdu, pro vodu a vzduch, stejně jako pro kombinované systémy, které mohou pracovat v různých podmínkách.

Zdroje tepla a akumulační prostředky

Geotermální systémy mají mnoho výhod spojených s ekonomickou dodávkou energie, praktickostí a technologickou dostupností pro domácnosti. Ale stejně jako ostatní systémy, které uchovávají alternativní energii, závisí na zdroji. Abyste si tedy byli jisti stabilitou přívodu tepla, měli byste předem uvažovat o možnosti připojení k záložnímu napájecímu kanálu. Podzemní a hydrologické zdroje budou diskutovány níže, ale prozatím je nutné se seznámit s provozní infrastrukturou obsluhou geotermálního tepelného čerpadla jako systému dodávek zdrojů. Jako přijímače tepla jsou volné materiály, trubky, sondy a konstrukce, jejichž struktura může akumulovat energii. Zejména mohou být topné rohože spojené s čerpadlem, chlazením a třetími systémy vytápění.

Zemní zdroj tepelné energie

Vysoce výkonné systémy shromažďující geotermální energii jsou umístěny na polích asi 200 m². Do označené zóny je odstraněna vrstva půdy 40-50 cm pod bodem mrazu. Obecně se získá tloušťka 150-200 cm. Tyto a další údaje jsou v projektu uvedeny s výpočtem objemů energie pro konkrétní topný okruh. Hodně bude záviset na regionu, protože v jedné lokalitě je možné extrahovat 30 W od 1 m², v druhé - 70-80 s 1 m².

Na místě jsou vytvořeny studny, příkopy nebo pevné plochy pro skladování akumulačních prvků. Nejvíce přístupná při realizaci je instalace vertikálního vrtu, ve které jsou umístěny spirálové skladovací trubky nebo rohože. Ve vodorovném uspořádání umístění vstupní infrastruktury může geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění produkovat velké množství energie, ale má nevýhody. Týkají se složitosti výkopu (vyžaduje speciální vybavení pro výstavbu velkých ploch), vyloučení jakýchkoli krajinných prací a pokles teploty do konce topné sezóny.

Zdroj vody tepelné energie

Hlavními předměty služby jsou v tomto případě jezera, rybníky a rybníky. Pokud jde o akumulační prvky, jejich funkce se provádí pomocí polymerových trubek s nemrznoucí náplní. Množství energie získané v průměru může být reprezentováno jako 30 W z 1 m potrubí. Pro komplexní údržbu velkého soukromého domu je zapotřebí 12 kW - v důsledku toho je nutné zorganizovat potrubní systém o délce 400 m.

Existuje další přístup k akumulaci tepla z hydrologických zdrojů. Pokud žádný blízkosti jezera a jezera v samostatném stanice 2-3 lze postavit i do jamek hloubky cca 20 m. Voda na této úrovni bude při teplotě asi 10 ° C, ale pro pomocné funkce topení je dost. Důsledkem je, že geotermální tepelné čerpadlo plní úkol neustále cirkulovat teplou nebo horkou vodu. Na jedné straně kontury je neustálé ohřev zdroje v jímkách bez nejmenších nákladů a energie se v domě hromadí z nově příchozí části vody.

Instalace geotermálního systému

Před rozhodnutím o nákupu zařízení byste měli posoudit, zda je použití této technologie v dané oblasti zásadně odůvodněné. Za tímto účelem se provádí řada studií geologického průzkumu, které určují hloubku zamrznutí půdy.

Instalace zahrnuje použití trubek nebo jiných akumulačních prvků, čerpadla a příslušenství. Vnitřní topená infrastruktura může být tvořena radiátory, ventilátory nebo podlahou s teplou vodou atd. Jedná se o systém spotřeby dodávaného zdroje.

Takže geotermální tepelná čerpadla jsou instalována pro dům v studně - jak již bylo uvedeno, nejen pozemky, ale také voda. Je možné vybavit vrty, zákopy a pole s erodovanou vrstvou půdy, ale tato možnost je častěji používána pro průmyslové dodávky tepla. Ve vytvořeném výklenku jsou akumulátory skládané po celém místě - v přímočaré konfiguraci nebo spirále. Okruhy jsou připojeny k čerpadlu umístěnému na povrchu, který je zase připojen k vytápěcímu okruhu.

Výrobci geotermálních čerpadel

Segment je aktivně vyvinutem úsilí největších vývojářů klimatizačních zařízení. Zejména výrobce kotlů Viessmann poskytuje spolehlivé jednotky pro akumulaci tepla vody a půdy při provozní teplotě +65 ° C. Pro průmyslové a veřejné budovy o rozloze 300-350 m² je nabízeno geotermální tepelné čerpadlo NIBE F1145. Jeho funkce zahrnují možnost připojení k třífázové síti 380 V a jednofázové - do 220 V. Univerzální z pohledu aplikace modelu geotermální pumpy nabízí japonská společnost Mitsubishi. Vývojáři této společnosti od roku 2007 se zabývají vývojem koncepce vícezónové topné separace se zjednodušeným systémem řízení.

Nezapomeňte takový slibný segment a domácí společnosti. Například ruské geotermální tepelné čerpadlo BROSK Mark II 100 je navrženo speciálně pro soukromého zákazníka - vlastníka malého venkovského domu. Navzdory mírnému výkonu je však toto zařízení charakterizováno jako spolehlivé, energeticky účinné a multifunkční.

Pozitivní zpětná vazba o technologii

Tento způsob vytápění pro mnoho z nich přitahuje pohodlí údržby, údržby a samozřejmě i minimální finanční náklady v provozu. Zařízení prakticky nevyžaduje spotřební palivové materiály. Pro zajištění funkce stejného čerpadla a kontrolního zařízení jsou zapotřebí elektrické zdroje, ale na pozadí vráceného objemu energie jsou zanedbatelné. Rovněž je zdůrazněna ekologická čistota geotermálních tepelných čerpadel. Recenze a vůbec na jednom z prvních míst v počtu plusů dávají skutečnost, že se v domě neuskuteční pracovní infrastruktura. K dispozici jsou pouze komunikace a zbývající funkční jednotky a uzly zůstávají na ulici.

Negativní zpětná vazba

Při plnohodnotné kotelně není tepelná účinnost geotermálních systémů stále srovnatelná. A není to ani otázka specifických ukazatelů síly, ale spastické dodávání tepla. Mnozí si stěžují na dlouhé období nízké dodávky energie, pro které se doporučuje zřídit záložní zásobovací systémy. Ale je tu další chyba. Přestože jsou vynaloženy malé peníze na údržbu zařízení, počáteční investice jsou srovnatelné s nákupem silného průmyslového kotle. Dokonce i geotermální tepelné čerpadlo ruského původu BROSK Mark II 100 je k dispozici na trhu za 250-300 tisíc rublů. v závislosti na zařízení. Náklady na instalační činnost bude také stát 50 až 70 tisíc rublů.

Závěr

Existuje poměrně málo možností uspořádání dodávky tepla v soukromém domě. Každý z nich je svým způsobem nákladný v průběhu provozu - od drahých elektrických panelů po ekonomické plynové kotle. Tradiční vybavení v moderním designu je však optimalizovaný design a snadno ovladatelný systém. Co může přitáhnout geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění domu? Samozřejmě se objeví ekonomický faktor, ale co jiného? Na tyto instalace můžete požádat, pokud je na webu dostatek místa k organizaci komplexu. V tomto případě je možné počítat alespoň s pasivním pomocným ohřevem prostor bez konstantní kontroly a údržby. A ještě jedna věc je úplná samostatnost, která umožňuje využít geotermální zařízení jako rezervní zdroj tepla.