Teplo je jedním z nejžádanějšíchdruhy energie potřebné k udržení lidského života. Náklady na zdroje na jeho výrobu jsou přitom docela působivé - ať už jde o elektřinu s ropnými produkty nebo tradiční paliva jako uhlí a dřevo. Na tomto pozadí je zjevně nutné nabídnout alternativní způsob vytápění. Jedním z nejslibnějších a aktivně se třepetajících technických řešení tohoto typu je geotermální tepelné čerpadlo, jehož koncepce se postupně blíží domácím provozním podmínkám.
Přehled technologií
Nějaký nápad na alternativní zdroj teplazahrnuje údržbu konkrétního přírodního materiálu nebo jevu. V tomto případě je ústředním dodavatelem energie podloží. Půda v určitých hloubkách udržuje dostatečnou teplotu, aby bylo možné její teplo akumulovat a dále využívat na povrchu. Hydrologické zdroje lze také považovat za zdroj tepla, přičemž se upravují technické vlastnosti skladovací infrastruktury.
Reprezentovat účinnost této technologielze poznamenat, že investováním 1 kW energie do údržby geotermálního tepelného čerpadla můžete získat návratnost v podobě 2–6 kW. Co vysvětluje tak vysokou účinnost? Ve srovnání s jinými způsoby zpracování přírodních zdrojů energie geotermální mechanismy nezajišťují přechodné konverzní kroky. Například skladování sluneční energie vyžaduje přeměnu světla a tepla na elektřinu, která se používá k údržbě domu. V tomto případě se teplo nekonvertuje, ale přímo nebo s minimálními přechodovými fázemi se přenáší na cílové spotřebiče.
Princip činnosti
Nejprve stojí za to identifikovat konkrétní body,které se podílejí na procesu geotermálního ohřevu. Proces začíná v zemi - na úrovni, která se nachází pod bodem mrazu. Teplota se může lišit v závislosti na hloubce. Pro minimální tepelný účinek stačí, že překročí 0 ° C, ale v praxi se za ekonomicky odůvodněný indikátor považuje 35-40 ° C. Konečným spotřebitelem je topný okruh.
Pro přenos energie ze země do domácího systémuvytápění se setkává se speciálním potrubím obsluhovaným geotermálním tepelným čerpadlem. Princip činnosti je založen na skutečnosti, že teplo je tímto přívodním potrubím přenášeno výměníkem tepla-výparníkem podél okruhu chladiva. Stejně jako v klimatizačních zařízeních hraje freon roli aktivní odpařené látky. Než čerpadlo začne pracovat, je v kapalném stavu a po spuštění se změní na plynnou formu. Obnovené chladivo je poté přeneseno do kompresoru, jehož komunikace je připojena ke konečnému topnému okruhu. V tuto chvíli je přebytečný freon vypuštěn přes odbočný kanál.
Geotermální zařízení
Hlavním funkčním prvkem systému je tepelně mechanické čerpadlo. Struktura jednotky je reprezentována třemi obrysy:
- Externí. Cirkuluje běžný tepelný nosič ve formě nemrznoucí směsi nebo solanky.
- Interiér. Obsahuje chladivo v uzavřených komorách, ve kterých probíhají procesy zahřívání-odpařování.
- Vnější smyčka, která je směrována přímo do cílového obsluhovaného systému.
Také v seznamu pracovních těles geotermálníTepelné čerpadlo pro vytápění obsahuje kompresor, výparník, výtlačný kanál a topná média. Je důležité si uvědomit, že návrhy, rozvržení a další funkce se mohou lišit v závislosti na podmínkách použití. Existují zařízení pro půdu, vodu a vzduch, stejně jako kombinované systémy, které mohou fungovat v různých podmínkách.
Zdroje tepla a skladovací prostředky
Geotermální systémy mají mnoho výhod spojených sekonomické dodávky energie, praktičnost a technologická dostupnost pro použití v domácnosti. Ale stejně jako ostatní systémy, které akumulují alternativní energii, závisí na zdroji. Abyste si byli jisti stabilitou dodávky tepla, měli byste také předem zvážit možnost připojení k záložnímu kanálu pro dodávku energie. Pozemní a hydrologické zdroje budou diskutovány níže, ale prozatím byste se měli v zásadě seznámit s pracovní infrastrukturou, kterou geotermální tepelné čerpadlo slouží jako systém zásobování zdroji. Hromadné materiály, potrubí, sondy a struktury, jejichž struktura může akumulovat energii, působí jako tepelné přijímače. Zejména se může jednat o topné rohože spojené s čerpadlem, tepelným nosičem a topnými systémy jiných výrobců.
Pozemní zdroj tepelné energie
Vysoce výkonné systémy akumulující geotermální energii jsou rozmístěny na polích asi 200 m2... Z označené oblasti se odstraní vrstva půdyO 40-50 cm silnější než bod mrazu. Obecně se získá tloušťka 150-200 cm.Tyto a další údaje jsou uvedeny v projektu s výpočtem objemů energie pro konkrétní topný okruh. Hodně bude také záviset na regionu, protože v jedné oblasti můžete extrahovat 30 W z 1 m2, a v druhé - 70-80 z 1 m2.
Studny, zákopy neboplné plochy pro úložné prvky. Za nejdostupnější při implementaci se považuje instalace svislé studny, ve které jsou umístěny spirálové akumulační trubky nebo rohože. V horizontální konfiguraci umístění sací infrastruktury může geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění vyrábět velké množství energie, ale má nevýhody. Týkají se složitosti výkopových prací (k rozvoji velkých ploch je zapotřebí speciální vybavení), vyloučení jakýchkoli krajinářských prací a poklesu teploty do konce topné sezóny.
Vodní zdroj tepelné energie
V tomto případě hlavní objekty službyjsou zde jezera, nádrže a rybníky. Pokud jde o skladovací prvky, jejich funkci plní polymerové trubky s nemrznoucí náplní. Objem rekuperované energie lze v průměru vyjádřit jako 30 W z 1 m potrubí. Pro komplexní služby velkého soukromého domu je zapotřebí 12 kW - podle toho musíte zorganizovat potrubní systém o délce 400 m.
Existuje další přístup k akumulaci tepla zhydrologické zdroje. Pokud v okolí nejsou žádná jezera a nádrže, můžete na svém vlastním místě vybavit 2-3 studny studnami hlubokými asi 20 m. Voda na této úrovni bude mít teplotu asi 10 ° C, ale to stačí na pomocné vytápění funkce. Pointa je, že tepelné čerpadlo země -voda plní úkol nepřetržitě cirkulovat teplou nebo horkou vodu. Na jedné straně okruhu je zdroj neustále zahříván ve studních bez nejmenších nákladů a dům akumuluje energii z nově dodávané části vody.
Instalace geotermálního systému
Před rozhodnutím o koupizařízení, mělo by být posouzeno, do jaké míry je v zásadě použití této technologie v konkrétním regionu odůvodněné. Za tímto účelem se provádí řada studií geologického průzkumu s cílem určit hloubku zamrzání půdy.
Instalace zahrnuje potrubí nebo jinéakumulační prvky, čerpadlo a instalační armatury. Infrastrukturu vnitřního vytápění mohou tvořit radiátory, fancoolery nebo teplovodní podlaha atd. To bude systém spotřeby dodaného zdroje.
Takže geotermální tepločerpadla pro dům ve studnách - jak již bylo uvedeno, nejen země, ale i voda. Je možné vybavit studny, příkopy a pole likvidovanou vrstvou půdy, ale tato možnost se častěji používá pro průmyslové dodávky tepla. Ve vytvořeném výklenku jsou baterie naskládány po celém místě - v přímé nebo spirálové konfiguraci. Obvody jsou připojeny k čerpadlu umístěnému na povrchu, které je zase připojeno k domácím topným okruhům.
Výrobci geotermálních čerpadel
Segment se aktivně rozvíjí díky úsilí největšíchvývojáři klimatických zařízení. Výrobce kotlů Viessmann představuje zejména spolehlivé jednotky pro akumulaci tepla vody a země při provozní teplotě asi +65 ° C. Pro průmyslové a veřejné budovy o rozloze 300-350 m2 V nabídce tepelné čerpadlo země -voda NIBEF1145. Mezi jeho vlastnosti patří možnost připojení k třífázové síti pro 380 V a jednofázové síti pro 220 V. Univerzální modely geotermálních čerpadel nabízí japonská společnost Mitsubishi. Od roku 2007 vyvíjejí vývojáři této společnosti koncept vícezónové separace vytápění se zjednodušeným řídicím systémem.
Tak slibný segment není přehlížena tuzemské firmy. Například geotermální tepelné čerpadlo BROSK Mark II 100 ruské výroby je navrženo speciálně pro soukromého spotřebitele - majitele malého venkovského domu. Navzdory skromnému výkonu je toto zařízení charakterizováno jako spolehlivé, energeticky účinné a multifunkční.
Pozitivní zpětná vazba na technologii
Tento způsob ohřevu mnohé přitahujesnadná údržba, servis a samozřejmě minimální finanční náklady během provozu. Zařízení prakticky nevyžaduje spotřební palivové materiály. Elektrické zdroje jsou potřebné k zajištění funkce stejného čerpadla a řídicího zařízení, ale na pozadí vráceného množství energie jsou nevýznamné. Důraz je kladen také na ekologickou čistotu geotermálních tepelných čerpadel. Recenze a vůbec na jedno z prvních míst mezi plusy uvádějí skutečnost, že pracovní infrastruktura nezabírá místo v domě. Dodává se pouze komunikace a zbývající funkční jednotky a sestavy zůstávají na ulici.
Negativní zpětná vazba
S plnohodnotnou tepelnou kotelnouvýkon geotermálních systémů stále není srovnatelný. A nejde ani o konkrétní indikátory výkonu, ale o náhlou dodávku tepla. Mnoho lidí si stěžuje na dlouhá období nízkých dodávek energie, pro které se doporučuje organizovat záložní napájecí systémy. Ale i zde je další nevýhoda. Přestože se na údržbu zařízení vynakládá málo peněz, počáteční investice je srovnatelná s nákupem výkonného průmyslového kotle. Dokonce i geotermální tepelné čerpadlo ruského původu BROSK Mark II 100 je na trhu k dispozici za 250-300 tisíc rublů. v závislosti na konfiguraci. Náklady na instalační činnosti budou také stát 50-70 tisíc rublů.
Závěr
Možnosti organizace dodávky tepla v podmínkáchsoukromých domů je docela dost. Každý z nich je svým způsobem nákladný v procesu provozu - od drahých elektrických panelů po ekonomické plynové kotle. Tradiční zařízení v moderním designu je však optimalizováno v designu a snadno ovladatelných systémech. Co může přitáhnout geotermální tepelné čerpadlo pro vytápění domu? Do popředí se samozřejmě dostane ekonomický faktor, ale co jiného? Na takové instalace se můžete obrátit, pokud je na webu dostatek místa pro organizaci komplexu. V takovém případě se můžete spolehnout alespoň na pasivní pomocné vytápění prostor bez neustálého monitorování a údržby. A ještě jeden bod je úplná autonomie, která umožňuje využití geotermálního zařízení jako záložního zdroje tepla.
