गर्मी सबसे अधिक मांग में से एक हैमानव जीवन को बनाए रखने के लिए आवश्यक ऊर्जा के प्रकार। साथ ही, इसके उत्पादन के लिए संसाधन लागत काफी प्रभावशाली है - चाहे वह पेट्रोलियम उत्पादों के साथ बिजली हो या कोयले और लकड़ी जैसे पारंपरिक ईंधन। जाहिर है, इस पृष्ठभूमि के खिलाफ, हीटिंग की एक वैकल्पिक विधि पेश करने की आवश्यकता है। इस प्रकार के सबसे आशाजनक और सक्रिय रूप से विकसित तकनीकी समाधानों में से एक भू-तापीय ताप पंप है, जिसकी अवधारणा धीरे-धीरे घरेलू परिचालन स्थितियों के करीब आ रही है।
प्रौद्योगिकी अवलोकन
वैकल्पिक ऊष्मा स्रोत का कोई विचारइसमें एक या किसी अन्य प्राकृतिक सामग्री या घटना का रखरखाव शामिल है। इस मामले में, उपमृदा केंद्रीय ऊर्जा आपूर्तिकर्ता है। कुछ गहराई पर मिट्टी पर्याप्त तापमान बनाए रखती है ताकि उसकी गर्मी जमा हो सके और बाद में सतह पर इस्तेमाल की जा सके। हाइड्रोलॉजिकल संसाधनों को गर्मी के स्रोत के रूप में भी माना जा सकता है, जिससे भंडारण बुनियादी ढांचे के तकनीकी डिजाइन में अपना समायोजन किया जा सकता है।
इस तकनीक की प्रभावशीलता को प्रस्तुत करने के लिएयह ध्यान दिया जा सकता है कि भूतापीय ताप पंप के रखरखाव में 1 kW ऊर्जा का निवेश करते समय, आप 2-6 kW के रूप में प्रतिफल प्राप्त कर सकते हैं। इतनी उच्च दक्षता क्या बताती है? प्राकृतिक ऊर्जा स्रोतों के प्रसंस्करण के अन्य साधनों की तुलना में, भूतापीय तंत्र मध्यवर्ती रूपांतरण चरणों के लिए प्रदान नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, सौर ऊर्जा भंडारण के लिए बिजली में परिवर्तित होने के लिए प्रकाश और गर्मी की आवश्यकता होती है, जिसका उपयोग घर चलाने के लिए किया जाता है। इस मामले में, गर्मी परिवर्तित नहीं होती है, लेकिन सीधे या न्यूनतम संक्रमण चरणों के साथ लक्षित उपभोक्ताओं को स्थानांतरित की जाती है।
ऑपरेशन के सिद्धांत
आरंभ करने के लिए, यह विशिष्ट बिंदुओं की पहचान करने योग्य है,भू-तापीय तापन प्रक्रिया में शामिल। प्रक्रिया जमीन में शुरू होती है - एक स्तर पर जो हिमांक के नीचे स्थित होता है। गहराई के आधार पर तापमान भिन्न हो सकता है। न्यूनतम थर्मल प्रभाव के लिए, यह 0 डिग्री सेल्सियस से अधिक है, लेकिन व्यवहार में 35-40 डिग्री सेल्सियस को आर्थिक रूप से उचित संकेतक माना जाता है। अंतिम उपयोगकर्ता हीटिंग सर्किट है।
जमीन से घर प्रणाली में ऊर्जा के हस्तांतरण के लिएभूतापीय ताप पंप द्वारा सेवित एक विशेष पाइपलाइन द्वारा ताप प्रदान किया जाता है। संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि सर्द सर्किट के साथ बाष्पीकरणकर्ता हीट एक्सचेंजर के साथ इस आपूर्ति लाइन के माध्यम से गर्मी को स्थानांतरित किया जाता है। एयर कंडीशनर की तरह, फ़्रीऑन सक्रिय वाष्पनशील पदार्थ की भूमिका निभाता है। पंप शुरू होने से पहले, यह एक तरल अवस्था में होता है, और स्टार्ट-अप के बाद यह गैसीय रूप में चला जाता है। इसके अलावा, अद्यतन किए गए रेफ्रिजरेंट को कंप्रेसर में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिसके संचार अंतिम हीटिंग सर्किट से जुड़े होते हैं। इस बिंदु पर अतिरिक्त फ्रीन को आउटलेट चैनल के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है।
भूतापीय उपकरण
सिस्टम का मुख्य कार्यात्मक तत्व एक थर्मल मैकेनिकल पंप है। इकाई की संरचना को तीन परिपथों द्वारा दर्शाया जाता है:
- बाहरी। एंटीफ्ीज़ या खारा समाधान के रूप में एक पारंपरिक गर्मी वाहक का संचलन प्रदान करता है।
- आंतरिक भाग। इसमें सीलबंद कक्षों में रेफ्रिजरेंट होता है जिसमें हीटिंग-वाष्पीकरण प्रक्रियाएं होती हैं।
- एक बाहरी लूप जो सीधे लक्षित सेवा प्रणाली में भेजा जाता है।
भूतापीय के कार्यशील निकायों की सूची में भीहीटिंग के लिए हीट पंप में एक कंप्रेसर, एक बाष्पीकरण करने वाला, एक डिस्चार्ज चैनल और हीट ट्रांसफर तरल पदार्थ शामिल हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि एप्लिकेशन के आधार पर डिज़ाइन, लेआउट और अतिरिक्त कार्यक्षमता भिन्न हो सकती है। मिट्टी के लिए, पानी और हवा के लिए, साथ ही साथ संयुक्त प्रणालियाँ हैं जो विभिन्न परिस्थितियों में काम कर सकती हैं।
ताप स्रोत और भंडारण मीडिया
जियोथर्मल सिस्टम के साथ जुड़े कई फायदे हैंघरेलू उपयोग के लिए किफायती ऊर्जा आपूर्ति, व्यावहारिकता और तकनीकी पहुंच। लेकिन, वैकल्पिक ऊर्जा को स्टोर करने वाली अन्य प्रणालियों की तरह, यह स्रोत पर निर्भर है। इसलिए, गर्मी की आपूर्ति की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए, बैकअप ऊर्जा आपूर्ति चैनल से जुड़ने की संभावना पर पहले से विचार करना आवश्यक है। ग्राउंड और हाइड्रोलॉजिकल स्रोतों पर नीचे चर्चा की जाएगी, लेकिन अभी के लिए, आपको सैद्धांतिक रूप से कार्यशील बुनियादी ढांचे से परिचित होना चाहिए कि भू-तापीय ताप पंप संसाधन आपूर्ति प्रणाली के रूप में कार्य करता है। थोक सामग्री, पाइप, जांच और संरचनाएं, जिनकी संरचना ऊर्जा जमा कर सकती है, गर्मी रिसीवर के रूप में कार्य करती है। विशेष रूप से, ये एक पंप, शीतलक और तीसरे पक्ष के हीटिंग सिस्टम से जुड़े हीटिंग मैट हो सकते हैं।
तापीय ऊर्जा का जमीनी स्रोत
लगभग 200 वर्ग मीटर के क्षेत्रों में उच्च-प्रदर्शन भू-तापीय ऊर्जा भंडारण प्रणालियों को तैनात किया गया है2. चिह्नित क्षेत्र से मिट्टी की एक परत हटा दी जाती हैहिमांक के नीचे 40-50 सेमी मोटी। सामान्य तौर पर, 150-200 सेमी की मोटाई प्राप्त की जाती है। ये और अन्य डेटा परियोजना में एक विशेष हीटिंग सर्किट के लिए ऊर्जा मात्रा की गणना के साथ इंगित किए जाते हैं। बहुत कुछ क्षेत्र पर भी निर्भर करेगा, क्योंकि एक क्षेत्र में आप 1 वर्ग मीटर से 30 डब्ल्यू निकाल सकते हैं2, और दूसरे में - 70-80 s 1 m2.
कुएँ, खाइयाँ, यातत्वों को जमा करने के लिए ठोस क्षेत्र। कार्यान्वयन में सबसे किफायती एक ऊर्ध्वाधर डाउनहोल स्थापना माना जाता है, जिसमें सर्पिल संचय पाइप या मैट रखे जाते हैं। इंटेक इन्फ्रास्ट्रक्चर के क्षैतिज विन्यास में, हीटिंग के लिए एक ग्राउंड सोर्स हीट पंप बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है, लेकिन इसके नुकसान हैं। वे भूकंप की जटिलता से संबंधित हैं (बड़े क्षेत्रों को विकसित करने के लिए विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है), किसी भी भूनिर्माण और कम तापमान को गर्म करने के मौसम के अंत तक शामिल नहीं किया जाता है।
तापीय ऊर्जा का जल स्रोत
इस मामले में सेवा के मुख्य उद्देश्यझीलों, जलाशयों और तालाबों का फैलाव। जमा करने वाले तत्वों के लिए, उनका कार्य एंटीफ्ीज़ भरने वाले बहुलक पाइप द्वारा किया जाता है। औसतन निकाली गई ऊर्जा की मात्रा को 30 डब्ल्यू प्रति 1 मीटर पाइप के रूप में दर्शाया जा सकता है। एक बड़े निजी घर के व्यापक रखरखाव के लिए 12 kW की आवश्यकता होती है - तदनुसार, 400 मीटर पाइपलाइन प्रणाली को व्यवस्थित करना आवश्यक है।
गर्मी के संचय के लिए एक और तरीका हैहाइड्रोलॉजिकल संसाधन। यदि आस-पास कोई झीलें और जलाशय नहीं हैं, तो अपनी साइट पर आप 2-3 कुओं को लगभग 20 मीटर की गहराई वाले कुओं से लैस कर सकते हैं। इस स्तर पर पानी का तापमान लगभग 10 ° C होगा, लेकिन यह पर्याप्त है सहायक हीटिंग फ़ंक्शन के लिए। लब्बोलुआब यह है कि एक भू-तापीय ताप पंप लगातार गर्म या गर्म पानी को प्रसारित करने का कार्य करता है। सर्किट के एक तरफ, कुओं में संसाधन को बिना किसी मामूली लागत के लगातार गर्म किया जाता है, और घर पानी के नए प्राप्त हिस्से से ऊर्जा जमा करता है।
भूतापीय प्रणाली स्थापित करना
खरीदारी का निर्णय लेने से पहलेउपकरण, यह मूल्यांकन किया जाना चाहिए कि किसी विशेष क्षेत्र में इस तकनीक का उपयोग सिद्धांत रूप में किस हद तक उचित है। ऐसा करने के लिए, मिट्टी जमने की गहराई के निर्धारण के साथ कई भूवैज्ञानिक अन्वेषण अध्ययन किए जाते हैं।
स्थापना में पाइप या अन्य शामिल हैंसंचित तत्व, पंप और स्थापना फिटिंग। आंतरिक हीटिंग इंफ्रास्ट्रक्चर रेडिएटर्स, फैन कूलर या गर्म पानी के फर्श आदि द्वारा बनाया जा सकता है। यह आपूर्ति किए गए संसाधन के उपभोग की प्रणाली होगी।
तो, भूतापीय थर्मलकुओं में घर के लिए पंप - जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, न केवल जमीन, बल्कि पानी भी। कुओं, खाइयों और खेतों को मिट्टी की एक तरल परत से लैस करना संभव है, लेकिन इस विकल्प का उपयोग अक्सर औद्योगिक गर्मी की आपूर्ति के लिए किया जाता है। बनाई गई जगह में, बैटरी पूरे साइट पर रखी जाती है - सीधी रेखा या सर्पिल कॉन्फ़िगरेशन में। सर्किट सतह पर स्थित एक पंप से जुड़े होते हैं, जो बदले में, घरेलू हीटिंग सर्किट से जुड़ा होता है।
भूतापीय पंप निर्माता
सबसे बड़े के प्रयासों से इस खंड को सक्रिय रूप से विकसित किया जा रहा हैजलवायु नियंत्रण उपकरण के विकासकर्ता। विशेष रूप से, बॉयलर निर्माता वीसमैन लगभग +65 डिग्री सेल्सियस के ऑपरेटिंग तापमान पर पानी और जमीन के ताप भंडारण के लिए विश्वसनीय इकाइयां प्रस्तुत करता है। 300-350 वर्ग मीटर के क्षेत्र के साथ औद्योगिक और सार्वजनिक भवनों के लिए2 NIBE ग्राउंड सोर्स हीट पंप उपलब्ध हैएफ1145. इसकी विशेषताओं में 380 वी पर तीन-चरण नेटवर्क और 220 वी पर एकल-चरण नेटवर्क दोनों से जुड़ने की क्षमता शामिल है। जापानी कंपनी मित्सुबिशी अनुप्रयोगों के संदर्भ में भू-तापीय पंपों के सार्वभौमिक मॉडल पेश करती है। 2007 से, इस कंपनी के डेवलपर्स एक सरल नियंत्रण प्रणाली के साथ मल्टी-ज़ोन हीटिंग पृथक्करण की अवधारणा विकसित कर रहे हैं।
इस तरह के एक आशाजनक खंड की अनदेखी नहीं की जाती हैऔर घरेलू कंपनियां। उदाहरण के लिए, एक रूसी निर्मित ब्रोस्क मार्क II 100 भू-तापीय ताप पंप विशेष रूप से एक निजी उपभोक्ता के लिए डिज़ाइन किया गया है - एक छोटे से देश के घर का मालिक। लेकिन, मामूली प्रदर्शन के बावजूद, इस उपकरण को विश्वसनीय, ऊर्जा कुशल और बहुक्रियाशील के रूप में जाना जाता है।
प्रौद्योगिकी पर सकारात्मक प्रतिक्रिया
हीटिंग की यह विधि बहुतों को आकर्षित करती हैरखरखाव में आसानी, रखरखाव और, ज़ाहिर है, संचालन के दौरान न्यूनतम वित्तीय लागत। उपकरण को व्यावहारिक रूप से उपभोज्य ईंधन सामग्री की आवश्यकता नहीं होती है। एक ही पंप और नियंत्रण उपकरण के कार्य को सुनिश्चित करने के लिए विद्युत संसाधनों की आवश्यकता होती है, लेकिन वे लौटाई गई ऊर्जा की मात्रा की पृष्ठभूमि के खिलाफ महत्वहीन हैं। भूतापीय ताप पंपों की पर्यावरण मित्रता पर भी जोर दिया जाता है। समीक्षा और प्लसस के बीच पहले स्थानों में से एक ने इस तथ्य को रखा कि कामकाजी बुनियादी ढांचा घर में जगह नहीं लेता है। केवल संचार लाया जाता है, और बाकी कार्यात्मक इकाइयाँ और नोड सड़क पर रहते हैं।
नकारात्मक समीक्षा
एक पूर्ण बॉयलर रूम के साथभूतापीय प्रणालियों का प्रदर्शन अभी भी अतुलनीय है। और बिंदु विशिष्ट शक्ति संकेतकों में भी नहीं है, बल्कि गर्मी की ऐंठन वाली आपूर्ति में है। कई लोग लंबे समय तक कम ऊर्जा वितरण दरों के बारे में शिकायत करते हैं, यही वजह है कि बैकअप आपूर्ति प्रणालियों को व्यवस्थित करने की सिफारिश की जाती है। लेकिन यहां एक और कमी है। यद्यपि उपकरण के रखरखाव पर थोड़ा पैसा खर्च किया जाता है, प्रारंभिक निवेश एक शक्तिशाली औद्योगिक बॉयलर की खरीद के बराबर है। यहां तक कि रूसी मूल का भू-तापीय ताप पंप BROSK मार्क II 100 250-300 हजार रूबल के लिए बाजार में उपलब्ध है। कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर। स्थापना गतिविधियों की लागत भी 50-70 हजार रूबल होगी।
निष्कर्ष
परिस्थितियों में गर्मी की आपूर्ति के आयोजन के विकल्पबहुत सारे निजी घर। उनमें से प्रत्येक ऑपरेशन के दौरान अपने तरीके से महंगा है - महंगे बिजली के पैनल से लेकर किफायती गैस बॉयलर तक। लेकिन, आधुनिक डिजाइन में पारंपरिक उपकरण एक ऐसी प्रणाली है जो डिजाइन में अनुकूलित और प्रबंधन में आसान है। होम हीटिंग के लिए भू-तापीय ताप पंप क्या आकर्षित कर सकता है? बेशक आर्थिक पहलू सामने आएगा, लेकिन और क्या? यदि परिसर को व्यवस्थित करने के लिए साइट पर पर्याप्त जगह है तो आप ऐसे प्रतिष्ठानों की ओर रुख कर सकते हैं। इस मामले में, आप निरंतर निगरानी और रखरखाव के बिना कम से कम निष्क्रिय सहायक अंतरिक्ष हीटिंग पर भरोसा कर सकते हैं। और एक और बात - यह पूर्ण स्वायत्तता है, जिससे भू-तापीय उपकरणों को गर्मी के बैकअप स्रोत के रूप में उपयोग करने की अनुमति मिलती है।
