Šiluma yra viena iš labiausiai ieškomųenergijos rūšys, reikalingos žmogaus gyvybei palaikyti. Tuo pačiu metu jo gamybos išteklių sąnaudos yra gana įspūdingos – ar tai būtų elektra su naftos produktais, ar tradicinis kuras, pavyzdžiui, anglis ir mediena. Akivaizdu, kad atsižvelgiant į tai, reikia pasiūlyti alternatyvų šildymo būdą. Vienas iš perspektyviausių ir aktyviausiai besivystančių tokio tipo techninių sprendimų – geoterminis šilumos siurblys, kurio koncepcija pamažu artėja prie buitinių eksploatavimo sąlygų.
Technologijų apžvalga
Bet kokia alternatyvaus šilumos šaltinio idėjaapima vienos ar kitos gamtinės medžiagos ar reiškinio priežiūrą. Šiuo atveju pagrindinis energijos tiekėjas yra podirvis. Tam tikrame gylyje esantis dirvožemis palaiko pakankamą temperatūrą, kad jos šiluma būtų sukaupta ir vėliau panaudota paviršiuje. Hidrologiniai ištekliai taip pat gali būti laikomi šilumos šaltiniu, kurie patys koreguoja saugyklos infrastruktūros techninį projektą.
Pristatyti šios technologijos efektyvumągalima pastebėti, kad investavus 1 kW energijos į geoterminio šilumos siurblio priežiūrą galima gauti 2-6 kW grąžą. Kas paaiškina tokį aukštą efektyvumą? Palyginti su kitomis natūralių energijos šaltinių apdorojimo priemonėmis, geoterminiai mechanizmai nenumato tarpinių konversijos etapų. Pavyzdžiui, saulės energijos kaupimui reikalinga šviesa ir šiluma paversti elektra, kuri naudojama namo eksploatavimui. Šiuo atveju šiluma nėra konvertuojama, o tiesiogiai arba minimaliais perėjimo žingsniais perduodama tiksliniams vartotojams.
Veiklos principas
Pirmiausia verta nustatyti konkrečius dalykus,dalyvauja geoterminio šildymo procese. Procesas prasideda žemėje - lygiu, kuris yra žemiau užšalimo taško. Temperatūra gali skirtis priklausomai nuo gylio. Norint pasiekti minimalų šiluminį efektą, pakanka, kad jis viršytų 0 ° C, tačiau praktiškai 35–40 ° C yra laikomas ekonomiškai pagrįstu rodikliu. Galutinis vartotojas yra šildymo kontūras.
Energijos perdavimui iš žemės į namų sistemąŠildymas atliekamas specialiu vamzdynu, aptarnaujamu geoterminiu šilumos siurbliu. Veikimo principas grindžiamas tuo, kad šiluma per šią tiekimo liniją su garintuvu perduodama šilumokaičiu palei šaltnešio kontūrą. Kaip ir oro kondicionieriuose, freonas atlieka aktyvios garuojančios medžiagos vaidmenį. Prieš paleidžiant siurblį, jis yra skystos būsenos, o po paleidimo pereina į dujinę formą. Be to, atnaujintas šaltnešis perduodamas į kompresorių, kurio komunikacijos yra sujungtos su galutiniu šildymo kontūru. Freono perteklius šiuo metu išleidžiamas per išleidimo kanalą.
geoterminė įranga
Pagrindinis funkcinis sistemos elementas yra terminis mechaninis siurblys. Įrenginio struktūrą vaizduoja trys grandinės:
- Išorinis. Užtikrina įprasto šilumnešio cirkuliaciją antifrizo arba druskos tirpalo pavidalu.
- Interjeras. Jame yra šaltnešis sandariose kamerose, kuriose vyksta šildymo-garinimo procesai.
- Išorinė kilpa, kuri tiesiogiai nukreipiama į tikslinę aptarnaujamą sistemą.
Taip pat yra geoterminių įrenginių darbo vietų sąrašeŠilumos siurblys šildymui susideda iš kompresoriaus, garintuvo, išleidimo kanalo ir šilumos perdavimo skysčių. Svarbu pažymėti, kad dizainas, išdėstymas ir papildomos funkcijos gali skirtis priklausomai nuo programos. Yra įrenginių, skirtų dirvožemiui, vandeniui ir orui, taip pat kombinuotų sistemų, kurios gali veikti skirtingomis sąlygomis.
Šilumos šaltiniai ir laikmenos
Geoterminės sistemos turi daug privalumų, susijusių suekonomiškas energijos tiekimas, praktiškumas ir technologinis prieinamumas buitiniam naudojimui. Tačiau, kaip ir kitos alternatyvią energiją kaupiančios sistemos, ji priklauso nuo šaltinio. Todėl, norint įsitikinti šilumos tiekimo stabilumu, būtina iš anksto apgalvoti galimybę prisijungti prie atsarginio energijos tiekimo kanalo. Žemiau bus aptariami antžeminiai ir hidrologiniai šaltiniai, tačiau kol kas iš esmės turėtumėte susipažinti su veikiančia infrastruktūra, kurioje geoterminis šilumos siurblys tarnauja kaip išteklių tiekimo sistema. Birios medžiagos, vamzdžiai, zondai ir konstrukcijos, kurių struktūra gali kaupti energiją, veikia kaip šilumos imtuvai. Visų pirma, tai gali būti šildymo kilimėliai, susiję su siurbliu, aušinimo skysčiu ir trečiųjų šalių šildymo sistemomis.
Antžeminis šiluminės energijos šaltinis
Didelio našumo geoterminės energijos kaupimo sistemos yra įdiegtos apie 200 m laukuose2. Iš pažymėtos vietos pašalinamas dirvožemio sluoksnis40-50 cm storio žemiau užšalimo taško. Apskritai gaunamas 150-200 cm storis.Šie ir kiti duomenys nurodyti projekte su energijos kiekių skaičiavimu konkrečiam šildymo kontūrui. Taip pat daug kas priklausys nuo regiono, nes vienoje srityje galite išgauti 30 W iš 1 m2, o kitoje - 70-80 s 1 m2.
Šuliniai, tranšėjos arbakietos vietos elementams kaupti. Įperkamiausias įgyvendinant laikomas vertikalaus gręžinio įrengimas, kuriame įdedami spiraliniai akumuliaciniai vamzdžiai ar kilimėliai. Horizontalioje paėmimo infrastruktūros konfigūracijoje žemės šilumos siurblys šildymui gali pagaminti daug energijos, tačiau jis turi trūkumų. Jie susiję su žemės darbų sudėtingumu (reikalinga speciali įranga dideliems plotams sukurti), bet kokio kraštovaizdžio atmetimu ir žemesne temperatūra iki šildymo sezono pabaigos.
Vandens šilumos energijos šaltinis
Pagrindiniai paslaugų objektai šiuo atvejukyšo ežerai, rezervuarai ir tvenkiniai. Kalbant apie akumuliacinius elementus, jų funkciją atlieka polimeriniai vamzdžiai su antifrizo užpildu. Išgaunamos energijos kiekis vidutiniškai gali būti 30 W 1 m vamzdžio. Kompleksinei didelio privataus namo priežiūrai reikia 12 kW - atitinkamai reikia organizuoti 400 m vamzdynų sistemą.
Yra ir kitas požiūris į šilumos kaupimąsi išhidrologiniai ištekliai. Jei netoliese nėra ežerų ir rezervuarų, tada savo svetainėje galite įrengti 2–3 šulinius su šuliniais, kurių gylis yra apie 20 m. Šio lygio vandens temperatūra bus apie 10 ° C, tačiau to pakanka pagalbinei šildymo funkcijai. Esmė ta, kad geoterminis šilumos siurblys atlieka nuolatinės šilto ar karšto vandens cirkuliacijos užduotį. Vienoje grandinės pusėje resursas be menkiausių išlaidų nuolat šildomas šuliniuose, o energija namuose kaupiama iš naujai gautos vandens porcijos.
Geoterminės sistemos įrengimas
Prieš priimdami sprendimą pirktiįrangą, reikėtų įvertinti, kiek šios technologijos naudojimas iš esmės yra pagrįstas konkrečiame regione. Tam atliekama nemažai geologinių žvalgybos tyrimų, kurių metu nustatomas dirvožemio užšalimo gylis.
Įrengimas apima vamzdžius ar ktakumuliaciniai elementai, siurblys ir montavimo detalės. Vidaus šildymo infrastruktūrą gali sudaryti radiatoriai, ventiliatoriaus aušintuvai arba šilto vandens grindys ir kt. Tai bus tiekiamų išteklių vartojimo sistema.
Taigi, geoterminė šilumasiurbliai namui šuliniuose - kaip jau minėta, ne tik žemė, bet ir vanduo. Galima įrengti šulinius, tranšėjas ir laukus likviduotu grunto sluoksniu, tačiau ši galimybė dažniau naudojama pramoniniam šilumos tiekimui. Sukurtoje nišoje baterijos dedamos visoje aikštelėje - tiesia arba spiraline konfigūracija. Grandinės yra prijungtos prie siurblio, esančio ant paviršiaus, kuris, savo ruožtu, yra prijungtas prie namų šildymo kontūrų.
Geoterminių siurblių gamintojai
Segmentas aktyviai plėtojamas didžiausių pastangomisklimato kontrolės įrangos kūrėjai. Visų pirma, katilų gamintojas Viessmann pristato patikimus vandens ir žemės šilumos kaupimo įrenginius, kurių darbinė temperatūra yra apie +65 °C. Pramoniniams ir visuomeniniams pastatams, kurių plotas 300-350 m2 Galimas NIBE žemės šilumos siurblysF1145. Jo ypatybės apima galimybę prisijungti prie trifazio tinklo, kurio įtampa yra 380 V, ir prie vienfazio tinklo, kurio įtampa yra 220 V. Universalius pritaikymo požiūriu geoterminių siurblių modelius siūlo Japonijos įmonė „Mitsubishi“. Nuo 2007 metų šios įmonės kūrėjai kuria kelių zonų šildymo atskyrimo su supaprastinta valdymo sistema koncepciją.
Toks perspektyvus segmentas nėra pamirštasir šalies įmonės. Pavyzdžiui, Rusijoje pagamintas geoterminis šilumos siurblys BROSK Mark II 100 sukurtas specialiai privačiam vartotojui – nedidelio kaimo namo savininkui. Tačiau, nepaisant nedidelio našumo, ši įranga pasižymi patikimumu, energiją taupančia ir daugiafunkcine.
Teigiami atsiliepimai apie technologiją
Šis šildymo būdas pritraukia daugelįpriežiūros, priežiūros paprastumas ir, žinoma, minimalios finansinės išlaidos eksploatacijos metu. Įranga praktiškai nereikalauja sunaudojamų kuro medžiagų. Elektros resursai reikalingi to paties siurblio ir valdymo įrangos veikimui užtikrinti, tačiau jie yra nereikšmingi grąžinamos energijos kiekio fone. Taip pat akcentuojamas geoterminių šilumos siurblių ekologiškumas. Atsiliepimai ir apskritai viena iš pirmųjų vietų tarp pliusų yra tai, kad veikianti infrastruktūra neužima vietos namuose. Įvedamos tik komunikacijos, o likę funkciniai mazgai ir mazgai lieka gatvėje.
Neigiamos apžvalgos
Su pilnaverte katilinegeoterminių sistemų našumas vis dar nepalyginamas. Ir esmė net ne konkrečiuose galios rodikliuose, o spazminiame šilumos tiekime. Daugelis skundžiasi ilgais mažais energijos tiekimo laikotarpiais, todėl rekomenduojama organizuoti atsargines tiekimo sistemas. Tačiau čia yra dar vienas trūkumas. Nors įrangos priežiūrai išleidžiama šiek tiek pinigų, pradinė investicija prilygsta galingo pramoninio katilo įsigijimui. Netgi rusiškos kilmės geoterminis šilumos siurblys BROSK Mark II 100 parduodamas rinkoje už 250-300 tūkstančių rublių. priklausomai nuo konfigūracijos. Montavimo veiklos kaina taip pat kainuos 50-70 tūkstančių rublių.
Išvada
Šilumos tiekimo organizavimo sąlygomis galimybėsgana daug privačių namų. Kiekvienas iš jų eksploatacijos metu yra savaip brangus - nuo brangių elektros skydų iki ekonomiškų dujinių katilų. Tačiau tradicinė modernaus dizaino įranga yra optimizuoto dizaino ir lengvai valdoma sistema. Kuo gali pritraukti geoterminis šilumos siurblys namų šildymui? Žinoma, ekonominis veiksnys išryškės, bet kas dar? Galite kreiptis į tokius įrenginius, jei svetainėje yra pakankamai vietos kompleksui organizuoti. Tokiu atveju galite pasikliauti bent jau pasyviu pagalbiniu patalpų šildymu be nuolatinio stebėjimo ir priežiūros. Ir dar vienas dalykas – visiška autonomija, leidžianti naudoti geoterminę įrangą kaip atsarginį šilumos šaltinį.
