Šiluma yra viena geidžiamiausių energijos rūšių, reikalingų 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.
Technologijos apžvalga
Bet kokia alternatyvaus šilumos š altinio idėja yra susijusi su vienos ar kitos natūralios medžiagos ar reiškinio aptarnavimu. Šiuo atveju pagrindinis energijos tiekėjas yra podirvis. Žemė tam tikrupakankamai giliai, kad būtų palaikoma pakankama temperatūra, kad jos šilumą būtų galima kaupti ir toliau panaudoti paviršiuje. Hidrologiniai ištekliai taip pat gali būti laikomi šilumos š altiniu, koreguojant saugyklos infrastruktūros techninį projektą.
Šios technologijos efektyvumą reprezentuojant galima 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 š altinių 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 pereinamaisiais žingsniais perduodama tiksliniams vartotojams.
Veikimo principas
Pirmiausia verta nustatyti konkrečius taškus, kurie yra susiję su geoterminio šildymo procesu. Procesas prasideda žemėje - lygyje, 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.
Už energijos perdavimą iš žemės į namo šildymo sistemą yra atsakingas specialus vamzdynas,aptarnaujamas geoterminis šilumos siurblys. Veikimo principas pagrįstas tuo, kad šiluma per šią tiekimo liniją perduodama garintuvo šilumokaičiu palei š altnešio kontūrą. Kaip ir oro kondicionieriuose, freonas atlieka aktyvios garinančios medžiagos vaidmenį. Prieš paleidžiant siurblį, jis yra skystos būsenos, o po paleidimo pereina į dujinę formą. Toliau atnaujintas š altnešis perduodamas į kompresorių, kurio ryšiai yra prijungti prie galutinio šildymo kontūro. Freono perteklius šiuo metu išleidžiamas per išleidimo kanalą.
Geoterminė įranga
Pagrindinis funkcinis sistemos elementas yra terminis mechaninis siurblys. Įrenginio struktūra pavaizduota trimis grandinėmis:
- Išorinis. Cirkuliuoja įprastą aušinimo skystį antifrizo arba sūrymo pavidalu.
- Vidinis. Sudėtyje yra š altnešio sandariose kamerose, kuriose vyksta šildymo-garinimo procesai.
- Išorinė kilpa, kuri eina tiesiai į tikslinę aptarnaujamą sistemą.
Taip pat geoterminio šilumos siurblio šildymui darbinių korpusų sąraše yra kompresorius, garintuvas, išleidimo kanalas ir šilumnešiai. 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 š altiniai ir saugyklos
Geoterminės sistemos turi daug privalumų,susiję su ekonomišku energijos tiekimu, praktiškumu ir technologiniu prieinamumu buityje. Tačiau, kaip ir kitos alternatyvią energiją kaupiančios sistemos, ji priklauso nuo š altinio. Todėl, norint įsitikinti šilumos tiekimo stabilumu, būtina iš anksto apgalvoti galimybę prisijungti prie atsarginio energijos tiekimo kanalo. Žemiau bus aptariami antžeminiai ir hidrologiniai š altiniai, tačiau kol kas turėtumėte iš esmės 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.
Šiluminės energijos antžeminis š altinis
Didelės talpos sistemos, kaupiančios geoterminę energiją, yra išdėstytos maždaug 200 m2 ploto laukuose2. Iš pažymėtos zonos žemiau užšalimo taško pašalinamas 40-50 cm storio dirvožemio sluoksnis. Apskritai gaunamas 150-200 cm storis. Šie ir kiti duomenys nurodyti projekte su energijos kiekių skaičiavimu konkrečiam šildymo kontūrui. Daug kas priklausys ir nuo regiono, nes vienoje srityje galite išgauti 30 W iš 1 m2, o kitoje - 70-80 iš 1 m2.
Aikštelėje suformuojami šuliniai, tranšėjos arba tvirtos platformos, kuriose kaupiami elementai. Svarstomas labiausiai prieinamas įgyvendinantvertikali gręžinio instaliacija, kurioje įdedami spiraliniai akumuliaciniai vamzdžiai arba 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.
Šiluminės energijos vandens š altinis
Pagrindiniai paslaugų objektai šiuo atveju yra 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. Didelio privataus namo kompleksinei priežiūrai reikalinga 12 kW galia – atitinkamai reikia organizuoti 400 m ilgio vamzdynų sistemą.
Yra ir kitas požiūris į šilumos kaupimą iš hidrologinių išteklių. 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 namas kaupia energiją iš naujai gautos vandens porcijos.
Geoterminės sistemos įrengimas
Prieš priimant sprendimą įsigyti įrangą, reikėtų įvertinti, ar šios technologijos naudojimas iš esmės pagrįstas konkrečiame regione. Norėdami tai padaryti, atliekama keletas geologinių tyrimų, kuriuose nustatomas dirvožemio užšalimo gylis.
Įrenginyje naudojami vamzdžiai ar kiti akumuliaciniai elementai, siurblys ir montavimo detalės. Vidaus šildymo infrastruktūrą gali sudaryti radiatoriai, ventiliatoriai arba šilto vandens grindys ir kt. Tai bus sistema, skirta sunaudoti pateiktus išteklius.
Taigi geoterminiai šilumos siurbliai namui montuojami šuliniuose - kaip jau buvo pažymėta, 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 ŠVOK įrangos kūrėjų pastangomis. 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 yra 300-350 m2, galimas žemės šilumos siurblys NIBE F1145. Jofunkcijos apima galimybę prisijungti prie trifazio tinklo, kurio įtampa yra 380 V, ir prie vienfazio tinklo, kurio įtampa yra 220 V. Japonijos kompanija Mitsubishi siūlo universalius geoterminių siurblių modelius pagal pritaikymą. Šios įmonės kūrėjai nuo 2007 m. kuria kelių zonų šildymo atskyrimo su supaprastinta valdymo sistema koncepciją.
Neignoruokite tokio perspektyvaus segmento ir šalies įmonių. 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, efektyvumu ir daugiafunkciškumu.
Teigiami atsiliepimai apie technologijas
Šis šildymo būdas daugelį žmonių pritraukia priežiūros, priežiūros patogumu ir, žinoma, minimaliomis finansinėmis išlaidomis 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 kiti funkciniai mazgai ir mazgai lieka gatvėje.
Neigiami atsiliepimai
Su visavertėmis katilinės geoterminėmis šiluminėmis savybėmissistemos nėra palyginamos. 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 įrenginių priežiūrai išleidžiama nedaug pinigų, bet 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. Diegimo išlaidos taip pat kainuos 50-70 tūkstančių rublių.
Išvada
Yra gana daug galimybių organizuoti šilumos tiekimą privačiame name. Kiekvienas iš jų eksploatacijos metu yra 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 – tai visiška autonomija, leidžianti naudoti geoterminę įrangą kaip atsarginį šilumos š altinį.
