משאבת חום גיאותרמית עשה זאת בעצמך לחימום הבית: מכשיר, עיצוב, הרכבה עצמית

יתרונות משאבות חום

היתרונות של מערכות חימום עם משאבות חום כוללים את הדברים הבאים:

1. יעילות כלכלית. עם עלות של 1 קילוואט של אנרגיה חשמלית, אתה יכול לקבל 3-4 קילוואט של חום. אלה הם אינדיקטורים ממוצעים, כי. מקדם המרת החום תלוי בסוג הציוד ובתכונות העיצוב.
2. בטיחות סביבתית.במהלך פעולת המתקן התרמי, מוצרי בעירה או חומרים אחרים שעלולים להיות מסוכנים אינם חודרים לסביבה. הציוד בטוח לאוזון. השימוש בו מאפשר לקבל חום ללא פגיעה קלה בסביבה.
3. צדדיות של יישום. בעת התקנת מערכות חימום המופעלות על ידי מקורות אנרגיה מסורתיים, בעל הבית הופך להיות תלוי במונופוליסטים. פאנלים סולאריים וטורבינות רוח לא תמיד חסכוניים. אבל משאבות חום ניתן להתקין בכל מקום. העיקר הוא לבחור את סוג המערכת הנכונה.
4. רב תכליתיות. בעונה הקרה המתקנים מחממים את הבית, ובחום הקיץ הם מסוגלים לעבוד במצב מיזוג אוויר. הציוד משמש במערכות מים חמים, המחוברות לקווי המתאר של חימום תת רצפתי.
5. בטיחות תפעולית. משאבות חום אינן דורשות דלק, אינן פולטות חומרים רעילים במהלך פעולתן, והטמפרטורה המקסימלית של יחידות הציוד אינה עולה על 90 מעלות. מערכות חימום אלו אינן מסוכנות יותר ממקררים.

אין מכשירים אידיאליים. משאבות חום הן אמינות, עמידות ובטוחות, אך העלות שלהן תלויה ישירות בכוח.

ציוד איכותי לחימום מלא ואספקת מים חמים של בית של 80 מ"ר. יעלה בערך 8000-10000 יורו. מוצרים תוצרת בית הם בעלי הספק נמוך, הם יכולים לשמש לחימום חדרים בודדים או חדרי שירות.

יעילות ההתקנה תלויה באיבוד החום של הבית. הגיוני להתקין את הציוד רק באותם מבנים שבהם מסופקת רמה גבוהה של בידוד, ואינדיקטורים לאובדן חום אינם גבוהים מ-100 W / m2.

הציוד אמין ולעתים רחוקות מתקלקל

אם זה תוצרת בית, אז חשוב לבחור מדחס איכותי, והכי טוב - ממקרר או מזגן של מותג מוכח

תכנית ביצוע של חימום הידרותרמי

עד כה, הנפוצות ביותר הן שלוש תוכניות שונות באופן מהותי להסדרת חימום תת קרקעי. כדי להבטיח יעילות מקסימלית של חימום בית, השטח הכולל של המעגל התת-קרקעי החיצוני צריך להיות פי 2.5 מהשטח המחומם של בניין מגורים.

הסוגים הבאים של חימום גיאותרמי משמשים בחימום אוטונומי:

1. אפשרות מתחת למים.
2. סימניה אופקית.
3. בנייה באר.

בכל מקרה, הבחירה בסוג כזה או אחר של חימום גיאותרמי תלויה בשטח הבית, ביכולות הפיננסיות של בעל הבית ובמאפייני האזור. ניתן להשתמש באפשרות התת-ימית במקרים בהם ישנם מקווי מים עמוקים בקרבת מקום שאינם קופאים לקרקעית בעונת החורף.

ישנם מספר סוגים של הנחת חימום כזה

סימניה אופקית

אפשרות זו של חימום הידרותרמי כרוכה בביצוע של בור יסוד ליד הבית, שעומקו יהיה ב-2 מטרים עמוק יותר מנקודת הקיפאון של הקרקע. בהתאם לכך, כדי לחמם בית פרטי בשטח של 100 מ"ר, יהיה צורך לחפור בור בעומק של יותר מ-3 מטרים ובשטח כולל של 250 מ"ר.

אם השטח הזמין של האתר מאפשר ליצור בור כזה, אז הנחת האופקית תהיה האפשרות הטובה ביותר לחימום גיאותרמי של בית פרטי. בתוך הבור מונחת מערכת צינורות שדרכה מסתובב נוזל קירור שאינו מקפיא. מעגל החימום החיצוני מובל לתוך הבית ומחובר למחליף החום.

מבין היתרונות של תכנית זו ליישום חימום גיאותרמי, נהוג לייחד את יעילותו, קלות הסידור והפחתת העלות של התקנת מעגל חיצוני. יחד עם זאת, יש צורך לקחת בחשבון את הדרישות המחייבות לחישוב נכון של נפח הבור, אשר לא תמיד ניתן למקם על חלקת אדמה קטנה.

חימום גיאותרמי לבית:

אפשרות מתחת למים

בעלי בתים פרטיים המתגוררים ליד אגמים ונהרות בוחרים לעתים קרובות באפשרות של חימום הידרותרמי באמצעות אפשרות תת-מימית. זה רק הכרחי לחשוב על המיקום של קו המתאר החיצוני, אשר ממוקם בעומק של יותר מ 4 מטרים, אשר אינו כולל את האפשרות של הקפאה של האגם או הנהר לתחתית. החלק התת-קרקעי והעל-קרקעי של המעגל, העובר ישירות מחופו של האגם אל הבית הפרטי המחומם, מבודד בהכרח, וצינורות מונחים מתחת לאדמה בעומק מתחת לנקודת הקיפאון של האדמה.

השימוש באופציה התת-ימית מאפשר לפשט את סידור מערכת החימום של בית פרטי, שכן היא אינה נדרשת לבצע עבודות עפר יקרות ומורכבות. המעגל החיצוני יחומם על ידי חום המים, ולאחר מכן נוזל הקירור המחומם מסופק למערכת, מה שמבטיח את תפעול הציוד.

ביצוע בארות הידרותרמיות

יישום בארות גיאותרמיות לארגון חימום אוטונומי הוא האפשרות הטובה ביותר, שיכולה להפחית באופן משמעותי את העלויות של בעל הבית. הבאר נקדח לעומק של 30-50 מטר, מה שמגביר את יעילות החימום, שכן בעומקים גדולים הטמפרטורה של כדור הארץ תהיה גבוהה יותר מאשר על פני השטח עצמו.

קידוח באר היא אחת השיטות היעילות ביותר להתקנת חימום כזה.

כיום, בעלי בתים רבים, המציידים מערכת חימום גיאותרמית אוטונומית לבית פרטי, בוחרים באפשרות של קידוח בארות, מה שמפשט מאוד את הנחת המעגל. במקרה זה, היעילות המקסימלית של הציוד המשמש מובטחת, מה שמאפשר לך להשתמש בכל האפשרויות של טכנולוגיות מודרניות כאלה אפילו בנוכחות שטח קטן.

יישום חימום בית פרטי עם הנחת מעגל חיצוני בבארות עמוקות מאפשר להפחית את העלות הכוללת של הסדרת חימום אוטונומי בבית ב-20-30%. בשל טמפרטורת החימום הגבוהה של נוזל הקירור במעגל העמוק, ניתן להשתמש במתקני חימום בעלי קיבולת קטנה, אשר מפשטת את התקנת הציוד, מפחיתה את עלותו, תוך מתן נוחות מרבית למגורים בבית פרטי.

1 איך זה עובד

משאבת חום היא סט של ציוד שתפקידו לאסוף אנרגיה תרמית ולמסור אותה לצרכן. מקור אנרגיית החום יכול להיות כל מדיום או גוף עם טמפרטורה מעל מעלה אחת. כדי להבין טוב יותר את עקרון הפעולה של מכשירים אלה, עליך להכיר את התכונות הפונקציונליות שלהם:

• היחידה אינה מפיקה אנרגיית חום בעצמה.
• משאבת החום דורשת חשמל כדי לפעול.
• עקרון הפעולה של המכשיר מבוסס על מחזור קרנו, המשמש בכל יחידות הקירור.

לאחרונה, הטכנולוגיה של ייצור משאבות חום השתפרה באופן משמעותי.יחידות מודרניות מסוגלות לקחת אנרגיה תרמית מהאוויר בטמפרטורה של עד -30 מעלות, כמו גם מים ואדמה - עד 2 מעלות. פריאון הוא נוזל העבודה במחזור קרנו. החומר הגזי הזה מתחיל לרתוח בטמפרטורות מתחת לאפס. נוזל הקירור מתאדה ומתעבה ברצף בשני תאי חילופי חום, תוך שהוא סופג אנרגיה מהסביבה. ואז הוא מעביר אותו לצרכן.

התוכנית של משאבת חום דומה לעקרון הפעולה של מזגן הפועל לחימום:

• בעוד פריאון נמצא במצב נוזלי, נוזל הקירור מסתובב דרך הצינורות של מחליף החום. לוקח אנרגיית חום מהסביבה, פריאון רותח ומתחיל להתאדות.
• ואז הגז נכנס למדחס, מה שמגביר את הלחץ לערך הרצוי. כתוצאה מכך, נקודת הרתיחה של הקירור עולה והחומר מתעבה בטמפרטורה גבוהה יותר.
• עובר דרך תא חילופי החום הפנימי, פריאון נותן את האנרגיה המצטברת לנוזל הקירור ושוב עובר למצב נוזלי.
• לאחר מכן, הגז נכנס למקלט ומצערת. כאשר הלחץ של החומר מופחת, מחזור העבודה חוזר על עצמו.

חימום גיאותרמי עשה זאת בעצמך בבית

זה בהחלט אפשרי לעלות ולהפעיל חימום גיאותרמי בעצמך. עם זאת, עלולים להתעורר קשיים במהלך העבודה. קודם כל, זה נוגע להתקנת מעגל חיצוני באדמה. לכן, בהיעדר הכישורים הדרושים, מומלץ להפקיד את התאמת המערכת בידי אנשי מקצוע שיבצעו חישוב מוכשר וירכיבו את כל מערכת החימום הגיאותרמית.

חישובים ראשוניים

על מנת שחימום גיאותרמי יביא את האפקט המתוכנן, יש צורך לבצע חישובים. הם יעזרו לך לבחור את הכוח של ציוד שאיבה. נתונים משוערים עבור מבנים עם רמות שונות של בידוד תרמי שונים. אז כדי לחמם מטר מרובע אחד תצטרך:

• ללא בידוד תרמי - 120 W;

• עם בידוד תרמי קונבנציונלי - 80 W;

• עם בידוד חסכוני באנרגיה - 40 וואט.

לחישובים תצטרכו גם מספרים שקובעים את איבוד החום בבית. לדוגמה, אם עבור בניין מגורים בשטח של 180 מ"ר. מטרים עם בידוד תרמי איכותי, איבוד חום הוא 9 קילוואט ליום, ואז הציוד חייב לספק הספק של 216 קילוואט (9 קילוואט x 24 שעות). בהתחשב בעובדה שהפסדי חום עשויים להיות שונים בזמנים שונים, ניתנת הפרש של 10-20%. לפיכך, תפוקת המשאבה הסופית של מערכת החימום הגיאותרמית צריכה להיות 10.8 קילוואט.

בעת החישוב, חשוב לקחת בחשבון כמה נקודות. אלה כוללים את הטמפרטורה של הקרקע בגובה הבאר

במרכז רוסיה, זה שומר בתוך + 8 ... + 10 מעלות (בעומק של 15-20 מטרים). עם סידור אופקי של המעגל החיצוני של מערכת החימום, נלקח בחשבון הספק של 50 קילוואט למטר. הנתונים המדויקים תלויים בתנאים הגיאולוגיים (לחות, נוכחות מי תהום). קרקעות שונות נותנות אינדיקטורים שונים:

• אדמה יבשה - 25 W / m;

• מצע רטוב - 45-55 W / m;

• סלעים קשים - 85 W / m;

• נוכחות מי תהום - 110 W / m.

איך ההתקנה של מערכת החימום

מערכות מים הן דבר נדיר, חימום גיאותרמי דרך הקרקע הוא המבוקש ביותר. לכן, השלב הראשון של העבודה קשור לקידוח בארות או לחפירת בור.שקעים נעשים לעומק של 20 עד 100 מטר, באמצעות ציוד מיוחד. תחתית הבור מכוסה בחול. יתר על כן, צינורות פלסטיק מונחים בשקעים המוגמרים או בתעלות, אשר מסוגלים לעמוד בלחץ של כ -6 בר. צינורות אלה ישמשו כבדיקות.

במהלך ההתקנה, נעשה שימוש בצנרת של שלושה או ארבעה קווים, בעוד שקטעי הקצה מחוברים בצורה של האות "U". ניתן לרכוש את המעגל החיצוני מוכן או להרכיב באופן עצמאי.

כאשר החלק הקשה ביותר של העבודה על התקנת מערכת חימום גיאותרמית הושלם, הם מתחילים לחבר את המשאבה. החיווט בשיטה זו דומה לחיווט של מערכת חימום מסורתית.

עקרון הפעולה של המכשיר

מי שבא במגע עם נושאי חימום חסכוני, השם "משאבת חום" מוכר היטב. במיוחד בשילוב עם מונחים כמו "מים-יבשה", "מים-מים", "מים-אוויר" וכו'. כגון משאבת חום עם מכשיר Frenett אין כמעט שום דבר במשותף, מלבד אולי השם והתוצאה הסופית בצורה של אנרגיה תרמית, המשמשת בסופו של דבר לחימום.

משאבות חום הפועלות על עיקרון קרנו פופולריות מאוד הן כדרך חסכונית לארגון חימום והן כמערכת ידידותית לסביבה. הפעולה של קומפלקס מכשירים כזה קשורה להצטברות של אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך הכלול במשאבים טבעיים (אדמה, מים, אוויר) והמרתה לאנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל גבוה. ההמצאה של יוג'ין פרנט מסודרת ופועלת בצורה אחרת לגמרי.

גלריית תמונות
תמונה מ
לא ניתן לייחס ללא תנאי את מערכת הפקת החום שפותחה על ידי E. Frenett למחלקת משאבות החום.על פי העיצוב והמאפיינים הטכנולוגיים, מדובר בתנור חימום

היחידה אינה משתמשת במקורות אנרגיה גיאוגרפיים או סולאריים בעבודתה. נוזל קירור השמן שבתוכו מחומם על ידי כוח החיכוך שנוצר על ידי סיבוב של דיסקיות מתכת.

גוף העבודה של המשאבה הוא גליל מלא בשמן, שבתוכו נמצא ציר הסיבוב. זהו מוט פלדה המצויד בדיסקים מקבילים המרוחקים כ-6 ס"מ זה מזה.

כוח צנטריפוגלי דוחף את נוזל הקירור המחומם לתוך הסליל המחובר למכשיר. השמן המחומם יוצא מהמכשיר בנקודת החיבור העליונה. נוזל הקירור המקורר מוחזר מלמטה

מראה חיצוני משאבת חום פרנט

חימום המכשיר במהלך הפעולה

מרכיבים מבניים עיקריים

המידות בפועל של אחד הדגמים

עקרון הפעולה של מכשיר זה מבוסס על השימוש באנרגיה תרמית, המשתחררת במהלך החיכוך. העיצוב מבוסס על משטחי מתכת הממוקמים לא קרוב זה לזה, אלא במרחק מסוים. החלל ביניהם מלא בנוזל. חלקים מהמכשיר מסתובבים זה ביחס לזה בעזרת מנוע חשמלי, הנוזל בתוך המארז ובמגע עם האלמנטים המסתובבים מחומם.

ניתן להשתמש בחום המתקבל לחימום נוזל הקירור. מקורות מסוימים ממליצים להשתמש בנוזל זה ישירות עבור מערכת החימום. לרוב, רדיאטור רגיל מחובר למשאבת פרנט תוצרת בית. כנוזל חימום, מומחים ממליצים בחום להשתמש בשמן, לא במים.

במהלך פעולת המשאבה, נוזל קירור זה נוטה להתחמם חזק מאוד.מים בתנאים כאלה יכולים פשוט להרתיח. קיטור חם בחלל סגור יוצר לחץ עודף, וזה בדרך כלל מוביל לקרע של צינורות או מעטפת. הרבה יותר בטוח להשתמש בשמן במצב כזה, שכן נקודת הרתיחה שלו הרבה יותר גבוהה.

כדי לייצר משאבת חום של Frenette, תזדקק למנוע, רדיאטור, מספר צינורות, שסתום פרפר מפלדה, דיסקים מפלדה, מוט מתכת או פלסטיק, צילינדר מתכת וערכת אום (+)

יש דעה שהיעילות של מחולל חום כזה עולה על 100% ויכולה להיות אפילו 1000%. מנקודת מבט של פיזיקה ומתמטיקה, זו לא אמירה נכונה לחלוטין. היעילות משקפת את הפסדי האנרגיה המושקעים לא על חימום, אלא על הפעולה בפועל של המכשיר. במקום זאת, הטענות הפנומנליות לגבי היעילות הגבוהה להפליא של משאבת Frenette משקפות את היעילות שלה, שהיא באמת מרשימה.

עלות החשמל לתפעול המכשיר זניחה, אך כמות החום המתקבלת כתוצאה מכך בולטת מאוד. חימום נוזל הקירור לאותן טמפרטורות בעזרת גוף חימום, למשל, ידרוש כמות חשמל גדולה בהרבה, אולי פי עשרה יותר. דוד ביתי עם צריכה כזו של חשמל אפילו לא יתחמם.

מדוע לא כל בתי המגורים והתעשייה מצוידים במכשירים כאלה? הסיבות עשויות להיות שונות. ובכל זאת, מים הם נוזל קירור פשוט ונוח יותר מאשר שמן. הוא אינו מתחמם לטמפרטורות כה גבוהות, וקל יותר לנקות את ההשלכות של נזילות מים מאשר לנקות שמן שנשפך.

סיבה נוספת עשויה להיות שעד שהומצאה משאבת פרנט, מערכת חימום מרכזית כבר הייתה קיימת ותפקדה בהצלחה.הפירוק שלו להחלפה במחוללי חום יהיה יקר מדי ויביא אי נוחות רבה, כך שאף אחד אפילו לא שקל את האפשרות הזו ברצינות. כמו שאומרים, הטוב ביותר הוא האויב של הטוב.

עקרון הפעולה של משאבות חום

עקרון הפעולה של מכשיר לחימום בית מבוסס על העובדה שחומר (קרר) יכול להפיץ אנרגיה תרמית או לקחת אותה בתהליך של שינוי המצב. רעיון זה הוא הבסיס לתפקוד המקרר (בגלל זה, הקיר האחורי של המכשיר חם).

המשאבה התרמומית לחימום פועלת באופן הבא:

1. הגורם הנכנס מקורר ב-5 מעלות בקטע האידוי על בסיס האנרגיה ממוביל החום.
2. הסוכן המקורר נכנס למדחס, אשר כתוצאה מהעבודה דוחס ומחמם אותו.
3. גז חם כבר נכנס לתא חילופי החום, שם הוא נותן את החום שלו למערכת החימום.
4. נוזל הקירור המעובה מוחזר לתחילת המחזור.

התקן

משאבת חום לחימום בית מורכבת ממספר מרכיבי מתאר עיקריים:

• מעגל עם נוזל קירור המעביר אנרגיה ממקור חום;
• מעגל עם פריאון, שמתאדה מעת לעת, לוקח אנרגיה תרמית מהמעגל הראשון, ושוב מתיישב עם עיבוי, מעביר חום לשלישי;
• מעגל שבו מסתובב נוזל, שהוא נושא חום לחימום.

פעולת משאבה תרמית לחימום בית מועילה כלכלית.הסיבה לכך היא שהמכשיר אינו דורש הספק גבוה (בהתאם, צריכת החשמל אינה עולה על זו של מכשיר ביתי רגיל), אך הוא מפיק פי 4 יותר חום בהשוואה לצריכת החשמל.

כמו כן, אין צורך ליצור קו חיווט נפרד לחיבור המשאבה.

יתרונות וחסרונות

לפני שמחליטים אם להשתמש במשאבת חום או לא, כדאי להכיר את היתרונות והחסרונות של פעולתה. היתרונות העיקריים של משאבת חום כוללים:

• צריכת חשמל נמוכה לחימום הבית;
• אין צורך בבדיקה ותחזוקה שוטפת, מה שהופך את עלות הפעלת משאבת חום לחימום למינימלית;
• מותרת התקנה בכל אזור. המשאבה יכולה לעבוד עם מקורות אנרגיית חום כמו אוויר, אדמה ומים. לכן, ניתן להתקין אותו כמעט בכל מקום בו מתוכנן לבנות בית. ובתנאים של ריחוק מהגז הראשי, המכשיר הוא שיטת החימום המתאימה ביותר. גם אם אין חשמל, ניתן להבטיח את פעולת המדחס באמצעות הנעה המבוססת על בנזין או סולר;
• חימום הבית מתבצע באופן אוטומטי. זה לא נדרש להוסיף דלק או לבצע מניפולציות אחרות, כמו, למשל, במקרה של ציוד דוודים;
• היעדר זיהום סביבתי על ידי גזים וחומרים מזיקים. כל חומרי הקירור בהם נעשה שימוש בטוחים לחלוטין וידידותיים לסביבה;
• בטיחות אש. דיירי הבית לעולם לא יהיו בסכנת פיצוץ או נזק עקב התחממות יתר של משאבת החום;
• אפשרות הפעולה גם בתנאי חורף קרים (עד -15 מעלות);
• משאבת חום איכותית לחימום בית יכולה להחזיק מעמד עד 50 שנה. יש להחליף את המדחס רק אחת ל-20 שנה.

צפו בסרטון היתרונות והחסרונות

כמו לכל מכשיר, למשאבות חום יש חסרונות מסוימים:

1. אם טמפרטורת הסביבה יורדת מתחת ל-15 מעלות, המשאבה לא תוכל לפעול. במקרה זה, תצטרך להתקין מקור חום שני. בטמפרטורות נמוכות מאוד, הדוד, הגנרטור או דוד החשמל מופעל;
2. עלות גבוהה של ציוד. זה יעלה בערך 350,000-700,000 רובל, ואת אותו סכום יהיה צורך להוציא על יצירת תחנה גיאותרמית והתקנת המכשיר. עבודת התקנה נוספת אינה נדרשת רק עבור משאבת חום המשתמשת באוויר כמקור חום;
3. עדיף להתקין משאבת חום בשילוב עם חימום תת רצפתי או קונווקטורים מאווררים, אולם מבנים ישנים יותר ידרשו שיפוץ מחדש ואולי אף שיפוץ גדול, שיגרור זמן ועלות נוספים. אם בית פרטי נבנה מאפס, אין בעיה כזו;
4. במהלך פעולת משאבת החום יורדת טמפרטורת האדמה הממוקמת סביב הצינור עם נושא החום. זה גורם למוות של כמה מיקרואורגניזמים המעורבים בתפקוד הסביבה. לפיכך, עדיין נגרם נזק מסוים לסביבה, אך הוא קטן משמעותית מהנזק מהפקת גז או נפט.

היתרונות של מערכת חימום גיאותרמית

למערכות חימום גיאותרמיות מספר יתרונות:

• שחרור האנרגיה התרמית גדול פי כמה מצריכת החשמל שהמשאבה דורשת.
• הבטיחות הסביבתית גדולה מזו של מערכות חימום אחרות, שכן מערכות חימום גיאותרמיות אינן מייצרות פליטות מזיקות.
• על מנת שהמערכת הגיאותרמית תפעל, אין צורך בדלק או בכימיקלים נוספים. לכן, זה בטוח עבור הבעלים ועבור הסביבה.
• בהפעלת חימום כזה אין סכנת פיצוץ או שריפה.
• אם מערכת החימום מותקנת כהלכה, היא תחזיק מעמד לפחות 30 שנה ללא תמיכה טכנית.

בניית מערכות גיאותרמיות

בניית מערכות גיאותרמיות

אפילו מהשם ברור שהמהות של סוג חימום זה היא שימוש באנרגיה של כדור הארץ. על פי עקרון הפעולה, הוא דומה מרחוק למזגנים או מקררים.

האלמנט העיקרי הוא משאבת חום המחוברת לשני מעגלים.

1. המעגל הפנימי פירושו מערכת החימום המוכרת לנו, היא מורכבת מרדיאטורים וצינורות.
2. חיצוני - זהו מחליף חום מאוד ממדי המותקן מתחת לאדמה או במאגר. בו, נוזל הקירור (וזה יכול להיות מים רגילים או אנטיפריז), לאחר שלקח את טמפרטורת הסביבה, מסופק למשאבת החום, משם החום המצטבר נכנס למעגל הפנימי. כך מתחממים תנורי החימום בבית.

המרכיב העיקרי של המערכת הוא בדיוק משאבת החום - מכשיר שלא תופס יותר מקום מאשר תנור גז. ביצועי משאבת החום גבוהים למדי: על כל קילוואט אנרגיה בשימוש, היא מפיקה עד חמישה קילוואט חום.

דיאגרמת פעולת משאבת חום

כמובן, חימום גיאותרמי הוא ללא ספק האורך והיקר ביותר. את רוב הכסף יהיה צורך להוציא על עבודות עפר וציוד נלווה, כולל משאבת חום. ורבים תוהים האם אפשר לחסוך בזה ולבנות למשל משאבת חום תוצרת בית. כדי לברר, אתה צריך להבין את הסוגים והתכונות של הציוד.

אנו מתקינים חימום גיאותרמי בעצמנו

מיד נציין תכונה כזו: מי שיחליט לצייד חימום בחום כדור הארץ יצטרכו להשקיע בכך סכום עצום פעם אחת. כמובן שלאורך זמן עלות זו תשתלם, שכן במשך שנה-שנתיים אנחנו לא בונים לעצמנו דיור. כמו כן, מחירי הגז והחשמל עולים מדי שנה, ועם מערכת גיאותרמית, אתה לא יודע מה הן העליות המחירים האלה.

עם זאת, במערכת זו, רובו יהיה מוסתר מתחת לאדמה. חימום באנרגיית אדמה הוא נוכחות של באר ומחליף חום. בדירה צריך לשים רק מכשיר שייצור חום - לרוב הוא לא תופס הרבה מקום.

איך פועלת משאבת חום

במכשיר כזה, המשתמש יוכל לשלוט בטמפרטורה ולספק אנרגיה תרמית. התקנת מערכת החימום עצמה בדיור נעשית כרגיל - עם הסתעפות של הצינור והרדיאטורים. אם יש לך בית פרטי, או שהבניין עצמו קטן, אז במקרה זה הגנרטור של המערכת מוצג בחדר נפרד או במרתף.

עקרון הפעולה של משאבות חום

יש לציין כי כמעט לכל מדיום יש אנרגיה תרמית. למה לא להשתמש בחום הזמין כדי לחמם את הבית שלך? משאבת חום תעזור בזה.

עקרון הפעולה של משאבת חום הוא כדלקמן: חום מועבר לנוזל הקירור ממקור אנרגיה עם פוטנציאל נמוך. בפועל, הכל קורה באופן הבא.

נוזל הקירור עובר דרך צינורות שקבורים למשל באדמה. ואז נוזל הקירור נכנס למחליף החום, שם האנרגיה התרמית שנאספה מועברת למעגל השני. נוזל הקירור, שנמצא במעגל החיצוני, מתחמם והופך לגז. לאחר מכן, נוזל הקירור הגזי עובר לתוך המדחס, שם הוא נדחס. זה גורם לקירור להתחמם עוד יותר. גז חם עובר למעבה, ושם עובר החום לנוזל הקירור, שכבר מחמם את הבית עצמו.

חימום גיאותרמי בבית: איך זה עובד

מערכות קירור מסודרות לפי אותו עיקרון. המשמעות היא שניתן להשתמש ביחידות קירור לקירור אוויר פנימי.

סוגי משאבות חום

ישנם מספר סוגים של משאבות חום. אבל לרוב, מכשירים מסווגים לפי אופי נוזל הקירור במעגל החיצוני.

מכשירים יכולים לשאוב אנרגיה

• מים,
• קרקע,
• אוויר.

האנרגיה המתקבלת בבית יכולה לשמש לחימום חלל, לחימום מים. לכן, ישנם מספר סוגים של משאבות חום.

משאבות חום: קרקע - מים

האפשרות הטובה ביותר לחימום חלופי היא השגת אנרגיה תרמית מהקרקע. אז, כבר בעומק של שישה מטרים, לכדור הארץ יש טמפרטורה קבועה ובלתי משתנה. נוזל מיוחד משמש כמוביל חום בצינורות. קו המתאר החיצוני של המערכת עשוי מצינורות פלסטיק. צינורות באדמה ניתן למקם אנכית או אופקית.אם הצינורות ממוקמים אופקית, אז יש להקצות שטח גדול. כאשר צינורות מותקנים אופקית, אי אפשר להשתמש בקרקע למטרות חקלאיות. אתה יכול רק לארגן מדשאות או לשתול צמחים חד-שנתיים.

כדי לסדר צינורות אנכית באדמה, יש צורך לעשות כמה בארות עד לעומק של 150 מטר. זו תהיה משאבה גיאותרמית יעילה, שכן הטמפרטורה גבוהה בעומק רב ליד כדור הארץ. בדיקות עמוקות משמשות להעברת חום.

סוג משאבת מים למים

בנוסף, ניתן לקבל חום ממים שנמצאים עמוק מתחת לאדמה. ניתן להשתמש בבריכות, מי תהום או מי שפכים.

יש לציין כי אין הבדלים מהותיים בין שתי המערכות. העלויות הקטנות ביותר נדרשות כאשר נוצרת מערכת לקבלת חום ממאגר. יש למלא צינורות בנוזל קירור ולטבול במים. יש צורך בתכנון מורכב יותר על מנת ליצור מערכת להפקת חום ממי תהום.

משאבות אוויר למים

אפשר לאסוף חום מהאוויר, אבל באזורים עם חורף קר מאוד, מערכת כזו אינה יעילה. יחד עם זאת, התקנת המערכת פשוטה מאוד. אתה רק צריך לבחור ולהתקין את המכשיר הרצוי.

קצת יותר על עקרון הפעולה של משאבות גיאותרמיות

לחימום כדאי מאוד להשתמש במשאבות חום. בתים בשטח של יותר מ-400 מ"ר משלמים את עלויות המערכת מהר מאוד. אבל אם הבית שלך לא גדול מאוד, אז אתה יכול לעשות מערכת חימום במו ידיך.

ראשית אתה צריך לקנות מדחס. מתאים מכשיר המצויד במזגן רגיל. אנחנו מרכיבים אותו על הקיר. אתה יכול ליצור קבל משלך. יש צורך לעשות סליל מצינורות נחושת. הוא ממוקם במארז פלסטיק.המאייד מותקן גם על הקיר. הלחמה, מילוי פריאון ועבודות דומות צריכות להתבצע רק על ידי איש מקצוע. פעולות לא מוצלחות לא יובילו לתוצאה טובה. יתר על כן, אתה יכול להיפצע.

לפני הפעלת משאבת החום, יש לבדוק את מצב החשמול של הבית. יש לדרג את הספק המד ב-40 אמפר.

משאבת חום גיאותרמית תוצרת בית

שימו לב כי משאבת חום שנוצרה בעצמכם לא תמיד עומדת בציפיות. הסיבה לכך היא היעדר חישובים תרמיים נכונים. המערכת מופעלת בחסר ועלויות התחזוקה עולות

לכן, חשוב לבצע את כל החישובים בצורה מדויקת.

אפשרויות להסדרת חימום גיאותרמי

שיטות לסידור קו המתאר החיצוני

על מנת שאנרגיה של כדור הארץ תשמש לחימום הבית ככל האפשר, צריך לבחור את המעגל המתאים למעגל החיצוני. למעשה, כל מדיום יכול להוות מקור לאנרגיה תרמית - מתחת לאדמה, מים או אוויר.

אבל חשוב לקחת בחשבון שינויים עונתיים בתנאי מזג האוויר, כפי שנדון לעיל.

נכון להיום, ישנם שני סוגי מערכות המשמשות למעשה לחימום בית בשל חום האדמה – אופקית ואנכית. גורם הבחירה העיקרי הוא שטח הקרקע. פריסת הצינורות לחימום הבית באנרגיה של כדור הארץ תלויה בכך.

בנוסף לכך, נלקחים בחשבון הגורמים הבאים:

• הרכב הקרקע. באזורים סלעיים וחצניים, קשה ליצור פירים אנכיים להנחת כבישים מהירים;
• רמת הקפאת אדמה. הוא יקבע את העומק האופטימלי של הצינורות;
• מיקום מי התהום. ככל שהם גבוהים יותר, כך טוב יותר עבור חימום גיאותרמי.במקרה זה, הטמפרטורה תגדל עם העומק, שהוא התנאי האופטימלי לחימום מאנרגיית כדור הארץ.

אתה גם צריך לדעת על האפשרות של העברת אנרגיה הפוכה בקיץ. אז חימום של בית פרטי מהקרקע לא יתפקד, והחום העודף יעבור מהבית לאדמה. כל מערכות הקירור פועלות על אותו עיקרון. אבל בשביל זה אתה צריך להתקין ציוד נוסף.

ערכת חימום גיאותרמי אופקי

סידור אופקי של צינורות חיצוניים

הדרך הנפוצה ביותר להתקנת כבישים מהירים חיצוניים. זה נוח עבור קלות ההתקנה והיכולת להחליף במהירות יחסית חלקים פגומים של הצינור.

להתקנה על פי סכימה זו, נעשה שימוש במערכת אספן. לשם כך, נעשים מספר קווי מתאר, הממוקמים במרחק מינימלי של 0.3 מ' אחד מהשני. הם מחוברים באמצעות אספן, המספק את נוזל הקירור בהמשך למשאבת החום. זה יבטיח אספקה ​​מקסימלית של אנרגיה לחימום מחום כדור הארץ.

עם זאת, יש כמה דברים שחשוב לזכור:

• שטח חצר גדול. עבור בית של כ-150 מ"ר, זה חייב להיות לפחות 300 מ"ר;
• צינורות חייבים להיות קבועים לעומק מתחת לרמת הקפאה של האדמה;
• עם התנועה האפשרית של הקרקע במהלך שיטפונות אביב, הסבירות לעקירה של כבישים מהירים עולה.

היתרון המובהק של חימום מחום כדור הארץ מסוג אופקי הוא האפשרות של סידור עצמי. ברוב המקרים, הדבר לא ידרוש מעורבות של ציוד מיוחד.

תרשים אנכי של חימום גיאותרמי

מערכת גיאותרמית אנכית

זוהי דרך גוזלת יותר זמן לארגן חימום של בית פרטי מהקרקע.צינורות ממוקמים אנכית, בבארות מיוחדות

חשוב לדעת שתוכנית כזו היא הרבה יותר יעילה מאשר אנכית.

היתרון העיקרי שלו הוא הגדלת מידת חימום המים במעגל החיצוני. הָהֵן. ככל שהצינורות ממוקמים עמוק יותר, כך תיכנס למערכת כמות החום של כדור הארץ לחימום הבית. גורם נוסף הוא שטח הקרקע הקטן. במקרים מסוימים, סידור מעגל החימום הגיאותרמי החיצוני מתבצע עוד לפני בניית הבית בסביבה הקרובה של הקרן.

באילו קשיים ניתן להיתקל בהשגת אנרגיית אדמה לחימום בית לפי תכנית זו?

• כמותי לאיכות. עבור סידור אנכי, אורך הכבישים המהירים הוא הרבה יותר גבוה. זה מפוצה על ידי טמפרטורת קרקע גבוהה יותר. כדי לעשות זאת, אתה צריך לעשות בארות בעומק של עד 50 מ', וזו עבודה מפרכת;
• הרכב הקרקע. עבור אדמה סלעית, יש צורך להשתמש במכונות קידוח מיוחדות. בחמר, כדי למנוע נשירה של הבאר, מותקן מעטפת מגן העשויה מבטון מזוין או פלסטיק בעל קירות עבים;
• במקרה של תקלות או אובדן אטימות, תהליך התיקון הופך מסובך יותר. במקרה זה, כשלים ארוכי טווח בפעולת חימום הבית עבור האנרגיה התרמית של כדור הארץ אפשריים.

אך למרות העלויות הראשוניות הגבוהות ומורכבות ההתקנה, הסידור האנכי של הכבישים המהירים הוא אופטימלי. מומחים מייעצים להשתמש בדיוק בתוכנית התקנה כזו.