گرم شدن با گرمای زمین. گرمایش زمین گرمایی را خودتان در خانه انجام دهید. برخی از ویژگی های عملیات

می دانیم که ژئوترمی گرمای زمین است و مفهوم "زمین گرمایی" اغلب با آتشفشان ها و آبفشان ها مرتبط است. در روسیه، انرژی زمین گرمایی عمدتا در مقیاس صنعتی استفاده می شود، به عنوان مثال، نیروگاه های خاور دور وجود دارد که بر اساس گرمای سیاره ما کار می کنند.

بسیاری مطمئن هستند که ساخت گرمایش زمین گرمایی در خانه با دستان خود چیزی خارج از قلمرو فانتزی است. مگه نه؟ اما این کاملا درست نیست! با توسعه فن آوری های مدرن، استفاده خانگی از "انرژی سبز" کاملا واقعی شده است.

در مورد اصول گرمایش جایگزین، مزایا و معایب آن صحبت خواهیم کرد و آن را با سیستم های گرمایش سنتی مقایسه خواهیم کرد. همچنین با نحوه قرار دادن مبدل حرارتی و نحوه نصب گرمایش زمین گرمایی با دستان خود آشنا خواهید شد.

هنگامی که بحران نفت در دهه 70 قرن گذشته آغاز شد، یک نیاز شدید در غرب ایجاد شد. در این زمان بود که اولین سیستم های گرمایش زمین گرمایی شروع به ایجاد کردند.

امروزه آنها به طور گسترده در ایالات متحده، کانادا و کشورهای اروپای غربی استفاده می شوند.

گالری تصاویر

درباره منابع گرمایش زمین گرمایی

برای گرمایش زمین گرمایی می توان از منابع انرژی حرارتی زمینی زیر استفاده کرد:

• درجه حرارت بالا؛
• دمای پایین.

به عنوان مثال چشمه های حرارتی متعلق به چشمه های با دمای بالا هستند. شما می توانید از آنها استفاده کنید، اما دامنه آنها توسط مکان واقعی چنین منابعی محدود شده است.

اگر در ایسلند از این نوع انرژی به طور فعال استفاده می شود، در روسیه آب های حرارتی از شهرک ها دور هستند. آنها بیشتر در کامچاتکا متمرکز هستند، جایی که آب های زیرزمینی به عنوان حامل گرما استفاده می شود و به سیستم های آب گرم عرضه می شود.

کانتور بیرونی بسیار بزرگتر از داخلی به نظر می رسد، اگرچه ابعاد آن را فقط می توان در طول دوره برنامه ریزی و نصب تخمین زد. در حین کار، نامرئی است، زیرا زیر زمین یا زیر آب است. در داخل این مدار، آب معمولی یا ضدیخ مبتنی بر اتیلن گلیکول در گردش است که بسیار ارجح تر است.

نتیجه گیری و فیلم مفید در مورد موضوع

اگر درک اطلاعات بصری برای شما آسان تر است، پس این ویدیو به شما این امکان را می دهد که دقیقاً با چشمان خود ببینید که سیستم زمین گرمایی چگونه کار می کند، و همچنین در مورد اینکه چه کسی و چرا این نوع گرمایش مفید است بیشتر بدانید.

ما شما را به تماشای یک ویدیوی کوتاه دعوت می کنیم که در آن صاحب یک کلکتور افقی زیرزمینی در مورد برداشت خود از عملکرد آن صحبت می کند. علاوه بر این، پس از تماشای این ویدئو، با هزینه های جاری مرتبط با بهره برداری از سیستم گرمایش زمین گرمایی آشنا خواهید شد.

هر صاحب یک خانه خصوصی برای خود انتخاب می کند که آیا خدمات سازمان های تأمین کننده منابع را بخرد یا فقط به خود متکی باشد. در انجام این کار، او با یک لیست کامل از ملاحظات هدایت می شود.

آیا چیزی برای اضافه کردن دارید یا در مورد گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی سؤالی دارید؟ شما می توانید نظرات خود را در مورد پست ارسال کنید. فرم تماس در بلوک پایین است.

محتوا

برای تأمین گرما یک خانه خصوصی، به طور سنتی از واحدهایی استفاده می شود که با برق، جامد، گاز یا سوخت مایع کار می کنند. در دهه های اخیر، کلکتورهای خورشیدی و گرمای داخل زمین به عنوان منبع جایگزین انرژی حرارتی مورد استفاده قرار گرفته است. گرمایش خانه با استفاده از گرمای زمین گرمایش زمین گرمایی خانه نامیده می شود.

گرمایش زمین گرمایی خانه به دلیل انرژی زمین

گرمایش از زمین تقاضای فزاینده ای دارد زیرا هزینه حامل های انرژی معمولی به طور پیوسته در حال افزایش است، در حالی که منابع سوخت فسیلی در حال کاهش است. سرمایه گذاری در گرمایش خاکی یک کلبه روستایی با در نظر گرفتن چشم انداز اقتصادی و صرفه جویی قابل توجه در تامین گرمای مستقل در طول فصل گرما کاملاً سودآور است.

روشهای بدست آوردن انرژی حرارتی طبیعی

پمپ های حرارتی زمین گرمایی در نحوه استخراج گرما متفاوت هستند:

1. تاسیسات با استفاده از گرمای آب های زیرزمینی عمیق، آبفشان های داغ و غیره.
2. سیستم هایی که شامل مخزن ضد یخ نصب شده در زمین در عمق 75 متری می باشد. گرمایش از روده های زمین با گرمایش طبیعی ظرف با ضد یخ تامین می شود. در نتیجه، مبرد با عبور از مبدل حرارتی، گرمای دریافتی را می دهد و به مخزن باز می گردد.
3. مدار زمین گرمایی در امتداد کف مخزن قرار می گیرد که یک انباشته کننده حرارت طبیعی است. در این مورد، باید در نظر گرفت که مخزن می تواند در زمستان به طور کامل یخ بزند.

انواع پمپ های حرارتی زمین گرمایی

گرم کردن خانه با انرژی زمین نیاز به کار نصب در مقیاس بزرگ دارد، اما این روشی سازگار با محیط زیست برای به دست آوردن انرژی حرارتی عملا رایگان است. برای گرم کردن خانه، به هزینه های ناچیز برای برق لازم برای عملکرد سیستم نیاز دارید.

اصول عملکرد گرمایش زمین گرمایی

گرمایش از انرژی زمین با موفقیت در مناطق مختلف آب و هوایی استفاده می شود: سیستم ها می توانند در مناطق جنوبی و شمالی کار کنند.

یک تاسیسات زمین گرمایی در طول عملیات خود از خاصیت فیزیکی مایعات خاص مانند توانایی تبخیر استفاده می کند که منجر به خنک شدن سطح می شود. این پدیده است که زمینه ساز عملکرد تجهیزات تبرید است.

اصل عملکرد گرمایش زمین گرمایی یک فرآیند خنک کننده است که در جهت مخالف راه اندازی می شود. تهویه مطبوع اینگونه کار می کند که نه تنها قادر به خنک کردن، بلکه گرم کردن هوای اتاق نیز می باشد.

پمپ حرارتی چگونه کار می کند

با این حال، واحدهای تهویه مطبوع ظرفیت محدودی دارند - آنها نمی توانند در دمای کمتر از -5 درجه سانتیگراد کار کنند. و سیستم زمین گرمایی قادر است بدون توجه به دمای هوا در سطح، گرمایش خانه را فراهم کند. این به این دلیل است که در محیطی که از آن انرژی حرارتی می گیرد، شرایط دمایی پایدار به طور طبیعی حفظ می شود.

دستگاه سیستم گرمایش زمین گرمایی

ژئوترمی (علم وضعیت حرارتی زمین) کاربرد عملی انرژی حرارتی را که پوسته زمین از ماگمای داغ در مرکز سیاره دریافت می کند، ممکن کرد.

یک پمپ حرارتی ویژه طراحی شده برای گرمایش خانه روی سطح نصب می شود و یک مبدل حرارتی در زمین یا در پایین مخزن نصب می شود. انرژی حرارتی به سطح "پمپ" می شود و اجازه می دهد تا مایع خنک کننده را در مدار گرمایش یک خانه یا تاسیسات غیر مسکونی گرم کند.

روند گرمایش چگونه است

گرمایش زمین گرمایی یک خانه خصوصی یک گزینه مقرون به صرفه است. اگر از انرژی زمین برای گرم کردن خانه استفاده می کنید، به ازای هر کیلووات برق مورد نیاز برای کار کردن تجهیزات، از 4 تا 6 کیلو وات انرژی گرمایی مفید از روده های سیاره به دست می آید.

در مقایسه با عملکرد کولر، خواهیم دید که در حین کارکرد آن برای بدست آوردن 1 کیلو وات انرژی حرارتی به بیش از 1 کیلو وات برق نیاز است. این به دلیل تلفات اجتناب ناپذیر در تبدیل یک انرژی به انرژی دیگر و غیره است.

گرم کردن یک ساختمان مسکونی با استفاده از انرژی حرارتی فضای داخلی زمین بسیار سودآور است، اما دوره بازپرداخت تجهیزات و هزینه های نصب مدتی طول می کشد.

استفاده از گرمای زمین برای گرم کردن خانه نیازی به نصب دیگ سنتی برای گرم کردن مایع خنک کننده ندارد.

در این حالت سیستم از سه جزء تشکیل شده است:

• مدار گرمایش - منبع زمین گرمایی انرژی حرارتی؛
• مدار گرمایش داخل خانه - رادیاتور یا کف با دمای پایین؛
• ایستگاه پمپاژ - یک پمپ حرارتی برای پمپاژ انرژی گرمایی به مدار گرمایش از مدار گرمایش در زمین یا زیر آب.

از سیستم گرمایش زمین گرمایی می توان برای گرمایش گلخانه ها، ساختمان های جانبی، آب استخر، مسیرهای باغ و ... نیز استفاده کرد.

تجهیزات گرمایش زمین گرمایی

تجهیزات زمین گرمایی برای سیستم گرمایش عمیق به شما امکان می دهد انرژی حرارتی استخراج شده از محیط را جمع آوری کرده و آن را به خنک کننده در مدار گرمایش منتقل کنید.

لیست تجهیزات گرمایش زمین شامل:

• اواپراتور. این دستگاه در عمق قرار دارد و برای جذب انرژی حرارتی واقع در آب های زمین گرمایی یا خاک عمل می کند.
• خازن. به شما امکان می دهد دمای ضد یخ را به مقدار لازم برای عملکرد سیستم برسانید.
• پمپ حرارتی. گردش ضد یخ را در مدار گرمایش فراهم می کند، عملکرد تاسیسات زمین گرمایی را کنترل می کند.
• مخزن بافر - ظرفی برای جمع آوری ضد یخ گرم شده. به شما امکان می دهد انرژی حرارتی داخل زمین را به خنک کننده منتقل کنید. مخزنی که مایع خنک کننده از آن عبور می کند مجهز به مبدل حرارتی به شکل سیم پیچ است. ضد یخ گرم شده در امتداد آن حرکت می کند و گرما می دهد.

نمودار دستگاه پمپ حرارتی

نصب سیستم

گرمایش زمین گرمایی یک خانه روستایی در مرحله چیدمان نیاز به سرمایه گذاری مالی قوی دارد. هزینه کل بالای سیستم تا حد زیادی به دلیل حجم زیاد زمین مربوط به نصب مدار گرمایش است.

با گذشت زمان، هزینه های مالی جواب می دهد، زیرا انرژی حرارتی مورد استفاده در فصل گرما با حداقل هزینه برق از اعماق زمین استخراج می شود.

نصب مبدل حرارتی افقی برای سیستم گرمایش زمین گرمایی

برای اطمینان از گرمایش خانه با گرمای زمین، نصب یک سیستم ضروری است:

• قسمت اصلی باید در زیر زمین یا در پایین مخزن قرار گیرد.
• در خود خانه فقط تجهیزات نسبتاً فشرده نصب شده است و رادیاتور یا مدار گرمایش از کف گذاشته شده است. تجهیزات واقع در داخل خانه به شما امکان می دهد سطح گرمایش مایع خنک کننده را تنظیم کنید.

تجهیزات زمین گرمایی در یک خانه چگونه است؟

هنگام طراحی گرمایش به دلیل گرمای زمین، لازم است گزینه نصب مدار کار و نوع کلکتور مشخص شود.

دو نوع کلکسیونر وجود دارد:

1. عمودی - چندین ده متر در زمین فرو می رود. برای این کار در فاصله کمی از خانه لازم است تعدادی چاه حفر شود. یک کانتور در چاه ها غوطه ور می شود (مطمئن ترین گزینه لوله های ساخته شده از پلی اتیلن متقابل است).

معایب: هزینه های مالی بالا برای حفر چاه های متعدد در زمین با عمق 50 متر یا بیشتر.

مزایا: قرارگیری زیرزمینی لوله ها در عمقی که دمای زمین پایدار است، کارایی بالای سیستم را تضمین می کند. علاوه بر این، جمع کننده عمودی منطقه کوچکی از زمین را اشغال می کند.

2. افقی. استفاده از چنین کلکتوری در مناطقی با آب و هوای گرم و معتدل مجاز است، زیرا عمق انجماد خاک نباید از 1.5 متر تجاوز کند.

معایب: نیاز به استفاده از یک منطقه بزرگ از سایت (عیب اصلی). این قطعه زمین پس از کانتور گذاری نمی تواند برای باغچه یا باغ سبزی استفاده شود، زیرا سیستم با خروج سرما در حین انتقال مبرد کار می کند که باعث یخ زدن ریشه گیاهان می شود.

مزایا: کار زمینی ارزان‌تر که حتی می‌توانید به تنهایی انجام دهید.

نوع کلکتور افقی و عمودی

انرژی زمین گرمایی را می توان با قرار دادن یک مدار زمین گرمایی افقی در پایین یک مخزن غیر یخبندان تولید کرد. با این حال، اجرای این امر در عمل دشوار است: مخزن ممکن است در خارج از منطقه خصوصی قرار داشته باشد، و سپس نصب مبدل حرارتی باید هماهنگ شود. فاصله جسم گرم شده تا مخزن نباید بیش از 100 متر باشد.

مهم! دمای محیط کلکتور نباید کمتر از 5+ درجه سانتیگراد باشد. قسمت بالایی کلکتور در تماس با زمین انجماد باید با عایق حرارتی محافظت شود تا از اتلاف گرما جلوگیری شود.

مزایا و معایب

گرمایش با انرژی زمین چندین مزیت دارد:

• بهره وری. در مقایسه با هزینه برق برای عملکرد یک پمپ حرارتی، این سیستم به شما امکان می دهد چندین برابر انرژی گرمایی بیشتری دریافت کنید.
• دوستی با محیط زیست. این نوع گرمایش از نظر محیطی کاملاً بی ضرر است، هیچ گونه انتشار در جو وجود ندارد.
• ایمنی. نیازی به استفاده از سوخت، مواد شیمیایی و غیره نیست، خطر انفجار یا آتش سوزی تجهیزات وجود ندارد.
• حداقل نیاز به پشتیبانی فنی یک سیستم به درستی نصب شده قادر است بدون هیچ گونه مداخله ای برای حداقل 30 سال کار کند.
• سودآوری. در طول عملیات، هیچ هزینه تعمیر وجود ندارد، که به شما امکان می دهد ظرف 5-8 سال نصب گرمایش را بازپرداخت کنید.
• نیازی به کنترل عملکرد سیستم نیست.
• سطح سر و صدای کم در حین کار تجهیزات.
• منبع پایان ناپذیر انرژی حرارتی، نیازی به خرید و ذخیره حامل انرژی نیست.

سازگاری با محیط زیست در استفاده از انرژی حرارتی زیرزمینی

معایب عبارتند از:

• هزینه های اولیه تجهیزات بالا؛
• نیاز به انجام کار پیچیده حفاری در منطقه برای نصب یک مدار عمودی یا خراب کردن چشم انداز با تهیه ترانشه برای مبدل حرارتی افقی.

در آب و هوای معتدل، تاسیسات زمین گرمایی کارایی خود را ثابت کرده اند. در مناطق شمالی، این نوع گرمایش برای خانه های کوچک (تا 200 متر مربع) مناسب است.

با فهمیدن اینکه سیستم چگونه کار می کند و از چه قسمت هایی ساخته شده است، می توانید امکان نصب آن را در سایت خود تعیین کنید. عمدتاً گرمایش از زمین در مرحله ساخت خانه مجهز می شود - در این حالت انجام کارهای خاکی آسان تر است ، زیرا برنامه ریزی سایت و ایجاد طراحی منظر هنوز در پیش است.

گرمایش زمین گرمایی یکی از امیدوارکننده ترین منابع انرژی جایگزین است. برخلاف سیستم های خورشیدی، عملاً به زمان سال بستگی ندارد. اما آیا گرم کردن خانه با هزینه گرما و انرژی زمین سودآور است؟

گرمایش زمین گرمایی خانه

ابتدا باید اصول به دست آوردن انرژی حرارتی را درک کنید. آنها بر اساس افزایش دما در حین رفتن به عمق زمین هستند. در نگاه اول، افزایش درجه حرارت ناچیز است. اما به لطف ظهور فناوری های جدید، گرم کردن خانه با گرمای زمین به واقعیت تبدیل شده است.

شرط اصلی برای سازماندهی گرمایش زمین گرمایی دمای حداقل 6 درجه سانتیگراد است. این برای لایه های متوسط ​​و عمیق خاک و مخازن معمول است. دومی به شدت به دمای خارجی وابسته است، بنابراین به ندرت استفاده می شود. چگونه می توانید عملا گرمایش خانه را با انرژی زمین سازماندهی کنید؟

برای انجام این کار، لازم است 3 مدار پر از مایعات با مشخصات فنی مختلف ایجاد شود:

• بیرونی. بیشتر اوقات ضد یخ را به گردش در می آورد. گرمایش آن تا دمای کمتر از 6 درجه سانتیگراد به دلیل انرژی زمین رخ می دهد.
• پمپ حرارتی. بدون آن، گرمایش از انرژی زمین غیرممکن است. حامل گرما از مدار خارجی انرژی خود را با استفاده از مبدل حرارتی به مبرد منتقل می کند. دمای تبخیر آن کمتر از 6 درجه سانتیگراد است. پس از آن، وارد کمپرسور می شود، جایی که، پس از فشرده سازی، دما به 70 درجه سانتیگراد افزایش می یابد.
• کانتور داخلی. طبق یک طرح مشابه، گرما از مبرد فشرده به آب در سیستم غلبه بر انتقال می یابد. بنابراین، گرمایش از روده های زمین با حداقل هزینه انجام می شود.

با وجود مزایای آشکار، یافتن چنین سیستم هایی به ندرت اتفاق می افتد. این به دلیل هزینه های بالای خرید تجهیزات و سازماندهی مدار ورودی گرمای خارجی است.

بهترین کار این است که محاسبه گرمایش از گرمای زمین را به متخصصان بسپارید. کارایی کل سیستم به صحت محاسبات بستگی دارد.

پمپ حرارتی چگونه کار می کند

"قلب" گرمایش زمین گرمایی پمپ حرارتی است. این شامل چندین مؤلفه است که عملکرد آنها مستقیماً بر کارایی کل سیستم تأثیر می گذارد. بنابراین، قبل از برنامه ریزی گرمایش یک خانه خصوصی از زمین، باید ویژگی های اصلی این گره را دریابید.

از آنجایی که این دستگاه در دسته تجهیزات پیچیده قرار می گیرد، توصیه می شود فقط مدل های کارخانه را خریداری کنید. طراحی پمپ حرارتی شامل اجزای زیر است:

• اواپراتور. در این بلوک، انرژی از مدار خارجی منتقل می شود.
• کمپرسور. برای ایجاد فشار بالا در محیط مبرد ضروری است.
• مویرگی. این برای کاهش فشار داخلی در مدار مبرد عمل می کند.
• سیستم کنترل. با کمک آن، گرمایش یک خانه خصوصی از زمین تنظیم می شود - رژیم دمای کار، سرعت عبور حامل های گرما و غیره.

مشکل اصلی در خود ساخت پمپ حرارتی کاهش تلفات حرارتی و عادی سازی عملکرد مدار مبرد داخلی است. مدل های کارخانه در مرحله ساخت راه اندازی می شوند و طراحی امکان تنظیم پارامترهای آن را فراهم می کند.

چگونه می توان پارامترهای پمپ را به درستی محاسبه کرد تا گرمای زمین برای گرم کردن خانه دمای طبیعی را فراهم کند؟ برای این کار باید میزان حرارت خروجی پمپ را بدانید. برای محاسبه تقریبی می توانید از فرمول زیر استفاده کنید:

Q=(t1-t2)*V

جایی که t1-t2- اختلاف دما در لوله های ورودی و برگشت، درجه سانتی گراد، Vحجم تخمینی جریان مایع خنک کننده، m³/h است، س- قدرت نامی پمپ حرارتی، W.

این تکنیک برای سیستم های پیچیده غیر قابل استفاده است، زیرا آنها شامل بسیاری از عوامل اضافی هستند. به ویژه، تلفات حرارتی در بزرگراه. این به ویژه برای مناطقی که تا حد امکان به سطح خاک نزدیک می شود صادق است. برای به حداقل رساندن تلفات حرارتی، لوله های گرمایش باید در زمین عایق بندی شوند.

از آنجایی که عملکرد پمپ حرارتی به برق بستگی دارد، توصیه می شود یک منبع تغذیه اضطراری نصب شود.

گزینه هایی برای ترتیب گرمایش زمین گرمایی

برای اینکه از انرژی زمین تا حد امکان برای گرم کردن خانه استفاده شود، باید مدار مناسبی را برای مدار خارجی انتخاب کنید. در واقع، هر رسانه ای می تواند منبع انرژی حرارتی باشد - زیر زمین، آب یا هوا. اما توجه به تغییرات فصلی در شرایط آب و هوایی، همانطور که در بالا توضیح داده شد، مهم است.

در حال حاضر، دو نوع سیستم رایج است که به طور موثر برای گرم کردن خانه به دلیل گرمای زمین استفاده می شود - افقی و عمودی. عامل اصلی انتخاب مساحت زمین است. چیدمان لوله ها برای گرم کردن خانه با انرژی زمین به این بستگی دارد.

علاوه بر آن، عوامل زیر نیز در نظر گرفته می شود:

• ترکیب خاک. در مناطق صخره ای و لومی، ساخت شفت های عمودی برای تخمگذار بزرگراه ها دشوار است.
• سطح انجماد خاک. او عمق بهینه لوله ها را تعیین می کند.
• محل قرارگیری آب های زیرزمینی. هرچه بالاتر باشند، برای گرمایش زمین گرمایی بهتر است. در این صورت دما با عمق افزایش می یابد که شرایط بهینه برای گرمایش از انرژی زمین است.

همچنین باید در مورد امکان انتقال معکوس انرژی در تابستان نیز بدانید. سپس گرمایش یک خانه خصوصی از زمین کار نخواهد کرد و گرمای اضافی از خانه به خاک منتقل می شود. همه سیستم های تبرید بر اساس یک اصل کار می کنند. اما برای این شما نیاز به نصب تجهیزات اضافی دارید.

برنامه ریزی برای نصب مدار خارجی دور از خانه غیرممکن است. این باعث افزایش تلفات حرارتی در گرمایش از روده های زمین می شود.

طرح گرمایش زمین گرمایی افقی

رایج ترین راه برای نصب بزرگراه های در فضای باز. برای سهولت نصب و قابلیت تعویض نسبتاً سریع بخش های معیوب خط لوله مناسب است.

برای نصب طبق این طرح، از سیستم جمع کننده استفاده می شود. برای این، خطوط متعددی ساخته شده است که در حداقل فاصله 0.3 متر از یکدیگر قرار دارند. آنها با استفاده از یک کلکتور متصل می شوند که خنک کننده را بیشتر به پمپ حرارتی می رساند. این امر حداکثر تامین انرژی برای گرمایش از گرمای زمین را تضمین می کند.

با این حال، نکات مهمی وجود دارد که باید در نظر داشت:

• محوطه بزرگ. برای یک خانه با مساحت حدود 150 متر مربع، باید حداقل 300 متر مربع باشد.
• لوله ها باید در عمق کمتر از سطح انجماد خاک ثابت شوند.
• با حرکت احتمالی خاک در هنگام سیلاب های بهاری، احتمال جابجایی بزرگراه ها افزایش می یابد.

مزیت تعیین کننده گرمایش از گرمای زمین از نوع افقی، امکان خودآرایی است. در بیشتر موارد، این نیازی به دخالت تجهیزات خاصی ندارد.

برای حداکثر انتقال حرارت، لازم است از لوله هایی با رسانایی حرارتی بالا - لوله های پلیمری جدار نازک استفاده شود. اما در عین حال باید راه هایی برای عایق کاری لوله های گرمایش در زمین در نظر بگیرید.

نمودار عمودی گرمایش زمین گرمایی

این یک روش وقت گیرتر برای سازماندهی گرمایش یک خانه خصوصی از زمین است. خطوط لوله به صورت عمودی، در چاه های ویژه قرار دارند. مهم است بدانید که چنین طرحی بسیار کارآمدتر از طرح عمودی است.

مزیت اصلی آن افزایش درجه گرمایش آب در مدار خارجی است. آن ها هرچه لوله ها در عمق بیشتری قرار گیرند، میزان گرمای زمین برای گرمایش خانه بیشتر وارد سیستم می شود. عامل دیگر مساحت کوچک زمین است. در برخی موارد، ترتیب مدار گرمایش زمین گرمایی خارجی حتی قبل از ساخت خانه در مجاورت فونداسیون انجام می شود.

برای تامین انرژی زمین برای گرم کردن خانه طبق این طرح با چه مشکلاتی می توان مواجه شد؟

• کمی به کیفی. برای چیدمان عمودی، طول بزرگراه ها بسیار بیشتر است. با دمای بالاتر خاک جبران می شود. برای این کار باید چاه هایی تا عمق 50 متر درست کنید که کار پر زحمتی است.
• ترکیب خاک. برای خاک های سنگی استفاده از ماشین های مخصوص حفاری ضروری است. در لوم، برای جلوگیری از ریزش چاه، یک پوسته محافظ ساخته شده از بتن مسلح یا پلاستیک با دیواره ضخیم نصب می شود.
• در صورت نقص یا از بین رفتن سفتی فرآیند تعمیر را پیچیده می کند. در این مورد، شکست های طولانی مدت در عملیات گرمایش خانه برای انرژی حرارتی زمین امکان پذیر است.

اما با وجود هزینه های اولیه بالا و پیچیدگی نصب، آرایش عمودی بزرگراه ها بهینه است. کارشناسان توصیه می کنند از چنین طرح نصب استفاده کنید.

برای گردش مایع خنک کننده در مدار بیرونی در یک سیستم عمودی، پمپ های گردش قوی مورد نیاز است.

سازمان گرمایش زمین گرمایی

مصرف کنندگان هنوز سوال اصلی را دارند - آیا می توان از گرمایش یک خانه روستایی با انرژی زمین به عنوان اصلی استفاده کرد؟ این امکان پذیر است، اما تنها با یک رویکرد حرفه ای در تمام مراحل - از محاسبه تا نصب و آزمایش سیستم.

اول از همه، شما باید پمپ حرارتی مناسب را انتخاب کنید. با توجه به هزینه بالای آنها، ابتدا باید تمام محاسبات اولیه مشخصات آن را انجام دهید. تنها در این صورت گرمایش ناشی از انرژی حرارتی زمین حداکثر بازده را خواهد داشت. از جمله تولید کنندگان قابل اعتماد می توان به Buderus، Vaillant و Veissman اشاره کرد. هزینه متوسط ​​یک پمپ حرارتی برای گرمایش از زمین حدود 360 هزار روبل با توان نامی 6 کیلو وات است. مدل های پربارتر می توانند بیش از 1 میلیون روبل هزینه داشته باشند.

1.
2.
3.
4.

انرژی زمین برای گرم کردن خانه در حال حاضر به ندرت استفاده می شود - اکثر مردم ترجیح می دهند از منابع انرژی سنتی استفاده کنند. اما قیمت سوخت دائماً در حال افزایش است و ذخایر گاز، زغال سنگ و نفت حتی پس از گذشت سال‌ها زمانی به پایان می‌رسد. به همین دلیل، جستجوی منابع جایگزین گرما، به ویژه گرمای زمین برای گرم کردن خانه ضروری می شود.

گرم کردن خانه با گرمای زمین در مقایسه با انرژی خورشیدی و بادی ارجح تر است. در اروپا، سیستم های خورشیدی در حال حاضر گسترده شده اند، و اجازه استفاده از نور خورشید برای گرمایش خانه و گرمایش آب را می دهند (همچنین بخوانید: ""). با این حال، استفاده از آنها محدود است - اگر در کشورهای با آب و هوای گرم آنها برای گرم کردن کامل مسکن کافی باشد، در مناطقی با آب و هوای معتدل روزهای ابری زیادی وجود دارد. علاوه بر این، کلکتورهای خورشیدی باید دارای یک منطقه بزرگ و یک ذخیره گرمای بزرگ باشند، و در نتیجه، ایجاد یک سیستم گرمایش هزینه زیادی دارد (بخوانید: "").

همچنین داشتن منبع گرمای اضافی در صورت آب و هوای بد طولانی مدت ضرری ندارد. انرژی باد نیز بهترین گزینه نیست: قدرت آن تغییر می کند و چین های تسکین دهنده به شکل گیری مکان هایی با آرامش ثابت کمک می کند.

اگر از گرمای زمین برای گرم کردن خانه استفاده می کنید، منبع انرژی اضافی مورد نیاز نیست - در هر روز، خاک در عمق چند متری دمای ثابتی را حفظ می کند. هرچه عمق غوطه وری پمپ زمین گرمایی بیشتر باشد، دمای خاک و بر این اساس، راندمان گرمایش بیشتر می شود (جزئیات بیشتر: ""). با این حال، شما باید در مورد عمق انجماد به یاد داشته باشید - در مناطق مختلف متفاوت است.

پمپ های زمین گرمایی که از گرمای زمین برای گرم کردن خانه استفاده می کنند

گرمایش از انرژی زمین به دلیل یک دستگاه خاص - یک پمپ زمین گرمایی است.

اصل عملکرد آن مشابه یخچال است:

• مبرد گازی توسط کمپرسور فشرده می شود و در عین حال بسیار گرم است.
• مبرد از طریق مبدل حرارتی عبور می کند و گرمای اضافی و خنک کننده را به دمای اتاق می دهد.
• این ماده پس از سرد شدن وارد مدار خنک کننده فریزر می شود و در آنجا منبسط می شود. در نتیجه تغییر حالت تجمع از مایع به گاز، مبرد به شدت سرد می شود و همه چیز اطراف خود را خنک می کند.
• سپس به کمپرسور برمی گردد و چرخه دوباره تکرار می شود.

به همین ترتیب گرم شدن خانه با انرژی زمین اتفاق می افتد. به عنوان مثال، یخچال گرما را از یک جسم سرد گرفته و به یک جسم گرم منتقل می کند، بنابراین گرما از فریزر با دمای زیر صفر به اتاق منتقل می شود. مقدار انرژی پمپ شده چندین برابر بیشتر از برق مصرفی کمپرسور است.

گرمایش از گرمای زمین بسیار کارآمد است - خروجی حرارت سه برابر مقدار برق مصرفی است. اگر پمپ حرارتی را با یخچال مقایسه کنیم، در این صورت خاکی که دمای ثابتی دارد جایگزین فریزر می شود.

هنگام ایجاد یک سیستم گرمایش، لازم است نه تنها رادیاتورها برای انتقال حرارت، بلکه یک مبدل حرارتی نیز در سمت دوم مدار نصب شود که گرما را از زمین می گیرد.

کلکسیونرها دو نوع هستند:

• عمودی؛
• افقی

قبل از شروع استفاده از گرمای زمین برای گرم کردن خانه خود، باید در مورد نوع کلکتور تصمیم بگیرید. چگونه به نظر می رسند، می توانید در عکس ببینید.

کلکتورهای عمودی برای گرم کردن خانه از زمین

اغلب از چنین کلکتورهایی استفاده می شود - آنها تا عمق چند ده متری در زمین غوطه ور می شوند. برای این کار در فاصله ناچیزی از خانه، به تعداد مورد نیاز چاه حفر می شود، سپس لوله هایی (معمولاً از پلی اتیلن متقاطع) در آنها قرار می گیرد. در چنین عمقی، دمای خاک بالا و پایدار باقی می ماند، به ترتیب، گرم کردن یک خانه خصوصی با گرمای زمین بسیار کارآمد است. با این گزینه، کلکتورها به یک منطقه بزرگ نیاز ندارند.

با این حال، باید یک اشکال قابل توجه این طرح را در نظر گرفت: گرمایش از روده های زمین گران است. البته هزینه های اولیه بعدا جواب می دهد، اما باز هم هر خانواده ای توان پرداخت چنین هزینه هایی را ندارد. هزینه حفاری زیاد است و ساخت چندین چاه به عمق 50 متر هزینه زیادی می طلبد.

کلکتورهای افقی برای گرم کردن خانه با گرمای زمین

آنها در مناطقی با آب و هوای نسبتا گرم استفاده می شوند، جایی که عمق انجماد خاک از 1-1.5 متر تجاوز نمی کند. در این حالت ، سازماندهی گرمایش خانه از زمین بسیار ساده تر است ، زیرا می توانید خودتان سنگرها را حفر کنید و هزینه کار به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

اما چنین طرحی اشکالاتی نیز دارد. اول از همه، انجام گرمایش از زمین با دستان خود چندان آسان نیست: به عنوان مثال، برای خانه ای با مساحت 275 "مربع"، باید 1200 متر لوله را در ترانشه ها قرار دهید. . لوله ها علاوه بر اینکه باید زمان زیادی را برای حفر ترانشه صرف کنید، مساحت زیادی را نیز اشغال خواهند کرد. استفاده از این سایت، به عنوان مثال، برای باغ یا باغ سبزی غیرممکن است: ریشه گیاهان به دلیل ویژگی های کلکتور یخ می زند.

بنابراین، گرمایش با انرژی زمین ایده خوبی است، اما اجرای آن بسیار دشوار است. همین امر در مورد گرمایش خورشیدی نیز صادق است. به همین دلیل است که امروزه از منابع انرژی جایگزین به طور گسترده استفاده نمی شود.

کلکتورهای هوا

گرمایش زیرزمینی یک خانه خصوصی را می توان با استفاده از کلکتورهای هوا نیز اجرا کرد. این یک راه ساده تر از دو روش قبلی است.

برای گرم کردن هوای اتاق تا دمای راحت، مقدار مشخصی گرما مورد نیاز است. هرچه دمای اولیه کمتر باشد، هزینه ها بیشتر می شود. با کمک سیستم تهویه و گرمای بدست آمده از زمین می توان به صورت رایگان دمای هوای خانه را افزایش داد. گرم کردن با گرمای زمین در این حالت بسیار ساده است.

برای سازماندهی سیستم گرمایش شما نیاز دارید:

• ورودی هوای تهویه را به زیر سطح انجماد خاک برسانید.
• با استفاده از لوله های فاضلاب معمولی، یک کلکتور منحنی، مستقیم یا چند لوله ای قرار دهید (شکل بسته به محل انتخاب می شود، برای هر متر مربع مساحت خانه باید 1.5 متر کلکتور وجود داشته باشد).
• یک دریچه هوا در انتهای کلکتور از خانه ایجاد کنید، لوله را به ارتفاع حداقل 1.5 متر از سطح زمین برسانید و آن را به یک بادگیر چتر مجهز کنید (البته جریان هوا به داخل خانه اجباری خواهد شد. .

در این صورت گرمایش زمین نمی تواند گرمای خانه را به طور کامل تامین کند.

با این حال، فرصتی برای اجرای دو ایده فراهم می کند:

1. هوای ورودی از طریق تهویه را می توان توسط هر بخاری (ژنراتور حرارتی گازی، خورشیدی، برقی و غیره) گرم کرد و سپس با استفاده از کانال های تهویه در اتاق ها توزیع کرد. چنین گرمایشی از زمین کاملاً رایگان نخواهد بود، اما هزینه ها همچنان کاهش می یابد: این هوای سرد خیابان نیست که گرم می شود، بلکه هوای است که قبلاً تا حدود +10 درجه گرم شده است. اگر زمستان های منطقه سرد باشد، می توانید به خوبی پس انداز کنید.
2. هوای گرم شده از زمین را می توان برای دمیدن واحد بیرونی یک تهویه مطبوع معمولی یا یک پمپ حرارتی هوا به هوا استفاده کرد. هر دستگاهی از این کلاس می تواند در دمای حدود +10 درجه به طور موثر کار کند. پیچیدگی اجرا تنها در تامین جریان هوای مورد نظر است. در نتیجه هوا با گرمای زمین گرم شده، وارد پمپ حرارتی شده و به بیرون از خانه تخلیه می شود.

گرمایش زمین جایگزین خوبی برای روش های گرمایش سنتی است، اما در حال حاضر گسترده نیست (همچنین بخوانید: ""). این عمدتا به دلیل پیچیدگی نصب و هزینه های اولیه بالا است. بهترین گزینه حفر چاه و قرار دادن لوله در آنها است، اما چنین سیستم گرمایشی بسیار گران است. از طرفی به شما این امکان را می دهد که خانه را با استفاده از منبع گرمای رایگان گرم کنید.

همچنین، نباید فراموش کنیم که این گزینه گرمایش سازگار با محیط زیست و بسیار کارآمد است، زیرا دمای خاک در عمق چند ده متری ثابت می ماند.

ویدئویی در مورد نحوه استفاده از گرمای زمین برای گرم کردن خانه:

سوزاندن ذخایر طبیعی هیدروکربن ها - نفت و گاز - به اندازه ای رسیده است که شبح یک فاجعه زیست محیطی و انرژی شروع به شکل گیری کاملاً واقعی کرده است.

در نهایت با درک جدی بودن وضعیت، بشریت به طور فزاینده ای در حال توسعه منابع انرژی تجدیدپذیر (یا جایگزین) است.

نیکولا تسلا استدلال کرد که جهان ما پر از انرژی رایگان است، فقط باید یاد بگیرید که چگونه آن را استخراج کنید. دانشمندان در سراسر جهان تلاش زیادی برای زنده کردن این پایان نامه انجام می دهند.

زحمات آنها بیهوده نبود: علاوه بر توربین های بادی سنتی و پانل های خورشیدی، منبع دیگری از انرژی رایگان اضافه شد - گرمایش زمین گرمایی. ماهیت آن از نام آن مشخص است: گرمای زمین برای گرم کردن استفاده می شود.

افسانه اول: چشمه های آب گرم مورد نیاز است.

در واقع، با ذکر اصطلاح "گرمای زمین"، تخیل یک شهروند عادی بلافاصله آبفشان های سوت دار و دریاچه های آب جوش را در پس زمینه یک آتشفشان بیدار ترسیم می کند.

ما موافقیم: چشمه های آب گرم می توانند در گرمایش زمین گرمایی نیز استفاده شوند، اما این نادر است، زیرا آنها فقط در برخی مناطق قرار دارند.

در موارد دیگر، اصطلاح "گرمای زمین" به معنای دمای 5-7 درجه است که به طور پایدار در خاک یا آب زیر عمق انجماد حفظ می شود.

بله، بله، این همان سردی است که دانشمندان گستاخ آن را "گرما" می نامند و حتی موفق می شوند آب را از آن در سیستم گرمایش گرم کنند.

افسانه دوم: گرمایش زمین گرمایی چیزی شبیه به یک ماشین حرکت دائمی است و بنابراین نمی تواند وجود داشته باشد.

دلیل پیدایش این تصور غلط کارایی شگفت‌انگیز سیستم‌های گرمایش زمین گرمایی بود: با هزینه انرژی 1 کیلو وات، می‌توان از 3 تا 5 کیلو وات به دست آورد.

و این، همانطور که قبلاً ذکر شد، در غیاب کامل منابع گرمایی قابل مشاهده است: آبفشان های جوشان، آتشفشان های آتشفشانی، یا حداقل یک اجاق گاز با چوب سوزان یا زغال سنگ.

اما، همانطور که می دانید، انرژی نمی تواند از هیچ جا بیاید و در هیچ جا ناپدید شود. متأسفانه وجود یک ماشین حرکت دائمی واقعا غیرممکن است.

اما سیستم گرمایش زمین گرمایی هیچ ربطی به آن ندارد. و دلایل اثربخشی آن در به کارگیری ماهرانه قوانین شناخته شده فیزیک نهفته است.

دستگاه و اصل کار

سیستم گرمایش زمین گرمایی از سه مدار و یک پمپ حرارتی تشکیل شده است که باعث حفظ گردش محیط در مدارها و تبادل حرارت بین آنها می شود. پمپ حرارتی از نظر اندازه شبیه به یک ماشین لباسشویی مدرن است. بیایید هر یک از مدارها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

حلقه بیرونی

از طریق مدار خارجی، کل سیستم انرژی حرارتی خاک یا مخزنی که این مدار در آن قرار دارد را درک می کند.

یک پیش نیاز این است که کانتور باید زیر مشخصه عمق انجماد این منطقه باشد.

یک مایع خنک کننده در داخل مدار گردش می کند - آب نمک یا سایر مایعات غیر یخ زده. انرژی حرارتی انباشته شده از طریق مبدل حرارتی نصب شده در پمپ حرارتی به فریون موجود در مدار دوم منتقل می شود.

مدار فریون

این مدار به طور کامل در محفظه پمپ حرارتی قرار دارد و با فریون پر شده است. یکی از ویژگی های فریون نقطه جوش کم آن است که در طی آن فریون تبخیر می شود و به گاز تبدیل می شود.

کانتور داخلی

این در واقع یک مدار گرمایشی است که از لوله ها و رادیاتورهای گرمایشی تشکیل شده است. در یک نسخه پیچیده تر، مدار داخلی را می توان به مدارهای گرمایش، تامین آب گرم، گرمایش ایوان (دیسر) و غیره تقسیم کرد.

به طور سنتی، مدار داخلی با آب پر می شود، اما می توان از انواع دیگر خنک کننده ها نیز استفاده کرد.

چگونه کار می کند

اصل عملکرد سیستم گرمایش زمین گرمایی به شرح زیر است:

1. به آب نمکی که در مدار بیرونی قرار دارد انرژی حرارتی خاک یا آب داده می شود که باعث می شود دمای آن حدود 5 درجه افزایش یابد و مثلاً به 3+ درجه برسد.
2. در داخل پمپ حرارتی، آب نمک از طریق یک مبدل حرارتی پمپ می شود که در آن بخشی از انرژی حرارتی آن به فریون منتقل می شود. آب نمکی که پس از آن خنک شده است دوباره وارد مدار خارجی می شود.
3. با دریافت مقداری گرما از آب نمک، فریون در مدار دوم تبخیر می شود. گاز حاصل وارد کمپرسور می شود و در آنجا فشرده می شود. در نتیجه دمای فریون به 100 درجه افزایش می یابد. گاز داغ به مبدل حرارتی عرضه می شود که در آن بخشی از انرژی حرارتی خود را به حامل گرما مدار سوم - داخلی - می دهد.
4. با گرم شدن تا دمای 50-70 درجه، خنک کننده مدار داخلی به رادیاتورهای گرمایشی عرضه می شود تا دمای راحت در خانه حفظ شود. فریون که دمای آن در نتیجه تبادل حرارت تا 70 درجه کاهش می یابد، وارد صفحه انبساط می شود، جایی که فشار و دمای آن به مقادیر اولیه کاهش می یابد.
5. کل چرخه دوباره تکرار می شود.

در میان سایر سیستم های گرمایشی غیر معمول، باید توجه شود.

مزایا و معایب

جنبه مثبت

این سیستم دارای طیف گسترده ای از مزایای است:

• راندمان سیستم بین 300 تا 500 درصد است.
• انرژی مورد استفاده برای گرمایش تمام نشدنی و قابل تجدید است.
• خطر آتش سوزی وجود ندارد.
• نیازی به تحویل و ذخیره سازی مواد سوختی نیست.
• ایمنی مطلق محیطی: عملکرد سیستم گرمایش زمین گرمایی با انتشار مواد مضر یا تشکیل زباله همراه نیست.
• حالت عملکرد کاملاً مستقل.
• حداقل هزینه های عملیاتی

طرف منفی

نقطه ضعف اصلی سیستم گرمایش زمین گرمایی یک خانه روستایی هزینه آن است. بنابراین، قیمت یک پمپ حرارتی می تواند از 3 تا 10 هزار یورو متغیر باشد.

هزینه کار نصب به طور متوسط ​​نصف هزینه پمپ است، اما در صورت شرایط ناگوار ممکن است از آن بیشتر شود.

طرح های ساخت سیستم گرمایش

با وجود سادگی سیستم، نصب گرمایش زمین گرمایی برای یک خانه روستایی یک فرآیند نسبتاً گران و زمان بر است.

این نه به دلیل هزینه بالای پمپ حرارتی بلکه به مقیاس مدار خارجی است: به طور متوسط، مساحت آن باید 2.5 برابر از منطقه گرم شده بیشتر شود. کانتور بیرونی را به یکی از سه روش ترتیب دهید:

به صورت افقی در زمین

لوله های مدار در زیر سطح زمین زیر عمق انجماد قرار دارند.

هنگام گرم کردن خانه ای به مساحت 200 متر مربع. متر برای قرار دادن افقی کانتور خارجی، به یک قطعه زمین به مساحت 500 متر مربع نیاز دارید. متر

مضرات این روش واضح است: شما باید یک قطعه زمین جامد را حفر کنید و چشم انداز واقع در آن را کاملاً از بین ببرید.

اگر درختان در محل رشد کنند، کار پیچیده تر می شود: لوله های مدار در طرح نباید نزدیکتر از 1.5 متر از درخت باشند.

تمام کارهای مربوط به قرارگیری افقی کانتور بیرونی در زمین را می توان به طور مستقل انجام داد و اینها از مزایای اصلی این روش هستند. این فرآیند نسبتاً ساده است، اگرچه پر زحمت است: حفر ترانشه، جوشکاری و لوله گذاری.

تخمگذار افقی در پایین مخزن

اگر در نزدیکی خانه شما یک مخزن وجود دارد، می توانید بدون حفاری انجام دهید، در حالی که محوطه سازی موجود سایت نزدیک خانه را حفظ کنید. الزامات مخزن به شرح زیر است: نباید بیش از 100 متر از خانه قرار داشته باشد و مساحت آن کمتر از 200 متر مربع باشد. متر

اگر مالک آن نیستید، به احتمال زیاد به اجازه مقامات محلی برای قرار دادن حلقه بیرونی سیستم زمین گرمایی خود در مخزن نیاز خواهید داشت.

عمق بهینه ای که لوله ها باید در آن قرار گیرند 2.2-2.5 متر است.

شما همچنین می توانید کانتور بیرونی را خودتان در مخزن قرار دهید؛ چنین کاری نیازی به تجربه خاص یا مدرک بالایی ندارد. اگر امکان تخلیه آب از مخزن در حین نصب وجود داشته باشد، این کار به تلاش کمتری نیاز دارد.

قرارگیری عمودی در زمین

در این مورد، یک چاه برای قرار دادن کانتور بیرونی ساخته می شود. هم ساخت و ساز و هم نصب لوله های حلقه در چاه نیاز به مشارکت متخصصان و تجهیزات حفاری دارد. اما تمام کاشت های موجود و عناصر محوطه سازی دست نخورده باقی می مانند.

علاوه بر این، قرار دادن مدار در یک چاه باعث کارایی بیشتر سیستم گرمایشی می شود، زیرا خاک در اعماق زیاد (عمق چاه از 50 تا 200 متر است) دمای ثابت 10-12 درجه را در تمام طول سال حفظ می کند.

یک مزیت اضافی عمر طولانی چاه است که می تواند 100 سال باشد.

نوع دیگری از سیستم گرمایش زمین گرمایی برای یک خانه روستایی وجود دارد که به آن باز می گویند. هیچ مدار خارجی در آن وجود ندارد و نقش مایع خنک کننده را آب بازی می کند که از یک چاه آرتزین به پمپ حرارتی پمپ می شود.

برای تخلیه آب به همان عمق چاه دوم در حال ساخت است. بخشی از آب آرتزین می تواند برای تامین آب خانه مورد استفاده قرار گیرد، بنابراین این نوع گرمایش زمین گرمایی در مناطقی که منبع آب متمرکز وجود ندارد رایج تر است.

گاهی اوقات گرمایش زمین گرمایی به تنهایی ممکن است کافی نباشد و باید مایع خنک کننده را گرم کنید.

برای چنین مواردی، به عنوان مثال، یا. بر اساس در دسترس بودن سوخت انتخاب کنید.