Učinite sami geotermalna toplinska pumpa za grijanje kuće: uređaj, dizajn, samomontaža

Grijanje i opskrbu toplom vodom za privatnu kuću možete organizirati na različite načine, na primjer, spajanjem na centralne komunikacije za opskrbu plinom ili prebacivanjem sustava grijanja na potrošnju električne energije. Slažeš li se?

Ili možete sastaviti geotermalnu dizalicu topline vlastitim rukama i učinkovito koristiti toplinu zemlje za stvaranje ugodnih životnih uvjeta. Naravno, ovo je prilično radno intenzivan proces, ali za one koji su barem malo upućeni u tehnologiju, to neće biti teško.

U našem članku ćemo govoriti o principima rada i vrstama geotermalnih instalacija. Reći ćemo vam kako sami izgraditi toplinsku pumpu od otpadnog materijala. Osim toga, u članku ćete pronaći stručne savjete o odabiru geoagregata. A objavljeni videi otkrit će tajne ugradnje i principe rada geotermalnih pumpi.

Kako radi geotermalna jedinica?

Algoritam rada geotermalne dizalice topline temelji se na prijenosu topline iz izvora s niskim potencijalom toplinske energije na rashladnu tekućinu. Zemlja ovdje ljeti igra ulogu radijatora, a zimi je aktivni izvor topline.

Razlika u temperaturama tla pomaže poboljšati ukupnu učinkovitost sustava i pomaže smanjiti stvarne operativne troškove.

Rad geotermalne dizalice topline temelji se na fenomenu koji se naziva toplinska inercija. Temperatura zemlje na dubini od 6 metara i niže gotovo točno odgovara prosječnoj godišnjoj temperaturi zraka u regiji i vrlo malo varira tijekom kalendarske godine

U praksi, trenutna rashladna tekućina ulazi u cjevovod koji se nalazi u zemlji i tamo se zagrijava za nekoliko stupnjeva. Zatim sastav ide u jedinicu za izmjenu topline (ili isparivač) i prenosi akumuliranu toplinsku energiju u unutarnji krug sustava.

Princip rada geotermalnih instalacija sličan je radu rashladnih sustava. Zato se neke vrste dizalica topline ljeti uspješno koriste kao klima uređaji i uz njihovu pomoć hlade zrak u stambenim prostorijama.

Rashladno sredstvo koje radi u vanjskom krugu zagrijava se u isparivaču, pretvara u plin i šalje u kompresor. Ondje se skuplja pod utjecajem visokog tlaka i postaje još topliji.

Vrući plin prolazi u kondenzacijski uređaj i prenosi toplinsku energiju na radnu rashladnu tekućinu unutarnjeg sustava odgovornog za grijanje kuće. Na kraju procesa, rashladno sredstvo, nakon što je izgubilo toplinu, vraća se na početnu točku u tekućem stanju.

Koje su vrste geotermalnih instalacija?

Geotermalne dizalice topline međusobno se razlikuju po vrsti rashladne tekućine na unutarnjim i vanjskim konturama strukture. Energiju uređaj dobiva iz tla, vode (podzemne vode ili otvorenog prirodnog rezervoara) ili zraka.

Unutar stambenih prostorija toplinski resurs se koristi za grijanje prostorija, grijanje vode i klimatizaciju.Ovisno o kombinaciji elemenata i funkcija koje se koriste, sustavi se dijele na tipove: “zemlja-voda”, “voda-voda” i “zrak-voda”.

Opcija 1. Montaža tehnologijom zemlja-voda

Pumpa zemlja-voda jedna je od najučinkovitijih alternativnih mogućnosti grijanja stambenih prostorija. Princip njegovog rada svodi se na odabir toplinske energije iz zemlje pomoću sondi ili kolektora i njen prijenos u kućni sustav grijanja vode.

Geotermalne dizalice topline zemlja-voda napredni su uređaji visoke tehnologije. Izuzetno su pouzdani i pokazuju visoku razinu učinkovitosti. Ne zahtijevaju stalne intervencije vlasnika u svom radu, već zahtijevaju profesionalnu uslugu

Posebna instalacija pomaže u implementaciji tehnologije, koja se sastoji od geotermalnog izmjenjivača topline smještenog ispod dubine stvarnog smrzavanja tla, i izravno dizalice topline koja funkcionira poput hladnjaka, samo obrnuto (obrnuti Carnotov ciklus).

Kako uređaj radi

Instalacija “zemlja-voda”, koja grije stambene prostore korištenjem obnovljive topline proizvedene iz tla, radi prema sljedećem algoritmu:

1. Radna tekućina (slana otopina ili antifriz), krećući se duž geotermalnog kruga, preuzima temperaturu tla i preko pumpe se prenosi u izmjenjivač topline - isparivač. Tamo sakupljenu toplinu predaje freonu, a sam se, nakon što je postao hladniji za 2-5°C, vraća na početnu točku.
2. Freon obogaćen toplinskom energijom isparava i, poprimivši plinovito stanje, ulazi u kompresorsku jedinicu. Tamo temperatura plina raste zbog kompresije i kondenzacije.
3. Toplinska energija se prenosi na rashladnu tekućinu u sustavu kućnog grijanja, a freon ponovno poprima tekući oblik. Njegov tlak pada nakon prolaska kroz ekspanzijski ventil sustava i rashladno sredstvo se vraća natrag u isparivač kako bi dobilo još jedan dio resursa.

Kao rezultat ovog postupka, količina toplinske energije preuzete iz tla i prenesene u sustav grijanja stambene zgrade je više od 4 puta veća od količine električne energije utrošene za osiguranje ispravnog rada kompresorske jedinice, cirkulacijske pumpe i upravljačku jedinicu.

Mješavina glikola s dobrim indeksom viskoznosti, voda s alkoholom ili slana otopina - to su tekućine koje se ne smrzavaju i koje se koriste u sustavu zemlja-voda. Oni su ekološki prihvatljivi, učinkovito primaju toplinu i transportiraju je do crpne stanice

Dodatni bonus je što sustav ima mogućnost rada u suprotnom smjeru, odnosno na hlađenje. Istina, gubitak učinkovitosti doseže 20%, ali to se smatra opravdanim, s obzirom na visoki kapacitet grijanja opreme.

Mogućnosti postavljanja sustava podzemne vode

Za izradu vanjske konture sustava zemlja-voda koriste se polimerne cijevi visoke čvrstoće s dobrim karakteristikama. Postavljeni su vodoravno, položeni na dno jame na način koji podsjeća na raspored komunikacija za komplekse "toplog poda".

Dizalica topline zemlja-voda je pouzdana, učinkovita i tiha u radu, ali njena instalacija košta puno novca i oduzima puno vremena (najmanje 1 mjesec za radnje izgradnje, montaže i podešavanja).Ova se točka mora uzeti u obzir prije odabira sustava grijanja ove vrste.

Prilikom postavljanja koristi se površina od 25-50 četvornih metara. m za svaki pojedinačni kilovat instalirane snage crpke. Dubina jame odabire se ispod linije smrzavanja, a točne dimenzije i korak polaganja cijevi određuju se dodatnim proračunima.

Za vlasnike velikih zemljišnih posjeda koji su za grijanje svog doma odabrali geotermalnu dizalicu topline zemlja-voda, preporučljivo je ugraditi horizontalne kolektore. Za vlasnike malih parcela prikladnija je ugradnja dubinskih sondi, jer idu duboko u tlo i ne "pojedu" korisnu površinu u blizini kuće

Područja na kojima su uređene komunikacije geotremalnih sustava zemlja-voda više se ne koriste za poljoprivredne potrebe. Od njih se može stvoriti prekrasan travnati travnjak ili cvjetnjak s cvjetnim jednogodišnjim biljkama.

Vertikalna instalacija je mnogo problematičnija i podrazumijeva korištenje profesionalne opreme. Na gradilištu se pomoću bušilice buši bušotina do dubine od 20 do 150 m, u nju se spušta posebna geotermalna sonda i povezuje s pumpom koja opskrbljuje radni fluid u sustav kućnog grijanja.

Vertikalna sonda za geotermalni sustav zemlja-voda sastoji se od glave s povezanim cijevima. Uronjen je u bunar dubine 18 m ili više. Točan broj bušotina i sondi, potrebna dubina uranjanja i stvarni promjer cjevovoda izračunavaju se zasebno za svaki pojedini slučaj, na temelju podataka dobivenih kao rezultat geoloških istraživanja koja provode stručnjaci na gradilištu

Sondažne cijevi koje se protežu iz izbušenih bunara ulaze u sabirni bunar. Od njega do dizalice topline postoje 2 glavne linije (opskrba resursa i povrat), opremljene izolacijskim premazom. Promjer voda ovisi o ukupnom volumenu sustava i prostoriji koju je potrebno zagrijati. Ponekad parametri dosežu 160 mm.

Prema grubim proračunima, grijanje stambene zgrade površine oko 100 m2 zahtijeva oko 7,5 kW/h energije. U ovom slučaju, vertikalne sonde za stvaranje sustava grijanja zemlja-voda morat će se spustiti u zemlju 110-115 metara ili će se morati zauzeti 250 m2 susjedne površine za horizontalne komunikacije (+)

Zbog činjenice da je na dubini temperatura tla uvijek viša i stabilnija zbog utjecaja zemljine jezgre, vertikalna metoda polaganja sustava grijanja prepoznata je kao najučinkovitija. Pokazuje visoku razinu učinkovitosti i pouzdano radi dugi niz godina bez kvarova ili kvarova.

Opcija #2. Značajke dizalica topline voda-voda

Geotermalni sustav voda-voda u svom radu koristi toplinsku energiju vodnog resursa. To je moguće jer na velikim dubinama temperatura vode, kao i tla, ostaje prilično visoka i održava stabilne konstantne vrijednosti tijekom cijele godine.

Za postavljanje vodovodnog sustava i dobivanje toplinske energije niskog potencijala mogu se koristiti otvoreni rezervoari (jezera, rijeke), bunari, bušotine, pa čak i otpadne vode iz tehnoloških ciklusa industrijske proizvodnje (obrnuti vodoopskrba)

Ne postoji temeljna strukturna razlika između dizalica topline zemlja-voda i voda-voda. Ali najmanji financijski i radni troškovi potrebni su za kompleks izgrađen na otvorenom rezervoaru.Za ugradnju nisu potrebne velike aktivnosti bušenja.

Cijevni materijal s rashladnom tekućinom jednostavno je opremljen utegom, uronjen u vodu i spojen na sustav kućnog grijanja putem spojnih komunikacija.

Međutim, ova opcija je moguća samo ako je zemljište u neposrednoj blizini vode i svi komunikacijski dijelovi sustava su pod kontrolom vlasnika. Ako nema pristupa otvorenoj vodi, koristi se potencijal podzemne vode.

Istina, to podrazumijeva ozbiljne radove iskopavanja i izgradnju složenih struktura, na primjer, dodatnog bunara dizajniranog za ispuštanje vode koja prolazi kroz jedinicu za izmjenu topline.

Kod ugradnje dizalice topline voda-voda ugrađuje se ne jedan, već dva bunara. Radna voda se uzima kroz jedan i nakon prolaska kroz izmjenjivač topline preusmjerava se u drugi, koji se nalazi u smjeru kretanja podzemnih tokova. Prilikom postavljanja potrebno je voditi računa da prihvatni bunar mora biti udaljen najmanje 6 metara od izlaznog bunara i mora biti nizvodno.

Obično instalacije voda-voda instaliran tamo gdje nije moguće spojiti središnje komunikacije ili koristiti druge vrste rashladnih tekućina.

Stručnjaci kažu da je alternativno grijanje ove vrste izuzetno učinkovito u modernim zgradama koje imaju minimalne gubitke topline.

Prilikom izrade i instaliranja geotermalnih sustava grijanja voda-voda vlastitim rukama, vrlo je važno koristiti materijale s visokom razinom otpornosti na koroziju, smrzavanje i druge agresivne manifestacije vanjskog okruženja. Tada će oprema trajati dugo i neće uzrokovati probleme vlasniku

Ako je kuća dobro izolirana, zaštićena od propuha, vlage i prodiranja hladnog zraka ili izgrađena pomoću suvremenih tehnologija toplinske izolacije, troškovi sustava grijanja značajno su smanjeni zbog mogućnosti kupnje crpne opreme mnogo manje snage.

Opcija #3. Uređenje sustava zrak-voda

Dizalica topline zrak-voda koristi najdostupniji, neograničen i obnovljiv prirodni izvor energije – zrak. Oprema radi preko ventilatora i isparivača spojenih u jedan kompleks.

Najučinkovitiji je na temperaturama do -15°C. Agresivnijim nastupom gubi značajan dio snage.

Dizalica topline zrak-voda košta znatno manje od modela voda-voda i zemlja-voda. Modul je prikladan za regije s relativno toplim zimama. U hladnim sjevernim regijama, gdje mraz prelazi -20...25°C, ugradnja zračne opreme smatra se nepraktičnom

Jedinica je izuzetno prikladna jer vlasnici privatne kuće ne zahtijevaju posebnu opremu za instalaciju i složene instalacijske radove.

Ne zahtijeva iskopavanje zemlje, bušenje bunara i druge radno intenzivne aktivnosti. Lako se postavlja i ne zauzima puno prostora. Može ispravno funkcionirati kada se postavi na krov stambenog prostora.

Geotermalnu crpku zrak-voda možete postaviti na mjesto neposredno uz stambene zgrade. Radi tiho i ima moderan, atraktivan izgled koji ne narušava cjelokupni dizajn prostora

Glavne prednosti opreme uključuju gotovo nečujan rad i mogućnost ponovnog korištenja topline koja se oslobađa iz grijane prostorije u obliku ispušnog zraka, vode, plina, dima itd.

Vlasnici sami provode održavanje sustava:

• čiste lopatice ventilatora i zaštitne rešetke na jedinici za isparavanje od prašine, sitnog otpada i lišća;
• podmazati kompresor poseban sastav naveden u uputama proizvođača;
• promijeniti ulje u jedinicama snage (ventilator, kompresor) s određenom frekvencijom;
• provjerite ispravnost kabela za napajanje napajanje i bakrene cijevi kroz koje rashladno sredstvo cirkulira sustavom.

Osim ovih radnji, proizvođači crpne opreme snažno savjetuju kupcima da prate stanje toplinskih senzora koji odražavaju rad upravljačke jedinice.

Moraju se obrisati, pažljivo uklanjajući prašinu i mrlje od ulja s površine. To će produljiti "život" odsustavi zrak-zrak te će radni proces učiniti jednostavnijim i ugodnijim.

Kako napraviti jedinicu vlastitim rukama?

Bez obzira na to koji je izvor izvora (zemlja, voda ili zrak) odabran za grijanje, pumpa će biti potrebna za ispravno funkcioniranje sustava.

Ovaj uređaj sastoji se od sljedećih elemenata:

• kompresorska jedinica (srednji element kompleksa);
• isparivač, prijenos energije niskog potencijala na rashladnu tekućinu;
• prigušni ventil, kroz koji se rashladno sredstvo vraća u isparivač;
• kondenzator, gdje freon oslobađa toplinsku energiju i hladi se na svoju izvornu temperaturu.

Možete kupiti kompletan sustav od proizvođača, ali to će koštati pristojan iznos.Kada nemate slobodnog novca pri ruci, vrijedi napraviti dizalicu topline vlastitim rukama od dijelova koji su vam na raspolaganju i, ako je potrebno, kupiti rezervne dijelove koji nedostaju.

Kada planirate instalirati geotermalni sustav grijanja u privatnoj kući, prvo morate voditi računa o smanjenju razine gubitka topline. Da biste to učinili, zidovi moraju biti izolirani posebnim materijalom, vrata i okviri prozora moraju biti opremljeni pjenastim jastučićima, a pod i strop moraju biti zaštićeni pjenastim pločama. Tada će maksimalna količina topline koju pusti pumpa ostati unutar prostorije.

Kada se donese odluka o izradi vlastite dizalice topline, svakako morate provjeriti stanje električne instalacije i brojila električne energije u kući.

Ako su ovi elementi dotrajali i stari, prije početka radova potrebno je pregledati sva mjesta, utvrditi eventualne nedostatke i otkloniti ih. Tada će sustav odmah nakon pokretanja raditi besprijekorno i neće smetati vlasnicima kratkim spojevima, požarima u ožičenju ili izbijenim utikačima.

Metoda #1. Montaža iz hladnjaka

Da biste vlastitim rukama sastavili toplinsku pumpu, uklonite zavojnicu koja se nalazi na stražnjoj strani starog hladnjaka. Ovaj dio se koristi kao kondenzator i nalazi se u vrlo izdržljivom spremniku koji je otporan na agresivne temperature. Na njega je pričvršćen ispravno ispravan kompresor, a kao isparivač koristi se jednostavna plastična bačva.

Ako se za stvaranje pumpe koristi vrlo stari hladnjak, bolje je zamijeniti freon u njemu novim. Nećete to moći učiniti sami, pa ćete morati pozvati stručnjaka s posebnom opremom. Brzo će zamijeniti radnu tekućinu, a sustav će raditi u željenom načinu rada

Pripremljeni elementi su međusobno povezani, a zatim je stvorena jedinica spojena na sustav grijanja kroz polimerne cijevi i počinje rad opreme.

Upute korak po korak za sastavljanje toplinske pumpe iz hladnjaka opisane su u ovaj članak.

Metoda #2. Toplinska pumpa iz klima uređaja

Kako bi se napravila toplinska pumpa, klima uređaj se modificira i neke glavne komponente se redizajniraju. Prvo se mijenjaju vanjska i unutarnja jedinica.

Isparivač, koji je odgovoran za prijenos niske topline, nije dodatno ugrađen, jer se nalazi u unutarnjem bloku jedinice, a kondenzator koji prenosi toplinsku energiju nalazi se u vanjskom bloku. Kao rashladna sredstva prikladni su i zrak i voda.

Ako ova mogućnost ugradnje nije prikladna, kondenzator se postavlja u zasebni spremnik dizajniran za ispravnu izmjenu topline između izvora grijanja i rashladnog sredstva.

Sam sustav opremljen je četverosmjernim ventilom. Za ovaj posao obično se poziva stručnjak s profesionalnim vještinama i iskustvom u vođenju događaja ove vrste.

Moderni split sustavi neučinkoviti su na niskim temperaturama, pa profesionalci ne preporučuju njihovu upotrebu za izradu dizalica topline sami

U trećoj opciji, klima uređaj se potpuno rastavlja na sastavne dijelove, a zatim se od njih sastavlja pumpa prema tradicionalnoj općeprihvaćenoj shemi: isparivač, kompresor, kondenzator. Gotovi uređaj spojen je na opremu za grijanje kuće i počeo se koristiti.

Stranica ima niz članaka o izradi dizalica topline vlastitim rukama, preporučujemo da pročitate:

1. Kako napraviti toplinsku pumpu za grijanje kuće vlastitim rukama: princip rada i dijagrami montaže
2. Kako napraviti dizalicu topline zrak-voda: dijagrami uređaja i samomontaža

Savjeti za odabir sustava

Instalacija opreme zemlja-voda skuplja je od svih ostalih opcija, jer zahtijeva duboko iskopavanje kada je oprema postavljena okomito ili veliki slobodni prostor kada se komunikacije postavljaju vodoravno.

Ovi parametri ograničavaju korištenje sustava i značajno smanjuju njegovu atraktivnost.

Ugradnja pumpe voda-voda također ima neka ograničenja. Ako u blizini postoji dostupna vodena površina, možete postaviti sustav u nju. Nedostatak otvorene vode podrazumijeva bušenje bunara i drenažnih bunara, što također nije jeftino.

Crpka zrak-voda ne predstavlja nikakve probleme pri instalaciji i može ispravno raditi čak iu stambenim zgradama, ali u jakim zimama s niskim temperaturama njena učinkovitost opada i potreban je paralelni izvor energije za njezino održavanje.

Međutim, uređenje geotermalnog grijanja Kao rezultat toga, otplaćuje svoje troškove i počinje proizvoditi besplatan resurs, omogućujući vlasnicima da žive u najudobnijim, ugodnim i udobnim uvjetima, bez trošenja puno novca na komunalne usluge.

Zaključci i koristan video na tu temu

Video jasno pokazuje kako se sustav grijanja temeljen na geotermalnoj opremi za grijanje zrak-voda postavlja u veliku kuću izrađenu od bloka plinskog silikata. Otkrivene su neke zanimljive nijanse u vezi s ugradnjom opreme i objavljeni stvarni iznosi mjesečnih računa za komunalne usluge.

Kako radi oprema zemlja-voda.Detaljan opis stručnjaka za ugradnju geotermalnih kotlova, preporuke i korisni savjeti za kućne majstore od profesionalca u svom području.

Pravi korisnik opreme dijeli svoje dojmove o geotermalnoj dizalici topline.

Profesionalni mehaničar govori kako napraviti toplinsku pumpu kod kuće pomoću snažnog kompresora i cjevastih dijelova za izmjenu topline. Detaljne upute u načinu korak po korak.

Geotermalna pumpa za grijanje privatnog kućanstva uspješan je način stvaranja ugodnih životnih uvjeta čak i tamo gdje centralizirani komunikacijski sustavi i konvencionalniji izvori energije nisu dostupni.

Izbor sustava ovisi o teritorijalnom položaju nekretnine i financijskim mogućnostima vlasnika.

Imate li iskustva u izradi geotermalne dizalice topline? Podijelite informacije s našim čitateljima i predložite svoju opciju montaže. U donjem obrascu možete ostaviti komentare i priložiti fotografije svojih domaćih proizvoda.