Pemanasan geothermal: prinsip operasi, kebaikan dan keburukan, kehalusan pembinaan

Terdapat banyak pilihan untuk pemanasan rumah. Perhatian orang secara semulajadi tertumpu kepada mencari cara yang menggunakan tenaga paling kecil. Pertikaian sengit disebabkan oleh kaedah progresif mendapatkan panas, seperti penggunaan sumber bawah tanah.

Prinsip pemanasan geothermal melibatkan penggunaan pam panas. Mereka beroperasi menurut kitaran Carnot klasik, mengambil penyejuk sejuk yang mendalam di bawah dan menerima sebagai satu aliran aliran cecair yang dipanaskan hingga 50 darjah di dalam sistem pemanasan. Peralatan ini berfungsi dengan kecekapan dari 350 hingga 450% (ini tidak bertentangan dengan undang-undang fizikal asas, mengapa - ia akan dikatakan kemudian).Pam haba standard memanaskan rumah atau bangunan lain kerana haba bumi melebihi 100 ribu jam (ini adalah selang purata antara overhauls pencegahan).

Pemanasan sehingga 50 darjah tidak sengaja. Menurut hasil perhitungan khusus dan dalam kajian sistem yang dilaksanakan secara praktikal, penunjuk ini diiktiraf sebagai yang paling berkesan. Oleh itu, pemanasan tanah, yang menggunakan aliran tenaga dari kedalaman, terutamanya ditambah bukan oleh radiator, tetapi oleh lantai panas atau litar udara. Rata-rata, setiap 1000 W tenaga, yang memacu pam, adalah mungkin untuk meningkatkan ke atas kira-kira 3500 W tenaga haba. Terhadap latar belakang kenaikan yang meluas dalam kos penyejuk dalam rangkaian utama dan kaedah pemanasan lain, ini adalah penunjuk yang sangat menyenangkan.

Pemanasan geothermal dibentuk oleh tiga litar:

• pengumpul tanah;
• pam haba;
• sebenarnya, kompleks pemanasan di rumah.

Alasannya mudah - air yang terdapat di lapisan tanah yang dipanaskan dengan cepat cepat mengikis peralatan. Dan walaupun cecair itu tidak dapat dijumpai di mana-mana tempat yang sewenang-wenangnya. Pilihan penyejuk tertentu ditentukan oleh keputusan reka bentuk jurutera. Pam dipilih bergantung pada peranti bahagian-bahagian sistem yang lain. Oleh kerana kedalaman sumur (tahap peralatan) ditentukan oleh keadaan semulajadi, perbezaan yang menentukan antara jenis sistem panas bumi dikaitkan dengan peranti takungan di dalam tanah.

Struktur mendatar menandakan lokasi pengumpul di bawah garis pembekuan tanah. Bergantung pada lokasi tertentu, ini bermakna pengukuhan 150-200 cm. Pengumpul tersebut boleh dilengkapi dengan pelbagai paip, seperti tembaga (dengan lapisan luar PVC) dan diperbuat daripada logam-plastik. Untuk mendapatkan dari 7 hingga 9 kW haba, anda perlu meletakkan sekurang-kurangnya 300 meter persegi. pengumpul m. Teknik ini tidak membenarkan untuk mendekati pokok-pokok dengan lebih daripada 150 cm, dan apabila selesai pemasangan itu perlu untuk memperbaiki wilayah.

Takungan terdedah secara vertikal membayangkan pengeboran beberapa telaga, dan semestinya diarahkan ke arah yang berbeza, dan masing-masing memimpin dari sudutnya sendiri. Di dalam telaga adalah probe geotermal, pulangan haba dari 1 berjalan. m mencapai kira-kira 50 watt. Adalah mudah untuk mengira bahawa untuk jumlah haba yang sama (7-9 kW), telaga 150-200 m perlu dibekalkan. Kelebihan dalam kes ini bukan sahaja dalam ekonomi, tetapi juga hakikat bahawa struktur landskap wilayah tidak berubah. Ia hanya perlu untuk memperuntukkan kawasan kecil untuk pemasangan unit caisson dan untuk meletakkan pemungut tumpuan.

Kontur yang dipanaskan dari air adalah praktikal jika ia mungkin membawa unit pertukaran haba luaran ke dalam tasik atau kolam ke kedalaman 200 hingga 300 cm. Tetapi prasyarat akan menjadi lokasi takungan dalam radius 0.1 km dari bangunan yang dipanaskan dan kawasan permukaan air sekurang-kurangnya 200 meter persegi. Terdapat juga penukar haba udara apabila haba dihasilkan oleh litar luaran dari atmosfera. Keputusan sedemikian rupa dengan sempurna di kawasan selatan negara ini dan tidak memerlukan kerja penggalian. Kelemahan sistem adalah kecekapan yang rendah dengan fros 15 derajat dan berhenti penuh jika suhu jatuh ke 20 darjah.

Pemanasan geoterma rumah negara, yang pertama sekali, tidak menggunakan bahan api mineral yang mahal dan mencemarkan udara. Sudah 7 daripada 10 rumah baru dibina di Sweden dipanaskan dengan cara ini. Pada hari-hari panas, peralatan geotermal dari pemanas menjadi alat penyaman pasif. Bertentangan dengan kepercayaan popular, sistem pemanasan seperti itu tidak memerlukan gunung berapi atau geyser. Dalam medan rata yang paling biasa, ia tidak lebih buruk.

Satu-satunya keadaan adalah untuk mencapai titik di bawah garis beku oleh kontur haba.di mana suhu tanah sentiasa dari 3 hingga 15 darjah. Kecekapan ultra tinggi hanya seolah-olah bertentangan dengan undang-undang alam; pam haba itu tepu dengan freon, yang menguap di bawah tindakan air "ais" yang kelihatannya orang. Wap memanaskan litar ketiga. Skim sedemikian adalah peti sejuk dihidupkan. Oleh itu, kecekapan pam hanya merujuk kepada nisbah kuantitatif tenaga elektrik dan sumber haba. Dengan sendirinya, pemacu adalah "sebagaimana mestinya," dengan kehilangan tenaga yang tidak dapat dielakkan.

Kelebihan objektif pemanasan geoterma boleh dipertimbangkan:

• kecekapan yang sangat baik;
• tempoh perkhidmatan yang kukuh (pam haba telah beroperasi selama 2-3 dekad, dan probe geologi adalah sehingga 100 tahun);
• kestabilan kerja di bawah hampir semua syarat;
• kekurangan mengikat pembawa tenaga;
• autonomi penuh.

Terdapat satu masalah yang serius yang menghalang pemanasan geoterma daripada menjadi penyelesaian yang sangat biasa. Ini, seperti yang ditunjukkan oleh ulasan pemilik, harga tinggi reka bentuk yang dicipta. Untuk menghangatkan rumah biasa 200 meter persegi. m (tidak begitu jarang), ia perlu untuk membina sistem turnkey untuk 1 juta Rubles, sehingga 1/3 jumlah ini adalah pam haba. Pemasangan automatik adalah sangat selesa, dan jika segala-galanya ditetapkan dengan betul, mereka boleh bekerja selama bertahun-tahun tanpa campur tangan orang. Segalanya hanya bergantung pada ketersediaan dana. Satu lagi kelemahan adalah pergantungan kepada bekalan kuasa unit pam.

Beberapa orang cuba mencipta pemanasan geoterma dengan tangan mereka sendiri. Tetapi agar sistem sedemikian berfungsi, pengiraan yang teliti perlu dibuat, dan susunan pemasangan kabel juga diperlukan. Tidak mustahil untuk membawa lebih dekat ke rumah dengan lebih daripada 2-3 meter. Kedalaman penggerudian yang dibenarkan maksimum mencapai 200 m, bagaimanapun, telaga mencapai 50 km yang baik menunjukkan kecekapan yang baik.

Parameter utama yang diambil kira dalam sebarang pengiraan ialah:

• suhu (kedalaman dari 15-20 m dan lebih panas dari 8 hingga 100 darjah bergantung kepada keadaan yang dicipta);
• nilai kuasa boleh pulih (purata - 0.05 kW setiap 1 m);
• pengaruh iklim, kelembapan dan hubungan dengan air bawah tanah pada pemindahan haba.

Apa yang sangat menarik, batuan benar-benar kering memberikan tidak lebih daripada 25 W dengan 1 mdan jika ada air bawah tanah, angka ini meningkat kepada 100-110 watt. Kita tidak boleh lupa bahawa masa operasi standard pam haba adalah 1800 jam setahun.Jika penunjuk ini terlampaui, sistem tidak akan menjadi lebih cekap, tetapi pakaiannya akan berkembang pesat. Apa yang lebih teruk lagi, pengeksploitasian sumber haba di bawah tanah membawa kepada penyejukan mereka dan juga pembekuan batu pada kedalaman kerja. Berikutan itu, tanah boleh tenggelam, kadang kala kerja paip dan struktur di atas tanah rosak.

Bekalan haba dengan mengorbankan sumber bawah tanah harus dibuat mengikut algoritma yang dibangunkan dengan ketat. Oleh kerana sistem air dan udara adalah terhad, kebanyakan pilihan praktikal melibatkan telaga penggerudian.Dan inilah sebab lain kerana tidak melakukan segala-galanya dengan tangan anda sendiri. Hanya peralatan khusus yang membolehkan untuk menembusi kedalaman 20-100 m, di mana syarat-syarat yang diperlukan untuk pemanasan dibuat. Penggunaan paip plastik yang direka untuk tekanan kira-kira 6 bar dibenarkan sebagai probe.

Untuk meningkatkan prestasi sistem, gunakan strapping 3 atau 4 barisBahagian akhir yang disambungkan dalam bentuk huruf U. Pemanasan sepanjang kontur adalah sangat penting, berkatnya, retak pipa selama beku teruk dihapuskan. Pemanasan ini dilakukan melalui dawai yang menjangkau ke tengah saluran yang digunakan semasa. Jika buasir tenaga tidak boleh digunakan, penerima mendatar mestilah digunakan. Bagi mereka, tanah sedang disediakan dengan dimensi 15x15 m, tanah dibuang daripadanya kepada kedalaman 0.5 m.

Keseluruhan kawasan ini diperlukan untuk memasang pemeriksaan serupa. Mat atau paip elektrik yang menukar haba sering digunakan. Untuk meningkatkan kecekapan sistem pemanasan, gunakan susun atur paip dalam lingkaran atau dalam bentuk "ular". Tidak mustahil untuk mengatakan dengan tepat apa yang lebih baik - kompleks siap sedia, pengeluaran besar-besaran, atau pemasangan diri.Dalam kes pertama, masalah keserasian diselesaikan secara automatik, tetapi dalam kedua, peningkatan fleksibiliti, potensi untuk pemodenan meningkat (walaupun lebih banyak perhatian harus dibayar untuk reka bentuk).

Pembina amatur boleh menjauhkan diri dari penumpuk haba tipikal, menggantikannya dengan timbunan konkrit. Pemanasan geothermal dalam sistem sedemikian menghilangkan keperluan untuk jerks suhu yang signifikan. Ia adalah mungkin untuk menjalankan eksperimen dengan cecair pemindahan haba yang berbeza, serta untuk memampatkan pemampat dengan kapasiti yang berbeza-beza. Dengan mengira beban dengan betul dan mengedarkan haba dengan lancar sepanjang litar yang memakan, anda boleh membuat sistem lebih efisien sebanyak 15-20%. Secara selari, kos kuasa dikurangkan dengan ketara.

Paip yang diletakkan secara horizontal diletakkan pada kedalaman 50-300 cm. Ke kawasan lebuh raya adalah yang terkecil, ia dibuat dalam bentuk giliran. Tetapi di antara dua lebuhraya individu harus sekurang-kurangnya 200 mm. Sebarang kerja pembinaan mesti didahului oleh penentuan pemulangan haba tanah. Sekiranya kurang daripada 20 watt setiap 1 persegi. m, tidak ada gunanya kontur panas bumi. Untuk memastikan pelepasan air bawah tanah, bahagian bawah lubang ditutup dengan lapisan pasir.Paip berdasarkan polietilena silang silang berfungsi dengan baik.

Operasi pam panas yang paling efisien disediakan di dalam bilik di mana suhu udara berada di antara 14 darjah Celcius. Sekiranya mungkin, anda lebih suka penjajaran menegak kontur kepada mendatar, kerana ia adalah yang paling berkesan dari semua. Dilihat oleh ulasan, dalam bentuk tulennya, pemanasan geoterma tidak rasional, ia menghangatkan air terlalu lama, kerana dalam banyak kes sistem sedemikian melakukan peranan murni. Untuk mencapai prestasi tertinggi, anda harus memberi tumpuan kepada intensiti maksimum yang dibenarkan penglibatan sumber haba dan kadar alir aliran telaga.

Jika bahagian bawahnya bukan batuan kering, dan air panas, ini hampir keadaan yang optimum. Maka adalah mungkin untuk menjimatkan wang dan dapatkan faedah maksimum. Tetapi kita harus ingat bahawa jika ia dirancang untuk menggunakan sumber-sumber bawah tanah secara serentak untuk bekalan air, air di dalamnya mesti memenuhi keperluan kebersihan piawai. Apabila analisis kimia menunjukkan kehadiran komponen agresif, disarankan untuk menganjurkan dua litar bebas, di mana cecair tidak bercampur, tetapi hanya pertukaran haba berlaku.Pemampat dipasang di dinding sama ada dari peti sejuk atau penghawa dingin.

Jika pendawaian rumah agak lemah, adalah berguna untuk menggunakan sepasang pemampat untuk mengurangkan arus permulaan kerana sambungan siri. Apabila memasang kapasitor harus menjaga pergerakan freon di dalamnya dari titik atas ke bawah, dan bukan sebaliknya. Agar pengumpul bekerja dengan stabil dan memanaskan bilik, kawasannya (untuk rumah persendirian 100 m M) mestilah 200-250 m2. Skim pemanasan mendatar tidak boleh digunakan jika anda bercadang untuk memisahkan taman taman atau sayur-sayuran. Malah pam borehole konvensional boleh digunakan untuk melengkapkan sistem.

Mengenai pemanasan geothermal dan cara memasangnya, lihat video berikut.