Geothermal heating: ang prinsipyo ng operasyon, ang mga kalamangan at kahinaan, ang mga subtleties ng konstruksiyon

Maraming iba't ibang mga opsyon para sa mga bahay ng pag-init. Ang pansin ng mga tao ay natural na nakatuon sa paghahanap para sa mga paraan na kumonsumo ng hindi bababa sa enerhiya. Ang mga mabangis na alitan ay sanhi ng isang progresibong pamamaraan ng pagkuha ng init, tulad ng paggamit ng mga pinagmumulan ng kalaliman.

Ang prinsipyo ng geothermal heating ay nagsasangkot sa paggamit ng mga sapatos na pang-init. Gumagana sila ayon sa classical Carnot cycle, kumukuha ng isang malamig na coolant malalim sa ibaba at pagtanggap bilang isang return ng isang daloy ng likido na pinainit sa 50 degrees sa loob ng sistema ng pag-init. Gumagana ang kagamitan sa kahusayan mula sa 350 hanggang 450% (hindi ito sumasalungat sa pangunahing mga pisikal na batas, kung bakit - ito ay sasabihin sa ibang pagkakataon). Ang isang standard heat pump ay kumikilos sa isang bahay o iba pang gusali sa kapinsalaan ng init ng lupa para sa 100,000 oras (ito ang average na agwat sa pagitan ng pag-aayos ng preventive capital).

Ang pag-init sa 50 degrees ay hindi sinasadya. Ito ang tagapagpahiwatig na ito na kinikilala bilang ang pinaka-epektibo sa pamamagitan ng mga resulta ng mga espesyal na kalkulasyon at sa pag-aaral ng mga sistema ng halos ipinatupad. Samakatuwid, ang pagpainit sa lupa, gamit ang daloy ng enerhiya mula sa kalaliman, ay kadalasang pupunan hindi ng mga radiator, kundi sa pamamagitan ng isang mainit na palapag o air circuit. Sa karaniwan, bawat 1000 W ng enerhiya, na nag-mamaneho ng bomba, posible na itaas ang pataas ng halos 3500 W ng thermal energy. Laban sa background ng walang pigil paglago ng gastos ng coolant sa pangunahing network at iba pang mga paraan ng pag-init, ito ay isang napaka-kaaya-aya tagapagpahiwatig.

Ang geothermal heating ay nabuo sa pamamagitan ng tatlong circuits:

• kolektor ng lupa;
• init pump;
• sa katunayan, isang heating complex sa bahay.

Ang dahilan ay simple - na ang tubig na nangyayari sa isang sapat na pinainit na layer ng lupa ay mabilis na nakakabawas ng mga kagamitan. At kahit ang nasabing likidong ito ay hindi matatagpuan sa anumang nakagawing lugar. Ang pagpili ng isang tiyak na coolant ay natutukoy sa pamamagitan ng mga desisyon sa disenyo ng mga inhinyero. Ang bomba ay pinili depende sa aparato sa mga natitirang bahagi ng system. Dahil ang lalim ng balon (ang antas ng kagamitan) ay tinutukoy ng mga natural na kondisyon, ang mga mapagpasyang pagkakaiba sa pagitan ng mga uri ng mga geothermal system ay nauugnay sa aparato ng reservoir sa lupa.

Ang pahalang na istraktura ay nagpapahiwatig ng lokasyon ng kolektor sa ilalim ng linya ng lamig ng lupa. Depende sa partikular na lokasyon, ang ibig sabihin nito ay isang pagpapalalim ng 150-200 cm. Ang mga naturang mga kolektor ay maaaring nilagyan ng iba't ibang mga tubo, tulad ng tanso (na may panlabas na layer ng PVC) at gawa sa metal-plastic. Upang makakuha ng 7 hanggang 9 kW ng init, kakailanganin mong maglatag ng hindi bababa sa 300 metro kuwadrado. m kolektor. Ang pamamaraan na ito ay hindi pinapayagan na lumapit sa mga puno sa pamamagitan ng higit sa 150 cm, at sa pagkumpleto ng pag-install ito ay kinakailangan upang mapabuti ang teritoryo.

Ang isang patayong nakalantad na reservoir ay nagpapahiwatig ng pagbabarena ng ilang mga balon, na kinakailangang nakadirekta sa iba't ibang direksyon, at bawat lead mula sa sarili nitong anggulo. Sa loob ng mga balon ay geothermal probes, ang thermal return mula sa 1 running. umabot sa 50 watts. Madaling makalkula na para sa isang magkaparehong halaga ng init (7-9 kW), 150-200 m ng mga balon ay kailangang maibigay.Ang bentahe sa kasong ito ay hindi lamang sa ekonomiya, kundi pati na rin sa katotohanan na ang estruktura ng landscape ng teritoryo ay hindi nagbabago. Kakailanganin lamang na maglaan ng isang maliit na lugar para sa pag-install ng yunit ng caisson at para sa paglalagay ng isang nagtitipon na kolektor.

Ang tabas na pinainit mula sa tubig ay praktikal kung posible na dalhin ang panlabas na init exchange unit sa lawa o pond sa lalim na 200 hanggang 300 cm. Ngunit ang unang kailangan ay ang lokasyon ng reservoir sa loob ng isang radius na 0.1 km mula sa pinainit na gusali at isang lugar sa ibabaw ng tubig na hindi bababa sa 200 metro kuwadrado. m Mayroon ding mga air heat exchangers kapag ang init ay nabuo sa pamamagitan ng isang panlabas na circuit mula sa kapaligiran. Ang gayong desisyon ay ganap na nagpapakita mismo sa mga rehiyon sa timog ng bansa at hindi nangangailangan ng anumang gawaing paghuhukay. Ang mga kahinaan ng system ay mababa ang kahusayan sa lamig ng 15 degree at isang kumpletong stop kung ang temperatura ay bumaba sa 20 degrees.

Ang geothermal heating ng isang country house, una sa lahat, ay hindi kumonsumo ng mahal at polluting air mineral fuel. Mayroon nang 7 sa 10 bagong bahay na binuo sa Sweden ang pinainit sa ganitong paraan. Sa mainit na araw, ang geothermal na kagamitan mula sa isang pampainit ay nagiging isang paraan ng passive conditioning. Taliwas sa popular na paniniwala, ang gayong sistema ng pag-init ay hindi nangangailangan ng mga bulkan o geyser. Sa pinaka-ordinaryong patag na lupain, wala itong mas masama.

Ang tanging kondisyon ay upang makamit ang isang thermal point sa ibaba ng linya ng hamog na nagyelokung saan ang temperatura ng lupa ay laging 3 hanggang 15 degrees. Ang napakataas na kahusayan lamang ay tila sumasalungat sa mga batas ng kalikasan; ang init pump ay puspos ng freon, na umuunlad sa ilalim ng aksyon ng kahit na "yelo" na tubig na tila sa mga tao. Ang steam ay pinainit ang ikatlong circuit. Ang ganitong pamamaraan ay isang refrigerator na naka-out sa loob. Samakatuwid, ang pump efficiency ay tumutukoy lamang sa dami ng ratio ng electric energy at thermal resources. Sa pamamagitan ng sarili nito, ang biyahe ay "gaya ng nararapat," na may di-maiiwasang pagkawala ng enerhiya.

Ang mga layuning pang-layunin ng geothermal heating ay maaaring isaalang-alang:

• mahusay na kahusayan;
• isang matatag na panahon ng serbisyo (isang init pump ay pinamamahalaan sa loob ng 2-3 dekada, at ang mga geological probes ay hanggang sa 100 taong gulang);
• katatagan ng trabaho sa ilalim ng halos anumang kondisyon;
• kakulangan ng umiiral sa mga carrier ng enerhiya;
• buong awtonomya.

May isang seryosong problema na pumipigil sa geothermal heating mula sa pagiging isang karaniwang karaniwang solusyon. Ito, tulad ng ipinapakita ng mga review ng mga may-ari, ang mataas na presyo ng nilikha na disenyo Upang mapainit ang karaniwang bahay ng 200 metro kuwadrado. m (hindi bihira), kinakailangan upang bumuo ng isang sistema ng bantay-bilangguan para sa 1 milyong rubles, hanggang sa 1/3 ng halagang ito ay isang init na bomba. Ang mga naka-install na automated ay napaka-komportable, at kung ang lahat ay maayos na naka-set up, maaari silang gumana nang maraming taon nang walang interbensyon ng mga tao. Ang lahat ay nakasalalay lamang sa pagkakaroon ng mga pondo. Ang isa pang kawalan ay ang pag-asa sa supply ng power unit ng pumping.

Maraming mga tao ang nagsisikap na lumikha ng geothermal heating gamit ang kanilang sariling mga kamay. Ngunit upang magawa ang ganitong sistema, kailangang magawa ang maingat na mga kalkulasyon, at kailangan ding mag-install ng layout ng pipe. Ang balon ay hindi dapat dalhin sa malapit sa bahay sa pamamagitan ng higit sa 2-3 metro. Ang pinakamataas na pinahihintulutan na malalim na pagbabarena umabot sa 200 m, gayunpaman, ang mga balon na umaabot sa 50 m ay nagpapakita ng mahusay na kahusayan.

Ang mga pangunahing parameter na isinasaalang-alang sa anumang kalkulasyon ay:

• temperatura (lalim mula sa 15-20 m at higit pa ay nagpainit mula 8 hanggang 100 degrees depende sa mga kondisyon na nilikha);
• ang halaga ng maaaring makuha na lakas (average - 0.05 kW bawat 1 m);
• impluwensiya ng klima, kahalumigmigan at pakikipag-ugnay sa tubig sa lupa sa paglipat ng init.

Ano ang napaka-kawili-wili, ganap na tuyo na bato ay nagbibigay ng hindi hihigit sa 25 W na may 1 mat kung may tubig sa lupa, ang figure na ito ay umaangat sa 100-110 watts. Hindi natin dapat kalimutan na ang standard operating time ng init pump ay 1800 oras bawat taon. Kung lumagpas ang tagapagpahiwatig na ito, ang sistema ay hindi magiging mas mahusay, ngunit ang pagsusuot nito ay mabilis na lumalaki. Ano ang lalong mas masahol pa, ang sobrang pagsasamantala sa thermal resource ng subsoil ay humahantong sa kanilang paglamig at kahit sa pagyeyelo ng mga bato sa nagtatrabaho na kalaliman. Kasunod nito, ang lupa ay maaaring lababo, kung minsan ang mga pipa ng trabaho at mga istrukturang nasa itaas ay nasira.

Ang supply ng init sa kapinsalaan ng mga mapagkukunan sa ilalim ng lupa ay dapat na likhain ayon sa isang mahigpit na binuo algorithm. Dahil limitado ang mga sistema ng tubig at hangin, karamihan sa mga praktikal na opsyon ay may kasangkot sa mga balon ng pagbabarena. At ito ay isa pang dahilan para sa hindi paggawa ng lahat ng bagay sa pamamagitan ng iyong sariling mga kamay. Ang tanging espesyal na kagamitan ay nagbibigay-daan upang tumagos sa lalim ng 20-100 m, kung saan ang mga kinakailangang kondisyon para sa pagpainit ay nilikha. Ang paggamit ng mga plastic pipe na dinisenyo para sa isang presyon ng tungkol sa 6 bar ay pinapayagan bilang probes.

Upang pagbutihin ang pagganap ng system, gamitin ang strapping ng 3 o 4 na linyaAng mga dulo ng seksyon na kung saan ay konektado sa anyo ng mga titik U. Pampainit kasama ang tabas ay napakahalaga, salamat sa ito, ang cracking ng pipe sa panahon ng malubhang Frost ay ibinukod. Ang pagpainit na ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang kawad na nakaunat sa gitna ng channel, kung saan ang kasalukuyang ginagamit. Kung ang mga piles ng enerhiya ay hindi maipapataw, dapat gamitin ang mga pahalang na receiver. Para sa kanila, ang lupa ay inihanda na may mga sukat ng 15x15 m, ang lupa ay aalisin mula sa ito sa lalim na 0.5 m.

Ang buong lugar na ito ay kinakailangan para sa pagtula ng mga katulad na probes. Kadalasan gumamit ng mga de-kuryenteng banig o tubo na nagpapalit ng init. Upang mapabuti ang kahusayan ng sistema ng pag-init, ilapat ang layout ng pipe sa isang spiral o sa anyo ng isang "ahas". Imposibleng sabihin nang eksakto kung ano ang mas mahusay - mga nakagagawa na komplikadong, mass-produce, o self-assembly. Sa unang kaso, ang problema sa pagiging tugma ay awtomatikong nalutas, ngunit sa pangalawa, ang pagtaas ng kakayahang umangkop, ang mga potensyal na para sa paggawa ng makabago ay nagdaragdag (bagaman higit na pansin ang dapat bayaran sa pagdisenyo).

Ang mga tagabuo ng amateur ay makakakuha ng layo mula sa isang tipikal na nagtitipon ng init, na pinapalitan ito ng isang kongkreto na screed. Ang geothermal heating sa naturang sistema ay nag-aalis ng pangangailangan para sa mga makabuluhang temperatura jerks. Maaari kang magsagawa ng mga eksperimento sa iba't ibang mga coolant, pati na rin ang mga mount compressor na may iba't ibang pagganap. Sa pamamagitan ng pagkalkula ng pag-load ng maayos at wastong pamamahagi ng init sa kahabaan ng mga kinakain na circuits, maaari mong gawing mas mahusay ang sistema ng 15-20%. Sa parallel, ang mga gastos sa kapangyarihan ay kapansin-pansing nabawasan.

Ang mga pahalang na nakapaloob na mga tubo ay inilalagay sa isang malalim na 50-300 cm. Sa lugar ng mga haywey ay ang pinakamaliit, ang mga ito ay ginawa sa anyo ng mga liko. Ngunit sa pagitan ng indibidwal na dalawang haywey ay dapat na hindi bababa sa 200 mm. Ang anumang gawaing pagtatayo ay dapat na mauna sa pamamagitan ng pagpapasiya ng thermal na epekto ng lupa.Kung ito ay mas mababa sa 20 watts bawat 1 square. m, walang punto sa geothermal na tabas. Upang masiguro ang paglabas ng tubig sa lupa, ang ilalim ng mga hukay ay natatakpan ng isang layer ng buhangin. Ang mga tubo batay sa cross-linked polyethylene ay mahusay.

Ang pinakamainam na operasyon ng init pump ay ibinibigay sa mga silid kung saan ang temperatura ng hangin ay nasa pagitan ng 14 degrees Celsius. Tuwing posible, mas gusto mo ang vertical na pag-aayos ng mga contour sa pahalang, sapagkat ito ang pinaka mahusay sa lahat. Ang paghusga sa pamamagitan ng mga review, sa dalisay na anyo nito, ang geothermal heating ay hindi makatwiran, pinainit nito ang tubig para sa masyadong mahaba, dahil sa maraming mga kaso tulad ng isang sistema ay gumaganap ng isang purong sumusuporta papel. Upang makamit ang pinakamataas na pagganap, dapat kang tumuon sa pinakamataas na pinahihintulutang intensidad ng paglahok ng thermal na mapagkukunan at ang tinantyang mga rate ng daloy ng balon.

Kung ang mainit na tubig ay hindi matatagpuan sa ibaba, ngunit mainit na tubig, ito ay halos ang pinakamainam na sitwasyon. Pagkatapos ay posible na makatipid ng pera at makakuha ng pinakamataas na benepisyo. Ngunit dapat nating tandaan na kung ito ay pinlano na sabay-sabay gamitin ang mga mainit na mapagkukunan sa ilalim ng lupa para sa suplay ng tubig, ang tubig sa mga ito ay dapat matugunan ang mga karaniwang sanitary requirement. Kapag nagpapakita ng kemikal na pagtatasa ang pagkakaroon ng mga sangkap na agresibo, ipinapayong maisaayos ang dalawang nagsasariling circuits, kung saan ang likido ay hindi pinaghalong, ngunit ang paglipat ng init ay nangyayari. Ang mga compressor ay nakatakda sa mga dingding alinman sa mga refrigerator o air conditioner.

Kung ang mga kable ng bahay ay mahina, kapaki-pakinabang ang paggamit ng isang pares ng compressors upang mabawasan ang panimulang kasalukuyang dahil sa serye na koneksyon. Kapag ang pag-install ng mga capacitor ay dapat mag-ingat sa kilusan ng freon sa kanila mula sa tuktok na punto hanggang sa ibaba, at hindi vice versa. Upang ang kolektor ay magtrabaho nang matatag at magpainit sa kuwarto, ang lugar nito (para sa isang pribadong bahay ng 100 sq M) ay dapat na 200-250 m2. Hindi dapat gamitin ang pahalang na pag-init ng plano kung plano mong magkakasunod na hatiin ang hardin o hardin ng gulay. Kahit na isang maginoo bomba ng borehole ay maaaring magamit upang makumpleto ang sistema.

Para sa impormasyon kung ano ang geothermal heating at kung paano i-install ito, tingnan ang sumusunod na video.