Главная / Инженерные сети / Геотермальный тепловой насос своими руками

Геотермальный тепловой насос своими руками

Геотермальный тепловой насос своими руками

Создание геотермального отопления дома не требует специфических знаний или навыков. Но в сравнении с альтернативными видами отопления, геотермальное не столь популярно на сегодняшний день, и причина тому проста, достаточно большие финансовые вложения, которые к тому же, окупятся только лет через 6 – 8. Именно поэтому очень мало людей хотят вкладывать деньги в геотермальные системы.

geotermalniy-teplovoy-nasos

Геотермальный тепловой насос своими руками

Присмотритесь к геотермальному отоплению внимательнее, ведь стоимость газа и электричества постоянно растет и вряд ли будет дешевле

Устройство геотермальных систем

ustroystvo-geotermalnyh-sistem

Устройство геотермальных систем

Уже из названия становится понятно, что суть данного типа отопления заключается в использовании энергии земли. Принцип действия такой системы отдаленно напоминает холодильник или кондиционер.

Главным элементом геотермальной системы, является тепловой насос, подключенный к двум контурам.

1. Внутренний контур – это привычная для нас отопительная система, она состоит из трубопровода и радиатора.

2. Внешний контур – это достаточно большой и габаритный теплообменник, установленный под землей или в водоеме. В нем теплоноситель, которым может быть простая вода или антифриз. Теплоноситель принимает температуру окружающей среды и подается в тепловой насос, откуда накопленное тепло поступает во внутренний контур. Так нагреваются отопительные приборы в доме.

Основным элементом геотермальной системы является тепловой насос – устройство, которое занимает не больше места, чем стиральная машина. Производительность такого теплового насоса достаточно большая: на каждый киловатт использованной энергии, он вырабатывает до пяти киловатт тепловой.

shema-raboty-geotermalnoy-sistemy

Схема работы геотермальной системы

Геотермальное отопление является на сегодня наиболее материально и трудозатратным. Большую часть средств придется потратить на земляные работы и соответствующие компоненты системы, в том числе на тепловой насос. Многие задумываются, можно ли сэкономить и сделать своими руками геотермальный тепловой насос. Для это, нужно разобраться с особенностями и видами геотермальных систем

Плюсы и минусы системы

Основными достоинствами геотермального отопления, есть:

  • использование неисчерпаемой энергии земли;
  • высокий коэффициент энергоэффективности;
  • отсутствие риска воспламенения;
  • экономичность;
  • простота в эксплуатации и уходе;
  • отсутствие необходимости в хранении запасов топлива;
  • автономность работы системы;
  • экологичность.

Недостаток геотермальной системы, состоит разве что в высокой стоимости монтажа, но, как уже говорили, все эти затраты окупятся через пару лет.

Способы устройства геотермальных тепловых систем

vidy-geotermalnyh-sistem

Виды геотермальных систем

Одним из самых важных элементов является тепловой контурПри вертикальном расположении, он может достигать глубины от 20 м до 150 м, в зависимости от геологической циркуляции тепла. А горизонтально расположенные тепловые контуры устанавливаются на глубине от 2 до 6 м и нагреваются за счет температурного колебания при солнечном нагреве или теплоотдаче.

1. Системы с прямым теплообменом

sistema-priamogo-teploobmena

Система с прямым теплообменом

Геотермальные системы с прямым теплообменом непосредственно контактируют с почвой. Теплоноситель покидает корпус устройства, перемещается по медной подземной магистрали, обмениваясь тепловой энергией, и возвращается обратно. Поэтому такой теплообмен и называется прямым от того, что жидкость контактирует с почвой без каких-либо «посредников».

Безусловно, жидкость не взаимодействует с землей напрямую, а всего лишь обменивается с ней теплом через стенки труб. На сегодняшний день, такие насосы используются редко, не нужно путать с системами, в которых теплообмен происходит посредством промежуточных контуров. Все же, эффективность прямого теплообмена достаточно высокая, а финансовые затраты на монтаж наоборот ниже, чем в большинстве закрытых систем. Большую роль в этом играет и теплопроводность меди, а также отсутствие водного электронасоса и обменника между теплоносителем и водой, который, является основным источником потери тепла. Также нужно отметить, что медный трубопровод стоит достаточно дорого, и к тому же, самого теплоносителя требуется больше, чем для других систем.

2. Закрытые системы

zakrytye-geo-sistemy

Закрытые геотермальные системы

Основная часть таких геотермальных систем состоит из первичного контура, заполненного хладагентом, и вторичного, который наполняется водой и устанавливается под землей. При изготовлении вторичного контура используют в основном полипропиленовые трубы, и наполняют его водой с небольшим добавлением антифриза. Вода выходит из теплообменника, перемещается по наружному контуру, обмениваясь теплом с почвой, и возвращается. Наружный контур находится ниже уровня промерзания грунта, где температура остается стабильной, также такой контур могут погружать в ближайший водоем.

Системы, погруженные в воду или расположенные во влажной почве, намного эффективней систем расположенных в сухом грунте. Поэтому в сухой почве рядом с контуром желательно устанавливать дренажный шланг, который будет увлажнять ее!

Закрытые системы менее эффективны, чем системы с прямым теплообменом, поскольку нуждаются в достаточно трудоемких буровых работах и габаритной системе труб. Также, нужно отметить, что закрытые системы устанавливаются двумя способами – вертикально и горизонтально.

 

vertikalnaya-geotermalnaya-sitema

Вертикальная геотермальная система

Вертикальная система – это две трубы, уходящие в землю под прямым углом на глубину 20-150 м. Нижние части труб соединяются между собой U-образным разъемом. Сделанные под трубы шахты заполняют специальным раствором который улучшает теплообмен и защищает подземные водоносные слои от загрязнения.

 

gorizontalnaya-geo-sistema

Горизонтальная геотермальная система

В случае с горизонтальной системой трубы укладывают ниже уровня промерзания грунта на глубине 2-6 м. и естественно, их монтируют горизонтально. Ввиду явных на то причин, этот способ обходится значительно дешевле вертикального размещения, поэтому его используют более часто.

3. Контуры горизонтального бурения

Альтернативным вариантом двух предыдущих, являться прокладка контура посредством горизонтального бурения. Этот способ дает возможность устанавливать трубы под двором, садом, дорогой и другими объектами без их разрушения. По стоимости такой способ установки находится где-то между горизонтальной (копаются траншеи для укладки труб) и вертикальной установкой. Ее характерной чертой является то, что петли можно соединять лишь с одной камерой и это сокращает необходимую для монтажа площадь

Контур с использованием горизонтального бурения, нужно устанавливать уже после постройки здания!

4. Водные контуры

vodnyj-kontur

Водный контур

Замкнутый контур, который погружают в водоем, представляет собой систему трубопровода уложенного петлями. Такую систему можно поместить в любое озеро или пруд, которые расположены возле дома.

5. Открытые системы

В такой системе внешний контур заполняется природной водой. Вода из внешнего контура перемещается в теплообменник, расположенный в корпусе устройства, где тепло передается в первичный контур и после этого вода возвращается обратно. Подачу и обратку нужно размещать вдалеке друг от друга для более эффективной подпитки источника тепла.

Все элементы такой системы должны быть защищены от коррозии, так как химический состав циркулирующей воды контролировать сложно. В связи с этим, закрытые системы являются более надежными, если концентрация солей и минералов в воде достаточно высока. Несмотря на это, эффективность открытой системы значительно больше, чем закрытой, но при установке могут возникнуть проблемы юридического характера. Вам понадобятся разрешения на монтаж, так как системы такого типа загрязняют скважины и истощают водоносные слои.

6. Столбы жидкости

Контур со столбами жидкости является одним из видов замкнутых систем. В данном виде системы, вода поднимается со дна глубокой скважины, прокачивается через помпу и возвращается обратно, производя обмен теплом с окружающей почвой. Системы со столбами жидкости используют там, где площадь размещения такой установки ограничена. Такую систему нежелательно устанавливать на глинистой или песчаной почве. Также нужно отметить, что конструкция одновременно может состоять из нескольких столбов жидкости и обычно используется в небольших зданиях.

Геотермальный тепловой насос своими руками

Шаг первый.

Прежде чем приступить к изготовлению геотермального теплового насоса, нужно провести целый ряд действий по улучшению энергоэффективности дома. Суть этих действий заключаются в утеплении перекрытий и стен, замене старых негерметичных окон и дверей.

Шаг второй.

Потом, нужно провести геологическую разведку, чтобы узнать глубину промерзания грунта, и составить проект, ссылаясь на выбранную технологию.

Шаг третий.

geotermalniy-nasos

Геотермальный насос

Закупка деталей геотермальной тепловой системы, в частности, труб и компрессора для насоса. Компрессор – это само сердце геотермального насоса, и изготовить его своими руками невозможно, поэтому есть всего один вариант – это покупка готового. Лучше покупать компрессор мощностью более 7 кВт, такие используются в высокопроизводительных кондиционерах (продаются такие компрессоры в сервисных центрах, которые специализируются на бытовой технике).

Шаг четвертый.

Далее приступаем к сборке внутреннего теплообменника. Напомним, что он нужен для передачи накопленного тепла в сеть отопления. Материалы для изготовления теплообменника обычно используют следующие, но все зависит от конкретных климатических условий. Так для циркуляции теплоносителя используют медную трубку, а емкость изготавливают из устойчивого к коррозии материала. Наилучший вариант – это бак из нержавеющей стали, объемом в 150 литров.

Шаг пятый.

Ранее приготовленный змеевик из медной трубки нужно поместить в бак. Правда сделать это без повреждения бака не получится, и поэтому его нужно разрезать на две части, а после установки медной трубки заварить.

Шаг шестой.

После, следует выкопать траншеи или пробурить шахты и установить туда систему трубопровода.

По завершению работы нужно провести пробный запуск системы.

 

STROY-DIN.RU

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

*