تكنولوجيا تدفئة المنزل بالحرارة الجوفية. تدفئة المنزل تحت الأرض مع حرارة الأرض. تركيب وتركيب التدفئة الجوفية

يتم تطبيق التدفئة الحرارية الأرضية على نظام التدفئة.

كمصدر رئيسي أو إضافي للحرارة طاقة الأرض.

تدفئة المنزل بالحرارة من تحت الأرض: ما هذا

على الأراضي الروسية الينابيع عالية الحرارة (الحرارية)تقع بشكل غير متساوٍ للغاية ، بعيدًا عن المستوطنات ، مما يجعل من الصعب استخدامها لأغراض التدفئة.

مع تطور التقنيات وإدخال أنواع جديدة من المعدات لإنتاج الطاقة الحرارية ، أصبح من الممكن استخدام و مصادر درجات حرارة منخفضة .

من بين أمور أخرى ، تقع طبقات تحت الأرض على مسافة 50-100 متر تحت سطح الأرض ،لديها درجة حرارة موجبة تساوي 10-12 درجة مئوية.يتم تخزين هذه القيم بغض النظر عن الوقت ، مما يجعل من الممكن استخدام التدفئة طوال العام.

مزاياأنظمة التدفئة الجوفية:

• اقتصاد. المصادر موارد متجددةالذي يتجنب استثمارات ماليةفي شراء الوقود ، كما في حالة استخدام الأنظمة التقليدية. لن تكون هناك تكاليف إضافية مرتبطة بالنقل وتخزين الوقود.
• أمان. من غير المرجح أن أي حالات الطوارئوالانفجارات والحرائق.
• الحفاظ على البيئة. نظرًا لعدم استخدام عملية الاحتراق في نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، يتم استبعاد انبعاثاتها المتأصلة في الغلاف الجوي.
• استقلال. مع التحكم الآلي ، لا يتطلب تدخلًا متكررًا أو تحكمًا خارجيًا ثابتًا.

عيوب:

• مبدئي كبير إنفاق المال.
• صناعة ثقيلةتثبيت.
• ضروري مصدر للطاقة الكهربائية.

كيف يعمل نظام التدفئة الجوفية؟

يتم الحصول على الحرارة لتسخين السكن أو توفير الماء الساخن بواسطة التحولاتله من الطاقة بيئةبمساعدة خاص وحدة.

العنصر الرئيسي لتركيب الطاقة الحرارية الأرضية هو مضخة الحرارة، وهو متصل بدائرة التسخين الداخلية والخارجية.

يشبه هيكل الدائرة الداخلية خيار التسخين التقليدي (الغاز والماء). هذا: الأنابيب والمشعات.

الحلقة الخارجية، حجمها أكبر بكثير من الحجم الداخلي ، يتم وضعها تحت الأرضغير مرئي أثناء تشغيله. المبرد يدور داخله. هذا: أو ماء الثور، أو مضاد للتجمدعادة ما يعتمد على أثلين كلايكول. والخيار الثاني هو الأفضل بكثير.

تتساوى درجة حرارة الناقل الحراري مع درجة حرارة البيئة عندما يكون في الدائرة الخارجية ، ثم يتم إرساله إلى المضخة الحرارية. بعد المرور من خلاله ، يتم توجيه الكتل الساخنة على طول كفاف داخلي.

التوفر مضخة الحرارةوهو العامل الرئيسي للحصول على الطاقة الحرارية ، والتي تهدف إلى استخدامها لاحقًا من قبل المستهلك (تدفئة المساكن ، وإمدادات المياه الساخنة).

كفاءةهذا الجهاز قد يفاجئ البعض. تستهلكالطاقة الكهربائية في الحجم 1 كيلو واطنتيجة لعملهم "يعطي" أكثر من ذلك بقليل - 4-5 كيلو واط ،الذي يبدو غريبا جدا.

هذا بسبب كيف ميزات التصميمجهاز ، وحقيقة أنه بالإضافة إلى الكهرباء ، فإنه يستخدم الطاقة الحرارية للأرض كطاقة إضافية (حتى في درجات حرارة التربة المنخفضة).

المضخة الحرارية قادرة على العمل على مدار السنةوتعمل طوال الوقت 15-25 سنة.

ملحوظة!يدعي بعض الخبراء أنه مع مراعاة الاحتكاك أو التآكل ، فترة زمنية حقيقيةأنظمة دون توقف لإجراء أعمال الترميميكون حوالي 10 سنوات.

سوف تكون مهتمًا أيضًا بـ:

تركيب DIY

قبل اتخاذ مثل هذه الخطوة ، قارن الاحتمالات مع حجم وتعقيد كل الأعمال الضروريةلتثبيت نظام الطاقة الحرارية الأرضية.

قدر العملية الحسابية

يتم حساب تكلفة جهاز نظام الطاقة الحرارية الأرضية بالنسبة إلى:

• المقتنيات مضخة الحرارةقوة معينة
• إجمالي الأسعار خط انابيب، حسب قوة المضخة ؛
• إنتاج ذات الصلة أعمال الأرض(حفر الآبار وحفر الخنادق) وكلفة مد الشبكات.
• التثبيت والاتصالمضخة الحرارة.

الصورة 1. مضخة الحرارة الجوفية موديل Vitocal 300-W Pro بمحرك كهربائي للتدفئة ، تم تصنيعها بواسطة Viessmann.

يشمل الحساب أيضًا شراء مضخة حرارية ، يختلف سعرها اعتمادًا على الطاقة والشركة المصنعة.

نماذج الطاقة في المنطقة 4-5 كيلو واطسيتم تقييمها في 3-7 آلاف. ه.قوة الجهاز 5-10 كيلو واطالتكاليف 4-8 آلاف. ه.خلف 10-15 كيلو واط— 5-10 آلاف. ه.

وضع جامع

هناك تقسيم حسب طريقة التثبيت كفاف خارجي (جامع). في أرضييمكن وضعها عمودياأو أفقيا.في الأرض خزان— أفقيا. كل حالة من هذه الحالات لها مزاياها وعيوبها.

النوع الرأسي

عند بناء تركيب عمودي ، هناك حاجة للحفر بعمق 50-200 متر.أي إلى طبقة ذات درجة حرارة مرتفعة. يعمل أحد المناجم ، والذي يسمى المدين ، على امتصاص الحرارة.

المبرد فيه يرتفع ، بفضل المضخة، ثم هناك إمداد لأنابيب ومشعات الدائرة الداخلية.

العودة ، بعد اجتياز الدورة بأكملها ، المبرد ملقاة من خلال منجم آخرالعودة إلى طبقات تحت الأرض.

من المعتقد أن عمر مثل هذا النبات يدور حول مئات السنين.

عند ترتيب جامع نوع عمودي مع اثنين من مهاوييتم تقليل كفاءة استخدامه لتدفئة منزل خاص ، لأنه سيستغرق كمية كبيرة من الكهرباء.هذا هو خيار مناسبلتركيب نظام "الأرضية الدافئة".

مع أكثر اقتصادا تَجَمَّعالطريقة ، يزداد عدد الآبار ، لكن عمقها ينخفض.

للتثبيت الرأسي ، يوجد أيضًا خيار يوفر تقوية الحاوية (الخزان) التي تحتوي على مادة مانعة للتجمد ، على عمق 100 م. توفر الحركة المستمرة لهذا السائل ، المسخن من الأرض ، مضخة حرارية.

إذا كنت لا تفكر في خيار حفر الآبار للهيكل الرأسي ، والذي يتطلب مهارات ومعدات ، فيمكن عندئذٍ إنجاز العمل بشكل مستقل.

مبادل حراري أفقي

لتركيب مبادل حراري أفقي (نوع) ، سوف يتطلب الأمر القليل من الجهد ، لكن ناتج الحرارة في هذه الحالة سيكون أقل. الحفريات المطلوبة للبناء حفر تحت علامة التجميد. يتم وضع خط أنابيب الكفاف الخارجي في الخنادق المحفورة ، وبالتالي يتم تغطية الهيكل بأكمله مرة أخرى بالأرض.

ستكون درجة حرارة طبقة التربة أقل بكثير وستكون أطول من استخدام مبادل حراري عمودي. مربع ما يقرب من ضعفغرفة للتدفئة.

تجعل الاحتياطيات المحدودة من موارد الطاقة الطبيعية البشرية تبحث عن مصادر طاقة بديلة. تعتبر تدفئة المنزل باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية بديلاً رائعًا لطرق التدفئة التقليدية. يمكن تأكيد ذلك من خلال البيانات الواقعية حول الاستخدام الواسع النطاق لأنظمة التدفئة الحرارية الأرضية في أوروبا وأمريكا كمصادر رئيسية للحرارة.

القليل من التاريخ! "توسعت" أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية بشكل ملحوظ في أواخر الثمانينيات من القرن الماضي ، ولا سيما في أمريكا. في البداية ، سمح الاستثمار القوي في تركيب مثل هذا التركيب للأثرياء فقط باستخدامه ، وبعد بضع سنوات أصبح هذا النظام الدهني في متناول الأمريكيين الأقل ثراءً ، مما زاد من أهمية أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية في سوق التدفئة.

في أوروبا ، قبل عقدين من الزمن ، تجاوز عدد منشآت الطاقة الحرارية الأرضية 12 مليونًا ، واليوم لا يسع المرء إلا أن يخمن حجم "مستوطنة" منشآت الطاقة الحرارية الأرضية في المنازل الخاصة.

لماذا يحدث هذا؟

كل شيء بسيط جدا! يقلل نظام التسخين بالغاز الأكثر تكلفة والأكثر ملاءمة من مخزون الوقود الأحفوري مقابل المال الذي تدفعه من جيبك. وحرق وقود صلب(الحطب والفحم والجفت) ليس فقط غير مريح ، ولكنه مصحوب أيضًا بإطلاق ثاني أكسيد الكربون الضار والسخام والقطران. كما يحتاج إلى مساحة إضافية لتخزين الوقود.

كيف يعمل النظام

أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية لها مبدأ تشغيل مشابه للثلاجة (مكيف الهواء). تقوم ثلاجة الثلاجة فقط بتبريد الهواء ، وتقوم مضخة الحرارة الجوفية بتسخين سائل تبريد نظام التدفئة.

تُستخدم حرارة (طاقة) الأرض لتدفئة المباني. تستهلك المضخة الحرارية الموجودة في المنزل الطاقة من المياه الجوفيةأو التربة نفسها ، وتحويلها إلى حرارة. ثم يتم استخدام هذه "الحرارة" لتسخين مبرد نظام تدفئة المنزل نفسه.

يعتمد مبدأ تشغيل المضخة الحرارية على دورة كارنو العكسية التي تم تطويرها في القرن التاسع عشر.

"قلب" هذا النظام هو الضاغط الذي "يضغط" و "ينقل" الحرارة. للقيام بذلك ، يحتاج إلى مصدر خارجي للطاقة - شبكة كهربائية.

في الشركة ، الضواغط الموجودة في الدائرة الداخلية للمضخة الحرارية هي: المكثف والمبخر والصمام الخانق.

تعمل المضخة الحرارية على النحو التالي:

• يتم ملء مجمع السحب بسائل مانع للتجمد (غليكول أو كحول مائي أو ماء مالح) والذي سينقل الحرارة "تحت الأرض" أو "تحت الماء" إلى المضخة.
• يتم نقل هذه الطاقة الحرارية في المبخر إلى المبرد بنقطة غليان منخفضة للغاية ، مما يؤدي إلى غليانه وتبخره بسرعة (يتحول إلى بخار).
• يعمل الضاغط الجاري على زيادة ضغط هذا البخار ، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة درجة حرارته.
• في المكثف ، يتم تبريد المبرد ، ونقل الحرارة إلى دائرة التدفئة في المنزل ، والتكثيف.
• من خلال صمام الخانق ، يدخل المبرد إلى الضاغط ، وتتكرر الدورة مرة أخرى ...

يمكن أيضًا تسمية مضخة الحرارة بعبارة أخرى ثلاجة "مقلوبة من الداخل إلى الخارج". في الواقع ، في الثلاجة ، يتم تسخين المبرد بواسطة حرارة المنتجات الموضوعة فيه (الثلاجة) ، ومن خلال نظام الأنبوب يتم تفريغه إلى الجدار الخلفي ، مما يؤدي إلى تسخين الهواء خارج الثلاجة.

وفي حالة المضخة الحرارية ، يؤدي هذا إلى تسخين المبرد في نظام التدفئة في المنزل نفسه. كأجهزة تسخين في أنظمة التدفئة هذه ، غالبًا ما يتم استخدام "الأرضيات الدافئة" وبكفاءة أكبر.

يلاحظ! في ظل وجود دائرة "امتصاص حرارة" عالية الجودة ومحسوبة بشكل صحيح ، عند استهلاك 1 كيلو وات من الكهرباء ، فإن المضخة الحرارية قادرة على إمداد ما يصل إلى 5 كيلو واط من الطاقة الحرارية للنظام!

أنواع المبادلات الحرارية لأنظمة التدفئة الحرارية الأرضية

مبادل حراري أفقي

يتم وضع الأنابيب ذات الكفاف الأفقي على عمق يتجاوز سمك طبقة تجميد التربة.

هذا الإصدار من الدائرة الحرارية هو الأمثل عندما تكون هناك مساحة كبيرة مؤامرة شخصيةبدون زراعة الحدائق (الأشجار). لا يُسمح بوضع أنبوب الحلقة على مسافة تقل عن 1.5 متر من تاج الشجرة.

عند تسخين منزل بمساحة 250 م 2 ، ستكون هناك حاجة إلى مساحة 600 م 2 لاستيعاب دائرة التبادل الحراري. وهذه المنطقة ليست متاحة دائمًا. خاصة في البلدات ذات الكثافة السكانية العالية.

يمكن أن يسمى هذا العامل عيب هذا النوع من المبادلات الحرارية.

مبادل حراري عمودي

المبادل الحراري العمودي هو رفاهية لا يستطيع كل مطور تحمّلها. "لترتيب" مثل هذا المبادل الحراري ، سوف تحتاج إلى معدات حفر خاصة.

يتم إنزال دائرة المبادل الحراري إلى بئر بعمق 50-200 متر ، ولزيادة الطاقة الحرارية ، يتم استخدام العديد من هذه الآبار ، والتي يتم توصيل خطوط الأنابيب بها من خلال وحدات تجميع خاصة.

تتمثل ميزة تنظيم نظام دائرة المبادل الحراري هذا في إمكانية العمل في منطقة متطورة - لن تؤدي هذه الطريقة إلى الإضرار بالمناظر الطبيعية الحالية.

يوضع مبادل حراري في الماء

هذا الخيار هو الأكثر اقتصادا في التركيب - ليست هناك حاجة للقيام بأعمال الحفر ، ولكنه يتطلب خزانًا بمساحة لا تقل عن 200 متر مربع على مسافة لا تزيد عن 100 متر من المنزل. يتم وضع أنابيب الدائرة على عمق أكبر من عمق التجمد (على الأقل 2-3 م) في القاع.

مزايا وعيوب أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية

واحدة من أهم مزايا أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية هي سلامتها البيئية لمنزلك. بعد كل شيء ، لا تترافق عملية التشغيل العادي للمضخة الحرارية مع أي انبعاثات ضارة في الغلاف الجوي. كما أن عدم وجود مواد قابلة للاشتعال في مضخة الوقود في ظل وجود أسلاك كهربائية قابلة للخدمة ينفي في الواقع خطر نشوب حريق.

يعني عدم وجود الوقود عدم وجود نفقات لتوصيله وتخزينه.

يعد الاستهلاك المنخفض للكهرباء مع نقل الحرارة المرتفع نسبيًا (من 1 كيلو واط من الكهرباء إلى 5 كيلو واط من الطاقة الحرارية) عاملاً آخر مهمًا (أو أكثر أهمية) يحدد اختيار نظام التدفئة الحرارية الأرضية منزل ريفي.

يحررك استقلالية نظام التدفئة الحرارية الأرضية من الحاجة إلى مراقبته وصيانته.

من المزايا الوظيفية الهامة لنظام التدفئة الحرارية الأرضية قدرته على العمل كمكيف هواء في الطقس الحار. في هذا الوضع ، يحدث العكس: تسخن حرارة الغرفة المبرد ، والذي ينقله إلى مجمع حرارة خارجي.

عيب مثل هذا النظام هو تعقيد تركيبه ، وبالتالي التكلفة العالية ، مثل أعمال التركيبفضلا عن المعدات نفسها.

يعد نظام التسخين الجيوحراري أغلى تكلفة في تركيب المعدات وشرائها.

في هذه الحالة ، يمكنك توفير المال على التثبيت الذاتيهذا النظام ، ولكن من الضروري إيلاء اهتمام كبير للحسابات والمشاورات مع "الايجابيات".

باستخدام نظام تسخين ثنائي التكافؤ

يشير النظام الثنائي التكافؤ إلى الاستخدام المتوازي لمصدرين للحرارة أثناء أحمال الذروة (عند درجات الحرارة المنخفضةبيئة).

في مثل هذا النظام ، يتم توصيل غلاية إضافية ، مثل غلاية كهربائية ، بالتوازي مع المضخة الحرارية. يتم استخدامه عندما يكون من الضروري استخدام وضع التدفئة المكثف في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة.

إذا كان هناك عدد قليل من الأيام "الفاترة" في السنة في منطقة إقامتك ، فإن وجود مثل هذا "المساعد" يتيح لك توفير طاقة المضخة الحرارية ، مما يؤثر بشكل كبير على تكلفتها.

يدرك معظمنا أن استخدام الفحم والغاز والخشب كوقود لا يخلو من أثر للبيئة. ومع ذلك ، فإن إدخال مصادر الطاقة البديلة يعوقه التكلفة العاليةوالكفاءة التي لا تزال أدنى من التقليدية. لكن في الآونة الأخيرة ، يولي المصنعون المزيد والمزيد من الاهتمام لمثل هذه المنتجات ، لذلك نأمل أن تكون قريبًا أسهل في التثبيت وليست باهظة الثمن.

اليوم سننظر في التدفئة الحرارية الأرضية ، والتي يمكن تركيبها لمنزل خاص بيديك. سوف تتعرف على مبدأ عملها وأنواعها وميزاتها وتجميعها الذاتي.

من الجدير قول ذلك في الدول الأوروبيةوالولايات المتحدة ، أصبحت التدفئة من الأرض المصدر الرئيسي للتدفئة في المنزل تدريجياً ، ولكن حتى الآن مثل هذه الأنظمة في بلدنا ليست سوى بديل للأنظمة التقليدية.

المظهر والتوزيع

بدأت طاقة الأرض للتدفئة بالانتشار في الولايات المتحدة في نهاية الثمانينيات من القرن الماضي في المدن التي كانت تمر بأزمة صعبة. أصبح الأثرياء مهتمين على الفور بالنظام ، ومنحهم الفرصة للتوفير في تدفئة منازلهم. ثم بدأت تصبح أرخص ، وبدأت الطبقة الأفقر من السكان في استخدامها.

بعد مرور بعض الوقت ، أصبحت حرارة الأرض للتدفئة من اختصاص معظم مالكي المنازل الخاصة. في أوروبا ، يزداد عدد الأسر التي تستخدم التدفئة الأرضية في المنزل كل عام.

هذا الاتجاه في انتشار التسخين الجيوحراري مفهوم تمامًا. يسمح استخدام حرارة الأرض للتدفئة بتوفير كبير ميزانية الأسرة، فهي آمنة واقتصادية.

تشغيل التدفئة الحرارية الأرضية

يمكن مقارنة مبدأ عملها بالثلاجة التقليدية ، ولكن العكس. تحتفظ الأرض بالحرارة باستمرار ، لذلك يمكنها تسخين الأجسام الموجودة على سطحها.

معنى الطريقة هو أنه من داخل الكوكب يتم تسخينه بواسطة الصهارة الساخنة ، ومن فوق التربة لا تسمح لها بالتجميد. يتم استخدام الطاقة الحرارية الناتجة بواسطة نظام تسخين حراري يعتمد على مضخة حرارية خاصة.

تتم العملية التالية:

1. مضخة حرارية مثبتة على السطح.
2. يتم حفر حفرة في الأرض يتم فيها إنزال مبادل حراري..
3. يتم تسخين المياه الجوفية التي تمر عبر المضخة ثم استخدامها للأغراض المنزلية والصناعية..

الميزة الرئيسية للنظام هي نسبة الطاقة الكهربائية والطاقة المستلمة - 1 إلى 4-6 كيلو واط. على سبيل المثال ، عند استخدام مكيف هواء تقليدي ، يتحول من 1 إلى 1. لذلك ، سيكون التركيب قادرًا على دفع تكاليف نفسه في وقت قصير.

الخصائص

يواجه التسخين الذاتي للمنزل من الأرض بعض الصعوبات ، والتي سنناقشها أدناه:

1. يبدأون بتصنيع بئر المنجم.
   يتم حسابها بشكل منفصل لكل حالة محددة ، مع مراعاة:

• المناخ في المنطقة.
• نوع التربة؛
• توصيف بنية قشرة الأرض في منطقة معينة ؛
• منطقة تدفئة.

عادة ما يتراوح العمق بين 25-100 م.

1. في المرحلة التالية ، يتم إنزال الأنابيب في العمود ، والتي يجب أن تمتص الحرارة من الأمعاء وتزودها بمضخة ترفع درجة حرارة سائل التبريد في نظام التدفئة.

نصيحة: من الأفضل القيام بالعمل مع المساعد ، لأن الأنابيب غالبًا ما تكون كبيرة الحجم.

في الصيف ، يمكن تشغيل التدفئة باستخدام طاقة الأرض كمكيف هواء. لماذا يتم تنشيط آلية الرجوع؟ أثناء التشغيل ، سيبدأ المبادل الحراري في أخذ طاقة التبريد.

أنواع

صديقة للبيئة و عمل فعاليحتوي النظام على ثلاثة خيارات رئيسية:

المياه الجوفية	في هذه الحالة ، يتم استخدام الطاقة الحرارية للمياه الجوفية الموجودة على أعماق كبيرة لتسخين المبنى. لديها درجة حرارة عالية إلى حد ما ، لذلك ترفعها وتسخنها. بعد ذلك ، يعطي الماء من خلال المبادل الحراري الجزء الرئيسي من الطاقة المتاحة.
مضاد للتجمد	الطريقة تتطلب تكاليف إضافية. يتم إنزال الخزان الذي يحتوي على مادة مانعة للتجمد إلى عمق 75 مترًا أو أقل ، ويكون سعره مرتفعًا جدًا. عندما يسخن ، يتم رفعه بواسطة مضخة حرارية إلى المبادل الحراري. بعد إطلاق الحرارة ، يدخل مانع التجمد إلى الحاوية مرة أخرى.
ماء	لا تتطلب هذه الطريقة معدات منجم التربة. هذا التسخين للمنزل من الأرض مناسب إذا كان هناك وصول إلى الخزان. توضع مجسات أفقية من المبادل الحراري على طول قاع الخزان ، مما يساعد على تحويل حرارة الماء.

فوائد التسخين الجيوحراري

الآن دعنا نتعرف على المزايا التي تتمتع بها هذه الأنظمة ، وما إذا كان بإمكانها تلبية طلباتنا:

1. يتم إطلاق الطاقة الحرارية عدة مرات أكثر من استهلاك الكهرباء لتشغيل المضخة.
2. لا توجد انبعاثات ضارة ، لذا فإن تدفئة منزل ريفي من الأرض طريقة صديقة للبيئة.
3. يحتاج النظام إلى الكهرباء فقط ليعمل. لا توجد مواد كيميائية أو وقود مطلوب.
4. لا يوجد خطر حدوث انفجار أو حريق أثناء العملية.
5. يضمن التركيب الصحيح لنظام التدفئة التشغيل بدون دعم فني لمدة 30 عامًا تقريبًا.

التركيب الذاتي للتدفئة الحرارية الأرضية

يجب أن يقال على الفور أن تدفئة المنزل باستخدام طاقة الأرض يتطلب استثمارًا كبيرًا لمرة واحدة. وسيخصص نصيب الأسد لتطوير المنجم.

نصيحة: أغلى جزء من المضخة الحرارية هو الضاغط. إذا كنت لا تريد مشاكل ، فلا تشتريه من المصنع الصيني.
من الأفضل استخدام Danfoss أو Copeland (يفضل ألا يكون من الصين).

نوصي أيضًا باستخدام نظام الأرضية الدافئة بدلاً من مشعات التدفئة. لذلك يمكنك تقليل مردود المعدات في بعض الأحيان. يجب أيضًا مراعاة الزيادة السنوية في التعريفات الجمركية لشركات الطاقة التقليدية ، وفي نفس الوقت ستساعد على تجنب قفزات الأسعار.

داخل المنزل ، لن يذكرك شيء أنك تستخدم التدفئة الأرضية. سيتم إخفاء الجزء الرئيسي من المخطط - البئر والمبادل الحراري - تحت الأرض. من الضروري فقط تخصيص مكان صغير للجهاز ، على سبيل المثال ، في الطابق السفلي الذي يولد الحرارة.

يسمح لك الجهاز بضبط درجة الحرارة وإمداد الحرارة. لا تختلف تعليمات تركيب نظام التدفئة في المنزل عن الطريقة التقليدية ، لذلك لا توجد ميزات فيه.

خاتمة

يتيح استخدام المضخات الحرارية التخلص من أنواع الوقود التقليدية التي تزداد تكلفة كل عام ، على الرغم من أن التكاليف الأولية ستكون كبيرة جدًا. من الممكن تمامًا إجراء تركيب التدفئة الحرارية الأرضية بنفسك ، فقط عند تثبيت الأنابيب في عمود المنجم ، يُنصح بإيقاف تشغيل المساعد.

يعتمد مردود المشروع على عزل السكن ، وكذلك طريقة التدفئة - المبرد أو التدفئة الأرضية. سيوفر الفيديو الموجود في المقالة فرصة للعثور عليه معلومات إضافيةحول الموضوع أعلاه.

المنزل المريح والدافئ ، الذي يكون باردًا في الصيف ودافئًا في الشتاء ، هو بلا مبالغة حلم أي شخص. هناك العديد من أنواع التدفئة المنزلية - الخشب ، والجفت ، والكهرباء ، والفحم ، والغاز ، والتدفئة الحرارية الأرضية. لكن المعدات التي تعمل بالفحم والغاز والجفت وما شابه ذلك لا يمكن تصنيفها على أنها صديقة للبيئة وآمنة. وتختلف تكلفة هذا الوقود بشكل كبير.

العديد من الناس يعتقدون ذلك تسخين الغازمنزل خاص الخيار الأفضل. ومع ذلك ، هناك أيضًا بعض الجوانب السلبية المهمة جدًا. في بعض الحالات ، من المستحيل تثبيت مثل هذا التسخين إذا لم يكن مصدر الغاز متصلاً بالمنزل الخاص بك. تثبيت تركيب الغازيتطلب صيانة مستمرة ، والالتزام الصارم بجميع معايير السلامة ، وكذلك التصاريح الخاصة.

ومع ذلك ، هناك واحدة كافية خيار جيدالتدفئة بدون غاز هي تدفئة حرارية للمنزل. يتزايد عدد مستخدمي هذه الأنظمة يوميًا ، نظرًا لأن مثل هذه التسخين تفتخر بالكثير صفات إيجابية. من بين أهمها حقيقة أن نظام التدفئة هذا هو الأكثر اقتصادا ، فضلا عن أنه صديق للبيئة وآمن.

مبدأ التشغيل

يتكون نظام التدفئة من حرارة الأرض من 3 مكونات رئيسية:

• كفاف داخلي
• كفاف خارجي
• مضخة الحرارة.

يهتم الكثيرون بالسؤال: ما هو التسخين بطاقة الأرض؟ يصعب فهم تصميم مثل هذا النظام ، لذا سنقدم مثالًا صغيرًا للتوضيح.

يمكن القول أن نظام الطاقة الحرارية الأرضية هو بطريقة ما ثلاجة ، فقط "في الاتجاه المعاكس".

يقع المبخر ، الذي يلعب دور الفريزر هنا ، في أعماق أحشاء الأرض. يستخدم المكثف ، المصنوع على شكل ملف نحاسي ، لجلب الهواء أو الماء إلى درجة الحرارة المطلوبة. درجة حرارة المبخر الموجود تحت الأرض أقل بكثير من درجة حرارة فوق السطح.

وفقًا لمصنعي أنظمة التدفئة هذه ، تتراوح درجة الحرارة من 5 إلى 8 درجات مئوية.

مبدأ التشغيل.

إن استخدام الضواغط القوية والموثوقة ، بالإضافة إلى تقنيات نظام التبريد المبتكرة ، يجعل من الممكن إنشاء فريد و طرق غير عاديةالحرارة "منخفضة الجودة" ، التي تقع فوق سطح الأرض ، وتحويلها إلى حرارة "عالية الجودة" ، والتي تُستخدم كذلك في التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل خاص.

نتيجة لذلك ، هذا يسمح لك بالبدء الإنتاج الصناعيالعنصر الرئيسي في طريقة تسخين الفضاء هذه هو المضخات الحرارية.

تعمل أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية على مبدأ النقل الفيزيائي للحرارة إلى المبرد بسبب طاقة الأرض. يتم تطبيق نفس مبدأ التشغيل تقريبًا في الثلاجة التقليدية. أكثر من 75 ٪ من إجمالي كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أثناء تشغيل نظام التدفئة في المنزل هي طاقة البيئة ، والتي تتراكم بعد ذلك وتدخل غرف المعيشة والمباني الأخرى للمنزل الريفي.

لهذا السبب ، تتمتع هذه الطاقة بقدرة رائعة على الشفاء الذاتي ، ونتيجة لذلك لا يتسبب نظام التدفئة الحرارية الأرضية في أي ضرر للتوازن البيئي وتوازن الطاقة على كوكبنا.

تاريخ المظهر

السبب الرئيسي لظهور أنظمة التدفئة المنزلية هو أزمات الطاقة التي حدثت في السبعينيات من القرن الماضي. في البداية ، فقط العائلات النخبة والأكثر ثراء سمحت لنفسها بتركيب نظام تدفئة مبتكر من الأرض.

في المستقبل ، بفضل التطور التدريجي للعلوم والتكنولوجيا ، وكذلك ظهور تقنيات جديدة ، أصبحت هذه الأنظمة أكثر انتشارًا ، لأن تكلفة اقتنائها كانت تتناقص باستمرار.

الآن بالنسبة للعائلة ذات الدخل المتوسط ​​، يتوفر نظام التدفئة الحرارية الأرضية دون إلحاق أضرار جسيمة بالميزانية. لا يزال يتم تحسين وتحديث معدات الطاقة الحرارية الأرضية ، حيث يؤدي تركيب وحدات جديدة إلى انخفاض في استهلاك الطاقة وتحقيق وفورات كبيرة.

الايجابيات

يتم تشغيل أنظمة التدفئة هذه على وقود جديد نوعيًا وغير عادي - تُستخدم طاقة أحشاء الأرض لتكييف الهواء ، فضلاً عن تدفئة منزل خاص. هذه الطاقة تخلق ظروفًا مثالية ومريحة للحياة ، كما أنها لا تلوث البيئة. مواد مؤذيةوالنفايات. يتم تدفئة المنزل باستخدام الطاقة المجانية ، مقابل 1 كيلو واط من الكهرباء ، يعيد النظام 4-5 كيلو واط من الحرارة

تعمل الطاقة الحرارية الجوفية بكفاءة وأمان دون أي عمليات احتراق ، لذلك لا يوجد شرط مسبق للنظام لكي يشتعل أو ينفجر.

ميزة لا تقل أهمية هي أنه لا توجد حاجة لشراء شفاطات ومداخن إضافية ، والتي قد تكون مطلوبة لضمان الأداء السلس لأنواع أنظمة التدفئة الأخرى. أثناء عملية التسخين ، لا تنبعث الأبخرة والروائح الضارة من الأرض ، ولا يصدر مثل هذا النظام ضوضاء غير ضرورية ، وإلى جانب ذلك ، لا يشغل مساحة كبيرة.

وحدات الطاقة الحرارية الأرضية ، على عكس الوقود الصلب وأنظمة الوقود السائل ، غير مرئية عمليا للناس ، فهي لا تدمر سلامة واجهة المنزل وداخله. لا داعي لإضاعة الوقت في التفكير في قضايا مثل تخزين الوقود وتسليمه وشرائه ، لأن طاقة الكوكب لا تنضب.

هناك حقيقة أخرى رائعة وهي أنه مع المساعدة يمكنك تدفئة المبنى في الشتاء أو تبريد الكوخ أثناء الحرارة.

إذا كنت بحاجة إلى تدفئة منزلك بدفء الأرض ، فعليك أيضًا التفكير في الجانب المالي منه. على الفور ، نلاحظ أن عملية تثبيت مثل هذا النظام سوف تتطلب ارتفاع التكاليفمقارنة بمعدات الديزل والغاز.

على النقيض من ذلك ، يمكن ملاحظة أن مستوى استهلاك الكهرباء أقل بكثير ، بحيث تكون الجدوى الاقتصادية للحصول على معدات الطاقة الحرارية الأرضية مرئية للعين المجردة على المدى الطويل. وفقًا للمطورين ، سيتم إرجاع ما يصل إلى خمسة كيلوواط من الطاقة الحرارية من كل كيلووات من الطاقة الكهربائية المستهلكة.

تثبيت

هناك عدة طرق لإنفاق الحد الأدنى من المساحة لتركيب مضخات الحرارة:

1. تشغيل المجسات الجوفية. للقيام بذلك ، ستحتاج إلى تشغيل دائرة خاصة في بئر عميق مملوء بمضاد التجمد ؛
2. استغلال المياه الجوفية الدافئة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى حفر بئر عميق إلى حد ما. يتم دفع المياه الجوفية من خلال مبادل حراري ، سبق ضخه بواسطة مضخة ؛
3. وضع مظلات خاصة في وضع أفقي تحت مستوى الجليد الشتوي في قاع الخزان.

خاتمة

أخيرًا ، نلاحظ أن التدفئة الجوفية الصديقة للبيئة الأكثر فاعلية أثبتت أنها في وضع تشغيل مشترك مع " أرضيات دافئة". يتيح ذلك لصاحب المنزل الاستمتاع بالراحة والراحة الفريدة ، فضلاً عن توفير مبلغ جيد من المال.

الميزة الرئيسية لمثل هذا المزيج غير العادي هو ضمان مبدأ التسخين المنتظم للغرفة بأكملها ، مما يمنع إنشاء مناطق ارتفاع درجة الحرارة. لمدة عام من التشغيل ، تصل المدخرات من استخدام مثل هذا النظام للتدفئة الأرضية والتدفئة الحرارية الأرضية إلى حوالي 20٪ مقارنة ببطاريات الرادياتير التقليدية.

يعد التسخين الجيوحراري `` افعلها بنفسك '' مشروعًا حقيقيًا يعد بالعديد من الفوائد لأصحاب المنازل الخاصة. بالطبع ، يجب شراء بعض المعدات الجاهزة ، لأن تصنيعها في المنزل أمر مستحيل ببساطة. ولكن يمكن القيام بقدر كبير من العمل بشكل مستقل ، دون إشراك المتخصصين.

إن التوفير الكبير في التكاليف ما هو إلا أحد مزايا هذا الحل. ميزة أخرى هي الثقة في جودة المواد والعمل المنجز.

محتوى

لتزويد منزل خاص بالتدفئة ، يتم استخدام الوحدات التي تعمل بالكهرباء أو الوقود الصلب أو الغازي أو السائل بشكل تقليدي. في العقود الأخيرة ، تم استخدام المجمعات الشمسية والحرارة كمصدر بديل للطاقة الحرارية. باطن الأرض. يسمى تدفئة المنزل باستخدام حرارة الأرض تدفئة المنزل باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية.

التدفئة الحرارية الجوفية للمنزل بسبب طاقة الأرض

يتزايد الطلب على التدفئة من الأرض حيث أن تكلفة ناقلات الطاقة التقليدية آخذة في الارتفاع بشكل مطرد ، في حين أن إمدادات الوقود الأحفوري آخذة في الانخفاض. الاستثمار في تدفئة الأرض كوخ ريفيمربح للغاية ، مع الأخذ في الاعتبار الآفاق الاقتصادية وتحقيق وفورات كبيرة في إمدادات الحرارة المستقلة خلال فترة التدفئة.

طرق الحصول على الطاقة الحرارية الطبيعية

تختلف مضخات الحرارة الجوفية في طريقة استخلاص الحرارة:

1. المنشآت التي تستخدم حرارة المياه الجوفية العميقة ، السخانات الساخنة ، إلخ.
2. أنظمة تشمل خزانًا مضادًا للتجمد مثبتًا في الأرض على عمق 75 مترًا. يتم توفير التدفئة من أحشاء الأرض عن طريق التسخين الطبيعي للحاوية مع التجمد ؛ نتيجة لذلك ، فإن المبرد ، الذي يمر عبر المبادل الحراري ، يعطي الحرارة المستقبلة ويعود إلى الخزان.
3. يتم وضع دائرة الطاقة الحرارية الأرضية على طول الجزء السفلي من الخزان ، وهو تراكم طبيعي للحرارة. في هذه الحالة ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الخزان يمكن أن يتجمد تمامًا في الشتاء.

أنواع المضخات الحرارية الجوفية

يتطلب تسخين المنزل بالطاقة الأرضية أعمال تركيب واسعة النطاق ، ولكنها طريقة صديقة للبيئة للحصول على طاقة حرارية مجانية عمليًا. لتدفئة المنزل ، ستحتاج إلى مصاريف طفيفة للكهرباء اللازمة لتشغيل النظام.

مبادئ تشغيل التسخين الجيوحراري

يتم استخدام التدفئة من طاقة الأرض بنجاح في مناطق مناخية مختلفة: الأنظمة قادرة على العمل في كل من المناطق الجنوبية والشمالية.

يستخدم تركيب الطاقة الحرارية الأرضية في سياق تشغيله مثل هذا خاصية فيزيائيةبعض السوائل مثل القدرة على التبخر مما يؤدي إلى تبريد السطح. هذه هي الظاهرة التي تكمن وراء تشغيل معدات التبريد.

تم إطلاق مبدأ تشغيل التدفئة الحرارية الأرضية في الجانب المعاكسعملية التبريد. هذه هي الطريقة التي تعمل بها مكيفات الهواء القادرة ليس فقط على التبريد ، ولكن أيضًا على تسخين الهواء في الغرفة.

كيف تعمل المضخة الحرارية

ومع ذلك ، فإن وحدات تكييف الهواء ذات سعة محدودة - لا يمكنها العمل في درجات حرارة أقل من -5 درجة مئوية. ونظام الطاقة الحرارية الأرضية قادر على توفير تدفئة للمنزل ، بغض النظر عن درجة حرارة الهواء على السطح. هذا يرجع إلى حقيقة أنه في البيئة التي تستهلك منها الطاقة الحرارية ، يتم الحفاظ على ظروف درجة الحرارة المستقرة بشكل طبيعي.

جهاز نظام التدفئة الجوفية

أتاح Geothermy (علم الحالة الحرارية للأرض) التطبيق العملي للطاقة الحرارية التي تتلقاها قشرة الأرض من الصهارة الساخنة في مركز الكوكب.

يتم تركيب مضخة حرارية مصممة خصيصًا للتدفئة المنزلية على السطح ، ومبادل حراري مثبت في الأرض أو أسفل الخزان. يتم "ضخ" الطاقة الحرارية إلى السطح وتسمح بتسخين المبرد في دائرة التدفئة لمنزل أو منشأة غير سكنية.

كيف هي عملية التسخين

التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل خاص هي خيار فعال من حيث التكلفة. إذا كنت تستخدم طاقة الأرض لتدفئة منزل ، فعند كل كيلو واط من الكهرباء اللازمة لتشغيل الجهاز ، هناك من 4 إلى 6 كيلوواط من الطاقة الحرارية المفيدة التي يتم الحصول عليها من أحشاء الكوكب.

بالمقارنة مع تشغيل مكيف الهواء ، سنرى أنه أثناء تشغيله ، يلزم أكثر من 1 كيلو واط من الكهرباء للحصول على 1 كيلو واط من الطاقة الحرارية. هذا بسبب الخسائر الحتمية في تحويل طاقة إلى أخرى ، وما إلى ذلك.

من المربح جدًا تدفئة مبنى سكني باستخدام الطاقة الحرارية لداخل الأرض ، لكن فترة الاسترداد لتكاليف المعدات والتركيب ستستغرق بعض الوقت.

لا يتطلب استخدام حرارة الأرض لتدفئة المنزل تركيب غلاية تقليدية لتسخين المبرد.

في هذه الحالة ، يتكون النظام من ثلاثة مكونات:

• دائرة التسخين - مصدر حراري للطاقة الحرارية ؛
• دائرة التدفئة داخل المنزل - المبرد أو الأرضية ذات درجة الحرارة المنخفضة ؛
• محطة الضخ - مضخة حرارية لضخ الطاقة الحرارية في دائرة التسخين من دائرة التسخين في الأرض أو تحت الماء.

يمكن أيضًا استخدام نظام التسخين الجيوحراري لتدفئة الصوبات الزراعية والمباني الملحقة ومياه المسابح ، ممرات الحديقةإلخ.

معدات التدفئة الجوفية

تسمح لك المعدات الحرارية الأرضية لنظام التدفئة العميقة بتجميع الطاقة الحرارية المستخرجة من البيئة ونقلها إلى المبرد في دائرة التسخين.

تشمل قائمة معدات التدفئة الأرضية:

• المبخر. يقع الجهاز على عمق ، ويعمل على امتصاص الطاقة الحرارية الموجودة في المياه الجوفية أو التربة.
• مكثف. يسمح لك برفع درجة حرارة التجمد إلى القيمة اللازمة لعمل النظام.
• مضخة الحرارة. يوفر دوران التجمد في دائرة التسخين ، ويتحكم في تشغيل تركيب الطاقة الحرارية الأرضية.
• خزان عازلة - حاوية لتجميع التجمد الساخن. يسمح لك بنقل الطاقة الحرارية من باطن الأرض إلى المبرد. الخزان الذي يمر من خلاله المبرد مجهز بمبادل حراري على شكل ملف. يتحرك مانع التجمد الساخن على طوله ، مما يعطي حرارة.

رسم تخطيطي لجهاز المضخة الحرارية

تثبيت النظام

تتطلب التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل ريفي في مرحلة الترتيب استثمارًا ماليًا قويًا. ترجع التكلفة الإجمالية العالية للنظام إلى حد كبير إلى الحجم الكبير للأعمال الأرضية المرتبطة بتركيب دائرة التدفئة.

مع مرور الوقت ، تؤتي التكاليف المالية ثمارها ، حيث يتم استخراج الطاقة الحرارية المستخدمة خلال موسم التدفئة من أعماق الأرض بأقل استهلاك للكهرباء.

تركيب مبادل حراري أفقي لنظام التدفئة الحرارية الأرضية

لضمان تدفئة المنزل بحرارة الأرض ، من الضروري تثبيت نظام:

• يجب أن يكون الجزء الرئيسي تحت الأرض أو في قاع الخزان ؛
• في المنزل نفسه ، يتم تثبيت المعدات المدمجة إلى حد ما فقط ويتم وضع المبرد أو دائرة التدفئة تحت الأرضية. تسمح لك المعدات الموجودة داخل المنزل بضبط مستوى تسخين المبرد.

كيف تبدو معدات الطاقة الحرارية الأرضية في المنزل؟

عند تصميم التدفئة بسبب حرارة الأرض ، من الضروري تحديد خيار التثبيت لدائرة العمل ونوع المجمع.

هناك نوعان من المجمعات:

1. عمودي - يغرق في الأرض لعدة عشرات من الأمتار. للقيام بذلك ، على مسافة قصيرة من المنزل ، يلزم حفر عدد من الآبار. الكفاف مغمور في الآبار (أكثر خيار موثوق- الأنابيب المصنوعة من البولي إيثيلين المتصالب).

العيوب: تكاليف مالية عالية لحفر عدة آبار في باطن الأرض بعمق 50 متر فأكثر.

الفوائد: يوفر الموقع تحت الأرض للأنابيب على عمق تكون فيه درجة حرارة الأرض مستقرة كفاءة عاليةنظام التشغيل. بالإضافة إلى ذلك ، يحتل المجمع العمودي مساحة صغيرة من الأرض.

2. أفقي. يُسمح باستخدام مثل هذا المجمع في المناطق ذات المناخ الدافئ والمعتدل ، حيث يجب ألا يتجاوز عمق تجميد التربة 1.5 متر.

العيوب: الحاجة إلى استخدام مساحة كبيرة من الموقع (العيب الرئيسي). لا يمكن استخدام قطعة الأرض هذه بعد وضع الكفاف لحديقة أو حديقة نباتية ، حيث يعمل النظام مع إطلاق البرد أثناء نقل مادة التبريد ، مما يؤدي إلى تجميد جذور النباتات.

الفوائد: أعمال أرضية أرخص يمكنك القيام بها بنفسك.

نوع المجمع الأفقي والعمودي

يمكن إنتاج الطاقة الحرارية الجوفية عن طريق وضع دائرة أفقية للطاقة الحرارية الأرضية في قاع خزان غير متجمد. ومع ذلك ، فإن هذا صعب التنفيذ عمليًا: قد يكون الخزان موجودًا خارج المنطقة الخاصة ، ومن ثم يجب تنسيق تركيب المبادل الحراري. يجب ألا تزيد المسافة من الجسم المسخن إلى الخزان عن 100 متر.

مهم! يجب ألا تقل درجة الحرارة المحيطة للمجمع عن +5 درجة مئوية. يجب حماية الجزء العلوي من المجمع الملامس للأرض المتجمدة بالعزل الحراري لتجنب فقد الحرارة.

المميزات والعيوب

للتدفئة بطاقة الأرض عدد من المزايا:

• كفاءة. بالمقارنة مع تكلفة الكهرباء لتشغيل المضخة الحرارية ، يسمح لك النظام بالحصول على طاقة حرارية عدة مرات.
• الحفاظ على البيئة. هذا النوع من التدفئة غير ضار بيئيًا تمامًا ، ولا توجد انبعاثات في الغلاف الجوي.
• أمان. لا حاجة لاستخدام أي وقود ، مواد كيميائيةوما إلى ذلك ، لا يوجد خطر حدوث انفجار أو حريق في الجهاز.
• الحد الأدنى من الحاجة للدعم الفني. النظام المثبت بشكل صحيح قادر على العمل دون أي تدخل لمدة 30 عامًا على الأقل.
• الربحية. أثناء التشغيل ، لا توجد تكاليف إصلاح ، مما يسمح لك بسداد تكاليف تركيب التدفئة في غضون 5-8 سنوات.
• لا حاجة للتحكم في تشغيل النظام.
• انخفاض مستوى الضوضاء أثناء تشغيل الجهاز.
• مصدر لا ينضب للطاقة الحرارية ، لا يلزم شراء وتخزين ناقل للطاقة.

الصداقة البيئية لاستخدام الطاقة الحرارية في باطن الأرض

تشمل العيوب ما يلي:

• تكاليف المعدات المرتفعة في البداية ؛
• الحاجة إلى إجراء أعمال حفر معقدة في المنطقة لتركيب دائرة رأسية أو إفساد المنظر الطبيعي بإعداد خنادق لمبادل حراري أفقي.

في المناخات المعتدلة ، أثبتت منشآت الطاقة الحرارية الأرضية فعاليتها. في المناطق الشمالية هذه الأنواعالتدفئة مناسبة للمنازل الصغيرة (حتى 200 م 2).

بعد معرفة كيفية عمل النظام والأجزاء المكونة منه ، يمكنك تحديد إمكانية تثبيته على موقعك الخاص. في الغالب يتم تجهيز التدفئة من الأرض في مرحلة بناء منزل - في هذه الحالة يكون من الأسهل القيام بذلك حفريات، منذ تخطيط الموقع والإنشاء تصميم المناظر الطبيعيةلا يزال أمامنا.