كيف تصنع التدفئة الحرارية الأرضية في المنزل بيديك

يواجه كل صاحب منزل ريفي مشكلة مهمة مثل ضمان توفير التدفئة لجميع أماكن المعيشة. اليوم ، تقدم العديد من الشركات المصنعة خياراتها الخاصة للتدفئة الفردية للمنازل الريفية الخاصة خارج المدينة. والجديد في هذا المجال هو التسخين الجيوحراري. بالطبع ، يعتقد معظم مالكي المنازل أنه لا يمكن تثبيت مثل هذا النظام الحراري المريح والاقتصادي إلا في المناطق التي توجد بها السخانات والتكوينات البركانية وينابيع المياه الساخنة. التركيبات الحديثة من هذا النوع قادرة على العمل بنجاح في خطوط العرض المعتدلة ، مع وجود مصادر دافئة عند مؤشرات درجات الحرارة المنخفضة.

طرق الحصول على الطاقة الحرارية الطبيعية

تختلف مضخات الحرارة الأرضية 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 للخزان بمضاد للتجمد ؛ نتيجة لذلك ، فإن المبرد ، الذي يمر عبر المبادل الحراري ، يعطي الحرارة المستقبلة ويعود إلى الحاوية.
  3. يتم وضع دائرة الطاقة الحرارية الأرضية على طول الجزء السفلي من الخزان ، وهو تراكم طبيعي للحرارة. في هذه الحالة ، يجب أن تأخذ في الاعتبار أن الخزان يمكن أن يتجمد تمامًا في الشتاء.

أنواع المضخات الحرارية
أنواع المضخات الحرارية الأرضية
يتطلب تسخين المنزل باستخدام طاقة الأرض تركيبًا واسع النطاق للنظام ، ولكنها طريقة صديقة للبيئة للحصول على طاقة حرارية مجانية تقريبًا. لتدفئة منزل ، ستحتاج إلى كمية صغيرة من الكهرباء اللازمة لتشغيل النظام.

الأنواع والتصاميم

إذا قررت تثبيت التدفئة من الأرض ، فعليك الانتباه إلى الأصناف. تختلف أنواع التسخين الجيوحراري ، أولاً وقبل كل شيء ، في نوع المبادل الحراري ، الذي يعتمد اختياره على عوامل موضوعية.

يمكن استخدام ثلاثة أنواع من المبادلات الحرارية حسب خصائص منطقة معينة وخصائص الموقع الذي يقع فيه المنزل.

النوع الأول هو مبادل حراري أفقي ، يفترض تركيبه وجود قطعة أرض خالية بجوار المنزل مباشرة. لذلك ، لتدفئة منزل بمساحة 100 متر مربع ، ستحتاج إلى 300 متر مربع على الأقل من الأرض. من الضروري وضع الأنابيب في الخنادق التي يكون عمقها أقل من درجة تجمد التربة.

النوع الثاني هو مبادل حراري رأسي ، لا يتطلب استخدامه تضاريس إضافية ولا يضر بالمناظر الطبيعية لمنطقة الفناء الخلفي. يفترض هذا النوع تعميق المجسات الخاصة في الآبار التي تم إنشاؤها بمساعدة معدات الحفر ولها معايير: عمق 100-150 م ، قطر 100-150 مم.

النوع الثالث مكون من مبادلات حرارية مثبتة في الماء ، وهو الخيار الأكثر اقتصادا مقارنة بتقنيات التركيب الباهظة الثمن للأنظمة السابقة. صحيح أن الشرط الأساسي لتركيب مثل هذا التسخين هو وجود خزان بالقرب من (لا يزيد عن 100 متر).

في الوقت نفسه ، سيتم وضع أنابيب المبادل الحراري في قاع الخزان وستكون قادرة على استخدام طاقة حرارة الماء لنظام التدفئة. يجب ألا يقل عمق تركيب الأنابيب عن 2.5-3 متر مع مساحة خزان 200 متر مربع.

كما ترى ، كل نوع من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية له خصائصه الخاصة التي لها تأثير مباشر على اختيار خيار معين.لذا ، إذا كان الخزان موجودًا بالقرب من المنزل ، فيجب إعطاء الأفضلية للنوع الثالث ، والذي يعتبر الأكثر ربحية من حيث سهولة التركيب والتكاليف المالية.

إذا كان هناك ما يكفي من الأرض غير المطورة بالقرب من المنزل ، فيمكن تركيب مبادل حراري أفقي. لكن الاختيار لصالح النوع الرأسي سيتطلب منك تكاليف نقدية ملموسة وعمليات حفر معقدة.

مزايا هذا النوع من النظام

دعنا نفكر في عدد من الميزات:

  • كفاءة عالية ، تؤكدها نسبة عالية من الكفاءة ، وعائد سريع على التكاليف ؛
  • احتياطيات غير محدودة من الطاقة الحرارية للأرض ؛
  • لا حاجة لإنشاء وتخزين احتياطيات الوقود ، كما هو الحال عند استخدام التدفئة التقليدية ؛
  • استقلالية العمل دون رقابة وتدخل من الخارج ؛
  • السلامة والود البيئي ، باستثناء استخدام الكربون والعناصر القابلة للاحتراق ؛
  • القدرة على تحديد نوع النظام بشكل مستقل وشراء عناصره وتثبيته.

وبالتالي ، من خلال اختيار نظام تدفئة يعتمد على مضخة حرارية ذات مصدر أرضي ، يمكنك الحصول على مصدر حرارة فعال وموثوق لا ينضب لعقود عديدة.

شاهد أيضاً: هل ترغب في شراء مبنى جديد في سسترورتسك؟ إقامة ممتازة وأنيقة في مجمعات سكنية حديثة بأسعار مناسبة.

مبادئ تشغيل التدفئة الحرارية الأرضية

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

في سياق عملها ، تستخدم المنشأة الحرارية الأرضية خاصية فيزيائية لبعض السوائل مثل القدرة على التبخر ، مما يؤدي إلى تبريد السطح. هذه هي الظاهرة التي تكمن وراء تشغيل معدات التبريد.

مبدأ تشغيل التسخين الجيوحراري هو عملية تبريد عكسية. هذه هي الطريقة التي تعمل بها مكيفات الهواء القادرة ليس فقط على التبريد ، ولكن أيضًا على تسخين الهواء في الغرفة.

مبدأ التسخين
كيف تعمل المضخة الحرارية

ومع ذلك ، فإن وحدات تكييف الهواء لها وظائف 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.

الميزات الوظيفية للنظام

مبدأ التشغيل والميزات الوظيفية لنظام التدفئة الحرارية الأرضية في المنزل هي في الخطوات التالية:

  1. يكتسب المحلول الموجود في الدائرة الخارجية تسخينًا إضافيًا في الأرض بحوالي 5 درجات. قد تكون درجة حرارته النهائية حوالي 3.
  2. بعد دخوله في المبادل الحراري للمضخة ، ينقل المحلول حتى طاقته الصغيرة إلى الفريون ، وهو ما يكفي للتبخر. بعد أن انتقل إلى الحالة الغازية ، يدخل الفريون إلى الضاغط ، حيث يتم ضغطه. تؤدي العمليات الديناميكية الحرارية التي تحدث في هذه الحالة إلى ارتفاع درجة الحرارة إلى 100. ويتم توفير الغاز الساخن بالفعل إلى المبادل الحراري ، حيث ينقل الطاقة إلى سائل التبريد في الدائرة الداخلية ، وغالبًا إلى الماء. بفضل العمل العلمي للفيزيائيين والمهندسين ، تمت دراسة هذه العملية بالتفصيل وتم وضعها في الأسس الأساسية لتشغيل أنواع مختلفة من المعدات الحديثة.
  3. تصل درجة حرارة سائل تبريد الدائرة الداخلية إلى 50-70 ويدخل المشعات والأنابيب. يدخل الفريون المبرد إلى شاشة التمدد ، وتنخفض درجة حرارته وضغطه إلى القيم الأولية ويمكن تكرار الدورة بأكملها مرة أخرى. يتحرك حل الكفاف الخارجي بنفس الطريقة في أعماق الأرض للحصول على جزء جديد من الطاقة.

جهاز نظام التدفئة الجوفية

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

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

عملية التسخين
كيف هي عملية التسخين

تعتبر التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل خاص خيارًا فعالاً من حيث التكلفة. إذا كنت تستخدم طاقة الأرض لتدفئة منزل ، فلكل كيلوواط من الكهرباء اللازمة لتشغيل الجهاز ، هناك 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 ، إلخ.

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 التربة أو تحت الماء.

يمكن أيضًا استخدام نظام التدفئة الحرارية الأرضية لتدفئة الصوبات الزراعية والمباني الملحقة ومياه المسابح ومسارات الحدائق وما إلى ذلك.

المميزات والعيوب

الطاقة الحرارية الجوفية ، التي يكون احتياطيها كبيرًا لدرجة أن 1٪ فقط ، مخبأة في القشرة الأرضية بعمق إجمالي يبلغ 10 كيلومترات ، يمكن أن توفر حجمًا أكبر 500 مرة من جميع احتياطيات النفط والغاز في العالم.
هناك أربعة أنواع رئيسية من الطاقة الحرارية الجوفية:

  1. هذا هو دفء الأرض من الأعماق الضحلة ، وتستخدمه المضخات الحرارية.
  2. تُستخدم طاقة البخار الساخن ، الماء الموجود في القشرة الأرضية ، حاليًا لتوليد الكهرباء.
  3. تأتي الحرارة من الطبقات العميقة دون وجود الماء وطاقة الصهارة المتراكمة في المناطق البركانية.
  4. يتم تحديد استخدام هبة الطبيعة المذهلة هذه فقط من خلال المستوى الحالي للتكنولوجيا وإمكانيات التكنولوجيا والحساب الاقتصادي.

التصاميم الحديثة لأنظمة التدفئة الحرارية الأرضية لها نقاط إيجابية وسلبية.

النقطة السلبية الرئيسية هي التكلفة. لكن يبدو فقط في اللحظة الأولى. يتم استرداد جميع التكاليف وفقًا للبيانات المختلفة في 4 أو 5 سنوات. هذا يرجع إلى حقيقة أن نماذج المضخات الحرارية الحديثة تستخدم طاقة أقل بكثير لعملها من أي نظام تدفئة آخر. عند استهلاك 1 كيلو واط من الكهرباء ، يكون ناتجها 5 كيلو واط.

نقاط إيجابية:

  1. لا تحرق الوقود ولا تنتج انبعاثات ضارة من المركبات المختلفة في البيئة.
  2. الحد الأدنى من تكاليف الصيانة بكفاءة عالية.
  3. سلامة البيئة.
  4. خصائص موثوقة للسلامة من الحرائق للنظام.

معدات لترتيب التدفئة الحرارية الأرضية

تسمح معدات الطاقة الحرارية الأرضية لنظام التدفئة العميقة بتراكم الطاقة الحرارية المستخرجة من البيئة ونقلها إلى حامل الحرارة في دائرة التسخين.

تشمل قائمة معدات التدفئة بالحرارة من الأرض

:

  • 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 المطلوبة لتشغيل 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.

مخطط جهاز المضخة
مخطط جهاز المضخة الحرارية

المظهر والتوزيع

بدأت الطاقة من الأرض للتدفئة بالانتشار في الولايات المتحدة في نهاية الثمانينيات من القرن الماضي في المدن التي كانت تعاني من أزمة صعبة. أصبح الأثرياء على الفور مهتمين بالنظام ، وأتاح لهم الفرصة للتوفير في تدفئة منازلهم. ثم بدأ السعر في الانخفاض ، وبدأت الطبقة الأفقر من السكان في استخدامه.

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

هذا الاتجاه في انتشار التسخين الجيوحراري مفهوم. يتيح لك استخدام حرارة الأرض للتدفئة توفير ميزانية الأسرة بشكل كبير ، فهي آمنة واقتصادية.

عمل التسخين الجيوحراري

يمكن مقارنة مبدأ عملها بالثلاجة العادية ، على العكس تمامًا. تحتفظ الأرض بالحرارة باستمرار ، لذلك يمكنها تسخين الأشياء 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.

يمكنك الحصول على التدفئة من حرارة الأرض بفضل المضخة الحرارية

تتم العملية التالية:

  1. يتم تثبيت المضخة الحرارية على السطح.
  2. يتم حفر حفرة في الأرض يتم فيها إنزال المبادل الحراري.
  3. يتم تسخين المياه الجوفية التي تمر عبر المضخة ثم استخدامها للأغراض المنزلية والصناعية..

بمساعدة المضخة الحرارية ، يمكن تحويل 1 كيلو واط من الكهرباء إلى 4-6 كيلو واط من الطاقة الحرارية

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

ميزات

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
  • خصائص بنية قشرة الأرض في منطقة معينة ؛
  • منطقة تدفئة.

في الصورة - أساس التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل هو بئر عميق ومضخة حرارية

عادة ، يتراوح العمق بين 25-100 م.

  1. في المرحلة التالية ، يتم إنزال الأنابيب في البرميل ، والذي يجب أن يمتص الحرارة من الأمعاء ويزودها بمضخة ، مما يزيد من درجة حرارة المبرد في نظام التدفئة.

نصيحة: من الأفضل القيام بالعمل مع مساعد ، لأن الأنابيب غالبًا ما تكون ذات كتلة كبيرة.

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

الآراء

هناك ثلاثة خيارات رئيسية لنظام صديق للبيئة وفعال:

مياه جوفيةفي هذه الحالة ، يتم استخدام الطاقة الحرارية للمياه الجوفية الموجودة على أعماق كبيرة لتسخين المبنى. لديها درجة حرارة عالية إلى حد ما ، لذلك تقوم مضخة التسخين برفعها وتسخينها. بعد ذلك ، يتخلى الماء من خلال المبادل الحراري عن الجزء الأكبر من الطاقة المتاحة.
مضاد للتجمدالطريقة تتطلب تكاليف إضافية.يتم تخفيض الخزان المزود بمضاد للتجمد إلى عمق 75 مترًا وما دون ، وسعره مرتفع جدًا. عندما يسخن ، يتم رفعه بواسطة مضخة حرارية إلى المبادل الحراري. بعد إطلاق الحرارة ، يتدفق مانع التجمد مرة أخرى إلى الحاوية.
ماءلا تتطلب هذه الطريقة معدات منجم أرضي. هذا التسخين للمنزل من الأرض مناسب إذا كان هناك مخرج للخزان. توضع مجسات أفقية من المبادل الحراري على طول قاع الخزان ، مما يساعد على تحويل حرارة الماء.

أنواع التسخين الجيوحراري

فوائد التسخين الجيوحراري

سنكتشف الآن المزايا التي تتمتع بها هذه الأنظمة ، وما إذا كانت ستتمكن من 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. استخدام المواد الكيميائية والوقود غير مطلوب.
  4. لا يوجد خطر حدوث انفجار أو حريق أثناء العملية.
  5. يضمن التثبيت الصحيح لنظام التدفئة التشغيل بدون دعم فني لمدة 30 عامًا تقريبًا.

كيفية استخدام حرارة الأرض بشكل مستقل لتدفئة المنزل

التركيب الذاتي للتدفئة الحرارية الأرضية

يجب أن يقال على الفور أن تدفئة المنزل باستخدام طاقة الأرض سيتطلب استثمارًا فوريًا كبيرًا للأموال. سيذهب نصيب الأسد منه إلى ترتيب بئر المنجم.

نصيحة: الجزء الأغلى في المضخة الحرارية هو الضاغط. إذا كنت لا تريد مشاكل ، فلا تشتريه من مصنع صيني. من الأفضل استخدام Danfoss أو Copeland (يفضل ألا يكون من الصين).

نوصي أيضًا باستخدام نظام تدفئة تحت الأرضية بدلاً من مشعات التدفئة. لذلك يمكنك تقليل عائد الاستثمار في بعض الأحيان. يجب أيضًا مراعاة الزيادة السنوية في التعريفات الجمركية لمصادر الطاقة التقليدية ، وفي الوقت نفسه ، سيساعد نظام التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل على تجنب قفزات الأسعار.

داخل المنزل ، لن يذكرك أي شيء بأنك 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 ، والذي يولد طاقة حرارية.

تصميم المضخة الحرارية

يسمح لك الجهاز بضبط درجة الحرارة وتوفير الطاقة الحرارية. لا تختلف تعليمات تركيب نظام التدفئة في المنزل عن الطريقة التقليدية ، لذلك لا توجد خصوصيات فيه.

تثبيت النظام

تتطلب التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل ريفي في مرحلة الترتيب استثمارًا 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 للطاقة.

مبادل حراري أفقي
تركيب مبادل حراري أفقي لنظام التدفئة الحرارية الأرضية

لتوفير تدفئة المنزل بدفء الأرض ، يلزم تركيب النظام

:

  • يجب أن يكون الجزء الرئيسي تحت الأرض أو في قاع الخزان ؛
  • في المنزل نفسه ، يتم تثبيت المعدات المدمجة بشكل كافٍ فقط ويتم وضع المبرد أو دائرة التدفئة الأرضية. تتيح لك المعدات الموجودة داخل المنزل تنظيم مستوى تسخين المبرد.

معدات التدفئة
كيف تبدو معدات الطاقة الحرارية الأرضية في المنزل
عند تصميم التدفئة باستخدام 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 ، تحتاج إلى حفر عدد من الآبار. يتم غمر كفاف في الآبار (الخيار الأكثر موثوقية هو أنابيب البولي إيثيلين المتشابكة).
  2. العيوب: تكاليف مالية كبيرة لحفر عدة حفر في الأرض بعمق 50 متر.

    المزايا: يوفر موقع الأنبوب تحت الأرض على العمق حيث تكون درجة حرارة الأرض مستقرة ، كفاءة عالية للنظام. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المجمع العمودي يشغل مساحة صغيرة من الأرض.

  3. أفقي. يُسمح باستخدام مثل هذا المجمع في المناطق ذات المناخ الدافئ والمعتدل ، حيث يجب ألا يتجاوز عمق تجميد التربة 1.5 متر.
  4. العيوب: ضرورة استخدام مساحة كبيرة من الموقع (العيب الرئيسي). بعد وضع الكفاف ، لا يمكن استخدام قطعة الأرض هذه لحديقة أو حديقة نباتية ، حيث يعمل النظام مع إطلاق البرودة عند نقل مادة التبريد ، مما يؤدي إلى تجميد جذور النباتات.

    الفوائد: أعمال الأرض الأرخص ثمناً التي يمكن القيام بها بنفسك.

أنواع المجمعات
نوع المجمع الأفقي والعمودي
يمكن الحصول على الطاقة الحرارية الأرضية عن طريق وضع دائرة أفقية للطاقة الحرارية الأرضية في قاع خزان خالٍ من الصقيع. ومع ذلك ، فإن هذا صعب التنفيذ عمليًا: يمكن أن يكون الخزان موجودًا خارج الأراضي 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 للتربة المتجمدة بالعزل الحراري لتجنب فقدان الطاقة الحرارية.

أنواع مختلفة من أنظمة الطاقة الحرارية الأرضية

هناك عدة أنواع من أنظمة التدفئة هذه. كل منهم يختلف فقط في المبادل الحراري. يعتمد اختياره على خصائص الموقع وبعض الفروق الدقيقة في المنطقة.

  • مبادل حراري أفقي تستخدم للتدفئة فقط في وجود مساحة كبيرة حيث لا توجد حديقة نباتية أو بستان. إذا كنت ترغب في توفير طاقة حرارية لمنزل ريفي تبلغ مساحته 200 متر مربع ، فيجب ألا يقل حجم قطعة الأرض عن 600 متر مربع. تقع الأنابيب في خنادق معدة تحت مستوى تجمد الأرض. وبطبيعة الحال ، يمكن أن يختلف هذا العمق حسب المنطقة.
  • مبادل حراري عمودي يساعد في توفير المساحة. من الممكن تركيب هذه المعدات مع الحفاظ على المناظر الطبيعية للمنطقة. تُستخدم معدات الحفر لتعميق المجسات ، مما يجعل استخدام المضخات الحرارية باهظ التكلفة. من المهم أن نتذكر أن عمق البئر يبلغ حوالي 100 متر ، وقطرها لا يزيد عن 150 ملم.
  • توجد بعض المبادلات الحرارية في عمود الماء... يُعرف خيار التدفئة هذا بأنه الأكثر اقتصادا ، ولكنه مناسب فقط لأولئك الأشخاص الذين يقع منزلهم على مسافة 100 متر من أقرب خزان. في هذه الحالة ، سيكون من الممكن استخدام الطاقة الحرارية للماء. وعليه توضع جميع الأنابيب مباشرة على قاع بحيرة أو بركة بعمق 2.5 - 3 متر على الأقل ، ويجب ألا تقل مساحة الخزان عن 200 متر مربع.

يجد الكثير من الناس صعوبة في الاختيار. حتى لا نكون مخطئين ، يجدر النظر في الإمكانات المالية وبعض ميزات قطعة الأرض. إذا كان هناك خزان بجوار المنزل يلبي جميع المتطلبات المذكورة أعلاه ، فسيكون من الممكن تنظيم التدفئة الحرارية الأرضية بيديك. وعلاوة على ذلك إذن لاستخدام المضخات الحرارية والعمل لن تكون مطلوبة من أي سلطات. إذا تحدثنا عن استخدام أنظمة أخرى ، فإن المبادل الحراري العمودي سيتطلب استثمارات مالية كبيرة ، ولأفق أفقي - الكثير من الأراضي غير المأهولة.

مواقع المبادلات الحرارية

موقع الدائرة الداخلية هو نفسه لجميع أنواع المضخات. لكن المحيط الخارجي يمكن أن يكون أفقيًا ورأسيًا. قد تخترق الآبار العمودية أو لا تخترق خزانًا بالماء. وتوضع المبادلات الحرارية الأفقية في قاع الخزانات أو في حفر على عمق متر واحد على الأقل.

يصل عمق المجمعات الرأسية إلى 100-200 متر ، وعند مثل هذا العمق تكون درجة حرارة الأرض على مدار العام. للحفاظ على المناظر الطبيعية ، يتم حفر عدة آبار من زوايا مختلفة من نقطة واحدة. الكفاف الخارجي مثبت في الآبار. يمكن أن يستمر الهيكل حتى 100 عام.

مهم! بالنسبة لتركيبات المياه ، يتم حفر بئرين رأسيين - لسحب المياه وتصريفها

يتم وضع المبادلات الحرارية الأفقية على عمق أقل من نقطة تجمد التربة. يجب أن تكون مساحة المجمعات الأفقية 3 أضعاف مساحة المنزل. وبسبب هذا ، فإن حجم الحفريات كبير. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن مد الأنابيب على مسافة لا تقل عن 1.5 متر من الأشجار. إذا تم وضع المبادل الحراري في بركة ، فلا توجد أعمال حفر شاقة.

التكاليف المقدرة واسترداد النظام

تعتمد تكاليف شراء وتركيب المعدات على نوع المضخة الحرارية وخصائص المبادل الحراري وسعة التركيب.

يعتمد سعر معدات الضخ على أدائها:

  1. تبلغ تكلفة الوحدة التي تبلغ سعتها 4-5 كيلوواط 3-7 آلاف دولار (195-455 ألف روبل).
  2. تباع المعدات بسعة 5-10 كيلوواط مقابل 4-8 آلاف دولار (260-520 ألف روبل).
  3. المضخات التي تبلغ سعتها 10-15 كيلوواط ستكلف 5-10 آلاف دولار (325-650 ألف روبل).

تكاليف التركيب تصل إلى 20-40٪ من تكلفة المعدات. على الرغم من التكاليف الأولية الكبيرة ، أثناء تشغيل النظام ، ستتمكن من التوفير ، لأن موارد الطاقة مجانية تمامًا. سيتم سداد جميع التكاليف خلال أول 4-8 سنوات من تشغيل النظام لمنزل تبلغ مساحته 100-150 مربعًا.

غلايات

أفران

نوافذ بلاستيكية