تسخين الهواء الجيوحراري افعل ذلك بنفسك. تركيب التدفئة الجوفية للمنزل: هل يستحق الشمعة؟ مبادل حراري أفقي

لا يعلم الجميع أن إنشاء التدفئة الحرارية الأرضية في المنزل لا يتطلب معرفة أو مهارات محددة. ولكن بالمقارنة مع أنواع بديلة من التدفئة ، فإن الطاقة الحرارية الأرضية ليست شائعة جدًا ، والسبب في ذلك بسيط للغاية - تكاليف مالية كبيرة لن تؤتي ثمارها إلا بعد ثماني سنوات. في ظل هذه الظروف ، قلة من الناس يرغبون في استثمار الأموال ، وعبثا تماما.

باختصار ، ألق نظرة فاحصة على التدفئة الحرارية الأرضية ، خاصة وأن تكلفة الكهرباء والغاز تتزايد باستمرار وليس من الواضح أي من ناقلات الطاقة سيكون أرخص للاستخدام في غضون سنوات قليلة.

ملحوظة! لأول مرة تم استخدام طريقة التدفئة هذه في أمريكا خلال الأزمة المالية في الثمانينيات. بمرور الوقت ، أصبحت الجدة شائعة في أوروبا. في السويد ، على سبيل المثال ، يتم تصنيع ¾ من كل الحرارة اليوم بواسطة مضخات الحرارة.

حتى من الاسم يتضح أن جوهر هذا النوع من التسخين هو استخدام طاقة الأرض. وفقًا لمبدأ التشغيل ، فهي تشبه مكيفات الهواء أو الثلاجات عن بُعد.

العنصر الرئيسي هو مضخة حرارية متصلة بدائرتين.

1. تحت الحلقة الداخليةنعني نظام التدفئة المألوف لدينا ، فهو يتكون من مشعات وخطوط أنابيب.
2. خارجي - هذا مبادل حراري ذو أبعاد كبيرة مثبت تحت الأرض أو في خزان. في ذلك ، يتم تغذية المبرد (ويمكن أن يكون ماءًا عاديًا أو مضادًا للتجمد) ، بعد أخذ درجة الحرارة المحيطة ، في المضخة الحرارية ، حيث تدخل الحرارة المتراكمة إلى الدائرة الداخلية. هذه هي الطريقة التي يتم بها تسخين المدافئ في المنزل.

العنصر الرئيسي للنظام هو بالضبط المضخة الحرارية - جهاز لا يشغل مساحة أكبر من موقد الغاز. أداء المضخة الحرارية مرتفع للغاية: مقابل كل كيلو واط من الطاقة المستخدمة ، فإنها تولد ما يصل إلى خمسة كيلوواط من الحرارة.

ملحوظة! مكيف الهواء العادي ، الذي يتشابه مبدأه كثيرًا ، ينتج بالضبط نفس القدر من الطاقة التي يستهلكها ، أي واحد لواحد.

بطبيعة الحال ، فإن التدفئة الحرارية الأرضية هي الأكثر استهلاكا للوقت والأكثر تكلفة. سيتعين إنفاق معظم الأموال على أعمال الحفر والمعدات ذات الصلة ، بما في ذلك المضخات الحرارية. ويتساءل الكثيرون عما إذا كان من الممكن التوفير في ذلك وبناء ، على سبيل المثال ، مضخة حرارية محلية الصنع. لمعرفة ذلك ، تحتاج إلى فهم أنواع وميزات المعدات.

إيجابيات وسلبيات النظام

فيما يلي المزايا الرئيسية لطريقة التسخين هذه:

• استخدام طاقة الأرض التي لا تنضب ؛
• عامل إنتاجية عالية
• لا يوجد خطر نشوب حريق
• الربحية
• سهولة الصيانة والتشغيل ؛
• لا حاجة لتخزين الوقود
• استقلال؛
• الود والسلامة البيئية.

ربما تشمل العيوب التكلفة العالية للتركيب ، ولكن كما ذكرنا سابقًا ، فإن هذه التكاليف ستؤتي ثمارها بالتأكيد.

ملحوظة! يعتبر التسخين الجوفي أكثر فائدة بالترادف مع التدفئة الأرضية ، وكذلك في المنازل التي لا تتجاوز مساحتها 150 مترًا مربعًا.

تعتبر الدائرة الحرارية من أهم العناصر. عند تحديد موقعها عموديًا ، يمكن أن تقع على عمق 20 مترًا إلى 150 مترًا ، اعتمادًا على الدوران الجيولوجي للحرارة. يتم تثبيت الدوائر الأفقية على عمق يصل إلى 2.5 متر ويتم تسخينها بواسطة تقلبات درجات الحرارة أثناء التسخين الشمسي أو فقدان الحرارة.

الأجهزة الحرارية ذات التبادل الحراري المباشر على اتصال مباشر بالتربة. يخرج المبرد من جسم الجهاز ، ويتحرك على طول النحاس الرئيسي تحت الأرض ، ويتبادل الطاقة الحرارية ، ويعود.

يسمى هذا النقل الحراري المباشر لأن السائل يلامس الأرض بدون أي "وسطاء". بالطبع ، لا يتفاعل مباشرة مع التربة ، بل يتبادل الحرارة معها فقط عبر جدران الأنابيب. اليوم ، نادرًا ما تستخدم هذه المضخات ، ولا ينبغي الخلط بينها وبين الأجهزة التي يحدث فيها التبادل الحراري من خلال دوائر وسيطة.

ومع ذلك ، فإن كفاءة التبادل الحراري المباشر عالية جدًا ، والتكاليف المالية للتركيب أقل مما هي عليه في معظم الأنظمة المغلقة. ليس الدور الأخير في ذلك هو التوصيل الحراري للنحاس ، فضلاً عن عدم وجود مضخة مياه كهربائية ومبادل بين المبرد والماء ، والذي ، كما تعلم ، هو المصدر الرئيسي لفقدان الحرارة.

ومن الجدير بالذكر أيضًا أن خط الأنابيب النحاسي باهظ الثمن ، وأن المبرد نفسه مطلوب أكثر من الأنواع الأخرى من الأنظمة.

2. الأنظمة المغلقة

تتكون معظم هذه الأنظمة من دائرة أولية مملوءة بمبرد ودائرة ثانوية مملوءة بالماء ومثبتة تحت الأرض. لتصنيع الدائرة الثانوية ، يتم استخدام أنابيب البولي بروبيلين بشكل أساسي ، وهي مملوءة بالماء بكمية صغيرة من مادة التجمد.

يترك الماء المبادل الحراري ، ويتحرك على طول المحيط الخارجي ، ويتبادل الطاقة الحرارية مع التربة ، ويعود. من المميزات أن المحيط الخارجي أقل من مستوى تجميد التربة ، حيث تكون درجة الحرارة مستقرة ؛ لا يزال مغمورًا في أقرب مسطح مائي.

ملحوظة! تعتبر الأنظمة المغمورة في الماء أو الموجودة في التربة الرطبة أكثر إنتاجية من الدوائر الجافة. لذلك ، في الأرض الجافة بجوار الدائرة ، من المستحسن تركيب خرطوم تصريف من شأنه أن يرطبها.

الأنظمة المغلقة أقل كفاءة من الخيار السابق لأنها تتطلب حفرًا شاقًا وأنابيب طويلة. لاحظ أيضًا أنه يتم تثبيت الدوائر المغلقة بطريقتين - رأسيًا وأفقيًا.

تتكون الدائرة الرأسية من أنبوبين يمران تحت الأرض بزاوية قائمة على عمق 20-120 مترًا ، وترتبط أجزائهما السفلية ببعضها البعض بواسطة موصل على شكل حرف U. عادة ما يتم ملء الأعمدة المحفورة للأنابيب بمحلول خاص يحسن نقل الحرارة ويحمي طبقات المياه الجوفية من التلوث.

في حالة الوضع الأفقي للنظام ، يتم دفن الأنابيب تحت مستوى تجميد التربة. وبطبيعة الحال ، فإنها تعمل أفقيًا. لأسباب واضحة ، تعتبر هذه الطريقة أرخص من الوضع الرأسي (اقرأ: الحفر) ، لذلك يتم استخدامها حيثما توجد مساحة كافية على الموقع.

قد يكون البديل عن الخيارين السابقين هو وضع الكفاف عن طريق الحفر الأفقي. هذا يجعل من الممكن تركيب الأنابيب تحت الحديقة والفناء والطريق وغيرها من الأشياء دون تدميرها.

من حيث التكلفة ، يقع هذا النظام في مكان ما بين التثبيت الأفقي والرأسي. السمة المميزة لها هي أنه يمكن توصيل المفصلات بغرفة واحدة فقط ، وهذا يقلل من المساحة المطلوبة للتركيب.

ملحوظة! يتم تثبيت الخطوط باستخدام الحفر الأفقي بعد تشييد المبنى.

الدوائر المغلقة المغمورة في المسطحات المائية هي عبارة عن خط أنابيب يوضع في حلقات. يمكن وضعها في أي بحيرة أو بركة ، والتي تقع في المنطقة المجاورة مباشرة للمنزل.

5. أنظمة مفتوحة

في مثل هذه الأنظمة ، تمتلئ الدائرة الخارجية بالمياه الطبيعية. ثم ينتقل إلى مبادل حراري موجود في مبيت الجهاز ، حيث يتم استخراج الحرارة ونقلها إلى الدائرة الأولية. بعد ذلك ، يعود الماء. يجب وضع الإمداد و "الإرجاع" بعيدًا عن بعضهما البعض لتغذية مصدر الحرارة بشكل فعال.

ملحوظة! يجب حماية جميع عناصر النظام بشكل جيد من التآكل ، حيث لا يمكن التحكم في التركيب الكيميائي للمياه المتداولة. هذا هو السبب في أنه من المستحسن استخدام الدوائر المغلقة إذا زاد مستوى المعادن والأملاح في الماء.

على الرغم من حقيقة أن كفاءة الأنظمة المفتوحة هي ترتيب من حيث الحجم أعلى من الأنظمة المغلقة ، يمكن أن تنشأ مشاكل أثناء التثبيت ، بشكل أساسي ذات طبيعة قانونية. قد تكون تصاريح التركيب مطلوبة لأن هذه الأنظمة تلوث الآبار وخزانات المياه الجوفية المستنفدة.

6. أعمدة السائل

الدوائر ذات الأعمدة السائلة هي أحد أنواع الأنظمة المغلقة. في هذه الحالة ، يأتي الماء من قاع بئر عميق ، ويمر عبر المضخة ويغوص مرة أخرى ، ويتبادل الحرارة مع التربة المحيطة.

في كثير من الأحيان ، يتم استخدام الأعمدة السائلة حيث تكون المساحة الحرة محدودة. من غير المرغوب فيه استخدام هذا النظام على التربة الطينية أو الرملية.

نلاحظ أيضًا أن الهيكل يمكن أن يتكون من عدة أعمدة في وقت واحد ويستخدم بشكل أساسي في المباني الصغيرة.

فيديو - التسخين الجيوحراري

المرحلة الأولي. قبل الشروع في تصنيع المضخة ، من الضروري تنفيذ عدد من التدابير لتحسين كفاءة الطاقة في المنزل. وتشمل هذه الإجراءات عزل الأرضيات والجدران ، واستبدال الأبواب والنوافذ المتسربة ، والعزل الحراري للسقف والسقف.

المرحلة الثانية. ثم تحتاج إلى إجراء استكشاف جيولوجي لمعرفة عمق تجميد التربة. بعد ذلك ، يجب أن تقوم بإعداد مشروع يعتمد على التكنولوجيا المختارة.

المرحلة الثالثة. شراء كل ما تحتاجه - أجزاء من نظام التدفئة وأنابيب وضاغط للمضخة.

يجب مناقشة الضاغط - قلب أي مضخة حرارية أرضية - بشكل منفصل. من المستحيل صنعه بيديك والخيار الوحيد المتبقي هو شراء منتج نهائي.

من الأفضل شراء جهاز بسعة تزيد عن 7 كيلوواط ، يستخدم في مكيفات الهواء عالية الأداء (تُباع هذه الضواغط في مراكز الخدمة المتخصصة في خدمة الأجهزة المنزلية).

المرحلة الرابعة. ثم يمكنك البدء في تجميع المبادل الحراري الداخلي. تذكر أنه من الضروري نقل الطاقة الحرارية المتراكمة إلى شبكة التدفئة. تعتمد المواد الخاصة بهذا العنصر ، وكذلك حجمه ، اعتمادًا كليًا على الظروف المناخية المحددة. عادة ما تستخدم الأنابيب النحاسية لتدوير المبرد ، بينما الحاوية مصنوعة من مادة غير قابلة للتآكل. من الناحية المثالية ، يجب أن تكون هذه السعة خزانًا من الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 150 لترًا.

المرحلة الخامسة. يجب وضع الملف النحاسي المُعد مسبقًا في الخزان. لن يعمل بدون إتلاف الأخير - يجب تقطيعه إلى جزأين ، وبعد تثبيت الملف ، قم بلحامه في حالته الأصلية.

المرحلة السادسة. ثم يجب عليك حفر المناجم أو الخنادق ، وتثبيت خط أنابيب هناك. في نهاية العمل ، من الضروري إجراء اختبار تشغيل للنظام.

ملحوظة! نظرًا لارتفاع درجة تعقيد العمل ، من الأفضل تكليف المتخصصين ذوي الخبرة بتصميم وتركيب هذه التدفئة. يمكن قول الشيء نفسه عن تصنيع المضخة الحرارية.

لمعرفة المزيد حول المضخات الحرارية ، يمكنك مشاهدة الفيديو أدناه.

فيديو - المضخات الحرارية الجوفية

نحن نعلم أن الحرارة الجوفية هي حرارة الأرض ، وغالبًا ما يرتبط مفهوم "الطاقة الحرارية الأرضية" بالبراكين والسخانات. في روسيا ، تُستخدم الطاقة الحرارية الأرضية بشكل أساسي على نطاق صناعي ، على سبيل المثال ، توجد محطات طاقة في الشرق الأقصى تعمل على أساس حرارة كوكبنا.

كثيرون على يقين من أن صنع التدفئة الحرارية الأرضية في المنزل بأيديهم هو شيء خارج نطاق الخيال. أليس كذلك؟ لكن هذا ليس صحيحًا على الإطلاق! مع تطور التقنيات الحديثة ، أصبح الاستخدام المنزلي "للطاقة الخضراء" حقيقيًا تمامًا.

سنتحدث عن مبادئ التسخين البديل ومزاياه وعيوبه ومقارنته بأنظمة التدفئة التقليدية. سوف تتعلم أيضًا كيفية وضع المبادل الحراري وكيفية تثبيت التدفئة الحرارية الأرضية بيديك.

عندما اندلعت أزمة النفط في السبعينيات من القرن الماضي ، نشأت حاجة ملحة في الغرب. في هذا الوقت بدأ إنشاء أول أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية.

اليوم يتم استخدامها على نطاق واسع في الولايات المتحدة وكندا ودول أوروبا الغربية.

معرض الصور

حول مصادر التسخين الجيوحراري

بالنسبة للتدفئة الحرارية الأرضية ، يمكن استخدام المصادر التالية للطاقة الحرارية الأرضية:

• درجة حرارة عالية؛
• درجة حرارة منخفضة.

الينابيع الحرارية ، على سبيل المثال ، تنتمي إلى تلك ذات درجة الحرارة العالية. يمكنك استخدامها ، لكن نطاقها محدود بالموقع الفعلي لهذه المصادر.

إذا تم استخدام هذا النوع من الطاقة بنشاط في أيسلندا ، فإن المياه الحرارية في روسيا بعيدة عن المستوطنات. يتركز معظمهم في كامتشاتكا ، حيث تُستخدم المياه الجوفية كناقل للحرارة ويتم توفيرها لأنظمة الماء الساخن.

يبدو المحيط الخارجي أكبر بكثير من المحيط الداخلي ، على الرغم من أنه لا يمكن تقدير أبعاده إلا خلال فترة التخطيط والتركيب. أثناء التشغيل ، يكون غير مرئي ، لأنه تحت الأرض أو تحت الماء. داخل هذه الدائرة ، يدور الماء العادي أو مانع التجمد القائم على الإيثيلين جلايكول ، وهو أفضل بكثير.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

إذا كان من السهل عليك إدراك المعلومات المرئية ، فسيتيح لك هذا الفيديو أن ترى بأم عينك بالضبط كيف يعمل نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، بالإضافة إلى معرفة المزيد حول من ولماذا يكون هذا النوع من التدفئة مفيدًا.

ندعوك لمشاهدة مقطع فيديو قصير يتحدث فيه مالك مجمع التربة الأفقي عن انطباعاته عن تشغيله. بالإضافة إلى ذلك ، بعد مشاهدة هذا الفيديو ، ستتعرف على التكاليف الجارية المرتبطة بتشغيل نظام التدفئة الحرارية الأرضية.

يختار كل صاحب منزل خاص لنفسه ما إذا كان يشتري خدمات المنظمات التي تزود الموارد أو يعتمد فقط على نفسه. عند القيام بذلك ، فإنه يسترشد بقائمة كاملة من الاعتبارات.

هل لديك ما تضيفه ، أو لديك أسئلة حول التدفئة الجوفية لمنزل خاص؟ يمكنك ترك تعليقات على المنشور. نموذج الاتصال موجود في الكتلة السفلية.

في أذهان البشرية ، كانت هناك دائمًا فكرة عن كيفية تدفئة المنزل بمساعدة الموارد الطبيعية. الجواب بسيط للغاية - التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل. يمكن لطريقة التدفئة هذه أن تلبي تمامًا حاجة الشخص لتدفئة المنزل والحفاظ على الراحة ، دون إنفاق الكثير من المال على فواتير الخدمات. في هذه المقالة ، سننظر في مدى فعالية هذا التسخين ، والأنواع الموجودة ، والأهم من ذلك ، كيفية تثبيت نظام التدفئة هذا بنفسك.

مبدأ تشغيل هذا النوع من التسخين بسيط للغاية ويكمن في خاصية الأرض بعدم التجميد حتى في درجات حرارة منخفضة إلى حد ما. على سبيل المثال ، عند درجة حرارة الهواء حوالي 15 تحت الصفر ، ستتجمد الأرض من خمس إلى سبع درجات فقط. والآن دعنا نجيب على السؤال ، هل من الممكن استخلاص الفائدة بنجاح من هذه الخاصية للأرض وتدفئة المنزل بمساعدة مثل هذا المورد؟ الجواب واضح: بالطبع نعم! لذلك لماذا لا نفعل ذلك؟ الشيء هو ، الأمر ليس بهذه البساطة. من أجل تثبيت مثل هذا التسخين ، من الضروري حل المشكلات الصغيرة المرتبطة بها ، والمدرجة أدناه.

تركيب التدفئة الجوفية

• للحصول على أقصى قدر من الحرارة خارج الأرض ، تحتاج إلى تجميع هذه الطاقة الحرارية بالذات وتركيزها على تدفئة المنزل ، وهذا يستحق بعض الجهد.
• من الضروري الحفاظ على درجة حرارة الموصل. يجب أن يقوم الناهض المسخن بتوصيل الحرارة في السوائل التي ستمر عبر نظام التدفئة المركزية.
• إذا تم تبريد هذا الموصل ، فيجب استعادة درجة حرارته على الفور عن طريق التسخين. لحل هذه المشكلة ، تم اختراع مضخات حرارية خاصة تساعد على التعامل مع المهمة. يساعد هذا الجهاز على استخلاص كمية الحرارة اللازمة للتدفئة العادية للمنزل والتي يمكن استخدامها لمجموعة متنوعة من الاحتياجات. بالمناسبة ، هذه المضخات قادرة على التعامل مع أحجام العمل الكبيرة إلى حد ما. تعتمد إمكانيات التصميم بشكل مباشر على موقعه في المنزل.

إذا كان من الممكن العثور في وقت سابق على ظاهرة مثل تدفئة المنزل بمساعدة الطاقة الحرارية للأرض خارج بلدنا ، فإن مثل هذه الأجهزة اليوم ليست معجزة أو نادرة.

مخطط تشغيل الهياكل الحرارية

في الوقت نفسه ، يرجى ملاحظة أنه يتم تثبيتها ليس فقط في الأجزاء الجنوبية الدافئة ، كما قد تعتقد. في المناطق الشمالية ، هذا أكثر شيوعًا. دعنا نلقي نظرة فاحصة على نوع مخطط العمل الذي تمتلكه الهياكل.
منذ زمن بعيد ، كان لدى الناس سؤال: لماذا ، عندما تتبخر سوائل معينة من أي سطح ، يبرد السطح ، ولماذا يتم التخلص من الطاقة. بمجرد تقديم إجابة على هذا السؤال ، نشأت فكرة ، لماذا لا يتم تشغيل هذه الآلية بترتيب عكسي ، أي لماذا لا نحصل على هواء دافئ بدلاً من الجليد. مثال على ذلك هو تشغيل أنظمة تكييف الهواء الحديثة: لا يستطيع الكثير منها تبريد الهواء فحسب ، بل يمكنه أيضًا تسخينه. العيب الوحيد لهذه الأجهزة هو تشغيلها المحدود في درجات حرارة منخفضة. عند درجة حرارة معينة ، لا يمكنهم العمل ببساطة. على عكسهم ، فإن التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل ريفي خالية تمامًا من مثل هذا العيب ، على الرغم من أن مبدأ التشغيل بالنسبة لهم وللجهاز المذكور أعلاه هو نفسه تقريبًا.

التدفئة الجوفية لمنزل ريفي

بعض الإضافات حول العمل

تتطلب التدفئة الحرارية الأرضية للمنزل أعمالًا تحضيرية وتركيبية كبيرة ، فضلاً عن تكاليف باهظة ، والتي بالطبع ستؤتي ثمارها عدة مرات بمرور الوقت. في المرحلة الأولى من العمل ، يتم صنع منجم. طولها وعرضها وارتفاعها بالإضافة إلى المعلمات الأخرى فردية حسب مساحة المنطقة الساخنة وبعض العوامل الأخرى ، على سبيل المثال ، مناخ المنطقة التي تعيش فيها ونوع التربة والصعوبة للعملية ، بالإضافة إلى الصفات المهنية للفريق ، تؤثر بشكل كبير على معايير التنقيب ، الذي سيقوم بالتثبيت.
الخطوة الثانية هي الأكثر مسؤولية. يجب وضع الأنابيب المتخصصة في الأرض ، والتي ستجمع حرارة الأرض وتوجهها لتدفئة منزلك. دور الأنابيب هو الدور الرئيسي ، والمبدأ كله يكمن فيها: سوف تزود الأنابيب الحرارة للمضخة ، والتي تزود سائل التسخين بالحرارة. يرجى ملاحظة أنه إذا قررت القيام بهذا العمل بمفردك ، فستحتاج بالتأكيد إلى مساعد ، نظرًا لأن الهياكل يمكن أن يكون لها كتلة كبيرة جدًا - لا يمكنك ببساطة القيام بذلك بمفردك.

طرق عمل النظام

لتركيز حرارة الأرض وتوجيهها في الاتجاه الصحيح ، يتم استخدام العديد من التركيبات لمساعدة المضخة في ذلك. لتشغيل هذا ، للوهلة الأولى ، نظام صعب ، هناك حاجة إلى العناصر التالية:

• مضخة الحرارة. يضمن الأداء الطبيعي لمضاد التجمد. في الواقع ، تعتمد عملية التثبيت بأكملها على هذا العنصر ؛
• المبخر - الغرض الرئيسي من العثور على هذا الجهاز تحت الأرض هو تجميع بخار الحرارة الذي يخرج من سطح الأرض ؛
• مكثف. يتحكم في تشغيل مانع التجمد ويساعد في الحفاظ على درجة حرارته الثابتة ؛
• خزان. يجمع الماء الساخن في مكان واحد لتوزيعه بشكل أكبر.

مزايا

للتدفئة الحرارية الأرضية عدد من المزايا التي ستقنعك بالتأكيد بأن تقرر تثبيت مثل هذا النظام. من بين المزايا خصائص مثل:

تركيب المعدات

تكمن الصعوبة الكاملة في تركيب الجهاز في تركيب مبادل حراري في الأرض. بالطبع ، يعد تركيب أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية أمرًا صعبًا ، ولكنه ممكن ، وهناك العديد من النصائح على شبكة الويب العالمية حول كيفية القيام بذلك ، لكننا ما زلنا لا نوصي بذلك. كما تبين الممارسة ، لا يتوج أداء الهواة دائمًا بالنجاح. إذا كنت ترغب في الحصول على ضمان للأداء الطبيعي للمعدات ، بالإضافة إلى عمر خدمة طويل ، فمن الأفضل استخدام خدمات المتخصصين المؤهلين. بالرغم من ذلك ، بالطبع ، إذا كنت واثقًا من قدراتك ، يمكنك المحاولة. تنفذ المعالجات إجراء التثبيت في بضع خطوات بسيطة:

كما يتم إجراء بعض الفحوصات الوقائية بمشاركة صاحب المنزل ، ثم يتم توقيع اتفاقية تسليم العمل.

التدفئة الجوفية لوحدك: هل هذا ممكن؟

يتساءل الكثير من الناس عما إذا كان من الممكن صنع مضخة حرارية أرضية بيديك. الإجابة غامضة للغاية ، فهي تعتمد على مهاراتك ومعرفتك ، ولكن تجدر الإشارة على الفور إلى أنه بمجرد إنفاق الأموال على مثل هذه المعجزة الهندسية ، ستنسى إلى الأبد ارتفاع أسعار الغاز والمواد الخام الأخرى.

تركيب انابيب تدفئة في الارض

يرجى ملاحظة أنه يتم تسخين الغرفة من الداخل بنفس البطاريات ، ولكن يتم توفير الحرارة لهم من الأنابيب.
ستحتاج إلى القيام بالكثير من العمل لتركيب الأنابيب في الأرض ، وتذكر أنه لا يمكنك القيام بذلك بمفردك.
في المرجل الحراري ، الذي سيكون موجودًا مباشرة في المنزل ، يمكنك بسهولة تنظيم كمية الحرارة اللازمة للحفاظ على درجة حرارة طبيعية. إذا كنت ترغب في حماية الأطفال من المنظم ، يمكنك تثبيت المرجل في غرفة أو غرفة منفصلة.

تركيب المضخات الحرارية الجوفية

لذلك ، نستنتج أن المصطلح "بشكل مستقل" لا يميز تمامًا تركيب المعدات بأيديكم. يمكنك القيام بجزء فقط من العمل بنفسك: تركيب مضخة حرارية أرضية وتركيب نظام تدفئة مباشرة داخل المنزل ، على الرغم من أنك إذا تعمقت في الموضوع ، فبإمكانك القيام ببعض أنواع التدفئة الحرارية الأرضية بنفسك تمامًا.
لتلخيص الموقف وتوضيحه ، نتعلم أن مبدأ تشغيل هذه الأنواع من المضخات يستند إلى قوانين الفيزياء ، وهي أن المضخة تأخذ الطاقة الحرارية من الأرض ، وكذلك الأبخرة التي تطلقها. يقوم البخار بتسخين الماء ، ثم يتم تغذيته من خلال النظام الرئيسي. أما بالنسبة للترتيب الداخلي للنظام عند تركيب المضخة الحرارية الجوفية ، فإنه يظل كما هو الحال مع أي جهاز آخر ويتكون من مبرد ووحدة تدفئة اعتدنا على رؤيتها في كل منزل.
في المتوسط ​​، يمثل كيلوواط واحد من الكهرباء خمسة كيلوواط من الماء الساخن.

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 الوقود الصلب (خشب ، فحم ، خث) ليس فقط غير مريح ، ولكنه يصاحبه أيضًا إطلاق 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 الجوفية أو التربة نفسها ، وتحولها 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 مادة التبريد بواسطة حرارة المنتجات الموضوعة فيها (الثلاجة) ، ومن خلال نظام الأنبوب يتم تفريغها 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.

يعد هذا الإصدار من الدائرة الحرارية هو الأمثل عندما تكون هناك مساحة كبيرة من قطعة الأرض الشخصية بدون 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 ، لكنه 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) عاملًا مهمًا آخر (أو أكثر أهمية) يحدد اختيار نظام التدفئة الحرارية الأرضية لمنزل 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 لكل من أعمال التركيب والمعدات نفسها.

يعد نظام التسخين الجيوحراري أغلى تكلفة في تركيب المعدات وشرائها.

في هذه الحالة ، يمكنك توفير المال عند تثبيت هذا النظام بنفسك ، ولكن عليك أن تولي اهتمامًا كبيرًا للحسابات والمشاورات مع "المحترفين".

باستخدام نظام تسخين ثنائي التكافؤ

يشير النظام الثنائي التكافؤ إلى الاستخدام المتوازي لمصدرين للحرارة أثناء أحمال الذروة (في درجات الحرارة المحيطة المنخفضة).

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.

تستخدم الطريقة التدريجية لتدفئة المنزل باستخدام الطاقة الحرارية الأرضية مبدأ التشغيل ، والذي يتمثل في استخدام حرارة الأرض لتدفئة الغرفة. نظرًا لأن الوقود التقليدي هو مورد طبيعي قابل للنفاذ ، فمن الجدير القلق بشأن التبديل إلى أحدث مصادر الطاقة التي لا تنضب مسبقًا.

الدول الاسكندنافية هي الرائدة في إنتاج وتشغيل أنظمة التدفئة الحرارية الأرضية للمنازل. لقد قاموا بتعميم خيار النبات هذا وتقديمه إلى المناطق ذات الإمكانات الواسعة لاستخدامه.

تطبيق المعدات

من الخطأ الافتراض أنه لا يمكن استخدام التدفئة من الأرض إلا في حالة وجود مصادر الماء الساخن ، وفي وجود السخانات الدافئة ومصادر التدفئة الطبيعية الأخرى تحت الأرض. تسمح لك أحدث التقنيات بتشغيل التدفئة الحرارية الأرضية بنجاح في المنزل وفي مناطق خطوط العرض المعتدلة.

اليوم ، في بلدنا ، لا يزال هذا النوع من التدفئة ينتمي إلى طرق بديلة لإنتاج الحرارة. ومع ذلك ، في معظم الحالات ، يكاد يكون مثاليًا للمنازل الريفية أو الريفية. يمكن أن تعمل التدفئة الأرضية الحرارية المثبتة في المنزل بأيديهم في وضعين:

• تدفئة في الشتاء
• التبريد أثناء الطقس الحار.

وبالتالي ، يتم تشكيل الجو الأكثر ملاءمة في الغرفة.

فيديو: كيف يعمل التسخين الجيوحراري

نظام التشغيل

يحتاج المنزل إلى تركيب مضخة حرارية. سوف يأخذ الطاقة من الأرض أو المياه الجوفية ، مما يمنحها لسائل التبريد المتداول في المنزل عبر الأنابيب. تم تحديد مبدأ العملية هذا في القرن التاسع عشر من قبل الفيزيائي الفرنسي سادي كارنو.

العناصر المكونة للعقدة الأساسية هي:

• ضاغط؛
• المبخر؛
• مكثف؛
• صمام التحكم.

يعمل الضاغط على "ضغط" الحرارة ونقلها إلى المستهلكين. يحتاج الجهاز نفسه إلى مصدر طاقة خارجي.

يتم تشغيل المضخة الحرارية وفقًا للخوارزمية التالية:

1. يجب أن يحتوي مدخل المجمع الحراري على سائل بداخله له نقطة تجمد منخفضة. في كثير من الأحيان ، في صناعة التدفئة الحرارية الأرضية بأيديهم ، يتم سكب الماء الذي يحتوي على نسبة عالية من الملح والكحول المخفف بالماء ومخاليط الجليكول.
2. في وحدة المبخر ، يتم نقل الحرارة إلى المبرد ، الذي يحتوي على نقطة غليان منخفضة ، وفي هذا الوقت يغلي ويتحول إلى حالة بخار.
3. يساهم الضاغط المثبت في الدائرة في زيادة ضغط البخار ، مما يؤدي إلى زيادة درجة حرارة المادة إلى 78-80 درجة مئوية.
4. عند الدخول إلى المكثف ، تنتقل مادة التبريد إلى الطور السائل ، وفي نفس الوقت يتم إطلاق الطاقة لدائرة التسخين.
5. تتم عودة السائل المتشكل إلى الضاغط من خلال صمام الخانق.

نظرًا لأن المضخة الحرارية لتدفئة المنزل تعمل وفقًا لمبدأ الثلاجة ، فإنها تسمى غالبًا "ثلاجة في الاتجاه المعاكس". في كثير من الحالات ، يتم استخدام الطاقة من الأرض لتركيب التدفئة تحت الأرضية.

الحسابات الصحيحة والتركيب الجيد للمبادل الحراري قادران على توفير زيادة بمقدار خمسة أضعاف في طاقة الخرج من كيلو واط واحد تستهلكه المضخة.

فيديو: كيف تعمل المضخة الحرارية الأرضية

تركيب مبادل حراري

أنواع التثبيت الحالية هي:

• عمودي ، عندما تحتاج إلى حفر عدة آبار ؛
• أفقي ، حيث يتم حفر الخنادق تحت عمق التجمد ؛
• تحت الماء ، عندما يتم التمديد على طول الجزء السفلي من أقرب خزان.

حفر الآبار

من أجل الاستخدام الفعال للطاقة الحرارية للأرض ، إذا كانت المنطقة القريبة من المبنى صغيرة ، فمن الضروري حفر آبار عميقة. في أعماق الأرض ، يتم الحفاظ على درجة حرارة موجبة ثابتة لعدة أمتار. يوفر استخدام هذه الآبار الحرارية الأرضية الحرارة لدائرة المبادل الحراري. علاوة على ذلك ، يتم نقل هذه الحرارة إلى الدائرة الداخلية الثانية الموجودة في الغرفة.

في كثير من الأحيان ، يكلف حفر العديد من الآبار أقل من تكلفته على طول قاع الخزان. هذا يجعل العملية في متناول المزيد من الناس.

يتم تنفيذ العملية باستخدام جهاز حفر صغير الحجم وكمية صغيرة من المعدات المساعدة. عمليا لا يؤثر على المنطقة المحيطة. يُسمح بترتيب البئر حتى في الماء ، ولكن لا ينبغي أن يكون أقرب من 2-3 متر من مبنى سكني.

يصل الحد الأقصى للعمق القابل للاستخدام إلى 200 متر ، ولكن غالبًا ما تظهر الكفاءة من مستوى 50 مترًا ، والخطوة التالية هي بناء البئر. يتم وضع أنبوب بلاستيكي بقطر 40 مم أو أكثر داخل التجويف. يتم تمرير من حلقة إلى أربع حلقات جامع فيه.

يجب ملء التجويف بين التربة والجدار الخارجي للأنبوب بمادة موصلة للحرارة. يتم توصيل مفتاح تسخين بوصلة لمضخة حرارية.

يعد خيار التكلفة هذا هو الأكثر عقلانية ، لأنه لا يتطلب إعداد الخنادق وحفرة الأساس وأعمال الحفر الأخرى. لكن هذا ليس متاحًا للجميع - الحد الأدنى لحجم الخزان الكافي لتدفئة المنزل هو 100 متر مربع. يجب ألا تقل عن 200 متر مكعب ولا تبعد عن مبنى السكن بأكثر من 100 متر.

في الخزانات ، يتم وضع الأنابيب على طول القاع لمنعها من التجمد خلال ذروة الصقيع.

إجراء العمليات الحسابية

لإجراء حساب النظام ، من الضروري مراعاة المعلمات الأساسية:

• على عمق يزيد عن 15-20 مترًا في وسط روسيا ، يتم الحفاظ على درجة الحرارة عند + 8- + 10 0 درجة مئوية ؛
• بالنسبة للهياكل الرأسية ، من المعتاد أن تأخذ في الحسابات قيمة الطاقة الناتجة البالغة 50 واط لكل متر ارتفاع ، وقيم أكثر دقة تعتمد على درجة رطوبة الصخور ، ووجود المياه الجوفية ، وما إلى ذلك ؛
• يعطي الصخور الجافة 20-25 واط / م ؛
• الطين المبلل أو الحجر الرملي 45-55 واط / م ؛
• ستوفر صخور الجرانيت الصلبة ما يصل إلى 85 واط / م ؛
• يعطي وجود المياه الجوفية ما يصل إلى 110 واط / م.

باستخدام مضخة حرارية

تعتمد متانة النظام على الخصائص والظروف التي تعمل فيها المضخة الحرارية. في منشآت الطاقة الحرارية الأرضية ، فهي قادرة على العمل لنحو 1800 ساعة في السنة. هذه قيمة متوسطة لخطوط العرض بدون مصادر حرارية تحت الأرض.

مبدأ تشغيل نظام التسخين الحراري متطابق ولا علاقة له ببلد المنشأ أو العلامة التجارية. قد تختلف المضخات الحرارية الأرضية في التصميم والحجم والمظهر ، لكن معامل إنتاج الحرارة سيكون دائمًا هو نفسه بالنسبة للمضخات من شركات مختلفة وبلدان مختلفة. هذا يرجع بالتحديد إلى خصوصية معالجة الطاقة الطبيعية إلى طاقة حرارية.

لا ينبغي السماح بإخراج الكثير من المضخة ، لأن هذه العملية يمكن أن تؤدي إلى انخفاض كبير في درجة حرارة التربة حول البئر ، وفي بعض الأحيان يتعلق الأمر بالتجميد.

تؤدي عواقب مثل هذه الحسابات الخاطئة في النهاية إلى عواقب وخيمة - تتدلى التربة بشكل غير متساوٍ ، وفي بعض الأماكن تتعمق جدًا ، مما يؤدي إلى تلف الأنابيب البلاستيكية الواقية. إذا كان المنزل يقع في مكان قريب ، فقد يحدث تشوه في الأساس أو الجدران بسبب التغيرات الجيولوجية.

بشكل دوري ، من الضروري اتخاذ تدابير "لتجديد" التربة ، حيث يتم توفير طاقة حرارية إضافية للمبادل الحراري. يمكن أن يكون هذا طاقة شمسية أو تسخين مسبار عند استخدام المضخة الحرارية في وضع تبريد الفضاء.

في الختام ، تجدر الإشارة إلى أن تركيب الطاقة الحرارية الأرضية ليس متاحًا للجميع بعد. في بعض الحالات ، يمكن أن تستمر فترة الاسترداد لأكثر من 10 سنوات ، ولكن في النهاية ، فإن طرق تدفئة المنزل هذه هي التي ستصبح قريبًا ليس فقط بديلاً ، بل هي الوحيدة الممكنة.

فيديو: مضخات الحرارة الجوفية