Жылу адам өмірін қамтамасыз ету үшін қажетті энергияның ең сұранысқа ие түрлерінің бірі болып табылады. Сонымен қатар, оны өндіруге жұмсалатын ресурс шығындары өте әсерлі - бұл мұнай өнімдерімен электр қуаты немесе көмір мен ағаш сияқты дәстүрлі отын болсын. Осының аясында жылытудың балама әдісін ұсыну қажеттілігі бар екені анық. Осы түрдегі ең перспективалы және белсенді дамып келе жатқан техникалық шешімдердің бірі - концепциясы отандық жұмыс жағдайларына бірте-бірте жақындап келе жатқан геотермиялық жылу сорғысы.
Технологияға шолу
Жылудың баламалы көзі туралы кез келген идея сол немесе басқа табиғи материалға немесе құбылысқа қызмет көрсетуді қамтиды. Бұл ретте жер қойнауы орталық энергиямен жабдықтаушы болып табылады. Белгілі бір негіздеоның жылуы жинақталып, әрі қарай бетінде қолданылуы үшін жеткілікті температураны ұстап тұру үшін жеткілікті терең. Гидрологиялық ресурстарды сақтау инфрақұрылымының техникалық жобасына түзетулер енгізе отырып, жылу көзі ретінде де қарастыруға болады.
Бұл технологияның тиімділігін көрсету үшін геотермиялық жылу сорғысына қызмет көрсетуге 1 кВт энергияны инвестициялағанда 2-6 кВт түрінде қайтарымды алуға болатынын атап өтуге болады. Мұндай жоғары тиімділікті не түсіндіреді? Табиғи энергия көздерін өңдеудің басқа құралдарымен салыстырғанда геотермиялық механизмдер конверсияның аралық қадамдарын қарастырмайды. Мысалы, күн энергиясын сақтау үшін жарық пен жылуды электр энергиясына айналдыру қажет, ол үйді басқаруға жұмсалады. Бұл жағдайда жылу түрлендірілмейді, бірақ тікелей немесе ең аз өтпелі қадамдармен мақсатты тұтынушыларға беріледі.
Жұмыс принципі
Алдымен, геотермиялық жылыту процесіне қатысатын нақты нүктелерді анықтаған жөн. Процесс жерде басталады - мұздату нүктесінен төмен орналасқан деңгейде. Температура тереңдікке байланысты өзгеруі мүмкін. Минималды жылу эффектісі үшін оның 0 ° C-тан асуы жеткілікті, бірақ іс жүзінде 35-40 ° C экономикалық негізделген көрсеткіш болып саналады. Соңғы пайдаланушы - жылыту тізбегі.
Энергияны жерден үйдегі жылыту жүйесіне тасымалдау үшін арнайы құбыр жауап береді,геотермиялық жылу сорғысы арқылы қызмет көрсетіледі. Жұмыс принципі салқындатқыш тізбегі бойымен буландырғыш жылу алмастырғышпен осы жеткізу желісі арқылы жылу тасымалданатынына негізделген. Кондиционерлердегідей, фреон белсенді булану затының рөлін атқарады. Сорғыны іске қосқанға дейін ол сұйық күйде болады, ал іске қосылғаннан кейін ол газ тәрізді түрге өтеді. Әрі қарай жаңартылған хладагент компрессорға беріледі, оның коммуникациялары соңғы жылыту тізбегіне қосылады. Бұл кезде артық фреон шығыс арна арқылы шығарылады.
Геотермиялық жабдық
Жүйенің негізгі функционалдық элементі жылу механикалық сорғы болып табылады. Құрылғының құрылымы үш схемамен ұсынылған:
- Сыртқы. Кәдімгі салқындатқышты антифриз немесе тұзды ерітінді түрінде айналдырады.
- Ішкі. Құрамында қыздыру-булану процестері жүретін жабық камералардағы хладагент бар.
- Тікелей мақсатты қызмет көрсететін жүйеге өтетін сыртқы цикл.
Сонымен қатар жылытуға арналған геотермиялық жылу сорғысының жұмыс органдарының тізіміне компрессор, буландырғыш, ағызу арнасы және жылу тасымалдағыштар кіреді. Қолданбаға байланысты дизайн, орналасу және қосымша функциялар әртүрлі болуы мүмкін екенін ескеру маңызды. Топыраққа, суға және ауаға арналған қондырғылар, сондай-ақ әртүрлі жағдайларда жұмыс істей алатын аралас жүйелер бар.
Жылу көздері және сақтау орындары
Геотермиялық жүйелердің көптеген артықшылықтары бар,үнемді энергиямен қамтамасыз ету, практикалық және тұрмыстық қажеттіліктер үшін технологиялық қолжетімділікпен байланысты. Бірақ, баламалы энергияны сақтайтын басқа жүйелер сияқты, ол көзге тәуелді. Сондықтан жылумен жабдықтаудың тұрақтылығына сенімді болу үшін резервтік энергиямен жабдықтау арнасына қосылу мүмкіндігін алдын ала ойластырған жөн. Жер асты және гидрологиялық көздер төменде талқыланады, бірақ әзірге сіз геотермиялық жылу сорғысы ресурстармен қамтамасыз ету жүйесі ретінде қызмет ететін жұмыс инфрақұрылымымен танысуыңыз керек. Құрылымы энергия жинақтай алатын сусымалы материалдар, құбырлар, зондтар мен құрылымдар жылу қабылдағыш ретінде әрекет етеді. Атап айтқанда, бұл сорғымен, салқындатқышпен және үшінші тарап жылыту жүйелерімен байланысты жылыту төсеніштері болуы мүмкін.
Жылу энергиясының жерүсті көзі
Геотермалды энергияны сақтайтын жоғары қуатты жүйелер шамамен 200 м22 алқаптарда орналастырылған. Белгіленген аймақтан 40-50 см қалыңдықтағы топырақ қабаты мұздату нүктесінен төмен жойылады. Жалпы алғанда, қалыңдығы 150-200 см алынады. Осы және басқа да деректер белгілі бір жылу тізбегі үшін энергия көлемін есептеумен жобада көрсетілген. Көп нәрсе аймаққа байланысты болады, өйткені бір аймақта 1 м2-дан 30 Вт, ал екіншісінде 1 м2 70-80 қуат алуға болады..
Жинақтаушы элементтерді орналастыру үшін сайтта ұңғымалар, траншеялар немесе қатты платформалар қалыптасады. Іске асыруда ең қолжетімді болып саналадыспиральды жинақтау құбырлары немесе төсеніштер орналастырылған тік ұңғыма қондырғысы. Қабылдау инфрақұрылымының көлденең конфигурациясында жылытуға арналған жердегі жылу сорғысы көп мөлшерде энергияны өндіре алады, бірақ оның кемшіліктері бар. Олар жер жұмыстарының күрделілігіне (үлкен аумақтарды игеру үшін арнайы жабдықты қажет етеді), кез келген көгалдандыруды алып тастауға және жылыту маусымының соңына қарай температураның төмендеуіне қатысты.
Жылу энергиясының су көзі
Бұл жағдайда негізгі қызмет көрсету объектілері – көлдер, су қоймалары және тоғандар. Жинақтаушы элементтерге келетін болсақ, олардың функциясын антифризді толтырумен полимерлі құбырлар орындайды. Шығарылатын энергияның көлемін орта есеппен 1 м құбырға 30 Вт ретінде көрсетуге болады. Үлкен жеке үйге кешенді техникалық қызмет көрсету үшін 12 кВт қажет - сәйкесінше ұзындығы 400 м құбыр жүйесін ұйымдастыру қажет.
Гидрологиялық ресурстардан жылуды сақтаудың тағы бір тәсілі бар. Жақын жерде көлдер мен су қоймалары болмаса, онда өз сайтында тереңдігі шамамен 20 м болатын ұңғымалармен 2-3 ұңғыманы жабдықтауға болады. Бұл деңгейдегі судың температурасы шамамен 10 ° C болады, бірақ бұл жеткілікті. қосымша қыздыру функциясы үшін. Қорытынды: геотермиялық жылу сорғысы үнемі жылы немесе ыстық суды айналдыру міндетін орындайды. Тізбектің бір жағында ресурс ұңғымаларда аз шығынсыз үнемі жылытылады және үй судың жаңадан алынған бөлігінен энергия жинайды.
Геотермиялық жүйені орнату
Жабдықты сатып алу туралы шешім қабылдамас бұрын, бұл технологияны пайдаланудың белгілі бір аймақта негізді екендігіне баға беру керек. Ол үшін топырақтың қату тереңдігін анықтай отырып, бірқатар геологиялық барлау жұмыстары жүргізіледі.
Орнатуда құбырлар немесе басқа жинақтаушы элементтер, сорғы және орнату арматурасы қатысады. Ішкі жылыту инфрақұрылымын радиаторлар, желдеткіш салқындатқыштар немесе жылы су едені және т.б. Бұл берілген ресурсты тұтынатын жүйе болады.
Сонымен, үйге ұңғымаларға геотермиялық жылу сорғылары орнатылуда - жоғарыда айтылғандай, тек жерге ғана емес, суға да. Топырақтың жойылған қабатымен ұңғымаларды, траншеяларды және кен орындарын жабдықтауға болады, бірақ бұл опция өнеркәсіптік жылумен жабдықтау үшін жиі қолданылады. Жасалған тауашада аккумуляторлар бүкіл сайтқа орналастырылған - түзу немесе спираль конфигурациясында. Схемалар бетінде орналасқан сорғыға қосылған, ол өз кезегінде тұрмыстық жылыту схемаларына қосылған.
Геотермалдық сорғы өндірушілері
Сегмент HVAC жабдығын ең ірі әзірлеушілердің күшімен белсенді түрде дамып келеді. Атап айтқанда, қазандық өндірушісі Viessmann шамамен +65 °C жұмыс температурасында су мен жердегі жылуды сақтауға арналған сенімді қондырғыларды ұсынады. Ауданы 300-350 м2 өнеркәсіптік және қоғамдық ғимараттар үшін NIBE F1145 жердегі жылу сорғысы бар. Оғанмүмкіндіктері 380 В кернеуінде үш фазалы желіге және 220 В бір фазалы желіге қосылу мүмкіндігін қамтиды. Жапондық Mitsubishi компаниясы қолданбалар тұрғысынан геотермиялық сорғылардың әмбебап үлгілерін ұсынады. Бұл компанияның әзірлеушілері 2007 жылдан бері оңайлатылған басқару жүйесімен көп аймақты жылытуды бөлу тұжырымдамасын әзірлеуде.
Осындай болашағы зор сегментті және отандық компанияларды назардан тыс қалдырмаңыз. Мысалы, ресейлік BROSK Mark II 100 геотермиялық жылу сорғысы жеке тұтынушы - шағын саяжайдың иесі үшін арнайы жасалған. Бірақ, қарапайым өнімділікке қарамастан, бұл жабдық сенімді, энергияны үнемдейтін және көп функциялы ретінде сипатталады.
Технология туралы оң пікір
Бұл жылыту әдісі техникалық қызмет көрсетудің, техникалық қызмет көрсетудің ыңғайлылығымен және, әрине, пайдалану кезінде ең аз қаржылық шығындармен көптеген адамдарды тартады. Жабдық іс жүзінде тұтынылатын отын материалдарын қажет етпейді. Бір сорғы мен басқару жабдығының жұмысын қамтамасыз ету үшін электр ресурстары қажет, бірақ олар қайтарылған энергия мөлшерінің фонында шамалы. Сондай-ақ геотермиялық жылу сорғыларының экологиялық тазалығына баса назар аударылады. Пікірлер және плюстердің арасында бірінші орындардың бірі жұмыс істейтін инфрақұрылымның үйде орын алмайтындығын көрсетеді. Тек байланыстар ғана жеткізіледі, ал қалған функционалдық блоктар мен түйіндер көшеде қалады.
Жағымсыз пікірлер
Толыққанды қазандықтың геотермиялық өнімділігіменжүйелерді салыстыруға болмайды. Және мәселе тіпті нақты қуат көрсеткіштерінде емес, жылуды спазмодикалық жеткізуде. Көбісі энергияны жеткізудің төмен жылдамдығына ұзақ уақыт бойы шағымданады, сондықтан резервтік жабдықтау жүйелерін ұйымдастыру ұсынылады. Бірақ бұл жерде тағы бір кемшілік бар. Жабдықты ұстауға аз ақша жұмсалса да, бастапқы инвестиция қуатты өнеркәсіптік қазандықты сатып алумен салыстырылады. Тіпті ресейлік BROSK Mark II 100 геотермиялық жылу сорғысы нарықта 250-300 мың рубльге қол жетімді. конфигурациясына байланысты. Орнату құны да 50-70 мың рубльді құрайды.
Қорытынды
Жеке үйде жылумен жабдықтауды ұйымдастырудың көптеген нұсқалары бар. Олардың әрқайсысы жұмыс кезінде өзінше қымбат - қымбат электрлік панельдерден үнемді газ қазандықтарына дейін. Бірақ заманауи дизайндағы дәстүрлі жабдық дизайнда оңтайландырылған және басқаруға оңай жүйе болып табылады. Үйді жылытуға арналған геотермиялық жылу сорғысын не тартуға болады? Әрине, бірінші орынға экономикалық фактор шығады, бірақ тағы не керек? Кешенді ұйымдастыру үшін сайтта жеткілікті орын болса, мұндай қондырғыларға жүгінуге болады. Бұл жағдайда тұрақты бақылау мен техникалық қызмет көрсетусіз кем дегенде пассивті қосалқы жылытуға сенуге болады. Тағы бір нәрсе - бұл геотермиялық жабдықты жылудың резервтік көзі ретінде пайдалануға мүмкіндік беретін толық автономия.
