Gør-det-selv geotermisk varmepumpe til opvarmning af et hus: enhed, design, selvmontering

Du kan organisere opvarmning og varmtvandsforsyning til et privat hjem på forskellige måder, for eksempel ved at tilslutte til den centrale gasforsyningskommunikation eller skifte varmesystemer til elforbrug. Er du enig?

Eller du kan sammensætte en jordvarmepumpe med dine egne hænder og effektivt bruge jordens varme til at skabe behagelige levevilkår. Selvfølgelig er dette en ret arbejdskrævende proces, men for dem, der i det mindste er lidt fortrolige med teknologi, vil det ikke være svært.

I vores artikel vil vi tale om principperne for drift og typer af geotermiske installationer. Vi fortæller dig, hvordan du selv bygger en varmepumpe af skrotmaterialer. Derudover finder du i artiklen ekspertråd om valg af geoaggregater. Og de udsendte videoer vil afsløre hemmelighederne bag installations- og driftsprincipperne for geotermiske pumper.

Hvordan fungerer en geotermisk enhed?

Driftsalgoritmen for en geotermisk varmepumpe er baseret på overførsel af varme fra en kilde med et lavt termisk energipotentiale til kølevæsken. Jorden her spiller rollen som en radiator om sommeren og er en aktiv varmekilde i vinterhalvåret.

Forskellen i jordtemperaturer hjælper med at forbedre systemets samlede effektivitet og hjælper med at reducere de faktiske driftsomkostninger.

Driften af ​​en jordvarmepumpe er baseret på et fænomen kaldet termisk inerti. Jordens temperatur i en dybde på 6 meter og derunder svarer næsten nøjagtigt til den gennemsnitlige årlige lufttemperatur i regionen og varierer meget lidt gennem kalenderåret

I praksis kommer den nuværende kølevæske ind i en rørledning, der er placeret i jorden og opvarmes der med flere grader. Derefter går sammensætningen ind i en varmevekslerenhed (eller fordamper) og overfører den akkumulerede termiske energi til det interne systemkredsløb.

Driftsprincippet for geotermiske installationer svarer til kølesystemers funktion. Det er grunden til, at nogle typer varmepumper med succes bruges som klimaanlæg om sommeren og med deres hjælp afkøle luften i boliger.

Kølemidlet, der fungerer i det eksterne kredsløb, opvarmes i fordamperen, omdannes til gas og sendes til kompressoren. Der trækker det sig sammen under påvirkning af højtryk og bliver endnu varmere.

Den varme gas passerer ind i kondensationsanordningen og overfører termisk energi til arbejdskølevæsken i det interne system, der er ansvarlig for opvarmning af huset. Ved afslutningen af ​​processen vender kølemidlet, efter at have mistet sin varme, tilbage til sit udgangspunkt i flydende tilstand.

Hvilke typer geotermiske installationer er der?

Geotermiske varmepumper adskiller sig fra hinanden i typen af ​​kølevæske på de indre og ydre konturer af strukturen. Enhedens energi opnås fra jord, vand (grundvand eller et åbent naturligt reservoir) eller luft.

Inde i boligområdet bruges den termiske ressource til opvarmning af rum, opvarmning af vand og aircondition.Afhængigt af kombinationen af ​​elementer og funktioner, der anvendes, klassificeres systemer i typer: "land-vand", "vand-vand" og "luft-vand".

Mulighed 1. Samling ved hjælp af jord-vand teknologi

En jord-til-vand-pumpe er en af ​​de mest effektive alternative opvarmningsmuligheder til boliger. Princippet for dets drift kommer ned til valget af termisk energi fra jorden ved hjælp af sonder eller samlere og dets overførsel til hjemmets vandvarmesystem.

Jord-til-vand geotermiske varmepumper er højteknologiske avancerede enheder. De er usædvanligt pålidelige og udviser et højt effektivitetsniveau. De kræver ikke konstant indgriben fra ejere i deres arbejde, men kræver professionel service

En særlig installation hjælper med at implementere teknologien, bestående af en geotermisk varmeveksler placeret under dybden af ​​den faktiske jordfrysning, og direkte en varmepumpe, der fungerer som et køleskab, kun omvendt (omvendt Carnot-cyklus).

Hvordan enheden fungerer

"Grundvandsinstallationen", som opvarmer boliger ved hjælp af vedvarende varme produceret af jorden, fungerer efter følgende algoritme:

1. Arbejdsvæsken (saltvand eller frostvæske), der bevæger sig langs det geotermiske kredsløb, tager jordens temperatur og overføres gennem en pumpe til en varmeveksler - fordamper. Der afgiver den den opsamlede varme til freon, og efter at være blevet 2-5°C koldere vender den tilbage til sit udgangspunkt.
2. Freon beriget med termisk energi fordamper og efter at have antaget en gasformig tilstand kommer det ind i kompressorenheden. Der stiger gastemperaturen på grund af kompression og kondensdannelse.
3. Termisk energi overføres til kølevæsken i hjemmets varmesystem, og freonen antager igen flydende form. Dens tryk falder efter at have passeret gennem systemets ekspansionsventil, og kølemidlet vender tilbage til fordamperen for at få en anden del af ressourcen.

Som et resultat af denne procedure er mængden af ​​termisk energi, der tages fra jorden og overføres til varmesystemet i en boligbygning, mere end 4 gange større end mængden af ​​elektricitet brugt for at sikre den korrekte drift af kompressorenheden, cirkulationspumpen og styreenhed.

En glykolblanding med et godt viskositetsindeks, vand med alkohol eller en saltvandsopløsning - det er de ikke-frysende væsker, der bruges i jordvandssystemet. De er miljøvenlige, modtager effektivt varme og transporterer den til pumpestationen

En ekstra bonus er, at systemet har mulighed for at arbejde i den modsatte retning, altså til køling. Sandt nok når effektivitetstabet 20%, men dette anses for berettiget i betragtning af udstyrets høje varmekapacitet.

Muligheder for placering af grundvandssystemer

For at skabe den ydre kontur af jordvandssystemet anvendes højstyrke polymerrør med gode ydeevneegenskaber. De er placeret vandret, lagt på bunden af ​​gruben på en måde, der minder om arrangementet af kommunikation til "varme gulv" komplekser.

Jord-til-vand varmepumpen er driftssikker, effektiv og støjsvag i drift, men dens installation koster mange penge og tager meget tid (mindst 1 måned til konstruktion, installation og tilpasningsaktiviteter).Dette punkt skal tages i betragtning, før du vælger et varmesystem af denne type.

Ved installation bruges et areal på 25-50 kvadratmeter. m for hver enkelt kilowatt installeret pumpeeffekt. Grubens dybde vælges under fryselinjen, og de nøjagtige dimensioner og stigning af rørlægning bestemmes af yderligere beregninger.

For ejere af store jordbesiddelser, der har valgt en jord-til-vand geotermisk varmepumpe til opvarmning af deres hjem, er det tilrådeligt at installere vandrette solfangere. For ejere af små grunde er installation af dybdesonder mere velegnet, da de går langt ned i jorden og ikke "spiser" det brugbare område i nærheden af ​​huset

De områder, hvor der er arrangeret kommunikation af geotremale jordvandssystemer, bruges ikke længere til landbrugsbehov. De kan bruges til at skabe en smuk græsplæne eller et blomsterbed med blomstrende enårige.

Lodret installation er meget mere problematisk og indebærer brug af professionelt udstyr. På stedet, ved hjælp af en borerig, bores en brønd til en dybde på 20 til 150 m, en speciel geotermisk sonde sænkes ned i den og forbindes til en pumpe, der leverer arbejdsvæske til hjemmets varmesystem.

En lodret sonde til et jord-til-vand geotermisk system består af et hoved med tilsluttede rør. Den er nedsænket i en brønd med en dybde på 18 m eller mere. Det nøjagtige antal brønde og sonder, den nødvendige nedsænkningsdybde og den faktiske diameter af rørledningen beregnes separat for hvert enkelt tilfælde, baseret på information opnået som et resultat af geologisk udforskning udført af specialister på stedet

Pejlerør, der strækker sig fra borede brønde, kommer ind i opsamlingsbrønden. Fra den til varmepumpen er der 2 hovedledninger (ressourcetilførsel og retur), udstyret med en isolerende belægning. Linjens diameter afhænger af systemets samlede volumen og det rum, der skal opvarmes. Nogle gange når parametrene 160 mm.

Ifølge grove beregninger vil opvarmning af en boligbygning med et areal på omkring 100 m2 kræve omkring 7,5 kW/h energi. I dette tilfælde skal lodrette sonder for at skabe et jordvandsvarmesystem sænkes ned i jorden 110-115 meter, eller 250 m2 af det tilstødende område skal optages til horisontal kommunikation (+)

På grund af det faktum, at jordtemperaturen i dybden altid er højere og mere stabil på grund af påvirkningen fra jordens kerne, er den lodrette metode til at lægge varmesystemet anerkendt som den mest effektive. Den udviser et højt effektivitetsniveau og fungerer pålideligt i mange år uden fejl eller nedbrud.

Mulighed #2. Egenskaber ved vand-til-vand varmepumper

Et vand-til-vand geotermisk system bruger den termiske energi fra en vandressource i sin drift. Dette er muligt, fordi temperaturen i vandet såvel som jorden i store dybder forbliver ret høj og holder stabile konstante værdier året rundt.

For at etablere et vand-vand-system og opnå termisk energi med lavt potentiale kan du bruge åbne reservoirer (søer, floder), brønde, boringer og endda spildevand fra teknologiske kredsløb af industriel produktion (omvendt vandforsyning)

Der er ingen grundlæggende strukturel forskel mellem jord-til-vand og vand-til-vand varmepumperne. Men de mindste økonomiske omkostninger og lønomkostninger er nødvendige for et kompleks bygget på et åbent reservoir.Storskala boreaktiviteter er ikke nødvendige for installation.

Rørmaterialet med kølevæsken er simpelthen udstyret med en vægt, nedsænket i vand og forbundet til hjemmets varmesystem gennem forbindelsesledninger.

Denne mulighed er dog kun mulig, hvis grunden er tæt op ad vandet, og alle kommunikationsdele af systemet er under ejernes kontrol. Hvis der ikke er adgang til åbent vand, anvendes grundvandspotentiale.

Sandt nok medfører dette seriøst udgravningsarbejde og konstruktion af komplekse strukturer, for eksempel en ekstra brønd designet til at udlede vand, der passerer gennem varmevekslerenheden.

Ved installation af vand-til-vand varmepumpe installeres ikke én, men to brønde. Arbejdsvand tages gennem den ene og, efter at have passeret gennem en varmeveksler, omdirigeres til den anden, som er placeret i bevægelsesretningen af ​​jordstrømme. Ved placering er det nødvendigt at tage højde for, at modtagebrønden skal være placeret mindst 6 meter fra udgangsbrønden og skal være nedstrøms

Som regel vand-til-vand installationer installeret hvor det ikke er muligt at tilslutte central kommunikation eller bruge andre typer kølemidler.

Eksperter siger, at alternativ opvarmning af denne type er ekstremt effektiv i moderne bygninger, der har minimalt varmetab.

Når du laver og installerer geotermiske vand-til-vand varmesystemer med dine egne hænder, er det meget vigtigt at bruge materialer med et højt niveau af modstand mod korrosion, frysning og andre aggressive manifestationer af det ydre miljø. Så vil udstyret holde i lang tid og vil ikke forårsage nogen problemer for ejeren

Hvis huset er godt isoleret, beskyttet mod træk, fugt og indtrængning af frostluft eller bygget ved hjælp af moderne varmeisoleringsteknologier, reduceres omkostningerne til varmesystemet betydeligt på grund af muligheden for at købe pumpeudstyr med meget lavere effekt.

Mulighed #3. Indretning af luft-vand-systemer

Luft-til-vand varmepumpen bruger den mest tilgængelige, ubegrænsede og vedvarende naturlige energiressource - luft. Udstyret fungerer gennem ventilatorer og fordampere kombineret til et enkelt kompleks.

Det er mest effektivt ved temperaturer ned til -15°C. Med mere aggressiv ydeevne mister den en betydelig del af kraften.

En luft-til-vand varmepumpe koster væsentligt mindre end vand-til-vand- og jord-til-vand-modeller. Modulet er velegnet til områder med relativt varme vintre. I kolde nordlige områder, hvor frosten overstiger -20...25°C, anses installation af luftudstyr som upraktisk

Enheden er ekstremt praktisk, fordi den ikke kræver, at ejerne af et privat hjem har specialudstyr til installation og komplekst installationsarbejde.

Kræver ikke udgravning af jord, boring af brønde og andre arbejdskrævende aktiviteter. Nem at installere og fylder ikke meget. Den kan fungere korrekt, når den placeres på taget af et opholdsrum.

Du kan installere en luft-til-vand geotermisk pumpe på en plads direkte ved siden af ​​boliger. Det fungerer stille og roligt og har et moderne, attraktivt udseende, der ikke ødelægger områdets overordnede design

De væsentligste fordele ved udstyret omfatter næsten lydløs drift og muligheden for at genbruge varme frigivet fra det opvarmede rum i form af udblæsningsluft, vand, gas, røg mv.

Ejerne udfører selv vedligeholdelse af systemet:

• rene blæserblade og beskyttelsesgitre på fordampningsenheden mod støv, små snavs og blade;
• smør kompressoren speciel sammensætning angivet i producentens instruktioner;
• skift olien i kraftenheder (blæser, kompressor) med en bestemt frekvens;
• kontroller strømkablets integritet strømforsyning og kobberrør, hvorigennem kølemidlet cirkulerer gennem systemet.

Ud over disse handlinger råder producenter af pumpeudstyr kraftigt kunderne til at overvåge tilstanden af ​​termiske sensorer, der afspejler driften af ​​kontrolenheden.

De skal tørres af, for forsigtigt at fjerne støv og oliepletter fra overfladen. Dette vil forlænge "livet" fraluft-til-luft systemer og vil gøre betjeningsprocessen enklere og mere behagelig.

Hvordan laver man en enhed med egne hænder?

Uanset hvilken ressourcemulighed (jord, vand eller luft) der vælges til opvarmning, vil der være behov for en pumpe for at systemet kan fungere korrekt.

Denne enhed består af følgende elementer:

• kompressor enhed (mellemelement af komplekset);
• fordamper, overførsel af lavpotentialenergi til kølevæsken;
• drosselventil, hvorigennem kølemidlet finder vej tilbage til fordamperen;
• kondensator, hvor freon frigiver termisk energi og afkøles til sin oprindelige temperatur.

Du kan købe et komplet system fra producenten, men det vil koste et anstændigt beløb.Når der ikke er gratis penge ved hånden, er det værd at lave en varmepumpe med egne hænder af de dele, du har til rådighed, og om nødvendigt købe de manglende reservedele.

Når du planlægger at installere et jordvarmesystem i et privat hjem, skal du først sørge for at reducere niveauet af varmetab. For at gøre dette skal væggene isoleres med specialmateriale, døre og vinduesrammer skal være udstyret med skumpuder, og gulv og loft skal beskyttes med skumpaneler. Så vil den maksimale mængde varme, der frigives af pumpen, forblive inde i rummet.

Når beslutningen om at lave din egen varmepumpe er taget, skal du helt sikkert tjekke tilstanden af ​​de elektriske ledninger og elmåleren i huset.

Hvis disse elementer er slidte og gamle, er det nødvendigt at inspicere alle områder, identificere mulige fejl og fjerne dem, før arbejdet påbegyndes. Så vil systemet fungere upåklageligt umiddelbart efter opstart og vil ikke genere ejerne med kortslutninger, brand i ledninger eller slåede stik.

Metode #1. Samling fra køleskabet

For at samle varmepumpen med dine egne hænder skal du fjerne spolen, der sidder bagerst, fra det gamle køleskab. Denne del bruges som kondensator og er placeret i en meget holdbar beholder, der er modstandsdygtig over for aggressive temperaturer. En korrekt fungerende kompressor er fastgjort til den, og en simpel plastiktønde bruges som en fordamper.

Hvis et meget gammelt køleskab bruges til at skabe en pumpe, er det bedre at erstatte freon i det med en ny. Du vil ikke være i stand til at gøre dette på egen hånd, så du bliver nødt til at invitere en specialist med specialudstyr. Det vil hurtigt erstatte arbejdsvæsken, og systemet vil fungere i den ønskede tilstand

De forberedte elementer er forbundet med hinanden, og derefter forbindes den oprettede enhed til varmesystemet gennem polymerrør, og udstyrets drift begynder.

Trin-for-trin instruktioner til montering af en varmepumpe fra et køleskab er beskrevet i denne artikel.

Metode #2. Varmepumpe fra klimaanlæg

For at lave en varmepumpe bliver klimaanlægget modificeret, og nogle hovedkomponenter er redesignet. Først skiftes udendørs- og indendørsenhederne.

Fordamperen, som er ansvarlig for at overføre lavkvalitets varme, er ikke yderligere installeret, da den er placeret i enhedens interne blok, og kondensatoren, der overfører termisk energi, er placeret i den eksterne blok. Både luft og vand er velegnede som kølemidler.

Hvis denne installationsmulighed ikke er praktisk, installeres kondensatoren i en separat tank designet til korrekt varmeudveksling mellem varmeressourcen og kølevæsken.

Selve systemet er udstyret med en firevejsventil. Til dette arbejde inviteres normalt en specialist med faglige kompetencer og erfaring i at gennemføre arrangementer af denne art.

Moderne splitsystemer er ineffektive ved lave temperaturer, så fagfolk anbefaler ikke at bruge dem til selv at lave varmepumper

I den tredje mulighed er klimaanlægget fuldstændigt adskilt i dets komponentdele, og derefter samles en pumpe fra dem i henhold til det traditionelle generelt accepterede skema: fordamper, kompressor, kondensator. Den færdige enhed er forbundet med det udstyr, der opvarmer huset, og begynder at blive brugt.

Siden har en række artikler om fremstilling af varmepumper med egne hænder, vi anbefaler, at du læser:

1. Sådan laver du en varmepumpe til opvarmning af et hus med dine egne hænder: driftsprincip og samlingsdiagrammer
2. Sådan laver du en luft-til-vand varmepumpe: enhedsdiagrammer og selvmontering

Tips til valg af system

Installation af jord-til-vand-udstyr er dyrere end alle andre muligheder, fordi det kræver dyb udgravning, når udstyret er placeret lodret eller et stort frit område, når man lægger kommunikation vandret.

Disse parametre begrænser brugen af ​​systemet og reducerer dets tiltrækningskraft betydeligt.

Installation af en vand-til-vand-pumpe har også nogle begrænsninger. Hvis der er et tilgængeligt vandområde i nærheden, kan du placere systemet i det. Manglen på åbent vand vil medføre boring af brønde og drænbrønde, hvilket heller ikke er billigt.

En luft-til-vand-pumpe giver ingen installationsproblemer og kan fungere korrekt selv i lejlighedsbygninger, men i strenge vintre med lave temperaturer falder dens effektivitet, og en parallel energikilde er påkrævet for at understøtte den.

Imidlertid, arrangement af jordvarme Som følge heraf betaler det sine omkostninger og begynder at producere en gratis ressource, hvilket giver ejerne mulighed for at leve under de mest bekvemme, behagelige og komfortable forhold uden at bruge mange penge på forsyninger.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen viser tydeligt, hvordan et varmesystem baseret på luft-til-vand jordvarmeudstyr installeres i et stort hus lavet af en gassilikatblok. Nogle interessante nuancer vedrørende installation af udstyr afsløres, og reelle tal for forbrugsregninger for måneden annonceres.

Hvordan landvandsudstyr fungerer.En detaljeret beskrivelse fra en specialist i installation af geotermiske termiske kedler, anbefalinger og nyttige tips til hjemmehåndværkere fra en professionel inden for sit felt.

En rigtig bruger af udstyret deler sine indtryk af jordvarmepumpen.

En professionel mekaniker fortæller, hvordan man laver en varmepumpe derhjemme ved hjælp af en kraftig kompressor og rørformede varmevekslerdele. Detaljerede instruktioner i trin-for-trin-tilstand.

En geotermisk pumpe til opvarmning af en privat husholdning er en vellykket måde at skabe behagelige levevilkår på, selv hvor centraliserede kommunikationssystemer og mere konventionelle energikilder ikke er tilgængelige.

Valget af system afhænger af ejendommens territoriale placering og ejernes økonomiske muligheder.

Har du erfaring med at lave en jordvarmepumpe? Del venligst information med vores læsere og foreslå din samlingsmulighed. Du kan efterlade kommentarer og vedhæfte billeder af dine hjemmelavede produkter i formularen nedenfor.