Tee-se-itse geoterminen lämpöpumppu talon lämmitykseen: laite, suunnittelu, itsekokoonpano

Voit järjestää omakotitalon lämmityksen ja lämminvesihuollon eri tavoin, esimerkiksi kytkemällä keskuskaasun syöttöviestintään tai kytkemällä lämmitysjärjestelmät sähkönkulutukseen. Oletko samaa mieltä?

Tai voit koota maalämpöpumpun omin käsin ja käyttää tehokkaasti maan lämpöä mukavien elinolojen luomiseen. Tietenkin tämä on melko työvoimavaltainen prosessi, mutta niille, jotka ovat ainakin hieman perehtyneet tekniikkaan, se ei ole vaikeaa.

Artikkelissamme puhumme geotermisten laitosten toimintaperiaatteista ja tyypeistä. Kerromme, kuinka voit rakentaa lämpöpumpun itse romumateriaaleista. Lisäksi artikkelista löydät asiantuntijaneuvoja geoaggregaattien valinnassa. Ja lähetetyt videot paljastavat geotermisten pumppujen asennuksen ja toimintaperiaatteiden salaisuudet.

Miten geoterminen yksikkö toimii?

Maalämpöpumpun toiminta-algoritmi perustuu lämmön siirtoon alhaisen lämpöenergiapotentiaalin lähteestä jäähdytysnesteeseen. Maa toimii täällä jäähdyttimenä kesällä ja on aktiivinen lämmönlähde talvikaudella.

Maan lämpötilojen ero auttaa parantamaan järjestelmän yleistä tehokkuutta ja alentamaan todellisia käyttökustannuksia.

Maalämpöpumpun toiminta perustuu ilmiöön, jota kutsutaan termiseksi inertiaksi. Maan lämpötila 6 metrin syvyydessä ja sen alapuolella vastaa lähes täsmälleen alueen keskimääräistä vuotuista ilman lämpötilaa ja vaihtelee hyvin vähän kalenterivuoden aikana

Käytännössä virtaava jäähdytysneste tulee maassa sijaitsevaan putkistoon ja lämpenee siellä useita asteita. Sitten koostumus menee lämmönvaihtoyksikköön (tai höyrystimeen) ja siirtää kertyneen lämpöenergian sisäiseen järjestelmän piiriin.

Maalämpölaitteistojen toimintaperiaate on samanlainen kuin jäähdytysjärjestelmien. Siksi tietyntyyppisiä lämpöpumppuja käytetään menestyksekkäästi ilmastointilaitteina kesällä ja niiden avulla viilentävät ilmaa asuintiloissa

Ulkoisessa piirissä toimiva kylmäaine kuumennetaan höyrystimessä, muunnetaan kaasuksi ja lähetetään kompressoriin. Siellä se supistuu korkean paineen vaikutuksesta ja kuumenee entisestään.

Kuuma kaasu siirtyy lauhdutuslaitteeseen ja siirtää lämpöenergiaa talon lämmittämisestä vastaavan sisäisen järjestelmän toimivaan jäähdytysnesteeseen. Prosessin lopussa kylmäaine, joka on menettänyt lämpönsä, palaa lähtöpisteeseensä nestemäisessä tilassa.

Millaisia ​​geotermisiä laitteistoja on?

Maalämpöpumput eroavat toisistaan ​​jäähdytysnesteen tyypissä rakenteen sisä- ja ulkomuodoissa. Laitteen energia saadaan maaperästä, vedestä (pohjavedestä tai avoimesta luonnonvarannosta) tai ilmasta.

Asuintiloissa lämpöresurssia käytetään huoneiden lämmitykseen, veden lämmittämiseen ja ilmastointiin.Käytettyjen elementtien ja toimintojen yhdistelmästä riippuen järjestelmät luokitellaan tyyppeihin: "maa-vesi", "vesi-vesi" ja "ilma-vesi".

Vaihtoehto 1. Kokoonpano maa-vesi-tekniikalla

Maa-vesipumppu on yksi tehokkaimmista vaihtoehtoisista lämmitysvaihtoehdoista asuintiloissa. Sen toimintaperiaate perustuu lämpöenergian valitsemiseen maasta antureita tai keräilijöitä käyttäen ja sen siirtämiseen kodin veden lämmitysjärjestelmään.

Maasta veteen maalämpöpumput ovat korkean teknologian edistyksellisiä laitteita. Ne ovat poikkeuksellisen luotettavia ja osoittavat korkeaa tehokkuutta. Ne eivät vaadi omistajilta jatkuvaa puuttumista työhönsä, vaan vaativat ammattitaitoista palvelua

Tekniikan toteuttamista auttaa erikoisasennus, joka koostuu todellisen maan jäätymissyvyyden alapuolella sijaitsevasta geotermisestä lämmönvaihtimesta ja suoraan lämpöpumpusta, joka toimii kuten jääkaappi, vain käänteisesti (käänteinen Carnot-kierto).

Kuinka laite toimii

"Pohjavesi" -laitteisto, joka lämmittää asuintiloja maaperän tuottamalla uusiutuvalla lämmöllä, toimii seuraavan algoritmin mukaan:

1. Geotermistä piiriä pitkin liikkuva työneste (suolavesi tai pakkasneste) ottaa maaperän lämpötilan ja siirretään pumpun kautta lämmönvaihtimeen - höyrystimeen. Siellä se luovuttaa kerätyn lämmön freonille ja itse palaa 2-5°C kylmemmäksi lähtöpisteeseensä.
2. Lämpöenergialla rikastettu freoni haihtuu ja tullessaan kaasumaiseen tilaan tulee kompressoriyksikköön. Siellä kaasun lämpötila nousee puristuksen ja kondensoitumisen vuoksi.
3. Lämpöenergia siirtyy kodin lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteeseen, ja freoni ottaa jälleen nestemäisen muodon. Sen paine laskee kulkiessaan järjestelmän paisuntaventtiilin läpi ja kylmäaine palaa takaisin höyrystimeen saadakseen toisen osan resurssista.

Tämän toimenpiteen seurauksena maaperästä otetun ja asuinrakennuksen lämmitysjärjestelmään siirretyn lämpöenergian määrä on yli 4 kertaa suurempi kuin kompressoriyksikön, kiertovesipumpun oikean toiminnan varmistamiseksi kulutetun sähkön määrä. ja ohjausyksikkö.

Glykoliseos, jolla on hyvä viskositeettiindeksi, vesi alkoholin kanssa tai suolaliuos - nämä ovat jäätymättömiä nesteitä, joita käytetään maa-vesijärjestelmässä. Ne ovat ympäristöystävällisiä, ottavat tehokkaasti lämpöä vastaan ​​ja kuljettavat sen pumppuasemalle

Lisäbonuksena on, että järjestelmällä on kyky toimia vastakkaiseen suuntaan eli jäähdytykseen. Totta, tehokkuuden menetys on 20%, mutta tätä pidetään perusteltuna, kun otetaan huomioon laitteiden korkea lämmityskapasiteetti.

Vaihtoehdot pohjavesijärjestelmien sijoittamiselle

Maa-vesijärjestelmän ulkoisen ääriviivan luomiseksi käytetään erittäin lujia polymeeriputkia, joilla on hyvät suorituskykyominaisuudet. Ne sijoitetaan vaakasuoraan, asetetaan kaivon pohjalle tavalla, joka muistuttaa "lämmin lattia" -kompleksien viestintäjärjestelyä.

Maa-vesilämpöpumppu on toimintavarma, tehokas ja hiljainen, mutta sen asennus maksaa paljon rahaa ja vie paljon aikaa (vähintään 1 kk rakentamiseen, asennukseen ja säätöön).Tämä seikka on otettava huomioon ennen tämän tyyppisen lämmitysjärjestelmän valintaa.

Asennuksen yhteydessä käytetään 25-50 neliömetrin pinta-alaa. m jokaista yksittäistä asennettua pumpun kilowattia kohden. Kuopan syvyys valitaan jäätymisrajan alapuolelta, ja putken laskennan tarkat mitat ja nousu määritetään lisälaskelmilla.

Suurten maatilojen omistajille, jotka ovat valinneet kotinsa lämmitykseen maalämpöpumpun, on suositeltavaa asentaa vaakakeräimet. Pienten tonttien omistajille syvyysanturien asennus on sopivampi, koska ne menevät pitkälle maaperään eivätkä "syö" talon lähellä olevaa käyttöaluetta

Alueita, joilla geotremaalisten maa-vesijärjestelmien kommunikaatiot on järjestetty, ei enää käytetä maatalouden tarpeisiin. Niitä voidaan käyttää kauniin nurmikon luomiseen tai kukkapenkkiin, joissa on kukkivia yksivuotiskasveja.

Pystyasennus on paljon ongelmallisempaa ja edellyttää ammattilaitteiden käyttöä. Työmaalla porataan kaivo 20-150 m syvyyteen porauslaitteistolla, siihen lasketaan erityinen geoterminen anturi ja liitetään pumppuun, joka toimittaa käyttönestettä kodin lämmitysjärjestelmään.

Maa-veteen geotermisen järjestelmän pystysuora anturi koostuu päästä, johon on liitetty putkia. Se upotetaan kaivoon, jonka syvyys on vähintään 18 m. Kaivojen ja koettimien tarkka lukumäärä, vaadittu upotussyvyys ja putkilinjan todellinen halkaisija lasketaan erikseen jokaisessa yksittäistapauksessa asiantuntijoiden paikan päällä tekemien geologisten tutkimusten tuloksena saatujen tietojen perusteella.

Kaivoista lähtevät kaivoputket tulevat keräyskaivoon. Siitä lämpöpumppuun on 2 päälinjaa (resurssien syöttö ja paluu), jotka on varustettu eristävällä pinnoitteella. Linjan halkaisija riippuu järjestelmän kokonaistilavuudesta ja lämmitettävästä huoneesta. Joskus parametrit saavuttavat 160 mm.

Karkeiden laskelmien mukaan noin 100 m2:n asuinrakennuksen lämmittäminen vaatii noin 7,5 kW/h energiaa. Tässä tapauksessa pystysuorat anturit maa-vesilämmitysjärjestelmän luomiseksi on laskettava maahan 110-115 metriä tai viereisestä alueesta on varattava 250 m2 horisontaalista viestintää varten (+)

Koska syvyydessä maaperän lämpötila on aina korkeampi ja vakaampi maan ytimen vaikutuksesta, lämmitysjärjestelmän pystysuora asennusmenetelmä tunnustetaan tehokkaimmaksi. Se osoittaa korkeaa tehokkuutta ja toimii luotettavasti useiden vuosien ajan ilman vikoja tai vikoja.

Vaihtoehto #2. Vesi-vesilämpöpumppujen ominaisuudet

Vesi-veteen geoterminen järjestelmä käyttää toiminnassaan vesivaran lämpöenergiaa. Tämä on mahdollista, koska suurilla syvyyksillä veden ja maaperän lämpötila pysyy melko korkeana ja säilyttää vakaat vakioarvot ympäri vuoden.

Vesi-vesijärjestelmän perustamiseen ja matalan potentiaalin lämpöenergian saamiseksi voit käyttää avoimia säiliöitä (järviä, jokia), kaivoja, kaivoja ja jopa jätevettä teollisuustuotannon teknisistä syistä (käänteinen vesihuolto)

Maa-vesi- ja vesi-vesilämpöpumppujen välillä ei ole perustavanlaatuista rakenteellista eroa. Mutta vähiten taloudellisia ja työvoimakustannuksia vaaditaan avoimelle säiliölle rakennetussa kompleksissa.Asennus ei vaadi laajamittaista porausta.

Jäähdytysnestettä sisältävä putkimateriaali on yksinkertaisesti varustettu painolla, upotettu veteen ja liitetty kodin lämmitysjärjestelmään liitäntäjohtojen kautta.

Tämä vaihtoehto on kuitenkin mahdollinen vain, jos tontti on lähellä vettä ja kaikki järjestelmän viestintäosat ovat omistajien hallinnassa. Jos avoveteen ei ole pääsyä, käytetään pohjavesipotentiaalia.

Totta, tämä vaatii vakavia louhintatöitä ja monimutkaisten rakenteiden rakentamista, esimerkiksi lisäkaivon, joka on suunniteltu poistamaan lämmönvaihtoyksikön läpi kulkevaa vettä.

Vesi-vesilämpöpumppua asennettaessa ei asenneta yhtä, vaan kaksi kaivoa. Työvesi otetaan yhden läpi ja johdetaan lämmönvaihtimen läpi kulkemisen jälkeen toiseen, joka sijaitsee maavirtojen liikesuunnassa. Sijoittamisen yhteydessä on huomioitava, että vastaanottokaivon on sijaittava vähintään 6 metrin etäisyydellä lähtökaivosta ja sen on oltava alavirtaan

Yleensä vesi-veteen -asennukset asennettu paikkaan, jossa ei ole mahdollista kytkeä keskustietoliikennettä tai käyttää muuntyyppisiä jäähdytysnesteitä.

Asiantuntijat sanovat, että tämäntyyppinen vaihtoehtoinen lämmitys on erittäin tehokas nykyaikaisissa rakennuksissa, joissa lämpöhäviö on minimaalinen.

Kun teet ja asennat geotermisiä vesi-vesilämmitysjärjestelmiä omin käsin, on erittäin tärkeää käyttää materiaaleja, jotka kestävät korkeaa korroosiota, jäätymistä ja muita ulkoisen ympäristön aggressiivisia ilmenemismuotoja. Silloin laite kestää pitkään eikä aiheuta ongelmia omistajalle

Jos talo on hyvin eristetty, suojattu vedolta, kosteudelta ja pakkasilman tunkeutumiselta tai rakennettu nykyaikaisilla lämmöneristystekniikoilla, lämmitysjärjestelmän kustannukset pienenevät huomattavasti, koska on mahdollista ostaa paljon pienemmän tehon pumppauslaitteita.

Vaihtoehto #3. Ilma-vesijärjestelmien järjestely

Ilma-vesi-lämpöpumppu käyttää kaikkein saavutettavinta, rajattomasti ja uusiutuvaa luonnonenergiaresurssia - ilmaa. Laitteet toimivat puhaltimien ja höyrystimien kautta, jotka on yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi.

Se on tehokkain -15 °C:n lämpötiloissa. Aggressiivisemmalla suorituskyvyllä se menettää merkittävän osan tehostaan.

Ilma-vesilämpöpumppu maksaa huomattavasti vähemmän kuin vesi-vesi- ja maa-vesi-mallit. Moduuli sopii alueille, joilla on suhteellisen lämmin talvi. Kylmillä pohjoisilla alueilla, joissa pakkaset ylittävät -20...25°C, ilmalaitteiden asennusta pidetän epäkäytännöllisenä

Yksikkö on erittäin kätevä, koska se ei vaadi yksityisen kodin omistajilta erityisiä laitteita asennukseen ja monimutkaisiin asennustöihin.

Ei vaadi maan louhintaa, kaivojen porausta ja muuta työvoimavaltaista toimintaa. Helppo asentaa eikä vie paljon tilaa. Se voi toimia oikein, kun se asetetaan asuintilan katolle.

Voit asentaa ilma-vesi-maalämpöpumpun suoraan asuinrakennusten viereen. Se toimii hiljaisesti ja on moderni, houkutteleva ulkonäkö, joka ei pilaa alueen yleistä muotoilua

Laitteen tärkeimpiä etuja ovat lähes äänetön toiminta ja mahdollisuus käyttää uudelleen lämmitetystä huoneesta vapautuvaa lämpöä poistoilman, veden, kaasun, savun jne. muodossa.

Omistajat huolehtivat järjestelmän ylläpidosta itse:

• puhtaat tuulettimen siivet ja suojaritilät haihdutusyksikössä pölyltä, pieniltä roskilta ja lehdiltä;
• voitele kompressori valmistajan ohjeissa määritetty erityinen koostumus;
• vaihtaa öljyt voimayksiköissä (tuuletin, kompressori) tietyllä taajuudella;
• tarkista virtajohdon eheys virtalähde ja kupariputket, joiden kautta kylmäaine kiertää järjestelmän läpi.

Näiden toimenpiteiden lisäksi pumppauslaitteiden valmistajat suosittelevat asiakkaita seuraamaan ohjausyksikön toimintaa heijastavien lämpöanturien kuntoa.

Ne on pyyhittävä poistamalla pöly ja öljytahrat varovasti pinnalta. Tämä pidentää "elämää" alkaenilmasta ilmaan -järjestelmät ja tekee käyttöprosessista yksinkertaisemman ja mukavamman.

Kuinka tehdä yksikkö omin käsin?

Riippumatta siitä, mikä resurssivaihtoehto (maa, vesi vai ilma) valitaan lämmitykseen, tarvitaan pumppu, jotta järjestelmä toimisi oikein.

Tämä laite koostuu seuraavista osista:

• kompressoriyksikkö (kompleksin välielementti);
• höyrystin, siirtää matalan potentiaalin energiaa jäähdytysnesteeseen;
• kaasuventtiili, jonka kautta kylmäaine löytää tiensä takaisin höyrystimeen;
• kondensaattori, jossa freoni vapauttaa lämpöenergiaa ja jäähdytetään alkuperäiseen lämpötilaansa.

Voit ostaa täydellisen järjestelmän valmistajalta, mutta tämä maksaa kohtuullisen summan.Kun ilmaista rahaa ei ole käsillä, kannattaa omin käsin tehdä lämpöpumppu käytettävissä olevista osista ja tarvittaessa ostaa puuttuvat varaosat.

Kun suunnittelet maalämpöjärjestelmän asentamista omakotitaloon, sinun on ensin huolehdittava lämpöhäviön vähentämisestä. Tätä varten seinät on eristettävä erikoismateriaalilla, ovet ja ikkunakarmit on varustettava vaahtomuovityynyillä ja lattia ja katto on suojattava vaahtomuovipaneeleilla. Tällöin suurin mahdollinen määrä pumpun vapauttamaa lämpöä jää huoneen sisälle.

Kun päätös oman lämpöpumpun tekemisestä on tehty, on ehdottomasti tarkistettava talon sähköjohtojen ja sähkömittarin kunto.

Jos nämä elementit ovat kuluneet ja vanhoja, on tarpeen tarkastaa kaikki alueet, tunnistaa mahdolliset viat ja poistaa ne ennen työn aloittamista. Silloin järjestelmä toimii moitteettomasti heti käynnistyksen jälkeen eikä häiritse omistajia oikosulkuilla, tulipaloilla johdotuksessa tai irrotetuilla pistokkeilla.

Menetelmä #1. Kokoaminen jääkaapista

Kokoaaksesi lämpöpumpun omin käsin, poista vanhan jääkaapin takaosassa oleva patteri. Tätä osaa käytetään kondensaattorina ja se asetetaan erittäin kestävään säiliöön, joka kestää aggressiivisia lämpötiloja. Siihen on kiinnitetty kunnolla toimiva kompressori ja höyrystimenä käytetään yksinkertaista muovisäiliötä.

Jos pumpun luomiseen käytetään erittäin vanhaa jääkaappia, on parempi korvata siinä oleva freoni uudella. Et voi tehdä tätä itse, joten sinun on kutsuttava asiantuntija erikoisvarusteilla. Se vaihtaa nopeasti käyttönesteen ja järjestelmä toimii halutussa tilassa

Valmistetut elementit yhdistetään toisiinsa, ja sitten luotu yksikkö liitetään lämmitysjärjestelmään polymeeriputkien kautta ja laitteiden toiminta alkaa.

Vaiheittaiset ohjeet lämpöpumpun kokoamiseksi jääkaapista on kuvattu kohdassa Tämä artikkeli.

Menetelmä #2. Ilmastointilaitteen lämpöpumppu

Lämpöpumpun valmistamiseksi ilmastointilaitetta muutetaan ja jotkin pääkomponentit suunnitellaan uudelleen. Ensin vaihdetaan ulko- ja sisäyksiköt.

Höyrystintä, joka vastaa matalalaatuisen lämmön siirtämisestä, ei asenneta lisäksi, koska se sijaitsee yksikön sisäisessä lohkossa ja lämpöenergiaa siirtävä lauhdutin sijaitsee ulkoisessa lohkossa. Sekä ilma että vesi sopivat jäähdytysnesteiksi.

Jos tämä asennusvaihtoehto ei ole kätevä, lauhdutin asennetaan erilliseen säiliöön, joka on suunniteltu oikeaan lämmönvaihtoon lämmitysresurssin ja jäähdytysnesteen välillä.

Itse järjestelmä on varustettu nelitieventtiilillä. Tähän työhön kutsutaan yleensä asiantuntija, jolla on ammattitaitoa ja kokemusta tällaisten tapahtumien toteuttamisesta.

Nykyaikaiset split-järjestelmät ovat tehottomia alhaisissa lämpötiloissa, joten ammattilaiset eivät suosittele niiden käyttöä lämpöpumppujen itsevalmistukseen

Kolmannessa vaihtoehdossa ilmastointilaite puretaan kokonaan osiin, ja sitten niistä kootaan pumppu perinteisen yleisesti hyväksytyn järjestelmän mukaisesti: höyrystin, kompressori, lauhdutin. Valmis laite liitetään talon lämmityslaitteisiin ja otettiin käyttöön.

Sivustolla on sarja artikkeleita lämpöpumppujen valmistamisesta omin käsin, suosittelemme lukemaan:

1. Kuinka tehdä lämpöpumppu talon lämmittämiseen omin käsin: toimintaperiaate ja kokoonpanokaaviot
2. Ilma-vesilämpöpumpun valmistus: laitekaaviot ja itsekokoonpano

Vinkkejä järjestelmän valintaan

Maasta veteen -laitteiden asennus on kalliimpaa kuin kaikki muut vaihtoehdot, koska se vaatii syvää kaivuua, kun laite on sijoitettu pystysuoraan, tai suuren vapaan alueen kommunikoitaessa vaakasuoraan.

Nämä parametrit rajoittavat järjestelmän käyttöä ja vähentävät merkittävästi sen houkuttelevuutta.

Vesi-vesipumpun asennuksella on myös joitain rajoituksia. Jos lähellä on vesistö, johon pääsee käsiksi, voit sijoittaa järjestelmän siihen. Avoveden puute edellyttää kaivojen ja viemärikaivojen poraamista, mikä ei myöskään ole halpaa.

Ilma-vesipumppu ei aiheuta asennusongelmia, ja se voi toimia oikein myös kerrostaloissa, mutta ankarissa talveissa ja alhaisissa lämpötiloissa sen hyötysuhde laskee ja sen tukemiseen tarvitaan rinnakkaisenergialähde.

Kuitenkin, maalämpöjärjestelyt Seurauksena on, että se maksaa kustannukset pois ja alkaa tuottaa ilmaista resurssia, jolloin omistajat voivat elää mukavimmissa, miellyttävimissä ja mukavimmissa olosuhteissa kuluttamatta paljon rahaa apuohjelmiin.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Videolla näkyy selkeästi kuinka ilma-vesi-maalämpölaitteistoon perustuva lämmitysjärjestelmä asennetaan suureen kaasusilikaattilohkosta tehtyyn taloon. Mielenkiintoisia vivahteita koskien laitteiden asennusta paljastetaan ja kuukauden todellisia sähkölaskuja julkistetaan.

Kuinka maavesilaitteet toimivat.Yksityiskohtainen kuvaus maalämpökattiloiden asennuksen asiantuntijalta, suosituksia ja hyödyllisiä vinkkejä kotikäsityöläisille alansa ammattilaiselta.

Laitteen todellinen käyttäjä jakaa mielikuvansa maalämpöpumpusta.

Ammattimekaanikko kertoo, kuinka lämpöpumppu tehdään kotona tehokkaalla kompressorilla ja putkimaisilla lämmönvaihtoosilla. Yksityiskohtaiset ohjeet vaiheittaisessa tilassa.

Maalämpöpumppu kotitalouden lämmitykseen on onnistunut tapa luoda mukavat elinolot silloinkin, kun keskitettyjä viestintäjärjestelmiä ja tavanomaisempia energialähteitä ei ole saatavilla.

Järjestelmän valinta riippuu kiinteistön alueellisesta sijainnista ja omistajien taloudellisista mahdollisuuksista.

Onko sinulla kokemusta maalämpöpumpun valmistamisesta? Jaa tiedot lukijoillemme ja ehdota kokoonpanovaihtoehtoasi. Alla olevalla lomakkeella voit jättää kommentteja ja liittää kuvia kotitekoisista tuotteistasi.