משאבת חום גיאותרמית עשה זאת בעצמך לחימום בית: מכשיר, עיצוב, הרכבה עצמית

ניתן לארגן חימום ומים חמים לבית פרטי בדרכים שונות, למשל על ידי חיבור לתקשורת אספקת הגז המרכזית או החלפת מערכות חימום לצריכת חשמל. אתה מסכים?

או שאתה יכול להרכיב משאבת חום גיאותרמית במו ידיך ולהשתמש ביעילות בחום האדמה כדי ליצור תנאי חיים נוחים. כמובן שמדובר בתהליך די עתיר עבודה, אבל למי שלפחות קצת בקי בטכנולוגיה זה לא יהיה קשה.

במאמר שלנו נדבר על עקרונות הפעולה וסוגי התקנות גיאותרמיות. אנו אגיד לך כיצד לבנות משאבת חום בעצמך מחומרי גרוטאות. בנוסף, במאמר תמצאו ייעוץ מומחים בבחירת גיאוגרפים. והסרטונים שפורסמו יגלו את סודות ההתקנה וההפעלה של משאבות גיאותרמיות.

כיצד פועלת יחידה גיאותרמית?

אלגוריתם ההפעלה של משאבת חום גיאותרמית מבוסס על העברת חום ממקור בעל פוטנציאל אנרגיה תרמית נמוך לנוזל הקירור. כדור הארץ כאן ממלא את התפקיד של רדיאטור בקיץ ומהווה מקור פעיל לחום בעונת החורף.

ההבדל בטמפרטורות הקרקע עוזר לשפר את היעילות הכוללת של המערכת ומסייע בהפחתת עלויות התפעול בפועל.

פעולתה של משאבת חום גיאותרמית מבוססת על תופעה הנקראת אינרציה תרמית. טמפרטורת כדור הארץ בעומק של 6 מטרים ומטה מתאימה כמעט בדיוק לטמפרטורת האוויר השנתית הממוצעת באזור ומשתנה מעט מאוד לאורך השנה הקלנדרית

בפועל, נוזל הקירור הנוכחי נכנס לצינור שנמצא באדמה ומתחמם שם בכמה מעלות. ואז ההרכב נכנס ליחידת חילופי חום (או מאייד) ומעביר את האנרגיה התרמית המצטברת למעגל המערכת הפנימי.

עקרון הפעולה של מתקנים גיאותרמיים דומה לתפקוד של מערכות קירור. לכן סוגים מסוימים של משאבות חום משמשים בהצלחה כמזגנים בקיץ ובעזרתן מצננים את האוויר בחצרים למגורים

הקירור הפועל במעגל החיצוני מחומם במאייד, הופך לגז ונשלח למדחס. שם הוא מתכווץ בהשפעת לחץ גבוה ונעשה חם עוד יותר.

הגז החם עובר למכשיר העיבוי ומעביר אנרגיה תרמית לנוזל הקירור הפועל של המערכת הפנימית האחראית על חימום הבית. בסופו של התהליך, הקירור, לאחר שאיבד את חומו, חוזר לנקודת ההתחלה במצב נוזלי.

מהם סוגי המתקנים הגיאותרמיים?

משאבות חום גיאותרמיות נבדלות זו מזו בסוג נוזל הקירור על קווי המתאר הפנימיים והחיצוניים של המבנה. האנרגיה של המכשיר מתקבלת מאדמה, מים (מי תהום או מאגר טבעי פתוח) או אוויר.

בתוך שטח המגורים, המשאב התרמי משמש לחימום חדרים, חימום מים ומיזוג אוויר.בהתאם לשילוב של אלמנטים ופונקציות בשימוש, המערכות מסווגות לסוגים: "מים-יבשה", "מים-מים" ו"אוויר-מים".

אופציה 1. הרכבה באמצעות טכנולוגיית מי אדמה

משאבת אדמה למים היא אחת מאפשרויות החימום האלטרנטיביות היעילות ביותר למגורים. עקרון פעולתו מסתכם בבחירת האנרגיה התרמית מהקרקע באמצעות בדיקות או קולטים והעברתה למערכת חימום המים הביתית.

משאבות חום גיאותרמיות מהקרקע למים הן מכשירים מתקדמים בהייטק. הם אמינים במיוחד ומפגינים רמת יעילות גבוהה. הם אינם דורשים התערבות מתמדת של בעלים בעבודתם, אלא דורשים שירות מקצועי

התקנה מיוחדת מסייעת ביישום הטכנולוגיה, המורכבת ממחליף חום גיאותרמי הממוקם מתחת לעומק הקפאת הקרקע בפועל, ובאופן ישיר ממשאבת חום המתפקדת כמו מקרר, רק בהיפוך (מחזור קרנו הפוך).

איך המכשיר עובד

מתקן "מי התהום", המחמם שטחי מגורים באמצעות חום מתחדש המופק על ידי הקרקע, פועל לפי האלגוריתם הבא:

1. נוזל העבודה (תמלחת או אנטיפריז), הנעה לאורך המעגל הגיאותרמי, לוקח את טמפרטורת האדמה ומועבר דרך משאבה למחליף חום - מאייד. שם הוא מפיץ את החום שנאסף לפראון, ובעצמו, לאחר שהתקרר ב-2-5 מעלות צלזיוס, חוזר לנקודת ההתחלה שלו.
2. פריאון המועשר באנרגיה תרמית מתאדה ולאחר שקיבל מצב גזי, נכנס ליחידת המדחס. שם, טמפרטורת הגז עולה עקב צורות דחיסה ועיבוי.
3. אנרגיה תרמית מועברת לנוזל הקירור במערכת החימום הביתית, והפריאון שוב מקבל צורה נוזלית. הלחץ שלו יורד לאחר מעבר דרך שסתום ההתפשטות של המערכת והקירור חוזר בחזרה למאייד כדי להשיג חלק נוסף מהמשאב.

כתוצאה מהליך זה, נפח האנרגיה התרמית הנלקחת מהאדמה ומועברת למערכת החימום של בניין מגורים גדול יותר מפי 4 מכמות החשמל המושקעת כדי להבטיח את הפעולה הנכונה של יחידת המדחס, משאבת הסחרור. ויחידת בקרה.

תערובת גליקול עם אינדקס צמיגות טוב, מים עם אלכוהול או תמיסת מלח - אלו הנוזלים הלא מקפיאים המשמשים במערכת מי האדמה. הם ידידותיים לסביבה, מקבלים חום ביעילות ומעבירים אותו לתחנת השאיבה

בונוס נוסף הוא שלמערכת יש את היכולת לעבוד בכיוון ההפוך, כלומר לקירור. נכון, אובדן היעילות מגיע ל-20%, אבל זה נחשב מוצדק, בהתחשב ביכולת החימום הגבוהה של הציוד.

אפשרויות להצבת מערכות מי תהום

כדי ליצור את קווי המתאר החיצוניים של מערכת מי האדמה, נעשה שימוש בצינורות פולימרים בעלי חוזק גבוה עם מאפייני ביצועים טובים. הם ממוקמים אופקית, מונחים על תחתית הבור באופן המזכיר את סידור התקשורת עבור מתחמי "רצפה חמה".

משאבת החום קרקע למים אמינה, יעילה ושקטה בפעולה, אך התקנתה עולה כסף רב ולוקחת זמן רב (לפחות חודש לפעולות בנייה, התקנה והתאמה).יש לקחת נקודה זו בחשבון לפני שבוחרים מערכת חימום מסוג זה.

בעת ההתקנה, נעשה שימוש בשטח של 25-50 מ"ר. מ 'עבור כל קילוואט בודד של כוח משאבה מותקן. עומק הבור נבחר מתחת לקו ההקפאה, והממדים והגובה המדויקים של הנחת הצינור נקבעים על ידי חישובים נוספים.

לבעלי אחזקות קרקע גדולות שבחרו במשאבת חום גיאותרמית קרקע למים לחימום ביתם, רצוי להתקין קולטים אופקיים. לבעלי מגרשים קטנים, התקנת בדיקות עומק מתאימה יותר, מכיוון שהם הולכים רחוק לתוך האדמה ואינם "אוכלים" את השטח השמיש ליד הבית

השטחים שבהם מסודרים תקשורת של מערכות מי אדמה גיאוטרמליות אינם משמשים עוד לצרכים חקלאיים. ניתן להשתמש בהם ליצירת מדשאת דשא יפה או ערוגה עם צמחים חד-שנתיים פורחים.

התקנה אנכית היא הרבה יותר בעייתית וגוררת שימוש בציוד מקצועי. במקום, באמצעות אסדת קידוח, קודחים באר לעומק של 20 עד 150 מ', מורידים לתוכה בדיקה גיאותרמית מיוחדת ומחוברים למשאבה המספקת נוזל עבודה למערכת החימום הביתית.

בדיקה אנכית למערכת גיאותרמית קרקע למים מורכבת מראש עם צינורות מחוברים. הוא טובל בבאר בעומק של 18 מ' או יותר. המספר המדויק של בארות ובדיקות, עומק הטבילה הנדרש והקוטר בפועל של הצינור מחושבים בנפרד עבור כל מקרה ספציפי, בהתבסס על מידע המתקבל כתוצאה ממחקר גיאולוגי שבוצע על ידי מומחים באתר

צינורות צלילים הנמשכים מבארות קדומות נכנסים לבאר האיסוף. ממנו למשאבת החום יש 2 קווים ראשיים (אספקת משאבים והחזרה), המצוידים בציפוי מבודד. קוטר הקו תלוי בנפח הכולל של המערכת ובחדר שצריך לחמם. לפעמים הפרמטרים מגיעים ל-160 מ"מ.

לפי חישובים גסים, חימום בניין מגורים בשטח של כ-100 מ"ר ידרוש כ-7.5 קילוואט לשעה של אנרגיה. במקרה זה, בדיקות אנכיות ליצירת מערכת חימום מים אדמה יצטרכו לרדת לאדמה 110-115 מטרים, או 250 מ"ר מהשטח הסמוך יצטרכו להיות תפוסה לתקשורת אופקית (+)

בשל העובדה שבעומק טמפרטורת הקרקע תמיד גבוהה ויציבה יותר בשל השפעת ליבת כדור הארץ, השיטה האנכית של הנחת מערכת החימום מוכרת כיעילה ביותר. הוא מפגין רמת יעילות גבוהה ופועל בצורה אמינה לאורך שנים רבות ללא תקלות או תקלות.

אפשרות מס' 2. תכונות של משאבות חום מים למים

מערכת גיאותרמית מים למים משתמשת באנרגיה התרמית של משאב מים בהפעלתה. זה אפשרי מכיוון שבעומקים גדולים טמפרטורת המים, כמו גם האדמה, נשארת די גבוהה ושומרת על ערכים קבועים יציבים כל השנה.

כדי להקים מערכת מים-מים ולהשיג אנרגיה תרמית בעלת פוטנציאל נמוך, ניתן להשתמש במאגרים פתוחים (אגמים, נהרות), בארות, בורות קידוח ואפילו מי שפכים ממחזורים טכנולוגיים של ייצור תעשייתי (אספקת מים הפוכה)

אין הבדל מבני מהותי בין משאבות החום קרקע למים ומים למים. אבל העלות הכספית והעבודה הנמוכה ביותר נדרשת עבור מתחם הבנוי על מאגר פתוח.פעולות קידוח בקנה מידה גדול אינן נדרשות להתקנה.

חומר הצינור עם נוזל הקירור מצויד פשוט במשקולת, שקוע במים ומחובר למערכת החימום הביתית באמצעות חיבור תקשורת.

עם זאת, אפשרות זו אפשרית רק אם חלקת הקרקע צמודה למים וכל חלקי התקשורת של המערכת נמצאים בשליטת הבעלים. אם אין גישה למים פתוחים, נעשה שימוש בפוטנציאל מי תהום.

נכון, הדבר כרוך בעבודות חפירה רציניות ובניית מבנים מורכבים, למשל, באר נוספת שתוכננה להזרים מים העוברים דרך יחידת חילופי החום.

בעת התקנת משאבת חום מים למים, לא אחת, אלא שתי בארות מותקנות. מי עבודה נלקחים דרך אחד ולאחר שעברו דרך מחליף חום, מופנים לשני, הממוקם בכיוון התנועה של זרימות הקרקע. במהלך ההצבה, יש לקחת בחשבון שהבאר הקולטת חייבת להיות ממוקמת לפחות 6 מטרים מבאר הפלט ועליה להיות במורד הזרם.

בְּדֶרֶך כְּלַל מתקני מים למים מותקן במקום שבו לא ניתן לחבר תקשורת מרכזית או להשתמש בסוגים אחרים של נוזלי קירור.

מומחים אומרים כי חימום חלופי מסוג זה יעיל ביותר במבנים מודרניים שיש להם איבוד חום מינימלי.

בעת ביצוע והתקנה של מערכות חימום מים למים גיאותרמיות במו ידיך, חשוב מאוד להשתמש בחומרים בעלי רמה גבוהה של עמידות בפני קורוזיה, הקפאה וביטויים אגרסיביים אחרים של הסביבה החיצונית. אז הציוד יחזיק מעמד זמן רב ולא יגרום שום צרות לבעלים

אם הבית מבודד היטב, מוגן מפני טיוטות, רטיבות וחדירה של אוויר כפור, או בנוי באמצעות טכנולוגיות בידוד תרמי מודרניות, עלות מערכת החימום מופחתת באופן משמעותי עקב ההזדמנות לרכוש ציוד שאיבה בעל הספק נמוך בהרבה.

אפשרות מס' 3. הסדרת מערכות אוויר-מים

משאבת החום אוויר למים משתמשת במשאב האנרגיה הטבעי הנגיש, הבלתי מוגבל והמתחדש ביותר - אוויר. הציוד פועל באמצעות מאווררים ומאיידים המשולבים במכלול אחד.

הוא יעיל ביותר בטמפרטורות של עד -15 מעלות צלזיוס. עם ביצועים אגרסיביים יותר, הוא מאבד חלק ניכר מהכוח.

משאבת חום אוויר למים עולה פחות משמעותית מדגמי מים למים וקרקע למים. המודול מתאים לאזורים עם חורף חם יחסית. באזורים צפוניים קרים, שבהם הכפור עולה על -20...25 מעלות צלזיוס, התקנת ציוד אוויר נחשבת לא מעשית

היחידה נוחה ביותר בכך שאינה מצריכה מבעלי בית פרטי ציוד מיוחד להתקנה ועבודות התקנה מורכבות.

אינו מצריך חפירת קרקע, קידוח בארות ופעילויות אחרות עתירות עבודה. קל להתקנה ואינו תופס הרבה מקום. זה יכול לתפקד בצורה נכונה כאשר הוא ממוקם על גג של חלל מגורים.

ניתן להתקין משאבת גיאותרמית אוויר למים באתר ישירות ליד בנייני מגורים. הוא פועל בשקט ובעל מראה מודרני ואטרקטיבי שאינו מקלקל את העיצוב הכללי של האזור

היתרונות העיקריים של הציוד כוללים פעולה כמעט שקטה ואפשרות לשימוש חוזר בחום המשתחרר מהחדר המחומם בצורת אוויר פליטה, מים, גז, עשן וכו'.

הבעלים מבצעים תחזוקה של המערכת בעצמם:

• לנקות להבי מאוורר ורשתות מגן על יחידת האידוי מפני אבק, פסולת קטנה ועלים;
• לשמן את המדחס הרכב מיוחד המצוין בהוראות היצרן;
• להחליף את השמן ביחידות כוח (מאוורר, מדחס) בתדירות מסוימת;
• בדוק את תקינות כבל החשמל ספק כוח וצנרת נחושת שדרכם מסתובב נוזל הקירור במערכת.

בנוסף לפעולות אלה, יצרני ציוד שאיבה מייעצים ללקוחות לפקח על מצבם של חיישנים תרמיים המשקפים את פעולת יחידת הבקרה.

יש לנגב אותם, להסיר בזהירות אבק ושמן מהמשטח. זה יאריך את ה"חיים" ממערכות אוויר-אוויר ויהפוך את תהליך ההפעלה לפשוט ונוח יותר.

איך להכין יחידה במו ידיך?

ללא קשר לאיזו אפשרות משאב (אדמה, מים או אוויר) נבחר לחימום, יהיה צורך במשאבה כדי שהמערכת תפעל כהלכה.

מכשיר זה מורכב מהרכיבים הבאים:

• יחידת מדחס (אלמנט ביניים של המתחם);
• מְאַדֶה, העברת אנרגיה בעלת פוטנציאל נמוך לנוזל הקירור;
• שסתום מצערת, שדרכו מוצא הקירור את דרכו חזרה למאייד;
• קַבָּל, שבו פריאון משחרר אנרגיה תרמית ומתקרר לטמפרטורה המקורית שלו.

אתה יכול לרכוש מערכת שלמה מהיצרן, אבל זה יעלה סכום הגון.כשאין כסף פנוי בהישג יד, כדאי להכין במו ידיכם משאבת חום מהחלקים העומדים לרשותכם ובמידת הצורך לרכוש את חלקי החילוף החסרים.

כאשר מתכננים להתקין מערכת חימום גיאותרמית בבית פרטי, צריך קודם כל לדאוג להפחתת רמת איבוד החום. לשם כך יש לבודד את הקירות בחומר מיוחד, את הדלתות ומסגרות החלונות יש להצטייד ברפידות קצף, ולהגן על הרצפה והתקרה באמצעות לוחות קצף. אז כמות החום המקסימלית שמשחררת המשאבה תישאר בתוך החדר.

כאשר מתקבלת ההחלטה לעשות משאבת חום משלכם, עליכם בהחלט לבדוק את מצב חיווט החשמל ומד החשמל בבית.

אם אלמנטים אלו בלויים וישנים, יש צורך לבדוק את כל האזורים, לזהות תקלות אפשריות ולבטל אותם לפני תחילת העבודה. אז המערכת תעבוד ללא רבב מיד לאחר האתחול ולא תפריע לבעלים עם קצר חשמלי, שריפות בחיווט או תקעים דפוקים.

שיטה מס' 1. הרכבה מהמקרר

כדי להרכיב את משאבת החום במו ידיך, הסר את הסליל הממוקם בחלק האחורי מהמקרר הישן. חלק זה משמש כקבל וממוקם במיכל עמיד ביותר ועמיד לטמפרטורות אגרסיביות. מחובר אליו מדחס שעובד כהלכה, וחבית פלסטיק פשוטה משמשת כמאייד.

אם משתמשים במקרר ישן מאוד ליצירת משאבה, עדיף להחליף את הפראון שבו בחדש. לא תוכל לעשות זאת בעצמך, אז תצטרך להזמין מומחה עם ציוד מיוחד. זה יחליף במהירות את נוזל העבודה, והמערכת תעבוד במצב הרצוי

האלמנטים המוכנים מחוברים זה לזה, ואז היחידה שנוצרה מחוברת למערכת החימום באמצעות צינורות פולימר ומתחילה פעולת הציוד.

הוראות שלב אחר שלב להרכבת משאבת חום ממקרר מתוארות ב המאמר הזה.

שיטה מס' 2. משאבת חום ממזגן

על מנת ליצור משאבת חום, המזגן עובר שינוי וחלק מהרכיבים העיקריים מעוצבים מחדש. ראשית, היחידות החיצוניות והפנימיות מוחלפות.

המאייד, האחראי על העברת חום בדרגה נמוכה, אינו מותקן בנוסף, מכיוון שהוא ממוקם בבלוק הפנימי של היחידה, והמעבה המעביר אנרגיה תרמית ממוקם בבלוק החיצוני. גם אוויר וגם מים מתאימים כנוזל קירור.

אם אפשרות התקנה זו אינה נוחה, הקבל מותקן במיכל נפרד המיועד להחלפת חום נכונה בין משאב החימום לנוזל הקירור.

המערכת עצמה מצוידת בשסתום ארבע-כיווני. לעבודה זו מוזמן בדרך כלל מומחה בעל כישורים מקצועיים וניסיון בניהול אירועים מסוג זה.

מערכות מפוצלות מודרניות אינן יעילות בטמפרטורות נמוכות, ולכן אנשי מקצוע לא ממליצים להשתמש בהן להכנת משאבות חום בעצמך

באופציה השלישית, המזגן מפורק לחלוטין לחלקיו המרכיבים, ולאחר מכן מורכבת מהם משאבה לפי התוכנית המקובלת המסורתית: מאייד, מדחס, מעבה. המכשיר המוגמר מחובר לציוד המחמם את הבית והחל בשימוש.

באתר יש סדרת מאמרים על הכנת משאבות חום במו ידיכם, אנו ממליצים לכם לקרוא:

1. איך להכין משאבת חום לחימום בית במו ידיך: עקרון הפעלה ודיאגרמות הרכבה
2. כיצד להכין משאבת חום אוויר למים: דיאגרמות מכשירים והרכבה עצמית

טיפים לבחירת מערכת

התקנת ציוד קרקע למים יקרה יותר מכל האפשרויות האחרות, מכיוון שהיא דורשת חפירה עמוקה כאשר הציוד ממוקם אנכית או שטח פנוי גדול בעת הנחת תקשורת אופקית.

פרמטרים אלו מגבילים את השימוש במערכת ומפחיתים משמעותית את האטרקטיביות שלה.

להתקנת משאבת מים למים יש גם כמה מגבלות. אם יש בקרבת מקום גוף מים נגיש, ניתן למקם בו את המערכת. המחסור במים פתוחים יגרור קידוח בארות ובארות ניקוז, וזה גם לא זול.

משאבת אוויר למים אינה מעוררת בעיית התקנה, ויכולה לפעול בצורה נכונה גם בבנייני דירות, אך בחורפים קשים עם טמפרטורות נמוכות יעילותה יורדת ונדרש מקור אנרגיה מקביל לתמוך בה.

למרות זאת, הסדר של חימום גיאותרמי כתוצאה מכך, הוא משלם את העלויות שלו ומתחיל לייצר משאב חינם, המאפשר לבעלים לחיות בתנאים הנוחים, הנעימים והנוחים ביותר, מבלי להוציא הרבה כסף על שירותים.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

הסרטון מראה בבירור כיצד מותקנת מערכת חימום המבוססת על ציוד חימום גיאותרמי אוויר למים בבית גדול העשוי מגוש סיליקט גז. כמה ניואנסים מעניינים לגבי התקנת הציוד נחשפים ומוכרזים נתונים אמיתיים עבור חשבונות השירות לחודש.

כיצד פועל ציוד קרקע-מים.תיאור מפורט של מומחה בהתקנת דוודים תרמיים גיאותרמיים, המלצות וטיפים שימושיים לבעלי מלאכה לבית מבעל מקצוע בתחומו.

משתמש אמיתי בציוד חולק את התרשמויותיו ממשאבת החום הגיאותרמית.

מכונאי מקצועי מספר כיצד להכין משאבת חום בבית באמצעות מדחס חזק וחלקי חילופי חום צינוריים. הוראות מפורטות במצב שלב אחר שלב.

משאבה גיאותרמית לחימום משק בית פרטי היא דרך מוצלחת ליצור תנאי מחיה נוחים גם במקום בו אין מערכות תקשורת מרכזיות ומקורות אנרגיה קונבנציונליים יותר.

בחירת המערכת תלויה במיקום הטריטוריאלי של הנכס וביכולות הפיננסיות של הבעלים.

יש לך ניסיון בהכנת משאבת חום גיאותרמית? אנא שתף ​​מידע עם הקוראים שלנו והצע את אפשרות ההרכבה שלך. אתה יכול להשאיר הערות ולצרף תמונות של המוצרים הביתיים שלך בטופס למטה.