Gjør-det-selv geotermisk varmepumpe for oppvarming av et hus: enhet, design, selvmontering

Du kan organisere oppvarming og varmtvannsforsyning for et privat hjem på forskjellige måter, for eksempel ved å koble til den sentrale gassforsyningskommunikasjonen eller bytte varmesystem til strømforbruk. Er du enig?

Eller du kan montere en geotermisk varmepumpe med egne hender og effektivt bruke jordens varme for å skape komfortable leveforhold. Selvfølgelig er dette en ganske arbeidskrevende prosess, men for de som i det minste er litt bevandret i teknologi, vil det ikke være vanskelig.

I vår artikkel vil vi snakke om prinsippene for drift og typer geotermiske installasjoner. Vi vil fortelle deg hvordan du bygger en varmepumpe selv av skrapmaterialer. I tillegg finner du i artikkelen ekspertråd om valg av geoaggregater. Og de postede videoene vil avsløre hemmelighetene til installasjon og driftsprinsipper for geotermiske pumper.

Hvordan fungerer en geotermisk enhet?

Driftsalgoritmen til en geotermisk varmepumpe er basert på overføring av varme fra en kilde med lavt termisk energipotensial til kjølevæsken. Jorden her spiller rollen som en radiator om sommeren og er en aktiv varmekilde i vintersesongen.

Forskjellen i bakketemperaturer bidrar til å forbedre den generelle effektiviteten til systemet og bidrar til å redusere faktiske driftskostnader.

Driften av en jordvarmepumpe er basert på et fenomen som kalles termisk treghet. Temperaturen på jorden på en dybde på 6 meter og under tilsvarer nesten nøyaktig den gjennomsnittlige årlige lufttemperaturen i regionen og varierer svært lite gjennom kalenderåret

I praksis kommer den nåværende kjølevæsken inn i en rørledning som ligger i bakken og varmes opp der med flere grader. Deretter går sammensetningen inn i en varmevekslerenhet (eller fordamper) og overfører den akkumulerte termiske energien til den interne systemkretsen.

Driftsprinsippet for geotermiske installasjoner ligner på funksjonen til kjøleanlegg. Det er derfor noen typer varmepumper med hell brukes som klimaanlegg om sommeren og med deres hjelp avkjøler luften i boliger

Kjølemediet som opererer i den eksterne kretsen varmes opp i fordamperen, omdannes til gass og sendes til kompressoren. Der trekker den seg sammen under påvirkning av høytrykk og blir enda varmere.

Den varme gassen passerer inn i kondenseringsanordningen og overfører termisk energi til arbeidskjølevæsken til det interne systemet som er ansvarlig for oppvarming av huset. På slutten av prosessen går kjølemediet, etter å ha mistet varmen, tilbake til utgangspunktet i flytende tilstand.

Hva er typene geotermiske installasjoner?

Geotermiske varmepumper skiller seg fra hverandre i typen kjølevæske på de indre og ytre konturene av strukturen. Energien til enheten hentes fra jord, vann (grunnvann eller et åpent naturlig reservoar) eller luft.

Inne i boliglokalene brukes den termiske ressursen til oppvarming av rom, oppvarming av vann og klimaanlegg.Avhengig av kombinasjonen av elementer og funksjoner som brukes, klassifiseres systemene i typer: "land-vann", "vann-vann" og "luft-vann".

Valg 1. Montering ved hjelp av jordvannsteknologi

En jord-til-vann-pumpe er et av de mest effektive alternative oppvarmingsalternativene for boliger. Prinsippet for driften kommer ned til valg av termisk energi fra bakken ved hjelp av sonder eller samlere og overføring til hjemmets vannvarmesystem.

Jord-til-vann geotermiske varmepumper er høyteknologiske avanserte enheter. De er usedvanlig pålitelige og viser et høyt effektivitetsnivå. De krever ikke konstant inngripen fra eiere i arbeidet, men krever profesjonell service

En spesiell installasjon hjelper til med å implementere teknologien, bestående av en geotermisk varmeveksler plassert under dybden av faktisk jordfrysing, og direkte en varmepumpe som fungerer som et kjøleskap, bare i revers (omvendt Carnot-syklus).

Hvordan enheten fungerer

"Grunnvann"-installasjonen, som varmer opp boliger ved hjelp av fornybar varme produsert av jorda, fungerer i henhold til følgende algoritme:

1. Arbeidsvæsken (saltlake eller frostvæske), som beveger seg langs den geotermiske kretsen, tar temperaturen på jorda og overføres gjennom en pumpe til en varmeveksler - fordamper. Der avgir den den oppsamlede varmen til freon, og selv, etter å ha blitt 2-5°C kaldere, går den tilbake til utgangspunktet.
2. Freon anriket med termisk energi fordamper og, etter å ha antatt en gassform, kommer den inn i kompressorenheten. Der stiger gasstemperaturen på grunn av kompresjon og kondens.
3. Termisk energi overføres til kjølevæsken i hjemmevarmesystemet, og freonet får igjen flytende form. Trykket faller etter å ha passert gjennom ekspansjonsventilen til systemet, og kjølemediet går tilbake til fordamperen for å få en annen del av ressursen.

Som et resultat av denne prosedyren er volumet av termisk energi tatt fra jorda og overført til varmesystemet til en boligbygning mer enn 4 ganger større enn mengden elektrisitet brukt for å sikre riktig drift av kompressorenheten, sirkulasjonspumpen og kontrollenhet.

En glykolblanding med en god viskositetsindeks, vann med alkohol eller en saltløsning - dette er de ikke-frysende væskene som brukes i jordvannsystemet. De er miljøvennlige, mottar effektivt varme og transporterer den til pumpestasjonen

En ekstra bonus er at systemet har muligheten til å jobbe i motsatt retning, det vil si for kjøling. Riktignok når effektivitetstapet 20%, men dette anses som berettiget, gitt utstyrets høye varmekapasitet.

Alternativer for plassering av grunnvannssystemer

For å skape den ytre konturen til jordvannsystemet, brukes høyfaste polymerrør med gode ytelsesegenskaper. De er plassert horisontalt, lagt på bunnen av gropen på en måte som minner om arrangementet av kommunikasjon for "varme gulv" komplekser.

Grunn-til-vann varmepumpen er pålitelig, effektiv og stillegående i drift, men installasjonen koster mye penger og tar mye tid (minst 1 måned for konstruksjon, installasjon og justeringsaktiviteter).Dette punktet må tas i betraktning før du velger et varmesystem av denne typen.

Ved installasjon brukes et område på 25-50 kvadratmeter. m for hver enkelt kilowatt installert pumpeeffekt. Dybden på gropen velges under fryselinjen, og de nøyaktige dimensjonene og stigningen på rørleggingen bestemmes av tilleggsberegninger.

For eiere av store jordeiendommer som har valgt en jord-til-vann geotermisk varmepumpe for oppvarming av boligen, er det lurt å installere horisontale solfangere. For eiere av små tomter er installasjon av dybdesonder mer egnet, siden de går langt ned i jorden og ikke "spiser opp" det brukbare området i nærheten av huset

Territoriene der kommunikasjon av geotremale jordvannsystemer er arrangert, brukes ikke lenger til landbruksbehov. De kan brukes til å lage en vakker gressplen eller et blomsterbed med blomstrende ettårige planter.

Vertikal installasjon er mye mer problematisk og medfører bruk av profesjonelt utstyr. På stedet, ved hjelp av en borerigg, bores en brønn til en dybde på 20 til 150 m, en spesiell geotermisk sonde senkes ned i den og kobles til en pumpe som leverer arbeidsvæske til hjemmevarmesystemet.

En vertikal sonde for et jord-til-vann geotermisk system består av et hode med tilkoblede rør. Den er nedsenket i en brønn med en dybde på 18 m eller mer. Det nøyaktige antallet brønner og sonder, den nødvendige nedsenkningsdybden og den faktiske diameteren til rørledningen beregnes separat for hvert enkelt tilfelle, basert på informasjon innhentet som et resultat av geologisk undersøkelse utført av spesialister på stedet

Pedalrør som strekker seg fra borede brønner går inn i oppsamlingsbrønnen. Fra den til varmepumpen er det 2 hovedlinjer (ressursforsyning og retur), utstyrt med et isolerende belegg. Diameteren på ledningen avhenger av det totale volumet av systemet og rommet som må varmes opp. Noen ganger når parametrene 160 mm.

I henhold til grove beregninger vil oppvarming av et boligbygg med et areal på ca. 100 m2 kreve ca. 7,5 kW/t energi. I dette tilfellet må vertikale sonder for å lage et jordvannsvarmesystem senkes ned i bakken 110-115 meter, eller 250 m2 av det tilstøtende området må okkuperes for horisontal kommunikasjon (+)

På grunn av det faktum at jordtemperaturen i dybden alltid er høyere og mer stabil på grunn av påvirkningen fra jordens kjerne, er den vertikale metoden for å legge varmesystemet anerkjent som den mest effektive. Den viser et høyt effektivitetsnivå og fungerer pålitelig i mange år uten feil eller sammenbrudd.

Alternativ #2. Egenskaper til vann-til-vann varmepumper

Et vann-til-vann geotermisk system bruker den termiske energien til en vannressurs i driften. Dette er mulig fordi temperaturen på vannet, så vel som jordsmonnet, på store dyp forblir ganske høy og opprettholder stabile konstante verdier hele året.

For å sette opp et vann-vannsystem og oppnå lavt potensial termisk energi, kan du bruke åpne reservoarer (innsjøer, elver), brønner, borehull og til og med avløpsvann fra teknologiske sykluser av industriell produksjon (omvendt vannforsyning)

Det er ingen grunnleggende strukturell forskjell mellom grunn-til-vann og vann-til-vann varmepumper. Men de minste økonomiske og arbeidskostnadene kreves for et kompleks bygget på et åpent reservoar.Storskala boreaktiviteter er ikke nødvendig for installasjon.

Rørmaterialet med kjølevæsken er ganske enkelt utstyrt med en vekt, nedsenket i vann og koblet til hjemmevarmesystemet gjennom tilkoblingskommunikasjon.

Dette alternativet er imidlertid bare mulig hvis tomten ligger tett ved vannet og alle kommunikasjonsdeler av systemet er under kontroll av eierne. Dersom det ikke er tilgang til åpent vann, brukes grunnvannspotensial.

Riktignok innebærer dette seriøst gravearbeid og konstruksjon av komplekse strukturer, for eksempel en ekstra brønn designet for å slippe ut vann som passerer gjennom varmevekslerenheten.

Ved installasjon av vann-til-vann varmepumpe er det ikke installert en, men to brønner. Arbeidsvann tas gjennom den ene og, etter å ha passert gjennom en varmeveksler, omdirigeres til den andre, som er plassert i bevegelsesretningen til grunnstrømmene. Ved plassering er det nødvendig å ta hensyn til at mottaksbrønnen må være plassert minst 6 meter fra utløpsbrønnen og må være nedstrøms

Som oftest vann-til-vann installasjoner installert der det ikke er mulig å koble til sentralkommunikasjon eller bruke andre typer kjølevæsker.

Eksperter sier at alternativ oppvarming av denne typen er ekstremt effektiv i moderne bygninger som har minimalt varmetap.

Når du lager og installerer geotermiske vann-til-vann varmesystemer med egne hender, er det veldig viktig å bruke materialer med høy motstand mot korrosjon, frysing og andre aggressive manifestasjoner av det ytre miljøet. Da vil utstyret vare lenge og vil ikke skape problemer for eieren

Hvis huset er godt isolert, beskyttet mot trekk, fuktighet og inntrengning av frostluft, eller bygget ved hjelp av moderne termisk isolasjonsteknologi, reduseres kostnadene for varmesystemet betydelig på grunn av muligheten til å kjøpe pumpeutstyr med mye lavere effekt.

Alternativ #3. Arrangering av luft-vann-systemer

Luft-til-vann varmepumpen bruker den mest tilgjengelige, ubegrensede og fornybare naturlige energiressursen - luft. Utstyret fungerer gjennom vifter og fordampere kombinert til et enkelt kompleks.

Den er mest effektiv ved temperaturer ned til -15°C. Med mer aggressiv ytelse mister den en betydelig del av kraften.

En luft-til-vann varmepumpe koster betydelig mindre enn vann-til-vann og grunn-til-vann-modeller. Modulen passer for regioner med relativt varme vintre. I kalde nordlige områder, hvor frosten overstiger -20...25°C, anses installasjon av luftutstyr som upraktisk

Enheten er ekstremt praktisk ved at den ikke krever at eierne av et privat hjem har spesialutstyr for installasjon og komplekst installasjonsarbeid.

Krever ikke utgraving av land, boring av brønner og andre arbeidskrevende aktiviteter. Enkel å installere og tar ikke mye plass. Den kan fungere riktig når den plasseres på taket av et oppholdsrom.

Du kan installere en luft-til-vann geotermisk pumpe på en tomt rett ved siden av boligbygg. Den opererer stille og har et moderne, attraktivt utseende som ikke ødelegger den generelle utformingen av området

Hovedfordelene med utstyret inkluderer nesten lydløs drift og muligheten for gjenbruk av varme frigjort fra det oppvarmede rommet i form av avtrekksluft, vann, gass, røyk, etc.

Eierne utfører selv vedlikehold av systemet:

• rengjør viftebladene og beskyttelsesgitter på fordampningsenheten mot støv, smårester og blader;
• smør kompressoren spesiell sammensetning spesifisert i produsentens instruksjoner;
• skifte olje i kraftenheter (vifte, kompressor) med en viss frekvens;
• sjekk integriteten til strømkabelen strømforsyning og kobberrør som kjølemediet sirkulerer gjennom systemet.

I tillegg til disse handlingene, anbefaler produsenter av pumpeutstyr sterkt kunder å overvåke tilstanden til termiske sensorer som gjenspeiler driften av kontrollenheten.

De må tørkes, forsiktig fjerne støv og oljeflekker fra overflaten. Dette vil forlenge "livet" fraluft-til-luft-systemer og vil gjøre operasjonsprosessen enklere og mer komfortabel.

Hvordan lage en enhet med egne hender?

Uavhengig av hvilket ressursalternativ (jord, vann eller luft) som velges for oppvarming, vil det være behov for en pumpe for at systemet skal fungere korrekt.

Denne enheten består av følgende elementer:

• kompressorenhet (mellomelement av komplekset);
• fordamper, overføre energi med lavt potensial til kjølevæsken;
• strupeventil, gjennom hvilken kjølemediet finner veien tilbake til fordamperen;
• kondensator, hvor freon frigjør termisk energi og avkjøles til sin opprinnelige temperatur.

Du kan kjøpe et komplett system fra produsenten, men dette vil koste et anstendig beløp.Når det ikke er ledige penger for hånden, er det verdt å lage en varmepumpe med egne hender fra delene du har til rådighet og om nødvendig kjøpe de manglende reservedelene.

Når du planlegger å installere et geotermisk varmesystem i et privat hjem, må du først ta vare på å redusere nivået av varmetapet. For å gjøre dette må veggene isoleres med spesialmateriale, dørene og vinduskarmene må være utstyrt med skumputer, og gulv og tak må beskyttes med skumpaneler. Da vil den maksimale mengden varme som frigjøres av pumpen forbli inne i rommet.

Når beslutningen om å lage din egen varmepumpe er tatt, må du absolutt sjekke tilstanden til elektriske ledninger og elmåler i huset.

Hvis disse elementene er utslitte og gamle, er det nødvendig å inspisere alle områder, identifisere mulige feil og eliminere dem før du starter arbeidet. Da vil systemet fungere feilfritt umiddelbart etter oppstart og vil ikke plage eierne med kortslutninger, brann i ledninger eller utslåtte plugger.

Metode #1. Montering fra kjøleskapet

For å montere varmepumpen med egne hender, fjern spolen på baksiden fra det gamle kjøleskapet. Denne delen brukes som kondensator og er plassert i en svært slitesterk beholder som er motstandsdyktig mot aggressive temperaturer. En riktig fungerende kompressor er festet til den, og en enkel plasttønne brukes som fordamper.

Hvis et veldig gammelt kjøleskap brukes til å lage en pumpe, er det bedre å erstatte freon i det med en ny. Du vil ikke kunne gjøre dette på egen hånd, så du må invitere en spesialist med spesialutstyr. Det vil raskt erstatte arbeidsvæsken, og systemet vil fungere i ønsket modus

De forberedte elementene er koblet til hverandre, og deretter kobles den opprettede enheten til varmesystemet gjennom polymerrør og driften av utstyret begynner.

Trinn-for-trinn-instruksjoner for montering av en varmepumpe fra et kjøleskap er beskrevet i denne artikkelen.

Metode #2. Varmepumpe fra klimaanlegget

For å lage en varmepumpe er klimaanlegget modifisert og noen hovedkomponenter redesignet. Først byttes ute- og innendørsenhetene.

Fordamperen, som er ansvarlig for overføring av lavkvalitets varme, er ikke ekstra installert, siden den er plassert i den interne blokken til enheten, og kondensatoren som overfører termisk energi er plassert i den eksterne blokken. Både luft og vann egner seg som kjølevæsker.

Hvis dette installasjonsalternativet ikke er praktisk, installeres kondensatoren i en separat tank designet for korrekt varmeveksling mellom varmeressursen og kjølevæsken.

Selve systemet er utstyrt med en fireveisventil. Til dette arbeidet inviteres vanligvis en spesialist med faglig kompetanse og erfaring i å gjennomføre arrangementer av denne typen.

Moderne delte systemer er ineffektive ved lave temperaturer, så fagfolk anbefaler ikke å bruke dem til å lage varmepumper selv

I det tredje alternativet er klimaanlegget fullstendig demontert i komponentdelene, og deretter settes en pumpe sammen fra dem i henhold til den tradisjonelle generelt aksepterte ordningen: fordamper, kompressor, kondensator. Den ferdige enheten er koblet til utstyret som varmer opp huset og begynte å bli brukt.

Nettstedet har en serie artikler om å lage varmepumper med egne hender, vi anbefaler at du leser:

1. Hvordan lage en varmepumpe for oppvarming av et hus med egne hender: driftsprinsipp og monteringsdiagrammer
2. Hvordan lage en luft-til-vann varmepumpe: enhetsdiagrammer og selvmontering

Tips for valg av system

Installasjon av grunn-til-vann-utstyr er dyrere enn alle andre alternativer, fordi det krever dyp utgraving når utstyret er plassert vertikalt eller et stort ledig område når kommunikasjon legges horisontalt.

Disse parameterne begrenser bruken av systemet og reduserer dets attraktivitet betydelig.

Å installere en vann-til-vann-pumpe har også noen begrensninger. Hvis det er en tilgjengelig vannmasse i nærheten, kan du plassere systemet i den. Mangelen på åpent vann vil medføre boring av brønner og dreneringsbrønner, noe som heller ikke er billig.

En luft-til-vann-pumpe utgjør ingen installasjonsproblemer, og kan fungere korrekt selv i leilighetsbygg, men i strenge vintre med lave temperaturer, reduseres effektiviteten og en parallell energikilde er nødvendig for å støtte den.

Derimot, tilrettelegging av jordvarme Som et resultat betaler den ned kostnadene og begynner å produsere en gratis ressurs, slik at eiere kan leve under de mest praktiske, hyggelige og komfortable forholdene uten å bruke mye penger på verktøy.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoen viser tydelig hvordan et varmesystem basert på luft-til-vann jordvarmeutstyr er installert i et stort hus laget av en gassilikatblokk. Noen interessante nyanser angående installasjon av utstyr avsløres og reelle tall for forbruksregninger for måneden kunngjøres.

Hvordan landvannsutstyr fungerer.En detaljert beskrivelse fra en spesialist i installasjon av geotermiske termiske kjeler, anbefalinger og nyttige tips for hjemmehåndverkere fra en profesjonell innen sitt felt.

En ekte bruker av utstyret deler sine inntrykk av jordvarmepumpen.

En profesjonell mekaniker forteller hvordan man lager en varmepumpe hjemme ved hjelp av en kraftig kompressor og rørformede varmevekslerdeler. Detaljerte instruksjoner i trinn-for-trinn-modus.

En geotermisk pumpe for oppvarming av en privat husholdning er en vellykket måte å skape komfortable leveforhold selv der sentraliserte kommunikasjonssystemer og mer konvensjonelle energikilder ikke er tilgjengelige.

Valget av system avhenger av eiendommens territorielle plassering og eiernes økonomiske evner.

Har du erfaring med å lage en jordvarmepumpe? Del informasjon med våre lesere og foreslå monteringsalternativet ditt. Du kan legge igjen kommentarer og legge ved bilder av dine hjemmelagde produkter i skjemaet nedenfor.