Gör-det-själv geotermisk värmepump för uppvärmning av ett hus: enhet, design, självmontering

Du kan organisera uppvärmning och varmvattenförsörjning för ett privat hem på olika sätt, till exempel genom att ansluta till den centrala gasförsörjningskommunikationen eller byta värmesystem till elförbrukning. Håller du med?

Eller så kan du montera en bergvärmepump med dina egna händer och effektivt använda jordens värme för att skapa bekväma livsvillkor. Naturligtvis är detta en ganska arbetskrävande process, men för den som är åtminstone lite insatt i teknik kommer det inte att vara svårt.

I vår artikel kommer vi att prata om principerna för drift och typer av geotermiska installationer. Vi kommer att berätta hur du själv bygger en värmepump av skrotmaterial. Dessutom hittar du i artikeln expertråd om val av geoaggregat. Och de upplagda videorna kommer att avslöja hemligheterna bakom installations- och driftsprinciperna för geotermiska pumpar.

Hur fungerar en geotermisk enhet?

Driftsalgoritmen för en jordvärmepump baseras på överföringen av värme från en källa med låg termisk energipotential till kylvätskan. Jorden här spelar rollen som en radiator på sommaren och är en aktiv värmekälla under vintersäsongen.

Skillnaden i marktemperaturer hjälper till att förbättra systemets totala effektivitet och hjälper till att minska de faktiska driftskostnaderna.

Driften av en bergvärmepump bygger på ett fenomen som kallas termisk tröghet. Jordens temperatur på ett djup av 6 meter och därunder motsvarar nästan exakt den genomsnittliga årliga lufttemperaturen i regionen och varierar mycket lite under kalenderåret

I praktiken kommer den nuvarande kylvätskan in i en rörledning som ligger i marken och värms upp där med flera grader. Därefter går kompositionen in i en värmeväxlarenhet (eller förångare) och överför den ackumulerade värmeenergin till den interna systemkretsen.

Funktionsprincipen för geotermiska installationer liknar funktionen hos kylsystem. Det är därför vissa typer av värmepumpar framgångsrikt används som luftkonditioneringsapparater på sommaren och med deras hjälp kyler luften i bostadslokaler

Köldmediet som arbetar i den externa kretsen värms upp i förångaren, omvandlas till gas och skickas till kompressorn. Där drar den ihop sig under påverkan av högt tryck och blir ännu varmare.

Den heta gasen passerar in i kondensationsanordningen och överför termisk energi till arbetskylvätskan i det interna systemet som ansvarar för uppvärmning av huset. I slutet av processen återgår köldmediet, efter att ha förlorat sin värme, till sin startpunkt i flytande tillstånd.

Vilka typer av geotermiska installationer finns det?

Geotermiska värmepumpar skiljer sig från varandra i typen av kylvätska på strukturens inre och yttre konturer. Enhetens energi erhålls från jord, vatten (grundvatten eller en öppen naturlig reservoar) eller luft.

Inne i bostadslokalerna används den termiska resursen för uppvärmning av rum, uppvärmning av vatten och luftkonditionering.Beroende på kombinationen av element och funktioner som används, klassificeras systemen i typer: "land-vatten", "vatten-vatten" och "luft-vatten".

Alternativ 1. Montering med jordvattenteknik

En jord-till-vattenpump är ett av de mest effektiva alternativen för uppvärmning av bostäder. Principen för dess funktion kommer ner på valet av termisk energi från marken med hjälp av sonder eller samlare och dess överföring till hemvattenvärmesystemet.

Jord-till-vatten jordvärmepumpar är högteknologiska avancerade enheter. De är exceptionellt pålitliga och uppvisar en hög effektivitetsnivå. De kräver inte konstant ingripande från ägare i sitt arbete, utan kräver professionell service

En speciell installation hjälper till att implementera tekniken, bestående av en geotermisk värmeväxlare placerad under djupet av den faktiska jordfrysningen, och direkt en värmepump som fungerar som ett kylskåp, bara omvänt (omvänd Carnot-cykel).

Hur enheten fungerar

"Grundvatten"-installationen, som värmer bostadslokaler med förnybar värme som produceras av marken, fungerar enligt följande algoritm:

1. Arbetsvätskan (saltlösning eller frostskyddsmedel), som rör sig längs den geotermiska kretsen, tar temperaturen på jorden och överförs genom en pump till en värmeväxlare - förångare. Där avger den den uppsamlade värmen till freon och själv, efter att ha blivit 2-5°C kallare, återgår den till sin utgångspunkt.
2. Freon berikat med termisk energi avdunstar och, efter att ha antagit ett gasformigt tillstånd, kommer det in i kompressorenheten. Där stiger gastemperaturen på grund av kompression och kondensbildning.
3. Termisk energi överförs till kylvätskan i hemvärmesystemet, och freonet tar återigen flytande form. Dess tryck sjunker efter att ha passerat genom systemets expansionsventil och köldmediet går tillbaka till förångaren för att få ytterligare en del av resursen.

Som ett resultat av denna procedur är volymen termisk energi som tas från jorden och överförs till värmesystemet i en bostadsbyggnad mer än 4 gånger större än mängden elektricitet som används för att säkerställa korrekt drift av kompressorenheten, cirkulationspumpen och styrenhet.

En glykolblandning med ett bra viskositetsindex, vatten med alkohol eller en saltlösning - det är de icke-frysande vätskorna som används i jordvattensystemet. De är miljövänliga, tar effektivt emot värme och transporterar den till pumpstationen

En extra bonus är att systemet har förmågan att arbeta i motsatt riktning, det vill säga för kylning. Det är sant att effektivitetsförlusten når 20%, men detta anses motiverat med tanke på utrustningens höga uppvärmningskapacitet.

Alternativ för att placera grundvattensystem

För att skapa den yttre konturen av jordvattensystemet används höghållfasta polymerrör med goda prestandaegenskaper. De placeras horisontellt, läggs på botten av gropen på ett sätt som påminner om arrangemanget av kommunikation för "varma golv" -komplex.

Jord-till-vatten värmepumpen är pålitlig, effektiv och tyst i drift, men installationen kostar mycket pengar och tar mycket tid (minst 1 månad för konstruktion, installation och justeringsaktiviteter).Denna punkt måste beaktas innan du väljer ett värmesystem av denna typ.

Vid installation används ett område på 25-50 kvadratmeter. m för varje enskild kilowatt installerad pumpeffekt. Gropens djup väljs under fryslinjen, och de exakta dimensionerna och stigningen för rörläggning bestäms av ytterligare beräkningar.

För ägare av stora markinnehav som har valt en jord-till-vatten jordvärmepump för uppvärmning av sitt hem, är det lämpligt att installera horisontella solfångare. För ägare av små tomter är installation av djupsonder mer lämplig, eftersom de går långt ner i jorden och inte "äter upp" det användbara området nära huset

De territorier där kommunikationer av geotremala jordvattensystem är anordnade används inte längre för jordbruksbehov. De kan användas för att skapa en vacker gräsmatta eller en rabatt med blommande annueller.

Vertikal installation är mycket mer problematisk och kräver användning av professionell utrustning. På platsen, med hjälp av en borrigg, borras en brunn till ett djup av 20 till 150 m, en speciell geotermisk sond sänks ner i den och ansluts till en pump som levererar arbetsvätska till hemvärmesystemet.

En vertikal sond för ett jord-till-vatten geotermiskt system består av ett huvud med anslutna rör. Den är nedsänkt i en brunn med ett djup på 18 m eller mer. Det exakta antalet brunnar och sonder, det erforderliga nedsänkningsdjupet och rörledningens faktiska diameter beräknas separat för varje särskilt fall, baserat på information som erhållits som ett resultat av geologisk utforskning utförd av specialister på platsen

Sondrör som sträcker sig från borrade brunnar kommer in i uppsamlingsbrunnen. Från den till värmepumpen finns 2 huvudledningar (resursförsörjning och retur), utrustade med en isolerande beläggning. Linjens diameter beror på systemets totala volym och rummet som behöver värmas upp. Ibland når parametrarna 160 mm.

Enligt grova beräkningar kommer uppvärmning av ett bostadshus med en yta på cirka 100 m2 att kräva cirka 7,5 kW/h energi. I det här fallet måste vertikala sonder för att skapa ett jordvattenuppvärmningssystem sänkas ner i marken 110-115 meter, annars måste 250 m2 av det intilliggande området upptas för horisontell kommunikation (+)

På grund av det faktum att jordtemperaturen på djupet alltid är högre och mer stabil på grund av påverkan av jordens kärna, anses den vertikala metoden för att lägga värmesystemet som den mest effektiva. Den uppvisar en hög effektivitetsnivå och fungerar tillförlitligt i många år utan fel eller haverier.

Alternativ #2. Funktioner hos vatten-till-vatten värmepumpar

Ett vatten-till-vatten geotermiskt system använder den termiska energin från en vattenresurs i sin drift. Detta är möjligt eftersom på stora djup temperaturen på vattnet, såväl som jorden, förblir ganska hög och håller stabila konstanta värden året runt.

För att sätta upp ett vatten-vattensystem och erhålla lågpotential termisk energi kan du använda öppna reservoarer (sjöar, floder), brunnar, borrhål och till och med avloppsvatten från tekniska cykler av industriell produktion (omvänd vattenförsörjning)

Det finns ingen grundläggande strukturell skillnad mellan jord-vatten- och vatten-vatten-värmepumparna. Men de minsta ekonomiska kostnaderna och arbetskostnaderna krävs för ett komplex byggt på en öppen reservoar.Storskalig borrning krävs inte för installation.

Rörmaterialet med kylvätskan är helt enkelt utrustad med en vikt, nedsänkt i vatten och ansluten till hemvärmesystemet genom anslutningskommunikation.

Detta alternativ är dock endast möjligt om tomten ligger nära vattnet och alla kommunikationsdelar i systemet är under kontroll av ägarna. Om det inte finns tillgång till öppet vatten används grundvattenpotential.

Det är sant att detta medför allvarliga grävningsarbeten och konstruktion av komplexa strukturer, till exempel en extra brunn utformad för att släppa ut vatten som passerar genom värmeväxlarenheten.

Vid installation av en vatten-till-vatten värmepump installeras inte en, utan två brunnar. Arbetsvatten tas genom en och, efter att ha passerat genom en värmeväxlare, omdirigeras till den andra, som är belägen i markflödets rörelseriktning. Vid placering är det nödvändigt att ta hänsyn till att den mottagande brunnen måste vara placerad minst 6 meter från utloppsbrunnen och måste vara nedströms

Vanligtvis vatten-till-vatten-installationer installeras där det inte är möjligt att ansluta central kommunikation eller använda andra typer av kylmedel.

Experter säger att alternativ uppvärmning av denna typ är extremt effektiv i moderna byggnader som har minimal värmeförlust.

När du gör och installerar geotermiska vatten-till-vatten uppvärmningssystem med dina egna händer är det mycket viktigt att använda material med hög motståndskraft mot korrosion, frysning och andra aggressiva manifestationer av den yttre miljön. Då kommer utrustningen att hålla länge och kommer inte att orsaka några problem för ägaren

Om huset är välisolerat, skyddat från drag, fukt och inträngning av frostig luft, eller byggt med modern värmeisoleringsteknik, reduceras kostnaden för värmesystemet avsevärt på grund av möjligheten att köpa pumputrustning med mycket lägre effekt.

Alternativ #3. Arrangemang av luft-vattensystem

Luft-till-vatten värmepumpen använder den mest tillgängliga, obegränsade och förnybara naturliga energiresursen - luft. Utrustningen fungerar genom fläktar och förångare kombinerade till ett enda komplex.

Det är mest effektivt vid temperaturer ner till -15°C. Med mer aggressiv prestanda tappar den en betydande del av kraften.

En luft-till-vatten värmepump kostar betydligt mindre än vatten-till-vatten och grund-vatten-modeller. Modulen är lämplig för regioner med relativt varma vintrar. I kalla nordliga regioner, där frosten överstiger -20...25°C, anses installation av luftutrustning vara opraktisk

Enheten är extremt bekväm eftersom den inte kräver att ägarna till ett privat hem har specialutrustning för installation och komplext installationsarbete.

Kräver inte schaktning av mark, borrning av brunnar och andra arbetsintensiva aktiviteter. Lätt att installera och tar inte mycket plats. Den kan fungera korrekt när den placeras på taket av en bostadsyta.

Du kan installera en luft-till-vatten geotermisk pump på en plats direkt intill bostadshus. Den fungerar tyst och har ett modernt, attraktivt utseende som inte förstör områdets övergripande design

De främsta fördelarna med utrustningen är nästan tyst drift och möjligheten att återanvända värme som frigörs från det uppvärmda rummet i form av frånluft, vatten, gas, rök etc.

Ägarna utför själva underhållet av systemet:

• rengör fläktbladen och skyddsgaller på förångningsenheten från damm, små skräp och löv;
• smörj kompressorn speciell sammansättning som anges i tillverkarens instruktioner;
• byt olja i kraftenheter (fläkt, kompressor) med en viss frekvens;
• kontrollera strömkabelns integritet strömförsörjning och kopparrör genom vilka köldmediet cirkulerar genom systemet.

Utöver dessa åtgärder rekommenderar tillverkare av pumputrustning starkt kunderna att övervaka tillståndet hos termiska sensorer som återspeglar driften av styrenheten.

De måste torkas, försiktigt avlägsna damm och oljefläckar från ytan. Detta kommer att förlänga "livet" frånluft-till-luft-system och kommer att göra driftprocessen enklare och bekvämare.

Hur man gör en enhet med egna händer?

Oavsett vilket resursalternativ (jord, vatten eller luft) som väljs för uppvärmning kommer en pump att behövas för att systemet ska fungera korrekt.

Denna enhet består av följande delar:

• kompressorenhet (mellanliggande element i komplexet);
• förångareöverföring av lågpotentialenergi till kylvätskan;
• strypventil, genom vilken köldmediet hittar tillbaka till förångaren;
• kondensator, där freon frigör termisk energi och kyls till sin ursprungliga temperatur.

Du kan köpa ett komplett system från tillverkaren, men det kommer att kosta en anständig summa.När det inte finns några gratispengar till hands är det värt att göra en värmepump med egna händer från de delar som står till ditt förfogande och, om det behövs, köpa de saknade reservdelarna.

När du planerar att installera ett jordvärmesystem i ett privat hem måste du först ta hand om att minska nivån på värmeförlusten. För att göra detta måste väggarna isoleras med speciellt material, dörrar och fönsterkarmar måste vara utrustade med skumkuddar och golv och tak måste skyddas med skumpaneler. Då kommer den maximala mängden värme som frigörs av pumpen att stanna kvar i rummet.

När beslutet att göra en egen värmepump är taget måste du definitivt kontrollera skicket på elledningar och elmätare i huset.

Om dessa element är utslitna och gamla är det nödvändigt att inspektera alla områden, identifiera eventuella fel och eliminera dem innan arbetet påbörjas. Då kommer systemet att fungera felfritt direkt efter uppstart och kommer inte att störa ägarna med kortslutningar, bränder i ledningar eller utslagna kontakter.

Metod #1. Montering från kylen

För att montera värmepumpen med egna händer, ta bort spolen som sitter på baksidan från det gamla kylskåpet. Denna del används som kondensator och placeras i en mycket hållbar behållare som är resistent mot aggressiva temperaturer. En korrekt fungerande kompressor är fäst vid den, och en enkel plasttunna används som förångare.

Om ett mycket gammalt kylskåp används för att skapa en pump, är det bättre att ersätta freonen i den med en ny. Du kommer inte att kunna göra detta på egen hand, så du måste bjuda in en specialist med specialutrustning. Det kommer snabbt att ersätta arbetsvätskan, och systemet kommer att fungera i önskat läge

De förberedda elementen är anslutna till varandra, och sedan ansluts den skapade enheten till värmesystemet genom polymerrör och driften av utrustningen börjar.

Steg-för-steg-instruktioner för montering av en värmepump från ett kylskåp beskrivs i Denna artikel.

Metod #2. Värmepump från luftkonditionering

För att göra en värmepump modifieras luftkonditioneringen och vissa huvudkomponenter designas om. Först byts utomhus- och inomhusenheterna.

Förångaren, som är ansvarig för att överföra lågvärdig värme, är inte extra installerad, eftersom den är placerad i enhetens inre block och kondensorn som överför värmeenergi är placerad i det externa blocket. Både luft och vatten är lämpliga som kylmedel.

Om detta installationsalternativ inte är lämpligt, installeras kondensorn i en separat tank utformad för korrekt värmeväxling mellan värmeresursen och kylvätskan.

Själva systemet är utrustat med en fyrvägsventil. För detta arbete inbjuds vanligtvis en specialist med professionell kompetens och erfarenhet av att genomföra evenemang av detta slag.

Moderna delade system är ineffektiva vid låga temperaturer, så proffs rekommenderar inte att använda dem för att göra värmepumpar själv

I det tredje alternativet demonteras luftkonditioneringen helt i sina beståndsdelar, och sedan monteras en pump från dem enligt det traditionella allmänt accepterade schemat: förångare, kompressor, kondensor. Den färdiga enheten är ansluten till utrustningen som värmer huset och började användas.

Webbplatsen har en serie artiklar om att göra värmepumpar med egna händer, vi rekommenderar att du läser:

1. Hur man gör en värmepump för att värma ett hus med egna händer: driftsprincip och monteringsdiagram
2. Hur man gör en luft-till-vatten värmepump: enhetsdiagram och självmontering

Tips för att välja system

Installation av mark-till-vatten-utrustning är dyrare än alla andra alternativ, eftersom det kräver djupgrävning när utrustningen är placerad vertikalt eller ett stort fritt område när kommunikationer läggs horisontellt.

Dessa parametrar begränsar användningen av systemet och minskar dess attraktivitet avsevärt.

Att installera en vatten-till-vatten-pump har också vissa begränsningar. Om det finns ett tillgängligt vatten i närheten kan du placera systemet i det. Bristen på öppet vatten kommer att medföra borrning av brunnar och dräneringsbrunnar, vilket inte heller är billigt.

En luft-till-vattenpump ger inga installationsproblem och kan fungera korrekt även i flerbostadshus, men under stränga vintrar med låga temperaturer minskar dess effektivitet och en parallell energikälla krävs för att stödja den.

Dock, arrangemang av bergvärme Som ett resultat betalar det av sina kostnader och börjar producera en gratis resurs, vilket gör att ägarna kan bo under de mest bekväma, trevliga och bekväma förhållandena utan att spendera mycket pengar på verktyg.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Videon visar tydligt hur ett värmesystem baserat på luft-till-vatten jordvärmeutrustning installeras i ett stort hus av ett gassilikatblock. Några intressanta nyanser angående installationen av utrustning avslöjas och verkliga siffror för elräkningar för månaden tillkännages.

Hur landvattenutrustning fungerar.En detaljerad beskrivning från en specialist på installation av geotermiska värmepannor, rekommendationer och användbara tips för hemhantverkare från en professionell inom sitt område.

En riktig användare av utrustningen delar med sig av sina intryck av bergvärmepumpen.

En professionell mekaniker berättar hur man gör en värmepump hemma med hjälp av en kraftfull kompressor och rörformiga värmeväxlardelar. Detaljerade instruktioner i steg-för-steg-läge.

En geotermisk pump för uppvärmning av ett privat hushåll är ett framgångsrikt sätt att skapa bekväma levnadsförhållanden även där centraliserade kommunikationssystem och mer konventionella energikällor inte är tillgängliga.

Valet av system beror på fastighetens territoriella läge och ägarnas ekonomiska möjligheter.

Har du erfarenhet av att tillverka en bergvärmepump? Vänligen dela information med våra läsare och föreslå ditt monteringsalternativ. Du kan lämna kommentarer och bifoga bilder på dina hemgjorda produkter i formuläret nedan.