Wärme ist eine der begehrtesten Arten von Energie, die zur Erh altung des menschlichen Lebens benötigt wird. Gleichzeitig sind die Ressourcenkosten für seine Herstellung durchaus beeindruckend – sei es Strom aus Erdölprodukten oder traditionelle Brennstoffe wie Kohle und Holz. Offensichtlich besteht vor diesem Hintergrund der Bedarf, eine alternative Heizmethode anzubieten. Eine der vielversprechendsten und sich am aktivsten entwickelnden technischen Lösungen dieser Art ist eine Erdwärmepumpe, deren Konzept sich allmählich den häuslichen Betriebsbedingungen annähert.
Technologieübersicht
Jede Idee einer alternativen Wärmequelle beinh altet den Einsatz des einen oder anderen natürlichen Materials oder Phänomens. Der Untergrund ist dabei der zentrale Energielieferant. Grund auf sichertief genug, um eine ausreichende Temperatur aufrechtzuerh alten, damit seine Wärme gespeichert und an der Oberfläche weiter genutzt werden kann. Hydrologische Ressourcen können auch als Wärmequelle in Betracht gezogen werden, wenn Anpassungen an der technischen Auslegung der Speicherinfrastruktur vorgenommen werden.
Um die Effektivität dieser Technologie darzustellen, kann angemerkt werden, dass Sie bei der Investition von 1 kW Energie in die Wartung einer Erdwärmepumpe eine Rendite in Form von 2-6 kW erzielen können. Was erklärt einen so hohen Wirkungsgrad? Im Vergleich zu anderen Methoden zur Verarbeitung natürlicher Energiequellen sehen geothermische Mechanismen keine zwischengesch alteten Umwandlungsschritte vor. Solarenergiespeicher erfordern beispielsweise die Umwandlung von Licht und Wärme in Strom, der für den Betrieb des Hauses verwendet wird. Dabei wird die Wärme nicht umgewandelt, sondern direkt oder mit minimalen Übergangsschritten an die Zielverbraucher abgegeben.
Funktionsprinzip
Zunächst lohnt es sich, die konkreten Punkte zu identifizieren, die am Prozess der Erdwärme beteiligt sind. Der Prozess beginnt im Boden – auf einem Niveau, das sich unter dem Gefrierpunkt befindet. Die Temperatur kann je nach Tiefe variieren. Für eine minimale thermische Wirkung reicht es aus, dass sie 0 ° C überschreitet, aber in der Praxis werden 35-40 ° C als wirtschaftlich gerechtfertigter Indikator angesehen. Endverbraucher ist der Heizkreis.
Eine spezielle Pipeline ist dafür verantwortlich, Energie vom Boden zum Heizsystem des Hauses zu übertragen,von einer Erdwärmepumpe versorgt. Das Funktionsprinzip beruht darauf, dass über diese Zuleitung Wärme mit einem Verdampferwärmetauscher entlang des Kältemittelkreislaufs übertragen wird. Wie in Klimaanlagen spielt Freon die Rolle des Verdunstungswirkstoffes. Vor dem Start der Pumpe befindet es sich in einem flüssigen Zustand und geht nach dem Start in eine gasförmige Form über. Ferner wird das aktualisierte Kühlmittel zum Kompressor übertragen, dessen Verbindungen mit dem abschließenden Heizkreislauf verbunden sind. Überschüssiges Freon an dieser Stelle wird durch den Auslasskanal abgeführt.
Geothermische Ausrüstung
Das Hauptfunktionselement des Systems ist eine thermomechanische Pumpe. Die Struktur der Einheit wird durch drei Sch altungen dargestellt:
- Extern. Zirkuliert herkömmliches Kühlmittel in Form von Frostschutzmittel oder Sole.
- Intern. Enthält Kältemittel in abgedichteten Kammern, in denen Erwärmungs- und Verdampfungsprozesse stattfinden.
- Äußere Schleife, die direkt zum Zielsystem führt.
Auch die Liste der Arbeitsorgane einer Erdwärmepumpe zum Heizen umfasst einen Kompressor, einen Verdampfer, einen Abflusskanal und Wärmeträger. Es ist wichtig zu beachten, dass Designs, Layout und zusätzliche Funktionen je nach Anwendung variieren können. Es gibt Installationen für Erde, Wasser und Luft sowie kombinierte Systeme, die unter verschiedenen Bedingungen arbeiten können.
Wärmequellen und Speicher
Geothermische Systeme haben viele Vorteile,verbunden mit sparsamer Energieversorgung, Praktikabilität und technologischer Zugänglichkeit für den Hausgebrauch. Aber wie andere Systeme, die alternative Energie speichern, ist es von der Quelle abhängig. Um die Stabilität der Wärmeversorgung sicherzustellen, muss daher im Voraus über die Möglichkeit nachgedacht werden, an einen Notstromversorgungskanal anzuschließen. Boden- und Wasserquellen werden im Folgenden besprochen, aber Sie sollten sich zunächst grundsätzlich mit der funktionierenden Infrastruktur vertraut machen, dass die Erdwärmepumpe als Ressourcenversorgungssystem dient. Als Wärmeempfänger fungieren Schüttgüter, Rohre, Sonden und Bauwerke, deren Struktur Energie speichern kann. Dies können insbesondere Heizmatten in Verbindung mit einer Pumpe, Kühlmittel und Fremdheizungen sein.
Erdwärmequelle
Auf Feldern von ca. 200 m22 werden Hochleistungsanlagen zur Speicherung von Erdwärme platziert. Aus der markierten Zone unterhalb des Gefrierpunkts wird eine 40-50 cm dicke Erdschicht entfernt. Im Allgemeinen wird eine Dicke von 150-200 cm erh alten, diese und andere Daten werden im Projekt bei der Berechnung der Energiemengen für einen bestimmten Heizkreis angegeben. Viel hängt auch von der Region ab, da Sie in einem Bereich 30 W aus 1 m2 entnehmen können und in einem anderen - 70-80 aus 1 m2.
Brunnen, Gräben oder solide Plattformen werden auf dem Gelände gebildet, um sich ansammelnde Elemente aufzunehmen. Die am besten zugängliche Implementierung wird berücksichtigteine vertikale Bohrlochinstallation, in der spiralförmige Sammelrohre oder -matten angeordnet sind. Bei einer horizontalen Konfiguration der Ansauginfrastruktur kann eine Erdwärmepumpe zum Heizen große Energiemengen produzieren, hat aber Nachteile. Sie beziehen sich auf die Komplexität der Erdarbeiten (erfordert spezielle Ausrüstung zur Erschließung großer Flächen), den Ausschluss jeglicher Landschaftsgest altung und niedrigere Temperaturen bis zum Ende der Heizperiode.
Wasserquelle für thermische Energie
Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Seen, Stauseen und Teiche. Die Funktion der Speicherelemente wird von Polymerrohren mit Frostschutzfüllung erfüllt. Die Menge der entnommenen Energie kann im Durchschnitt mit 30 W pro 1 m Rohr dargestellt werden. Für die komplexe Wartung eines großen Privathauses sind 12 kW erforderlich - dementsprechend muss ein 400 m langes Rohrleitungssystem organisiert werden.
Es gibt einen anderen Ansatz zur Wärmespeicherung aus hydrologischen Ressourcen. Wenn es keine Seen und Stauseen in der Nähe gibt, können Sie auf Ihrem eigenen Gelände 2-3 Brunnen mit Brunnen mit einer Tiefe von etwa 20 m ausstatten, das Wasser auf dieser Ebene hat eine Temperatur von etwa 10 ° C, aber das reicht aus für die Standheizungsfunktion. Unterm Strich übernimmt eine Erdwärmepumpe die Aufgabe, ständig warmes oder heißes Wasser umzuwälzen. Auf der einen Seite des Kreislaufs wird die Ressource in den Brunnen ohne die geringsten Kosten ständig erwärmt, und das Haus sammelt Energie aus der neu erh altenen Portion Wasser.
Erdwärmeinstallation
Vor einer Kaufentscheidung sollte geprüft werden, ob der Einsatz dieser Technologie in einer bestimmten Region grundsätzlich gerechtfertigt ist. Dazu werden eine Reihe von geologischen Erkundungsstudien mit der Bestimmung der Tiefe der Bodenvereisung durchgeführt.
An der Installation sind Rohre oder andere Stauelemente, eine Pumpe und Installationsarmaturen beteiligt. Die interne Heizungsinfrastruktur kann durch Radiatoren, Lüfterkühler oder einen Warmwasserboden usw. gebildet werden. Dies ist das System zum Verbrauchen der bereitgestellten Ressource.
So werden Erdwärmepumpen für das Haus in Brunnen eingebaut - wie schon erwähnt, nicht nur Land, sondern auch Wasser. Es ist möglich, Brunnen, Gräben und Felder mit einer flüssigen Erdschicht auszustatten, diese Option wird jedoch häufiger für die industrielle Wärmeversorgung verwendet. In der geschaffenen Nische werden Batterien auf dem gesamten Gelände verlegt - geradlinig oder spiralförmig. Die Kreisläufe sind mit einer oberirdischen Pumpe verbunden, die wiederum mit den Heizkreisläufen des Hauses verbunden ist.
Hersteller von Erdwärmepumpen
Das Segment wird durch die Bemühungen der größten Entwickler von HVAC-Geräten aktiv weiterentwickelt. Insbesondere der Kesselhersteller Viessmann präsentiert zuverlässige Geräte zur Wasser- und Erdwärmespeicherung bei einer Betriebstemperatur von rund +65 °C. Für industrielle und öffentliche Gebäude mit einer Fläche von 300-350 m2 ist die Erdwärmepumpe NIBE F1145 erhältlich. Zu seinemZu den Merkmalen gehört die Möglichkeit, an ein dreiphasiges Netz mit 380 V und ein einphasiges Netz mit 220 V angeschlossen zu werden. Das japanische Unternehmen Mitsubishi bietet universelle Modelle von Erdwärmepumpen in Bezug auf Anwendungen an. Die Entwickler dieses Unternehmens entwickeln seit 2007 das Konzept der Mehrzonen-Heizungstrennung mit einem vereinfachten Steuerungssystem.
Ignorieren Sie nicht ein so vielversprechendes Segment und einheimische Unternehmen. Beispielsweise ist eine in Russland hergestellte Erdwärmepumpe BROSK Mark II 100 speziell für einen privaten Verbraucher konzipiert - den Besitzer eines kleinen Landhauses. Aber trotz der bescheidenen Leistung zeichnet sich dieses Gerät als zuverlässig, energieeffizient und multifunktional aus.
Positives Feedback zur Technologie
Diese Heizmethode zieht viele Menschen mit dem Komfort der Wartung, Wartung und natürlich minimalen finanziellen Kosten während des Betriebs an. Das Gerät benötigt praktisch keine Verbrauchsbrennstoffe. Elektrische Ressourcen werden benötigt, um die Funktion der gleichen Pumpen- und Steuerungsausrüstung sicherzustellen, aber sie sind unbedeutend vor dem Hintergrund der zurückgeführten Energiemenge. Auch die Umweltfreundlichkeit von Erdwärmepumpen wird hervorgehoben. Bewertungen und überhaupt einer der ersten Plätze unter den Pluspunkten stellen die Tatsache dar, dass die funktionierende Infrastruktur keinen Platz im Haus einnimmt. Nur die Kommunikation wird eingebracht, und der Rest der Funktionseinheiten und Knoten bleibt auf der Straße.
Negative Bewertungen
Mit einer vollwertigen geothermischen HeizraumleistungSysteme sind nicht vergleichbar. Dabei geht es nicht einmal um konkrete Leistungsindikatoren, sondern um die krampfhafte Wärmezufuhr. Viele klagen über lange Phasen niedriger Energielieferraten, weshalb es empfehlenswert ist, Backup-Versorgungssysteme zu organisieren. Aber hier gibt es noch einen weiteren Mangel. Obwohl für die Wartung der Geräte ein wenig Geld ausgegeben wird, ist die Anfangsinvestition mit der Anschaffung eines leistungsstarken Industriekessels vergleichbar. Sogar eine Erdwärmepumpe russischer Herkunft BROSK Mark II 100 ist für 250-300 Tausend Rubel auf dem Markt erhältlich. je nach Konfiguration. Die Installationskosten betragen ebenfalls 50-70 Tausend Rubel.
Schlussfolgerung
Es gibt viele Möglichkeiten, die Wärmeversorgung in einem Privathaus zu organisieren. Jeder von ihnen ist im Betrieb auf seine Weise teuer - von teuren Sch alttafeln bis hin zu sparsamen Gaskesseln. Aber traditionelle Geräte in modernem Design sind ein System, das im Design optimiert und einfach zu verw alten ist. Was kann eine Erdwärmepumpe für die Hausheizung anziehen? Natürlich wird der wirtschaftliche Faktor in den Vordergrund treten, aber was sonst? Sie können sich solchen Installationen zuwenden, wenn auf dem Gelände genügend Platz vorhanden ist, um den Komplex zu organisieren. In diesem Fall können Sie ohne ständige Überwachung und Wartung mit einer zumindest passiven Raumheizung rechnen. Und noch etwas - dies ist vollständige Autonomie, die die Verwendung von geothermischen Geräten als Backup-Wärmequelle ermöglicht.
