Geotermálne čerpadlo - berieme energiu zo zeme

Existuje mnoho spôsobov, ako sa starať o životné prostredie a súčasne šetriť energiou. Napríklad na získavanie tepla priamo z vnútorností Zeme inštaláciou autonómneho geotermálneho čerpadla.

Keď hovoríme o nezávislosti od zdrojov energie, zvyčajne znamenajú prechod na solárne panely a veterné generátory. Avšak, na vykurovanie chaty alebo súkromného domu, môžete použiť inú inštaláciu - zložitejšie a originálne, ale nie menej produktívne. Je to o geotermálne tepelné čerpadlo, schopný pracovať kvôli teplotným rozdielom v pôde a na jej povrchu.

Ako funguje geotermálne čerpadlo?

V zjednodušenej podobe je princíp geotermálneho čerpadla rovnaký ako princíp klimatizácie alebo chladničky. Rozdiel je v tom, že berie teplo z vonkajšieho prostredia a nasmeruje ho do vykurovanej miestnosti.

Vonkajší obvod tepelného čerpadla odoberá teplo z okolitého prostredia. Čerpadlo však nemusí byť umiestnené v zemi. Môže byť inštalovaný pod vodou aj vonku. Je pravda, že maximálna účinnosť je stále dosiahnutá pri inštalácii geotermálneho okruhu do pôdy pod úrovňou mrazu zeme.

Chladivo, to znamená nosič tepla pozdĺž okruhu, zvyčajne pôsobí freón, ale môžete použiť voda alebo soľankou. Tekutina prenášajúca teplo sa zahrieva, hromadí teplo z okolitého prostredia a potom vstúpi výparník, alebo výmenník tepla.  

Vo výparníku je chladivo, ktoré vrie pomerne rýchlo. Odparuje sa a výsledný plyn vstupuje kompresná jednotka. Plyn je stlačený v kompresore, jeho teplota stúpa a vstupuje kondenzátor. Ten je pripojený k vnútornému obvodu zariadenia, ktorý zabezpečuje prenos tepla. Plyn ohrieva chladivo cirkulujúce vo vnútornom okruhu a smeruje ho do vykurovacieho systému. Po ochladení plyn kondenzuje a kvapalina sa vracia do výparníka.  

Typy tepelných čerpadiel

Najjednoduchšou gradáciou je rozdelenie geotermálnych zariadení v závislosti od zdroja, z ktorého prijímajú teplo. Existujú iba tri z nich: pôda, voda a vzduch. Pozdĺž cesty sú k dispozícii dva vykurovacie systémy, na ktoré je čerpadlo napojené - voda a vzduch. Takto možno rozlíšiť päť hlavných typov geotermálnych čerpadiel:

• „pôda-voda“ (vonkajší okruh, ponorená zemina v kombinácii so systémom na ohrev vody)-
• „vzduch-voda“ (vonkajší obvod odoberá teplo z okolitého vzduchu v kombinácii so systémom na ohrev vody)-
• „vzduch-vzduch“ (vonkajší obvod odoberá teplo z okolitého vzduchu v kombinácii so systémom vykurovania vzduchu)-
• „voda-voda“ (vonkajší okruh je ponorený do vody alebo používa studňu na vodu v kombinácii so systémom na ohrev vody)-
• „voda-vzduch“ (vonkajší obvod je ponorený do vody a na vykurovanie sa používa vzduchový systém).

Najefektívnejšie, najmä v zemepisných šírkach mierneho pásma, sú vzduchové čerpadlá - tie, ktoré odvádzajú teplo z okolitého vzduchu. Úspešne fungujú iba v horúcich a suchých oblastiach, ale negatívne teploty sú tiež zriedkavé..

Najlepšie pre mierne zóny, trvanlivé a ľahko udržiavateľné sú čerpadlá podzemnej vody. Nezávisia od teploty okolia, pretože získavajú potrebné teplo z vnútorností pôdy.

Výhody a nevýhody tepelných čerpadiel

Geotermálne zariadenia majú niekoľko výhod, najmä v porovnaní s tradičnými „zelenými“ zdrojmi energie:

• geotermálne čerpadlo slúži ako vykurovací systém aj ako kotol na ohrev vody a dokáže sa čiastočne zásobovať elektrinou-
• nepotrebuje konštantu slnenie (slnečné svetlo) alebo vetrom. Dosť na to, aby som bol teplý-
• účinnosť geotermálnych zariadení nezávisí od denného alebo ročného obdobia-
• ak mrazy nie sú príliš silné, tepelné čerpadlo je neustále v oblasti pozitívnych teplôt a pracuje stabilne-

Nevýhody sa redukujú hlavne na vysoké náklady, potrebu venovať určitú oblasť čerpadlu a niektoré problémy s inštaláciou. Jednoduché geotermálne čerpadlo však môže byť vyrobené nezávisle.

Čo potrebujete na vybudovanie tepelného čerpadla?

Na zostavenie tepelného čerpadla budete potrebovať množstvo dielov, ktoré budete musieť kúpiť:

• výparník - Môžete použiť plastovú fľašu alebo nádobu akéhokoľvek tvaru. Výtlak je zvolený v závislosti od objemu a typu čerpadla-
• kompresor - pre čerpadlo je vhodná inštalácia z chladničky alebo klimatizácie. Je vhodné vziať si silnejšiu verziu-
• medená cievka - medené rúry sa dajú ľahko nájsť, hlavnou vecou je vybrať ten správny krok pri navíjaní cievky-
• kondenzátor - bez tejto časti sa neobídete - potrebujete nádrž z nehrdzavejúcej ocele (hrúbka najmenej 1 mm).

Ako zostaviť tepelné čerpadlo sami?

Zostavenie tepelného čerpadla si bude vyžadovať zručnosti zvárača, inštalatéra a elektrikára. Možno sa budete musieť uchýliť k pomoci odborníkov alebo si dokonca kúpiť hotovú verziu, ale opíšeme všeobecný algoritmus pre inštaláciu geotermálnej pumpy..

• Najprv skontrolujte počítadlo - 20-amp jednofázový merač zjavne nestačí. Potrebujete minimálne 40 - 45 ampérov.
• Je možné zostaviť geotermálne čerpadlo z dvoch jednofázových kompresorov s chladiacou kapacitou 25 000 - 26 000 BTU (britské tepelné jednotky) pre každý. Celkový tepelný výkon je v tomto prípade asi 18 kW so spotrebou elektriny nie vyššou ako 4,5 kW / h. Táto možnosť je vhodná na postupné pripojenie vykurovania..
• Potom získajte kompresor z splitového systému s kapacitou, povedzme, 25 500 BTU, čo je 7,5 kW „v chlade“ a 9,5 „v teple“. Pripevnite kompresor k stene pomocou konzol.

• Potom musíte získať 120 litrovú nádrž na nehrdzavejúcu oceľ. Rozrežte ju na dve časti a vo vnútri vložte medenú cievku freonovid. Potom varte nádrž. Ukázalo sa, že to bude asi 2 m2. oblasť prenosu tepla.
• Použite medenú rúrku s priemerom 12,7 mm (na vonkajšej strane). Freonovod vstupuje do kondenzátora zhora a vystupuje zdola. Konce vytiahnite pomocou inštalatérskych prechodov.

• Ponorte výmenník tepla do hlinenej bane alebo podzemnej vody.
• Na inštaláciu výparníka je potrebná plastová nádoba (objem 120 - 130 l), približne 25 metrov potrubia a termostatický ventil (TRV). Potom privarte rúrku vyrovnávacieho potrubia k ventilu. Celú inštaláciu potom spájkujte a dôkladne uzavrite všetky komponenty.
• Potom sa musí evakuovať, tj zbaviť zvyšného vzduchu a naplniť freónom. Potom počkajte pár dní a skontrolujte úroveň tlaku. Ak zostane rovnaká, nedochádza k žiadnym únikom. Na kĺby naneste mydlovú penu, bubliny môžu určiť, či prepúšťajú vzduch.

• Automatizácia vyžaduje jednofázové spúšťacie relé so štartovacím prúdom do 40 A. Senzory vám umožňujú regulovať teplotu vody „na vstupe“ a „na výstupe“..
• Zostáva len vykonať skúšobnú prevádzku a skontrolovať systém.

Inštalácia jednoduchého geotermálneho čerpadla zníži časť nákladov na vykurovanie a získa vlastnú autonómnu inštaláciu. Zároveň do vášho domu bude neustále prúdiť teplo z vnútorností samotnej zeme.