Panas adalah salah satu jenis energi yang paling banyak dicari yang dibutuhkan untuk menopang kehidupan manusia. Pada saat yang sama, biaya sumber daya untuk produksinya cukup mengesankan - apakah itu listrik dengan produk minyak bumi atau bahan bakar tradisional seperti batu bara dan kayu. Jelas, dengan latar belakang ini, ada kebutuhan untuk menawarkan metode pemanasan alternatif. Salah satu solusi teknis yang paling menjanjikan dan aktif berkembang dari jenis ini adalah pompa panas panas bumi, yang konsepnya secara bertahap mendekati kondisi operasi domestik.
Ikhtisar teknologi
Setiap gagasan tentang sumber panas alternatif melibatkan penggunaan satu atau lain bahan atau fenomena alam. Dalam hal ini, subsoil merupakan pusat pemasok energi. Dasar tertentucukup dalam untuk mempertahankan suhu yang cukup sehingga panasnya dapat terakumulasi dan digunakan lebih lanjut di permukaan. Sumber daya hidrologi juga dapat dianggap sebagai sumber panas, dengan melakukan penyesuaian desain teknis infrastruktur penyimpanan.
Untuk menunjukkan keefektifan teknologi ini, dapat dicatat bahwa ketika menginvestasikan 1 kW energi untuk pemeliharaan pompa panas panas bumi, Anda bisa mendapatkan pengembalian dalam bentuk 2-6 kW. Apa yang menjelaskan efisiensi yang begitu tinggi? Dibandingkan dengan cara lain untuk memproses sumber energi alam, mekanisme panas bumi tidak menyediakan langkah-langkah konversi menengah. Misalnya, penyimpanan energi matahari membutuhkan cahaya dan panas untuk diubah menjadi listrik, yang digunakan untuk menjalankan rumah. Dalam hal ini, panas tidak diubah, tetapi secara langsung atau dengan langkah transisi minimal ditransfer ke konsumen sasaran.
Prinsip operasi
Untuk memulainya, ada baiknya mengidentifikasi titik-titik spesifik yang terlibat dalam proses pemanasan panas bumi. Prosesnya dimulai di tanah - pada tingkat yang terletak di bawah titik beku. Suhu dapat bervariasi tergantung pada kedalaman. Untuk efek termal minimum, cukup melebihi 0 ° C, tetapi dalam praktiknya 35-40 ° C dianggap sebagai indikator yang dibenarkan secara ekonomi. Pengguna akhir adalah sirkuit pemanas.
Pipa khusus bertanggung jawab untuk mentransfer energi dari tanah ke sistem pemanas rumah,dilayani oleh pompa panas panas bumi. Prinsip operasi didasarkan pada kenyataan bahwa panas ditransfer melalui jalur suplai ini dengan penukar panas evaporator di sepanjang sirkuit pendingin. Seperti pada AC, freon berperan sebagai zat aktif yang menguap. Sebelum memulai pompa, ia dalam keadaan cair, dan setelah dinyalakan, ia berubah menjadi bentuk gas. Selanjutnya, zat pendingin yang diperbarui ditransfer ke kompresor, yang komunikasinya terhubung dengan sirkuit pemanas akhir. Freon berlebih pada titik ini dibuang melalui saluran outlet.
Peralatan Panas Bumi
Elemen fungsional utama sistem adalah pompa mekanis termal. Struktur unit diwakili oleh tiga sirkuit:
- Eksternal. Mensirkulasikan pendingin konvensional dalam bentuk antibeku atau air garam.
- Internal. Berisi refrigeran dalam ruang tertutup di mana proses pemanasan-evaporasi berlangsung.
- Loop luar yang langsung menuju ke sistem target yang dilayani.
Juga, daftar benda kerja pompa panas panas bumi untuk pemanasan termasuk kompresor, evaporator, saluran pembuangan dan pembawa panas. Penting untuk dicatat bahwa desain, tata letak, dan fungsionalitas tambahan dapat bervariasi tergantung pada aplikasinya. Ada instalasi untuk tanah, untuk air dan udara, serta sistem gabungan yang dapat bekerja dalam kondisi yang berbeda.
Sumber panas dan fasilitas penyimpanan
Sistem panas bumi memiliki banyak keunggulan,terkait dengan pasokan energi yang ekonomis, kepraktisan dan aksesibilitas teknologi untuk keperluan rumah tangga. Tapi, seperti sistem lain yang menyimpan energi alternatif, itu tergantung pada sumbernya. Oleh karena itu, untuk memastikan stabilitas pasokan panas, perlu dipikirkan terlebih dahulu kemungkinan menghubungkan ke saluran pasokan energi cadangan. Sumber tanah dan hidrologi akan dibahas di bawah, tetapi untuk saat ini, Anda harus membiasakan diri pada prinsipnya dengan infrastruktur kerja yang berfungsi sebagai sistem pasokan sumber daya pompa panas panas bumi. Bahan curah, pipa, probe dan struktur, yang strukturnya dapat mengakumulasi energi, bertindak sebagai penerima panas. Secara khusus, ini dapat berupa alas pemanas yang terkait dengan pompa, cairan pendingin, dan sistem pemanas pihak ketiga.
Sumber energi panas bumi
Sistem berkapasitas tinggi yang menyimpan energi panas bumi ditempatkan di lahan seluas sekitar 200 m22. Lapisan tanah setebal 40-50 cm dihilangkan dari zona yang ditandai di bawah titik beku. Secara umum, diperoleh ketebalan 150-200 cm Ini dan data lainnya ditunjukkan dalam proyek dengan perhitungan volume energi untuk sirkuit pemanas tertentu. Banyak juga akan tergantung pada wilayah, karena di satu area Anda dapat mengekstrak 30 W dari 1 m2, dan di tempat lain - 70-80 dari 1 m2.
Sumur, parit atau platform padat dibentuk di situs untuk mengakomodasi elemen yang terakumulasi. Yang paling mudah diakses dalam implementasi dianggapinstalasi downhole vertikal di mana pipa akumulasi spiral atau tikar ditempatkan. Dalam konfigurasi horizontal infrastruktur intake, pompa panas sumber tanah untuk pemanasan dapat menghasilkan energi dalam jumlah besar, tetapi memiliki kelemahan. Mereka berhubungan dengan kompleksitas pekerjaan tanah (membutuhkan peralatan khusus untuk mengembangkan area yang luas), tidak termasuk lansekap dan suhu yang lebih rendah pada akhir musim pemanasan.
Air sumber energi panas
Objek pelayanan utama dalam hal ini adalah danau, waduk dan kolam. Adapun elemen yang terakumulasi, fungsinya dilakukan oleh pipa polimer dengan pengisian antibeku. Volume energi yang diekstraksi rata-rata dapat direpresentasikan sebagai 30 W per 1 m pipa. Untuk pemeliharaan kompleks rumah pribadi besar, diperlukan 12 kW - oleh karena itu, perlu untuk mengatur sistem perpipaan sepanjang 400 m.
Ada pendekatan lain untuk penyimpanan panas dari sumber daya hidrologi. Jika tidak ada danau dan waduk di dekatnya, maka di situs Anda sendiri, Anda dapat melengkapi 2-3 sumur dengan sumur dengan kedalaman sekitar 20 m Air pada tingkat ini akan memiliki suhu sekitar 10 ° C, tetapi ini sudah cukup untuk fungsi pemanas tambahan. Intinya adalah bahwa pompa panas panas bumi melakukan tugas mensirkulasikan air hangat atau panas secara konstan. Di satu sisi sirkuit, sumber daya terus dipanaskan di sumur tanpa biaya sedikit pun, dan rumah mengumpulkan energi dari bagian air yang baru diterima.
Instalasi sistem panas bumi
Sebelum membuat keputusan untuk membeli peralatan, seseorang harus mengevaluasi apakah penggunaan teknologi ini pada dasarnya dapat dibenarkan di wilayah tertentu. Untuk itu, sejumlah studi eksplorasi geologi dilakukan dengan penentuan kedalaman pembekuan tanah.
Dalam pemasangan, pipa atau elemen pengumpul lainnya, pompa dan perlengkapan pemasangan terlibat. Infrastruktur pemanas internal dapat dibentuk oleh radiator, pendingin kipas atau lantai air hangat, dll. Ini akan menjadi sistem untuk mengkonsumsi sumber daya yang disediakan.
Jadi, pompa panas panas bumi dipasang untuk rumah di sumur - seperti yang telah disebutkan, tidak hanya tanah, tetapi juga air. Dimungkinkan untuk melengkapi sumur, parit, dan ladang dengan lapisan tanah yang dilikuidasi, tetapi opsi ini lebih sering digunakan untuk pasokan panas industri. Di ceruk yang dibuat, baterai diletakkan di seluruh situs - dalam konfigurasi garis lurus atau spiral. Sirkuit terhubung ke pompa yang terletak di permukaan, yang, pada gilirannya, terhubung ke sirkuit pemanas domestik.
Produsen pompa panas bumi
Segmen ini sedang dikembangkan secara aktif oleh para pengembang peralatan HVAC terbesar. Secara khusus, produsen boiler Viessmann menghadirkan unit yang andal untuk penyimpanan air dan panas tanah pada suhu pengoperasian sekitar +65 °C. Untuk bangunan industri dan publik dengan luas 300-350 m2 tersedia pompa panas sumber tanah NIBE F1145. Untuknyafitur termasuk kemampuan untuk terhubung ke jaringan tiga fase pada 380 V, dan jaringan fase tunggal pada 220 V. Perusahaan Jepang Mitsubishi menawarkan model universal pompa panas bumi dalam hal aplikasi. Pengembang perusahaan ini telah mengembangkan konsep pemisahan pemanas multi-zona dengan sistem kontrol yang disederhanakan sejak 2007.
Jangan abaikan segmen dan perusahaan domestik yang menjanjikan seperti itu. Misalnya, pompa panas panas bumi BROSK Mark II 100 buatan Rusia dirancang khusus untuk konsumen pribadi - pemilik rumah pedesaan kecil. Namun, meskipun kinerjanya sederhana, peralatan ini dicirikan sebagai dapat diandalkan, hemat energi, dan multifungsi.
Umpan balik positif tentang teknologi
Metode pemanasan ini menarik banyak orang dengan kemudahan perawatan, pemeliharaan dan, tentu saja, biaya keuangan minimal selama operasi. Peralatan tersebut praktis tidak memerlukan bahan bakar yang habis pakai. Sumber daya listrik diperlukan untuk memastikan fungsi pompa dan peralatan kontrol yang sama, tetapi tidak signifikan dengan latar belakang jumlah energi yang dikembalikan. Keramahan lingkungan dari pompa panas panas bumi juga ditekankan. Ulasan dan sama sekali salah satu tempat pertama di antara plus menempatkan fakta bahwa infrastruktur kerja tidak memakan ruang di rumah. Hanya komunikasi yang dibawa, dan unit fungsional dan node lainnya tetap berada di jalan.
Ulasan negatif
Dengan kinerja termal panas bumi ruang boiler yang lengkapsistem tidak sebanding. Dan intinya bahkan bukan pada indikator daya tertentu, tetapi pada pasokan panas yang spasmodik. Banyak yang mengeluh tentang tingkat pengiriman energi yang rendah dalam jangka waktu yang lama, itulah sebabnya disarankan untuk mengatur sistem pasokan cadangan. Tapi ada kekurangan lain di sini. Meskipun sedikit uang dihabiskan untuk pemeliharaan peralatan, investasi awal sebanding dengan pembelian boiler industri yang kuat. Bahkan pompa panas panas bumi asal Rusia BROSK Mark II 100 tersedia di pasaran dengan harga 250-300 ribu rubel. tergantung pada konfigurasi. Biaya pemasangan juga akan menelan biaya 50-70 ribu rubel.
Kesimpulan
Ada cukup banyak opsi untuk mengatur pasokan panas di rumah pribadi. Masing-masing mahal dengan caranya sendiri selama operasi - dari panel listrik yang mahal hingga boiler gas yang ekonomis. Namun, peralatan tradisional dalam desain modern adalah sistem yang dioptimalkan dalam desain dan mudah dikelola. Apa yang bisa menarik pompa panas bumi untuk pemanas rumah? Tentu saja, faktor ekonomi akan mengemuka, tapi apa lagi? Anda dapat beralih ke instalasi seperti itu jika ada cukup ruang di situs untuk mengatur kompleks. Dalam hal ini, Anda dapat mengandalkan setidaknya pemanasan ruang tambahan pasif tanpa pemantauan dan pemeliharaan yang konstan. Dan satu hal lagi - ini adalah otonomi penuh, memungkinkan penggunaan peralatan panas bumi sebagai sumber panas cadangan.
