동작 원리
원리가 기존의 냉장고와 역으로만 유사한 지열 난방과 같은 현상이 점점 더 대중화되고 있습니다. 지구는 지속적으로 열을 유지하므로 표면에 있는 물체를 가열할 수 있습니다. 결론은 뜨거운 마그마가 내부에서 지구를 가열하고 땅 덕분에 위에서 얼지 않는다는 것입니다.
그리고 여기의 작동 원리는 다음과 같습니다. 열 펌프가 상단에 배치되고 열교환기가 특수 흙 샤프트로 내려갑니다. 지하수는 펌프를 통과하여 가열됩니다. 따라서이 경우 얻은 열은 산업 또는 가정용으로 사용됩니다. 이것이 지상 난방이 작동하는 방식입니다.
히트 펌프의 개략도
이러한 시스템의 주요 이점은 1kW의 전기 비용으로 4kW에서 6kW 범위의 유용한 열 에너지를 얻을 수 있다는 것입니다. 비교를 위해 기존 에어컨은 1kW의 전기를 1kW의 열 에너지로 변환할 수 없습니다. ). 지구의 열로 인한 난방은 지열 난방의 구현에 대한 올바른 접근 방식을 사용하여 충분히 빨리 결실을 맺을 것입니다.
대략적인 비용 및 시스템 투자 회수
원리가 이미 알려진 열 난방을 선택할 때 소유자는 특정 투자가 필요하다는 것을 알고 있어야합니다. 장비 브랜드는 사용자의 요구 사항에 따라 선택되며 장치의 가격은 전력과 같은 많은 요소에 따라 달라집니다.
4-5kW의 장치는 $3000-7000, 5-10kW의 경우 $4000-8000, 10-15kW의 경우 이미 $5000-10000로 추정됩니다. 또한 금액의 40~50%는 설치 작업 및 시스템 런칭 비용이 됩니다. 그 결과 매우 인상적인 비용이 발생합니다. 하지만 3~5년이면 모두 갚고 히트펌프가 소비할 전기세만 남게 된다.
지열에너지 획득 원리
지열 히팅 스테이션의 작동은 종종 에어컨 시스템이나 기존 냉장고의 작동 원리와 비교됩니다. 모든 구성표는 두 개의 열교환 회로로 구성됩니다. 일반적으로지면에 위치한 회로에서 캐리어가 가열되고 (대부분 동결되지 않은 프레온이이 역할을 함) 열 교환기 증발기의 "홈 회로"로 전달됩니다.
집안을 순환한 후 냉각된 액체는 사이클을 반복하기 위해 다시 약 +7°C로 가열되어야 합니다. 동시에 여름에는 시스템이 반대 원리로 작동하여 집안의 공기를 냉각하므로 난방이 아니라 에어컨이라고 부르는 것이 더 정확합니다.
히트 펌프 사용
시스템의 내구성은 히트 펌프가 작동하는 특성과 조건에 따라 다릅니다. 지열 설비에서는 연간 약 1800시간 동안 작동할 수 있습니다. 이것은 지하 열원이 없는 위도의 평균값입니다.
히트 펌프의 작동 원리
열 난방 시스템의 작동 원리는 동일하며 원산지 또는 브랜드와 관련이 없습니다. 지열 펌프는 디자인, 크기, 모양이 다를 수 있지만 열 생산 계수는 다른 회사 및 다른 국가의 펌프에 대해 항상 동일합니다. 이것은 정확히 자연 에너지를 열 에너지로 처리하는 특성 때문입니다.
이러한 계산 착오의 결과는 궁극적으로 비참한 결과를 초래합니다. 토양이 고르지 않게 처지고 어떤 곳에서는 매우 깊어져 보호용 플라스틱 파이프가 손상됩니다. 집이 근처에 있으면 지질 변화로 인해 기초 또는 벽의 변형이 발생할 수 있습니다.
주기적으로 열 교환기에 추가 열 에너지가 공급되는 토양을 "재생"하기 위한 조치를 취해야 합니다. 이것은 열 펌프가 공간 냉각 모드에서 사용될 때 태양 에너지 또는 프로브 가열이 될 수 있습니다.
결론적으로 지열 설비는 아직 모든 사람이 이용할 수 있는 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다.어떤 경우에는 투자 회수 기간이 10년 이상 지속될 수 있지만 결국 이러한 난방 방법은 곧 대안이 될 뿐만 아니라 가능한 유일한 방법이 될 것입니다.
비디오: 지열 히트 펌프
지열 난방 : 우리는 작동 원리를 분석합니다.
이러한 유형의 난방 작동 원리는 매우 간단하며 상당히 낮은 온도에서도 얼지 않는 지구의 특성에 있습니다. 예를 들어, 영하 15도 정도의 기온에서 지구는 5도에서 7도까지 얼어붙을 것입니다. 이제 질문에 답해 보겠습니다. 토지의이 재산에서 이익을 아주 성공적으로 추출하고 그러한 자원의 도움으로 집을 데울 수 있습니까? 대답은 분명합니다. 물론 그렇습니다! 그래서 왜하지? 문제는 그렇게 간단하지 않다는 것입니다. 이러한 난방 장치를 설치하려면 아래 나열된 관련 작은 문제를 해결해야 합니다.
지열 난방 설치
- 지구에서 최대한의 열을 얻으려면 바로 이 열 에너지를 축적하고 집 난방에 집중해야 하며 이것은 약간의 노력을 기울일 만한 가치가 있습니다.
- 도체의 온도를 유지해야 합니다. 가열된 라이저는 중앙 난방 시스템을 통과할 유체에서 열을 전도해야 합니다.
- 이 도체가 냉각되면 가열하여 즉시 온도를 회복해야 합니다. 이 문제를 해결하기 위해 작업에 대처하는 데 도움이되는 특수 지열 히트 펌프가 발명되었습니다. 이 장치는 다양한 요구에 사용할 수 있는 집의 정상적인 난방에 필요한 열량을 추출하는 데 도움이 됩니다.그건 그렇고, 그러한 펌프는 상당히 많은 양의 작업에 대처할 수 있습니다. 디자인 가능성은 집안의 위치에 직접적으로 의존합니다.
지구의 열 에너지의 도움으로 집을 난방하는 것과 같은 현상이 우리나라 밖에서 독점적으로 발견 될 수 있다면 오늘날 그러한 장치는 기적이 아니며 희귀하지 않습니다.
열 구조의 작동 방식
동시에, 남쪽의 따뜻한 지역에만 설치되는 것이 아니라 귀하가 생각하는 것처럼 유의하십시오. 북부 지역에서는 훨씬 더 일반적입니다.
구조에는 어떤 종류의 작업 계획이 있는지 자세히 살펴 보겠습니다. 오래 전에 사람들은 특정 액체가 표면에서 증발하면 표면이 냉각되는 이유와 에너지가 제거되는 이유에 대해 질문했습니다. 이 질문에 대한 답이 나오자 마자 이 메커니즘을 역순으로 실행하면 어떨까, 즉 얼음 대신 따뜻한 공기를 마시지 않을까 하는 생각이 떠올랐습니다. 예를 들어 현대식 에어컨 시스템의 작동이 있습니다. 그 중 많은 시스템이 공기를 식힐 수 있을 뿐만 아니라 가열할 수도 있습니다. 이러한 장치의 유일한 단점은 저온에서 작동이 제한된다는 것입니다. 특정 온도에서는 단순히 작동하지 않습니다. 그들과 달리 시골집의 지열 난방은 그러한 단점이 전혀 없지만, 그들과 전술 한 장치의 작동 원리는 거의 동일합니다.
시골집의 지열 난방
열교환기 설치
현재 설치 유형은 다음과 같습니다.
- 여러 우물을 뚫어야 할 때 수직;
- 도랑이 결빙 깊이 아래로 파인 수평;
- 수중에서 가장 가까운 저수지의 바닥을 따라 누워있을 때.
이것은 흥미롭습니다. 함께 알아 봅시다. 더 효율적인 단일 파이프 또는 2 파이프 가열 시스템은 무엇입니까?
시스템 설치
배치 단계에서 시골집의 지열 난방에는 견고한 재정 투자가 필요합니다. 시스템의 높은 최종 비용은 주로 난방 회로 설치와 관련된 많은 양의 토지 작업으로 인한 것입니다.
난방 시즌에 사용되는 열 에너지는 최소한의 전력 소비로 지구 깊숙한 곳에서 추출되기 때문에 시간이 지남에 따라 재정적 비용이 절감됩니다.
- 주요 부분은 지하 또는 저수지 바닥에 위치해야합니다.
- 집 자체에는 상당히 컴팩트 한 장비 만 설치되고 라디에이터 또는 바닥 난방 회로가 설치됩니다. 집 내부에있는 장비를 사용하면 냉각수의 가열 수준을 조정할 수 있습니다.
대지의 열로 인한 난방을 설계할 때 작동 회로에 대한 설치 옵션과 집열기의 종류를 결정할 필요가 있습니다.
수집가에는 두 가지 유형이 있습니다.:
- 수직 - 수십 미터 동안 땅에 떨어집니다. 이렇게하려면 집에서 가까운 거리에서 많은 우물을 뚫어야합니다. 회로가 우물에 잠겨 있습니다 (가장 안정적인 옵션은 가교 폴리에틸렌으로 만들어진 파이프입니다).
-
단점: 50미터 이상의 깊이로 여러 개의 우물을 땅에 시추하려면 막대한 재정적 비용이 듭니다.
장점: 지면 온도가 안정적인 깊이에 파이프의 지하 위치는 시스템의 고효율을 보장합니다. 또한 수직 수집기는 작은 면적의 토지를 차지합니다.
- 수평의. 이러한 수집기의 사용은 토양 동결 깊이가 1.5m를 초과해서는 안되기 때문에 따뜻하고 온화한 기후의 지역에서 허용됩니다.
-
단점: 사이트의 넓은 영역을 사용해야 합니다(주된 단점). 윤곽을 놓은 후이 땅은 정원이나 채소밭에 사용할 수 없습니다. 시스템은 냉매를 운반하는 동안 추위가 방출되어 식물의 뿌리가 얼어 붙을 수 있기 때문입니다.
장점: 직접 할 수 있는 저렴한 토지 작업.
-
지열 에너지는 동결되지 않은 저수지 바닥에 수평 지열 회로를 설치하여 생산할 수 있습니다. 그러나 이것은 실제로 구현하기 어렵습니다. 저장소가 개인 영역 외부에 있을 수 있으며 열교환기 설치를 조정해야 합니다. 가열된 물체에서 저수지까지의 거리는 100미터를 넘지 않아야 합니다.
자신의 손으로 집에서 지열 난방 요구 사항
언뜻보기에는 설치 비용이 너무 높은 것처럼 보일 수 있지만 장기간 설치를 사용하면 모든 사람이이 난방이 빨리 지불되고 투자가 필요하지 않다는 것을 확인할 수 있습니다.
지열 난방에는 다음이 필요합니다.
- 많은 금액의 일회성 투자;
- 배치를 위한 상당한 힘;
- 정확하고 유능한 준비.
또한 거의 매달 발생하는 가스, 전기 등 자원의 가격이 정기적으로 인상되지만 지열 시스템은 이러한 가격에 의존하지 않습니다.
시스템의 일부는 지하에 위치하므로 지구가 열원으로 사용됩니다. 이 유형의 난방에는 우물, 프로브 및 열 교환기가 필요합니다.집 영역에는 장치 만 설치되어 열이 발생하고 일반적으로 너무 많은 공간이 필요하지 않습니다. 이 장치로 인해 온도가 조절되고 열에너지가 공급됩니다. 시스템을 설치할 때 파이프와 라디에이터의 작은 분기가 필요하며 건물이 작 으면 발전기가 지하에 설치됩니다.
우리는 지열 난방을 직접 설치합니다.
프로젝트 비용과 지열 구조 설치 작업은 상당히 중요하며 필요한 모든 장비의 구매, 전문가 팀의 참여 및 장기 굴착의 필요성이 저렴할 수 없습니다.
그러나 집에 이러한 유형의 난방을 설치하는 것의 수익성으로 인해 투자 회수 기간이 상당히 빠릅니다. 지열 네트워크에 전력을 공급할 수 있는 태양 전지판과 같은 대체 에너지 생산의 다른 소스를 설치하면 추가로 비용을 절감할 수 있습니다. 화석 자원과 가스에 대한 상당한 가격 인상이 있더라도 난방 비용에는 영향을 미치지 않을 것입니다.
전선 네트워크의 주요 부분은 깊은 지하에 숨겨져 있으며, 우물에 위치한 냉매 저장소가 집에 연료를 공급합니다. 또한 지하실이나 다른 다용도실에는 열 발생기를 배치해야 합니다. 이러한 장치의 대부분은 매우 작습니다. 건물을 따뜻하게하려면 여러 라디에이터를 설치해야합니다.
설치된 발전기에서 집안의 온도와 에너지 소비를 조절할 수 있습니다. 설치에는 난방 실용 장비 설치, 파이프 라인 분기가 수반됩니다. 대부분의 건물에서 발열체를 별도의 방으로 내보내 작업 소음이 입주민의 자영업에 지장을 주지 않도록 하고 있습니다.
집에서 자신의 손으로 지열 난방을 만드는 방법
지열 펌프 설치 계획.
이것은 가장 비싸고 시간이 많이 걸리는 난방 유형 중 하나입니다. 대규모 토공을 수행해야 하며 장비 비용이 비용의 대부분을 차지합니다. 자신의 손으로 이러한 난방을 시작하기 전에 사용되는 시스템과 해당 장치의 기능을 파악해야 합니다.
지열 난방 설치에 필요한 재료:
- 폴리에틸렌 파이프;
- 히트펌프;
- 난방 라디에이터.
유형별 분류:
- 수평 열 교환기가 가장 자주 사용되는 반면 파이프는 해당 지역의 토양 동결 수준을 초과하는 깊이까지 땅에 깔려 있습니다. 이러한 유형의 가열에는 중요한 단점이 있습니다. 회로가 넓은 영역을 차지합니다. 집 면적이 250m²인 경우 난방을 하려면 약 600m²의 면적에 파이프를 깔아야 하며 모든 지역에서 이 작업을 수행할 수는 없습니다. 영토가 이미 고귀한 경우 집에서 그러한 난방을하는 것은 특히 불편합니다. 예를 들어 수집가는 나무에서 1.5m 이상 떨어져 있어야합니다.
- 수직 열교환기는 훨씬 작은 치수를 갖지만 비용은 더 높습니다. 설치하려면 약간의 공간이 필요하지만 드릴링 장비를 사용해야 합니다.
우물은 50m에서 200m 사이일 수 있지만 최대 100년 동안 사용할 수 있습니다. 이 방법은 시골집의 영토가 이미 갖추어져있을 때 편리하며 기존 풍경을 변경할 필요가 없습니다.우물을 뚫기위한 특수 장비가 필요하기 때문에 이러한 유형의 지열 난방을 완전히 설치하면 작동하지 않습니다. 물 교환기가 가장 경제적 인 방법이며 물의 열 에너지를 사용합니다. 저수지까지의 거리가 100m 이하인 경우 사용이 가능합니다. 나선형 윤곽은 파이프로 만들어지고 동결 구역을 초과하는 깊이로 놓여지며 저수지의 면적은 200m² 이상이어야합니다 . 이 공법을 시행할 때 대규모 토공사를 할 필요가 없으므로 모든 작업을 수작업으로 수행할 수 있습니다.
이 프로젝트 구현의 복잡성에 대해 이야기하면 상당히 크며 모든 것을 직접하기로 결정한 경우 세 번째 방법이 가장 접근하기 쉽습니다. 고가의 장비를 구입하는 경우 고품질로 설치해야 합니다. 그렇지 않으면 시스템이 정상적으로 작동하지 않습니다.
지열 난방의 근원
지열 난방의 경우 다음과 같은 지상 열 에너지 소스를 사용할 수 있습니다.
- 높은 온도;
- 낮은 온도.
예를 들어, 온천은 고온에 속합니다. 사용할 수 있지만 해당 소스의 실제 위치에 따라 범위가 제한됩니다. 아이슬란드에서 이러한 유형의 에너지가 적극적으로 사용된다면 러시아에서는 열수가 정착지에서 멀리 떨어져 있습니다. 그들은 지하수가 열 운반체로 사용되고 온수 시스템에 공급되는 캄차카에 가장 집중되어 있습니다.
지구의 열에너지를 효율적으로 사용하기 위해서는 화산이 필요하지 않습니다. 지표면에서 불과 200m 떨어진 곳의 자원을 사용하는 것으로 충분합니다.
그러나 저온 소스를 사용하려면 필요한 모든 전제 조건이 있습니다.이를 위해 주변 기단, 흙 또는 물이 적합합니다. 열 펌프는 필요한 에너지를 추출하는 데 사용됩니다. 도움으로 주변 온도를 열 에너지로 변환하는 절차는 난방뿐만 아니라 개인 가정의 온수 공급을 위해서도 수행됩니다.
프로
이러한 난방 시스템의 작동은 질적으로 새롭고 특이한 연료로 수행됩니다. 지구의 장의 에너지는 개인 주택 난방뿐만 아니라 에어컨에도 사용됩니다. 이 에너지는 최적의 쾌적한 생활 환경을 조성하고 유해 물질과 폐기물로 환경을 오염시키지 않습니다. 집의 난방은 자유 에너지를 사용하여 수행되며 1kW의 전기에 대해 시스템은 4-5kW의 열을 반환합니다.
똑같이 중요한 이점은 다른 유형의 난방 시스템의 원활한 기능을 보장하기 위해 필요할 수 있는 추가 후드와 굴뚝을 구입할 필요가 없다는 것입니다. 난방 운전 시 지상에서 유해한 매연 및 악취가 발생하지 않아 불필요한 소음이 발생하지 않으며 공간도 많이 차지하지 않습니다. 고체 연료 및 액체 연료 시스템과 달리 지열 장치는 실제로 사람들에게 보이지 않으며 집의 정면과 내부의 무결성을 파괴하지 않습니다.
지구의 에너지는 고갈되지 않기 때문에 저장, 배송 및 연료 구매와 같은 문제에 대해 생각하는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다.
고체 연료 및 액체 연료 시스템과 달리 지열 장치는 실제로 사람들에게 보이지 않으며 집의 정면과 내부의 무결성을 파괴하지 않습니다. 지구의 에너지는 고갈되지 않기 때문에 저장, 배송 및 연료 구매와 같은 문제에 대해 생각하는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다.
대지의 따뜻함으로 집을 데울 필요가 있다면 재정적 측면도 고려해야 합니다. 우리는 그러한 시스템을 설치하는 과정이 디젤 및 가스 장비에 비해 높은 비용이 필요할 것이라는 점에 즉시 주목합니다.
이에 비해 전력소모 수준이 훨씬 낮아 장기적으로 지열설비 확보의 경제성이 육안으로 확인될 수 있음을 알 수 있다. 개발자에 따르면 소비된 전기 에너지의 각 킬로와트에서 최대 5킬로와트의 열 에너지가 반환됩니다.
