Геотермалдық жылу сорғысы жүйесін орнату бойынша нұсқаулық
Тұрғын үйлерде де, коммерциялық ғимараттарда да энергия тұтынудың айтарлықтай бөлігін ғимараттарды жылыту және салқындату құрайды. Сондықтан көптеген адамдар жыл бойы тиімдірек және тұрақты жүйелерді іздей бастады. Барған сайын танымал болып келе жатқан технологиялардың бірі - жылуды жерден/жерге жылу көзі және раковина ретінде беретін геотермалдық жылу сорғысы (GSHP) жүйесі. Жердің сыртқы ауамен салыстырғанда салыстырмалы түрде тұрақты температурасы бар, бұл жылу сорғыларының тегіс және тиімдірек жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Бұл мақалада геотермалдық жылу сорғысы жүйесін орнату бойынша қадамдық нұсқаулық қарастырылған - жоспарлау мен циклды таңдаудан бастап орнату мен сынауға дейін.
1. Геотермалдық жылу сорғыларының қалай жұмыс істейтінін түсіну
Геотермалдық жылу сорғылары кондиционерге ұқсас салқындатқыш пен компрессорды пайдаланып жылу беру принципі бойынша жұмыс істейді, бірақ жылу көзі жер болып табылады. Жылыту режимінде жүйе жерден жылуды алып, оны үй ішіне береді. Салқындату режимінде жүйе үй ішінен жылуды алып, оны жерге таратады. Белгілі бір тереңдіктегі жер температурасы тұрақты болатындықтан, жүйенің жұмысы жыл мезгілдерінде тұрақты болады.
GSHP негізгі компоненттеріне әдетте мыналар кіреді:
– Жылу сорғысы блогы (ішкі блок): компрессордан, жылу алмастырғыштан және басқару элементтерінен тұрады.
– Жерге қосу тізбегі (жер асты құбыры): сұйықтық (су + антифриз) бар тұйық тізбек немесе жер асты суларын пайдаланатын ашық жүйе.
– Циркуляциялық сорғы: сұйықтықты циклде айналдыру үшін.
– Тарату жүйесі: ауа өткізгіш (ауа өткізгіш), гидроникалық (радиаторларға/еден астына арналған ыстық су) немесе аралас.
– Басқару элементтері мен датчиктер: термостат, ағын қосқышы, қысым өлшегіш және қорғаныс.
2. Жоспарлау кезеңі: Энергетикалық аудит және техникалық-экономикалық негіздеме
Геотермалдық қондырғыны орнату тек қондырғы сатып алып, қазу ғана емес. Жоспарлау кезеңі оның табысы мен ұзақ мерзімді шығындарын анықтайды.
а) Жылыту/салқындату жүктемесін аудиттеу
Ғимараттың ауданына, оқшаулауына, бағытына, тұрғындар санына және пайдалану әдеттеріне негізделген жүктемені есептеуді (жылу/салқындату жүктемесін) сұраңыз. Жиі кездесетін қателік - құрылғының өлшемін шамадан тыс көбейту, бұл жүйенің жиі қосылып-өшіп қалуына және тиімділігінің төмендеуіне әкеледі.
b) Учаскелік зерттеу
Тексеру:
– Көлденең ілмектерді орналастыру үшін бос жер учаскесі немесе тік ілмектер үшін бұрғылау құралына қол жеткізу мүмкіндігінің болуы.
– Жылу өткізгіштікке және қазу жұмыстарының қиындық деңгейіне әсер ететін топырақ түрі (сазды, құмды, тасты).
– Жер асты суларының жағдайы, бұрғылауға рұқсаттар және ұңғымалардан, септиктерден, іргетастардан және жер асты коммуникацияларынан қауіпсіз қашықтық.
c) Лицензиялау және стандарттар
Көптеген аймақтарда бұрғылау жұмыстары үшін қоршаған ортаға/жер асты суларына рұқсат қажет. Ластанудың алдын алу үшін мердігердің құбырларды орнату, тереңдік, қысым сынағы және ерітінді төсеу процедураларына қойылатын стандарттарды түсінгеніне көз жеткізіңіз.
3. Жерге тұйықтау контурының дизайнын анықтаңыз: көлденең, тік немесе ашық
Көлденең ілмектер үлкен аумақтарға және оңай қазуға жарамды. Құбырлар белгілі бір тереңдікте (көбінесе дизайн мен климатқа байланысты 1,5–3 метр) көміледі. Олар әдетте тік ілмектерге қарағанда арзанырақ, бірақ үлкенірек аумақты қажет етеді.
Тік ілмектер тереңірек ұңғымаларды пайдаланады (ондаған метрден жүздеген метрге дейін). Олар шектеулі кеңістікке немесе қиын беткі топырақтарға жарамды. Олар тиімді және ұқыпты, бірақ бұрғылау құны жоғарырақ.
Ашық циклді жүйелер жылу алмасу үшін жер асты суларын/бастапқы суды айдайды, содан кейін қажет болған жағдайда оны қайта толтырылатын құдыққа немесе су айдынына қайтарады. Бұл жүйелер өте тиімді болуы мүмкін, бірақ судың жақсы сапасын, қақтану/коррозия қаупін және қоршаған ортаға қатаң сәйкестікті талап етеді.
Идеал дизайнды таңдау сыйымдылық талаптарын, топырақтың өткізгіштік деректерін және тиімділік мақсаттарын есептеу арқылы жүзеге асырылады.
4. Жылу сорғысы блогын және тарату жүйесін таңдау
GSHP қондырғылары әртүрлі қуаттар мен конфигурацияларда келеді. Мыналарды қарастырыңыз:
– Жүктемені есептеу нәтижелеріне сәйкес қуат (кВт немесе BTU/сағ).
– COP/EER (жылыту/салқындату тиімділігі). Жоғары сандар әдетте энергия тиімділігінің жоғары екенін білдіреді.
– Тарату үйлесімділігі: ауа өткізгіштері бар үйлер үшін ауа өңдегіштерін қолдайтын құрылғыны таңдаңыз; гидроника үшін ыстық суды буферлік бакқа/жылы еденге бағыттауға жарамдысын таңдаңыз.
– Тұрмыстық ыстық су (ЫСС) талаптары: кейбір жүйелерді қыздырғыштан тазартқыш немесе жылыту багымен толықтыруға болады.
5. Далалық жұмыстар: қазба жұмыстары немесе бұрғылау
Бұл кезең ең «көрінетін» және көбінесе ең қымбатқа түседі.
а) Аймақты белгілеу
Қазба жұмыстарын бастамас бұрын коммуналдық қызметтер орналасқан жерлерді (электр қуаты, су, газ, интернет) белгілеп қойыңыз. Кен орнынан машина бөлмесіне дейінгі құбыр жолын анықтаңыз.
b) Ілмек құбырларды орнату
Құбырлар әдетте коррозияға төзімді және икемді жоғары тығыздықты полиэтиленнен (HDPE) жасалады. Қосылымдар ағып кету қаупін азайту үшін жылу балқыту арқылы жасалады. Тік ілмектер үшін U-тәрізді құбырлар бұрғыланған тесіктерге салынады.
c) Шелектеу және қайта толтыру
Тік құбырлар үшін тесіктер тиімді жылу алмасуын қамтамасыз ету және топырақ қабаттары арасындағы судың миграция жолдарын жабу үшін жылу ерітіндісімен толтырылады. Көлденең құбырлар үшін құбырлар құбырларға зақым келтірмейтін және ауа қуыстарын азайтатын материалмен толтырылады.
6. Ғимараттың ішіне орнату: қондырғы, сорғы және коллектор құбыры
Қозғалтқыш бөлмесінде мердігер мыналарды орнатады:
– Жылу сорғысы қондырғысы қызмет көрсету үшін оңай қолжетімді жерде орналасқан.
– Бірнеше циклдік тізбектерді біріктіретін коллектор/тақырыпша.
– Айналым сорғысы және теңгерім клапаны.
– Кеңейту цистернасы (қажет болса), ауа бөлгіш және сүзгі/сүзгі.
Ілмектен құрылғыға дейінгі құбырлар әдетте энергия шығыны мен конденсацияның алдын алу үшін оқшауланған. Салқындату режимінде конденсатты ағызу жолының бар екеніне көз жеткізіңіз.
7. Сұйықтықты толтыру, үрлеу және қысыммен сынау
Іске қосу кезеңі өте маңызды, себебі көптеген мәселелер ауаның жиналуына немесе қысымның дұрыс болмауына байланысты туындайды.
Жалпы қадамдар:
1. Қысымды тексеру: ұзақ мерзімді пайдалану алдында ілмек құбырында ешқандай ағып кетулердің жоқтығына көз жеткізіңіз.
2. Шайып тазалау және үрлеу: арнайы үрлеу сорғысымен жүйеден ауа мен кірді шығару.
3. Қажет болса, климатқа және қатып қалу қаупіне байланысты тоңазытқыш қоспасымен (мысалы, пропиленгликоль) толтыру.
4. Ағын жылдамдығын тексеру: ағын жылдамдығының құрылғы сипаттамаларына сәйкес келетініне көз жеткізіңіз, себебі тым төмен ағын тиімділікті төмендетіп, дабылды іске қосуы мүмкін.
8. Басқару интеграциясы және бастапқы орнату
Физикалық жүйе дайын болғаннан кейін, басқару конфигурациясы жайлылық пен энергия тұтынуды анықтайды. Келесі әрекеттерді орындаңыз:
– Термостат параметрлері және температура қисықтары (әсіресе гидроникалық үшін).
– Циклдің кіріс/шығыс температура датчиктерін калибрлеңіз.
– Жылыту және салқындату режимдерін сынау.
– Түнде немесе үй бос болған кезде температураны төмендетуді қоса алғанда, жұмыс кестелерін орнату.
Егер жүйе ақылды термостатқа немесе ғимаратты басқару жүйесіне қосылған болса, интеграцияның тым жиі ҚОСУ-ӨШІРУ циклдарын мәжбүрлемейтініне көз жеткізіңіз.
9. Өнімділікті сынау (іске қосу) және құжаттама
Іске қосу, ең алдымен, мыналарды қамтиды:
– Жерге тұйықталған контурға кіретін/шығатын сұйықтық температурасын жазу.
– Электр энергиясын тұтынуды бастапқы өлшеу.
– Шуды, дірілді және ауа ағынын сынау (түтік жүйелері үшін).
– Конденсатты, клапандарды және қауіпсіздік қосқыштарын тексеру.
Мердігерден келесі құжаттарды ұсынуын сұраңыз:
– Құбырдың алдын ала салынған сызбасы.
– Антифриздің сипаттамалары және толтыру көлемі.
– Жұмыс қысымы және ағын жылдамдығы туралы деректер.
– Тұрақты қызмет көрсету кестесі және кепілдік.
10. Ұзақ мерзімді жұмыс істеуге арналған күнделікті техникалық қызмет көрсету және кеңестер
Геотермалдық жүйелер, әсіресе ондаған жылдарға шыдайтын жер үсті ілмектерінің беріктігімен танымал. Дегенмен, механикалық қондырғылар әлі де техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді:
– Ауа сүзгісін үнемі тазалап немесе ауыстырып отырыңыз (егер ауа өткізгіштерін пайдалансаңыз).
– Цикл сұйықтығының қысымы мен сапасын үнемі тексеріп отырыңыз.
– Катушка мен жылу алмастырғыштың кір емес екеніне көз жеткізіңіз.
– Циркуляциялық сорғыны, қалыптан тыс дыбыстарды және ықтимал ағып кетулерді тексеріңіз.
– Тиімділікті сақтау үшін жыл сайынғы кәсіби қызмет көрсетуді орындаңыз.
Үнемдеуді барынша арттыру үшін мұны үйдің оқшаулауын жақсартумен, ауа ағып кетуін жабумен және термостаттың нақты параметрлерін орнатумен біріктіріңіз.
Жабу
Геотермалдық жылу сорғысы жүйесін орнату мұқият жоспарлауды, учаскені зерттеуді, тиісті циклды жобалауды және мұқият іске қосуды қажет ететін техникалық инвестиция болып табылады. Дұрыс орнату арқылы бұл жүйелер тұрақты жылыту және салқындату жайлылығын, жоғары тиімділікті және дәстүрлі жүйелерге қарағанда төмен пайдалану шығындарын қамтамасыз ете алады. Егер сіз геотермалдық жүйені қарастырып жатсаңыз, тәжірибелі мердігерді таңдаңыз, нақты жүктеме есептеулерін сұраңыз және бұрғылаудан бастап ағынды сынауға дейінгі барлық қадамдардың стандартты стандарттарға сәйкес орындалуын қамтамасыз етіңіз. Осылайша, сіз жыл бойы Жердің салыстырмалы түрде тұрақты энергиясының артықшылықтарын барынша арттырасыз.
Қаласаңыз, мен бұл мақаланы Индонезия контекстіне (тропикалық климат, басым салқындату қажеттіліктері және ең көп таралған дизайн нұсқалары) бейімдей аламын немесе орнату тізімімен толықтырылған техникалық нұсқасын жасай аламын.
