Maaküte on alternatiivsetest energiaallikatest üks perspektiivikamaid. Erinevalt päikesesüsteemidest ei sõltu see praktiliselt aastaajast. Kuid kas maja kütmine maa soojuse ja energiaga on tulus?
Maja maaküte
Kõigepealt peate mõistma soojusenergia saamise põhimõtteid. Need põhinevad temperatuuri tõusul sügavamale maasse sisenemisel. Esmapilgul on kütteastme tõus tähtsusetu. Kuid tänu uute tehnoloogiate tulekule on maja kütmine maasoojust kasutades saanud reaalsuseks.
Maakütte korraldamise põhitingimuseks on temperatuur vähemalt 6°C. See on tüüpiline keskmise ja sügava pinnase ja veehoidlate jaoks. Viimased sõltuvad suuresti välistemperatuurist, mistõttu neid kasutatakse üliharva. Kuidas saab praktiliselt korraldada maja kütmist maaenergiaga?
Selleks peate tegema 3 vooluringi, mis on täidetud erinevate tehniliste omadustega vedelikega:
- Väline. Sagedamini ringleb selles antifriis.Selle kuumutamine temperatuurini vähemalt 6 °C toimub maa energia tõttu;
- Soojus pump. Ilma selleta on maaenergiaga kütmine võimatu. Välisest vooluringist tulev jahutusvedelik kannab soojusvaheti abil oma energia külmutusagensi. Selle aurustumistemperatuur on alla 6 °C. Pärast seda siseneb see kompressorisse, kus pärast kokkusurumist tõuseb temperatuur 70 ° C-ni;
- Sisemine vooluring. Sarnast skeemi kasutatakse soojuse ülekandmiseks kokkusurutud külmutusagensist jahutussüsteemis veele. Nii toimub kütmine maasügavustest minimaalsete kuludega.
Vaatamata ilmsetele eelistele on sellised süsteemid haruldased. Selle põhjuseks on seadmete ostmise ja välise soojuse sissevõtuahela korraldamise suured kulud.
Kõige parem on maa soojusest kütte arvutamine usaldada professionaalidele. Arvutuste õigsusest sõltub kogu süsteemi tõhusus.
Soojuspumba tööpõhimõte
Maakütte “süda” on soojuspump. See koosneb mitmest komponendist, mille töö mõjutab otseselt kogu süsteemi efektiivsust. Seetõttu peate enne eramaja maapinnast soojendamise kavandamist välja selgitama selle seadme peamised omadused.
Kuna see seade kuulub keerukate seadmete kategooriasse, on soovitatav osta ainult tehasemudeleid. Soojuspumba konstruktsioon sisaldab järgmisi komponente:
- Aurusti. Selles plokis kantakse energia üle välisahelast;
- Kompressor. Vajalik kõrge rõhu tekitamiseks külmutusagensi keskkonnas;
- Kapillaar. Selle eesmärk on vähendada siserõhku külmutusagensi ringluses;
- Kontrollsüsteem. Tema abiga reguleeritakse eramaja kütmist maapinnast - töötemperatuuri, jahutusvedelike vooluhulka jne.
Peamiseks probleemiks soojuspumba ise valmistamisel on soojuskadude vähendamine ja sisekontuuri töö normaliseerimine külmutusagensiga. Tehase mudelite seadistamine toimub tootmisetapis ja disain annab võimaluse selle parameetreid kohandada.
Kuidas õigesti arvutada pumba parameetreid, et maa soojus maja kütmiseks tagaks normaalse temperatuuri? Selleks peate välja selgitama pumba soojusvõimsuse. Ligikaudseks arvutuseks võite kasutada järgmist valemit:
Q=(t1-t2)*V
Kus t1-t2 – temperatuuride erinevus sisse- ja tagasivoolutorude vahel, °C, V – jahutusvedeliku arvutuslik vooluhulk, m³/h, K – soojuspumba nimivõimsus, W.
See meetod ei ole rakendatav keeruliste süsteemide jaoks, kuna need sisaldavad palju lisategureid. Eelkõige soojuskaod põhiliinil. See kehtib eriti nende piirkondade kohta, kus see tuleb välja võimalikult maapinna lähedale. Soojuskadude minimeerimiseks tuleks soojustada maa sees olevad küttetorud.
Kuna soojuspumba töö sõltub elektrist, on soovitatav paigaldada avariitoiteallikas.
Maakütte võimalused
Selleks, et maa energiat saaks maja kütmiseks maksimaalselt ära kasutada, tuleb valida õige välisskeem. Tegelikult võib soojusenergia allikaks olla mis tahes keskkond - maa-alune, vesi või õhk. Kuid oluline on arvestada ilmastikutingimuste hooajaliste muutustega, nagu eespool kirjeldatud.
Praegu on kaks levinumat tüüpi süsteeme, mida kasutatakse tõhusalt maja kütmiseks maa soojust kasutades - horisontaalne ja vertikaalne. Peamine valikutegur on maatüki pindala. Sellest sõltub torude paigutus maja kütmiseks maa energiaga.
Lisaks võetakse arvesse järgmisi tegureid:
- Mulla koostis. Kivistes ja savistes piirkondades on maanteede paigaldamiseks keeruline vertikaalseid tüvesid teha;
- Mulla külmumise tase. See määrab torude optimaalse sügavuse;
- Põhjavee asukoht. Mida kõrgemad need on, seda parem on maaküte. Sel juhul tõuseb temperatuur sügavusega, mis on maaenergiaga kütmiseks optimaalne tingimus.
Samuti peate teadma energia vastupidise ülekande võimaluse kohta suvel. Siis eramaja maapinnast kütmine ei toimi ja liigne soojus kandub majast pinnasesse. Kõik jahutussüsteemid töötavad samal põhimõttel. Kuid selleks on vaja paigaldada lisavarustus.
Majast eemale välist vooluringi paigaldada ei saa. See suurendab soojuskadusid maa soolte soojendamisel.
Horisontaalne maakütte diagramm
Kõige tavalisem välisteede paigaldamise meetod. See on mugav tänu paigaldamise lihtsusele ja võimalusele suhteliselt kiiresti asendada torujuhtme vigased osad.
Selle skeemi järgi paigaldamiseks kasutatakse kollektorisüsteemi. Selleks tehakse mitu kontuuri, mis asuvad üksteisest vähemalt 0,3 m kaugusel. Need ühendatakse kollektori abil, mis varustab jahutusvedelikuga edasi soojuspumpa.See tagab maasoojusest kütmiseks maksimaalse energiavarustuse.
Kuid peate arvestama mitmete oluliste nüanssidega:
- Suur krundi pindala. Umbes 150 m² suuruse maja puhul peaks see olema vähemalt 300 m²;
- Torud tuleb paigaldada sügavusele, mis jääb mulla külmumistasemest allapoole;
- Võimaliku pinnase liikumisega kevadiste üleujutuste ajal suureneb maanteede nihkumise tõenäosus.
Horisontaalset tüüpi maapinna soojusest kütmise määravaks eeliseks on iseseisva paigutuse võimalus. Enamikul juhtudel ei nõua see spetsiaalse varustuse kasutamist.
Maksimaalse soojusülekande saavutamiseks peate kasutama kõrge soojusjuhtivusega torusid - õhukese seinaga polümeeri. Kuid samal ajal peaksite kaaluma võimalusi küttetorude isoleerimiseks maa sees.
Vertikaalne maakütte skeem
See on töömahukam viis eramaja kütmise korraldamiseks maapinnast. Torujuhtmed asuvad vertikaalselt spetsiaalsetes kaevudes. Oluline on teada, et selline skeem on palju tõhusam kui vertikaalne.
Selle peamine eelis on vee soojendamise astme suurendamine välisahelas. Need. Mida sügavamal torud asuvad, seda suurem on maja kütmiseks mõeldud soojuse hulk maapinnast. Teine tegur on maa väike pindala. Mõnel juhul paigaldatakse väline maaküttekontuur juba enne maja ehitamist vundamendi vahetusse lähedusse.
Milliste raskustega võite selle skeemi abil maja kütmiseks maaenergia hankimisel kokku puutuda?
- Kvantitatiivsest kvalitatiivseks. Vertikaalse asukoha puhul on kiirteede pikkus palju suurem.Seda kompenseerib mulla kõrgem temperatuur. Selleks peate tegema kuni 50 m sügavused kaevud, mis on töömahukas töö;
- Mulla koostis. Kivise pinnase jaoks on vaja kasutada spetsiaalseid puurmasinaid. Kaevu kokkuvarisemise vältimiseks paigaldatakse liivsavi sisse raudbetoonist või paksuseinalisest plastikust kaitsekest;
- Rikke või tiheduse kaotamise korral remondiprotsess muutub keerulisemaks. Sel juhul on võimalikud pikaajalised häired maja kütte töös maa soojusenergia tõttu.
Kuid vaatamata kõrgetele algkuludele ja töömahukale paigaldamisele on maanteede vertikaalne paigutus optimaalne. Eksperdid soovitavad kasutada täpselt seda paigaldusskeemi.
Jahutusvedeliku tsirkuleerimiseks välisahelas vertikaalses süsteemis on vaja võimsaid tsirkulatsioonipumpasid.
Maakütte korraldamine
Tarbijatel on endiselt põhiküsimus - kas maamaja peamise kütteallikana on võimalik kasutada maaenergiat? See on võimalik, kuid ainult professionaalse lähenemisega kõigil etappidel - alates arvutamisest kuni süsteemi paigaldamise ja testimiseni.
Kõigepealt tuleb valida õige soojuspump. Arvestades nende kõrget hinda, peaksite kõigepealt tegema kõik selle omaduste esialgsed arvutused. Ainult sel juhul on maa soojusenergiaga kütmisel maksimaalne efektiivsus. Usaldusväärsete tootjate hulgas on Buderus, Vaillant ja Veissman. Soojuspumba keskmine maksumus maa sügavusest kütmiseks on umbes 360 tuhat rubla nimivõimsusega 6 kW. Tootlikumad mudelid võivad maksta üle 1 miljoni rubla.
Lisaks kuludele peate pöörama tähelepanu torude valmistamiseks kasutatud materjalile. Maa soojusenergiast tingitud soojuskadude minimeerimiseks on soovitatav kasutada järgmist:
- Ristseotud polüetüleen. Seda iseloomustab madal hind - optimaalne horisontaalsete skeemide jaoks;
- Roostevabast terasest toru. Seda kasutatakse kütmisel, kasutades maa soojusenergiat välisahela vertikaalse paigutusega. See on oma kõrge soojusjuhtivuse ja mehaanilise tugevuse tõttu võrreldav ristseotud polüetüleeniga. Puuduseks on kõrge hind.
Optimeerimiseks on soovitatav paigaldada välis- ja sisetemperatuuri andurid, samuti soojusakumulaator. See vähendab eramaja kütmise kulusid maaenergia abil.
Kõiki neid tegureid arvesse võttes paigaldatakse enamjaolt lisavõimalusena maaküte maaenergiast. Aja jooksul tõuseb komponentide maksumus ja soojuspumpade kasutegur – ja alles siis saab selliseid süsteeme pidada peamisteks.
Eramaja maakütte paigaldamise näite leiate videot vaadates:
