動作原理
地中熱のような現象は、その原理が従来の冷蔵庫に逆になっているだけで、ますます一般的になっています。地球は常に熱を保持しており、その表面にある物体を加熱することが可能です。肝心なのは、熱いマグマが地球を内側から加熱し、土壌のおかげで上から凍ることがないということです。
そして、ここでの動作原理は次のとおりです。ヒートポンプが上部に配置され、熱交換器が特別な土製のシャフトに下げられます。地下水はポンプを通過して加熱されます。したがって、この場合に得られる熱は、工業用または家庭用に使用されます。これが地中熱の仕組みです。
ヒートポンプの概略図
このようなシステムの主な利点は、1 kWの電力コストで、4〜6kWの範囲の有用な熱エネルギーが得られることです。ちなみに、従来のエアコンでは、1kWの電気を1kWの熱エネルギーに変換することはできません（残念ながら、ある種類のエネルギーを別の種類のエネルギーに変換する際の損失はまだキャンセルされていないため、エネルギー保存の法則です。 ）。地熱による暖房は、地熱暖房の実施に適切なアプローチをとることで、十分に迅速に報われるでしょう。
システムのおおよそのコストと回収
動作原理がすでにわかっている熱加熱を選択する場合、所有者は特定の投資が必要になることを認識しておく必要があります。機器のブランドはユーザーの要件に応じて選択され、ユニットの価格は電力などの多くの要因に依存します。
4〜5 kWのデバイスは3000〜7000ドル、5〜10 kWの場合は4000〜8000ドル、10〜15kWの場合はすでに5000〜10000ドルと見積もられています。さらに、金額の40〜50％は、システムのインストール作業と起動のコストになります。その結果、非常に大きなコストが発生します。しかし、それらはすべて約3〜5年で完済し、ヒートポンプが消費する電気代だけが残ります。
地熱エネルギーを得る原理
地熱暖房ステーションの動作は、多くの場合、空調システムまたは従来の冷蔵庫の動作原理と比較されます。いずれのスキームも、2つの熱交換回路で構成されています。地上にある回路では、キャリアが加熱され（ほとんどの場合、非凍結フレオンがこの役割を果たします）、その後、熱交換器蒸発器の「ホーム回路」に転送されることが一般的に認められています。
家の周りを循環した後に冷えた液体は、サイクルを繰り返すために再び約+7°Cに加熱する必要があります。同時に、夏にはシステムが逆の原理で動作し、家の中の空気を冷却するので、暖房ではなくエアコンと呼ぶ方が正しいでしょう。
ヒートポンプの使用
システムの耐久性は、ヒートポンプが動作する特性と条件によって異なります。地熱設備では、年間約1800時間稼働することができます。これは、地下熱源がない緯度の平均値です。
ヒートポンプのしくみ
熱暖房システムの動作原理は同じであり、原産国やブランドとは何の関係もありません。地熱ポンプは、設計、サイズ、外観が異なる場合がありますが、熱生成係数は、さまざまな企業や国のポンプで常に同じになります。これはまさに、自然エネルギーを熱エネルギーに処理するという特殊性によるものです。
そのような誤算の結果は、最終的に悲惨な結果につながります-土壌は不均一に垂れ下がり、場所によっては非常に深くなり、その結果、保護用のプラスチックパイプが損傷します。家が近くにあると、地質学的変化により基礎や壁が変形する可能性があります。
定期的に、熱交換器に追加の熱エネルギーが供給される土壌を「再生」するための対策を講じる必要があります。これは、ヒートポンプが宇宙冷却モードで使用されている場合の太陽エネルギーまたはプローブ加熱である可能性があります。
結論として、地熱設備はまだすべての人が利用できるわけではないことに注意する必要があります。場合によっては、回収期間が10年以上続くこともありますが、最終的には、家を暖房するこれらの方法が、すぐに代替手段になるだけでなく、唯一可能な方法になるでしょう。
ビデオ：地熱ヒートポンプ
地熱暖房：動作原理を分析します
このタイプの加熱の動作原理は非常に単純であり、かなり低い温度でも凍結しないという地球の特性にあります。たとえば、気温が約マイナス15度の場合、地球は5〜7度までしか凍結しません。そして今、質問に答えましょう、土地のこの特性から利益をうまく引き出し、そのような資源の助けを借りて家を暖めることは可能ですか？答えは明らかです：もちろん、そうです！では、なぜそれをしないのですか？問題は、それはそれほど単純ではないということです。このような暖房を設置するには、以下に示す関連する小さな問題を解決する必要があります。
地熱暖房設備
- 地球から最大の熱を引き出すには、この非常に熱エネルギーを蓄積し、家の暖房に集中する必要があります。これは、ある程度の努力の価値があります。
- 導体の温度を維持する必要があります。加熱されたライザーは、セントラルヒーティングシステムを通過する流体に熱を伝導する必要があります。
- この導体が冷えた場合は、加熱してすぐに温度を回復する必要があります。この問題を解決するために、この課題に対処するのに役立つ特別な地熱ヒートポンプが発明されました。この装置は、家の通常の暖房に必要な熱量を抽出するのに役立ち、さまざまなニーズに使用できます。ちなみに、このようなポンプはかなりの量の作業に対応できます。デザインの可能性は、家の中の場所に直接依存します。
地球の熱エネルギーの助けを借りて家を暖めるような現象が私たちの国の外で独占的に発見されたとしたら、今日、そのような装置は奇跡でも珍しいものでもありません。
熱構造の操作のスキーム
同時に、ご想像のとおり、南部の暖かい場所だけでなく設置されていることに注意してください。北部地域では、これはさらに一般的です。
構造物がどのような作業スキームを持っているかを詳しく見てみましょう。昔、人々は、特定の液体が表面から蒸発すると表面が冷えるのはなぜか、そしてなぜエネルギーが奪われるのかという疑問を持っていました。この質問に答えるとすぐに、このメカニズムを逆の順序で実行しないのではないか、つまり、氷の代わりに暖かい空気を入手しないのではないかという考えが生まれました。例として、最新の空調システムの運用があります。それらの多くは、空気を冷却するだけでなく、加熱することもできます。このようなデバイスの唯一の欠点は、低温での動作が制限されることです。特定の温度では、それらは単に機能しません。それらとは異なり、カントリーハウスの地熱暖房は、それらと前述の装置の動作原理はほぼ同じですが、そのような欠点はまったくありません。
カントリーハウスの地熱暖房
熱交換器の設置
現在のインストールタイプは次のとおりです。
- 垂直、複数の坑井を掘削する必要がある場合。
- 水平、氷点下の深さより下にトレンチが掘られています。
- 水中で、最も近い貯水池の底に沿って敷設が行われる場合。
これは興味深いことです。一緒に考えてみましょう。より効率的なシングルパイプまたは2パイプの暖房システムは何ですか？
システムのインストール
配置段階でのカントリーハウスの地熱暖房には、しっかりとした財政投資が必要です。システムの最終コストが高いのは、主に、暖房回路の設置に関連する大量の土地工事によるものです。
暖房シーズン中に使用される熱エネルギーは最小限の電力コストで地球の深さから抽出されるため、時間の経過とともに、経済的コストは報われます。
- 主要部分は地下または貯水池の底に配置する必要があります。
- 家自体には、かなりコンパクトな設備だけが設置されており、ラジエーターや床暖房回路が敷設されています。家の中にある設備はあなたが冷却剤の加熱のレベルを調整することを可能にします。
地熱による暖房を設計する場合は、動作回路の設置オプションとコレクターの種類を決定する必要があります。
コレクターには2つのタイプがあります:
- 垂直-数十メートルの間地面に突っ込みます。これを行うには、家から少し離れた場所に一定数の井戸を掘削する必要があります。回路はウェルに浸されています（最も信頼できるオプションは、架橋ポリエチレン製のパイプです）。
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短所：深さ50メートル以上の地面にいくつかの井戸を掘削するための多額の費用。
利点：地温が安定している深さのパイプの地下配置は、システムの高効率を保証します。さらに、垂直コレクターは土地の小さな領域を占めます。
- 水平。土壌の凍結の深さは1.5メートルを超えてはならないため、このようなコレクターの使用は、温暖で温暖な気候の地域で許可されています。
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短所：サイトの広い領域を使用する必要があります（主な短所）。等高線を敷設した後のこの土地は、冷媒の輸送中に冷気を放出して植物の根を凍結させるため、庭や野菜の庭には使用できません。
利点：自分でもできる安価な土地工事。
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地熱エネルギーは、非凍結貯留層の底に水平地熱回路を敷設することによって生成できます。ただし、これを実際に実装することは困難です。リザーバーがプライベートエリアの外側に配置されている可能性があるため、熱交換器の設置を調整する必要があります。加熱された物体からリザーバーまでの距離は、100メートルを超えてはなりません。
自宅で自分の手で地熱暖房を行うための要件
一見、設置費用が高すぎるように見えるかもしれませんが、設置を長期間使用することで、誰もがこの暖房がすぐに効果を発揮し、投資を必要としないことを確認できます。
ジオヒーティングには以下が必要です。
- 大量の資金の1回限りの投資。
- 取り決めのためのかなりの力;
- 正しくて有能な準備。
また、ガスや電気などの資源の価格がほぼ毎月上昇していることに気付くことができますが、地熱システムはこれらの価格に依存していません。
システムの一部は地下にあり、地球が熱源として使用されています。このタイプの加熱には、ウェル、プローブ、および熱交換器が必要です。家の領土には装置だけが設置されているため、熱が発生し、原則としてあまりスペースを必要としません。この装置により、温度が調整され、熱エネルギーが供給されます。システムを設置する際には、パイプとラジエーターの小さな分岐が必要であり、建物が小さい場合は、発電機が地下室に設置されます。
自分たちで地熱暖房を設置
地熱構造物を設置するためのプロジェクトと作業のコストは非常に高く、必要なすべての機器の購入、専門家のチームの関与、および長期の掘削の必要性は安くはありません。
しかし、このタイプの暖房を家に設置することの収益性のために、回収期間は非常に速いです。地熱ネットワークに電力を供給できるソーラーパネルなど、他の代替エネルギー生産源を設置することで、さらに節約することができます。化石資源とガスの大幅な値上げがあっても、暖房費に影響を与えることはありません。
ワイヤーのネットワークの主要部分は地下深くに隠されており、井戸に配置された冷媒の貯蔵所が家に燃料を供給します。また、地下室などのユーティリティルームには、発電機を設置する必要があります。これらのデバイスのほとんどは非常にコンパクトです。敷地を暖めるには、いくつかのラジエーターを設置する必要があります。
設置された発電機では、家の温度とエネルギー消費量を調整することが可能です。設置には、暖房室、パイプラインの分岐のための機器の設置が伴います。ほとんどの施設では、熱発生器は別の部屋に持ち出されており、仕事からの騒音が住民の仕事の邪魔にならないようになっています。
自宅で自分の手で地熱暖房を作る方法
地熱ポンプの設置計画。
これは、最も高価で時間のかかるタイプの暖房の1つです。大規模な土木工事を行う必要があり、設備費が大部分を占めます。自分の手でこのような暖房を作成する前に、使用されているシステムとそのデバイスの機能を理解する必要があります。
地熱暖房の設置に必要な材料：
- ポリエチレンパイプ;
- ヒートポンプ;
- 暖房ラジエーター。
タイプによる分類：
- 水平熱交換器が最も頻繁に使用されますが、パイプはお住まいの地域の土壌の凍結レベルを超える深さまで地面に敷設されます。このタイプの加熱には重大な欠点があります-回路は広い面積を占めます。あなたの家の面積が250m²の場合、それを加熱するには、約600m²の面積にパイプを敷設する必要がありますが、これはすべての領域で行うことはできません。領土がすでに高潔である場合、例えば、コレクターが木から1.5 m以上離れてはならない場合、自宅でそのような暖房を行うことは特に不便です。
- 垂直熱交換器の寸法ははるかに小さいですが、コストは高くなります。設置するには少しスペースが必要ですが、掘削装置を使用する必要があります。
井戸の長さは50〜200 mですが、最長100年使用できます。この方法は、カントリーハウスの領土がすでに装備されている場合に便利です。既存の景観を変更する必要はありません。このタイプの地熱暖房を自分の手で完全に設置することはできません。井戸を掘削するための特別な機器が必要になるためです。水を置く交換器が最も経済的な方法であり、水の熱エネルギーを使用します。貯水池までの距離が100m以下の場合に使用できます。らせん状の輪郭はパイプで構成され、凍結ゾーンを超える深さに配置されます。貯水池の面積は200m²以上である必要があります。 。この方法を実施する場合、大規模な土工を行う必要がないため、すべて手作業で行うことができます。
このプロジェクトの実装の複雑さについて話すと、それは非常に大きく、すべてを自分で行うことにした場合は、3番目の方法が最もアクセスしやすくなります。高価な機器を購入する場合は、高品質で設置する必要があります。そうしないと、システムが正常に動作しません。
地熱の源
地熱暖房には、次の地上熱エネルギー源を使用できます。
- 高温;
- 低温。
たとえば、温泉は高温のものに属します。それらを使用することはできますが、その範囲はそのようなソースの実際の場所によって制限されます。アイスランドでこのタイプのエネルギーが積極的に使用されている場合、ロシアでは温泉水は居住地から遠く離れています。それらはカムチャッカに最も集中しており、地下水が熱媒体として使用され、給湯システムに供給されます。
地球の熱エネルギーを効率的に利用するために火山は必要ありません。地表からわずか200メートルのところにある資源を使えば十分です
しかし、低温源を使用するために必要なすべての前提条件があります。この目的のために、周囲の気団、地球または水が適しています。ヒートポンプは、必要なエネルギーを抽出するために使用されます。その助けを借りて、周囲温度を熱エネルギーに変換する手順は、暖房だけでなく、個人の家庭の給湯のためにも実行されます。
プロ
このような暖房システムの操作は、質的に新しく珍しい燃料で実行されます。地球の腸のエネルギーは、個人の家の暖房だけでなく、空調にも使用されます。このエネルギーは、最適で快適な生活条件を作り出し、有害物質や廃棄物で環境を汚染しません。家の暖房は自由エネルギーを使用して実行されます。1kWの電力の場合、システムは4〜5kWの熱を返します。
同様に重要な利点は、他のタイプの暖房システムの円滑な機能を確保するために必要となる可能性のある追加のフードや煙突を購入する必要がないことです。暖房運転中は、有害な煙や臭いが地面から放出されないため、不要な騒音が発生せず、また、場所を取らない。地熱ユニットは、固体燃料や液体燃料システムとは異なり、実際には人には見えません。家の正面や内部の完全性を損なうことはありません。
地球のエネルギーは無尽蔵なので、燃料の貯蔵、配送、購入などの問題を考えるのに時間を無駄にする必要はありません。
地熱ユニットは、固体燃料や液体燃料システムとは異なり、実際には人には見えません。家の正面や内部の完全性を損なうことはありません。地球のエネルギーは無尽蔵なので、燃料の貯蔵、配送、購入などの問題を考えるのに時間を無駄にする必要はありません。
地球の暖かさで家を暖める必要がある場合は、その経済的側面も考慮する必要があります。すぐに、そのようなシステムをインストールするプロセスは、ディーゼルおよびガス機器と比較して高いコストを必要とすることに注意してください。
これとは対照的に、電力消費量ははるかに少ないため、長期的には地熱設備の取得の経済的実現可能性が肉眼で確認できます。開発者によると、消費された電気エネルギー1キロワットから最大5キロワットの熱エネルギーが返還されます。
