Descriere:
Spre deosebire de utilizarea „directă” a căldurii geotermale cu potențial ridicat (resurse hidrotermale), utilizarea solului straturilor de suprafață ale Pământului ca sursă de potențial scăzut. energie termală pentru sistemele de încălzire cu pompă de căldură geotermală (GTST) este posibil aproape peste tot. În prezent, este una dintre zonele cu cea mai dinamică dezvoltare a utilizării surselor de energie regenerabilă netradițională din lume.
Sistemele de alimentare cu căldură cu pompă de căldură geotermală și eficiența aplicării lor în condițiile climatice ale Rusiei
G.P. Vasiliev, director științific OJSC „INSOLAR-INVEST”
Spre deosebire de utilizarea „directă” a căldurii geotermale cu potențial ridicat (resurse hidrotermale), utilizarea solului straturilor de suprafață ale Pământului ca sursă de energie termică cu potențial scăzut pentru sistemele de alimentare cu căldură cu pompe de căldură geotermale (GTSS) este posibil aproape peste tot. În prezent, este una dintre cele mai dinamice domenii de utilizare a surselor de energie regenerabilă netradițională din lume.
Solul straturilor de suprafață ale Pământului este de fapt un acumulator de căldură de putere nelimitată. Regimul termic al solului se formează sub influența a doi factori principali - radiația solară căzută la suprafață și fluxul de căldură radiogenă din interiorul pământului. Modificările sezoniere și zilnice ale intensității radiației solare și ale temperaturii aerului exterior provoacă fluctuații ale temperaturii straturilor superioare ale solului. Adâncimea de pătrundere a fluctuațiilor zilnice ale temperaturii aerului exterior și intensitatea radiației solare incidente, în funcție de specificul solului condiții climatice variază de la câteva zeci de centimetri până la un metru și jumătate. Adâncimea de penetrare a fluctuațiilor sezoniere ale temperaturii aerului exterior și intensitatea radiației solare incidente nu depășește, de regulă, 15–20 m.
Regimul termic al straturilor de sol situate sub această adâncime („zona neutră”) se formează sub influența energiei termice provenite din intestinele Pământului și practic nu depinde de modificările sezoniere, și cu atât mai mult zilnice, ale parametrilor. a climatului extern (Fig. 1). Odată cu creșterea adâncimii, temperatura solului crește și în funcție de gradientul geotermal (aproximativ 3 ° C la fiecare 100 m). Mărimea fluxului de căldură radiogenă care vine din interiorul pământului diferă pentru diferite zone. De regulă, această valoare este de 0,05–0,12 W / m2.
Poza 1. |
În timpul funcționării GTST, masa de sol, situată în zona de influență termică a registrului conductelor schimbătorului de căldură din sol al sistemului de colectare a căldurii solului cu potențial scăzut (sistem de colectare a căldurii), ca urmare a schimbărilor sezoniere în parametrii climatului extern, precum și sub influența sarcinilor operaționale asupra sistemului de colectare a căldurii, de regulă, este supus la îngheț și dezgheț repetat. În acest caz, desigur, are loc o modificare a stării agregate a umidității conținute în porii solului și în cazul general atât în faza lichidă, cât și în faza solidă și gazoasă simultan. În același timp, în sistemele capilar-poroase, care este masa de sol a sistemului de colectare a căldurii, prezența umidității în spațiul porilor are un efect vizibil asupra procesului de propagare a căldurii. Contabilitatea corectă a acestei influențe astăzi este asociată cu dificultăți semnificative, care sunt asociate în primul rând cu lipsa unor idei clare despre natura distribuției fazelor solide, lichide și gazoase ale umidității într-o anumită structură a sistemului. În prezența unui gradient de temperatură în grosimea masivului de sol, moleculele de vapori de apă se deplasează în locuri cu un potențial de temperatură redus, dar, în același timp, sub acțiunea forțelor gravitaționale, în lichid are loc un flux de umiditate direcționat opus. fază. În plus, pe regim de temperatură straturile superioare ale solului sunt influențate de umiditatea precipitațiilor atmosferice, precum și de apele subterane.
Trăsăturile caracteristice ale regimului termic al sistemelor de captare a căldurii din sol ca obiect de proiectare ar trebui să includă și așa-numita „incertitudine informativă” a modelelor matematice care descriu astfel de procese sau, cu alte cuvinte, lipsa de informații fiabile despre impactul asupra mediu (atmosfera și în afara zonei de influență termică a schimbătorului de căldură din sol al sistemului de colectare a căldurii) și complexitatea extremă a aproximării acestora. Într-adevăr, dacă aproximarea impacturilor asupra sistemului climatic exterior, deși complexă, poate fi totuși realizată cu o anumită cheltuială de „timp de calculator” și utilizarea modelelor existente (de exemplu, un „an climatic tipic”), atunci problema luării în considerare a influenței asupra sistemului a impacturilor atmosferice (rouă, ceață, ploaie, zăpadă etc.), precum și a aproximării efectului termic asupra masei de sol a sistemului de colectare a căldurii subiacente și înconjurătoare. straturile de sol nu este practic rezolvabilă astăzi și ar putea face obiectul unor studii separate. Deci, de exemplu, lipsa cunoașterii proceselor de formare a fluxurilor de filtrare a apelor subterane, a regimului de viteză a acestora, precum și a imposibilității obținerii de informații fiabile despre regimul de căldură și umiditate al straturilor de sol situate sub zona de influență termică a un schimbător de căldură la sol, complică semnificativ sarcina construirii unui model matematic corect al regimului termic al unui sistem de colectare a căldurii cu potențial scăzut.sol.
Pentru a depăși dificultățile descrise care apar în proiectarea GTST, a fost creată și testată în practică metoda de modelare matematică a regimului termic al sistemelor de captare a căldurii din sol și metoda de contabilizare a tranzițiilor de fază ale umidității în spațiul poros al solului. pot fi recomandate sisteme masive de colectare a căldurii.
Esența metodei este de a lua în considerare diferența dintre două probleme la construirea unui model matematic: problema „de bază” care descrie regimul termic al solului în starea sa naturală (fără influența schimbătorului de căldură din sol al sistemului de colectare a căldurii) , iar problema în curs de rezolvare, descriind regimul termic al masei de sol cu radiatoare (surse). Ca urmare, metoda face posibilă obținerea unei soluții cu privire la o anumită funcție nouă, care este o funcție a efectului radiatoarelor asupra regimului termic natural al solului și a diferenței egale de temperatură dintre masivul solului din acesta. stare naturală și masivul de sol cu scurgeri (surse de căldură) - cu unitatea de stocare a căldurii solului a sistemului de captare a căldurii. Utilizarea acestei metode în construirea modelelor matematice ale regimului termic al sistemelor de colectare a căldurii solului cu potențial scăzut a făcut posibilă nu numai ocolirea dificultăților asociate cu aproximarea influențelor externe asupra sistemului de colectare a căldurii, ci și utilizarea in modele informatiile despre regimul termic natural al solului, obtinute experimental de statiile meteorologice. Acest lucru face posibilă luarea în considerare parțială a întregului complex de factori (cum ar fi prezența apelor subterane, viteza și regimurile termice ale acestora, structura și amplasarea straturilor de sol, fondul „termic” al Pământului, precipitațiile atmosferice, transformările de fază. de umiditate în spațiul porilor și multe altele), care afectează în mod semnificativ formarea regimului termic al sistemului de colectare a căldurii și a cărui contabilitate comună în formularea strictă a problemei este practic imposibilă.
Metoda de contabilizare a tranzițiilor de fază ale umidității în spațiul poros al masivului de sol în proiectarea GTST se bazează pe noul concept de conductivitate termică „echivalentă” a solului, care este determinată prin înlocuirea problemei regimul termic al cilindrului de sol înghețat în jurul țevilor schimbătorului de căldură din sol cu o problemă cvasi-staționară „echivalentă” cu un câmp de temperatură apropiat și aceleași condiții la limită, dar cu o conductivitate termică „echivalentă” diferită.
Cea mai importantă sarcină rezolvată în proiectarea sistemelor de alimentare cu căldură geotermală pentru clădiri este o evaluare detaliată a capacităților energetice ale climei din zona de construcție și, pe această bază, elaborarea unei concluzii privind eficacitatea și oportunitatea utilizării unuia sau altuia. Soluție de circuit GTST. Valorile calculate ale parametrilor climatici date în curent documente de reglementare nu oferiți o descriere completă a climei exterioare, variabilitatea acestuia pe luni, precum și în anumite perioade ale anului - sezonul de încălzire, perioada de supraîncălzire etc. Prin urmare, atunci când decideți asupra potențialului de temperatură al căldurii geotermale, evaluând posibilitatea combinării sale cu alte surse naturale de căldură cu potențial scăzut, evaluând nivelul (surselor) de temperatură a acestora în ciclul anual, este necesar să se utilizeze date climatice mai complete, citate, de exemplu, în Manualul privind clima URSS (Leningrad: Gidromethioizdat. Numărul 1–34).
Printre astfel de informații climatice, în cazul nostru, trebuie evidențiate, în primul rând:
- date privind temperatura medie lunară a solului la diferite adâncimi;
- date privind sosirea radiaţiei solare pe suprafeţe orientate variat.
Masa Figurile 1-5 prezintă date despre temperaturile medii lunare ale solului la diferite adâncimi pentru unele orașe din Rusia. Masa 1 arată temperaturile medii lunare ale solului din 23 de orașe ale Federației Ruse la o adâncime de 1,6 m, ceea ce pare a fi cel mai rațional, din punct de vedere al potențialului de temperatură al solului și al posibilității de mecanizare a producției de lucrări. la pozarea schimbătoarelor de căldură la sol orizontale.
| tabelul 1 Temperaturile medii ale solului pe luni la o adâncime de 1,6 m pentru unele orașe din Rusia |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| masa 2 Temperatura solului în Stavropol (sol - pământ negru) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabelul 3 Temperaturile solului în Yakutsk (sol limos-nisipos cu un amestec de humus, dedesubt - nisip) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabelul 4 Temperaturile solului în Pskov (fond, sol argilos, subsol - argilă) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
| Tabelul 5 Temperatura solului în Vladivostok (sol maro pietros, în vrac) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Informațiile prezentate în tabelele cu privire la cursul natural al temperaturilor solului la o adâncime de 3,2 m (adică în stratul de sol „de lucru” pentru un GTS cu o aranjare orizontală a unui schimbător de căldură la sol) ilustrează clar posibilitățile de utilizare a solului. ca sursă de căldură cu potențial scăzut. Evident este intervalul relativ mic de variație a temperaturii straturilor situate la aceeași adâncime pe teritoriul Rusiei. De exemplu, temperatura minimă a solului la o adâncime de 3,2 m de la suprafață în Stavropol este de 7,4 ° C, iar în Yakutsk - (–4,4 ° C); în consecință, intervalul de modificare a temperaturii solului la o anumită adâncime este de 11,8 grade. Acest fapt face posibil să se bazeze pe crearea unui echipament de pompă de căldură suficient de unificat, adecvat pentru funcționare practic pe întreg teritoriul Rusiei.
După cum puteți vedea din tabelele prezentate, trăsătură caracteristică regimul natural de temperatură al solului este decalajul temperaturilor minime ale solului raportat la momentul sosirii temperaturilor minime ale aerului exterior. Temperaturile minime ale aerului exterior sunt observate peste tot în ianuarie, temperaturile minime în sol la o adâncime de 1,6 m în Stavropol sunt observate în martie, la Yakutsk - în martie, la Soci - în martie, la Vladivostok - în aprilie... . Astfel, este evident că în momentul apariției temperaturilor minime în sol, sarcina asupra sistemului de alimentare cu căldură cu pompa de căldură (pierderea de căldură a clădirii) scade. Acest moment deschide oportunități destul de serioase de reducere a capacității instalate a GTST (economisirea costurilor de capital) și trebuie luat în considerare la proiectare.
Pentru a evalua eficiența utilizării sistemelor de pompe de căldură geotermale pentru furnizarea de căldură în condițiile climatice ale Rusiei, teritoriul Federației Ruse a fost zonat în funcție de eficiența utilizării căldurii geotermale cu potențial scăzut în scopul furnizării de căldură. Zonarea a fost efectuată pe baza rezultatelor experimentelor numerice privind modelarea modurilor de funcționare ale GTST în condițiile climatice ale diferitelor regiuni de pe teritoriul Federației Ruse. Au fost efectuate experimente numerice pe exemplul unei căsuțe ipotetice cu două etaje, cu o suprafață încălzită de 200 m2, echipată cu un sistem de pompă de căldură geotermală pentru alimentarea cu căldură. Structurile de închidere exterioare ale casei în cauză au următoarele rezistențe reduse la transfer de căldură:
- pereți exteriori - 3,2 m 2 h ° C / W;
- ferestre și uși - 0,6 m 2 h ° C / W;
- acoperiri și pardoseli - 4,2 m 2 h ° C / W.
La efectuarea experimentelor numerice s-au luat în considerare următoarele:
- un sistem de colectare a căldurii din sol cu o densitate redusă a consumului de energie geotermală;
- sistem orizontal de captare a căldurii realizat din țevi de polietilenă cu diametrul de 0,05 m și lungimea de 400 m;
- un sistem de colectare a căldurii din sol cu o densitate mare a consumului de energie geotermală;
- sistem vertical de captare a căldurii dintr-un puț termic cu diametrul de 0,16 m și lungimea de 40 m.
Studiile au arătat că consumul de energie termică din masa solului până la sfârșitul sezonului de încălzire determină o scădere a temperaturii solului în apropierea registrului conductelor sistemului de captare a căldurii, care în condițiile solului și climatice ale majorității teritoriul Federației Ruse nu are timp să fie compensat în perioada de vara an, iar la începutul următorului sezon de încălzire, solul iese cu un potențial de temperatură redus. Consumul de energie termică în următorul sezon de încălzire determină o scădere suplimentară a temperaturii solului, iar până la începutul celui de-al treilea sezon de încălzire, potențialul său de temperatură este și mai diferit de cel natural. Și așa mai departe, funcționarea, consumul pe termen lung de energie termică din masivul de sol al sistemului de colectare a căldurii este însoțit de modificări periodice ale temperaturii acestuia. Astfel, atunci când se efectuează zonarea teritoriului Federației Ruse, a fost necesar să se ia în considerare scăderea temperaturii masivului de sol cauzată de mulți ani de funcționare a sistemului de colectare a căldurii și să se utilizeze temperaturile solului așteptate pentru a 5-a. anul de funcționare a GTST ca parametrii calculați ai temperaturilor masivului de sol. Având în vedere această împrejurare, la realizarea zonei teritoriului Federației Ruse în ceea ce privește eficiența aplicației GTST, a fost ales coeficientul mediu de transformare a căldurii K p tr ca criteriu de eficiență a sistemului de alimentare cu căldură cu pompă de căldură geotermală pentru al 5-lea an de funcționare, care este raportul dintre energia termică utilă generată de GTST și energia cheltuită pentru acționarea sa și determinată pentru ciclul Carnot termodinamic ideal, după cum urmează:
K tr = T despre / (T despre - T u), (1)
unde T despre - potențialul de temperatură al căldurii eliminate către sistemul de încălzire sau de alimentare cu căldură, K;
T și este potențialul de temperatură al sursei de căldură, K.
Coeficientul de transformare al sistemului de alimentare cu căldură cu pompă de căldură Ktr este raportul dintre căldura utilă eliminată în sistemul de alimentare cu căldură al consumatorului și energia cheltuită pentru funcționarea GTST și este numeric egal cu cantitatea de căldură utilă primită la temperaturile T o și T și pe unitatea de energie cheltuită pentru acționarea GTST... Raportul de transformare real diferă de cel ideal descris de formula (1) prin valoarea coeficientului h, care ia în considerare gradul de perfecțiune termodinamică a GTST și pierderile ireversibile de energie în timpul ciclului.
Experimentele numerice au fost efectuate folosind programul creat la INSOLAR-INVEST, care asigură determinarea parametrilor optimi ai sistemului de captare a căldurii în funcție de condițiile climatice ale zonei de construcție, de calitățile de termoprotecție ale clădirii, de caracteristicile de performanță ale echipamentul pompei de caldura, pompe de circulatie, dispozitivele de încălzire ale sistemului de încălzire, precum și modurile de funcționare a acestora. Programul se bazează pe metoda descrisă anterior de construire a modelelor matematice ale regimului termic al sistemelor de captare a căldurii solului cu potențial scăzut, care a făcut posibilă ocolirea dificultăților asociate cu incertitudinea informativă a modelelor și aproximarea influențelor externe, datorită la utilizarea în program a informațiilor obținute experimental despre regimul termic natural al solului, ceea ce permite luarea în considerare parțială a întregului complex de factori (cum ar fi prezența apelor subterane, viteza și regimurile termice ale acestora, structura și amplasarea solului). straturi, fundalul „termic” al Pământului, precipitațiile, transformările de fază ale umidității în spațiul porilor și multe altele) care afectează în mod semnificativ formarea regimului termic al colectării de căldură a sistemului și a căror contabilitate comună în strictă formularea problemei este practic imposibilă astăzi. Ca o soluție la problema „de bază”, am folosit datele din Manualul URSS pentru Climă (Leningrad: Gidromethioizdat. Numărul 1–34).
Programul permite de fapt rezolvarea problemei de optimizare multi-parametrică a configurației GTST pentru o anumită clădire și zonă de construcție. În acest caz, funcția țintă a problemei de optimizare este costurile minime anuale de energie pentru funcționarea GTST, iar criteriile de optimizare sunt raza conductelor schimbătorului de căldură la sol, lungimea și adâncimea acestuia (schimbătorul de căldură).
Rezultatele experimentelor numerice și zonarea teritoriului Rusiei în ceea ce privește eficiența utilizării căldurii geotermale cu potențial scăzut pentru furnizarea de căldură a clădirilor sunt prezentate grafic în Fig. 2-9.
În fig. 2 prezintă valorile și izoliniile coeficientului de transformare al sistemelor de alimentare cu căldură cu pompe de căldură geotermale cu sisteme orizontale de colectare a căldurii, iar în Fig. 3 - pentru GTST cu sisteme verticale de colectare a căldurii. După cum se poate observa din cifre, valorile maxime ale Kp tr 4,24 pentru sistemele orizontale de captare a căldurii și 4,14 pentru sistemele verticale pot fi așteptate în sudul teritoriului Rusiei, iar valorile minime, respectiv, sunt 2,87 și, respectiv, 2,73. în nord, în Uelen. Pentru Rusia centrală, valorile K ptr pentru sistemele orizontale de colectare a căldurii sunt în intervalul 3,4-3,6, iar pentru sistemele verticale, în intervalul 3,2-3,4. Valori suficient de mari ale Kp tr (3,2-3,5) pentru regiunile din Orientul Îndepărtat, regiuni cu tradițional conditii dificile alimentare cu combustibil. Aparent Orientul îndepărtat este regiunea de implementare prioritară a GTST.
În fig. 4 prezintă valorile și izoliniile consumului specific anual de energie pentru acționarea GTST + PD „orizontală” (vârf mai aproape), inclusiv consumul de energie pentru încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă, redus la 1 m 2 din suprafața încălzită, iar în fig. 5 - pentru GTST cu sisteme verticale de colectare a căldurii. După cum se poate observa din cifre, consumul specific anual de energie pentru acționarea GTST orizontal, redus la 1 m2 de suprafață încălzită a clădirii, variază de la 28,8 kWh/(an m2) în sudul Rusiei până la 241 kWh/(an m2). ) în St. Yakutsk, iar pentru GTST vertical, respectiv, de la 28,7 kWh / / (an m2) în sud și până la 248 kWh / / (an m2) în Yakutsk. Dacă înmulțim valoarea consumului anual specific de energie pentru acționarea GTST prezentată în cifrele pentru o anumită zonă cu valoarea pentru această zonă K r tr, redusă cu 1, atunci obținem cantitatea de energie economisită de GTST din 1 m 2 din suprafata incalzita pe an. De exemplu, pentru Moscova pentru un GTST vertical, această valoare va fi de 189,2 kWh de la 1 m 2 pe an. Pentru comparație, putem da valorile consumului specific de energie stabilite de standardele de la Moscova pentru economisirea energiei MGSN 2.01–99 pentru clădirile joase la 130, iar pentru clădirile cu mai multe etaje 95 kWh / (an m 2). În același timp, costurile energetice standardizate MGSN 2.01–99 includ doar costurile cu energia pentru încălzire și ventilație, în cazul nostru, costurile cu energia pentru alimentarea cu apă caldă sunt incluse și în costurile cu energia. Cert este că abordarea evaluării costurilor energetice pentru exploatarea unei clădiri existente în standardele actuale separă în rubrici separate costurile cu energia pentru încălzirea și ventilația clădirii și costurile cu energia pentru alimentarea cu apă caldă a acesteia. În același timp, consumul de energie pentru alimentarea cu apă caldă nu este standardizat. Această abordare nu pare a fi corectă, deoarece costurile cu energie pentru alimentarea cu apă caldă sunt adesea proporționale cu costurile cu energia pentru încălzire și ventilație.
În fig. 6 prezintă valorile și izoliniile raportului rațional dintre puterea termică a închiderii de vârf (PD) și puterea electrică instalată a GTSS orizontal în fracții de unitate, iar în Fig. 7 - pentru GTST cu sisteme verticale de colectare a căldurii. Criteriul pentru raportul rațional dintre puterea termică a apropietorului de vârf și puterea electrică instalată a GTST (excluzând PD) a fost consumul minim anual de energie electrică pentru unitatea GTST + PD. După cum se poate observa din cifre, raportul rațional al capacităților DP termic și GTST electric (fără DP) variază de la 0 în sudul Rusiei, la 2,88 - pentru GTST orizontal și 2,92 pentru sistemele verticale din Yakutsk. În zona centrală a teritoriului Federației Ruse, raportul rațional dintre puterea termică a mai aproape și puterea electrică instalată a GTST + PD este în intervalul 1,1-1,3 atât pentru GTST orizontal, cât și vertical. În acest moment, trebuie să stai în mai multe detalii. Faptul este că atunci când înlocuim, de exemplu, încălzirea electrică în zona centrală a Rusiei, avem de fapt posibilitatea de a reduce capacitatea echipamentului electric instalat în clădirea încălzită cu 35-40% și, în consecință, de a reduce capacitatea electrică. solicitat de la RAO UES, care astăzi „costă » Aproximativ 50 de mii de ruble. pentru 1 kW de putere electrică instalată în casă. Deci, de exemplu, pentru o cabană cu o pierdere de căldură estimată în cea mai rece perioadă de cinci zile, egală cu 15 kW, vom economisi 6 kW de energie electrică instalată și, în consecință, aproximativ 300 de mii de ruble. sau ≈ 11,5 mii de dolari SUA. Această cifră este practic egală cu costul unui GTST cu o astfel de capacitate termică.
Astfel, dacă luăm în considerare corect toate costurile asociate cu conectarea unei clădiri la o sursă de energie centralizată, se dovedește că, cu tarifele actuale pentru energie electrică și conectarea la rețelele de alimentare centralizată cu energie din zona centrală a Federației Ruse, chiar și la un cost unic, GTST se dovedește a fi mai profitabil decât încălzirea electrică, ca să nu mai vorbim de economii de energie de 60%.
În fig. 8 prezintă valorile și izoliniile ponderii specifice a energiei termice generate în cursul anului de vârful apropiat (PD) în consumul total anual de energie al sistemului orizontal GTST + PD în procente, iar în Fig. 9 - pentru GTST cu sisteme verticale de colectare a căldurii. După cum se poate observa din cifre, ponderea specifică a energiei termice generată în cursul anului de peak closer (PD) în consumul total anual de energie al sistemului orizontal GTST + PD variază de la 0% în sudul Rusiei până la 38– 40% în Yakutsk și Tura, iar pentru verticală GTST + PD - respectiv, de la 0% în sud și până la 48,5% în Yakutsk. În zona centrală a Rusiei, aceste valori sunt de aproximativ 5-7% atât pentru GTST vertical, cât și orizontal. Acesta este un consum mic de energie și, în acest sens, trebuie să fiți atenți atunci când alegeți un vârf mai aproape. Cele mai raționale din punct de vedere atât al investițiilor de capital specifice în 1 kW de putere, cât și al automatizării sunt electroconductorii de vârf. Utilizarea cazanelor pe peleți merită atenție.
În concluzie, aș dori să mă opresc asupra unui foarte problema importanta: problema alegerii unui nivel rațional de protecție termică a clădirilor. Această problemă este astăzi o sarcină foarte serioasă, pentru a cărei rezolvare este necesară o analiză numerică serioasă, luând în considerare atât specificul climatului nostru, cât și caracteristicile echipamentului ingineresc utilizat, infrastructura rețelelor centralizate, precum și situatia ecologicaîn orașe, înrăutățindu-se literalmente în fața ochilor noștri și multe altele. Este evident că astăzi este deja incorect să se formuleze orice cerințe pentru învelișul unei clădiri fără a ține cont de relațiile (cladirii) acesteia cu clima și sistemul de alimentare cu energie, utilități etc. Ca urmare, în viitorul foarte apropiat. , soluția la problema alegerii unui nivel rațional de protecție termică va fi posibilă numai pe baza unei clădiri complexe + a sistemului de alimentare cu energie + a climei + mediu inconjurator ca un sistem ecoenergetic unificat, iar cu această abordare, avantajele competitive ale GTST pe piața internă pot fi cu greu supraestimate.
Literatură
1. Sanner B. Surse de căldură la sol pentru pompe de căldură (clasificare, caracteristici, avantaje). Curs de pompe de căldură geotermale, 2002.
2. Vasiliev GP Nivel convenabil din punct de vedere economic de protecție termică a clădirilor Energosberezhenie. - 2002. - Nr. 5.
3. Vasiliev GP Alimentarea cu căldură a clădirilor și structurilor cu utilizarea energiei termice cu potențial scăzut a straturilor de suprafață ale Pământului: Monografie. Editura"Granita". - M.: Krasnaya Zvezda, 2006.
Dinamica schimbărilor în timpul iernii (2012-2013) a temperaturilor pământului la o adâncime de 130 de centimetri sub casă (sub marginea interioară a fundației), precum și la nivelul solului și temperatura apei care provine din fântână sunt publicate aici. Toate acestea sunt pe coloana care vine din fântână.Graficul este în partea de jos a articolului.
Dacha (la granița dintre Noua Moscova și regiunea Kaluga) este iarnă, vizitată periodic (de 2-4 ori pe lună timp de câteva zile).
Zona oarbă și subsolul casei nu sunt izolate, din toamnă sunt închise cu dopuri termoizolante (10 cm spumă). Pierderea de căldură a verandei, de unde iese colțul, s-a schimbat în ianuarie. Vezi nota 10.
Măsurătorile la adâncimea de 130 cm se fac prin sistemul Xital GSM (), discret - 0,5 * C, add. eroarea este de aproximativ 0,3 * C.
Senzorul este instalat într-un tub HDPE de 20 mm sudat de jos lângă coloană (pe exteriorul izolației cilindrului, dar în interiorul țevii de 110 mm).
Abscisa este data, ordonata este temperatura.
Nota 1:
Va fi monitorizată și temperatura apei din fântână, precum și la nivelul solului de sub casă, chiar pe colțul fără apă, dar numai la sosire. Eroarea este de aproximativ + -0,6 * C.
Nota 2:
Temperatura la nivelul solului sub casă, la colțul sistemului de alimentare cu apă, în absența oamenilor și a apei, a scăzut la minus 5 * C. Acest lucru sugerează că nu degeaba am făcut sistemul - Apropo, termostatul care arăta -5 * C este doar din acest sistem (RT-12-16).
Nota 3:
Temperatura apei „în puț” este măsurată de același senzor (la care se face referire și în Nota 2) ca „la nivelul solului” - se află direct pe coloană sub izolația termică, aproape de coloana de la nivelul solului. Aceste două măsurători sunt efectuate în momente diferite de timp. „La nivelul solului” - înainte de a pompa apă în colț și „în puț” - după pomparea a aproximativ 50 de litri timp de o jumătate de oră cu întreruperi.
Nota 4:
Temperatura apei din fântână poate fi oarecum subestimată, deoarece Nu pot să caut asimptota asta nenorocită, pompând apă la nesfârșit (a mea)... Cum pot - așa că mă joc.
Nota 5: Nu este relevant, șters.
Nota 6:
Eroarea la fixarea temperaturii exterioare este de aproximativ + - (3-7) * С.
Nota 7:
Viteza de răcire a apei la nivelul solului (fără a porni pompa) este de aproximativ 1-2 * C pe oră (acesta este la minus 5 * C la nivelul solului).
Nota 8:
Am uitat să descriu cum este aranjat și izolat coloana mea subterană. PND-32 este echipat cu doi ciorapi izolatori în total - 2 cm. grosime (aparent, polietilenă spumă), toate acestea se introduc într-o țeavă de canalizare de 110 mm și se spumează acolo la o adâncime de 130 cm. Adevărat, deoarece PND-32 nu a intrat în centrul țevii a 110-a și, de asemenea, faptul că în mijloc o masă de spumă obișnuită poate să nu se solidifice pentru o lungă perioadă de timp, ceea ce înseamnă că nu se transformă în izolație, mă îndoiesc puternic. calitatea unei astfel de izolații suplimentare .. Probabil ar fi mai bine să folosiți o spumă cu două componente, despre care am aflat abia mai târziu ...
Nota 9:
Aș dori să atrag atenția cititorilor asupra măsurării temperaturii „La nivelul solului” din data de 12.01.2013. si din 18.01.2013. Aici, după părerea mea, valoarea de + 0,3 * C este mult mai mare decât era de așteptat. Cred că aceasta este o consecință a operațiunii „Umplerea bazei cu zăpadă la înălțime”, desfășurată la 31.12.2012.
Nota 10:
Din 12 ianuarie până pe 3 februarie, a realizat izolarea suplimentară a verandei, unde merge coloana subterană.
Ca urmare, conform estimărilor aproximative, pierderea de căldură a verandei a fost redusă de la 100 W / m2. etaj pana la aproximativ 50 (aceasta este la minus 20 * C pe strada).
Acest lucru a fost reflectat și în topuri. Vedeți temperatura la nivelul solului pe 9 februarie: + 1,4 * C și 16 februarie: +1,1 - nu au fost temperaturi atât de ridicate de la începutul iernii adevărate.
Și încă ceva: din 4 până în 16 februarie, pentru prima dată în două ierni de duminică până vineri, centrala nu a pornit pentru a menține temperatura minimă setată, deoarece nu a atins acest minim...
Nota 11:
Așa cum am promis (pentru „comandă” și pentru finalizarea ciclului anual) voi publica periodic temperaturile vara. Dar - nu în program, pentru a nu „umbri” iarna, ci aici, în Nota-11.
11 mai 2013
După 3 săptămâni de aerisire, aerul a fost închis până în toamnă pentru a evita condensul.
13 mai 2013(pe stradă timp de o săptămână + 25-30 * С):
- sub casă la nivelul solului + 10,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 6 * C,
12 iunie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 14,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 10 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 8 * С.
26 iunie 2013:
- sub casa la parter + 16 * C,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 11 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 9,3 * С.
19 august 2013:
- sub casa la parter + 15,5*C,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 13,5 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 9,0 * С.
28 septembrie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 10,3 * С,
- sub casa la o adancime de 130cm. + 12 * C.
- apa in fantana de la o adancime de 25m = + 8,0 * C.
26 octombrie 2013:
- sub casa la parter + 8,5*C,
- sub casa la o adancime de 130 cm. + 9,5 * C.
- apă într-o fântână de la o adâncime de 25 m nu mai mare de + 7,5 * С.
16 noiembrie 2013:
- sub casă la nivelul solului + 7,5 * С,
- sub casa la o adancime de 130 cm. + 9,0 * C.
- apă în fântână de la o adâncime de 25m + 7,5 * С.
20 februarie 2014:
Aceasta este probabil ultima intrare din acest articol.
Toată iarna trăim în casă în mod constant, punctul de a repeta măsurătorile de anul trecut este mic, prin urmare, doar două cifre semnificative:
- temperatura minimă sub casă la nivelul solului în cele mai reci înghețuri (-20 - -30 * C) la o săptămână după începerea lor a scăzut în mod repetat sub + 0,5 * C. În aceste momente mi-a funcționat
Kirill Degtyarev, cercetător, Moscova Universitate de stat lor. M.V. Lomonosov.
În țara noastră bogată în hidrocarburi, energia geotermală este o resursă exotică care, dată fiind situația actuală, este puțin probabil să concureze cu petrolul și gazele. Cu toate acestea, această formă alternativă de energie poate fi folosită aproape peste tot și este destul de eficientă.
Fotografie de Igor Konstantinov.
Modificarea temperaturii solului cu adâncimea.
Creșterea temperaturii apelor termale și a stâncilor uscate gazdă a acestora cu adâncime.
Schimbarea temperaturii cu adâncimea în diferite regiuni.
Erupția vulcanului islandez Eyjafjallajokull este o ilustrare a proceselor vulcanice violente care au loc în zonele tectonice și vulcanice active cu un flux puternic de căldură din interiorul pământului.
Capacități instalate ale centralelor geotermale pe țări ale lumii, MW.
Distribuția resurselor geotermale pe teritoriul Rusiei. Rezervele de energie geotermală, potrivit experților, sunt de câteva ori mai mari decât cele ale combustibililor organici fosili. Potrivit Asociației „Geothermal Energy Society”.
Energia geotermală este căldura din interiorul pământului. Se produce în adâncuri și iese la suprafața Pământului sub diferite forme și cu intensități diferite.
Temperatura straturilor superioare ale solului depinde în principal de factori externi (exogeni) - lumina soarelui și temperatura aerului. Vara si ziua, solul se incalzeste la anumite adancimi, iar iarna si noaptea se raceste in urma schimbarii temperaturii aerului si cu o oarecare intarziere, crescand cu adancimea. Influența fluctuațiilor zilnice ale temperaturii aerului se termină la adâncimi de la câțiva până la câteva zeci de centimetri. Fluctuațiile sezoniere acoperă straturi mai adânci de sol - până la zeci de metri.
La o anumită adâncime - de la zeci la sute de metri - temperatura solului se menține constantă, egală cu temperatura medie anuală a aerului de la suprafața Pământului. Este ușor să verifici acest lucru coborând într-o peșteră suficient de adâncă.
Când temperatura medie anuală a aerului într-o anumită zonă este sub zero, aceasta se manifestă ca permafrost (mai precis, permafrost). V Siberia de Est grosimea, adică grosimea, a solurilor înghețate pe tot parcursul anului ajunge la 200-300 m pe alocuri.
De la o anumită adâncime (proprie pentru fiecare punct de pe hartă), acțiunea Soarelui și a atmosferei slăbește atât de mult încât factorii endogeni (interni) ies în prim-plan și interiorul pământului se încălzește din interior, astfel încât temperatura începe să se ridice odată cu adâncimea.
Încălzirea straturilor profunde ale Pământului este asociată în principal cu dezintegrarea elementelor radioactive situate acolo, deși alte surse de căldură sunt numite și, de exemplu, procese fizico-chimice, tectonice în straturile profunde. crustăși mantaua. Dar indiferent de motiv, temperatura rocilor și a substanțelor lichide și gazoase asociate crește odată cu adâncimea. Minerii se confruntă cu acest fenomen - este întotdeauna cald în minele adânci. La o adâncime de 1 km, căldura de treizeci de grade este normală, iar mai adânc temperatura este și mai mare.
Fluxul de căldură din interiorul pământului, care ajunge la suprafața Pământului, este mic - în medie, puterea sa este de 0,03-0,05 W / m 2,
sau aproximativ 350 Wh/m 2 pe an. Pe fondul fluxului de căldură de la Soare și al aerului încălzit de acesta, aceasta este o valoare imperceptibilă: Soarele oferă tuturor metru patrat suprafața pământului este de aproximativ 4000 kWh anual, adică de 10.000 de ori mai mult (desigur, aceasta este în medie, cu o variație uriașă între latitudinile polare și ecuatoriale și în funcție de alți factori climatici și meteorologici).
Nesemnificația fluxului de căldură din interior spre suprafață pe cea mai mare parte a planetei este asociată cu conductibilitatea termică scăzută a rocilor și particularitățile structurii geologice. Dar există și excepții - locuri în care fluxul de căldură este mare. Acestea sunt, în primul rând, zone de falii tectonice, activitate seismică crescută și vulcanism, unde energia din interiorul pământului își găsește o ieșire. Astfel de zone sunt caracterizate de anomalii termice ale litosferei, aici fluxul de căldură care ajunge la suprafața Pământului poate fi de câteva ori și chiar ordine de mărime mai puternic decât cel „obișnuit”. Erupțiile vulcanice și izvoarele cu apă caldă transportă o cantitate imensă de căldură la suprafață în aceste zone.
Aceste zone sunt cele mai favorabile pentru dezvoltarea energiei geotermale. Pe teritoriul Rusiei, acestea sunt, în primul rând, Kamchatka, Insulele Kurile și Caucazul.
În același timp, dezvoltarea energiei geotermale este posibilă aproape peste tot, deoarece creșterea temperaturii cu adâncimea este un fenomen omniprezent, iar sarcina este de a „extrage” căldura din intestine, la fel cum de acolo se extrag materiile prime minerale.
În medie, temperatura crește cu adâncimea cu 2,5-3 ° C la fiecare 100 m. Raportul dintre diferența de temperatură dintre două puncte situate la adâncimi diferite și diferența de adâncime dintre ele se numește gradient geotermal.
Reciprocul este o treaptă geotermală sau un interval de adâncime la care temperatura crește cu 1 ° C.
Cu cât gradientul este mai mare și, în consecință, cu cât treapta este mai mică, cu atât căldura adâncurilor Pământului iese la suprafață mai aproape și cu atât această zonă este mai promițătoare pentru dezvoltarea energiei geotermale.
În diferite zone, în funcție de structura geologică și de alte condiții regionale și locale, rata de creștere a temperaturii cu adâncimea poate varia dramatic. La scara Pământului, fluctuațiile amplitudinii gradienților și treptelor geotermale ajung la 25 de ori. De exemplu, în statul Oregon (SUA) gradientul este de 150 o C la 1 km, iar în Africa de Sud - 6 o C la 1 km.
Întrebarea este, care este temperatura adâncimi mari- 5, 10 km sau mai mult? Dacă tendința continuă, temperatura la o adâncime de 10 km ar trebui să fie în medie de aproximativ 250-300 o C. Acest lucru este mai mult sau mai puțin confirmat de observațiile directe în puțuri superadânci, deși imaginea este mult mai complicată decât o creștere liniară a temperaturii.
De exemplu, în puțul superadânc Kola forat în scutul cristalin baltic, temperatura la o adâncime de 3 km se schimbă cu o rată de 10 о С / 1 km, iar apoi gradientul geotermal devine de 2-2,5 ori mai mare. La o adâncime de 7 km s-a înregistrat deja o temperatură de 120 o C, la 10 km - 180 o C, iar la 12 km - 220 o C.
Un alt exemplu este un pui așezat în regiunea Caspică de Nord, unde la o adâncime de 500 ma s-a înregistrat o temperatură de 42 o C, la 1,5 km - 70 o C, la 2 km - 80 o C, la 3 km - 108 o C. .
Se presupune că gradientul geotermal scade începând de la o adâncime de 20-30 km: la o adâncime de 100 km, temperaturile presupuse sunt de aproximativ 1300-1500 o С, la o adâncime de 400 km - 1600 o С, în miez. a Pământului (adâncimi peste 6000 km) - 4000-5000 o CU.
La adâncimi de până la 10-12 km, temperatura se măsoară prin puțuri forate; acolo unde acestea sunt absente, se determină prin semne indirecte la fel ca la adâncimi mai mari. Astfel de semne indirecte pot fi natura trecerii undelor seismice sau temperatura lavei care se scurge.
Cu toate acestea, în scopul energiei geotermale, datele privind temperaturile la adâncimi mai mari de 10 km nu sunt încă de interes practic.
Există multă căldură la adâncimi de câțiva kilometri, dar cum să o ridicați? Uneori, această problemă ne este rezolvată prin natura însăși cu ajutorul unui purtător de căldură natural - ape termale încălzite care ies la suprafață sau zac la o adâncime accesibilă nouă. În unele cazuri, apa din adâncuri este încălzită până la starea de abur.
Nu există o definiție strictă a termenului „ape termale”. De regulă, ele înseamnă apă subterană fierbinte în stare lichidă sau sub formă de abur, inclusiv cele care ies la suprafața Pământului cu o temperatură de peste 20 ° C, adică, de regulă, mai mare decât temperatura aerului.
Căldura din apă subterană, abur, amestecuri abur-apă este energie hidrotermală. În consecință, energia bazată pe utilizarea sa se numește hidrotermală.
Situația este mai complicată cu producerea de căldură direct din roci uscate - energie petrotermală, mai ales că există suficiente temperaturi mari de obicei începe la adâncimi de câțiva kilometri.
Pe teritoriul Rusiei, potențialul energiei petrotermale este de o sută de ori mai mare decât cel al energiei hidrotermale - 3500 și, respectiv, 35 trilioane de tone echivalent combustibil. Acest lucru este destul de natural - căldura adâncurilor Pământului este peste tot, iar apele termale se găsesc local. Cu toate acestea, din cauza dificultăților tehnice evidente de producere a căldurii și a energiei electrice, apele termale sunt utilizate în prezent în cea mai mare parte.
Apele cu o temperatură de 20-30 până la 100 ° C sunt potrivite pentru încălzire, cu o temperatură de 150 ° C și peste - și pentru generarea de energie electrică la centralele geotermale.
În general, resursele geotermale de pe teritoriul Rusiei în ceea ce privește tone de combustibil echivalent sau orice altă unitate de măsură a energiei sunt de aproximativ 10 ori mai mari decât rezervele de combustibil fosil.
Teoretic, numai energia geotermală ar putea satisface pe deplin nevoile energetice ale țării. Practic pe acest momentîn cea mai mare parte a teritoriului său, acest lucru nu este fezabil din motive tehnice și economice.
În lume, utilizarea energiei geotermale este asociată cel mai adesea cu Islanda - o țară situată la capătul nordic al creastului Mid-Atlantic, într-o zonă tectonică și vulcanică extrem de activă. Probabil că toată lumea își amintește de erupția puternică a vulcanului Eyjafjallajökull din 2010.
Datorită acestui specific geologic, Islanda are rezerve enorme de energie geotermală, inclusiv izvoare termale care ies la suprafața Pământului și chiar țâșnesc sub formă de gheizere.
În Islanda, mai mult de 60% din toată energia consumată este preluată în prezent de pe Pământ. Inclusiv sursele geotermale asigură 90% din încălzire și 30% din generarea de energie electrică. Adăugăm că restul energiei electrice a țării este produsă la centrale hidroelectrice, adică folosind și o sursă de energie regenerabilă, datorită căreia Islanda arată ca un fel de standard de mediu global.
Domesticizarea energiei geotermale în secolul al XX-lea a ajutat Islanda în mod semnificativ din punct de vedere economic. Până la mijlocul secolului trecut, a fost o țară foarte săracă, acum ocupând primul loc în lume în ceea ce privește capacitatea instalată și producția de energie geotermală pe cap de locuitor și se află în primele zece ca valoare absolută a capacității instalate de geotermală. centrale electrice. Cu toate acestea, populația sa este de doar 300 de mii de oameni, ceea ce simplifică sarcina de a trece la surse de energie ecologice: nevoile pentru aceasta sunt în general mici.
Pe lângă Islanda, o pondere mare a energiei geotermale în soldul total al producției de energie electrică este furnizată în Noua Zeelandă și statele insulare din Asia de Sud-Est (Filipine și Indonezia), America Centrală și Africa de Est, al cărei teritoriu se caracterizează și prin mare seismică și activitate vulcanica... Pentru aceste țări, având în vedere nivelul lor actual de dezvoltare și nevoi, energia geotermală aduce o contribuție semnificativă la dezvoltarea socio-economică.
(Urmează finalul.)
Una dintre cele mai bune și mai raționale metode în construcția de sere capitale este o seră termos subterană.
Utilizarea acestui fapt de constanță a temperaturii pământului la adâncime în dispozitivul serei oferă economii uriașe la costurile de încălzire în sezonul rece, facilitează întreținerea, face microclimatul mai stabil..
O astfel de seră funcționează în cele mai mari înghețuri, vă permite să produceți legume, să creșteți flori pe tot parcursul anului.
O seră îngropată echipată corespunzător face posibilă creșterea, inclusiv a culturilor sudice iubitoare de căldură. Practic nu există restricții. În seră, citricele și chiar ananasul se pot simți grozav.
Dar pentru ca totul să funcționeze corect în practică, este imperativ să se respecte tehnologiile testate în timp prin care au fost construite sere subterane. La urma urmei, această idee nu este nouă, chiar și sub țarul din Rusia, sere îngropate au dat recolte de ananas, pe care comercianții întreprinzători le-au exportat spre vânzare în Europa.
Din anumite motive, construcția unor astfel de sere nu este răspândită pe scară largă în țara noastră, în general, este pur și simplu uitată, deși designul este ideal doar pentru clima noastră.
Probabil, rolul aici a fost jucat de necesitatea de a săpa o groapă de fundație adâncă și de a umple fundația. Construcția unei sere îngropate este destul de costisitoare, aceasta este departe de o seră acoperită cu polietilenă, dar randamentul serei este mult mai mare.
De la adâncirea în pământ, iluminarea internă generală nu se pierde, poate părea ciudat, dar în unele cazuri saturația luminii este chiar mai mare decât cea a serelor clasice.
Este imposibil să nu menționăm rezistența și fiabilitatea structurii, este incomparabil mai puternică decât cea obișnuită, tolerează mai ușor rafale de uragan, rezistă bine la grindină, iar grămezile de zăpadă nu vor deveni un obstacol.
1. Groapă de fundație
Crearea unei sere începe cu săparea unei gropi de fundație. Pentru a folosi căldura pământului pentru a încălzi interiorul, sera trebuie să fie suficient de adâncă. Cu cât pământul devine mai adânc, cu atât mai cald.
Temperatura se modifică cu greu în timpul anului la o distanță de 2-2,5 metri de suprafață. La o adâncime de 1 m, temperatura solului fluctuează mai mult, dar iarna valoarea ei rămâne pozitivă, de obicei în banda de mijloc temperatura este de 4-10 C, in functie de anotimp.
O seră îngropată este construită într-un singur sezon. Adică iarna va putea deja să funcționeze și să genereze venituri. Construcția nu este ieftină, dar folosind ingeniozitate, materiale de compromis, este posibil să economisiți literalmente un ordin de mărime făcând un fel de versiune economică a serei, pornind de la groapă.
De exemplu, faceți fără implicarea echipamentelor de construcții. Deși partea cea mai consumatoare de timp a lucrării - săparea unei gropi de fundație - este, desigur, cel mai bine lăsată la un excavator. Este dificil și necesită timp să îndepărtați manual un astfel de volum de pământ.
Adâncimea gropii gropii de fundație trebuie să fie de cel puțin doi metri. La o asemenea adâncime, pământul va începe să-și împartă căldura și să funcționeze ca un fel de termos. Dacă adâncimea este mai mică, atunci, în principiu, ideea va funcționa, dar mult mai puțin eficient. Prin urmare, se recomandă să nu economisiți efort și bani pentru a adânci viitoarea seră.
Lungimea serelor subterane poate fi orice, dar este mai bine să mențineți lățimea în 5 metri, dacă lățimea este mai mare, atunci caracteristicile de calitate ale încălzirii și reflectarea luminii se deteriorează.
Pe laturile orizontului, serele subterane trebuie orientate, ca si serele si serele obisnuite, de la est la vest, adica astfel incat una dintre laturi sa fie orientata spre sud. În această poziție, plantele vor primi cantitatea maximă de energie solară.
2. Pereți și acoperiș
Se toarnă o fundație sau se pun blocuri de-a lungul perimetrului gropii. Fundația servește ca bază pentru pereții și cadrul structurii. Este mai bine să faceți pereți din materiale cu caracteristici bune de izolare termică; termoblocurile sunt o opțiune excelentă.
Cadrul acoperișului este adesea din lemn, din bare impregnate cu agenți antiseptici. Structura acoperișului este de obicei un fronton drept. O bară de creastă este fixată în centrul structurii; pentru aceasta, suporturile centrale sunt instalate pe podea pe toată lungimea serei.
Grinda de creastă și pereții sunt conectați printr-un rând de căpriori. Cadrul poate fi realizat fără suporturi înalte. Ele sunt înlocuite cu altele mici, care sunt așezate pe grinzi transversale de legătură părți opuse sere - acest design face spațiul interior mai liber.
Ca acoperiș de acoperiș, este mai bine să luați policarbonat celular - un material modern popular. Distanța dintre căpriori în timpul construcției este ajustată la lățimea foilor de policarbonat. Este convenabil să lucrezi cu materialul. Acoperirea se obține cu un număr mic de îmbinări, deoarece foile sunt produse pe o lungime de 12 m.
Ele sunt atașate la cadru cu șuruburi autofiletante; este mai bine să le alegeți cu un cap sub formă de șaibă. Pentru a evita crăparea foii, sub fiecare șurub autofiletant, trebuie să forați o gaură cu diametrul corespunzător cu un burghiu. Cu ajutorul unei șurubelnițe, sau a unui burghiu convențional cu un bit Phillips, lucrarea de geam se mișcă foarte repede. Pentru a evita golurile, este bine să așezați în avans căpriorii de-a lungul vârfului cu o etanșare din cauciuc moale sau alt material adecvat și abia apoi să înșurubați foile. Vârful acoperișului de-a lungul coamei trebuie așezat cu izolație moale și presat cu un fel de colț: plastic, tablă sau alt material adecvat.
Pentru o bună izolare termică, acoperișul este uneori realizat cu un strat dublu de policarbonat. Deși transparența este redusă cu aproximativ 10%, aceasta este acoperită de caracteristici excelente de izolare termică. Trebuie remarcat faptul că zăpada de pe un astfel de acoperiș nu se topește. Prin urmare, panta trebuie să fie la un unghi suficient, de cel puțin 30 de grade, pentru ca zăpada să nu se acumuleze pe acoperiș. În plus, este instalat un vibrator electric pentru scuturare, acesta va proteja acoperișul în cazul în care zăpada se acumulează.
Geamul dublu se realizează în două moduri:
Între cele două foi se introduce un profil special, foile sunt atașate de cadru de sus;
În primul rând, stratul inferior de geam este atașat de cadru din interior, pe partea inferioară a căpriorii. Acoperișul este acoperit cu un al doilea strat, ca de obicei, de sus.
După finalizarea lucrării, este indicat să lipiți toate îmbinările cu bandă adezivă. Acoperișul finisat arată foarte impresionant: fără îmbinări inutile, neted, fără părți proeminente.
3. Izolație și încălzire
Izolarea peretelui se realizează după cum urmează. În primul rând, trebuie să acoperiți bine toate îmbinările și cusăturile peretelui cu o soluție, aici puteți aplica și spumă poliuretanică. Partea interioară a pereților este acoperită cu folie termoizolatoare.
În zonele mai reci ale țării, este bine să folosiți o folie groasă, acoperind peretele cu un strat dublu.
Temperatura din adâncimea solului de seră este peste punctul de îngheț, dar mai rece decât temperatura aerului necesară creșterii plantelor. Stratul superior este încălzit de razele soarelui și de aerul serei, dar solul încă ia căldură, așa că serele subterane folosesc adesea tehnologia „pardoselilor calde”: un element de încălzire - un cablu electric - este protejat cu un grătar metalic sau turnat cu beton.
În al doilea caz, pământul pentru paturi este turnat peste beton sau verdeața este cultivată în ghivece și ghivece.
Utilizarea încălzirii prin pardoseală poate fi suficientă pentru a încălzi întreaga seră, dacă există suficientă putere. Dar este mai eficient și mai confortabil pentru plante să folosească încălzirea combinată: încălzire prin pardoseală caldă + aer. Pentru o creștere bună, au nevoie de o temperatură a aerului de 25-35 de grade la o temperatură a pământului de aproximativ 25 C.
CONCLUZIE
Desigur, construirea unei sere încastrate va fi mai costisitoare și mai fără efort decât construirea unei sere similare cu un design convențional. Dar fondurile investite într-o seră-termos sunt justificate în timp.
În primul rând, economisește energie pentru încălzire. Indiferent de modul în care o seră obișnuită la sol este încălzită iarna, va fi întotdeauna mai scumpă și mai dificilă decât o metodă similară de încălzire într-o seră subterană. În al doilea rând, economii la iluminat. Izolarea cu folie a pereților, reflectând lumina, dublează iluminarea. Microclimatul într-o seră adâncă în timpul iernii va fi mai favorabil plantelor, ceea ce va afecta cu siguranță randamentul. Puieții vor prinde ușor rădăcini, plantele delicate se vor simți grozav. O astfel de seră garantează un randament stabil și ridicat al oricărei plante pe tot parcursul anului.