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代替暖气和空调的家庭新方案  

2014-12-22 16:25:17|  分类: 完美的惊喜 |  标签: |举报 |字号 订阅

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目前已有的所有采暖通风空调系统都需要消耗大量的能源,甚至超过了房屋平均能源总需求的一半。而安装了地热系统后,能大大减少能源消耗,因为温度的起点改变了——原先要从0度加温到28度,现在只用从10度加热至28度了。地热能来自地下。
“高效经济”、“节能节电”、“降低矿物燃料使用”、“省钱”……这些都是家用地热系统的最吸引人的标签。《大众机械师》10月刊中就为我们详细介绍了家用地热系统的工作原理、安装方法等指南。
“你不是在制造热能,而是转移热能。”美国罗拉多州地热安装人员吉-林奇的总结非常精辟。林奇所从事的地热安装主要是深入地壳就结霜线以下的位置——通常在10摄氏度左右,充分利用这里的热能来帮助家庭取暖和降温。目前已有的所有采暖通风空调系统都需要消耗大量的能源,甚至超过了房屋平均能源总需求的一半。而安装了地热系统后,能大大减少能源消耗,因为温度的起点改变了——原先要从0度加温到28度,现在只用从10度加热至28度了。
太阳能、风能不同,地热能源的来源相对要稳定的多。Water Furnace设备制造商工程副总裁鲍勃-布朗称:“大地是不会消失的。无论是取暖还是降温,地热能源都能提供非常稳定的支持。我们要做的就是在地下埋塑料管,灌入液体,你瞧,整个系统就已经轻松搞定了。”
地下:25毫米厚高密度聚乙烯(HDPE)管道内注水,形成封闭循环管线,在房屋和地下之间运送热量。管道连接直径达1.2-1.8米的垂直地井,地井的具体数量和深度由房屋的位置和大小决定。之后,管道汇合相连,将微温的水传送到地下层墙面。利用灌浆(或粉煤灰制成的增强版水泥浆)回填每个钻孔,已实现最大限度的地热传导性。
屋内:利用泵使管道中的水循环流动经过系统的核心部位——作用类似空调和加热炉的地热器。地热器利用制冷剂和来自地下管道的温水,来完成加热或冷却空气的工作。温度改变后的空气通过标准的管道系统散发到屋内,起到调节室温的作用,其效果与采用标准的采暖空调系统完全相同。此外,配合一款名为减温器的设备,地热组件还可以利用多余的热量来加热家庭生活用水,而无须增加任何成本。 
热量循环
管道中的空气 (1)、地热组件中的制冷剂 (2),以及管道中的水 (3)一环扣一环地流通。根据季节的不同,来自地下的水会将热量传递给制冷剂或从制冷剂吸收热量。和空调一样,该组件会根据气温的不同来压缩或膨胀制冷剂,以实现升温或降温。最后,加热到80摄氏度或冷却到4摄氏度的制冷剂将被注入到冷凝/蒸发弯圈管道中。输气管中的空气经过弯圈管道时进行热交换,被加热或冷却,最后释放到屋内。
所需的主要设备: 
钻头:这种泥钻头可以将泥土打散,钻出中空通道。而要打穿坚硬的岩石则需要螺旋钻头。新款的泥钻头转速可达1000 rpm,向下的推进压力可达300-500磅,轻而易举就能钻出5个50米深的洞。
管道:注入水的管采用HDPE高密度聚乙烯材质,通过管壁吸热。从图中锯开截面可以看出,管与管采用对接接头紧密相连。接头部分要比管壁更坚硬,而且耐生锈、耐腐蚀、耐裂漏,据说使用寿命可高达200年。
地热器:地热器相当于加热炉和空调的结合体,可以从地下室控制全季节气候的温度。所采用的原理与冰箱类似,冰箱能移除食物中的热量,而地热器和埋在地下的管道则可以移除地下或屋内的热量。地热器与50安培的电路连接,工作过程中无需通风,无需燃烧燃料,也不存在一氧化碳中毒的风险。
三种安装方案
第一种垂直线圈(1) 是最佳方案,要比水平线圈(2)更节省HDPE管道,而且管道深入地下霜冻线以下,可以保证即使在寒冷的冬天管中的水也不会结冰。而第三种方案池塘系统 (3), 所铺设的线圈管需要确保管子和连接处的防水处理。
在铺设垂直线圈时,如果挖掘管道遇上十分坚硬的地层,建议换一个位置试试,或者退而求其次,选择第二种、第三种方案。
成本的节约
也许安装工作看上去很复杂,不过,一切麻烦都是值得的,因为地热系统在一年中90%的时间内都可以使用,而传统的窑炉、地暖和管道暖气只有在每年最冷的日子才会工作,平均需要使用12-15年才可收回成本,而整套地热系统只需使用3-6年即可。
关于家用地热系统的误区:
1.地热=温泉。温泉和其他形式的地下蒸气和家用地热不是一回事。温泉只是地热能量在一些特殊地理位置上表现形式,而家用地热系统几乎在任何地方都可以安装。
2.地热能发电。工业规模的地热发电厂可以利用地热能源发电,但是这和家用系统无关。家用系统主要的功能是代替燃料型取暖设备和空调制冷设备,起到安全、节能、节电的作用。
大家来说说:代替暖气和空调的家庭新方案。。地热利用
大家来说说:代替暖气和空调的家庭新方案。。地热利用



自己动手做地源热泵



有一阵子,现在,我们论坛的成员之一,交流黑客一直在为一个地源热泵,或者他喜欢叫他自己动手做的解决方案工作 国产热泵宣言。是的,自己动手做的解决方案为那些昂贵的令人难以置信的高效率,令人难以置信的加热和冷却系统。他已经作出了一些重大进展,所以我认为这将是一件好事,与我们的博客读者,不要总是它交给论坛的份额。
交流黑客开始了规模较小的原型制作单位(见上图),看看它是所有可能的。其实这个小单位被证明是非常有效的。初步计算表明,原型超过400%运行。热泵是有能力超过100 %的效率,因为你没有创造热,你只是从一个地方移动到另一个。
随着原型是一个成功,他开始了他的房子全尺寸系统规划。他相信他可以把整个系统一起下2000美元!商业上安装的系统为15,000美元,开始从那里去。

自己动手做地源热泵 - 第2部分:使一个钻机


在我们的 第一篇文章,我们作了交流非常简要概述黑客的热泵系统,而且他做了测试。现在,我们就潜到更深的过程中,他正在以弥补制度。
对于热泵系统,交流黑客决定去设计,以水的水。这项工作对他最好的,因为它要求较少的管长度可向地面付诸表决。埋在地下油管明显增加更多的成本,甚至把油管在地面上是一个自己动手做热泵项目的主要问题。
为了进入当地的油管,钻孔必须钻。一般人并没有钻井设备等一些方便的必须。交流的第一个版本的电脑黑客的钻机显示以上。它由多管道和一些配件。

该钻机顶部是一个连接到它的三管四地拟合。水管的两个是把它的句柄。长管去钻井一角,最高去到一个旋转接头,连接到一花园软管。

该业务最终只是钻了一个给它一些焊接钢板管端。从出管尖端花园管爆炸水和冲出来的碎片从钻探,钻井助攻,并停止孔从放的时候通过沙土钻。
有了这个钻机,交流黑客能够钻取约35分钟13英尺。不坏的手工具。然而,在13英尺,他开始打哈潘。哈潘是黏土与砾石混合。这是不好玩或容易钻透。然而,它也保持水位上升,可以提高热泵系统的效率。

自己动手做地源热泵 - 第3部分:一种改进的钻机


为了使他的生活更容易一点,交流黑客决定建立一个电动钻机。他与手工挖钻机几个洞和它好工作。然而,据他计算,他需要约200英尺的钻孔,并决定作出更好的东西。

该钻机主要框架是由一些不符合板方管在这里和那里。

为钻机头由另一紧贴的方管,在框筒幻灯片。这使得头部要上下移动的红色嫖妓你可以看到在最后一张图片。附加的头部是一个1 / 4马力25:1齿轮电机。

附着在齿轮电机是一种自制弹性耦合。载荷和冲击,这挫伤了一些偏差允许在系统中。耦合是由两个法兰,橡胶盘,螺母与nyloc一些螺栓,垫圈,橡胶和定期。这耦合经历了一些设计变更,这是一个AC黑客已达成和解,现在至少()。

最后一块,我们在这里是一个了不起的水有关。演练轴必须转动,但你不想你的水软管旋转它。因此,交流黑客建立了这座旋转适配器。这是从聚氯乙烯压缩 ?提出, 2密封轴承和管件。 施工细节 的旋转可以在这里找到。


除了钻机,交流黑客发了一些其他手工工具。指出工具的工程崩刃通过陶土和工具以及为工程通过根部切割好。他还提出了上述店铺真空行之有效的显示扩展去除污垢,甚至从岩石洞。这些工具让他钻的16洞是他的热泵系统需要11。


自助地源热泵 - 第4部分:在地面选择油管

有了一个能干的钻机,交流黑客转而选择了系统的其余部分。具体来说,我们将看看选择,必须在地面铺设油管。
PVC和CPVC是不是一个好的选择。他们都获得脆性裂纹最终将受到压力。 PEX的将是一个很好的材料。然而,它是由方式,它是不可能的焊接一起。铜也将工作做好,但它是非常昂贵的。
所以,这与他所留下了许多小型住宅用系统,高密度聚乙烯(高密度聚乙烯阅读交流骇客)。它是黑色的水管你可能已经在家庭装修用品商店看到。黑客发现,高密度聚乙烯交流在两个时间表收视率,40和60来。 40个是太薄,想利用他担心这可能是由土壤的重量压上。但是,计划60看起来似乎是到工作。

下一个障碍是,高密度聚乙烯需要焊接在一起。交流黑客研究过什么样的工具,这将是必要的。他发现 麦克尔罗伊 让一个工具,称为是为塑料管道焊接特别MiniMc。坏的是它的成本2000美元。他还发现,即使是租用它非常昂贵。

因为这会打击这一点,对水工程的预算,交流黑客决定,研究如何艰难,是没有这个工具的焊接管。他拿起从本地的垃圾储存和聚四氟乙烯煎锅加热,他在家里炉灶它。他把一对夫妇的高密度聚乙烯短件的煎锅和监测与红外温度计的锅的温度。在大约300华氏度(149℃)左右,他发现一珠管成形。他拿起两部分组成,并推动它们放在一起。以上是他的第一个结果。所以,塑料焊接确实是不可能的非常昂贵的工具。

自己动手做地源热泵 - 第5部分:焊接塑料


在 第 4部分 我们的系列,交流黑客刚刚发现他可能没有太多的麻烦焊接塑料。他用一个长柄的炉子上,加热管短两件,并推动它们放在一起形成你所看到的上面。他注意到,塑料开始向右约300华氏度(149融化℃)。因此,他想,他能想出一些方法来创建一种廉价和更轻便的工具,做同样的事情。

没有过分的焊接质量保证,黑客交流了他所焊接到一块地方机械师。在那里,他们试图撕裂管分开。他们发现是,它撕毁其他地方,但焊接。因此,焊接,其实是足够强大的机械师后抛想法左右。,交流黑客决定采取煎锅的带锯为他建立了两个工具将矩形件。

在回家的路上,交流黑客停止由当地亲善商店寻找电加热元件。这是一所提供的machininst了主意。他找到了一个不错的一小壶小 sandwhich之一。这种加热器小集将证明完美他的工具。

在手,加热器,黑客交流作出了回程的机械师。此前,机械师曾提出在加热器的skilletplates至磨槽。因此,这正是他。

要添加到新的温度控制工具,交流骇客使用了电锅温度控制。这使他在任何拨号工作温度,他发现焊接塑料管材最好。

该工具的最后一步是添加一些电器设备,以防止越来越感到震惊,而使用它,并调整为实际的焊接温度。一旦温度设定,交流黑客录制了温度转盘所以它不会意外地得到改变。

随着工具的事,就需要一种方法来保存管方获得了坚实的焊接。以上是焊接夹具,他想出了后作出的。,他指出,这样一个不错的设置是不是绝对需要的,而一很容易出人头木会的工作一样好。


自己动手做地源热泵 - 第6部分:塑料焊接试验


现在,黑客已经交了他的家 塑料焊机 全部加在一起,就可以开始做一些焊接。但是,他是如何知道他的焊缝都完全密封紧?他们当然需要,否则系统会泄漏。好了,另一个工具和一些测试告诉他他需要了解。

首先,他把所有的焊接循环结束,在钻孔底部的路要走。这些作品每一个由五个总焊接一次到位。焊接的三个是在两端,形成循环。两名焊缝连接循环结束对油管的其余部分。

下面是压力测试仪,交流黑客用来测试他的焊缝。它包括一个带刺的拟合连接到油管,压力表,以确保管加压,一个轮胎阀填补管与空气,一供油管的另一端的插头。一切他所要做的就是连接油管到两个刺配件,收紧喉箍,并迫使它。

单靠压力表显示泄漏,但它需要一些时间来显示其压力上升缓慢下降。为了加快测试过程中,交流黑客决定投入一桶水的管材。逃逸气泡会相当可见。上面的图片显示了一个良好的坚实的焊接。

正如你所看到的,一旦泄漏是很明显的在水中。
所有在所有与交流黑客的家中,使焊机,他只发现了两个90,他不得不做出错误的焊缝。不坏了!不过,他强调,测试每一个焊缝是绝对必要的,因为一个泄漏会杀死整个系统。

自己动手做地源热泵 - 第7部分:挖战壕



最近,交流黑客完成所有钻孔挖他的热泵系统的必要。因此,在挖掘过程的下一步是要挖战壕,将钻孔连接到对方。

为了做好这项工作,交流黑客决定走访当地的电动工具出租店。他最终选择了机器上面,因为它看起来比他看到有其他类型较为可操作性。正如他后来发现,这并非如此。

即使挖沟是很难走动,一旦到位,水力控制接管和机器做的工作做好。

在挖掘,非常小心被当机器接近油管,是我们在地上了。
随着挖战壕,交流黑客如何,他永远不想再看到一个铲子,并愉快地对移动的意见。下一步是开始连接了钻孔。这是目前仍在进行中,但他说是做一半的领域。
交流黑客还提到,他认为他必须在使用该系统的一些地方刺配件。然而,当他测试他们,他并不快乐。他表示,焊接,不仅便宜,但也更容易,更耐用,速度更快,更容易产生泄漏空闲连接。因此,他可能是焊接过的位置。

自己动手做地源热泵 - 第8部分:建立环场


该洞已厌倦,并已被挖战壕。现在,它是时间投入当地的油管兴建循环领域。这意味着,连接了所有已投入运行的钻孔和他们回到房子循环。

这是黑客交流计划初步布局。未使用的绿色圆圈扩大应允许它永远是必要的。目前的布局也让他***成两个并联电路的回路,如果需要的话。

有一点需要更多的工作之前孔环之间的连接可以作出这样做。首先,在挖沟做它的工作,但大量的灰尘掉进了战壕回来。一个店铺位VAC的工作似乎这样的伎俩恰到好处松散的污垢清洗出来的壕沟。
交流Hakcer还需要一段时间来挖掘战壕之间的钻孔和地区。他说,这是值得花时间去争取挖战壕尽可能接近的钻孔,因为它是一个手工很多工作,尝试没有挖沟掘出来。

随着战壕清理出来现在是时候做一些焊接。这是如何交流,大部分黑客做。灯具他是附着在煤渣块是在沟槽底部奠定稳定的事情。每一个焊接后,他将等待这几分钟,然后冷却压力测试以确保没有任何泄漏。

以下是一些例子,焊缝1科普尔作出。他们都结束了,最多可容纳的压力测试,因此焊接继续进行。
有一点交流黑客添加到该连接的钻孔管是绝缘材料。该绝缘的目的是为了减少对周围的管道是更接近地表土壤温度的变化。当你更深,更多的温度保持不变。在冬季,水会在加热管是远远下来,钻孔,但因为回来到表面的油管将变冷。绝缘可以阻止这类损失一些。

随着各方面的问题,焊接的战壕填补了回来,和循环场完成!

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