Hiện nay, có nhiều cách tổ chức sưởi ấm thay thế. Hầu hết chúng được đặc trưng bởi hiệu suất thấp và chỉ được sử dụng như một hệ thống phụ trợ. Tuy nhiên, có một phương pháp thực sự hiệu quả để cung cấp nhiệt từ các nguồn nhiệt trái đất thay thế. Làm thế nào để làm cho địa nhiệt sưởi ấm tại nhà của riêng bạn: nguyên lý hoạt động, máy bơm, đánh giá sẽ giúp giải quyết vấn đề này.
Cách hoạt động của hệ thống sưởi địa nhiệt
Tùy thuộc vào thành phần của đất, nhiệt độ tự nhiên tăng thêm + 3 ° C cho mỗi 100 m. Chính hiện tượng này là cơ sở của hệ thống sưởi địa nhiệt ở châu Âu, đã được sử dụng hơn chục năm. Nhưng hiệu ứng này có thể được sử dụng trong thực tế như thế nào?
Nguyên lý hoạt động của sưởi địa nhiệt tại nhà là truyền nhiệt năng bằng cách sử dụng một số loại chất mang nhiệt. Điều này yêu cầu một số mạch, mỗi mạch thực hiện chức năng riêng của mình:
- Bên ngoài... Các đường ống được đặt trong môi trường có nhiệt độ từ + 7 ° C đến + 10 ° C. Năng lượng này được chuyển cho chất làm mát đi vào mạch tiếp theo.
- Trao đổi nhiệt... Phần tử chính là một máy bơm nhiệt. Chất làm lạnh lưu thông trong nó, trong đó nhiệt độ tăng với áp suất tăng. Được làm nóng từ chất làm mát của mạch bên ngoài, nó đi vào máy nén. Kết quả là nhiệt độ tăng từ + 7 ° C đến + 65 ° C. Để lặp lại chu trình, chất lỏng đi vào thiết bị bay hơi qua van tiết lưu. Đây là nguyên lý cơ bản của quá trình gia nhiệt bằng địa nhiệt.
- Đường viền bên trong... Trong đó, với sự hỗ trợ của bộ trao đổi nhiệt, nhiệt năng được truyền từ chất làm lạnh sang chất làm mát trong hệ thống sưởi chính của ngôi nhà.
Để làm nóng địa nhiệt một cách chính xác bằng tay của chính bạn, trước tiên bạn phải chọn một sơ đồ mạch sơ cấp và một máy bơm nhiệt thích hợp.
Sưởi ấm địa nhiệt có thể được kết hợp với các kiểu cung cấp nhiệt truyền thống - bằng lò hơi đốt khí, điện hoặc nhiên liệu rắn. Bằng cách này, chi phí vận hành của môi trường sưởi ấm có thể được giảm bớt.
Các loại sưởi ấm địa nhiệt tại nhà
Trước khi thực hiện sưởi ấm địa nhiệt cho một ngôi nhà nông thôn bằng tay của chính bạn, một số biện pháp sơ bộ cần được thực hiện. Trước hết, tìm cách tốt nhất để bố trí các đường ống của mạch sơ cấp.
Điều kiện chính cho điều này là nhiệt độ của môi trường nơi các đường sẽ được đặt. Nó không được thấp hơn + 7 ° С. Trong thực tế, đối với điều này, các đường ống được lắp đặt trong lòng đất. Trong một số trường hợp, một vùng nước hoặc một con sông có thể đóng vai trò là môi trường chính. Tuy nhiên, các đánh giá về hệ thống sưởi bằng địa nhiệt của kiểu nhà này thường chỉ ra hiệu quả thấp vào mùa đông.
Để tổ chức chính xác nguồn cung cấp nhiệt thay thế, bạn phải thực hiện các bước sau:
- Tính toán công suất tối ưu... Nếu sử dụng hệ thống sưởi địa nhiệt cho ngôi nhà riêng là chính, thì công suất định mức của nó phải cung cấp năng lượng sưởi ấm không khí trong toàn bộ tòa nhà.
- Phân tích thành phần của đất và độ sâu của sự đóng băng của nó... Việc lựa chọn cách bố trí các đường ống của mạch sơ cấp phụ thuộc vào điều này.
- Xác định vị trí của máy bơm nhiệt... Để giảm thiểu thất thoát nhiệt, hệ thống sưởi địa nhiệt được trang bị bằng tay của chính họ trong một căn phòng riêng biệt - tầng hầm hoặc nhà phụ. Điều quan trọng là nhiệt độ trong đó không được thấp hơn + 14 ° C.
Không tuân theo các quy tắc đơn giản này có thể dẫn đến sự cố hệ thống. Thông thường, các đánh giá từ chủ sở hữu của hệ thống sưởi địa nhiệt cho thấy tầm quan trọng của việc phân tích ban đầu và lựa chọn thiết bị phù hợp.
Để đảm bảo hệ thống hoạt động không bị gián đoạn, cần lắp đặt nguồn điện tự trị - máy phát điện.
Vị trí nằm ngang
Phương pháp lắp đặt đường ống chính nằm ngang tốn ít thời gian nhất. Chúng nằm ở độ sâu từ 0,5 đến 3 m, để giảm diện tích của đường cao tốc, chúng được bố trí lần lượt. Nhưng đồng thời, khoảng cách đến mỗi bên ít nhất phải là 20 cm.
Trước khi thực hiện đốt nóng địa nhiệt, một phân tích ban đầu về trạng thái của đất được thực hiện. Đầu tiên, sự truyền nhiệt của nó được xác định. Nó có thể từ 20 đến W / m². Dựa trên cơ sở này, tổng chiều dài của mạch sơ cấp được tính toán.
Ngoài ra, bạn nên thực hiện các hành động sau:
- Kiểm tra mức độ đóng băng của đất... Độ sâu của các đường ống phải dưới chỉ số này;
- Nước ngầm... Để loại bỏ tự nhiên của chúng trong thời kỳ lũ lụt lớn, một lớp cát được đổ xuống đáy hố;
- Sự lựa chọn vật liệu để sản xuất đường ống... Nó phải đủ linh hoạt và đáng tin cậy về mặt cơ học. Đối với hệ thống sưởi địa nhiệt ở Châu Âu, ống XLPE được sử dụng phổ biến nhất.
Nếu câu hỏi đặt ra là hệ thống sưởi địa nhiệt giá bao nhiêu thì việc bố trí theo chiều ngang sẽ giúp giảm đáng kể chi phí lắp đặt hệ thống hiện tại. Khi lắp đặt nhiều mạch sơ cấp, cần phải lắp các ống góp đầu vào và đầu ra.
Với đường ống thẳng đứng
Xem xét các nguyên tắc cơ bản của hệ thống sưởi địa nhiệt của một ngôi nhà trong quá trình thiết kế, cần phải đạt được nhiệt độ tối đa của chất làm mát từ mặt đất. Điều này chỉ có thể được thực hiện khi cài đặt các đường thẳng đứng.
Để tổ chức hệ thống sưởi địa nhiệt của một ngôi nhà ở nông thôn bằng tay của chính bạn thuộc loại thẳng đứng, cần phải làm các giếng, với độ sâu từ 30 đến 100 m và đặt các đường ống mạch chính trong đó.
Một sơ đồ như vậy tốn nhiều công sức hơn một sơ đồ dọc, nhưng nó có một số ưu điểm:
- Độ sâu lớn của đường cao tốc. Trong trường hợp này, sự truyền nhiệt của môi trường tăng 25-30% - lên đến 70 W / m²;
- Diện tích lắp đặt nhỏ;
- Thực tế không có sự phụ thuộc vào sự đóng băng của đất.
Ngoài phương pháp này, các nguyên tắc cơ bản của sưởi ấm bằng địa nhiệt thường được sử dụng để cung cấp nước nóng vào mùa hè. Đối với điều này, mạch chính được đặt trong nước - hồ hoặc sông.
Trước khi khoan giếng, cần phải phân tích đất và xác định độ sâu tối ưu. Thành phần của đất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ lao động của quá trình.
Tự làm lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt
Trong thực tế, loại cấp nhiệt này là một nhiệm vụ khó khăn. Một đặc điểm của việc thiết kế và lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt bằng tay của chính bạn là sự hiện diện của một máy bơm nhiệt - thiết bị chính của hệ thống.
Thiết kế của thiết bị này bao gồm một mạch chất làm lạnh bên trong, một máy nén, một cuộn cảm và một dàn bay hơi. Để kiểm soát công việc, một thiết bị điện tử nhất thiết phải được cung cấp. Cần lưu ý những gì khi chọn một máy bơm nhiệt nguồn mặt đất để sưởi ấm?
- Loại thiết bị... Trong cung cấp nhiệt, các mô hình đất-nước được sử dụng. Ngoài những thứ này ra, còn có "nước-nước" và "nước không khí";
- Sản lượng nhiệt định mức... Nó trực tiếp phụ thuộc vào các thông số thiết kế.Cần lưu ý rằng hầu hết tất cả các mô hình có giá trị của đặc tính này lên đến 18 kW;
- Sự tiêu thụ năng lượng... Nó là tổng năng lượng điện cần thiết để vận hành máy nén, máy bơm và bộ điều khiển điện tử. Trực tiếp phụ thuộc vào công suất định mức của thiết bị;
- Các thông số hệ thống sưởi - chế độ nhiệt độ và chỉ thị áp suất tối ưu. Đối với tất cả các hệ thống sưởi ấm địa nhiệt tự làm, chỉ số thứ hai thường không vượt quá 3 bar;
- Chi phí... Hiện nay, việc bố trí hệ thống sưởi bằng địa nhiệt của một ngôi nhà riêng là tốn kém nhất. Và phần lớn chi phí là mua máy bơm nhiệt. Do đó, cần đặc biệt chú ý đến việc lựa chọn chính xác thành phần này của hệ thống.
Ngoài máy bơm nhiệt nguồn tiếp đất để sưởi ấm, bạn nên chọn các loại ống phù hợp với mạch ngoài. Họ phải đáp ứng các yêu cầu nhất định. Đặc biệt - để có một chỉ số tối thiểu về khả năng chống truyền nhiệt. Lý tưởng nhất là các dòng thép nên được sử dụng cho việc này. Tuy nhiên, hoạt động của họ trong môi trường này có nhiều vấn đề. Do đó, địa nhiệt thường sẽ được làm từ các đường ống mềm polyme.
Sau khi phân tích các đánh giá về hệ thống sưởi địa nhiệt tại nhà, có thể phân biệt các phẩm chất tích cực sau đây của ống polyme đối với loại cung cấp nhiệt này:
- Đủ linh hoạt. Điều này rất quan trọng khi bạn tự sắp xếp hệ thống sưởi địa nhiệt theo phương ngang của một ngôi nhà nông thôn.
- Dễ dàng lắp đặt và gắn các mạch riêng lẻ. Đối với điều này, các khớp nối cơ học được sử dụng.
- Khả năng thay thế nhanh chóng khu vực bị hư hỏng trong trường hợp khẩn cấp.
Ngoài ra, đừng quên về chi phí. Xét rằng nguyên tắc hoạt động của cấp nhiệt địa nhiệt dựa trên một máy bơm nhiệt, nên giảm chi phí để có được mô hình tối ưu của thiết bị này.
Để hệ thống hoạt động đầy đủ, nên sử dụng chế phẩm làm mát đặc biệt trong mạch sơ cấp, có điểm đóng băng dưới 0 ° C.
Tính toán chi phí của sưởi ấm địa nhiệt
Đối với người tiêu dùng, một trong những yếu tố quyết định việc cung cấp nhiệt là giá cả và chi phí bảo trì. Có tính đến kinh nghiệm rộng rãi về việc áp dụng hệ thống sưởi bằng địa nhiệt của Châu Âu, trước tiên nên tính toán ngân sách tối ưu.
Để tự tạo nhiệt địa nhiệt, không nên tự chế tạo máy bơm nhiệt. Điều này là do sự phức tạp của thiết kế và các tính toán kỹ thuật bắt buộc đối với các thông số của nó. Lựa chọn tốt nhất là mua một máy bơm nhiệt địa nhiệt làm sẵn.
Trên thị trường có các mẫu mã của nhiều hãng sản xuất Châu Âu. Có một đánh giá về chúng, điều này sẽ giúp xác định lựa chọn tốt nhất:
- HELIOTHERM;
- NEURA;
- QUÀ TẶNG;
- IDM.
Tất cả các mô hình của các công ty này được phân biệt không chỉ bởi chất lượng tốt, mà còn bởi một mức giá cao. Vì vậy, trước khi lập kế hoạch sưởi ấm địa nhiệt cho một ngôi nhà riêng, nên phân tích các đề xuất trên thị trường.
| Mô hình | công suất, kWt | Chi phí, chà. |
| Henk 120 | 9 | 230000 |
| Acwell BWH-12 | 12,4 | 366000 |
| Daikin ALTHERMA | 6 | 520000 |
| ESDWW-25C | 25 | 415800 |
Ngoài những chi phí này, cần tính đến chi phí của các thành phần khác - đường ống, các phần tử kết nối và hệ thống dây điện cho hệ thống sưởi bên trong ngôi nhà. Có thể tiết kiệm đáng kể bằng cách tự lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt. Tuy nhiên, khi chọn sơ đồ lắp đặt thẳng đứng cho mạch sơ cấp, người ta không thể thực hiện nếu không sử dụng thiết bị đặc biệt. Trung bình, chi phí sưởi ấm địa nhiệt chìa khóa trao tay hiện dao động từ 700 nghìn đến 1,2 triệu rúp. Tất cả phụ thuộc vào năng lực và ngân sách đã được lên kế hoạch.
Trước khi mua một máy bơm, hãy chắc chắn đọc các đánh giá của các chủ sở hữu của hệ thống sưởi địa nhiệt. Điều này sẽ giúp bạn biết hiệu suất thực tế của thiết bị của bạn.
Nhận xét về cung cấp nhiệt địa nhiệt
Làm thế nào bạn có thể hình thành một ý kiến khách quan về loại sưởi ấm này? Một trong những cách là đọc chi tiết các nhận xét về sưởi ấm địa nhiệt tại nhà. Điều này phải được thực hiện rất cẩn thận. Một số chủ sở hữu hệ thống không hiểu đầy đủ về cách hoạt động của hệ thống sưởi địa nhiệt. Do đó, có những đánh giá tiêu cực về hoạt động của nó:
- Sự liên quan của việc lắp đặt một máy bơm nhiệt đã được xem xét trong một thời gian dài. Hệ thống này đắt tiền, nhưng với hệ thống sưởi nhà bằng điện, nó đã được chứng minh là một công cụ tiết kiệm chi phí rất hiệu quả. Không hợp lý nếu chỉ sử dụng địa nhiệt - nước nóng lên quá lâu. Do đó, chúng tôi sử dụng nó như một hệ thống phụ trợ;
- Việc lắp đặt máy bơm nhiệt với đường ống mất gần hai tuần. Hóa ra, không thể xây dựng ở nơi có đường cao tốc. Và chúng chiếm một diện tích đáng kể của sân trong. Bây giờ chúng tôi đang nghĩ đến việc làm lại - chúng tôi sẽ khoan giếng và lắp đường viền bên ngoài theo một cách mới;
- Chúng tôi yên tâm rằng máy bơm nhiệt có khả năng sưởi ấm hoàn toàn ngôi nhà khá lớn của chúng tôi - 230 m². Nhưng vào mùa đông, nước trong các đường ống hầu như không nóng lên đến + 50 ° C. Vì vậy, cần phải định kỳ bật lò hơi điện dự phòng.
Có đáng để trang bị hệ thống sưởi địa nhiệt hay không, với sự phức tạp của việc lắp đặt và chi phí thiết bị cao? Đây phải là một quyết định cân bằng, được hỗ trợ bởi các tính toán và phân tích đầy đủ về toàn bộ hệ thống. Chỉ trên cơ sở những dữ liệu này mới có thể xác định được mức độ phù hợp của việc lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt.
Đánh giá thực tế về công việc của sưởi ấm địa nhiệt có thể được tìm thấy trong video:
