Phương pháp cách mạng để sưởi ấm ngôi nhà của bạn! Sưởi ấm địa nhiệt: nó là gì

Địa nhiệt là một phương pháp sưởi ấm phòng. do năng lượng lấy từ lòng đất.

Vào những năm 70 của thế kỷ XX thế kỷ, một cuộc khủng hoảng dầu mỏ nổ ra. Các nhà công nghiệp bắt đầu tìm cách thay thế nhiên liệu bằng nguồn thay thế.

Đây chính là cách hệ thống sưởi ấm địa nhiệt đầu tiên xuất hiện.

Ngày nay, loại hình sản xuất nhiệt này rất phổ biến. ở Bắc Mỹ và Tây Âu.

Sưởi ấm địa nhiệt từ dưới lớp vỏ trái đất: nó là gì, nguyên lý hoạt động

Sưởi ấm địa nhiệt hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh, chỉ để sưởi ấm. Một máy bơm nhiệt được lắp đặt trên mặt đất, từ đó bộ trao đổi nhiệt được hạ xuống trục.

Nước ngầm chảy qua thiết bị hướng lên trên, nóng lên trên đường đi. Chất lỏng nóng được sử dụng để sưởi ấm cơ sở.

Tiêu thụ năng lượng để đun nước nhỏ hơn lượng nhiệt tỏa ra.

Nguyên lý hoạt động

Bộ thu nhiệt cung cấp nước ấm cho bộ bay hơi. Chất làm lạnh, nóng lên, bốc hơi. Hơi nước được máy nén làm nóng do điện. Bộ ngưng tụ làm mát hơi nước, gây ra giải phóng năng lượng nhiệt và đưa chất làm lạnh trở lại trạng thái lỏng ban đầu.

Để đun nước cần phải có điện. Mỗi kW tiêu tốn mang lại, trung bình, 5 kW năng lượng hữu ích.

Danh sách thiết bị

Để tạo ra nhà máy địa nhiệt Cần có 4 thiết bị:

• người sưu tầm;
• máy bay hơi có chất làm lạnh;
• máy nén;
• tụ điện.

Trong số các thành phần được liệt kê hai yêu cầu kết nối điện: máy nén và máy ngưng tụ.

Thuận lợi

Sưởi ấm địa nhiệt có những ưu điểm so với các loại sưởi ấm khác:

• Năng lượng thu được được áp dụng cho bất kỳ mục đích nào.
• Thời gian cung cấp nhiên liệu đến một khu vực cụ thể không giới hạn.
• Sử dụng nó thân thiện với môi trường.
• Cài đặt không cần bảo trì thường xuyên.
• Hệ thống tự trả tiền cho chính nó theo thời gian.
• Nhà máy địa nhiệt chiếm ít không gian: không lớn hơn một chiếc tủ lạnh.
• Nếu cần thiết, hệ thống có thể cấu hình lại dễ dàng.
• Tương thích với các loại khác sưởi ấm.

Khuyết điểm

Mặc dù hệ thống sưởi ấm địa nhiệt có nhiều ưu điểm, nhưng nó có Ngoài ra còn có những nhược điểm:

• Đắt hệ thống và cài đặt.
• Tự trả tiền trong khoảng trong 10 năm.
• Hệ thống không thể sử dụng được ở những khu vực có nhiệt độ giảm dưới 20 độ.
• Bất kể loại cài đặt nào, đều cần phải có những điều sau: công trình đất quy mô lớn sử dụng thiết bị thuê.

Góc nhìn bên trong và bên ngoài của đường viền trái đất

Cơ sở của hệ thống - một máy bơm nhiệt được kết nối với hai đường viền: bên ngoài và bên trong.

Đường viền bên trong bao gồm các đường ống và bộ tản nhiệt truyền năng lượng của nước nóng vào phòng. Chúng có thể được bổ sung bằng hệ thống sưởi dưới sàn.

Đường viền bên ngoài — một hệ thống cung cấp nhiệt cho bên trong. Nước tuần hoàn dọc theo mạch, được bổ sung thêm thành phần chống đông. Trong hệ thống sưởi ấm địa nhiệt, chất lỏng được gọi là chất mang nhiệt. Vì vậy, chất mang nhiệt đi vào máy bơm nhiệt, nóng lên do áp suất tăng. Chất lỏng được làm nóng đi vào mạch bên trong, truyền nhiệt vào phòng. Sau đó, nước được làm mát đi xuống độ sâu, nơi nó ấm lên. Do đó, chu kỳ được lặp lại.

Máy bơm nhiệt không khí sang nước: sơ đồ

Máy bơm nhiệt là một thiết bị được sử dụng để sưởi ấm. Thiết bị thu thập nhiệt từ không khí và chuyển hóa thành năng lượng. Với sự trợ giúp của nó, máy bơm làm nóng nước, tỏa nhiệt vào phòng. Nguyên lý hoạt động của máy bơm không khí sang nước là trong chu trình Carnot ngược. Các thiết bị có khả năng hoạt động miễn là nhiệt độ bên ngoài vượt quá Nhiệt độ từ 20-25 độ dưới 0.

Ảnh 1. Sơ đồ cấu trúc máy bơm nhiệt không khí-nước. Trong trường hợp này, nhiệt thu được từ không khí được chuyển đổi thành năng lượng.

Hệ thống bao gồm bốn thành phần. Lưu thông dọc theo đường viền bên ngoài chất freon, được chuyển thành hơi nước trong bộ bay hơi. Sau đó, khí được nén trong máy nén và đi vào bình ngưng tụ. Hơi nước ngưng tụ thành nước, nước được đưa trở lại chu trình, và nhiệt được giải phóng trong quá trình này làm nóng nước trong mạch bên trong. Do đó, hai chu kỳ xảy ra: sự lưu thông của nước có chất làm mát qua lòng đất; sưởi ấm các phòng thông qua bộ tản nhiệt.

Máy bơm nhiệt không khí-nước phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Trong điều kiện sương giá nghiêm trọng, hệ thống sưởi ấm hoạt động có vấn đề, vì freon trong mạch ngoài bị đóng băng. Đây là lý do tại sao phải sử dụng hệ thống ở các nước ấm, nơi nhiệt độ hiếm khi giảm dưới -10. Ở những khu vực như vậy, nhiệt địa nhiệt không chỉ có tác dụng sưởi ấm, mà còn cung cấp nước nóng.

Nếu nhiệt độ bên ngoài giảm xuống mức hoạt động tối đa của freon, hệ thống sẽ tự động kết nối hệ thống sưởi ấm thay thế bằng điện hoặc gasKhi nhiệt độ tăng lên và nhà máy địa nhiệt tiếp tục hoạt động, nguồn năng lượng thay thế sẽ bị tắt.

Lắp đặt theo chiều ngang của hệ thống hoạt động nhờ nhiệt của trái đất

Việc đặt đường viền ngoài theo chiều ngang được sử dụng ở những khu vực mà nơi mặt đất đóng băng ở một độ sâu nhất định mỗi năm. Các đường ống được đặt bên dưới mức này trong một rãnh chạy song song với mặt đất.

Ảnh 2. Lắp đặt hệ thống sưởi ấm địa nhiệt theo nguyên lý nằm ngang. Thiết kế như vậy cần một hố lớn.

Khi tuần hoàn qua mặt đất được làm nóng, nước nóng lên, đi vào máy bơm nhiệt, sau đó làm nóng chất lỏng trong mạch bên trong. Sau khi tỏa nhiệt, chất lỏng quay trở lại thành một vòng tròn mới dọc theo rãnh.

Các rãnh được đào trong lòng đất và các đường ống được đặt. Sau khi hoàn thành mạch ngoài, chuyên gia lắp đặt máy bơm và sau đó đặt đường viền bên trong.

Lợi thế nằm trong tính biến đổi của việc tạo ra hệ thống. Nó phù hợp với các lô đất đã phát triển, nơi mà việc xây dựng nhà ở hoặc nhà nghỉ nông thôn vừa mới hoàn thành.

Khuyết điểm bao gồm khối lượng công việc lớn về lắp đặt đường ống; không thể sử dụng ở những vùng lạnh trên hành tinh. Hệ thống sưởi ấm địa nhiệt theo chiều ngang hạn chế việc trồng cây trên địa điểm này.

Cài đặt theo chiều dọc

Kiểu dọc được sử dụng ở những nơi không thể di chuyển theo chiều ngang. Để lắp đặt máy khoan nhiều giếng, trong đó đường viền ngoài được lắp đặt. Các giếng được khoan từ một điểm, hơi lệch góc so với phương thẳng đứng, do đó thu được nhiều nhiệt hơn.

Nước được đun nóng khi đi qua độ sâu của lòng đất, đi vào bộ phận bốc hơi và được chuyển thành hơi nước. Không khíx bị nén bởi máy nén và đột nhiên giải phóng năng lượng trong bộ ngưng tụ.

Nhiệt lượng giải phóng sẽ làm nóng mạch bên trong, làm nóng căn phòng và chất lỏng được đưa đến mạch mới thông qua các đường ống.

Trong lòng đất Họ khoan giếng và lắp đặt đường ống. Sau khi tạo xong mạch bên ngoài, thợ xây sẽ lắp máy bơm, sau đó lắp mạch bên trong.

Lợi thế bao gồm khả năng không làm xáo trộn cảnh quan của khu vực phát triển.

Khuyết điểm: cần nhiều điện hơn cho quá trình lưu thông so với hệ thống nằm ngang; việc sử dụng giếng đôi để lấy nước vào và ra không đủ hiệu quả.

Lắp đặt hệ thống sưởi ấm địa nhiệt cho nhà riêng ở nông thôn

Quá trình cài đặt như sau:

• chuẩn bị, bao gồm đo lường và lựa chọn các thành phần cho công việc;
• lắp đặt mạch ngoài của hệ thống;
• lắp đặt mạch điện bên trong;
• chuẩn bị công việc và khởi động hệ thống sưởi ấm.

Giếng — đường viền bên ngoài, và bơm tuần hoàn và pin - bên trong. Máy bơm nhiệt được lắp đặt trong nhà.

Đường viền bên ngoài nằm gần tòa nhà có hệ thống sưởi ấm, không xa hơn 10 métCác kết nối nằm trong mạch được uốn cong.

Video hữu ích

Xem video trình bày quy trình lắp đặt bộ trao đổi nhiệt cho hệ thống sưởi ấm địa nhiệt.

Hoàn trả, lượng năng lượng được tạo ra

Mỗi kW tiêu thụ hệ thống sản xuất điện 5 kW trở lên năng lượng nhiệt miễn phí. Theo các chuyên gia, hệ thống sưởi ấm địa nhiệt sẽ tự trả tiền cho chính nó trong khoảng trong 1 thập kỷ. Giá trị này giảm dần khi diện tích phòng được sưởi ấm tăng.