Khi chọn một giải pháp thay thế cho các hệ thống sưởi tiêu chuẩn, bạn nên biết máy bơm nhiệt là gì? Một thiết kế như vậy được sử dụng tích cực ở nước ngoài, ở Nga một cấu hình như vậy là một điều mới lạ. Điều này là do chi phí cao của thiết bị và cách lắp đặt, cũng như không đủ kiến thức về tất cả các tính năng tinh tế và lợi thế của thiết bị này. Để tham khảo: hơn 90% ngôi nhà ở Na Uy và Thụy Điển được sưởi ấm theo cách này. Hãy xem xét các tính năng và đặc điểm của thiết kế này.
Mô tả
Máy bơm nhiệt là gì? Thiết bị này là một máy bơm hấp thụ năng lượng nhiệt thấp có khả năng từ môi trường, chuyển nó đến các hệ thống cung cấp nhiệt với nhiệt độ tăng lên. Điều đáng chú ý là hầu hết các nguồn tài nguyên thiên nhiên đều có năng lượng dự trữ, bao gồm cả băng giá. Ngay cả trong mùa đông khắc nghiệt nhất, một ngôi nhà có thể được sưởi ấm bằng năng lượng tự nhiên.
Việc sửa đổi các thiết bị đang được xem xét phụ thuộc vào loại nguồn năng lượng nhận được (đất, không khí, nước). nhiều nhấtMột thiết bị phổ biến và thiết thực là một đơn vị địa nhiệt có chức năng biến đổi năng lượng của đất. Ngoài ra, nó còn phù hợp tối ưu với các đặc điểm khí hậu trong nước. Điều này khá phù hợp với hầu hết các vùng của Liên bang Nga.
Nguyên tắc làm việc
Máy bơm nhiệt nguồn mặt đất cho gia đình hoạt động theo một trong ba nguyên tắc:
- Thông qua một đường ống đặc biệt trong giếng, nước ngầm được đưa lên bề mặt. Chúng có một chế độ nhiệt độ nhất định, khi đi qua bộ trao đổi, chúng sẽ truyền nhiệt có sẵn, làm nóng nhà. Sau đó, nước trở lại tự nhiên (hạ lưu).
- Một thùng chứa chất chống đông được hạ xuống hố giếng đến độ sâu 70-100 mét, nhiệt độ của chất này khác với nhiệt độ của đất xung quanh. Máy bơm nhiệt mặt đất tăng tốc chất lỏng và sau đó đưa nó đến bộ trao đổi nhiệt. Kết quả của quá trình này, nhiệt được giải phóng.
- Trong tùy chọn này, không cần khoan giếng. Điều cần lưu ý là ngôi nhà nên nằm gần hồ chứa nước. Dây chuyền làm việc được đặt dọc theo đáy ao, do đó nước được bơm hút nhiệt từ nó. Sắc thái của phương pháp này là độ sâu của bể chứa đủ để có thể khai thác năng lượng dưới lớp băng lên tới 15 mét khối nước sẵn có.
Hoạt động của hệ thống địa nhiệt, giống như các hệ thống tương tự khác, không chỉ cho phép sưởi ấm khu dân cư mà còn sưởi ấm nhà để xe, nhà kính và các phương tiện liên lạc khác.
Nhân phẩm
Máy bơm nhiệt là gì và nó dùng để làm gì đã được nêu ở trên. Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét những ưu điểm của hệ thống này.
- Hiệu quả cao. Khoảng 4-6 kilowatt nhiệt cung cấp từ một kilowatt vật tư tiêu hao (điện). Đây là mức độ lớn hơn bất kỳ nồi hơi đốt nhiên liệu truyền thống nào.
- Tính tự chủ của thiết bị nằm ở chỗ, hoạt động của nó không cần vật liệu hữu cơ. Điều này giúp loại bỏ vấn đề đặt các thông tin liên lạc thích hợp.
- Tính đa dụng. Một bộ kết hợp các đơn vị nước, nhiệt và làm mát.
- Mức độ bảo mật cao. Không giống như nồi hơi có nguy cơ gây nổ hoặc bắt lửa, thiết kế này không bao gồm các yếu tố mà nếu đun nóng có thể gây ra hỏa hoạn. Ngoài ra, tất cả các bộ phận đều an toàn với môi trường và nhiệt độ khắc nghiệt.
- Độ tin cậy của thiết bị được đảm bảo bởi tính năng tự động hóa tích hợp, có thể được duy trì bởi người vận hành mà không cần kỹ năng đặc biệt.
- Tuổi thọ làm việc lâu dài. Thiết bị có tuổi thọ từ 30 đến 50 năm, cao hơn nhiều so với các hệ thống sưởi tiêu chuẩn.
Tính năng
Vận hành bơm nhiệt không chỉ tiết kiệm mà còn thiết thực. Các sự kiện sau đây minh chứng cho điều này:
- địa điểm tối thiểu để bố trí (đầu dò nằm dưới lòng đất, không bao gồm thiệt hại của nó);
- môi trường không bị ô nhiễm, đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn quốc tế;
- không có gì đặc biệtcho phép lắp đặt thiết bị này, giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình thủ tục giấy tờ ở toàn bộ giai đoạn xây dựng;
- Việc xây dựng sẽ hoàn thành trong vài năm.
Vận hành và Bảo trì
Hoạt động của máy bơm nhiệt cho gia đình giống hệt như hoạt động của một chiếc tủ lạnh quen thuộc với mọi người. Sự khác biệt là thay vì lạnh, thiết bị tạo ra nhiệt. Freon là chất hoạt động trong hệ thống này. Nó là một chất khí lỏng có nhiệt độ sôi thấp. Bốc hơi sẽ thu nhiệt, quay trở lại trong quá trình ngưng tụ. Để đảm bảo hoạt động tốt, kích thước của phần đính kèm không được vượt quá kích thước của máy giặt tự động tiêu chuẩn.
Bơm nhiệt - nguyên lý mạch bên trong:
- hệ thống làm việc trong nước hoặc dưới đất;
- sơ đồ thiết kế bao gồm một bộ trao đổi bộ thu và kết nối các đường ống có tương tác bên trong với nguồn cung cấp từ đất hoặc nước;
- hệ thống bao gồm các thiết bị truyền thông được cấu hình cho cấu hình chung;
- có thể điều khiển hệ thống bằng cách điều khiển quá trình thông qua máy tính cá nhân hoặc máy tính bảng (điện thoại thông minh).
- bộ làm mát được thiết kế cho vị trí trung tâm và cục bộ của hệ thống làm mát;
- có một bộ phận bơm bổ sung chịu trách nhiệm sưởi ấm sàn.
Sắc thái thiết kế
Hệ thống bơm nhiệt giúp phân bổ nhiệt đồng đều trên toàn bộ khu vực. Không quan sát thấy vùng quá nhiệt,nhiệt độ tối đa của chất làm mát thường không vượt quá 33 độ. Thống kê cho thấy mức tiết kiệm này thấp hơn 2-3% so với tản nhiệt loại tiêu chuẩn.
Về cấu trúc, kiểu sưởi này được chia thành hai loại: hệ thống hóa trị hai và hệ thống đơn hóa trị. Cả hai cấu hình bao gồm một ống góp trao đổi nhiệt và bộ tản nhiệt với các ống buộc. Các phụ kiện có miếng đệm và vòi cũng được kết nối với chúng.
Sưởi ấm
Việc sưởi ấm ngôi nhà bằng máy bơm nhiệt phù hợp hơn ở những vùng có khí hậu khắc nghiệt bằng cách sử dụng thiết kế hai chiều. Nhờ nguồn nhiệt thứ hai, phạm vi nhiệt độ được cung cấp được mở rộng, cho phép đạt nhiệt độ lên đến 20 độ C.
Điều cần lưu ý là nguồn điện khi lắp đặt máy bơm nhiệt bị giới hạn ở 75-80 phần trăm hiệu quả có thể. Các thông số còn thiếu được bù đắp bằng một nguồn nhiệt bổ sung. Đồng thời, sự khác biệt về hiệu suất là không đáng kể. Nếu chúng ta tập trung vào việc sưởi ấm chính thức bằng hệ thống địa nhiệt, có thể kết nối máy sưởi điện nước với hệ thống, hệ thống này sẽ hoạt động bình thường nếu nhiệt độ môi trường không giảm xuống dưới 20 độ dưới 0.
So sánh với các nguồn thay thế
Việc lắp đặt một máy bơm nhiệt có liên quan ở những vùng không có đường ống dẫn khí đốt toàn cầu, và việc mua một nguồn nhiệt đóng chai không phải lúc nào cũng mang lại lợi nhuận và thực tế. So với gỗ và than, hệ thống được đề cập là hiệu quả hơn nhiều và khôngđòi hỏi chi phí lao động đáng kể.
Lợi ích khác:
- lò hơi làm lạnh lỏng cần một lượng lớn nguyên liệu thô và một phòng đặc biệt, không thích hợp cho những ngôi nhà nhỏ ở nông thôn;
- sưởi bằng điện về cơ bản là đắt hơn;
- thiết bị khí đốt cũng đắt tiền và yêu cầu tất cả các loại giấy phép và quy tắc lắp đặt.
Mặc dù thực tế là lắp đặt một máy bơm nhiệt đắt hơn lắp đặt thiết bị khí đốt, năng lượng từ môi trường do đó không yêu cầu thanh toán hàng tháng. Hiệu quả kinh tế sẽ tự thể hiện trong vài tháng.
Hoàn vốn
Ở một giá trị số, hiệu suất của tổng thể được đề cập không dễ tính như vậy. Thông tin này phụ thuộc vào chi phí ban đầu của thiết bị và điều kiện hoạt động của nó. Trong mọi trường hợp, lượng năng lượng tiêu thụ của thiết bị được chỉ định ít hơn 3-4 lần so với năng lượng của các hệ thống sưởi thay thế.
Hiệu quả tối đa đạt được khi tuân thủ các quy tắc sau:
- Phòng sưởi phải được cách nhiệt với thông số tổn thất ít nhất là 100 W / sq. m. Mối quan hệ này là một yếu tố quyết định đến lợi nhuận của việc lắp đặt một máy bơm nhiệt.
- Thiết bị được đề cập phải được kết nối với các nguồn sưởi nhiệt độ thấp. Phạm vi nhiệt của các nhà cung cấp này nên thay đổi trong khoảng 30-40 độ C (sàn ấm, máy đối lưu, máy điều hòa, v.v.).
Cài đặt và bảo trì
Bộ trao đổi nhiệt trong toàn bộ hệ thống là điểm "khổ sở" nhất. Trong quá trình lắp đặt, các lỗi thường mắc phải là đánh giá thấp đường kính làm việc của ống. Nếu bạn loại bỏ việc tiết kiệm vật liệu, bạn nên sử dụng các đường và đầu nối polyetylen chịu được sự dao động nhiệt tốt. Việc sử dụng polypropylene không được khuyến khích.
Kết nối tất cả các phần của đường ống với các phần tử đáp ứng các yêu cầu của quy tắc lắp đặt ngầm và độ tin cậy. Trong trường hợp này, bạn không nên sử dụng các phụ kiện nén rẻ tiền bị rò rỉ sau vài tháng hoạt động. Lựa chọn tốt nhất là sử dụng hàn điện.
Điều quan trọng là sử dụng đúng các miếng đệm cho giếng, giúp đảm bảo đầu dò nhiệt tiếp xúc tối đa với đất. Để làm được điều này, các tổ đã chuẩn bị trong lòng đất được lấp đầy bởi thành phần có đặc tính dẫn nhiệt không thấp hơn so với thành phần của chính đất. Nó có thể là cát với một ít xi măng hoặc bê tông. Tốt nhất nên loại trừ đá dăm và các dung dịch tương tự có thành phần nhọn.
Những sai lầm điển hình
Để hiểu máy bơm nhiệt là gì, bạn cần nhớ những sai lầm điển hình mà người dùng mắc phải khi lắp đặt thiết bị này.
Điều này đề cập đến:
- Không đủ chiều dài của ống dẫn mạch sơ cấp. Điều này có nghĩa là chất làm lạnh bị đóng băng, sự cố được khắc phục bằng cách định tuyến lại đường ống hoặc trang bị thêm một mạch.
- Giảmđường kính của các phần tử liên hợp. Do đó, công suất của toàn bộ hệ thống bị giảm, đòi hỏi phải đặt lại bộ trao đổi nhiệt.
- Vị trí đóng tối đa của các chủ đề của mạch dẫn đến đóng băng chất lỏng trong hệ thống. Sẽ cần thêm một đường vòng hoặc sắp xếp lại cấu trúc hiện có.
- Sử dụng phụ kiện nén và các bộ phận bằng polypropylene. Chất làm lạnh trong hệ thống bị đóng băng, sự rò rỉ của nó được quan sát thấy ở các điểm nối. Cách giải quyết tình huống này là tháo dỡ đối tượng và đặt nó theo một dự án mới.
Tổng kết
Dựa vào những thông tin trên, máy bơm nhiệt sẽ là giải pháp thay thế tốt và tiết kiệm cho các phương pháp sưởi truyền thống. Việc lắp đặt các thiết bị này, ngoài những ưu điểm đã nêu, đảm bảo chủ sở hữu độc lập khỏi các yếu tố bên ngoài (gián đoạn cung cấp khí đốt hoặc điện). Ngoài ra, năng lượng tự nhiên là miễn phí và có sẵn với số lượng không giới hạn.
