Máy bơm nhiệt sưởi ấm gia đình: chủng loại, hiệu quả, chi phí lắp đặt

Hệ thống sưởi tự động là những gì làm cho một ngôi nhà nông thôn thực sự là một "pháo đài". Bằng cách lắp đặt một thiết kế đáng tin cậy và tiết kiệm năng lượng, bạn sẽ thoát khỏi sự sai khiến của các nhà độc quyền và có thể điều hòa khí hậu trong nhà khi bạn thấy phù hợp. Có rất nhiều thiết kế của hệ thống sưởi ấm tự trị. Chúng được chia thành các loại theo nguồn nhiệt năng. Nó có thể là nhiên liệu rắn, cung cấp điện, khí đốt hoặc năng lượng mặt trời. Gần đây, một cải tiến mới đã xuất hiện trên thị trường này - một máy bơm nhiệt sử dụng nhiệt độ ổn định của bên trong trái đất để sưởi ấm một ngôi nhà.

Bơm nhiệt của nhà riêng - sơ đồ mặt cắt chung

Nguyên lý hoạt động của máy bơm nhiệt để sưởi ấm nhà riêng: chúng tôi giải thích trên các ngón tay của chúng tôi

Nếu chúng tôi loại bỏ tất cả các điểm kỹ thuật, chúng tôi có thể cung cấp cho bạn một ví dụ sẽ giúp bạn một lần và mãi mãi giúp bạn hiểu cách máy bơm nhiệt có thể sưởi ấm ngôi nhà của bạn, trong khi tiêu tốn một lượng điện không đáng kể như vậy. Hãy tưởng tượng rằng trong hệ thống sưởi ấm của ngôi nhà riêng của bạn: bộ tản nhiệt pin, đường ống (mạch bên trong) - 100 lít nước lạnh với nhiệt độ 2 độ C được đổ vào. Bạn đang đặt một ống nhựa rất dài khoảng 2m dưới lòng đất, tuổi thọ lên đến 100 năm (đường viền ngoài). Khoảng 1000 lít chất lỏng làm việc được đặt trong một đường ống ngầm. Mặt trời sưởi ấm hành tinh của chúng ta quanh năm và làm ấm ruột của nó đến nhiệt độ +7 +8 độ C. Tổng cộng, chúng ta có 1000 lít chất lỏng với nhiệt độ +7,5 độ. Bây giờ, lò hơi nhiệt tự hoạt động, giống như một máy ép trái cây, hút 7,5 độ từ mỗi lít chất lỏng làm việc, hãy viết công thức: 1000l. x 7,5 = 7500 độ nguyên chất. Năng lượng sạch này được truyền vào nước trong chính hệ thống đun nóng, kết quả là chúng ta thu được 100 lít nước có nhiệt độ 7500/100 = 75 độ, không tệ phải không? Tất cả các chi phí năng lượng chính được chi cho hai máy bơm bơm chất lỏng làm việc thông qua các hệ thống của mạch bên ngoài (ngầm) và bên trong (nhà) và máy nén tạo ra áp suất. Nó chỉ ra rằng các ngựa công việc chính là máy bơm, do đó tên của chính hệ thống - "Máy bơm nhiệt".

Nhưng làm thế nào mà “Chiếc vạc thần kỳ” này quản lý để lấy năng lượng và tập trung nó đến một nhiệt độ cao hơn nhiều? Rất đơn giản, bạn đã bao giờ thắc mắc tủ lạnh, máy lạnh của mình hoạt động như thế nào chưa? Có thể máy điều hòa không khí là một điều bí ẩn đối với bạn, nhưng nó hoạt động và hệ thống sưởi ấm trong nhà với một máy bơm nhiệt sẽ hoạt động giống nhau, nó giống như một chiếc tủ lạnh ngược lại. Về mặt sơ đồ, điều này có thể được biểu diễn như sau:

Việc sử dụng máy bơm nhiệt chỉ đang tăng trưởng ở Nga. Thông tin này chỉ mới bắt đầu lan truyền trong môi trường xây dựng chuyên nghiệp. Ngoài ra, thông tin về các hệ thống này vẫn còn ít được người tiêu dùng Nga biết đến. Tuy nhiên, sự đổi mới này đã trở nên phổ biến và trong khoảng ba mươi năm, các cấu trúc như vậy đã được sử dụng để sưởi ấm các ngôi nhà riêng. Một lợi thế đặc biệt của các cấu trúc này là chúng sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo. Cách tiếp cận này liên quan đến chi phí một lần cho việc mua và lắp đặt hệ thống, chi phí thấp cho việc bảo trì định kỳ thường xuyên và năng lượng hoàn toàn miễn phí. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh thuế quan đối với bất kỳ loại năng lượng nào đang tăng lên nhanh chóng.

Các bộ phận của máy bơm nhiệt là gì?

Dựa trên các tính năng thiết kế, toàn bộ gia đình hệ thống sưởi với "máy bơm nhiệt" được chia thành ba thành phần chính:

• Đường viền bên ngoài. Thiết kế này được đặt trong các bể chứa hoặc trực tiếp trong độ dày của trái đất và dùng để thu nhiệt tự nhiên của ruột trái đất.
• Bản thân máy bơm nhiệt. Thiết bị này hoạt động theo nguyên tắc ngược lại với tủ lạnh gia đình thông thường và truyền nhiệt tích tụ của đất hoặc nước từ việc tiếp xúc với năng lượng mặt trời trước đó vào phòng.
• Đường viền bên trong. Đây là một hệ thống cổ điển để phân phối nhiệt và nước nóng trong nhà.

Mạch sưởi bên ngoài của máy bơm nhiệt

Phần tử chính của mạch bên ngoài của các hệ thống như vậy là bộ trao đổi nhiệt. Nó được gắn kết từ các ống nhựa nằm theo cách đặc biệt trong độ dày của trái đất hoặc bể chứa. Đường ống có thể được đặt theo phương thẳng đứng, nằm ngang hoặc "nước". Việc lựa chọn phương pháp đặt được xác định riêng cho từng hệ thống, vì có những hạn chế nhất định. Bên trong các đường ống là chất làm mát - chất chống đông. Nó có một điểm đóng băng thấp. Thông thường propylene glycol hoặc rượu etylic được sử dụng cho những mục đích này.

• Đặt đường ống nằm ngang thường được áp dụng khi có một lô đất cá nhân lớn, vì không được có bất kỳ tòa nhà nào phía trên đường ống. Các đường ống được đặt ở độ sâu riêng cho từng vùng. Vì vậy, đối với Siberia, giá trị này là 1,8 mét. Các rãnh ống được đặt dọc theo một đường quanh co.
• Phương pháp đặt ống thẳng đứng đòi hỏi chi phí nhân công và tài chính lớn, vì nó liên quan đến việc khoan giếng sâu. Giếng có thể sâu tới 100 mét. Nhưng mặt khác, các hệ thống như vậy có thể được cài đặt ngay cả trên một mảnh đất cá nhân nhỏ.
• Phương pháp đặt ống dẫn nước nên được chọn nếu có hồ hoặc sông gần đó. Các đường ống được đặt trong nước dưới mức đóng băng của mùa đông. Đây là phương pháp đặt ống rẻ nhất, vì nó làm giảm đáng kể chiều dài của đường viền bên ngoài. Độ sâu và chiều dài của vị trí đường ống được tính toán riêng tùy thuộc vào khu vực. Vào mùa đông, nước trong các hồ chứa chỉ đóng băng trên bề mặt, và ở độ sâu của hồ chứa, nhiệt độ của nó vẫn ở mức dương.Tuy nhiên, tuyên bố này không đúng với tất cả các hồ chứa - các hồ nhỏ và các rãnh có thể đóng băng đến đáy trong một mùa đông khắc nghiệt. Ngoài ra, một đường ống dẫn như vậy có thể bị hỏng trong quá trình băng trôi vào mùa xuân. Đặt ra câu hỏi và thái độ của các tổ chức quản lý đối với việc đặt các đường ống có chất chống đông trên lãnh thổ của các hồ chứa.

Tính năng kỹ thuật của thiết bị bơm nhiệt

Các cấu trúc như vậy được mua, theo quy luật, "lắp ráp" và bao gồm các thành phần sau:

• Nồi hơi,
• Bộ phận bơm mạch bên ngoài,
• Bộ phận bơm cho mạch phân phối nhiệt bên trong,
• Hệ thống điều khiển tự động.

Bản thân máy bơm nhiệt có vẻ ngoài của một nồi hơi khí lớn, được kết nối với bốn đường ống:

• Đầu vào và đầu ra của mạch bên ngoài
• Để cung cấp và trả lại hệ thống sưởi ấm.

Việc lắp đặt như vậy, mặc dù có mục đích chắc chắn, nhưng có kích thước khá nhỏ gọn và giống một chiếc tủ lạnh gia đình thông thường về ngoại hình và độ ồn. Thiết kế này có thể được lắp đặt trong bất kỳ phòng tiện ích nào trong tòa nhà của bạn, không có yêu cầu kỹ thuật đặc biệt nào cho nó.

Máy bơm nhiệt có thể hoạt động như một nguồn nhiệt cho hệ thống sưởi ấm hoặc nước nóng, hoặc nó có thể tạo ra lạnh cho điều hòa không khí. Nó nhận được khoảng 80% năng lượng cần thiết để hoạt động từ năng lượng tái tạo bên ngoài được lưu trữ trong lòng đất hoặc cột nước.

Mạch bên trong của máy bơm nhiệt như thế nào?

Việc kiểm soát nội bộ của các hệ thống như vậy là khá truyền thống. Hệ thống sưởi phòng hoặc ngược lại, làm mát chúng có thể được làm nóng sàn bằng chất làm mát bằng nước hoặc các thiết bị đặc biệt - bộ phận cuộn quạt, gợi nhớ đến một máy điều hòa không khí được cải tiến.

Trong các hệ thống như vậy, bộ tản nhiệt sưởi ấm truyền thống không được sử dụng, vì nhiệt độ tối đa của chất làm mát không vượt quá 55 độ C.

Tốt nhất nên lắp đặt các bộ phận cuộn dây quạt, vì chúng có thể hoạt động hiệu quả hơn ở cả chế độ quạt sưởi vào mùa đông lạnh và ở chế độ điều hòa làm mát vào mùa hè nóng bức. Vào mùa hè, nhiệt độ của không khí đến từ quạt có thể đạt đến giá trị tối thiểu là 7 độ, chắc chắn sẽ đủ để làm mát ngôi nhà một cách hiệu quả.

Những ưu điểm rõ ràng của việc lắp đặt một máy bơm nhiệt để sưởi ấm một ngôi nhà riêng

Hãy xem xét những ưu điểm chính của các hệ thống như vậy:

• Trước hết, chúng cực kỳ tiết kiệm. Tính toán cho thấy rằng chi phí sưởi ấm khi sử dụng một hệ thống như vậy giảm bảy lần. Hệ thống yêu cầu điện để hoạt động, nhưng chỉ 1 kilowatt điện sẽ cung cấp cho bạn 4-7 kilowatt năng lượng nhiệt, trong đó có tới 85 phần trăm sẽ được cung cấp cho bạn hoàn toàn miễn phí. Đồng thời, hệ thống có thể làm nóng và làm mát căn phòng một cách hiệu quả như nhau.
• Các hệ thống này có chi phí vận hành rất thấp. Bạn sẽ chỉ phải trả cho một lượng nhỏ năng lượng điện đã chi tiêu.
• Bạn không cần phải chạy xung quanh các cơ quan chức năng, điều phối việc kết nối của ngôi nhà với các đường cấp nhiệt chính, với nguồn khí đốt. Bạn sẽ không phải lo lắng về các vết vỡ và rò rỉ trên các bản nhạc này.
• Hạn chế duy nhất của một hệ thống như vậy là chi phí cài đặt của nó. Tuy nhiên, bạn có thể dễ dàng ước tính xem hệ thống đã lắp đặt có thể trả bao nhiêu năm cho việc mua và lắp đặt.

Việc lắp đặt một máy bơm nhiệt trong điều kiện hiện đại có mang lại lợi nhuận không (video):

Lắp đặt các bộ phận của hệ thống bơm nhiệt

Sau khi nghiên cứu quy trình lắp đặt hệ thống sưởi và điều hòa không khí dựa trên máy bơm nhiệt, bạn có thể dễ dàng tự thực hiện quy trình này. Trong mọi trường hợp, có kiến ​​thức cần thiết, bạn sẽ có thể kiểm tra chính xác tiến độ công việc của các bên thứ ba.

Ở giai đoạn đầu, công suất yêu cầu của hệ thống được tính toán. Để làm điều này, khả năng mất nhiệt của tòa nhà được đánh giá.

Tiếp theo, cấu hình hệ thống yêu cầu được chọn: chiều dài và độ sâu cần thiết của mạch bên ngoài, công suất của "máy bơm nhiệt" và khối lượng và vị trí của các thiết bị sưởi và làm mát của mạch bên trong được tính toán.

Ở giai đoạn tiếp theo, giếng được khoan dưới đường viền bên ngoài của hệ thống sưởi và làm mát.

khoan giếng

Các đầu dò địa nhiệt đặc biệt, đúc sẵn được lắp đặt trong các giếng khoan.

cảm biến địa nhiệt (xuất hiện)

hạ thấp cảm biến xuống giếng

Mạch bên ngoài của hệ thống được kết nối với một bộ thu đặt bên trong tòa nhà. Song song đó, bộ thu của mạch bên ngoài chính nó được sản xuất và lắp đặt.

kết nối đa tạp 1

kết nối đa tạp 2

mương cho hệ thống sưởi ấm

ống góp mạch bên ngoài

Hệ thống sưởi và làm mát được tính toán và thiết kế. Ngay sau khi tính toán, nó được lắp đặt: một hệ thống sưởi ấm dưới sàn hoặc quạt kết hợp đang được xây dựng. Khi sử dụng các đơn vị cuộn dây quạt, các ống thông gió được lắp đặt đến vị trí của chúng.

sàn giả

treo faknoll

bộ thu nhiệt sàn

hệ thống sưởi ấm

cài đặt bộ sưu tập

Toàn bộ hệ thống được kết nối thành một tổng thể duy nhất.Sau khi thu gom, toàn bộ hệ thống được đổ đầy chất lỏng hoạt động và kết nối thử nghiệm được thực hiện.

thiết bị sưởi ấm hoàn chỉnh

Trong một số thời điểm, hệ thống đã xây dựng được chạy ở nhiều chế độ hoạt động khác nhau. Tùy thuộc vào các chỉ số đạt được, việc điều chỉnh và điều chỉnh tốt được thực hiện.

Do sự phức tạp về công nghệ của việc điều chỉnh, các chỉ số kiểm soát được lấy từ hệ thống hàng tháng trong một năm. Trong tương lai, hệ thống bắt đầu hoạt động theo chu kỳ hàng năm và không yêu cầu kiểm tra thường xuyên như vậy.

Một số tổ chức lắp đặt hệ thống sưởi và làm mát sử dụng "máy bơm nhiệt" cung cấp dịch vụ điều chỉnh từ xa và cấu hình các thông số hệ thống. Trong trường hợp này, không cần phải có sự hiện diện thực tế của trình cài đặt trong nhà của bạn.

Bạn vẫn không hiểu làm thế nào một máy bơm nhiệt có thể sưởi ấm ngôi nhà của bạn? Xem video hướng dẫn

Các loại máy bơm nhiệt tùy thuộc vào loại hệ thống (video)

Có một số loại hệ thống bơm nhiệt, chúng tôi khuyên bạn nên tự làm quen với các tính năng của từng loại riêng biệt, tất cả các ưu và nhược điểm đều được hiển thị trên video. Chúng tôi hy vọng sau khi xem, bạn chắc chắn sẽ quyết định cho mình loại nào phù hợp nhất với trường hợp của bạn!

nước nước

Không khí với nước

Air to air

nước ngầm

Có thể làm một máy bơm nhiệt bằng tay của riêng bạn?

Nếu bạn cảm thấy bản thân đủ mạnh mẽ để tạo ra một cái gì đó hoành tráng, bạn có thể bắt đầu bằng cách xây dựng một hệ thống sưởi ấm tự trị độc lập cho ngôi nhà của mình. Quá trình tạo ra một máy bơm nhiệt từ một chiếc máy lạnh cũ được mô tả chi tiết trong video này, nếu bạn làm theo mọi lời khuyên của anh ấy thì chắc chắn bạn sẽ thành công và bạn sẽ tiết kiệm được rất nhiều tiền, chúc bạn may mắn!

Sau khi lắp đặt - hãy viết cho chúng tôi về kết quả của bạn, chúng tôi sẽ rất vui khi biết bạn đã tiết kiệm được bao nhiêu sau khi lắp đặt máy bơm nhiệt. Với lời khuyên của bạn, bạn sẽ giúp những người sắp tham gia vào thành phần tiến bộ của nhân loại!