Hệ thống sưởi ấm địa nhiệt của một ngôi nhà nông thôn: các tính năng của việc tự làm

Chúng ta biết rằng địa nhiệt là sức nóng của Trái đất và thuật ngữ hình thái địa nhiệt học thường liên quan đến núi lửa và mạch nước phun ở nước ta. Ở Nga, năng lượng địa nhiệt được sử dụng chủ yếu ở quy mô công nghiệp, ví dụ, có các nhà máy điện Viễn Đông hoạt động trên cơ sở sức nóng của hành tinh chúng ta.

Nhiều người chắc chắn rằng làm cho sưởi ấm địa nhiệt tại nhà là một cái gì đó từ cõi tưởng tượng. Phải không? Nhưng điều này là hoàn toàn sai! Với sự phát triển của công nghệ hiện đại, việc sử dụng năng lượng xanh trong nước đã trở nên khá thực tế.

Chúng ta sẽ nói về các nguyên tắc của hệ thống sưởi thay thế, ưu điểm và nhược điểm của nó, có thể so sánh với các hệ thống sưởi truyền thống. Bạn cũng sẽ tìm hiểu về vị trí của bộ trao đổi nhiệt và cách tự lắp đặt hệ thống sưởi địa nhiệt.

Một vài sự thật lịch sử

Khi cuộc khủng hoảng dầu mỏ nổ ra vào những năm 70 của thế kỷ trước, một nhu cầu cháy bỏng đã nảy sinh ở phương Tây nguồn năng lượng thay thế. Đó là lúc các hệ thống sưởi ấm địa nhiệt đầu tiên bắt đầu được tạo ra.

Ngày nay, chúng được sử dụng rộng rãi ở Hoa Kỳ, Canada và các nước Tây Âu.

Ví dụ, ở Thụy Điển, nước biển Baltic được sử dụng tích cực, nhiệt độ là + 4 ° С. Ở Đức, việc giới thiệu các hệ thống sưởi ấm địa nhiệt thậm chí còn được tài trợ ở cấp tiểu bang.

Tại Nga, Pauzhetskaya, Verkhne-Mutnovskaya, Okeanskaya và các nhà máy điện địa nhiệt khác hoạt động. Nhưng sự thật về việc sử dụng năng lượng của Trái đất trong khu vực tư nhân của chúng ta rất ít.

Những lợi thế và bất lợi thực sự

Nếu ở Nga hệ thống sưởi ấm địa nhiệt của khu vực tư nhân là tương đối nhỏ, điều này có nghĩa là ý tưởng đó không xứng đáng với chi phí thực hiện? Có lẽ bạn không nên đối phó với vấn đề này? Hóa ra là không phải như vậy.

Sử dụng một hệ thống sưởi ấm địa nhiệt là một giải pháp có lợi nhuận. Có một số lý do cho việc này. Trong số đó là việc lắp đặt nhanh các thiết bị có khả năng hoạt động trong thời gian dài mà không bị gián đoạn.

Nếu bạn không sử dụng nước, nhưng chất chống đông chất lượng cao trong hệ thống sưởi, nó sẽ không bị đóng băng và độ mòn của nó sẽ rất nhỏ.

Chúng tôi liệt kê những lợi thế khác của loại sưởi ấm này.

• Thủ tục đốt nhiên liệu được loại trừ. Chúng tôi đang tạo ra một hệ thống chống cháy tuyệt đối, trong quá trình hoạt động, nó sẽ không thể gây ra bất kỳ thiệt hại nào cho nhà ở. Ngoài ra, một số khía cạnh khác liên quan đến sự hiện diện của nhiên liệu đã bị loại trừ: bây giờ không cần phải tìm nơi lưu trữ, để tham gia vào việc chuẩn bị hoặc giao hàng.
• Lợi ích kinh tế đáng kể. Trong quá trình vận hành hệ thống, không cần đầu tư thêm. Sưởi ấm hàng năm được cung cấp bởi các lực lượng tự nhiên, mà chúng ta không mua. Tất nhiên, trong quá trình hoạt động của bơm nhiệt, năng lượng điện được sử dụng, nhưng đồng thời, khối lượng năng lượng được sản xuất vượt quá mức tiêu thụ.
• Yếu tố môi trường. Sưởi ấm địa nhiệt của một ngôi nhà nông thôn tư nhân là một giải pháp thân thiện với môi trường. Sự vắng mặt của một quá trình đốt cháy loại trừ sự xâm nhập của các sản phẩm đốt vào khí quyển. Nếu nhiều người nhận ra điều này, và một hệ thống cung cấp nhiệt như vậy sẽ nhận được sự phân phối rộng rãi, tác động tiêu cực của con người đối với thiên nhiên sẽ giảm đi rất nhiều.
• Hệ thống nhỏ gọn. Bạn không phải tổ chức một phòng nồi hơi riêng trong nhà của bạn. Tất cả những gì sẽ cần là một máy bơm nhiệt, có thể được đặt, ví dụ, trong tầng hầm. Đường viền lớn nhất của hệ thống sẽ được đặt dưới lòng đất hoặc dưới nước, trên bề mặt trang web của bạn, bạn sẽ không nhìn thấy nó.
• Đa chức năng. Hệ thống có thể hoạt động cả để sưởi ấm trong mùa lạnh và làm mát trong mùa hè nóng bức. Trên thực tế, nó sẽ thay thế cho bạn không chỉ là máy sưởi mà còn là máy điều hòa không khí.
• Âm thanh thoải mái. Máy bơm nhiệt chạy gần như âm thầm.

Việc lựa chọn một hệ thống sưởi ấm địa nhiệt là khả thi về mặt kinh tế, mặc dù thực tế là bạn phải chi tiền cho việc mua và lắp đặt thiết bị.

Nhân tiện, nhược điểm của hệ thống chính xác là chi phí mà bạn phải trả để cài đặt hệ thống và chuẩn bị cho công việc. Nó sẽ là cần thiết để mua chính máy bơm và một số vật liệu, để hoàn thành việc cài đặt đa tạp bên ngoài và mạch bên trong.

Tuy nhiên, những chi phí này đã được đền đáp chỉ trong vài năm đầu hoạt động. Việc sử dụng sau đó của một người thu gom đặt dưới đất hoặc ngâm trong nước có thể tiết kiệm chi phí đáng kể.

Ngoài ra, quá trình cài đặt tự nó không quá phức tạp để mời các chuyên gia bên ngoài thực hiện. Nếu bạn không khoan, thì mọi thứ khác có thể được thực hiện độc lập.

Cần lưu ý rằng một số thợ thủ công, trong nỗ lực tiết kiệm tiền, đã học cách thu thập địa nhiệt bơm nhiệt riêng.

Về nguồn nhiệt địa nhiệt

Để sưởi ấm địa nhiệt, bạn có thể sử dụng các nguồn năng lượng nhiệt trên mặt đất sau đây:

• nhiệt độ cao;
• nhiệt độ thấp.

Các nguồn nhiệt độ cao bao gồm, ví dụ, lò xo nhiệt. Bạn có thể sử dụng chúng, nhưng phạm vi ứng dụng của chúng bị giới hạn ở vị trí thực tế của các nguồn đó.

Nếu loại năng lượng này được sử dụng tích cực ở Iceland, thì ở Nga nước nóng cách xa các khu định cư. Càng nhiều càng tốt, chúng tập trung ở Kamchatka, nơi nước ngầm được sử dụng làm chất làm mát và được đưa đến các hệ thống cung cấp nước nóng.

Nhưng để sử dụng các nguồn nhiệt độ thấp, chúng tôi có tất cả các điều kiện tiên quyết cần thiết. Đối với mục đích này, các khối không khí xung quanh, trái đất hoặc nước là phù hợp.

Để trích xuất năng lượng cần thiết bằng cách sử dụng bơm nhiệt. Với sự giúp đỡ của nó, quy trình chuyển đổi nhiệt độ môi trường thành năng lượng nhiệt không chỉ sưởi ấm, mà còn cung cấp nước nóng của một chủ sở hữu nhà tư nhân diễn ra.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống sưởi như vậy

Nếu bạn quen thuộc với cách nó hoạt động điều hòa hoặc tủ lạnh, sau đó sự tương đồng của các quá trình này với nguyên tắc hoạt động của sưởi ấm địa nhiệt là rõ ràng. Cơ sở của hệ thống là một bơm nhiệt, được bao gồm trong hai mạch - bên ngoài và bên trong.

Để tổ chức một hệ thống sưởi truyền thống trong bất kỳ ngôi nhà nào, cần phải lắp ống trong đó để vận chuyển chất làm mát, và bộ tản nhiệt, khi được làm nóng, nhiệt sẽ đi vào cơ sở. Trong trường hợp của chúng tôi, đường ống và bộ tản nhiệt cũng cần thiết. Chúng tạo thành mạch bên trong của hệ thống. Có thể được thêm vào mạch sàn ấm.

Mạch bên ngoài trông lớn hơn nhiều so với bên trong, mặc dù kích thước của nó chỉ có thể được ước tính trong giai đoạn lập kế hoạch và cài đặt. Trong quá trình hoạt động, nó vô hình vì nó ở dưới lòng đất hoặc dưới nước. Chất chống đông thông thường dựa trên nước hoặc ethylene glycol lưu thông bên trong mạch này, rất thích hợp hơn.

Nước làm mát trong mạch ngoài, nó nóng lên đến trạng thái của môi trường mà nó được ngâm, và được gửi ở dạng nóng được nung nóng vào bơm nhiệt. Thông qua đó, nhiệt tập trung được truyền đến mạch bên trong, do đó nước trong các đường ống, bộ tản nhiệt và hệ thống sưởi dưới sàn được làm nóng.

Do đó, yếu tố quan trọng giúp hồi sinh toàn bộ hệ thống là bơm nhiệt. Nếu nhà bạn có một máy giặt thông thường, thì hãy biết: máy bơm này sẽ chiếm diện tích tương đương.

Để làm việc, anh ta cần điện, nhưng, chỉ tiêu thụ 1 kW, anh ta cung cấp nguồn nhiệt 4-5 kW. Và đây không phải là một phép lạ, vì nguồn năng lượng bổ sung của người Hồi giáo được biết đến - đây là môi trường.

Hai loại bố trí trao đổi nhiệt

Có hai lựa chọn để sưởi ấm một ngôi nhà tư nhân sử dụng các yếu tố năng lượng nhiệt độ thấp của môi trường. Cơ sở của hệ thống trong cả ba trường hợp là bơm địa nhiệt.

Mạch bên trong vẫn không thay đổi đối với bất kỳ phương pháp gia nhiệt nào, và sự khác biệt chính là vị trí của mạch ngoài.

Gia nhiệt địa nhiệt xảy ra với một bộ trao đổi nhiệt nằm:

• ngay thẳng - nằm trong các giếng tiết lộ hoặc không mở tầng chứa nước;
• theo chiều ngang - bộ trao đổi nhiệt của các hệ thống được đặt trong một cái hố hoặc ao mở dưới dạng một cuộn dây.

Mỗi loại sưởi ấm được đưa ra ở đây được đặc trưng bởi các tính năng, nhược điểm và ưu điểm của nó.

Nếu bạn có ý định tạo ra một hệ thống sưởi ấm như vậy bằng tay của chính mình, bạn sẽ quan tâm để tìm hiểu thêm về từng loại.

Lựa chọn số 1. Vị trí dọc của một bộ thu bên ngoài

Kiểu sưởi ấm này dựa trên một hiện tượng tự nhiên thú vị: ở độ sâu từ 50-100 m trở lên so với bề mặt của nó, trái đất có nhiệt độ tương đương và không đổi 10-12 ° C quanh năm.

Để có thể sử dụng năng lượng trái đất này, nó là cần thiết khoan giếng đứng. Công nghệ này gần giống như chuẩn bị một nguồn nước.

Để tối đa hóa việc bảo tồn cảnh quan, bạn có thể khoan một số đường ống từ cùng một điểm bắt đầu, nhưng từ các góc khác nhau.

Mạch ngoài của hệ thống sẽ được gắn trực tiếp trong các giếng này. Điều này sẽ có hiệu quả lấy đi sức nóng của nó từ trái đất. Tất nhiên, phương pháp này khó có thể được gọi là đơn giản và ngân sách thấp.

Nó có liên quan trong trường hợp khi lãnh thổ gần nhà đã được trang bị và vi phạm cảnh quan của nó là không phù hợp. Độ sâu của giếng khoan có thể đạt từ 50 đến 200 mét.

Các thông số cụ thể của giếng phụ thuộc vào tình hình địa chất trên khu vực và các thông số của cấu trúc tương lai. Tuổi thọ của thiết kế này là khoảng 100 năm.

Để cài đặt một phiên bản thẳng đứng của một hệ thống với bộ trao đổi nhiệt chiết xuất năng lượng nước ngầm, sẽ cần phải khoan hai tầng chứa nước.

Một trong số chúng, được gọi là ghi nợ, với sự trợ giúp của máy bơm, nước được rút ra, sau khi truyền nhiệt hợp nhất thành thế hệ thứ hai, nhận được.

Tùy chọn # 2. Sắp xếp theo chiều ngang của người thu gom đất

Để đặt đường viền bên ngoài với một loại gia nhiệt ngang, bạn cần biết mặt đất đóng băng sâu như thế nào trong khu vực của bạn.

Các đường ống được đặt dưới mức đóng băng trong các rãnh đã được chuẩn bị trước, đồng thời chiếm được một không gian khá rộng: để sưởi ấm một ngôi nhà có diện tích 200-250 mét vuông. m, bạn cần sử dụng khoảng 600 mét vuông. m của bộ trao đổi nhiệt. Đó là sáu trăm phần.

Rõ ràng là trong những điều kiện như vậy, khối lượng công việc đào đất sẽ rất đáng kể.Ngoài ra, bạn cần xem xét về vị trí của cây và các thảm thực vật khác trên trang web, để không bị đóng băng chúng. Ví dụ, không thể đặt các ống thu gom gần các cây hơn một mét rưỡi.

Phương pháp cài đặt này được sử dụng, như một quy luật, trong những trường hợp khi trang web chỉ đang được làm chủ để xây dựng. Tất cả các tính toán và kế hoạch xây dựng ngôi nhà, tổ chức sưởi ấm và quy hoạch đất được thực hiện tốt nhất đồng thời.

Ngâm một bộ trao đổi nhiệt ngang trong ao

Phương pháp này đòi hỏi một sự sắp xếp đặc biệt về quyền sở hữu nhà - ở khoảng cách khoảng 100 m từ một hồ chứa đủ độ sâu. Ngoài ra, hồ chứa được chỉ định không được đóng băng xuống đáy, nơi sẽ đặt mạch ngoài của hệ thống. Và đối với điều này, diện tích của hồ chứa không thể dưới 200 mét vuông. m

Ưu điểm rõ ràng của phương pháp này là không cần đào bới thâm dụng lao động bắt buộc, mặc dù bạn vẫn phải sửa lại vị trí dưới nước của người thu gom. Và một giấy phép đặc biệt cho công việc như vậy cũng sẽ cần thiết.

Tuy nhiên, việc lắp đặt địa nhiệt sử dụng năng lượng nước vẫn là kinh tế nhất.

Tự làm: cái gì và như thế nào

Nếu bạn đã cài đặt hệ thống sưởi địa nhiệt của riêng bạn, thì mạch bên ngoài vẫn tốt hơn để mua sẵn. Tất nhiên, chúng tôi chỉ xem xét các cách sắp xếp theo chiều ngang của bộ trao đổi nhiệt bên ngoài: dưới bề mặt của đất hoặc dưới nước.

Việc tự lắp một bộ thu lỗ khoan thẳng đứng sẽ khó khăn hơn nhiều nếu bạn không có thiết bị và kỹ năng khoan.

Máy bơm nhiệt không phải là thiết bị quá lớn. Trong ngôi nhà của bạn, nó không chiếm nhiều không gian. Xét cho cùng, về kích thước, nó tương đương, ví dụ, với nồi hơi nhiên liệu rắn thông thường. Kết nối đường viền nội bộ của ngôi nhà của bạn với nó là một nhiệm vụ đơn giản.

Trên thực tế, mọi thứ đều được thực hiện giống hệt như khi tổ chức và hệ thống sưởi ấm sử dụng các nguồn nhiệt truyền thống. Khó khăn chính là sự sắp xếp của các mạch bên ngoài.

Lựa chọn tốt nhất là sử dụng một vùng nước nếu có một khoảng cách không quá 100 m. Điều cần thiết là diện tích của nó vượt quá 200 sq. m, và độ sâu - 3 m (tham số đóng băng trung bình). Nếu hồ chứa này không thuộc về bạn, thì vấn đề có thể là xin phép sử dụng nó.

Nếu hồ chứa là một cái ao thuộc sở hữu của bạn, thì vấn đề được đơn giản hóa. Nước từ ao có thể được bơm ra tạm thời. Sau đó, công việc ở dưới cùng của nó có thể được thực hiện dễ dàng: sẽ cần phải đặt các đường ống theo hình xoắn ốc, cố định chúng ở vị trí này.

Công việc đào đất sẽ chỉ cần thiết cho việc đào rãnh, cần thiết để kết nối mạch ngoài với bơm nhiệt.

Sau khi tất cả các công việc đã được hoàn thành, ao có thể được làm đầy lại với nước. Trong vài năm tới, một bộ trao đổi nhiệt bên ngoài sẽ hoạt động tốt và không gây rắc rối cho chủ sở hữu của nó.

Nếu bạn có một mảnh đất mà bạn chỉ phải xây dựng nhà ở và trồng vườn, thì việc lập kế hoạch trao đổi nhiệt kiểu đất nằm ngang là điều hợp lý.

Đối với điều này, một tính toán sơ bộ về diện tích của bộ thu tương lai nên được thực hiện, dựa trên các tham số đã được chỉ ra ở trên: 250-300 sq. m của người thu gom trên 100 mét vuông. m của khu vực nóng của ngôi nhà.

Các rãnh trong đó để đặt các đường ống của mạch phải được đào dưới mức đóng băng của đất.

Và thậm chí tốt hơn - chỉ cần loại bỏ đất đến độ sâu đóng băng của nó, đặt các đường ống, và sau đó trả lại đất về vị trí của nó. Công việc tốn thời gian, khó khăn, nhưng với một khát khao và quyết tâm lớn, bạn có thể hoàn thành nó.

Chi phí và triển vọng hoàn vốn

Chi phí thiết bị và lắp đặt trong quá trình xây dựng hệ thống sưởi địa nhiệt phụ thuộc vào công suất của thiết bị và nhà sản xuất.

Mọi người đều chọn một nhà sản xuất, được hướng dẫn bởi những cân nhắc và thông tin của riêng họ về danh tiếng và độ tin cậy của một thương hiệu cụ thể. Nhưng sức mạnh phụ thuộc vào diện tích của căn phòng được phục vụ.

Nếu chúng ta tính đến chính xác công suất, thì chi phí của bơm nhiệt sẽ thay đổi trong các phạm vi sau:

• 4-5 kw - 3000-7000 đơn vị thông thường;
• 5-10 kw - 4000-8000 đơn vị thông thường;
• 10-15 kw - 5000-10000 đơn vị thông thường.

Nếu chúng ta thêm vào số tiền này, chi phí cần thiết để hoàn thành công việc cài đặt (20-40%), thì chúng ta sẽ nhận được một số tiền mà đối với nhiều người dường như hoàn toàn không thực tế.

Nhưng tất cả các chi phí này sẽ trả hết trong điều khoản khá hợp lý. Trong tương lai, bạn sẽ chỉ phải trả các chi phí không đáng kể cho điện cần thiết cho hoạt động của máy bơm. Và đó là tất cả!

Như thực tế cho thấy, sưởi ấm địa nhiệt đặc biệt có lợi cho các ngôi nhà có tổng diện tích sưởi ấm là 150 mét vuông. m. Trong năm đến tám năm, tất cả các chi phí sắp xếp hệ thống sưởi ấm trong những ngôi nhà này đã được đền đáp hoàn toàn.

Nếu sưởi ấm địa nhiệt không phải là nhu cầu đặc biệt giữa các chủ sở hữu nhà riêng, thì hiệu quả của hệ thống gel đã được người dân ở các khu vực phía Nam đánh giá cao. Công nghệ thiết bị sưởi ấm năng lượng mặt trời đủ đơn giản, và hiệu quả chi phí và tính thực tế của nó được khẳng định bằng nhiều năm kinh nghiệm sử dụng bởi các nước phương Tây và đồng bào của chúng tôi.

Thông tin bổ sung về các nguồn năng lượng thay thế được cung cấp trong bài viết này.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Nếu nó dễ dàng hơn để bạn nhận biết thông tin hình ảnh, thì video này sẽ cho phép bạn tận mắt nhìn thấy hệ thống địa nhiệt hoạt động như thế nào, cũng như tìm hiểu thêm về ai và tại sao loại sưởi ấm này có lợi.

Chúng tôi mời bạn xem một đoạn video ngắn trong đó chủ sở hữu của một nhà sưu tầm dưới đất nằm ngang sẽ kể về những ấn tượng của anh ta về hoạt động của nó.Ngoài ra, bằng cách xem video này, bạn sẽ tìm hiểu về chi phí hoạt động liên quan đến vận hành hệ thống sưởi ấm địa nhiệt.

Mỗi chủ sở hữu của một ngôi nhà tư nhân chọn cho mình liệu nên mua dịch vụ của các tổ chức cung cấp tài nguyên hay chỉ dựa vào chính mình. Khi làm như vậy, anh ta được hướng dẫn bởi một danh sách các cân nhắc.

Mục tiêu mà chúng tôi đặt ra cho bản thân không phải là đẩy bạn đến một kết luận sẵn sàng, mà là chia sẻ thông tin về các lựa chọn để giải quyết vấn đề bạn đang gặp phải.

Có một cái gì đó để bổ sung, hoặc có câu hỏi về sưởi ấm địa nhiệt của một ngôi nhà tư nhân? Bạn có thể để lại ý kiến ​​trên các ấn phẩm. Các hình thức liên lạc được đặt ở khối dưới.