Tự làm bơm nhiệt địa nhiệt để sưởi ấm tại nhà: thiết bị, thiết kế, tự lắp ráp
Việc sưởi ấm và cung cấp nước nóng của một ngôi nhà tư nhân có thể được tổ chức theo nhiều cách khác nhau, ví dụ, bằng cách kết nối với thông tin liên lạc cung cấp khí trung tâm hoặc bằng cách chuyển đổi hệ thống sưởi ấm để tiêu thụ điện. Bạn có đồng ý không
Và bạn có thể lắp ráp một máy bơm nhiệt địa nhiệt bằng tay của chính mình và sử dụng hiệu quả sức nóng của trái đất để tạo điều kiện sống thoải mái. Tất nhiên, đây là một quá trình khá tốn thời gian, nhưng đối với những người ít nhất một chút thành thạo công nghệ, điều này sẽ không phải là một vấn đề lớn.
Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ nói về các nguyên tắc hoạt động và các loại cài đặt địa nhiệt. Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách tự chế tạo một máy bơm nhiệt từ các vật liệu ngẫu hứng. Ngoài ra, trong bài viết, bạn sẽ tìm thấy lời khuyên của chuyên gia về việc chọn tổng hợp địa lý. Và các video được đăng sẽ tiết lộ bí mật của việc cài đặt và các nguyên tắc hoạt động của máy bơm địa nhiệt.
Nội dung của bài viết:
Làm thế nào để một đơn vị địa nhiệt nhiệt làm việc?
Thuật toán vận hành bơm nhiệt địa nhiệt dựa trên sự truyền nhiệt từ nguồn có tiềm năng năng lượng nhiệt thấp đến chất mang nhiệt. Vùng đất ở đây đóng vai trò là bộ tản nhiệt vào mùa hè và là nguồn nhiệt tích cực trong mùa đông.
Chênh lệch nhiệt độ đất giúp cải thiện hiệu quả hệ thống tổng thể và giúp giảm chi phí vận hành thực tế.
Trong thực tế, chất làm mát hiện có đi vào đường ống nằm trong lòng đất và được nung nóng ở đó vài độ. Sau đó, chế phẩm đi đến bộ trao đổi nhiệt (hoặc thiết bị bay hơi) và truyền năng lượng nhiệt tích lũy vào mạch hệ thống bên trong.
Chất làm lạnh hoạt động trong mạch ngoài được làm nóng trong thiết bị bay hơi, chuyển thành khí và đi vào máy nén. Ở đó, nó co lại dưới tác động của áp lực cao và càng trở nên nóng hơn.
Khí nóng đi vào thiết bị ngưng tụ và tỏa năng lượng nhiệt đến chất làm mát làm việc của hệ thống bên trong chịu trách nhiệm sưởi ấm ngôi nhà. Khi kết thúc quá trình, chất làm lạnh bị mất nhiệt trở về điểm bắt đầu ở trạng thái lỏng.
Cài đặt địa nhiệt là gì?
Bơm nhiệt địa nhiệt khác nhau trong các loại chất mang nhiệt trên các đường viền bên trong và bên ngoài của cấu trúc. Năng lượng của thiết bị được lấy từ đất, nước (nước ngầm hoặc hồ chứa tự nhiên mở) hoặc không khí.
Bên trong khuôn viên, nguồn nhiệt được sử dụng để sưởi ấm phòng, sưởi ấm nước và điều hòa không khí. Tùy thuộc vào sự kết hợp của các yếu tố và chức năng được sử dụng, các hệ thống được phân thành các loại: Nước ngầm, nước, nước và nước không khí và nước.
Lựa chọn số 1. Lắp ráp trên mặt đất
Máy bơm nước ngầm là một trong những lựa chọn sưởi ấm thay thế hiệu quả nhất cho các tòa nhà dân cư. Nguyên tắc hoạt động của nó là chọn với sự trợ giúp của đầu dò hoặc người thu năng lượng nhiệt từ đất và chuyển nó sang hệ thống sưởi ấm nước gia đình.
Việc lắp đặt đặc biệt, bao gồm một bộ trao đổi nhiệt địa nhiệt nằm dưới độ sâu đóng băng thực tế của đất, và chính bơm nhiệt, có chức năng như một tủ lạnh, giúp thực hiện công nghệ, chỉ theo cách khác (chu trình ngược Carnot).
Cách thức hoạt động của thiết bị
Việc lắp đặt nước ngầm, làm nóng các khu vực sinh sống do nhiệt tái tạo được tạo ra bởi đất, hoạt động theo thuật toán sau:
- Chất lỏng làm việc (nước muối hoặc chất chống đông), di chuyển dọc theo mạch địa nhiệt, lấy nhiệt độ của đất và được chuyển đến bộ trao đổi nhiệt - thiết bị bay hơi thông qua một máy bơm. Ở đó, cô ấy truyền nhiệt thu được cho freon, và bản thân cô ấy trở nên lạnh hơn từ 2-5 ° C, trở về điểm xuất phát.
- Làm giàu với năng lượng nhiệt, freon bay hơi và, sau khi ở trạng thái khí, đi vào bộ phận máy nén. Ở đó, nhiệt độ khí tăng lên do các hình thức nén và ngưng tụ.
- Năng lượng nhiệt được truyền đến chất làm mát trong hệ thống sưởi ấm gia đình, và freon lại ở dạng lỏng. Áp suất của nó giảm sau khi đi qua van giãn nở của hệ thống và chất làm lạnh được đưa trở lại thiết bị bay hơi để lấy một phần tài nguyên khác.
Theo quy trình này, lượng năng lượng nhiệt lấy từ đất và được chuyển đến hệ thống sưởi ấm của tòa nhà dân cư gấp hơn 4 lần lượng điện tiêu tốn để đảm bảo vận hành chính xác bộ phận máy nén, bơm tròn và bộ điều khiển.
Một phần thưởng bổ sung là thực tế là hệ thống có khả năng hoạt động theo hướng ngược lại, nghĩa là để làm mát. Đúng, mất hiệu quả đạt 20%, nhưng điều này được coi là hợp lý, do khả năng làm nóng cao của thiết bị.
Tùy chọn vị trí đất-nước
Để tạo đường viền ngoài của hệ thống nước-đất, các ống polymer có độ bền cao với các đặc tính hiệu suất tốt được sử dụng. Chúng được đặt theo chiều ngang, nằm dưới đáy hố theo cách gợi nhớ đến sự sắp xếp thông tin liên lạc cho các khu phức hợp sàn ấm của nhà sàn.
Khi cài đặt, diện tích 25-50 sq. m cho mỗi kilowatt riêng lẻ của bơm gắn điện. Độ sâu của hố được chọn bên dưới ranh giới đóng băng, và kích thước chính xác và độ dốc của đường ống được xác định bằng một phép tính bổ sung.
Các lãnh thổ mà thông tin liên lạc của các hệ thống nước địa nhiệt được bố trí không còn được sử dụng cho mục đích nông nghiệp. Chúng có thể được chia thành một bãi cỏ đẹp hoặc thảm hoa với hàng năm nở rộ.
Cài đặt dọc là vấn đề hơn nhiều và đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị chuyên nghiệp. Một giếng từ độ sâu 20 đến 150 m được khoan tại công trường bằng giàn khoan, một đầu dò địa nhiệt đặc biệt được hạ xuống và kết nối với một máy bơm cung cấp chất lỏng làm việc cho hệ thống sưởi ấm gia đình.
Các ống thăm dò kéo dài từ các giếng khoan đi vào giếng. Từ đó đến bơm nhiệt là 2 dòng chính (cung cấp và trở về), được trang bị lớp cách nhiệt. Đường kính của dòng phụ thuộc vào tổng khối lượng của hệ thống và căn phòng mà bạn muốn sưởi ấm. Đôi khi các thông số đạt 160 mm.
Do ở độ sâu, nhiệt độ đất luôn cao hơn và ổn định hơn do ảnh hưởng của lõi đất, cách đặt hệ thống sưởi thẳng đứng được công nhận là hiệu quả nhất. Nó cho thấy mức độ hiệu quả cao và hoạt động đáng tin cậy trong nhiều năm, mà không gây ra thất bại và đổ vỡ.
Tùy chọn # 2. Tính năng của bơm nhiệt nước
Hệ thống địa nhiệt nước-nước sử dụng năng lượng nhiệt của tài nguyên nước trong công việc của mình. Điều này là có thể bởi vì, ở độ sâu lớn, nhiệt độ của nước, giống như đất, vẫn khá cao và duy trì các chỉ số ổn định, liên tục trong suốt cả năm.
Không có sự khác biệt về cấu trúc cơ bản giữa bơm nhiệt nước ngầm và bơm nhiệt nước-nước.Nhưng chi phí tài chính và lao động nhỏ nhất đòi hỏi một tổ hợp được trang bị trên cơ sở một hồ chứa mở. Cài đặt không yêu cầu hoạt động khoan quy mô lớn.
Vật liệu ống với chất làm mát được trang bị đơn giản với tải trọng, ngâm trong nước và kết nối với hệ thống sưởi ấm gia đình thông qua kết nối thông tin liên lạc.
Tuy nhiên, tùy chọn này chỉ có thể nếu đất nằm sát mặt nước và tất cả các bộ phận liên lạc của hệ thống đều nằm dưới sự kiểm soát của chủ sở hữu. Nếu không có quyền truy cập vào một hồ chứa mở, tiềm năng của nước ngầm được sử dụng.
Thật vậy, điều này đòi hỏi công việc đất đai nghiêm trọng và xây dựng các công trình phức tạp, ví dụ, một giếng bổ sung, được thiết kế để xả nước đi qua bộ trao đổi nhiệt.
Thông thường lắp đặt nước Gắn kết nơi không có cách nào để kết nối thông tin liên lạc trung tâm hoặc sử dụng các loại chất làm mát khác.
Các chuyên gia cho rằng hệ thống sưởi thay thế loại này cực kỳ hiệu quả trong các tòa nhà hiện đại có tỷ lệ mất nhiệt tối thiểu.
Nếu ngôi nhà được cách nhiệt tốt, được bảo vệ khỏi các bản nháp, ẩm ướt và sự xâm nhập của không khí lạnh hoặc được xây dựng bằng các công nghệ cách nhiệt hiện đại, chi phí của hệ thống sưởi sẽ giảm đáng kể do cơ hội mua thiết bị bơm có công suất thấp hơn nhiều.
Lựa chọn số 3. Bố trí hệ thống không khí
Máy bơm nhiệt không khí sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên giá cả phải chăng, không giới hạn và có thể tái tạo - không khí để vận hành. Thiết bị hoạt động thông qua quạt và thiết bị bay hơi, kết hợp thành một tổ hợp duy nhất.
Nó hiệu quả nhất ở nhiệt độ lên tới -15 ° C. Với các chỉ số tích cực hơn, nó mất một phần đáng kể của sức mạnh.
Thiết bị cực kỳ tiện lợi ở chỗ không yêu cầu chủ sở hữu nhà riêng phải có thiết bị đặc biệt để lắp đặt và lắp đặt công việc phức tạp.
Nó không cần đào, khoan giếng và các biện pháp thâm dụng lao động khác. Dễ dàng cài đặt và không chiếm nhiều không gian. Nó có thể hoạt động chính xác, nằm trên mái của phòng khách.
Những ưu điểm chính của thiết bị bao gồm hoạt động gần như im lặng và khả năng tái sử dụng nhiệt thoát ra từ phòng được sưởi ấm dưới dạng khí thải, nước, khí, khói, v.v.
Các chủ sở hữu tự thực hiện bảo trì hệ thống:
- làm sạch cánh quạt và lưới bảo vệ trên thiết bị bay hơi khỏi bụi, mảnh vụn nhỏ và lá cây;
- máy nén bôi trơn thành phần đặc biệt được chỉ định trong hướng dẫn của nhà sản xuất;
- thay dầu trong các đơn vị năng lượng (quạt, máy nén) với tần số nhất định;
- kiểm tra tính toàn vẹn của cáp nguồn cung cấp và đường ống đồng qua đó chất làm lạnh lưu thông trong hệ thống.
Ngoài những hành động này, các nhà sản xuất thiết bị bơm khuyên mạnh mẽ khách hàng theo dõi tình trạng của cảm biến nhiệt phản ánh hoạt động của bộ điều khiển.
Chúng phải được làm sạch bằng cách nhẹ nhàng loại bỏ bụi bẩn và vết dầu trên bề mặt. Nó sẽ kéo dài cuộc sống của người Viking vớihệ thống không khí và sẽ làm cho quá trình hoạt động đơn giản và thoải mái hơn.
Làm thế nào để làm cho các đơn vị với bàn tay của riêng bạn?
Bất kể lựa chọn tài nguyên nào (đất, nước hoặc không khí) được chọn để sưởi ấm, sẽ cần một máy bơm để hệ thống hoạt động tốt.
Thiết bị này bao gồm các yếu tố như:
- đơn vị máy nén (yếu tố trung gian của phức hợp);
- máy hóa hơitruyền năng lượng tiềm năng thấp đến chất làm mát;
- van tiết lưuthông qua đó chất làm lạnh tìm thấy đường dẫn trở lại thiết bị bay hơi;
- tụ điệnnơi freon tỏa ra năng lượng nhiệt và làm mát đến nhiệt độ ban đầu.
Bạn có thể mua một hệ thống hoàn chỉnh từ nhà sản xuất, nhưng nó sẽ có giá một khoản kha khá. Khi không có tiền miễn phí trong tay, bạn nên tự làm một cái bơm nhiệt từ những bộ phận có sẵn và, nếu cần, hãy mua những bộ phận còn thiếu.
Khi quyết định chế tạo máy bơm nhiệt bằng tay của bạn được đưa ra, bạn chắc chắn phải kiểm tra tình trạng của hệ thống dây điện và đồng hồ điện có sẵn trong nhà.
Nếu các yếu tố này bị mòn và cũ, cần phải xem xét tất cả các khu vực, phát hiện các trục trặc có thể và loại bỏ chúng trước khi bắt đầu công việc. Sau đó, hệ thống ngay sau khi khởi động sẽ hoạt động hoàn hảo và sẽ không làm phiền các chủ sở hữu với các mạch ngắn, hệ thống dây điện cháy và loại bỏ ùn tắc giao thông.
Phương pháp # 1. Lắp ráp từ tủ lạnh
Để lắp ráp máy bơm nhiệt bằng tay của chính bạn, hãy tháo cuộn dây nằm ở phía sau tủ lạnh cũ. Phần này được sử dụng như một tụ điện và được đặt trong một thùng chứa có độ bền cao, chịu được nhiệt độ cao. Một máy nén làm việc đúng cách được gắn vào nó, và một thùng nhựa đơn giản được sử dụng làm thiết bị bay hơi.
Các phần tử được chuẩn bị được kết nối với nhau, và sau đó bộ phận được tạo ra được kết nối với hệ thống sưởi ấm bằng các ống polymer và thiết bị được đưa vào hoạt động.
Hướng dẫn từng bước về cách lắp ráp bơm nhiệt từ tủ lạnh được mô tả trong bài viết này.
Phương pháp # 2. Điều hòa nhiệt độ
Để chế tạo bơm nhiệt, điều hòa không khí được sửa đổi và một số bộ phận cơ bản được phát triển lại. Đầu tiên, các khối bên ngoài và bên trong được hoán đổi cho nhau.
Thiết bị bay hơi, chịu trách nhiệm truyền nhiệt cấp thấp, không được lắp đặt thêm, vì nó có sẵn trong dàn lạnh của thiết bị, và thiết bị ngưng tụ truyền nhiệt được đặt ở dàn nóng. Cả không khí và nước đều thích hợp làm chất mang nhiệt.
Nếu tùy chọn lắp đặt này không thuận tiện, thiết bị ngưng tụ được lắp đặt trong một bể riêng biệt được thiết kế để trao đổi nhiệt chính xác giữa tài nguyên sưởi ấm và chất làm mát.
Bản thân hệ thống được trang bị van bốn chiều.Một chuyên gia có kỹ năng chuyên nghiệp và kinh nghiệm trong việc thực hiện các sự kiện thuộc loại này thường được mời cho công việc này.
Trong phiên bản thứ ba, máy điều hòa không khí được tháo rời hoàn toàn thành các bộ phận cấu thành của nó, và sau đó bơm được hoàn thành từ chúng theo sơ đồ truyền thống được chấp nhận chung: thiết bị bay hơi, máy nén, bình ngưng. Thiết bị đã hoàn thành được kết nối với thiết bị sưởi ấm ngôi nhà và bắt đầu sử dụng.
Trang web có một loạt các bài viết về sản xuất máy bơm nhiệt bằng tay của chính họ, chúng tôi khuyên bạn nên đọc:
- Cách chế tạo máy bơm nhiệt để sưởi ấm ngôi nhà bằng chính đôi tay của bạn: nguyên lý hoạt động và sơ đồ lắp ráp
- Cách chế tạo máy bơm nhiệt không khí: sơ đồ thiết bị và tự lắp ráp
Mẹo hệ thống
Lắp đặt thiết bị nước-mặt đất đắt hơn tất cả các tùy chọn khác, bởi vì nó đòi hỏi công việc đào sâu với sự sắp xếp thiết bị theo chiều dọc hoặc một khu vực rộng lớn của một địa điểm có đặt liên lạc ngang.
Các thông số này giới hạn việc sử dụng hệ thống và giảm đáng kể sức hấp dẫn của nó.
Lắp đặt máy bơm nước cũng có một số hạn chế. Nếu có một vùng nước có thể tiếp cận gần đó, bạn có thể đặt hệ thống vào đó. Việc thiếu nước mở sẽ kéo theo việc khoan giếng và bỏ qua giếng, cũng không rẻ.
Máy bơm nước không có vấn đề về lắp đặt và có thể hoạt động chính xác ngay cả trong các tòa nhà chung cư, nhưng trong mùa đông khắc nghiệt với các chỉ số nhiệt độ thấp, hiệu quả của nó giảm và cần có nguồn năng lượng song song để hỗ trợ.
Tuy nhiên bố trí hệ thống sưởi địa nhiệt kết quả là, nó trả hết chi phí và bắt đầu phát triển một nguồn tài nguyên miễn phí, cho phép chủ sở hữu sống trong điều kiện thuận tiện, dễ chịu và thoải mái nhất mà không phải chi nhiều tiền cho hóa đơn tiện ích.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Video minh họa cách một hệ thống sưởi ấm dựa trên thiết bị sưởi ấm không khí địa nhiệt được trang bị trong một ngôi nhà lớn từ một khối khí silicat. Một số sắc thái thú vị liên quan đến việc lắp đặt thiết bị được tiết lộ và số lượng hóa đơn tiện ích thực sự trong tháng được công bố.
Làm thế nào để thiết bị nước ngầm hoạt động? Một mô tả chi tiết từ một chuyên gia trong việc cài đặt nồi hơi nhiệt địa nhiệt, các khuyến nghị và lời khuyên hữu ích cho các bậc thầy gia đình từ một chuyên gia trong lĩnh vực của họ.
Một người sử dụng thiết bị thực sự chia sẻ ấn tượng của mình về máy bơm địa nhiệt nhiệt.
Một thợ khóa chuyên nghiệp cho biết làm thế nào để tạo ra một máy bơm nhiệt tại nhà dựa trên một máy nén mạnh mẽ và các bộ phận trao đổi nhiệt hình ống. Hướng dẫn chi tiết từng bước.
Một máy bơm địa nhiệt để sưởi ấm nhà riêng là một cách tốt để tạo điều kiện sống thoải mái ngay cả khi không có hệ thống thông tin liên lạc tập trung và các nguồn năng lượng quen thuộc hơn.
Sự lựa chọn hệ thống phụ thuộc vào vị trí lãnh thổ của tài sản và khả năng tài chính của chủ sở hữu.
Có kinh nghiệm sản xuất máy bơm nhiệt địa nhiệt? Vui lòng chia sẻ thông tin với độc giả của chúng tôi, đề xuất phiên bản lắp ráp của bạn. Bạn có thể để lại nhận xét và đính kèm hình ảnh của các sản phẩm tự chế của bạn trong mẫu dưới đây.
Người dân của chúng ta chưa sẵn sàng cho một nguồn năng lượng địa nhiệt. Dường như với tôi rằng tất cả các loại phương tiện liên quan đến các phương pháp tạo năng lượng tương tự đều tìm thấy ứng dụng của chúng ở Châu Âu, nơi mọi người đã học được cách tiết kiệm từ lâu. Và chúng ta cách xa điều này. Thật không may, các công nghệ như vậy, quá tốn công, việc kết nối với đường ống dẫn khí dễ dàng hơn nhiều. Và thậm chí nhiều hơn vì vậy hãy cố gắng tự làm điều đó. Không, điều này chưa dành cho chúng tôi. Ở đây ít nhất để tìm hiểu làm thế nào để sử dụng các tấm pin mặt trời.
Nhưng tôi không đồng ý với nhận xét trước đó. Điều đó có nghĩa là gì: người dân của chúng ta chưa sẵn sàng cho một nguồn năng lượng như vậy? Nếu không ai cố gắng sử dụng nó, thì chúng tôi sẽ không bao giờ sẵn sàng cho bất cứ điều gì. Những điều như thế không tự xảy ra. Cá nhân, tôi sẽ trang bị hệ thống không đối không và chắc chắn thành công. Tôi hiểu rõ chủ đề và tôi không ngại thử một cái gì đó mới.
Tôi về cơ bản không đồng ý với nhận xét đầu tiên. Alexander, rõ ràng, không nghĩ rằng ở Nga ngoài Urals, sẽ rất khó để kết nối với đường ống dẫn khí, bởi vì tất cả các đường ống dẫn khí dẫn đến chính châu Âu nơi họ đã học được từ lâu. Do giá than và củi tăng hàng năm, đã đến lúc phải suy nghĩ nghiêm túc về việc lắp đặt máy bơm nhiệt.
Alexei, chúng tôi cũng học được ở châu Âu vì có chính phủ tích cực hỗ trợ các công nghệ tiết kiệm năng lượng. Ví dụ, các khoản vay không lãi suất cho việc mua các thiết bị đó. Vâng, tuyên truyền là phổ quát, theo nghĩa tích cực của từ này.
Không cần phải gật đầu với châu Âu. Có bao nhiêu gas? Nó có giá bao nhiêu? năng lượng? Có bao nhiêu than? Và hơn thế nữa ... và mức thu nhập hàng tháng của họ về đồng rúp là bao nhiêu? Từ đây mọi thứ theo sau.
Dưới đây là một ví dụ về ông Uglich. Chi phí của kW năng lượng nhiệt: củi bạch dương - 2,28 rúp, khí tự nhiên - 0,63 rúp, hóa lỏng - 2,02 rúp, than loại D - 1,11 rúp, viên nhẹ - 1,72 rúp. bơm nhiệt địa nhiệt (với việc cung cấp 1 kW năng lượng điện - bằng 4,5 kW nhiệt) - 1,51 rúp. Và có tính đến chi phí công việc và bơm nhiệt ... chi phí sẽ không bị đẩy lùi ngay cả sau 10 năm. Và bảo đảm 15 năm là không cần thiết ... hãy tự suy nghĩ, nhưng liệu các công ty (nhà cung cấp hoặc nhà thầu) này có tồn tại trong 5-10-15 năm không? Trong nền kinh tế của chúng tôi, sự đảm bảo này giống như zilch.
Ý tôi là, bạn có thể đảm bảo trong 100 năm Chỉ có một kết luận. Kéo khí tự nhiên về phía nhà của bạn. Vâng, trong khi kéo (quá trình đôi khi không nhanh chóng), sau đó đặt nồi hơi than tự động.