Máy bơm nhiệt: chúng ta sưởi ấm bản thân khi trời lạnh

Những lý do ngăn cản chúng ta sử dụng nhiệt thải để sưởi ấm nhà là gì? Sử dụng ví dụ về máy bơm nhiệt phổ biến trên thế giới, những khó khăn trong việc triển khai chúng ở các nước CIS được xem xét.

Để đảm bảo rằng máy bơm nhiệt tồn tại và hoạt động hiệu quả, bạn không cần phải đi đâu xa. Chỉ cần vào bếp và nhìn vào tủ lạnh là đủ. Nhiệt độ dưới 0 độ ngự trị bên trong và vỉ nướng trao đổi nhiệt nóng ở mặt sau báo hiệu quá trình trích nhiệt thành công từ sản phẩm của bạn.

Máy bơm nhiệt thường được gọi là tủ lạnh đảo ngược. Sự tương tự này không hoàn toàn chính xác. Nguyên lý hoạt động vật lý của tủ lạnh và máy bơm nhiệt giống hệt nhau, chúng chỉ khác nhau về thiết kế và mục đích sử dụng: tủ lạnh trích nhiệt từ một thể tích kín, "thải" ra môi trường. Ngược lại, máy bơm nhiệt hút nhiệt ở nhiệt độ thấp từ bên ngoài, môi trường mở, cuối cùng đưa nó đến thể tích kín của căn phòng.

Các nguyên tắc hoạt động của động cơ nhiệt đã được chứng minh vào nửa đầu thế kỷ 19, nhưng tủ lạnh may mắn hơn: nhu cầu lưu trữ thực phẩm hóa ra là một vấn đề cấp bách hơn sưởi ấm nhà, đặc biệt là vì không có vấn đề gì với nhiên liệu trong những ngày đó để sưởi ấm.

Lần đầu tiên, mối quan tâm đến máy bơm nhiệt nảy sinh ở châu Âu sau chiến tranh, khi sự đổ nát và thiếu các nhu yếu phẩm cơ bản buộc phải tìm kiếm các cách sưởi ấm nhà không theo tiêu chuẩn. Nhưng động lực mạnh mẽ nhất để cải tiến máy bơm nhiệt là cuộc khủng hoảng năng lượng vào những năm 1970. Giá các nguồn năng lượng tăng mạnh đã mang lại lợi ích kinh tế khi sử dụng các chất mang nhiệt độ thấp: nước trong hồ chứa, nhiệt địa nhiệt, nước thải nóng từ các thành phố.

Vào thời điểm đó, ngành công nghiệp đã phát triển và sản xuất các hệ thống đáng tin cậy và thân thiện với môi trường cho các ứng dụng khác nhau: từ năng lượng thấp cho các ngôi nhà riêng lẻ đến hệ thống sưởi ấm mạnh mẽ cho các khu phức hợp xây dựng.

Máy bơm nhiệt hoạt động với nhiều loại phương tiện (không khí, nước, đất) với hệ thống quản lý và điều khiển máy bơm tự động hiện đã có mặt trên thị trường. Nhưng công nghệ hiện đại nhất sẽ không cho kết quả mong muốn nếu mắc sai lầm khi chọn công suất của máy bơm nhiệt hoặc khi lắp đặt hệ thống sưởi ấm.

Để làm được điều này, bạn cần định hướng cho mình một số đặc điểm chính quyết định hoạt động hiệu quả của máy bơm nhiệt. Điều quan trọng nhất trong số đó là "hệ số gia nhiệt", tức là. tỷ lệ giữa lượng năng lượng nhiệt được tạo ra với năng lượng điện tiêu thụ. Đối với các hệ thống hiện đại, nó nằm trong khoảng từ 3,5 đến 4.

Và ở đây các sắc thái bắt đầu.Nhà sản xuất chỉ ra giá trị này cho chế độ vận hành thuận lợi nhất của bơm nhiệt, tức là. để có chênh lệch nhiệt độ tối thiểu giữa môi trường sưởi ấm bên ngoài và mạch sưởi ấm. Ví dụ, ở nhiệt độ bên ngoài là 10 độ C (đất ở độ sâu 150 m.) và nhiệt độ của mạch sưởi là 40 độ (sàn ấm), hệ số thực sự sẽ là khoảng 4. Nhưng đã ở 60 độ thì nó giảm xuống 2 và ở 80 độ, nó bằng 1. V Trong trường hợp này, việc sử dụng lò sưởi hoặc nồi hơi điện thông thường sẽ dễ dàng và rẻ hơn.

Vấn đề chính thứ hai là tính toán bộ thu (mạch trích nhiệt) của bơm nhiệt, tùy thuộc vào thành phần của đất mà công suất trích nhiệt thay đổi từ 10 W / m đối với ống cát đến 35 W / m đối với đất sét ướt. Đây là trường hợp đặt bộ thu nằm ngang. Đối với hồ chứa thẳng đứng, cần phải biết thành phần địa chất của các lớp, vì cần phải khoan giếng sâu (hơn 100 m) hoặc hệ thống giếng sâu hàng chục mét.

Do đó, kết luận: đơn giản là không thể thực hiện được nếu không có sự tham gia của một tổ chức hoặc công ty chuyên ngành sẽ tiến hành nghiên cứu, lập dự án và xác định thành phần của hệ thống sưởi ấm. Bộ thu gom nằm ngang không cần khoan, nhưng việc đặt hàng trăm mét đường ống đòi hỏi phải đào cùng một số rãnh sâu tới 2,5 mét, vì vậy khu vực được bảo trì tốt của bạn sẽ trông giống như một bãi bom khi hoàn thành công việc.

Việc lắp đặt bể thẳng đứng sẽ yêu cầu khoan ở độ sâu hơn 10 mét, và điều này, ngoài công việc nghiên cứu và thiết kế, còn liên quan đến việc xin giấy phép từ các tổ chức khác nhau.Ngày nay, lòng đất của trái đất là tài sản của nhà nước, và đối mặt với các quan chức, nó có thể trở thành một trở ngại nghiêm trọng hơn so với giá thiết bị và công việc giới thiệu máy bơm nhiệt.

Cuối cùng, ước tính chi phí của máy bơm nhiệt khi vận hành. Đối với một biệt thự có diện tích sưởi ấm 200 m2, sẽ cần một máy bơm nhiệt có công suất khoảng 18 kWh năng lượng nhiệt. Các ống thu nhiệt sẽ dài khoảng 400 mét với tốc độ loại bỏ nhiệt lạc quan là 50 W/m. Thiết bị có công suất như vậy từ các công ty hàng đầu của Đức có giá khoảng 6.000-7.000 euro, tùy thuộc vào cấu hình. Công việc khoan hoặc khai quật - trong vòng 3000 euro. Thêm dự án, các phê duyệt và nhận được tổng số 10.000. Đây là tiêu chí để đánh giá liệu một người dân bình thường có nên lắp đặt một máy bơm nhiệt ngày hôm nay hay không và khi nào nó sẽ trả hết.

Đối với các tổ chức và doanh nghiệp xây dựng cơ sở mới, giờ đây có thể cung cấp hệ thống sưởi bằng máy bơm nhiệt. Những chi phí như vậy, trong bối cảnh giá năng lượng tăng liên tục, có thể được phục hồi sau 3-5 năm. Nhưng đối với dân số mà nhà nước đã thiết lập các mức thuế ưu đãi hoặc trợ cấp chi phí năng lượng, việc sử dụng máy bơm nhiệt sẽ không có lợi trong một thời gian dài.