Hệ Thống Sưởi Sàn Bằng Nước Nóng

1. Giới thiệu về hệ thống sưởi sàn

Sưởi sàn hiện nay đã trở thành lựa chọn hàng đầu cho việc sưởi ấm thoải mái và hiệu quả. Khác với hệ thống điều hoà hai chiều thổi khí nóng cưỡng bức, sưởi sàn hoạt động theo nguyên lý đối lưu tự nhiên, duy trì độ ẩm trong không khí một cách tối ưu và tránh làm khô da khi sử dụng lâu dài như hệ thống điều hoà không khí. Đây là một giải pháp kinh tế, vệ sinh và thẩm mỹ, độ bền cao và ít yêu cầu bảo trì.Hệ thống sưởi sàn mang lại hiệu quả cao với tiết kiệm năng lượng lên đến 60% đến 70% tùy thuộc vào công nghệ sưởi sàn so với sưởi bằng điều hoà hoặc sưởi sàn bằng điện trở. Vận hành đơn giản, không gian chiếm dụng ít và tối ưu hóa không gian sử dụng. Chính vì những ưu điểm này, nó là lựa chọn hàng đầu cho hầu hết các công trình, chung cư và không gian thương mại ở những nước có khí hậu lạnh, như châu Âu, Hàn Quốc , Nhật Bản, Trung Quốc,….

Đối với khí hậu như ở Việt Nam, sưởi sàn chỉ phù hợp với các tỉnh từ Đà Nẵng trở ra với mùa đông lạnh, không khí có độ ẩm cao, đặc biệt là khi thời tiết nồm ẩm.

BIỂU ĐỒ SO SÁNH SƯỞI CƯỠNG BỨC BẰNG ĐIỀU HOÀ VÀ SƯỞI SÀN THEO NGUYÊN LÝ ĐỐI LƯU TỰ NHIÊN

Lợi ích của hệ thống sưởi sàn:

• Ấm áp tự nhiên và thoải mái: Mặt sàn nóng giúp tạo ra một nguồn nhiệt tự nhiên từ dưới chân, giúp toàn bộ không gian trong nhà trở nên ấm áp, thoải mái và không có điểm lạnh như sưởi nhiệt truyền thống. Bạn sẽ cảm nhận được sự ấm áp lan tỏa đều đặn và êm dịu từ đầu đến chân mỗi khi bước chân vào không gian đó.
• Tiết kiệm năng lượng: Hệ thống sưởi sàn hoạt động với hiệu suất năng lượng cao hơn so với các hệ thống sưởi khác như sưởi nước hay sưởi không khí. Khi sử dụng nhiệt từ mặt sàn, hệ thống này tiết kiệm điện năng và giảm thiểu sự lãng phí, giúp giảm hóa đơn năng lượng hàng tháng và bảo vệ môi trường.
• Kiểm soát nhiệt độ linh hoạt: Hệ thống sưởi sàn cho phép kiểm soát nhiệt độ cho từng khu vực riêng lẻ trong nhà, cho phép bạn điều chỉnh độ nóng lạnh phù hợp với từng phòng hoặc không gian. Điều này tạo sự tiện lợi và tiết kiệm năng lượng, vì bạn không cần phải sưởi cả nhà mà chỉ sưởi những khu vực cần thiết.
• Không gian tối ưu và thẩm mỹ: Hệ thống sưởi sàn không chiếm diện tích trong căn phòng như các bộ sưởi truyền thống, giúp bạn tối ưu hóa không gian sống. Bề mặt sàn nằm ngầm, không chiếm không gian vật lý và cho phép bạn trang trí và bố trí không gian một cách linh hoạt. Hơn nữa, việc không cần các bộ sưởi treo tường hay đặt trên sàn giúp không gian trở nên thẩm mỹ và sạch sẽ hơn.
• Độ bền cao và ít bảo trì: Hệ thống sưởi sàn được tích hợp vào kết cấu của nhà, giúp nó tồn tại lâu dài và ít gặp sự cố hỏng hóc. Mặt sàn thường được làm bằng vật liệu chịu nhiệt, chịu được trọng lực và không dễ bị hư hỏng, giúp giảm thiểu chi phí bảo trì và sửa chữa.

Tóm lại, hệ thống sưởi sàn mang đến nhiều lợi ích vượt trội, từ tính năng sưởi ấm hiệu quả và tiết kiệm năng lượng, đến sự linh hoạt trong kiểm soát nhiệt độ và thẩm mỹ trong không gian sống. Với những ưu điểm vượt trội này, hệ thống sưởi sàn trở thành một lựa chọn hấp dẫn và thông minh cho việc sưởi ấm không gian sống của bạn.

2. Các giải pháp sưởi sàn

2.1. Sưởi sàn điện:

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống sưởi sàn điện sử dụng dây điện trở sưởi hoặc dây đốt chảy (dây sưởi) được gắn dưới mặt sàn. Khi điện năng chạy qua dây sưởi, nó gây ra sự cản trở điện trong dây và tạo ra nhiệt. Dây sưởi truyền nhiệt trực tiếp lên bề mặt sàn, làm cho mặt sàn nóng lên và tỏa nhiệt vào không gian xung quanh.

Ưu điểm:

Dễ dàng lắp đặt: Hệ thống này không yêu cầu hệ thống nước nóng, nên việc lắp đặt đơn giản và nhanh chóng.

Nhược điểm:

• Chi phí vận hành cao và tiêu thụ điện năng liên tục để duy trì nhiệt độ làm tăng đáng kể chi phí tiền điện hàng tháng
• Hiệu suất năng lượng thấp: Hệ thống sưởi sàn điện không hiệu quả năng lượng bằng các hệ thống sưởi sàn khác như sưởi sàn nước, sưởi sàn năng lượng mặt trời hay sưởi sàn khí bởi khi dùng điển trở sưởi, 01KW điện chỉ sinh tối đa 0,95-0.98KW nhiệt, thông thường hiệu suất hệ thống sưởi sàn nước là 80%, vậy 1KW điện chỉ sinh ra 0,76-0.78KW nhiệt.
• Có thể gây rủi ro về rò rỉ điện ra sàn nhà gây mất an toàn cho người sử dụng.

2.2. Sưởi sàn nước:

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống sưởi sàn nước sử dụng nước nóng chảy qua các ống dẫn được gắn dưới mặt sàn. Nước nóng thường được cung cấp từ một bình chứa nhiệt độ hoặc từ hệ thống sưởi nước lớn của ngôi nhà. Nhiệt từ nước chảy qua ống dẫn được truyền nhiệt trực tiếp vào bề mặt sàn, làm nóng lên sàn và truyền nhiệt vào không gian xung quanh.

Ưu điểm:

• Hiệu suất năng lượng cao: Hệ thống sưởi sàn nước hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lượng so với sưởi sàn điện, đặc biệt với công nghệ hiện nay, việc tận dụng chia sẻ nhiệt từ hệ thống nước nóng trung tâm khi dùng bơm nhiệt, thì việc tiết kiệm năng lượng có thể đến 65-75% so với sưởi sàn điện trở.
• Giữ ấm lâu hơn: Bề mặt sàn nóng giữ ấm lâu hơn, giúp duy trì không gian ấm áp trong thời gian dài.
• An toàn hơn sưởi sàn điện

Nhược điểm:

• Lắp đặt phức tạp hơn, cần đội ngũ thiết kế thi công chuyên nghiệp hơn
• Cần có hệ thống nước nóng cho việc sưởi sàn, nhưng đối với công trình đã sử dụng hệ thống nước nóng trung tâm, thì chi phí đầu tư cho hệ thống sưởi sàn nước giảm đi 50-70% tuỳ thuộc vào qui mô công trình và chủng loại vật tư.

2.3. Sưởi sàn điều khiển bằng năng lượng mặt trời:

Nguyên lý hoạt động: Loại này là biến thể của hệ thống sưởi sàn nước, trong đó năng lượng từ mặt trời được sử dụng để làm nóng nước trong các bình chứa nhiệt. Nước nóng sau đó được sử dụng để làm nóng sàn như trong hệ thống sưởi sàn nước.

Ưu điểm: 

• Tiết kiệm năng lượng và giảm khí thải carbon: Sử dụng năng lượng tái tạo từ mặt trời giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ từ nguồn hóa thạch.
• Hiệu suất năng lượng cao: Hệ thống sưởi sàn điều khiển bằng năng lượng mặt trời có hiệu quả trong việc sử dụng năng lượng.

Nhược điểm:

Chi phí đầu tư cao: Hệ thống này cần đầu tư cho bình chứa nhiệt độ và các bộ phận liên quan đến năng lượng mặt trời.

Ngoài các phương án trên, còn rất nhiều phương án sưởi ấm khác như dùng sưởi khí, sưởi dầu, gas…..

So sánh chi phí các phương án sưởi ấm (Dựa theo tài liệu về hiệu quả sử dụng các nguồn năng lượng theo Heat Source Runing Cost

3. Thiết kế sưởi sàn bằng nước nóng

Nguyên lý thiết kế

Một hệ thống sưởi dưới sàn bao gồm:

1. Khối gia nhiệt nước sưởi ấm
2. Các cấu kiện mặt sàn và đường ống sưởi ấm
3. Điều khiển dòng chảy của nước vào sàn
4. Điều khiển nhiệt độ phòng (Thermostat)

Hệ thống sưởi sàn

Các thành phần trong hệ thống sưởi sàn cũng khá tương tự với thành phần trong hệ thống tản nhiệt. Sự khác biệt về nguyên lý chỉ là bộ phát nhiệt được tích hợp vào sàn nhà thay vì treo trên tường, cùng một hình thức sưởi ấm khác được sử dụng để phân phối nước ấm xung quanh tòa nhà. Bơm nhiệt thường được sử dụng để gia nhiệt nước bởi sự tối ưu, tiết kiệm năng lượng và hoàn toàn thân thiện với môi trường (sử dụng môi chất làm lạnh tự nhiên). Nhiệt độ của mỗi phòng được kiểm soát bằng cách sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ phòng và van để đóng mở dòng nước xuống sàn nhà.

Một hệ thống sưởi sàn sử dụng nước ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với yêu cầu của bộ tản nhiệt. Để đạt được sản lượng nhiệt cần thiết, nhiệt độ bề mặt sàn tối đa thường là 29°C. Tùy thuộc vào độ dẫn nhiệt và bề mặt hoàn thiện của sàn, điều này có thể đạt được với nhiệt độ nước trong các đường ống dưới sàn từ 50°C đến 60°C.  Nhiệt độ như vậy có thể dễ dàng được sản xuất từ máy bơm nhiệt thông thường. Ngoài ra, tại những nơi có nhiệt độ môi trường thấp từ dưới 0°C, bộ tản nhiệt thường yêu cầu nước ở 70-80°C và điều này chỉ có thể được đạt được khi sử dụng bơm nhiệt môi chất CO2.

Với bất kỳ hình thức sưởi ấm dưới sàn, điều quan trọng là phải giảm thiểu lượng nhiệt bị thất thoát ở mặt dưới của sàn nhà. Cách nhiệt sàn nhà phải tuân theo Quy chuẩn xây dựng nói chung là đủ để hạn chế truyền nhiệt ra ngoài. Tùy từng trường hợp, cần xem xét để trang bị mức độ cách nhiệt cao hơn. Ở các tầng trên có yêu cầu cách âm phải hoàn thiện cẩn thận các vị trí kết nối để tạo thành của một mặt sàn vững chắc và kín khít.

Nếu bạn đang thiết kế một hệ thống sưởi dưới sàn để làm nóng toàn bộ tòa nhà, cần trang bị bơm tuần hoàn để luân chuyển nước nóng từ khối gia nhiệt đến các đường ống đặt dưới sàn nhà. Cần trang bị cảm biến nhiệt độ để điều khiển bơm tuần hoàn đóng mở theo yêu cầu.

Trong một hệ thống sưởi ấm cần trang bị van cân bằng áp suất độc lập (PICV) cho mỗi sàn để đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng, tránh những phòng gần bơm tuần hoàn trở nên quá nóng, còn phòng ở xa lại nguội. Đối với các dự án có diện tích lớn hơn 20m2, nước nóng thường được phân phối để tách các mạch ống nhỏ hơn thông qua một bộ chia tuần hoàn nước. Nhự vậy, hệ thống đảm bảo tổn thất nhiệt giữa đường ống cấp và hồi không quá giá trị cho phép (giá trị chênh lệch khoảng 10°C).

Hệ thống sưởi sàn có thể kết hợp với hệ thống nước nóng trung tâm hoặc hệ thống sưởi ấm không khí nếu đáp ứng về công suất cũng như chất lượng nguồn nhiệt. Để kiểm soát nhiệt độ cho từng hệ thống có thể sử dụng van trộn. Nước nhiệt độ cao từ bơm nhiệt sẽ được trộn với nước trở lại từ sàn nhà để tạo ra một dòng nước cấp đi ở nhiệt độ có thể được điều chỉnh đến mức phù hợp theo yêu cầu.

Quy trình thiết kế hệ thống sưởi sàn

Quy trình thiết kế hệ thống sưởi sàn

Bước 1: Tính toán tổn thất nhiệt cho từng phòng trong căn hộ.

Việc tính toán nhu cầu nhiệt sưởi hệ thống dựa trên tính toán tổn thất nhiệt vào mùa đông. Tổn thất nhiệt bao gồm tổn thất qua lớp bề mặt tòa nhà, lớp cách nhiệt, nền nhà. Việc này thường được tính toán bằng các công cụ mô phỏng trên máy tính.

Tổn thất nhiệt

Bước 2: Tính toán phân phối hệ thống thủy lực

Việc tính toán thủy lực được căn cứ theo hệ số truyền nhiệt, đường kính và lưu lượng ống.

Phân phối hệ thống thủy lực

Bước 3: Chọn và cân bằng thủy lực hệ thống truyền tải

Hệ thống sưởi sàn

Để được tư vấn, hỗ trợ giải đáp thắc mắc, Quý khách hàng có thể liên hệ với công ty Combitek ngay hôm nay./.