Năng lượng địa nhiệt sưởi ấm và làm mát nhà

Cách thức sưởi ấm và làm mát này dựa trên việc nhiệt độ ở vài mét dưới bề mặt luôn ở mức khoảng 12 độ C bất kể mùa hè nóng bức hay mùa đông lạnh giá trên mặt đất.

Địa nhiệt tận dụng nhiệt độ ổn định nêu trên bằng cách đẩy chất tải nhiệt (thường là nước pha chất chống đông) tuần hoàn trong vòng ống đặt ngầm bên dưới nhà thông qua máy bơm.

Mô hình hệ thống sưởi ấm và làm mát dùng địa nhiệt - Ảnh: AP

Khi cần làm mát, môi chất hấp thu nhiệt không mong muốn trong nhà rồi truyền nhiệt vào chất tải trong vòng ống. Chất tải nhờ lưu thông phía dưới nên có thời gian hạ xuống mức khoảng 12 độ C. Môi chất đem luồng khí lạnh lan tỏa ra khắp nhà, sau khi tỏa nhiệt chúng có thể hấp thu thêm nhiệt.

Quá trình sưởi ấm đảo ngược lại. Chất tải được làm ấm lên khoảng 12 độ C, truyền ngược nhiệt lại cho môi chất khiến chúng nở ra. Máy bơm nén môi chất làm tăng nhiệt độ, khí ẩm lan tỏa ra khắp nhà.

Với tòa nhà chung cư, trường học hay tòa nhà thương mại, vòng ống chỉ cần được đặt sâu vài mét và dàn trải theo chiều ngang. Với công trình nhỏ hơn thì vòng ống cần ở sâu hơn trên 90 mét – đủ dài để chất tải có thể điều chỉnh về mức nhiệt dưới bề mặt.

Hệ thống địa nhiệt có chi phí lắp đặt cao hơn hệ thống điều hòa dùng ga truyền thống. Nhưng những người ủng hộ chỉ ra chi phí vận hành của hệ thống địa nhiệt thấp hơn vì chúng cần ít điện năng hơn, hơn nữa lại rất bền (loạt thiết bị đặt trên mặt đất có tuổi thọ từ 25 năm trở lên, thiết bị lắp đặt bên dưới bền tới hơn 50 năm). Tuổi thọ trung bình của hệ thống điều hòa dùng ga vào khoảng 15 - 30 năm.

Hệ thống điều hòa truyền thống đang được sử dụng khắp thế giới, nhu cầu càng tăng cao khi thời tiết ngày càng cực đoan.

Tuy nhiên, một trong số ga làm mát phổ biến dùng trong hệ thống điều hòa truyền thống lại là hydrofluorocarbons (HFC) – có khả năng làm nóng gấp 1.000 lần CO2. Giới khoa học cảnh báo nếu cứ phụ thuộc HFC, nhiệt độ toàn cầu cuối thế kỷ này có thể tăng thêm 0,5 độ C gây ra bão, hạn hán cùng nắng nóng chết người.