Alternativno ogrevanje se imenuje ogrevanje hiše s tako imenovanimi alternativnimi viri energije, kamor sodi predvsem notranja energija planeta Zemlje. Na določeni globini, odvisno od geografske lege območja, je njena temperatura praktično konstantna in pozitivna v vsakem letnem času.
Preprost primer: v srednjem delu Rusije na razdalji 170 cm od zemlje je temperatura 8-10 stopinj Celzija. Ista temperatura ima podtalnico, reke in jezera pa tudi pozimi pod plastjo ledu imajo temperaturo 3-4 C.
Na območju na severu lahko "topla" tla ležijo globlje, v južnih regijah pa nasprotno, bližje površini zemlje. To pomeni, da tudi v hudih zmrzalih notranjost Zemlje zagotavlja dovolj toplotne energije za ogrevanje stanovanja. Edini problem je, da ga pravilno uporabimo za alternativno ogrevanje stavb.
V ta namen je treba rešiti težko nalogo: prenos toplote iz manj ogrevanega telesa na bolj ogreto telo: nosilec toplote, ki se uporablja v ogrevalnih sistemih (spomnimo se, da je temperatura notranjosti zemlje na sprejemljivi globini 8-10 ° C).
- Enostavna rešitev kompleksnega problema ogrevanja
- Toplotna črpalka bo prišla na pomoč
- Kako deluje toplotna črpalka
- Vrste toplotnih črpalk
- Prednosti in slabosti toplotnih črpalk
Enostavna rešitev kompleksnega problema ogrevanja
Da bi to storili šele sredi prejšnjega stoletja, potemizum in široka uporaba gospodinjskih hladilnikov, katerih pripomoček je navdihnil švicarski "Kulibin" Roberta Weberja, na idejo, da se toplotna energija, ki je bila dodeljena zamrzovalni komori, nameni gospodarskim potrebam in uporabi za ogrevanje tople vode.
Tako je bila izumljena sodobna toplotna črpalka, ki ni nič drugega kot "povratni hladilnik", figurativno rečeno, "odvzame hladu v ogrevanem prostoru in ga prenese na maso Zemlje."
Seveda je z vidika strokovnjakov pravilneje govoriti o uporabi toplotne energije manj ogrevanega telesa in prenosu njegovega bolj segretega telesa.
V primitivni obliki lahko ta proces opišemo z uporabopreproste formule :
- Q = CM (T2-T1), kjer
- Prejeta toplota Q
- Kapaciteta C-toplote
- M - teža
- Temperaturna razlika T1 T2, za katero je bilo ohlajeno ohišje telesa
To pomeni, da količina toplotne energije, ki se prenaša pri hlajenju telesa, ni pomembna, ne glede na to, ali gre za segreto rusko peč, ki tehta več ton ali o radiatorskem ogrevanju, tehta več deset kilogramov, je neposredno sorazmerna z toplotno zmogljivostjo materiala, iz katerega je masa in temperaturna razlika, ki se ohladi.
Zgolj se lahko domneva, da se pri ohladitvi kilograma snovi za 50 stopinj dodeli enaka količina toplotne energije, kot pri hlajenju 50 kg iste snovi za 1 stopinjo. Z drugimi besedami , ko je temperatura tal tehtana v večna stotine ton samo za delček stopnje, lahko dobite količino toplote, ki je povsem zadostna za ogrevanje zasebnega doma . V tem primeru je možno ohladiti ne samo zemljo, ampak tudi vodo v rezervoarjih, pa tudi zrak, katerega masa ima tudi ogromno rezervo toplotne energije.
Toplotna črpalka bo prišla na pomoč
Za alternativno ogrevanje zasebne hiše je dovolj kupiti in namestiti toplotno črpalko, napravo, ki je posebej zasnovana za uporabo nizko-temperaturne energije za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo in deluje po načelu moderne klimatske naprave ali hladilnika. Mimogrede, zunaj, toplotna črpalka spominja na običajni gospodinjski hladilnik, in se po velikosti malo razlikuje od njega.
Da bi razumeli, kako deluje toplotna črpalka, je dovolj, da se spomnimo naprave in načela delovanja hladilnika, v katerem se toplota odvzame iz izdelkov in "vrže" v okolje. Zato je priporočljivo, da pri namestitvi hladilne opreme ustvarite prostor okoli njega, ki zagotavlja pravočasno odvajanje toplote.
Če hladilnik absorbira toploto iz izdelkov in proizvaja hladno, jo toplotna črpalka odvaja iz mase tal, vode ali zraka in pošilja toploto, ki jo proizvaja, za ogrevanje hiše. V njem, kot tudi v hladilniku, so uparjalnik, dušilka, kompresor in kondenzator. Glavno razliko v delovanju teh naprav ustvarjajo nastavitve.
Načelo delovanja toplotne črpalke je opisano s ciklom Carnot. Pomislite naprimer domačega ogrevalnega sistema, ki uporablja toplotno črpalko, ki črpa energijo nizke temperature zemeljske mase.
Kako deluje toplotna črpalka
Hladilno sredstvo, ki kroži skozi zaprti krog, vstopi v uparjalnik, kjer mu sledi širitev, kar spremlja povečanje prostornine in zmanjšanje tlaka. V tem primeru izhlapevanje hladilnega sredstva in zmanjšanje njegove temperature. Med tem postopkom hladilno sredstvo aktivno absorbira toplotno energijo iz sten uparjalnika, ki je povezana s toplotnim izmenjevalnikom, na katerega se premika toplotni nosilec, v sistemu toplotnih črpalk pa se imenuje "slanica". V tem času toplotna energija mase zemlje vstopi v sistem toplotne črpalke.
Nato hladilno sredstvo vstopi v kompresor, kjer se stisne, nato pa potisne v kondenzator, med katerim se temperatura hladilnega sredstva poveča na 80-120 C.
V tem primeru se izvede prenos toplote na hladilno sredstvo, ki kroži na izmenjevalniku toplote, ki je povezano s kondenzatorjem. Ohlajeno hladilno sredstvo vstopi v uparjalnik in postopek se ponovi. Toplotna črpalka teče iz električnega omrežja, vendar je poraba in poraba električne energije zanemarljiva v primerjavi s posledičnim učinkom, kar je še posebej pomembno za alternativno ogrevanje zasebnega doma.
Med delovanjem toplotne črpalke se lahko hladilno sredstvo segreje do 100 stopinj Celzija, kar zadostuje za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo in vam omogoča, da z ogrevanjem ustvarite določene toplotne zaloge, na primer termično baterijo.
Da bi zagotovili udobne pogoje in zmanjšali porabo električne energije, so toplotne črpalke opremljene s termostati, ki podpirajo zahtevano temperaturo ogrevalnega medija.
Vrste toplotnih črpalk
Toplotne ćrpalke so razvrśćene glede na vrsto toplotne energije, ki se uporablja za njihovo delovanje. V zvezi s tem je treba razlikovati:
- Geotermalne črpalke, vertikalne in horizontalne, ki uporabljajo toploto podtalnice. V tem primeru prenos toplote sledi shemi voda-voda .
- Voda uporablja toploto iz jezer, rek in morij. V tem primeru prenos toplote poteka tudi po shemi "voda-voda"
- Zrak, z uporabo toplote zračnih mas. Prenos toplote sledi shemi zrak-voda
- Tla z uporabo toplotne energije tal. Prenos toplote poteka v skladu s shemo "tla-voda"
Prednosti in slabosti toplotnih črpalk
Alternativno ogrevanje na osnovi toplotne črpalke ima več prednosti:
- Je varna za okolje in ljudi. Z njim ste lahko prepričani, da doma ni požara iz okvarjene opreme, prostor ne bo prejel dimnih plinov in okolje ne bo trpelo zaradi ogljikovega dioksida .
- Toplotna črpalka vam omogoča sprejemanje poceni toplotne energije .
- Lahko spremeni načine delovanja in uporabi klimatsko napravo poleti
- Je zanesljiv in trajen .
Ni naključje, da je v razvitih državah, na primer na Japonskem, uporaba toplotnih črpalk največjaobetavna smer v alternativnem ogrevanju hiš.
Rubrika: Grelne črpalke
