Toplotna črpalka za ogrevanje zasebne hiše

Toplotna črpalka je ena od možnih možnosti za ogrevanje zasebne hiše, ki se je v naših državah pojavila pred kratkim. Bistvo dela toplotne črpalke je kroženje hladilnega sredstva vzdolž zaprtega kroga, kar povzroči, da se toplota odvzame v zrak, zemljo ali vodo.

To pomeni, da so vir toplote v tem primeru naravni viri, ne pa produkti zgorevanja ali elektrike, zaradi česar je toplotna črpalka danes najbolj okolju prijazna in stroškovno učinkovita. Takšen sistem ogrevanja praktično ni odvisen od cene goriva, saj energija zemlje, vode in zraka ni le neizčrpna, temveč tudi popolnoma brezplačna. Edini stroški, povezani z delovanjem toplotne črpalke, so stroški električne energije, s katere črpalka deluje, vendar predstavljajo le 1/3 celotne proizvedene energije, zato so prihranki očitni. Tako lahko toplotna črpalka za stroške delovanja konkurira tudi z najcenejšim zemeljskim plinom, da ne omenjamo trdnega ali tekočega goriva.

Sama zamisel o sprejemu toplote iz okolja še zdaleč ni nova, toda toplotne črpalke, kot način ogrevanja domov, so se v zahodnih državah pojavile pred kratkim na vrhuncu priljubljenosti čiste in neškodljive opreme. V evropskih državah so jih začeli vgraditi ne le za zasebne domove, temveč za celotne okraje v mestih.

1. Kako deluje toplotna črpalka?
2. Vrste toplotnih črpalk
3. Prednosti in slabosti toplotne črpalke
4. Prednosti
5. Slabosti
6. Ali je vredno uporabiti toplotno črpalko za ogrevanje doma?

Kako deluje toplotna črpalka?

Načelo delovanja toplotne črpalke je podobno načelu delovanja hladilnika, samo obratno. Če v hladilniku izhlapeva delovna snov, ki jo naredi hladno, se v toplotni črpalki kondenzira, daje toplino. Prejeta toplota se akumulira, obogati in da hladilu, ki ga prenese v ogrevalni prostor. Za dodeljevanje toplote v sistemu se uporablja kondenzator, medtem ko uparjalnik absorbira nastalo nizko potencialno toploto.

Sistem za delovanje kompresorja zahteva električno energijo. Kot indikator učinkovitosti toplotne črpalke se uporablja koncept, kot so toplotna transformacija ali transformacija - razlika med količino porabljene električne energije in nastalo toploto. Učinkovitost sistema je odvisna od razlike v temperaturah uparjalnika in kondenzatorja - bolj kot je, manjša je učinkovitost. Da bi povečali učinkovitost dela, je treba zagotoviti največji možni obseg vira nizke potencialne toplote, sicer se lahko sistem pregreje.

Zato mora biti masa vira nizke potencialne toplote znatno višja od ogrevane mase, kar bo zmanjšalo razliko v temperaturi hladnega telesa in vira toplote, kar bo zmanjšalo porabo električne energije. Edina pomanjkljivost te rešitve so velike dimenzije toplotne črpalke, ki so neposredno povezane z njenimi stroški. S takim ogrevanjemsistem okrožij in celo mestih je mogoče namestiti drago opremo, ki zavzema pomembno območje - je ekonomsko upravičena, vendar je daleč od vedno koristna za zasebne hiše.

Vrste toplotnih črpalk

Upoštevajte značilnosti delovanja in vrste toplotnih črpalk. Kar zadeva obratovalne pogoje, se lahko uporabljajo v zelo širokem temperaturnem razponu od -30 ° C do + 35 ° C. Najpogostejši so kompresijske in absorpcijske črpalke. Prve zagotavljajo kroženje v sistemu na račun mehanske in električne energije, slednje pa prenašajo toploto skozi sam vir toplote. Absorpcijske črpalke so bolj ekonomične, vendar imajo bolj kompleksno obliko in so dražje.

Glede na vrsto vira toplote se toplotne črpalke lahko razdelijo na:

• geotermalna , odvzame toploto zemlje ali vode (podtalnico, rezervoarje itd.);
• zrak , odvzeti toploto zraka;
• sekundarne toplotne črpalkeodvzamejo toploto, ki se oddaja med ogrevanjem, delovne procese v proizvodnji itd. Običajno se takšne črpalke uporabljajo prav v industrijah, kjer obstajajo viri "odvečne" toplote.

Voda, zrak, tla ali njihove kombinacije se lahko uporabljajo kot toplotni nosilec toplotnih črpalk.

Geotermalne toplotne črpalke so zaprte in odprte. Odprti sistemi se uporabljajo za ogrevanje vode, ki vstopi v konturo, segreje in prikaže navzven. Ta sistem lahko uporabite, če je na voljo precej velik vir vodezadostna količina. Poleg tega voda, ki je šla skozi sistem, ne bi smela onesnaževati okolja, njeno sproščanje pa bi bilo treba uskladiti z vladnimi agencijami.

Zaprti sistemi so bolj zaželeni, ki jih je mogoče razdeliti na več vrst:

• z vodoravno razporeditvijo kolektorja, ko je nameščen v izkopanem zemeljskem rovu pod zmrziščno točko tal. Odvisno od podnebja in vrste tal se lahko globina montaže kolektorja spreminja, v povprečju pa je približno 1,5 m. Za povečanje površine in prostornine konture pri zmanjšanju porabljene površine je kolektor bolje obkrožiti obroče. Ta vrsta zahteva veliko prostega prostora na lokaciji, kar ni vedno mogoče;
• z navpično razporeditvijo kolektorja, kadar se postavi v vodnjak na globini približno 200 m. Ta tip se uporablja v primerih, ko območje ne more dodeliti zahtevanega območja za vgradnjo toplotne črpalke ali je površina območja neenakomerna;
• voda, ko je kolektor nameščen v rezervoarju (naravnem ali umetnem) na globini pod njeno zmrzovanjem. V tem primeru je zaželeno, da zbiralnik postavi obroče, da prihranimo prostor. Za vgradnjo vodne toplotne črpalke morajo biti izpolnjeni nekateri vodni pogoji: količina vode v rezervoarju mora biti zadostna za doseganje zahtevane količine toplote, globina rezervoarja pa mora biti dovolj velika, da voda ne zmrzne na dno.

Prednosti in slabosti toplotne črpalke

Torej je toplotna črpalka kombinacijapraktično brez toplotne energije in ekološke čistoče. Zakaj se potem vsi ne strinjajo, da bodo spremenili svoje tradicionalne vire toplote? Dejstvo je, da ima poleg nedvomnih prednosti toplotne črpalke tudi nekaj slabosti. Oglejmo podrobneje tako prvo kot drugo.

Prednosti

Prednosti toplotne črpalke, kot je navedeno zgoraj, vključujejo nizko porabo električne energije (za pridobitev 1 kWh toplote, črpalka absorbira 0,3-0,35 kWh) in prijaznost do okolja. Poleg tega ima toplotna črpalka visoko stopnjo požarne varnosti, ne zahteva namestitve dodatnega prezračevalnega sistema in ne zahteva rednega vzdrževanja. Sistemski nadzor se izvaja samodejno brez človekovega posega. Pravzaprav, če je pravilno nameščen in povezan, lahko 20 let preprosto pozabite na njegov obstoj in uživate v toplini v hiši.

Še ena prednost je priložnost, da se hiša ne segreva samo v hladnem obdobju, ampak tudi poleti. Če želite to narediti, mora zbiralec povezati sistem "hladni strop" in feng-koi. Tako lahko toplotna črpalka zamenja klimatske naprave.

Slabosti

In zdaj nekaj besed o slabostih toplotne črpalke. Prvi (in glavni) od njih - visoki stroški opreme in namestitve. Toplotna črpalka ima precej zapleteno strukturo in je opremljena tudi z avtomatizacijo, zaradi česar je precej drag užitek. Poleg tega je njegova namestitev povezana s kopenskimi deli velikih količin, kar močno povečuje njegovo vrednost. Če viodločil, da bo nadomestil plinski ogrevalni sistem, se bodo stroški ponovne opreme izplačevali več let. Upoštevati je treba tudi dejstvo, da je povprečna življenjska doba toplotne črpalke 20 let, potem pa je potrebno izvesti večje popravilo sistema, ki je ponovno povezano z zemljiškimi deli in nakupom novih elementov. Očitno je, da na prvi pogled korist uporabe toplotne črpalke pri natančnem pregledu morda ne bo koristna, zato je najbolje, da vse vnaprej izračunate in se odločite, ali jo boste namestili.

Ali je vredno uporabiti toplotno črpalko za ogrevanje doma?

Če povzamemo, lahko ugotovimo, da je toplotna črpalka res dobra alternativa obstoječim ogrevalnim sistemom. Morda bo njegova vrednost v nekaj letih padla do te mere, da bo smiselno, da se jo vzpostavi ne samo zaradi okoljskih vidikov, ampak tudi iz ekonomskih razlogov. Zaenkrat (vsaj v naši državi) uporaba takšne opreme verjetno ne bo široko uporabljena.