Alternativni viri energije so prihodnost! Toplotna črpalka za ogrevanje doma

Za ogrevanje prostorov se običajno uporablja plin ali elektrika. Vendar pa bo ta način ogrevanja stal kar nekaj denarja, saj sta oba precej draga.

Zato se za ogrevanje zasebnih in podeželskih hiš uporabljajo alternativni viri energije, Ena izmed najbolj priljubljenih metod ogrevanja je uporaba toplotnih črpalk.

Kaj je toplotna črpalka za ogrevanje zasebne hiše? Kako deluje?

Posebna naprava, ki sposoben črpati toploto iz okolja imenuje se toplotna črpalka.

Takšne naprave se uporabljajo kot glavni ali dodatni način ogrevanja prostorov. Nekatere naprave tudi dela na pasivnem hlajenju stavbe — črpalka se uporablja tako za poletno hlajenje kot za pozimi ogrevanje.

Energija okolja se uporablja kot gorivoTak grelec črpa toploto iz zraka, vode, podtalnice itd., zato je ta naprava uvrščena med obnovljive vire energije.

Vse ogrevalne naprave vključujejo uparjalnik, kompresor, kondenzator in ekspanzijski ventilGlede na vir toplote ločimo vodne, zračne in druge naprave. Načelo delovanja je zelo podobno načelu delovanja hladilnika (le da hladilnik izmetava vroč zrak, črpalka pa absorbira toploto).

Večina naprav deluje tako pri pozitivnih kot negativnih temperaturah, vendar je učinkovitost naprave neposredno odvisna od zunanjih pogojev (tj. višja kot je temperatura okolice, močnejša bo naprava). Na splošno naprava deluje takole:

1. Toplotna črpalka pride v stik z okoliškimi pogojiNaprava običajno črpa toploto iz tal, zraka ali vode (odvisno od vrste naprave).
2. V notranjosti naprave je nameščen poseben uparjalnik., ki je napolnjen s hladilnim sredstvom.
3. Pri stiku z zunanjim okoljem hladilno sredstvo zavre in izhlapi.
4. Po tem Hladilno sredstvo vstopi v kompresor v obliki pare.
5. Tam se skrči - zahvaljujoč temu njegova temperatura se znatno dvigne.
6. Po tem segreti plin vstopi v ogrevalni sistem., kar vodi do segrevanja glavne hladilne tekočine, ki se uporablja za ogrevanje prostorov.
7. Hladilno sredstvo se postopoma ohlaja. Na koncu se spet spremeni v tekočino.
8. Nato tekoče hladilno sredstvo vstopi v poseben ventil, kar resno zniža njegovo temperaturo.
9. Na koncu se hladilno sredstvo vrne v uparjalnik., nakar se cikel segrevanja ponovi.

Fotografija 1. Načelo delovanja toplotne črpalke za podtalnico. Hladni toplotni nosilec je prikazan z modro barvo, vroči pa z rdečo.

Prednosti:

• Okolju prijazno. Takšne naprave veljajo za obnovljive vire energije, ki s svojimi emisijami ne onesnažujejo ozračja (medtem ko pri uporabi zemeljskega plina nastajajo škodljivi toplogredni plini, za proizvodnjo električne energije pa se pogosto uporablja zgorevanje premoga, ki prav tako onesnažuje zrak).
• Dobra alternativa plinu. Toplotna črpalka je idealna za ogrevanje prostorov v primerih, ko je uporaba plina iz enega ali drugega razloga otežena (na primer, ko se hiša nahaja daleč od vseh večjih komunalnih omrežij). Črpalka ima prednost pred plinskim ogrevanjem tudi v tem, da za namestitev takšne naprave ne potrebuje državnega dovoljenja (vendar ga boste pri vrtanju globoke vodnjake vseeno morali dobiti).
• Poceni dodatni vir toploteČrpalka je idealna kot poceni pomožni vir energije (najboljša možnost je uporaba bencina pozimi in črpalke spomladi in jeseni).

Napake:

1. Toplotne omejitve pri uporabi vodnih črpalkVse grelne naprave dobro delujejo pri pozitivnih temperaturah, medtem ko pri negativnih temperaturah številne črpalke prenehajo delovati. To je predvsem posledica dejstva, da voda zamrzne, zaradi česar je ni mogoče uporabiti kot vir toplote.
2. Težave se lahko pojavijo pri napravah, ki kot toploto uporabljajo vodo. Če se voda uporablja za ogrevanje, bo treba najti njen stabilen vir. Najpogosteje je za to treba izvrtati vodnjak, kar lahko poveča stroške namestitve naprave.

Glavne vrste, njihova načela delovanja

Vse toplotne črpalke se med seboj razlikujejo po svojem viru energije. Glavne vrste naprav: zemlja-voda, voda-voda, zrak-voda in zrak-zrak.

Prva beseda označuje vir toplote., A drugo pomeni, v kaj se spremeni v napravi.

Na primer v primeru naprave za čiščenje tal in vode toplota se črpa iz zemlje in nato pretvori v vročo vodo, ki se uporablja kot grelec v ogrevalnem sistemu. Spodaj bomo podrobneje obravnavali vrste toplotnih črpalk za ogrevanje.

Tla-voda

Naprave tipa podzemne vode pridobivajo toploto neposredno iz tal s pomočjo posebnih turbin ali kolektorjevV tem primeru je vir zemlja, ki segreva freon. Ta segreva vodo v kondenzacijski posodi. V tem primeru se freon ohladi in vrne na vhod črpalke, segreta voda pa se uporablja kot hladilno sredstvo v glavnem ogrevalnem sistemu.

Cikel ogrevanja tekočine nadaljuje, dokler črpalka prejema elektriko iz omrežja. Najdražja metoda z ekonomskega vidika je metoda zemlja-voda, saj bo za namestitev turbin in kolektorjev potrebno vrtati globoke vrtine ali spremeniti lokacijo tal na velikem območju.

Voda-voda

Glede na svoje tehnične značilnosti so črpalke voda-voda zelo podobne napravam razreda podzemne vode z edino razliko, da se v tem primeru kot primarni vir toplote uporablja voda in ne zemlja. Vir je lahko tako podtalnico kot vodo iz različnih rezervoarjev.

Fotografija 2. Vgradnja konstrukcije za toplotno črpalko voda-voda: v rezervoar so potopljene posebne cevi.

Naprave voda-voda bistveno cenejše črpalke zemlja-voda, saj njihova namestitev ne zahteva vrtanja globokih vodnjakov.

Morda vas bo zanimalo tudi:

4 formule, ki določajo toploto v hiši: pravila za izračun obtočne črpalke za ogrevalni sistem

V katerih primerih ne morete brez neprekinjenega napajanja za ogrevalno črpalko?

Skoraj popolna izbira: peč za savno Berezka. Zakaj je primerna za mnoge?

Zrak-voda

Enote zrak-voda prejemajo toploto neposredno iz okolja. Takšne naprave ne potrebujejo velikega zunanjega kolektorja za zbiranje toplote, za ogrevanje freona pa se uporablja navaden ulični zrak. Po segrevanju freon odda toploto vodi, nakar vroča voda skozi cevi vstopi v ogrevalni sistem. Naprave te vrste so precej poceni., saj črpalka za delovanje ne potrebuje dragega razdelilnika.

Zrak

Enota zrak-zrak prav tako prejema toploto neposredno iz okolja in za svoje delovanje potrebuje tudi zunanji razdelilnik ni potrebenPo stiku s toplim zrakom se freon segreje, nato pa segreje zrak v črpalki. Ta zrak se nato sprosti v prostor, kar vodi do lokalnega povišanja temperature. Naprave te vrste so tudi precej poceni, saj njihovo delovanje ne zahteva namestitve dragega razdelilnika.

Fotografija 3. Načelo delovanja toplotne črpalke zrak-zrak. Toplotni nosilec s temperaturo 35 stopinj vstopa v radiatorje.

Izračun za ogrevalne sisteme, tabela

Glavni indikator, ki prikazuje moč določene grelne naprave, je Parameter CPT (v angleški literaturi je znana pod okrajšavo POLICIJSKI). CPT - koeficient pretvorbe toplote, ki se izračuna tako, da se skupna moč naprave deli s količino porabljene električne energije na enoto časa. Na primer, določena črpalka X porabi 2 kW/h električno energijo in jo proizvaja 5 kW/h toplotna energija - v tem primeru vrednost CPT = 5/2 = 2,5.

Pretvorbeni faktor večine naprav je znotraj območja od 3 do 7, vendar Višji kot je CPT, dražja bo naprava. Prav tako je treba upoštevati, da je vrednost CPT odvisna od temperature okolice - če je prenizka, se bo vrednost CPT začela prizadevati si za 1 (pravzaprav se za ogrevanje hladilne tekočine uporablja samo elektrika, zunanja toplota pa ne bo sodelovala pri ogrevanju stavbe).

Fotografija 4. Tabela z izračunom moči toplotne črpalke zrak-voda proizvajalca Sapun.

Uporaba določene črpalke mora biti upravičena z inženirskega vidika. Za nakup naprave se najprej izračunajo toplotne izgube stavbe. Za to se uporablja naslednja formula: CT = (OZ * MTP * KS) / 860. Dešifrira se takole:

• Količina toplote (merske enote - kW/h).
• OZ — skupna prostornina stavbe.
• MTP — največja temperaturna razlika. Za določitev te vrednosti odštejte notranjo temperaturo od zunanje temperature. Na primer, želite, da je notranja temperatura pozimi 20 °C, medtem ko se bo na ulici nahajal poleg oznake -10 °C - v tem primeru MTP = 20 - (-10) = 30.
• Kansas — poseben korekcijski faktor, ki upošteva vrsto sten. Za lesene je indikator KS enak 3–4 enote, za opečne stene - 2–3, za opeko v dveh slojih - 1–2, za zidanje 2 sloja z izolacijo - 0,5—1.
• Številka 860 — korekcijski faktor, s katerim se končna vrednost deli za pretvorbo kilokalorij v kilovatne ure.

Montaža toplotne črpalke

Način namestitve naprave je odvisen od vrste in modela naprave ter od značilnosti terena. Poglejmo si Primer namestitve preproste toplotne črpalke zemlja-voda:

• Najprej se izvedejo pripravljalna delaNa tej stopnji se izmeri gladina podtalnice, določi moč električnega omrežja itd. Na koncu faze se vrtina izvrta po načrtu.

Fotografija 5. Vgradnja toplotne črpalke zemlja-voda: v predhodno izkopane vodnjake se vstavijo posebne cevi.

• Po katerem Geotermalne sonde se spuščajo v vrtine, ki bo črpal toploto iz tal. Na tej stopnji se namesti tudi uparjalnik s hladilnim sredstvom, ki bo prenašal toploto na kompresor.
• Zdaj ga je treba namestiti. Običajno je naprava nameščena v prostoru blizu hiše; območje kompresorja je običajno manj kot 1 kvadratni meter, Zato je takšna naprava praviloma nameščena v majhni sobi.
• Potem ko se to zgodi povezava črpalka do ogrevalnega omrežja hiše z uporabo ceviV zadnji fazi, preizkusna vožnjain če se odkrijejo kakršne koli napake, se izvede odpravljanje napak.

Koristen videoposnetek

Oglejte si videoposnetek, ki pojasnjuje delovanje toplotne črpalke zemlja-voda.

Varnost in ekologija

Toplotna črpalka je dobra naprava, ki je idealna za ogrevanje stavbe kot pomožni vir toplote.

V tem primeru se kot gorivo uporabljajo okoljski viri, zato toplotna črpalka velja za obnovljiv vir energije.

Glavne prednosti so varnost in prijaznost do okolja, saj se za delovanje ne uporablja zgorevanje plina ali premoga.

Takšna naprava ne bo škodoval ljudem ali okolju, vendar ga je treba uporabljati pametno, ker v nekaterih primerih uporaba te naprave morda ni priporočljivo z inženirskega ali ekonomskega vidika.