Toplotne črpalke so ena najsodobnejših ogrevalnih naprav. So ekološki in vam ni treba plačati za toploto, pridobljeno skozi njih

Čedalje večje breme za naravno okolje je pomenilo, da bi morali resno razmišljati o alternativnih načinih pridobivanja energije in ekološkega ogrevanja. Toplotna črpalka nam bo omogočila učinkovito uporabo obnovljive energije. Pojasnimo delovanje toplotne črpalke in predlagamo, katero izbrati

Ekološki viri energije: toplotna črpalka

Toplotne črpalke so majhne ekološke naprave, ki se uporabljajo predvsem za ogrevanje hiše. V ta namen črpajo toploto iz okolja (voda, tla ali zrak), to je tako imenovani spodnji vir, in ga prenašajo v zgornji vir - ogrevalno napeljavo (radiatorji ali talno ogrevanje).

Delovanje toplotne črpalke lahko primerjamo s hladilnikom. Zasnovan je za hlajenje živilskih izdelkov, stranski učinek njegovega dela pa je toplota, ki se odvzame iz njih, ki se vrne v sobo. Črpalka po drugi strani črpa toploto iz okolice, z njo ogreva stavbo, stranski učinek njenega delovanja pa je hlajenje spodnjega vira. Zato za ogrevanje hiše ne potrebuje goriva, razen električne energije, ki je potrebna za pogon kompresorja, tj. Glavnega elementa, ki črpa toploto iz spodnjega vira. Količina energije, dobavljene črpalki v obliki električne energije, pa je nekajkrat manjša od količine energije v obliki toplote, ki se prenaša v prostore. Zahvaljujoč temu je njegovo delovanje veliko cenejše od plinskega ali oljnega kotla.

Poleg tega toplotne črpalke delujejo na okolju prijazen način - ne proizvajajo dima, pepela ali drugih drugih škodljivih snovi za okolje. Moč čiste energije Da črpalka deluje optimalno, mora biti njena moč enaka potrebam hiše po toploti. Naprava s preveliko močjo lahko poveča naložbene stroške, medtem ko prenizka nizka frekvenca vklopi kompresor.

Kako izračunati optimalno moč toplotne črpalke?

Za optimalno delovanje črpalke je treba njeno moč izbrati glede na potrebe po toploti hiše. Naprava s preveliko močjo lahko poveča naložbene stroške, medtem ko prenizka nizka frekvenca vklopi kompresor. To pa skrajša njegovo življenjsko dobo in prispeva k večji porabi električne energije. Izbira moči toplotne črpalke je treba zaužiti projektantu ogrevalnega sistema.

Vendar je treba vedeti, da je treba k določitvi tega parametra pristopiti nekoliko drugače, kot je to v primeru kotla, na primer plinskega. Kotel mora imeti določeno dovodno zmogljivost, zahvaljujoč temu, da bo lahko učinkovito ogreval hišo tudi v zelo hudih zmrzalih. V kotlih pa velja tudi t.i. modulacija moči, to je njena prilagoditev trenutnim potrebam. Toplotne črpalke s takšno modulacijo so še vedno redke. Da bi pokrili potrebe doma po toploti tudi v zelo mrzlih dneh, oblikovalci pogosto predlagajo črpalke s previsoko napihnjenostjo. Vendar to pomeni, da bo takšna črpalka ves čas delovala z največjo hitrostjo, to je z odvečno močjo (uporablja se le nekaj dni na leto) - ne glede na zunanjo temperaturo. To seveda prinaša veliko izgube energije.

Prava rešitev se zdi izbira toplotne črpalke z zadostno močjo za običajno zimsko temperaturo (od 0 ° C do -10 ° C). Nekateri strokovnjaki menijo, da je moč toplotne črpalke celo nekoliko podcenjena, torej za 20-30% manjša, kot bi bila potrebna v najhladnejšem vremenu. V obdobjih, ko temperatura pade precej pod zmrzovanje, pa mora toplotna črpalka podpirati drug toplotni vir, to je delo v dvovalentnem sistemu. Pomanjkljivost te rešitve je, da bo črpalka z močjo, manjšo od potrebe po toploti v hiši, delovala nenehno, s čimer se bo spodnji vir občutno napolnil, za kar je delo z odmori zagotovo bolj koristno.

Kateri dodatni vir toplote izbrati?

Nekateri proizvajalci opremljajo toplotne črpalke z električnimi grelci (delujejo kot električni grelnik vode), ki pomagajo pri ogrevanju hiše med zelo nizkimi zunanjimi temperaturami. Vendar ta rešitev povzroča večje stroške za električno energijo. Kot dodatni vir toplote se lahko uporablja plinski ali oljni kondenzacijski kotel.

Iz ekoloških razlogov pa bo najbolj optimalna rešitev izbira kamina z zaprto zgorevalno komoro - predvsem zato, ker je les zelo učinkovit in obnovljiv vir energije, sodobni kaminski vložki pa zagotavljajo popoln nadzor nad postopkom gorenja lesa, s čimer se zmanjša emisija škodljivih spojin in se uporabi največ toplotna energija.

Učinkovitost toplotne črpalke

Da deluje učinkovito, kaže učinkovitost toplotne črpalke . Najenostavnejša definicija učinkovitosti črpalke je razmerje med toplotno energijo, ki jo proizvede, in količino električne energije, ki jo porabi, določeno s faktorjem COP. Če je za določeno črpalko 4, pomeni, da zagotavlja 4 kW energije, hkrati pa porabi 1 kW električne energije (v skladu z odredbo ministra za gospodarstvo o zahtevah glede energetske učinkovitosti vrednost COP za kompresorske toplotne črpalke ne sme biti manjša od 2, 4).

Kazalnik COP se najpogosteje določi v laboratorijih v posebnih pogojih delovanja toplotne črpalke, to je za določeno temperaturo spodnjega in zgornjega vira toplote. Pravzaprav se ti parametri nenehno spreminjajo - to pomeni, da se tudi učinkovitost, s katero črpalka deluje, spreminja. Učinkovitost toplotnih črpalk je natančneje izražena z drugim kazalnikom, imenovanim sezonski SPF (SCOP). Določa razmerje proizvedene energije in porabljene energije v določeni enoti časa - najpogosteje v enem letu. Poleg tega to razmerje upošteva električno energijo, ki jo porabi ne samo kompresor, temveč tudi dodatne komponente sistema, na primer ventilatorji ali električni grelci. Koeficient SPF (SCOP) toplotne črpalke vam pove, kako vpliva na okolje in stroške ogrevanja vašega doma.

Katero toplotno črpalko izbrati?

Izbira vrste toplotne črpalke in natančneje njenega spodnjega vira je odvisna od pogojev, v katerih bo delovala: območje parcele, podnebni pas, v katerem se nahaja hiša, raven podzemne vode in njihova kemična sestava, pa tudi geološki presek zemljišča na parceli (vrsta zemljišč). Predstavljamo štiri črpalke, ki črpajo toploto iz različnih virov in imajo različne faktorje učinkovitosti.

Toplota iz vode

Zaradi relativno visoke temperature podzemne vode tudi pozimi (8-10 ° C) ta način pridobivanja energije velja za najučinkovitejšega. Izbira črpalke, ki črpa toploto iz vode, pa zahteva iskanje vodonosnika z dovolj visoko zmogljivostjo - približno 210 litrov na uro za vsak kilovat ogrevalne moči. Za ekonomično delovanje črpalke mora biti voda ustrezne kemijske kakovosti. Najvarneje je uporabiti vmesni krog s proti zmrzovanjem med toplotno črpalko in vodo iz dovoda. Toplota iz vode antifriz segreva prek zunanjega toplotnega izmenjevalnika, v uparjalnik toplotne črpalke pa pride samo antifriz. Voda naj bo tudi brez mehanskih nečistoč, ki bi povečale upornost pretoka skozi uparjalnik.

Za delovanje črpalke z uporabo toplote podzemne vode sta potrebna dva globoka vodnjaka - dovod (sprejem vode, iz katere črpalka prejema toploto) in izpustni vodnjak, v katerega se odvaja "voda iz toplote". Če je na parceli ribnik ali drug rezervoar vode, vam ni treba vrtati vodnjaka - črpalka lahko takšno vodo uporablja tudi za pridobivanje toplote (pozimi na dnu ribnika temperatura vode ne pade pod 8 ° C). Takšna voda pa zahteva filtracijo in občasno zamenjavo transportne naprave.

Toplotne črpalke za vodo dobro delujejo za domove z veliko porabo toplote. Koeficient COP črpalk, ki uporabljajo vodno toploto, je v povprečju od 5 do 6, 6, odvisno od temperature spodnjega in zgornjega vira (to pomeni, da lahko dobite pet do šestkrat več energije od tiste, ki jo črpalka porabi).

Toplota iz zraka

V tem primeru je spodnji vir toplote zrak. Takšne črpalke so najcenejše in jih je najlažje namestiti - oblikovanja za vir toplote ni potrebno, ker gre za samo črpalko. Zaradi najmanj zapletene konstrukcije je v tem primeru nevarnost morebitnih napak najmanjša. Poleg tega je dostop do zraka neomejen, zato je takšno napravo mogoče namestiti na katero koli parcelo, tudi tisto z majhnimi dimenzijami.

Učinkovitost zračne črpalke se zmanjša, ko je zunaj hladno, to je takrat, ko je za ogrevanje hiše potrebno največ toplote. Ko se učinkovitost takšne naprave zmanjšuje, se njegova ogrevalna moč zmanjšuje. Nato mora črpalka podpirati vgrajen električni grelec (tako črpalka porabi več električne energije) ali na primer kamin. Toda v večini ogrevalne sezone, ko je temperatura zraka zmerna, takšna črpalka deluje ekonomično. Zračna črpalka se priporoča za domove z drugim, tradicionalnim toplotnim virom. Lahko se montira tako zunaj kot znotraj stavbe. COP zračnih črpalk je do 4, 4, odvisno od temperature spodnjega in zgornjega vira.

Zemeljska toplota

V naših klimatskih razmerah najbolje delujejo črpalke, ki črpajo toploto iz tal. V njej so položene cevi s tako imenovanim delovnim medijem (slanico), ki toploto prenaša na črpalko. COP takšnih črpalk je do 4, 8.

Toplotna črpalka z vodoravnim izmenjevalnikom toplote

To je vrsta toplotne črpalke, ki se najpogosteje uporablja na Poljskem. Iz tal črpa toploto s t.i. zemeljski kolektor (zemeljski kolektor). Nezmrzovalni medij (tako imenovana slanica), ki kroži v dolgi tuljavi na globini 1, 2-1, 5 m, prejema toploto od tal. Površina zemeljskega zbiralnika je odvisna od vrste tal in vrste stavbe, vendar naj bo približno 1, 5-2-krat večja od uporabne površine hiše. Takšna črpalka zato zahteva razmeroma veliko površino ploskve.

Toplotna črpalka z vertikalnim izmenjevalnikom - sondo

Če ima parcela nizko raven podzemne vode, zato ni mogoče narediti vodoravnega izmenjevalnika toplote, lahko uporabite črpalko z navpičnimi sondami, odvzamete toploto od tal s globine nekaj deset metrov. Delalo bo tudi na majhnih parcelah. Izdelava navpičnega izmenjevalnika je bolj težavna in dražja od zbiralnika, vendar vam omogoča boljši energijski učinek.

Kategorija:

Ogrevanje