Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!
Kateri viri nižje toplote hišnih toplotnih črpalk se najpogosteje uporabljajo in zakaj?
V enodružinskih hišah lahko za črpalko enostavno uporabimo naravne vire toplote - zemljo, podtalnico in površinsko vodo, predvsem pa zrak. Pri odločitvi za enega izmed njih je treba upoštevati tako stroške namestitve kot tudi možno učinkovitost sistema, saj so od tega odvisni kasnejši stroški njegovega delovanja. Učinkovitost črpalke je tesno povezana s temperaturo nižjega vira toplote – višja kot je, manj električne energije je potrebno za doseganje temperature vode, potrebne za oskrbo ogrevalnega sistema.Temperatura naravnih izvirov se skozi leto spreminja:
- podzemna voda - od 8 do 12oC,
- površinska voda - od 2 do 10oC,
- tla - od -3 do 5oC,
- zrak - od -20 do nad 30oC.
Iz tega sledi, da največji povprečni letni izkoristek dosegajo črpalke, katerih manjši vir toplote je podtalnica, najmanjši pa zrak. Vendar to ne pomeni, da se najbolj splača vgraditi toplotne črpalke, ki pridobivajo toploto iz vode. To je običajno povezano z visokimi stroški namestitve. Zato je pogosto boljša rešitev izbira zračne črpalke – takšna investicija je najcenejša.
Da bi se odločili za najboljšo vrsto vira nižje toplote, je vredno naročiti poklicnemu oblikovalcu, da izvede tehnično in ekonomsko analizo, ki primerja različne rešitve v fazi projektiranja stavbe.Lahko vsebuje ne le obratovalne stroške, ampak tudi predvidene kapitalske izdatke, ki lahko v mnogih primerih odločilno vplivajo na izbiro naprave. Oglejmo si podrobneje vsak vir nižje toplote in poglejmo, kaj je zanj značilno.
Za napajanje toplotnih črpalk so primerni tudi umetni viri, na primer odpadna toplota iz industrijskih ali kmetijskih procesov - odplake, tekočine in plini, segreti med tehnološkimi procesi. Imajo relativno visoko temperaturo, neodvisno od letnega časa, zato lahko zagotovijo zelo dober izkoristek ogrevalnega sistema. Na žalost je njihova razpoložljivost omejena in se zato redko uporabljajo.
Kazalo
- Nižji vir toplote - zemlja in voda
- Nižji vir toplote - zrak
- Izviri podtalnice - težave
Nižji vir toplote - zemlja in voda
Za izrabo energije v obliki toplote iz zemlje se vanj namesti horizontalni kolektor (imenovan tudi horizontalni zemeljski toplotni izmenjevalec) ali vertikalne sonde (vertikalni zemeljski toplotni izmenjevalnik). V obeh primerih gre za podzemne vode iz polietilenskih cevi, napolnjene s sredstvom proti zmrzovanju, običajno raztopino vodnega glikola.
Prednost talnega vertikalnega kolektorja pred horizontalnim toplotnim izmenjevalnikom je predvsem v tem, da zavzame veliko manj prostora in ima majhen vpliv zunanjih dejavnikov na temperaturo tal pod globino 10 m. horizontalni kolektor je cenejši. Vendar pa so na globini 1,2-1,8 m, kjer se ga splača položiti, precej velika temperaturna nihanja in zemlja, v katero je vkopan vodoravni kolektor, se mora spomladi in poleti »regenerirati«, za kar je potrebna neomejena izpostavljenost. na sončno energijo in deževnico. Zato ga ne smemo prekriti z betonsko površino.Za pridobivanje energije iz podzemne vode jo črpamo iz globokega vodnjaka. Tako zbrana toplota se v ploščnem toplotnem izmenjevalniku prenese v tako imenovani kratki toplotni izmenjevalnik, napolnjen z raztopino glikola, ki ne zmrzuje, in se uporablja za zaščito uparjalnika toplotne črpalke pred usedlinami in korozijo. Le ta prenaša toploto na uparjalnik.
Kadar je spodnji vir površinska voda (na primer ribnik), ji lahko toploto odvajamo na enega od zgornjih načinov - z vodoravnim zbiralnikom, napolnjenim z raztopino glikola, potopljeno v vodo, ali s črpanjem preko toplotnega izmenjevalnika vmesnega tokokroga v izmenjavi toplo.
Zaradi zahtevnosti montaže in visokih investicijskih stroškov, povezanih z izvedbo tovrstnega projekta, se vodni dno toplotnih virov v stanovanjski gradnji redko uporablja. Odpadna voda je lahko tudi dober nižji vir toplote, vendar je količina odpadne vode, ki nastane v gospodinjstvu, premajhna, da bi jo uporabili v tehnološkem procesu za pridobivanje energije.
Nižji vir toplote - zrak
Zrak je najcenejši, ker ne zahteva skoraj nič investicijskega dela, nižji vir toplote. Velika pomanjkljivost te rešitve so spremembe temperature zraka – ta je najmanjša pozimi, ko je potreben največji izkoristek toplotne črpalke. To pomeni, da je takrat njegova učinkovitost najmanjša. Zato se zgodi, da je za ogrevanje hiše potrebno uporabiti dodaten vir toplote. Vendar se višji obratovalni stroški toplotnih črpalk na zrak na splošno izravnajo z nižjimi stroški naložbe kot pri drugih rešitvah. Trenutno so na trgu toplotne črpalke na zrak, ki zlahka prenašajo temperature ogrevalne vode 60 °C pri nizkih zunanjih temperaturah.
Toplotne črpalke na zunanji zrak ne potrebujejo posebnih prostorov - postavljene so zunaj ob objektu ali obešene na steno in zavzamejo malo prostora.V stavbo so predvidene tudi vgradnje toplotnih črpalk, ki jih napaja zrak, doveden od zunaj po posebnih kanalih. Uporabljajo se za preprečevanje hrupa v hiši.
Kot nižji vir se lahko uporabi tudi zrak, iztisnjen iz hiše (pri temperaturi 5-20 °C). Omejitev pri uporabi tako gnanih toplotnih črpalk je njihova majhna grelna moč. Primerni so za uporabo v nizkoenergijskih in pasivnih objektih. V drugih jih lahko uporabljamo za pripravo tople sanitarne vode, prezračevanje ali klimatizacijo (kot rekuperator) ali kot podporo ogrevalnemu sistemu. Zračne toplotne črpalke so odlična rešitev v manjši zgradbi na majhni parceli, kjer ni možna vgradnja zemeljskega toplotnega izmenjevalnika ali ko želimo znižati stroške ogrevanja hiše z drugimi klasičnimi viri toplote, kotli na precej drago gorivo. olje ali propan. Nato jih v obdobjih zmerne zunanje temperature črpalka delno nadomesti.
Izviri podtalnice - težave
Čeprav ima podtalnica najvišjo temperaturo, ne glede na globino in letni čas (približno 10oC), so zemeljske sonde najpogostejša rešitev na Poljskem. To je posledica dejstva, da je sistem podzemne vode bolj problematičen, zato njegova večja učinkovitost ne pomeni boljšega ekonomskega učinka. Sestavljen je iz vodnjakov za zajem in izpust vode. Zahteva določitev lokacije vira in izdatnosti, ravni vodonosnika, lokalnih hidrogeoloških pogojev in kakovosti vode. Zaradi vsebnosti nečistoč v podtalnici proizvajalci črpalk priporočajo uporabo indirektnega toplotnega izmenjevalnika za zaščito uparjalnika v toplotni črpalki pred usedlinami in korozijo. Dogaja se, da ko raven mineralnih in kemičnih nečistoč vode presega dovoljene vrednosti ali je vnos vode premajhen, je nemogoče uporabiti kot vir toplote.
Dodatne slabosti tovrstne rešitve so dolgi časi izvedbe, predvsem pa nepredvidljive spremembe izkoristka vira in kakovosti vode v prihodnosti. Po drugi strani pa težave pri rabi površinskih voda izhajajo predvsem iz pogostega pomanjkanja vodnega zbiralnika v bližini stavbe, pa tudi iz obremenjujočega postopka vloge za pridobitev dovoljenja, saj so na Poljskem vse reke in jezera v lasti s strani države. Samo ribniki so v zasebni lasti. Če se odločimo za sistem z neposrednim zajemom vode in prečrpavanjem le-te preko vmesnega izmenjevalnika, je treba rešiti problem umazanije in umazanije izmenjevalnika in vodne črpalke. Če se toplota sprejema preko potopnega toplotnega izmenjevalnika, mora biti rezervoar za vodo dovolj velik in globok več kot 3-4 m, ne smemo pozabiti, da se pozimi temperatura vode v njem približa 0°.o C, v primeru močnega onesnaženja pa celo pod to vrednostjo.