Da se bo naložba v toplotno črpalko hitro izplačala, moramo izbrati najboljši vir toplote zanjo. Ali bo voda ali zemlja, vertikalni ali vodoravni izmenjevalec toplote v tej vlogi bolje delovala, je v veliki meri odvisno od naše parcele. Pojasnimo, kako delujejo toplotne črpalke.

Delovanje toplotne črpalke

Toplotna črpalka je naprava, ki spominja na majhen hladilnik ali velik stojni plinski kotel. Tako kot on se toplotna črpalka uporablja za ogrevanje hiše in pripravo tople vode. Zakaj so ga potem imenovali črpalka? Ker za ogrevanje uporablja toploto, ki zahvaljujoč termodinamičnim spremembam - enakim kot pri običajnih hladilnikih, pa tudi klimatskih napravah - "črpa" iz vira z nižjo temperaturo v toplejši medij. Hladnejši vir, tako imenovano dno, s katerega se odvaja toplota, so lahko tla, voda in celo zrak. Zgornji vir, kamor se dovaja toplota, je voda (redkeje zrak), ki jo ogreva črpalka, ki kroži v ogrevalnem sistemu. Tako črpalka ne proizvaja toplote, razen količine, ki je stranski učinek njenega kompresorja, le ga prenaša iz spodnjega v zgornji vir.

Črpalka se napaja z električno energijo. Na srečo ne potrebuje veliko, zato ogrevanje stane manj kot plinski ali oljni kotel.

Toplotne črpalke: zrak, voda ali tla?

Obstaja več virov, iz katerih črpalka lahko črpa toploto. Izbira črpalke ne bo odvisna samo od naših finančnih zmožnosti, temveč tudi od velikosti parcele in zemlje, ki se na njej pojavlja, ter od podnebnega pasu, v katerem živimo.

Najlažji način je namestitev toplotne črpalke z zrakom kot njenim spodnjim virom. Vendar pa se njegova učinkovitost znatno zmanjša, ko zunaj postane hladno, to je takrat, ko potrebujete največ toplote za ogrevanje doma. Nižja je temperatura zraka, več energije porabi črpalka, da proizvede enako količino toplote in med močnim zmrzali sploh ne more delovati, in vgrajen vanjo je električni grelec. Potem so stroški ogrevanja res visoki - na primer uporaba preprostih električnih grelnikov. Na srečo, ko je temperatura zraka zmerna, to je za precej večji del ogrevalne sezone, zračna toplotna črpalka deluje ekonomično. Skupaj lahko sklepamo, da bodo povprečni stroški ogrevanja za celotno ogrevalno sezono približno polovico stroški ogrevanja z električnimi radiatorji.

Toplotne črpalke voda / voda ali voda / zrak uporabljajo toploto, nakopičeno v podzemni vodi, ki ima razmeroma visoko temperaturo vso zimo (8-10 ° C) in je zato učinkovit spodnji vir. Za njegovo delovanje sta potrebna dva globoka vodnjaka: dovod in izpust - od prve črpa se voda, iz katere črpalka prejema toploto, do druge - odtočna voda, ki je že oddajala toploto. Če ima nekdo dostop do ribnika ali drugega rezervoarja za vodo, mu ni treba vrtati vodnjaka.

Pozimi temperatura vode na dnu ribnika ne pade pod 8 ° C, zato lahko računate na nemoteno delovanje črpalke z njeno toploto. Vendar je ta vrsta črpalke okorna. Voda, vlečena iz ribnika, je onesnažena in zahteva filtriranje in občasno zamenjavo elementov vodne transportne naprave, ki v praksi precej hitro korodirajo. Kljub visoki učinkovitosti je delovanje takšnih toplotnih črpalk precej drago in jih je smiselno uporabljati le v objektih z zelo velikimi potrebami po toploti. Zato je zemlja črpalka pogosteje uporabljen vir toplote.

Toplotna črpalka slanice / vode s vgrajenim rezervoarjem za toplo vodo

Talni izmenjevalec toplote - toplota iz tal

Na globini približno 1, 5 m je temperatura tal od 0 do 8 ° C, kar omogoča črpalki ekonomično delovanje - količina toplote, pridobljene iz vodoravnega toplotnega izmenjevalnika, ki se nahaja na tej globini, je lahko tri do štirikrat večja od količine električne energije, ki jo porabi črpalka. Še boljši rezultati so doseženi z uporabo zemeljskega toplotnega izmenjevalnika s cevmi, postavljenimi navpično v globoke vrtine (od nekaj deset do več kot sto metrov), ki tvorijo tako imenovane sonde. Toplotni izmenjevalnik v obliki navpičnih sond zagotavlja ugodne delovne parametre toplotne črpalke in njihovo stabilnost skozi celotno ogrevalno sezono, kar ne zagotavlja vodoravni izmenjevalec. Njegova temperatura se po dolgem času delovanja črpalke občutno zmanjša, kar zmanjša učinkovitost njenega delovanja. Na žalost so stroški izdelave vertikalnega izmenjevalnika vsaj polovico manjši od vodoravnega. Zato je toplotna črpalka z vodoravnim zemeljskim izmenjevalnikom toplote najpogostejša izbira investitorjev. Zagotavlja nizke obratovalne stroške, vsaj polovico toliko kot ogrevanje na zemeljski plin, naložbeni stroški pa ostanejo na sprejemljivi ravni.

Izvajanje zemeljskega izmenjevalnika toplote je najbolj težavna faza vgradnje toplotne črpalke. Pravilno in varčno delovanje je odvisno od izbire in pravilne namestitve toplotnega izmenjevalnika, izdelan je iz prožnih plastičnih ali bakrenih cevi. Vodoravni izmenjevalci se lahko položijo v tla v eni ali dveh ravninah ali v obliki spirale. Da bi dobili čim več toplote, mora biti tak izmenjevalec na globini, kjer je temperatura tal najvišja. V praksi se zaradi stroškov in donosnosti naložbe položi na globino, nekoliko večjo od ledišča tal, ki je, odvisno od regije na Poljskem, od 0, 8 do 1, 4 m pod tlemi.

Toplotna črpalka z zemeljskim izmenjevalnikom toplote na velikem placu …

Kako veliko območje parcele je treba dodeliti vodoravnemu izmenjevalcu tal? Odvisno je od vrste tal. Prednostno ilovnato. Gostota toplotnega toka je nad 30 W / m 2, v suhi peščeni zemlji pa lahko znaša tudi do 10 W / m 2, kar je trikrat manj. Zato lahko toplotna črpalka doseže 10 kW (tj. Zadostuje za ogrevanje hiše s površino približno 200 m 2, v kateri živijo štiri osebe), morate položiti cevi za približno 330 m 2 parcel v mokrišču in celo za 1000 m2 parcel s suho zemljo . Hkrati se morate zavedati, da območja nad izmenjevalnikom ni mogoče osenčiti, zato nobena zgradba ne more stati na njem in tudi ne morete zasaditi večjih rastlin (z velikimi koreninami) ali utrjevati območja. Tam je priporočljivo postaviti trato. Tla, iz katerih se pridobiva toplota, morajo biti "regenerirana", kar nastane kot posledica sončne svetlobe in padavin, zato ne sme biti težko doseči sončne svetlobe in vode do tal. To bi se morali spomniti, če šele načrtujemo nakup parcele in nameravamo hišo ogreti s talno črpalko z vodoravnim izmenjevalnikom toplote. Parcela mora biti dovolj velika, da se lahko vgradi toplotni izmenjevalec in hiša, tlakovana dovozna steza in morda vrt - in ne zasenči območja nad toplotnim izmenjevalnikom. To pa ne pomeni, da toplotne črpalke zemeljskega vira ne moremo uporabljati, če imamo majhno ploskev.

… in toplotna črpalka z zemeljskim izmenjevalnikom toplote na majhni parceli

Kadar na ploskvi primanjkuje prostora, je rešitev izdelava toplotnega izmenjevalnika v obliki navpičnih sond. Čeprav je dražja od nivojev, omogoča varčnejše delovanje črpalke in dobro deluje na parcelah z zelo nizko gladino podzemne vode, kjer bi vodoravni izmenjevalec moral imeti zelo veliko površino. Kot vodilo lahko domnevamo, da za pridobitev 1 kW ogrevalne moči potrebujete cev, postavljeno navpično v 20 m globok vodnjak, to je za 10 kW, vodnjak naj bo 200 m. Za vrtine s globino več kot 100 m potrebujete dovoljenje rudarske pisarne, za plitkejše (zgoraj 30 m) - vodno dovoljenje urada za upravljanje z vodami. Na splošno je namesto enega zelo globokega narejenih več plitvih vrtin. V tem primeru jih je treba ločiti med seboj za najmanj 5 m. Tudi na majhni parceli ne sme biti težav pri iskanju prostora za dve ali tri vrtine, ki zadostujejo za ogrevanje srednje velike enodružinske hiše.

Vzemite kviz. Koliko veste o toplotnih črpalkah?

Kategorija:

Ogrevanje