Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Устройствата, използващи възобновяеми източници на енергия, като термопомпи, са бъдещето на отоплителните системи
Те използват земна, водна или въздушна топлина за отопление на домове и БГВ, за които не е нужно да плащате. Така че те са евтини в експлоатация и екологични.
С естествена енергия - термопомпи
Топлинните помпи са едно от най-модерните отоплителни устройства. Те отнемат топлина от околната среда - земя, вода или въздух - и я доставят към инсталацията за централно отопление и битова гореща вода, загряване на водата или към вентилационната система, като загряват въздуха, издухан в помещенията. Прехвърлянето на топлина от студена среда в инсталация, където температурата е по-висока, е възможно чрез подаване на дизелова енергия към помпата. В най-популярните, често използвани термопомпи за компресор, именно електричеството задвижва компресора на помпата. Повишаването на температурата на топлообменния медииращ топлообмен се получава в резултат на термодинамични промени, настъпващи в термопомпата в съответствие с принципа, на който се основава работата на хладилници и климатици.
ефективен
Ефективността на термопомпата е показана от коефициента на ефективност на отопление (COP). Това е съотношението на количеството топлина, получена в кондензатора на помпата, и мотивната консумирана енергия. Това зависи не само от дизайна на помпата, но преди всичко от температурата, която трябва да се получи в топлоприемника (отоплителната система), и температурата на източника, от който помпата черпи топлина. Съгласно наредбата на министъра на икономиката за изискванията за енергийна ефективност стойността на COP за компресорни термопомпи не може да бъде по-малка от 2, 4. Това означава, че за всеки киловат час електроенергия, използвана за задвижване на помпата, ще получаваме не по-малко от 2, 4 кВтч топлина. Производителите на помпи, които черпят топлина от земята или водата, информират, че COP на техните устройства обикновено е от 3 до 5. Въздушните термопомпи имат по-ниска ефективност в нашия климат.
Екологичният
Термопомпата често се нарича екологично устройство. Всъщност той не излъчва замърсяване в околната среда, а топлината, която използва, всъщност е слънчева енергия, натрупана в земята, водата или въздуха. На мястото, където работи помпата, няма влошаване на околната среда. Единственият ефект от неговото действие е да понижи с няколко градуса по Целзий температурата на средата, от която черпи топлина. Трябва да се помни обаче, че електричеството се използва за задвижване на помпата, която се генерира у нас чрез изгаряне на въглища, което причинява високо замърсяване на атмосферата. Следователно, докато не бъдат създадени екологични централи, термопомпите ще бъдат трудно да се считат за екологично чисти устройства в макромащаб. Успокояващо е, че когато отоплява къща с термопомпа, тя консумира няколко пъти по-малко електроенергия, отколкото ако се отоплява с печки и електрически нагреватели.
Откъде черпят енергията си?
От земята. За топлинните помпи, използващи земна топлина, тя трябва да се подава към изпарителя на помпата чрез специална инсталация. В малките системи неговите тръби са едновременно изпарителя на помпата - тя циркулира в тях и след това изпарява работната среда (поради което се наричат помпи за директно изпаряване). Тази инсталация се нарича заземен топлообменник. Правилната работа на помпата зависи от нейния избор и изпълнение.Тя може да бъде направена от медни или пластмасови тръби (PVC, PE, PP или PB), положени в земята под формата на хоризонтални колектори - в една или две равнини или под формата на спирала. В някои случаи се използват и вертикални колектори. Хоризонталните наземни топлообменници се полагат на дълбочина 1-2 m, където температурата варира от 11-17 ° C през лятото до 0-5 ° C през зимата. Температурата зависи до голяма степен от физическите свойства на почвата, поради което тя трябва да бъде изпитана преди да се направи топлообменника. Твърде оптимистичните предположения за температурата на земята около топлообменника могат да доведат до недостатъчна работа на помпата. Най-добрите условия за получаване на топлина са във влажна, глинеста почва. Плътността на топлинния поток, която определя ефективността на наземния топлообменник, е 40-50 W / m2, а в суха почва само 10-30 W / m2, което е дори пет пъти по-малко. За да достигне термопомпата 10 кВт, общата дължина на тръбите на обменника трябва да бъде около 470 м. Поради съпротивлението на потока, дължината на един контур не трябва да бъде твърде голяма. За тръби с диаметър 1 инч може да бъде максимум около 200 м, за тръби с диаметър 1, 5 инча - до 350 м. Ако на парцела няма достатъчно място за полагане на тръби в хоризонтална равнина, могат да се направят вертикални колектори. Това изисква пробиване на няколко дупки в земята с дълбочина 10-100 м на поне 5 м една от друга и поставяне на по една бримка тръба във всяка. За това е необходимо специализирано оборудване, поради което изработката на такъв обменник е по-скъпа от хоризонталната. Изгодно е на парцели с много ниско ниво на подпочвените води.
Без вода. Термопомпата вода-вода се използва по-рядко от земята. Теоретично работи по-ефективно, но получаването на топлина от вода е по-трудно. Подземната вода има температура около 10 ° C през цялата година. За да го използвате като долния източник на термопомпата, трябва да пробиете всмукващ кладенец с капацитет най-малко 1, 5 м3 / ч и да инсталирате помпа, която ще изпомпва вода от него към втория кладенец, наречен абсорбент. По пътя водата трябва да измие изпарителя на термопомпата, като загрява работната среда в нея. Ако капацитетът на поглъщане на един кладенец е недостатъчен, трябва да се пробият няколко, което увеличава инвестиционните разходи. Важно е водата от входящия кладенец да не е твърде твърда, тъй като отлаганата върху топлообменника скала ограничава топлообмена. Ако съдържа много желязо и манган, той бързо ще унищожи помпата и обменника. След известно време на експлоатация, ефективността на кладенеца също може да намалее. Повърхностната вода (от река или езеро) също може да се използва за захранване на термопомпа, но тъй като температурата й се колебае между 0 и 10 ° C, може да се случи изпарителят да замръзне и като последица спира помпата. Освен това, за да получите необходимото количество топлина, трябва да изпомпвате сравнително голям поток вода. За да достигне 10 kW, е необходим поток от над 2 m3 / h вода при 5oC. Консумацията на енергия за задвижване на помпа, принуждаваща такъв поток се отразява неблагоприятно на ефективността на системата.
От въздуха. Въздушните термопомпи са най-малко проблемни. Те не се нуждаят от външна инсталация за получаване на топлина. Въздушният въздух просто се всмуква във вътрешността на устройството от вентилатора и директно измива изпарителя, подавайки топлина на работната среда, циркулираща във вътрешната циркулация на помпата. Поради ниската температура на въздуха такава помпа в нашия климат работи предимно като устройство, предназначено за отопление на битови води през цялата година. По време на силни студове ефективността му намалява до такава степен, че консумира толкова електроенергия, колкото обикновеният електрически котел. Използването му за отопление на помещения може да бъде изгодно само в райони с умерен климат, където броят на много студените дни в годината е малък. Най-разумното изглежда използването на устройства за въздух / въздух, които са популярни климатици, но във версия, която може да работи и като термопомпа. Ефективността им, разбира се, също намалява с понижаването на температурата навън и по време на силни студове работата им е неикономична.
Мощност на помпата
Зависи от много фактори, преди всичко от свойствата на работните параметри на саламурата и отоплителната система. Следователно е невъзможно да се знае точно каква мощност за отопление има конкретно устройство. Всеки път тя трябва да бъде определена чрез извършване на изчисления въз основа на определени предположения. Това обаче не означава, че на практика мощността ще бъде точно такава, каквато произлиза от изчисленията. Освен това той може да се промени по време на работа на устройството. Струва си да знаете, че в зависимост от вида на почвата, нейната топлинна ефективност варира от 10 до 50 W / m² - най-ниската е, когато почвата е суха и песъчлива, най-голямата - когато е влажна. Слънчевата светлина също е важна - тя не трябва да бъде засенчена. Често се случва почвата да изсъхне с течение на времето (например, когато се образуват разкопки за нови сгради до нея) и тогава ефективността на помпата, която се е представила добре за дълго време, намалява. Помпите, които отнемат топлина от вода, също могат да причинят проблеми след известно време. Когато условията на почвата и водата се променят, капацитетът на кладенеца може да се окаже твърде нисък. Практиката показва, че в случая на абсорбиращи кладенци това всъщност е правилото.
Добро място
По практически причини, т.е. поради своите размери и необходимостта от използване на резервоар за битова гореща вода и аксесоари (като помпи или клапани), термопомпата обикновено се монтира в отделно техническо помещение. Не е необходимо да отговаря на каквито и да е изисквания, различни от размерите, които позволяват достъп до всички компоненти. Наскоро на пазара се появиха компактни термопомпи с вграден резервоар за гореща вода. Те изглеждат като големи хладилници и са предназначени за използване в помощни помещения, например в кухнята. Шумът от термопомпата не е по-обезпокоителен от работата на съдомиялната машина. Можете също да намерите термопомпи, които да се монтират извън дома. Те са въздушни помпи. Също така наземните помпи могат да имат корпуси, които позволяват да бъдат разположени извън дома, например в яма, изкопана в земята.
Доходност
Термопомпата консумира малко конвенционална (електрическа) енергия, а експлоатационните й разходи са сред най-ниските сред всички популярни отоплителни устройства. В същото време обаче в момента на покупката тя е една от най-скъпите по рода си. Термопомпите струват 10-50 хиляди. PLN *, но цената им до голяма степен зависи от мощността. За отопление на еднофамилни домове обикновено е достатъчно 8-10 кВт (термопомпата е избрана така, че нейната мощност да е малко по-ниска от максималното потребление на енергия за отопление на къщата - нейното превишаване на размера води не само до по-висока изкупна цена, но преди всичко до неикономична работа, т.е. по-високи експлоатационни разходи) 2 кВт е достатъчно за отопление само на използваема вода. Топлинните помпи са издръжливи устройства, които работят безпроблемно средно няколко години. Поддръжката им се състои само в подмяна на работната среда на всеки няколко или дори няколко години. За около 25 000 PLN * можете да закупите въздушна термопомпа с резервоар за отопление на битова вода. Той има електрически нагревател, благодарение на който водата в резервоара през цялата година има достатъчно висока температура. Такова устройство може също да захранва инсталацията за централно отопление с радиатори или подово отопление. Трябва обаче да знаете, че когато външната температура е ниска, когато потреблението на топлина е най-високо, тя ще се подава главно от нагревателя и следователно експлоатационните разходи ще бъдат относително високи. Средната годишна ефективност на въздушна термопомпа е около 2, което означава, че от киловатчас електроенергия, доставена за задвижване на помпата, могат да се получат приблизително 2 кВтч топлина. Следователно цената на неговата работа ще бъде приблизително половината от тази на конвенционалното електрическо отопление. В случай на термопомпи с наземни източници и тези, които получават топлина от вода, ние плащаме не само за помпата, но и за инсталацията, позволяваща събирането на топлина от долния източник. Общата цена на системата е поне 40-60 хиляди. * Зл. Средната годишна ефективност на самата термопомпа, захранваща нискотемпературната инсталация, която може да бъде дори над 5, но ако вземете предвид ефективността на всички компоненти на системата и консумацията на енергия на циркулационните помпи, тя може да се окаже по-ниска от 4. Въпреки това, разходите за енергия за захранване на отоплителната система все пак ще бъдат почти четири пъти по-малък, отколкото при конвенционалното електрическо отопление. (* предвид цените от октомври 2010 г.)