Топлинните помпи са едно от най-модерните отоплителни устройства. Те са екологични и не е нужно да плащате за топлината, получена чрез тях

Нарастващото натоварване на естествената среда означаваше, че трябва сериозно да мислим за алтернативни начини за получаване на енергия и екологично отопление. Термопомпата ще ни позволи да използваме възобновяема енергия ефективно. Обясняваме работата на термопомпата и предлагаме коя да изберете

Екологични източници на енергия: термопомпа

Топлинните помпи са малки екологични устройства, използвани главно за отопление на къщата. За тази цел те извличат топлина от околната среда (вода, почва или въздух), т.е. така наречения долен източник, и го прехвърлят към горния източник - отоплителната инсталация (радиатори или подово отопление).

Работата на термопомпата може да се сравни с хладилник. Той е предназначен за охлаждане на хранителни продукти, а страничен ефект от работата му е топлината, отнесена от тях, която се връща обратно в стаята. Помпата, от друга страна, извлича топлина от околната среда, загрява сградата с нея, а страничният ефект от нейната работа е охлаждането на долния източник. Следователно не се нуждае от гориво за отопление на къщата, с изключение на електричеството, необходимо за задвижване на компресора, т.е. основния елемент, който изпомпва топлината от долния източник. Количеството енергия, подавана на помпата под формата на електричество, обаче е няколко пъти по-малко от количеството енергия под формата на топлина, предавана в помещенията. Благодарение на това работата му е много по-евтина от газов или нефтен котел.

В допълнение, термопомпите работят по екологично чист начин - не произвеждат дим, пепел или други вредни за околната среда вещества. Мощността на чистата енергия За да работи помпата оптимално, мощността му трябва да съответства на нуждите на топлината в къщата. Устройство с твърде много мощност може да увеличи инвестиционните разходи, докато твърде ниското ще доведе до включване на компресора твърде често.

Как да изчислим оптималната мощност на термопомпата?

За оптимална работа на помпата нейната мощност трябва да бъде избрана в зависимост от нуждите на топлината в къщата. Устройство с твърде много мощност може да увеличи инвестиционните разходи, докато твърде ниското ще доведе до включване на компресора твърде често. Това от своя страна скъсява живота му и допринася за по-голямото потребление на електроенергия. Изборът на мощност на термопомпата трябва да бъде поверен на дизайнера на отоплителната система.

Трябва обаче да знаем, че определянето на този параметър трябва да се подхожда малко по-различно, отколкото се прави в случай на котел, например газов. Котелът трябва да има определен капацитет на захранване, благодарение на който ще може ефективно да отоплява къщата дори при много тежки студове. В котлите обаче се използва т.нар силова модулация, т.е. нейното адаптиране към текущите нужди. Топлинните помпи с такава модулация все още са рядкост. За да покрият търсенето на топлина в дома дори в много студени дни, дизайнерите често предлагат помпи с наднормено надуване. Това обаче означава, че такава помпа ще работи с най-високата си скорост, т.е. с излишна мощност (използва се само няколко дни в годината) по всяко време - независимо от външната температура. Това, разбира се, носи много загуба на енергия.

Правилното решение изглежда е избора на термопомпа с достатъчна мощност за типична зимна температура (от 0 ° C до -10 ° C). Някои експерти смятат, че мощността на термопомпата може да бъде дори леко подценена, т.е. с 20-30% по-ниска, отколкото би била необходима в най-студеното време. В периоди, когато температурата пада доста под замръзване, обаче, термопомпата трябва да бъде поддържана от друг източник на топлина, т.е. работа в двувалентна система. Недостатъкът на това решение е, че помпа с мощност, по-ниска от потреблението на топлина в къщата, ще работи постоянно, като по този начин значително зарежда долния източник, за който работата с почивки определено е по-изгодна.

Какъв допълнителен източник на топлина да изберете?

Някои производители оборудват термопомпите с електрически нагреватели (действащи като електрически бойлер), които помагат да се отоплява къщата по време на много ниски външни температури. Това решение обаче генерира по-високи разходи за електроенергия. Като допълнителен източник на топлина може да се използва кондензационен котел за газ или масло.

По екологични причини обаче най-оптималното решение ще бъде изборът на камина със затворена горивна камера - преди всичко защото дървесината е много ефективен и възобновяем източник на енергия, а модерните вложки за камини гарантират пълен контрол върху процеса на изгаряне на дърва, като по този начин намаляват емисиите на вредни съединения и използват максимално топлинна енергия.

Ефективност на термопомпата

Това дали работи ефективно се доказва от ефективността на термопомпата . Най-простото определение на ефективността на помпата е съотношението на топлинната енергия, която произвежда, към количеството електроенергия, което консумира, определено от коефициента COP. Ако тя е 4 за дадена помпа, това означава, че тя осигурява 4 kW енергия, като същевременно консумира 1 kW електроенергия (в съответствие с наредбата на министъра на икономиката за изискванията за енергийна ефективност, стойността на COP за термопомпите на компресора не трябва да бъде по-малка от 2.4).

Индикаторът COP най-често се определя в лаборатории при специфични условия на работа на термопомпата, т.е. за дадена температура на долния и горния източник на топлина. Всъщност тези параметри се променят постоянно - това означава, че ефективността, с която работи помпата, също се променя. Ефективността на термопомпите е по-точно изразена чрез втори индикатор, наречен сезонен SPF (SCOP). Той определя съотношението произведена енергия и консумирана за дадена единица време - най-често в рамките на една година. В допълнение, този баланс взема предвид електроенергията, консумирана не само от компресора, но и допълнителни компоненти на системата, като вентилатори или електрически нагреватели. Именно коефициентът SPF (SCOP) на термопомпа ви казва как влияе върху околната среда и разходите за отопление на вашия дом.

Коя термопомпа да изберете?

Изборът на вида на термопомпата и по-точно на долния й източник зависи от условията, при които ще работи: площ на парцела, климатична зона, в която се намира къщата, нивото на подземните води и техния химичен състав, както и геологичното напречно сечение на земята върху парцела (тип земя). Представяме ви четири помпи, които черпят топлина от различни източници и имат различни коефициенти на ефективност.

Топлина от вода

Поради сравнително високата температура на подземните води и през зимата (8-10 ° C) този начин за получаване на енергия се счита за най-ефективен. Изборът на помпа, която черпи топлина от вода, обаче изисква да се намери водоносен хоризонт с достатъчно голям капацитет - около 210 литра на час за всеки киловат отоплителна мощност. За да работи помпата икономично, водата трябва да е с достатъчно химическо качество. Най-безопасно е да се използва междинна верига с антифриз между термопомпата и водата от всмукателната система. Топлината от вода загрява антифриза чрез външен топлообменник и само антифризът влиза в изпарителя на термопомпата. Освен това водата не трябва да съдържа механични примеси, които биха увеличили съпротивлението на потока през изпарителя.

За работата на помпата, използваща топлина на подземната вода, са необходими два дълбоки кладенци - всмукателен (приемащ вода, от който помпата получава топлина) и изпускателен кладенец, в който се оттича "вода от топлина". Ако на парцела има езерце или друг водохранилище, не е необходимо да пробивате кладенец - помпата може също така да използва такава вода за генериране на топлина (през зимата на дъното на водоема температурата на водата не пада под 8 ° C). Такава вода обаче изисква филтрация и периодична подмяна на транспортната инсталация.

Водните термопомпи работят добре за домове с голямо потребление на топлина. Коефициентът COP на помпите, използващи водна топлина, е средно 5 до 6, 6, в зависимост от температурата на долния и горния източник (това означава, че можете да получите пет до шест пъти повече енергия от консумираната от помпата).

Топлината от въздуха

В този случай най-долният източник на топлина е въздух. Такива помпи са най-евтините и най-лесните за инсталиране - не е нужен дизайн за източника на топлина, защото това е самата помпа. Поради най-малко сложната конструкция рискът от възможни дефекти е най-ниският в този случай. В допълнение, достъпът до въздух е неограничен, следователно такова устройство може да бъде инсталирано на всеки участък, дори и такъв с малки размери.

Ефективността на въздушната помпа намалява, когато навън изстине, т.е. когато е необходимо най-много топлина за отопление на къщата. Тъй като ефективността на такова устройство намалява, неговата топлинна мощност намалява. Тогава работата на помпата трябва да се поддържа от вграден електрически нагревател (по този начин помпата консумира повече електроенергия) или например камина. Въпреки това, през по-голямата част от отоплителния сезон, когато температурата на въздуха е умерена, такава помпа работи икономично. Въздушната помпа се препоръчва за домове с втори, традиционен източник на топлина. Може да се монтира както отвън, така и отвътре в сградата. COP на въздушните помпи е до 4, 4, в зависимост от температурата на долния и горния източник.

Земна топлина

В нашите климатични условия помпите, които черпят топлина от земята, работят най-добре. В него се полагат тръби с така наречената работна среда (саламура), предаваща топлина на помпата. COP на такива помпи е до 4.8.

Топлинна помпа с хоризонтален топлообменник

Това е типът термопомпа, който най-често се използва в Полша. Той извлича топлина от земята чрез т.нар заземен колектор (заземяващ колектор). Незамръзващата среда (т. Нар. Саламура), циркулираща в дълга намотка на дълбочина 1, 2-1, 5 м, получава топлина от земята. Повърхността на земния колектор зависи от вида на почвата и вида на сградата, но приблизително трябва да бъде 1, 5-2 пъти по-използваема площ на къщата. Следователно подобна помпа изисква относително голяма площ.

Топлинна помпа с вертикален обменник - сонда

Ако парцелът има ниско ниво на подземни води, така че не е възможно да се направи хоризонтален топлообменник, можете да използвате помпа с вертикални сонди, отнемайки топлина от земята от дълбочина от няколко десетки метра. Ще работи и на малки парцели. Изработването на вертикален обменник е по-проблемно и по-скъпо от колектор, но ви позволява да получите по-добър енергиен ефект.

Категория:

Отопление