Най-популярни са помпите, които отнемат топлина от земята - за предпочитане, когато са мокри, глинести. Сухият пясък осигурява няколко пъти по-малко топлина
Мненията за термопомпите са скептични или много ентусиазирани. Какво всъщност можем да очакваме от тях? Какви са принципите на работа на термопомпата? Печеливша ли е помпата? Представяме най-популярните решения, сближаваме енергийните индикатори.
Работа на термопомпата
Какъв е принципът на работа на термопомпата?
Термопомпата е устройство, което използва топлината на околната среда за отопление на помещения - обикновено я отвежда от земята, вода или въздух и я транспортира до отоплителната система. По този начин можете да използвате енергия, за която не е нужно да плащате. В допълнение, термопомпата не консумира никакво гориво, не отделя отработени газове, а ефектът от работата му е само с няколко градуса понижаване на температурата на средата, от която получава топлина. Това звучи обнадеждаващо, нали? Да, но разбира се трябва да има уловка - няма нищо безплатно.
Така че на първо място, термопомпата е сравнително скъпа. За щастие обаче не така, че да не може да се използва широко - дори в Полша хиляди от тях вече работят.
Вторият проблем - за да транспортира топлина, помпата трябва да се захранва. В често използваните устройства това е електричество. Той е най-скъпият сред популярните енергийни носители. Вярно е, че помпата не се нуждае много от нея и че нейната работа е много евтина. Но наистина ли е така? От него зависи рентабилността на използването му.
Как се предава топлината?
Как е възможно топлината от по-хладната среда да се пренася в много по-топли помещения?
Течност (така наречената работна среда) циркулира във веригата на термопомпата, която е подложена на термодинамични процеси: при ниска температура тя се изпарява, като по този начин отвежда топлина от околната среда. Вече като газ, той се компресира в компресор с електрическо захранване, благодарение на което температурата му се повишава. Тя става толкова висока, че е достатъчно да се загрява вода в централната отоплителна система или въздух, издухван в помещенията. Отделяйки топлина, работната среда кондензира и става течна. Тя протича през дроселен елемент, в който - в резултат на разширяване - температурата му намалява значително. В това състояние тя се връща в обменника, където получава топлина от околността и целият цикъл се повтаря.
За термопомпи, използващи земна топлина, е необходима специална инсталация, наречена заземен топлообменник, която да доставя топлина на изпарителя на помпата. Той е направен от гъвкави тръби, като ги полага в земята в една или две равнини или под формата на спирала. За да получите възможно най-много топлина, обменникът трябва да бъде поставен на дълбочината, където температурата на земята е най-висока. Поради цената и рентабилността на инвестицията, тя е само малко под зоната на замръзване (в зависимост от региона на Полша е от 0, 8 до 1, 4 m под нивото на земята).
Количеството топлина, което може да се вземе от земята, зависи преди всичко от физическите свойства на почвата, особено от нейната влажност, до известна степен и от излагането на слънцето на почвата. Плътността на топлинния поток в глинеста почва достига над 30 W / m 2, докато в сухата песъчинка може да достигне 10 W / m 2, което е три пъти по-малко. По този начин повърхността на топлообменника, необходима за постигане на отоплителна мощност от 10 kW, може да варира от 330 до дори 1000 m 2 . Необходимо е много място за обменници, разположени хоризонтално в земята.
Обменниците под формата на вертикални сонди са по-малко взискателни в това отношение. Тръбите на такъв обменник са поставени в кладенци с дълбочина няколко десетки до няколкостотин метра. По-трудно е от полагането на тръбите хоризонтално, изисква използването на специализирано оборудване, така че струва повече. Въпреки това може да се окаже изгодно на парцели с много ниско ниво на подземните води, където хоризонталният обменник трябва да има много голяма площ. Като индикация може да се предположи, че е необходим кладенец с дълбочина 20 м, за да се получи 1 кВт отоплителна мощност (т.е. колкото 200 м, когато потреблението е 10 кВт). Като цяло, вместо един много дълбок, се правят няколко по-плитки кладенци, които трябва да са на разстояние поне 5 м.
Енергия на подземните води
Ако потреблението на топлина е голямо, може да е по-изгодно да се добива енергия от подземни или повърхностни води - температурата им през зимата варира между 0 и 10 ° C. Енергийните показатели на това решение са дори по-добри, отколкото при подземните помпи, но допълнителните разходи и проблеми, произтичащи от замърсяването на водата, трябва да се вземат предвид. Необходимо е да го филтрирате и почиствате често и дори да подменяте корозивните компоненти на инсталацията. За постигане на мощност от 10 кВт е необходим поток от над 2 м 3 / час вода при 5 ° С, така че изпомпването му изразходва значително количество енергия, което се отразява неблагоприятно на ефективността на системата.