Toplotna črpalka: kaj je, čemu je namenjena in področje uporabe - Setafi

Verjetno so ljudje, ki so vsaj enkrat razmišljali o avtonomnem ogrevanju lastnih domov, naleteli na izraz "toplotna črpalka", vendar niso popolnoma razumeli, kaj je to. Danes bomo poskušali podrobneje razložiti ta izraz.

Ljudje smo navajeni, da dobimo toploto v svojih domovih zaradi kurjenja nečesa. Na primer, prej je bila v vsaki zasebni hiši peč na drva. Ljudje so kurili drva, premog in ogrevali svoje domove. Načeloma se je ta način ogrevanja obdržal do danes, vendar ga je vedno manj. V mestih za ogrevanje visokih stavb sežigajo plin, premog in naftni derivati. To pomeni, da je ohranjeno načelo pridobivanja toplote: nekaj morate zažgati, da se ogreje.

Vendar morate razumeti, da ta način pridobivanja toplote ne more trajati večno. Prej ali slej bo začelo zmanjkovati virov za sežig. Ta misel je preganjala marsikoga, zato so začeli razmišljati o alternativnih virih toplote.

Toplotna črpalka je eden izmed alternativnih načinov pridobivanja toplote. Če pogledate, je okoli ljudi veliko toplote v zraku, vodi in zemlji. Toplotna črpalka pomaga proizvajati toploto iz njih, ne da bi karkoli zažgali.

Toplotna črpalka - kaj je to?

Toplotna črpalka je naprava, ki proizvaja toploto iz okolja in jo dovaja ogrevalnemu sistemu doma. Toplotne črpalke poganja energija, vendar se ta ne porabi za ogrevanje doma, kot pri električnem kaminu, temveč za prenos toplote iz okolja v hišo. Zahvaljujoč temu pristopu je učinkovitost porabljene energije veliko večja kot pri neposrednem ogrevanju doma. Zato se prihrani električna energija, kar pozitivno vpliva na okolje.

Toplotne črpalke: vrste

Glede na način pridobivanja toplote ločimo tri vrste toplotnih črpalk:

1. Zrak - ustvarja toploto iz zračne mase.
2. Geotermalna - pridobivanje toplote iz zemlje.
3. Voda - proizvajajo toploto iz vode rek, jezer, morij in podzemnih virov.

Princip delovanja je preprost. V eno od zgoraj opisanih okolij je postavljen radiator-toplotni izmenjevalnik, ki zbira toploto zemlje, zraka ali vode. S pomočjo toplotne črpalke se ta toplota akumulira, njena temperatura se dvigne in se odda v ogrevalni sistem doma.

Pravzaprav je vsak človek v svojem življenju videl delovati toplotno črpalko. Vidna predstavnika teh črpalk sta hladilnik in klimatska naprava. Ja, delajo za hlajenje. Toda toplotna črpalka lahko deluje tako za ogrevanje kot za hlajenje. Vse je odvisno od tega, kako je organiziran cikel izmenjave toplote. V hladilniku je organiziran termodinamični cikel za hlajenje. Če pa ga pošljete v obratnem vrstnem redu, bo hladilnik deloval kot grelec. Ne, to ne pomeni, da je nekje v hladilniku stikalo termodinamičnega cikla. To pomeni, da je princip delovanja diametralno nasproten, vendar zelo podoben. Ker se zelo pogosto pri ogrevanju s toplotno črpalko freon uporablja tudi v sistemu kot hladilno sredstvo.

Glede na vrsto toplotnih nosilcev v vhodnih in izhodnih sistemih so modeli toplotnih črpalk razdeljeni v 8 kategorij:

• "zemlja-voda";
• "voda-voda";
• "zrak-voda";
• "zemlja-zrak";
• "voda-zrak";
• "zrak-zrak";
• "freon-voda";
• freonski zrak.

Freon-zrak je hladilni sistem v klimatskih napravah in hladilnikih. Za ogrevanje se pogosteje uporabljajo "freon-voda", "zrak-zrak" in "zrak-voda".

Skladno s tem bo učinkovitost toplotne črpalke in ogrevalnega sistema odvisna od uporabljenega toplotnega nosilca in podnebnih razmer. Na primer, v vročih državah se je sistem zrak-zrak dobro izkazal. V hladnejših državah se pogosteje uporablja zrak-voda, vendar se učinkovitost tega sistema zmanjša, ko zmrzal pade pod -25. Če zmrzal pade pod, se ogrevalni sistem ne more spopasti in morate priključiti dodatne vire oskrbe s toploto.

V gorskih regijah sta pogosta sistema "zemlja-zrak" in "voda-zrak". Prebivalci gorskih pokrajin aktivno "črpajo" toploto iz gora. Poleg tega so namestitve lahko vodoravne in navpične. V vertikalnih sistemih je običajno naslednje načelo proizvodnje toplote:

• izkopati globok vodnjak;
• vanj se spusti toplotni izmenjevalnik, skozi katerega teče antifriz, razredčen alkohol, freon ali samo voda;
• vodnjak se napolni z vodo in voda "prinaša" toploto iz kamnov v toplotni izmenjevalnik.

Globina takšnih vodnjakov doseže 170 metrov.

Na splošno je najučinkovitejši način ogrevanja zbiranje toplote iz zemlje. Ta metoda je dobra, ker temperatura tal, tudi na majhni globini, ostane nespremenjena vse leto. Temperatura vode ali zraka se spreminja, zemlja pa ne. Zato so naprave za ogrevanje zemlje praktično neodvisne od vremenskih razmer. Skandinavske države prednjačijo v uporabi takšnega sistema. Obsedeni so z zeleno energijo in varovanjem okolja, zaradi česar so nekoliko boljši od drugih držav. Bistvo te metode je, da je treba sistem radiatorjev zakopati v zemljo do globine najmanj 50 centimetrov, pod nivojem zmrzovanja tal. Običajno je to 1,2-2 metra "pod zemljo". V radiatorski sistem se vlije antifriz, ki bo v hišo prinesel "toploto zemlje". Antifriz poganja toplotno črpalko skozi sistem. Težava te metode je, da je zelo draga in se povrne v nič manj kot 10-15 letih.

Zaključek

Toplotna črpalka je bistven del ogrevalnega ali hladilnega sistema, ki uporablja toploto iz okolja. Toplotna črpalka je električna naprava, ki "poganja" tekočino za izmenjavo toplote skozi ogrevalni sistem. Pomembno je, da ga kupite, ko nameravate v svoji hiši organizirati avtonomno ogrevanje z uporabo topline narave.

V naših zemljepisnih širinah ta način ogrevanja stanovanj ni zelo pogost zaradi visokih stroškov, težavne izvedbe in specifičnega podnebja. Če je podnebje prehladno, ta način ogrevanja ni kos, zato morate še vedno uporabiti tradicionalno ogrevanje.