Toplinska pumpa: princip rada, područja primjene

Pokreće FORUMHOUSE

Toplinu dobivamo izgaranjem drva, ugljena, naftnih derivata i plina. Ali ove nama poznate metode grijanja zapravo su primitivne i opasne: nepovratno rasipaju zemaljske resurse i zagađuju atmosferu. Ovo ne može dugo trajati. Stoga se tradicionalne metode zamjenjuju energetski učinkovitim tehnologijama koje mogu generirati toplinu iz zemlje i zraka bez štete prirodi.

Što je dizalica topline?

Topline ima svugdje: u zraku, vodi i zemlji. Dizalica topline je pojačani transformator topline, uređaj koji uzima toplinu iz okoliša i prenosi je u sustav grijanja i opskrbe toplom vodom. Kada radi toplinska pumpa, energija se ne troši na izravno zagrijavanje rashladne tekućine, već na pumpanje i pretvaranje topline iz okoliša u kuću. Tako se postiže visoka energetska učinkovitost uređaja: kada se za rad kompresora potroši 1 kilovat električne energije, generira se 3-5 kW toplinske energije (toplinski koeficijent COP je 3-5 jedinica).

Kakve toplinske pumpe postoje?

Toplinske pumpe klasificiraju se u tri vrste:

• Aerotermalni (zrak), koji primaju toplinsku energiju iz atmosfere.
• Geotermalno, izvlači toplinu iz zemlje.
• Aquathermal (voda) - klasa opreme koja koristi toplinu vodenog okoliša: rijeke, jezera, more, podzemni vodonosnik.

Aerotermalna pumpa crpi toplinu kroz izmjenjivač topline zraka - vanjski radijator. Zemaljske pumpe primaju toplinsku energiju iz tla kroz geotermalna polja - ona su položena vodoravno ispod površine zemljanih cijevi ili bušotina (sondi), gdje su cijevi ugrađene okomito. Sonde se također mogu postaviti pod kutom, jer nemaju sva područja mogućnost bušenja u dubinu. Sakupljači akvatermalne pumpe smještaju se u rezervoar ili bunar.

Dizalice topline s tlom rade učinkovitije zbog stabilnih temperatura tla tijekom cijele godine. S aerotermalnim crpkama toplinski koeficijent (COP) pada pri vanjskoj temperaturi od -15 ° C. Dizalice topline za vodu ovise o kvaliteti vode: alge, kamenac, korozija - ti čimbenici značajno smanjuju performanse uređaja.

Kako radi toplinska pumpa za izvor zraka?

Rad bilo koje dizalice topline podijeljen je u tri faze:

• prikupljanje topline iz okoline;
• povećanje temperature prikupljene topline;
• prijenos topline na sustav grijanja i opskrbu toplom vodom.

Razlika je samo u načinu dobivanja topline niskog stupnja iz okoliša. Kod toplinske pumpe s izvorom zraka to se radi na sljedeći način:

• Rashladno sredstvo cirkulira kroz isparivač zračne dizalice topline - freon. To je antifriz i vrlo hlapiva tekućina koja vrije na niskim temperaturama. Temperatura freona je uvijek niža od temperature zraka i, prema tome, pod njegovim utjecajem rashladno sredstvo zakipi i pretvara se u paru. To se naziva toplinski diferencijalni prijenos topline.
• Pare freona ulaze u kompresor, gdje se komprimiraju. Pod utjecajem visokog tlaka para rashladnog sredstva se zagrijava: temperatura stlačene pare freona može doseći 128 ° C. Ova toplina ulazi u kondenzator.
• U kondenzatoru vruća freonska para prenosi toplinsku energiju u krug grijanja i grijanja vode. Kada se toplinska energija oslobodi, para se hladi i ponovno postaje tekuće stanje, ali istodobno održava visoki tlak. A također je temperatura rashladnog sredstva u ovoj fazi još uvijek nedovoljna za novi ciklus apsorpcije topline iz okoline. Stoga, nakon izmjenjivača topline, freon prolazi kroz prigušni ventil, gdje tlak pada i temperatura pada. Nakon toga, rashladno sredstvo ponovno odlazi u vanjski krug.

Kako radi geotermalna i akvatermalna dizalica topline?

Načelo rada ovih dizalica topline razlikuje se samo u izdvajanju topline iz okoliša. Ovdje krug cijevi položenih ispod zemlje ili uronjenih u vodu djeluje kao izmjenjivač topline. Crijevima ne cirkulira rashladno sredstvo, poput zračnih pumpi, već posrednik - propilen glikol, alkohol ili smjesa voda-glikol. Te tekućine akumuliraju toplinu dobivenu iz vode ili tla i prenose je u isparivač postrojenja.

Rashladna tekućina ulazi u isparivač, zagrijava freon, pretvarajući ga u paru. Para freona prolazi kroz kompresor, gdje se komprimira i zagrijava. Nakon toga ulazi i u kondenzator, gdje toplinu prenosi na grijanje i opskrbu toplom vodom. Ciklus se završava kada rashladno sredstvo prolazi kroz prigušni ventil, gdje se odvija proces uklanjanja tlaka i hlađenja. Ohlađeni freon ponovno ulazi u isparivač.

Pojednostavljeno rečeno: toplina zraka, vode ili zemlje potrebna je samo da bi freon prokuhao i pretvorio ga u paru. Nadalje, u kompresoru se para zagrijava pod utjecajem tlaka na visoke temperature, čija se energija koristi za zagrijavanje vode u sustavu grijanja i opskrbu toplom vodom. Na taj se način toplina vanjskog okoliša niskog stupnja pretvara u visoke temperature grijaćeg medija kruga grijanja.

Kako poboljšati učinkovitost dizalice topline?

Sustav grijanja igra važnu ulogu u radu toplinske pumpe. Oprema najučinkovitije djeluje s niskotemperaturnim sustavima grijanja: podnim grijanjem; ventilokonvektori (ventilatorski izmjenjivači topline). Činjenica je da dizalica topline djeluje što učinkovitije na temperaturi od 35-40 ° C na izlazu, i to odgovara optimalnoj temperaturi medija za grijanje u vodenom sustavu podnog grijanja ili zračnom grijanju.

Može li se dizalica topline hladiti?

Toplinske pumpe mogu ne samo grijati već i hladiti - koriste se za klimatizaciju. Odnosno, uređaj može uzimati toplinu iz prostorije i uklanjati ga vani prema istom principu, ali samo obrnutim redoslijedom. Hladnjak je također dizalica topline. Ovaj kućanski aparat ne proizvodi hladnoću, on jednostavno uklanja svu toplinu iz zatvorene komore za toplinsku izolaciju.

U kojim se područjima koriste dizalice topline?

Toplinske pumpe koriste se za grijanje i klimatizaciju industrijskih objekata, općinskih zgrada, višespratnih i privatnih stambenih zgrada. Ova tehnologija može zamijeniti sve tradicionalne načine grijanja. Primjer za to je Švedska, gdje se više od 90% zgrada različitih namjena grije uz pomoć dizalica topline. Geotermalne i aerotermalne pumpe raširene su u Europi, SAD-u, Japanu.

Kome je pogodna ova vrsta grijanja?

Toplinskoj pumpi za rad treba samo električna energija. Ova vrsta grijanja pogodna je za privatne kuće smještene daleko od plinovoda ili gdje je priključak za plin nerazumno skup. Dizalica topline savršena je za neplinificirana naselja u kojima nema dovoljno snage za ugradnju električnog kotla. Ova vrsta grijanja popularna je kod onih koji ne žele živjeti na "bačvi s barutom", odnosno pogodan je za ljude koji se boje gušenja ili eksplozije ako curi plin. Dizalica topline može se koristiti u poslovnim zgradama kao energetski učinkovito grijanje.

Koje su opasnosti dizalice topline?

Dizalica topline ne sagorijeva gorivo; ne proizvodi štetne emisije u atmosferu i otpad u okoliš. To je uređaj zaštićen od požara / eksplozije i ekološki prihvatljiv. Rashladno sredstvo cirkulira u zatvorenom krugu i ne predstavlja opasnost za prirodu i ljude.

Na što paziti pri odabiru dizalice topline?

Kao što smo spomenuli, dizalice topline dijele se na tri vrste: aerotermalne, akvatralne i geotermalne. Prvi rade iz atmosferske topline i imaju dva značajna nedostatka: pad temperature i redovito zagađenje radijatora. U jakim mrazovima toplinski koeficijent (COP) pada na 1, umjesto deklariranih 3-5. A također konstantno zagađenje vanjskih radijatora smanjuje učinkovitost aerotermalnih pumpi. Ove su instalacije prikladnije za umjerenu klimu s blagim zimama.

Akvatermalne pumpe zahtjevne su za kvalitetu vode i njihova učinkovitost opada kada se krug rashladne tekućine zaprlja ili pokrije naslagama.

Za naše je uvjete najbolji izbor geotermalne dizalice topline. Sustav "tlo-voda" najprikladniji je, pouzdan i učinkovit za grijanje i opskrbu toplom vodom kod kuće. To je zbog gotovo konstantne temperature tla tijekom cijele godine. Geotermalno polje položeno je ispod točke smrzavanja tla, što omogućuje instalaciji stabilno funkcioniranje i stvaranje visokog toplinskog koeficijenta. Na primjer, COP geotermalnih dizalica topline iz serije FH (FH-401, FH-405, FH-415) do 5 jedinica!

Pri odabiru opreme važno je da ona ne samo da banalno zagrijava vodu, već ima i napredne karakteristike koje udovoljavaju zahtjevima moderne dizalice topline. Uzmimo za primjer geotermalna dizalica topline IQ (inverter) FH-415. Instalacija je opremljena: uređajem za daljinski pristup; automatsko ponovno pokretanje u slučaju nestanka struje; zaštita cirkulacijskih crpki; zaštita od neravnoteže u fazi; način upravljanja klimom za temperaturu zraka; tjedni raspored rada; vremenski ovisan način; upravljanje grijaćim elementom spremnika tople vode; trajno pamćenje; zvučno izolirano kućište. To jamči pouzdanost, trajnost i visoku energetsku učinkovitost opreme.

Kako vam se čine takvi sustavi grijanja? Napišite u komentarima.

Prijatelji, ima nas već više od 85 tisuća! Lajkujte, pretplatite se na kanal, podijelite publikaciju - mi radimotako da primate korisne i relevantne informacije!

Pročitajte također:

• Nema prašine i buke: kako noktom rezati valoviti škriljevac.
• Koje su drveće sušilice tla i što je bolje saditi u blizini septičke jame.

Gledaj video - Mat ili sjajni? Kako odabrati boju za svoj dom.