Vodič za čitanje
Toplotne pumpe su danas u modi, posebno u Evropi, gdje neke zemlje rade na zabrani ugradnje peći i kotlova na fosilna goriva u korist ekološki prihvatljivijih opcija, uključujući energetski efikasne toplotne pumpe.(Peći zagrijavaju zrak i distribuiraju ga kroz cijevi po cijeloj kući, dok bojleri zagrijavaju vodu za grijanje tople vode ili pare.) Ove godine, američka vlada je počela nuditi porezne olakšice za ugradnju toplotnih pumpi, koje obično koštaju više unaprijed od tradicionalnih peći ali su dugoročno mnogo efikasniji.
Na polju novih energetskih vozila, budući da je kapacitet baterije ograničen, to je takođe potaknulo industriju da se okrene toplotnim pumpama.Dakle, možda je vrijeme da brzo naučite šta toplotne pumpe znače i šta rade.
Koji je najčešći tip toplotne pumpe?
S obzirom na nedavnu buku, možda ćete se iznenaditi kada saznate da već koristite aToplinska pumpa- verovatno imate više od jednog u svom domu i više od jednog u svom automobilu.Jednostavno ih ne nazivate toplotnim pumpama: koristite izraze "frižider" ili "klima uređaj".
U stvari, ove mašine su toplotne pumpe, što znači da prenose toplotu sa relativno hladnog na relativno toplo mesto.Toplota spontano teče sa toplog na hladno.Ali ako želite da ga iz hladnog pretvorite u vruću, morate ga "pumpati".Najbolja analogija ovdje je voda, koja sama teče niz brdo, ali je treba pumpati uz brdo.
Kada toplotu sadržanu u nekoj vrsti hladnjače (vazduh, voda, itd.) pumpate u toplo skladište, hladnjača postaje hladnija, a topla skladište toplije.To je zapravo ono što je vaš frižider ili klima uređaj - on prenosi toplotu sa mesta gde nije potrebna na neko drugo mesto, i nije vas briga ako trošite malo dodatne toplote.
Kako napraviti praktičan rashladni uređaj sa toplotnom pumpom?
Ključni uvid koji je proizveotoplotne pumpe došlo je početkom 19. veka, kada su brojni pronalazači, uključujući Džejkoba Perkinsa, shvatili da mogu da rashlade nešto na ovaj način bez trošenja isparljivih tečnosti koje su isparile da bi se postiglo hlađenje.Umjesto ispuštanja ovih para u atmosferu, tvrdili su, bilo bi bolje da ih sakupe, kondenzuju u tečnost i ponovo upotrijebite tu tečnost kao rashladno sredstvo.
Za to služe frižideri i klima uređaji.Oni isparavaju tečna rashladna sredstva i koriste hladnu paru da apsorbuju toplotu iz unutrašnjosti frižidera ili automobila.Zatim komprimiraju plin, koji se ponovo kondenzira u tečni oblik.Ova tekućina je sada toplija nego kada je počela, tako da dio topline koju zadržava može lako (moguće uz pomoć ventilatora) preći u okolno okruženje - bilo na otvorenom ili negdje drugdje u kuhinji.
Rečeno je: veoma ste upoznati sa toplotnim pumpama;Samo ih stalno nazivate klima uređajima i frižiderima.
Hajde sada da uradimo još jedan misaoni eksperiment.Ako imate prozorsku klimu, možete to učiniti čak i kao pravi eksperiment.Instalirajte unazad.Odnosno, instalirajte njegove kontrole izvan prozora.Uradite ovo po hladnom i suvom vremenu.sta ce se desiti?
Kao što biste i očekivali, u vaše dvorište ubacuje hladan vazduh i ispušta toplotu u vaš dom.Dakle, još uvijek prenosi toplinu, čineći vaš dom ugodnijim grijanjem.Naravno, hladi vazduh napolju, ali taj efekat postaje minimalan kada se udaljite od Windows-a.
Sada imate toplotnu pumpu za grijanje vašeg doma.Možda nije najboljeToplinska pumpa, ali će uspjeti.Štaviše, kada dođe ljeto, možete ga okrenuti naopačke i koristiti kao klima uređaj.
Naravno, nemojte to zapravo raditi.Ako probate, nesumnjivo će pokvariti prvi put kada padne kiša i voda uđe u kontroler.Umjesto toga, možete sebi kupiti komercijalnu toplinsku pumpu "izvor zraka" koja koristi isti princip za grijanje vašeg doma.
Problem je, naravno, u tome što je votka skupa i brzo će vam ponestati da ohladite vino.Čak i ako zamijenite votku jeftinijim alkoholom za trljanje, uskoro ćete se žaliti na trošak.
Neki od ovih uređaja imaju takozvane reverzne ventile, koji omogućavaju istom uređaju da obavlja dvostruku ulogu: mogu pumpati toplinu izvana ili iznutra prema van, osiguravajući i toplinu i klimatizaciju, kao što je opisano u nastavku.
Zašto su toplotne pumpe efikasnije od električnih grejača?
Toplotne pumpe su efikasnije od električnih grijača jer im nije potrebna električna energija za proizvodnju topline.Električna energija koju koristi aToplinska pumpastvara nešto topline, ali što je još važnije, pumpa toplinu izvana u vaš dom.Omjer topline koja se oslobađa u kući i energije poslane električnom kompresoru naziva se koeficijent performansi ili COP.
Jednostavan električni grejač prostora koji obezbeđuje svu toplotu koju generiše električni grejni element ima COP od 1. S druge strane, COP toplotne pumpe može biti za red veličine veći.
Međutim, COP toplotne pumpe nije fiksna vrijednost.Ona je obrnuto proporcionalna temperaturnoj razlici između dva rezervoara u koje se pumpa toplota.Međutim, ako pumpate toplotu iz ne previše hladnog rezervoara u zgradu koja nije previše vruća, COP će biti velika vrednost, što znači da je vaša toplotna pumpa veoma efikasna u korišćenju električne energije.Ali ako pokušate da pumpate toplotu iz izuzetno hladnog rezervoara u već toplu zgradu, vrednost COP se smanjuje, što znači da efikasnost pati.
Rezultat je ono što intuitivno očekujete: najbolje je koristiti najtopliju stvar koju možete pronaći kao vanjski spremnik topline.
Toplotne pumpe sa vazdušnim izvorom, koje koriste spoljni vazduh kao rezervoar toplote, su najgora opcija u tom pogledu jer je spoljni vazduh veoma hladan tokom zimske grejne sezone.Još bolje su toplotne pumpe iz zemlje (poznate i kao geotermalne toplotne pumpe), jer je čak i zimi tlo na srednjim dubinama i dalje prilično toplo.
Koji je najbolji izvor toplote za toplotne pumpe?
Problem sa izvorom zemljetoplotne pumpeje da vam treba način da pristupite ovom zakopanom rezervoaru toplote.Ako imate dovoljno prostora oko kuće, možete iskopati jarke i zakopati gomilu cijevi na razumnoj dubini, na primjer nekoliko metara.Zatim možete cirkulisati tečnost (obično mešavina vode i antifriza) kroz ove cevi da apsorbuje toplotu iz zemlje.Alternativno, možete izbušiti duboke rupe u zemlji i postaviti cijevi okomito u te rupe.Međutim, sve će to biti skupo.
Još jedna strategija dostupna nekolicini sretnika je izvlačenje topline iz obližnje vodene površine uranjanjem cijevi u vodu na određenoj dubini.Zovu se toplotne pumpe vode.Neke toplotne pumpe koriste neobičniju strategiju izvlačenja toplote iz vazduha koji izlazi iz zgrade ili iz solarne tople vode.
U veoma hladnim klimatskim uslovima, ima smisla instalirati toplotnu pumpu iz zemlje ako je moguće.Ovo je vjerovatno razlog zašto je većina toplotnih pumpi u Švedskoj (koja ima jednu od najvećih toplotnih pumpi po glavi stanovnika) ovog tipa.Ali čak i Švedska ima veliki procenat toplotnih pumpi sa izvorom vazduha, što pobija uobičajenu tvrdnju (barem u Sjedinjenim Državama) da su toplotne pumpe prikladne samo za grejanje domova u blagim klimatskim uslovima.
Dakle, gdje god da ste, ako možete priuštiti veće troškove unaprijed, sljedeći put kada budete suočeni s odlukom o tome kako zagrijati svoj dom, razmislite o korištenju toplinske pumpe umjesto tradicionalne peći ili bojlera.
Vrijeme objave: 19.10.2023