Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Koji se niži izvori topline kućnih toplinskih pumpi najčešće koriste i zašto?
U obiteljskim kućama lako možemo koristiti prirodne izvore topline za pumpu - tlo, podzemne i površinske vode, a prije svega zrak. Pri odlučivanju za jedan od njih treba voditi računa i o cijeni ugradnje i o mogućoj učinkovitosti sustava jer o tome ovise kasniji troškovi njegova rada. Učinkovitost crpke usko je povezana s temperaturom nižeg izvora topline – što je ona viša, to je manje električne energije potrebno za postizanje temperature vode potrebne za opskrbu sustava grijanja.Temperatura prirodnih izvora varira tijekom godine:
- podzemne vode - od 8 do 12oC,
- površinska voda - od 2 do 10oC,
- tlo - od -3 do 5oC,
- zrak - od -20 do preko 30oC.
Iz toga proizlazi da najveću prosječnu godišnju učinkovitost postižu crpke čiji je manji izvor topline podzemna voda, a najmanji zrak. No, to ne znači da je najisplativije ugraditi dizalice topline koje toplinu izvlače iz vode. To je obično povezano s visokim troškovima instalacije. Stoga je često bolje rješenje odabrati zračnu pumpu - takva investicija je najjeftinija.
Kako bismo odlučili o najpovoljnijem tipu izvora niže topline, vrijedno je povjeriti industrijskom dizajneru da provede tehničku i ekonomsku analizu uspoređujući različita rješenja u fazi projektiranja zgrade.Može sadržavati ne samo operativne troškove, već i procijenjene kapitalne izdatke, koji u mnogim slučajevima mogu imati odlučujući utjecaj na izbor uređaja. Pogledajmo pobliže svaki od nižih izvora topline i vidimo što ih karakterizira.
Umjetni izvori također su prikladni za napajanje dizalica topline, na primjer otpadna toplina iz industrijskih ili poljoprivrednih procesa - kanalizacija, tekućine i plinovi zagrijani tijekom tehnoloških procesa. Imaju relativno visoku temperaturu, neovisno o godišnjem dobu, pa mogu osigurati vrlo dobru učinkovitost sustava grijanja. Nažalost, njihova je dostupnost ograničena i stoga se rijetko koriste.
Sadržaj
- Donji izvor topline - zemlja i voda
- Donji izvor topline - zrak
- Izvori podzemne vode - poteškoće
Donji izvor topline - zemlja i voda
Za korištenje energije u obliku topline iz zemlje, u njega se postavlja horizontalni kolektor (koji se naziva i horizontalni zemljani izmjenjivač topline) ili vertikalne sonde (vertikalni zemljani izmjenjivač topline). U oba slučaja radi se o podzemnim vodovima od polietilenskih cijevi, napunjenim sredstvom protiv smrzavanja, obično otopinom vodenog glikola.
Prednost prizemnog vertikalnog kolektora u odnosu na horizontalni izmjenjivač topline je uglavnom zbog činjenice da zauzima puno manje prostora i ima mali utjecaj vanjskih čimbenika na temperaturu tla ispod dubine od 10 m. Međutim, horizontalni kolektor je jeftiniji. Međutim, na dubini od 1,2-1,8 m, gdje ga je isplativo položiti, postoje dosta velika kolebanja temperature, a tlo u koje je horizontalni kolektor ukopan mora se u proljeće i ljeto "regenerirati" , za što je potrebna neograničena izloženost. na sunčevu energiju i kišnicu. Stoga se ne smije prekrivati betonskom površinom.Za dobivanje energije iz podzemne vode, ona se crpi iz dubokog bunara. Tako prikupljena toplina prenosi se u pločastom izmjenjivaču topline u takozvani kratki krug izmjenjivača topline ispunjen otopinom glikola koja se ne smrzava, a služi za zaštitu isparivača toplinske pumpe od naslaga i korozije. Samo on prenosi toplinu na isparivač.
Kada je donji izvor površinska voda (na primjer, ribnjak), toplina se iz nje može ukloniti na jedan od gore navedenih načina - horizontalnim kolektorom napunjenim otopinom glikola uronjenim u vodu ili pumpanjem kroz izmjenjivač topline međukruga u izmjeni toplo.
Zbog težine montaže i visokih investicijskih troškova vezanih uz realizaciju ovakvog tipa projekta, vodeni donji izvori topline se rijetko koriste u stambenoj gradnji. Otpadne vode također mogu biti dobar niži izvor topline, ali količina otpadnih voda proizvedenih u kućanstvu je nedovoljna da bi se iskoristila u tehnološkom procesu prikupljanja energije.
Donji izvor topline - zrak
Zrak je najjeftiniji, jer ne zahtijeva gotovo nikakve investicije, manji izvor topline. Veliki nedostatak ovog rješenja su promjene temperature zraka - ona je najmanja zimi, kada je potrebna najveća učinkovitost dizalice topline. To znači da je njegova učinkovitost tada najniža. Stoga se događa da je za grijanje kuće potrebno koristiti dodatni izvor topline. Međutim, viši operativni troškovi dizalica topline zrak-izvor općenito se nadoknađuju nižim investicijskim troškovima od ostalih rješenja. Trenutačno na tržištu postoje dizalice topline sa izvorom topline zrak koje lako mogu podnijeti temperature vode za grijanje od 60ºC pri niskim vanjskim temperaturama zraka.
Dizalice topline na vanjski zrak ne zahtijevaju posebne prostorije - postavljaju se vani uz zgradu ili obješene na zid i zauzimaju malo prostora.U zgradu se postavljaju i dizalice topline koje se napajaju zrakom koji se dovodi izvana kroz posebne kanale. Koriste se za izbjegavanje buke oko kuće.
Kao niži izvor može se koristiti i zrak istisnut iz kuće (na temperaturi od 5-20°C). Ograničenje u korištenju ovako pogonjenih dizalica topline je njihova mala ogrjevna snaga. Prikladni su za korištenje u niskoenergetskim i pasivnim zgradama. U drugima se mogu koristiti za pripremu tople komunalne vode, ventilaciju ili klimatizaciju (kao rekuperator) ili kao podrška sustavu grijanja. Zračne dizalice topline su odlično rješenje u maloj zgradi na maloj parceli, gdje nije moguće ugraditi zemljani izmjenjivač topline ili kada želimo smanjiti troškove grijanja kuće drugim konvencionalnim izvorima topline, npr. kotlovima na dosta skupo gorivo ulje ili propan. Tada ih, tijekom razdoblja umjerene vanjske temperature, pumpa djelomično zamijeni.
Izvori podzemne vode - poteškoće
Iako podzemna voda ima najvišu temperaturu, bez obzira na dubinu i godišnje doba (oko 10oC), podzemne sonde su najčešće rješenje u Poljskoj. To je zbog činjenice da je sustav podzemnih voda koji se temelji na podzemnim vodama problematičniji, pa njegova veća učinkovitost ne znači bolji ekonomski učinak. Sastoji se od bunara za zahvat i ispust vode. Zahtijeva određivanje lokacije izvora i izdašnosti, razine vodonosnika, lokalnih hidrogeoloških uvjeta i kvalitete vode. Zbog sadržaja nečistoća u podzemnoj vodi, proizvođači pumpi preporučuju korištenje neizravnog izmjenjivača topline za zaštitu isparivača u dizalici topline od naslaga i korozije. Događa se da kada razina mineralnih i kemijskih nečistoća vode premaši dopuštene vrijednosti ili je zahvat vode premalen, nemoguće ju je koristiti kao izvor topline.
Dodatni nedostaci ovakvog rješenja su dugo vrijeme izvedbe, a posebno nepredvidive promjene učinkovitosti izvora i kvalitete vode u budućnosti. S druge strane, poteškoće u korištenju površinskih voda proizlaze prvenstveno iz čestog nedostatka vodospremnika u blizini zgrade, ali i iz opterećujućeg procesa podnošenja zahtjeva za dozvolu, jer su u Poljskoj sve rijeke i jezera u vlasništvu od strane države. Samo su ribnjaci u privatnom vlasništvu. Odlučimo li se za sustav s izravnim zahvatom vode i pumpanjem kroz međuizmjenjivač potrebno je riješiti problem zaprljanosti i onečišćenja izmjenjivača i pumpe za vodu. Ako se toplina želi primati kroz potopljeni izmjenjivač topline, rezervoar za vodu treba imati dovoljno veliku površinu i dubinu veću od 3-4 m. Također treba imati na umu da će zimi temperatura vode u njemu biti blizu 0o C, au slučaju jakog onečišćenja pasti i ispod ove vrijednosti.