Kako radi dizalica topline i zašto se isplati ugraditi? Rad dizalice topline temelji se na cikličkoj promjeni agregatnog stanja (tekućina - plin - tekućina - plin) radnog medija koji cirkulira u zatvorenom sustavu. Uzastopno se isparava, komprimira, kondenzira i širi.

Dizalica topline je uređaj koji koristi toplinu iz okoline za grijanje prostorija - obično je skuplja iz zemlje, vode ili zraka i prenosi u sustav grijanja. Na taj način vam omogućuje korištenje energije koju ne morate plaćati. Osim toga, dizalica topline ne troši gorivo, ne emitira ispušne plinove, a učinak njenog rada je samo nekoliko stupnjeva snižavanje temperature medija iz kojeg prima toplinu.Zvuči ohrabrujuće, zar ne? Da, ali naravno mora postojati kvaka - ništa ne dolazi besplatno.

Sadržaj

  1. Kako radi sustav grijanja s toplinskom pumpom
  2. Kako radi toplinska pumpa - kako se prenosi toplina?
  3. Kako radi toplinska pumpa zemlja izvor
  4. Energija iz podzemnih voda
  5. Kako radi plinska apsorpcijska dizalica topline

Kako radi sustav grijanja s toplinskom pumpom

Prije svega, toplinska pumpa je relativno skupa. Srećom, međutim, ne toliko da se ne može široko koristiti. Drugi problem - da bi se prenosila toplina, dizalica topline mora biti pogonjena energijom. U uobičajenim uređajima to je električna energija - najskuplji od popularnih nositelja energije. Kaže se da toplinska pumpa ne treba puno i da je njezin rad vrlo jeftin, no je li to doista tako? Uostalom, isplativost njegove upotrebe ovisi o tome.

Tipičan sustav grijanja s toplinskom pumpom sastoji se od 3 bitne komponente:

  • toplinska pumpa
  • niži izvor topline
  • vrhunski izvor topline

Donji izvor topline može biti instalacija koja omogućuje prikupljanje topline iz zemlje ili iz rezervoara vode, ili uređaj koji se koristi za primanje iz zraka (s ventilatorom).

Gornji izvor topline najčešće je sustav njezine distribucije u zgradi, odnosno instalacija centralnog grijanja i pripreme tople sanitarne vode (moguće je i obratno vođenje sustava - instalacija grijanja zatim postaje donji izvor i koristi se za hlađenje prostorija).

Kako radi toplinska pumpa - kako se prenosi toplina?

Kako je moguće da se toplina iz hladnijeg okruženja prenosi u mnogo toplije prostorije?

Uređaj koji se zove dizalica topline služi za prijenos topline iz donjeg izvora s niskom temperaturom na gornji izvor, gdje je temperatura čak nekoliko desetaka stupnjeva viša.To se postiže pomoću rashladnog sredstva koje cirkulira u unutarnjem krugu dizalice topline, a to je tekućina sa specifičnim svojstvima. Podvrgnut je termodinamičkim procesima: na niskim temperaturama isparava i tako apsorbira toplinu iz okoline. Već kao plin komprimira se u kompresoru na struju, zahvaljujući čemu mu se povećava temperatura. Ona postaje toliko visoka da je dovoljna za zagrijavanje vode u sustavu centralnog grijanja ili zraka koji se upuhuje u prostorije. Odajući toplinu radni medij se kondenzira i prelazi u tekućinu. Protječe kroz prigušni element, gdje - kao rezultat ekspanzije - njegova temperatura značajno opada. U tom stanju vraća se u izmjenjivač gdje prima toplinu iz okoline i cijeli se ciklus ponavlja.

U najpopularnijim dizalicama topline koje se koriste u obiteljskim kućama, električni kompresor je odgovoran za povećanje tlaka pare. Upravo njezin rad omogućuje dizalici topline prijenos topline iz medija s nižom temperaturom u medij s višom temperaturom (što je – kako se čini – u suprotnosti s drugim zakonom dinamike).Izmjena topline između pare rashladnog sredstva i vode u sustavu grijanja odvija se u izmjenjivaču topline koji se naziva kondenzator - jer je učinak prijenosa topline na vodu kondenzacija pare. Iako transport topline između donjeg i gornjeg izvora tu završava, u dizalici topline potreban je još jedan proces - snižavanje tlaka radnog medija, zahvaljujući kojem njegova temperatura pada na nižu razinu nego u donjem izvoru topline. , što je uvjet za primanje topline iz njega. Ekspanzijski ventil je odgovoran za smanjenje tlaka. Električna energija je potrebna za rad kompresora, kao i za napajanje ostalih komponenti sustava dizalice topline - regulatora ili cirkulacijskih pumpi. To može dovesti do zabrinutosti oko tekućih troškova.

Međutim, električna energija je samo dio energije koju crpka isporučuje u prostorije u obliku topline. Ostatak je donji izvor, što znači da je besplatan. Zahvaljujući tome, bez obzira na promjenjive cijene goriva i energenata, dizalica topline i dalje je jedan od najjeftinijih uređaja za grijanje, au kombinaciji s fotonaponskim sustavom njezin rad ne košta gotovo ništa.

Kako radi toplinska pumpa zemlja izvor

Za dizalice topline koje koriste toplinu iz zemlje potrebna je posebna instalacija koja se naziva zemljani izmjenjivač topline za prijenos topline do isparivača pumpe. Izrađen je od fleksibilnih cijevi, polažući ih u zemlju u jednoj ili dvije ravnine ili u obliku spirale. Da biste dobili najviše topline, izmjenjivač topline treba postaviti na dubinu gdje je temperatura tla najviša. Zbog troškova i isplativosti investicije, položen je samo malo ispod zone smrzavanja tla (ovisno o regiji Poljske, to je od 0,8 do 1,4 m ispod razine tla).

Količina topline koja se može uzeti iz tla prvenstveno ovisi o fizičkim svojstvima tla, posebice o njegovoj vlažnosti, a donekle i o insolaciji područja. Gustoća toplinskog toka u glinenom tlu doseže preko 30 W/m2, dok u suhom, pjeskovitom tlu može biti niska do 10 W/m2, tj. tri puta manje.Dakle, površina izmjenjivača potrebna za postizanje ogrjevne snage od 10 kW može varirati od 330 do čak 1000 m22 Izmjenjivači horizontalno položeni u zemlju zahtijevaju dosta prostora na parceli.

Izmjenjivači u obliku vertikalnih sondi su manje zahtjevni u tom pogledu. Cijevi takvog izmjenjivača postavljaju se u bušotine dubine od nekoliko desetaka do nekoliko stotina metara. To je teže nego vodoravno polaganje cijevi, zahtijeva specijaliziranu opremu i stoga košta više. Međutim, može se pokazati isplativim na parcelama s vrlo niskom razinom podzemne vode, gdje bi horizontalni izmjenjivač topline morao imati vrlo veliku površinu. Kao grubi vodič, može se pretpostaviti da je za dobivanje 1 kW snage grijanja potrebna bušotina dubine 20 m (tj. čak 200 m kada je potražnja 10 kW). Općenito, umjesto jedne vrlo duboke bušotine, buši se nekoliko plićih bušotina, koje bi trebale biti udaljene najmanje 5 m jedna od druge.

Energija iz podzemnih voda

Ako je potražnja za toplinom velika, može biti isplativije dobivati energiju iz podzemnih ili površinskih voda - njihova temperatura zimi varira između 0 i 10 °C. Energetski pokazatelji ovakvog rješenja još su povoljniji nego kod podzemnih crpki, ali se moraju uzeti u obzir dodatni troškovi i problemi koji proizlaze iz onečišćenja vode. Potrebno ju je često filtrirati i čistiti, pa čak i mijenjati korozivne elemente instalacije. Da bi se postiglo 10kW, potrebno je više od 2 m3/h vode na 5°C, pa njeno pumpanje troši značajnu količinu energije, što nepovoljno utječe na učinkovitost sustava.

Kako radi plinska apsorpcijska dizalica topline

Ovo je posebna vrsta dizalice topline kod koje se ne koristi električni kompresor za povećanje tlaka pare radnog medija. Umjesto toga, apsorpcijska pumpa ima sustav koji se naziva toplinski kompresor, a sastoji se od apsorbera, generatora, pumpe za otopinu i ekspanzijskog elementa.Rashladno sredstvo je vodena otopina amonijaka R717, koja ima nisku točku vrelišta i nema negativan utjecaj na okoliš. Nakon što se njime napuni, sustav ne zahtijeva ponovno punjenje. Povećanje temperature medija u takvom uređaju ne događa se kao rezultat rada kompresora, već zbog rada plinskog plamenika (zemni ili tekući plin). Toplina koju dovodi generatoru uzrokuje isparavanje amonijaka iz bogate otopine (koja sadrži puno amonijaka), a nastala para prenosi toplinu na kondenzator, gdje se zagrijava voda koja napaja sustav grijanja. Zatim rashladno sredstvo odlazi u ekspanzijski ventil, odakle niskotlačni tekući amonijak teče u isparivač, gdje apsorbira toplinu iz donjeg izvora, koja isparava. Pare amonijaka apsorbira siromašna otopina amonijaka (u apsorberu) i zatim se pumpom pumpa u digestor. Potrošnja električne energije može se smatrati zanemarivom, jer napaja samo pumpu otopine i ventilator (potreban za izvlačenje topline iz zraka).S druge strane, potrošnja plina manja je nego kod popularnih kondenzacijskih kotlova za 20-25%. Plinske apsorpcijske dizalice topline mogu koristiti različite vrste nižih izvora - zrak, zemlju, vodu i otpadnu toplinu. Namijenjeni su za vanjsku ugradnju, čime izbjegavate troškove i moguće gnjavaže vezane uz ugradnju dimovodnog kanala, uvođenje plinskog sustava u zgradu i osiguranje potrebne ventilacije u tom slučaju.

Kategorija:

Rekonstrukcija