Toplinska pumpa je uređaj dizajniran da osigura niske troškove grijanja. Crpke skupljaju toplinu iz okoline - zemlje, vode ili zraka - i dovode ih u instalaciju centralnog grijanja i tople vode, zagrijavajući vodu, možda u ventilacijski sustav, zagrijavajući zrak koji ulazi u prostorije. Za korisnike je najvažnija prednost crpki niski pogonski troškovi - potrošit ćemo više na ulaganje, ali uštedjet ćemo na troškovima grijanja.

Vrste toplinskih pumpi

Oni koji se najčešće koriste za grijanje kuće mogu se klasificirati ovisno o načinu dobivanja topline i prenošenja u prostorije za uređaje tog tipa:

  • slana otopina / voda - oni prikupljaju toplinu iz zemlje pomoću prizemnog izmjenjivača topline, u kojem cirkulira otopina glikola koja teško smrzava (nazvana slanom vodom), posredujući razmjenu topline između tla i radnog medija crpke. Toplina iz kondenzatora zagrijava vodu koja opskrbljuje centralni sustav grijanja;
  • izravno isparavanje / voda - prizemni izmjenjivač topline istodobno je isparivač pumpe, pa u cijevima položenim u zemlju cirkulira radni medij, koji u njima isparava. Eliminacijom otopine glikola i dodatnog posrednika izmjenjivača topline u izmjeni topline postiže se veća učinkovitost sustava. Toplina iz kondenzatora zagrijava vodu koja opskrbljuje centralni sustav grijanja;
  • izravno isparavanje / izravna kondenzacija - prizemni izmjenjivač topline istodobno je isparivač pumpe, a sustav grijanja (podno grijanje vode) je kondenzator. Ni prizemni izmjenjivač topline ni sustav grijanja nemaju medij koji posreduje izmjenu topline, zahvaljujući čemu je učinkovitost ove pumpe najveća;
  • voda / voda - isparivač pumpe zagrijava se vodom iz bunara, rijeke ili jezera. Toplina iz kondenzatora zagrijava vodu koja opskrbljuje centralni sustav grijanja;
  • zrak / voda - isparivač pumpe se zagrijava zrakom. Toplina iz kondenzatora zagrijava vodu koja opskrbljuje centralni sustav grijanja;
  • zrak / zrak - isparivač pumpe se zagrijava zrakom. Toplina iz kondenzatora zagrijava zrak koji se dovodi u prostorije;
  • voda / zrak - isparivač pumpe zagrijava se vodom. Toplina iz kondenzatora zagrijava zrak koji se dovodi u prostorije.

Faktor učinkovitosti grijanja (COP)

Učinkovitost toplinske crpke pokazuje faktor učinkovitosti grijanja (COP). To je omjer količine topline dobivene u kondenzatoru pumpe i potrošnje energije potrošnje. To ne ovisi samo o dizajnu crpke, već prvenstveno o temperaturi koju treba dobiti u prijemniku topline (sustav grijanja), te o temperaturi izvora iz koje crpka crpi toplinu. COP = 4 znači da ćemo dobiti 4 kWh topline za svaki kilovatni sat električne energije koja se koristi za pogon crpke. Ovaj faktor koji daju proizvođači uređaja obavještava o učinkovitosti koja se događa u određenim uvjetima - na vrijednostima temperature donjeg i gornjeg izvora topline, navedenih u normi. U praksi se ti uvjeti mijenjaju, a s njima i učinkovitost. Za procjenu troškova grijanja toplinskom pumpom korisniji je omjer sezonske učinkovitosti toplinske pumpe SPF, koji određuje omjer količine energije koju toplinska pumpa isporučuje u ukupnoj potrošnji tijekom sezone grijanja.

S kojom instalacijom radi toplinska pumpa?

Toplinska pumpa može, poput bojlera, napajati redovite grijače. Međutim, zbog niže temperature polaza, njihova grijaća površina mora biti odgovarajuće veća nego kod rada s konvencionalnim izvorom topline. To ponekad može stvoriti probleme s pronalaženjem mjesta. Njihova cijena također će biti odgovarajuće veća. Umjesto podnog grijanja za suradnju s toplinskom pumpom, vrlo je dobra druga vrsta grijanja na niskim temperaturama - zidno grijanje pomoću cijevi s vodom ugrađenom u žbuku. Ta je instalacija prilično skupa, ali ako usporedite njezinu cijenu s cijenom vrlo velikih radijatora koji se podudaraju s dovodnom temperaturom od 35 ° C, izbor može biti povoljan. Za napajanje niskotemperaturnim grijanjem toplinskom pumpom nije potreban dodatni sustav za miješanje, jer se voda odmah zagrijava na prikladnu, ne baš visoku temperaturu.

Suradnja toplinske pumpe s postojećom instalacijom centralnog grijanja

U starim se kućama obično bavimo ugradnjom centralnog radijacijskog grijanja prilagođenog parametrima grijanja kotlovnice na ugalj. Radijatori imaju velike grijaće površine, a cijevi su velikog promjera. Ovakva situacija pogoduje korištenju postojećeg sustava grijanja za grijanje s toplinskom pumpom. Ako su zidovi izolirani u tako zagrijanoj zgradi i zamijenili prozore, potreba za toplinom da se pokriju gubici kroz pregrade i ventilaciju prostorija smanjila se za otprilike 50%. Površina grijanja radijatora stoga je obično dovoljna za postizanje potrebne unutarnje temperature pri parametrima vode za grijanje koje postiže toplinska pumpa. Međutim, tehnički uvjet radijatora i kamenca uzrokovan čestim sezonskim isušivanjem i dolivanjem vode zbog propuštanja sustava (što je bila norma u starim instalacijama) može predstavljati problem. Razlikuje se u većini zgrada izgrađenih nakon 1990. Imaju dovoljnu toplinsku izolaciju, a njihove radijatorske instalacije prilagođene su radnim parametrima kotlova za ulje ili plin, imaju mali kapacitet vode, cijevi malog promjera i termostatske ventile. Nisu spremni da ih pokreću toplinske pumpe.

Toplinske pumpe za tlo, vodu i zrak

Princip rada toplinske pumpe

Kako je moguće da crpka dovodi vruću vodu u sustav grijanja ili puše topli zrak u sobu, ako je njezin izvor topline voda, tlo ili zrak s temperaturom malo većom od 0 ° C?

Da bismo to razumjeli, slijedimo što se točno događa tijekom toplinske pumpe slane vode / vode ili vode / vode. Slina iz tla izmjenjivača topline ili voda iz ulaznog bunara (u crpkama voda / voda) ulijeva se u isparivač pumpe. Temperatura mu je 5-10 ° C, jer je to maksimalno kad je tlo zimi ispod 1, 5 m ili podzemna voda.

Za rad crpke potrebno je isparavati radni medij koji kruži unutarnjom cirkulacijom crpke. Stoga mora biti tekućina koja isparava (ključa) na temperaturi nižoj od 5 ° C. Kao rezultat izmjene topline s radnim medijem, temperatura slane vode iz prizemnog izmjenjivača topline ili vode iz bunara smanjuje se za 2-3 ° C. Ohlađena slana voda vraća se natrag u zemljani izmjenjivač topline, a voda se odvodi u jamu za ispuštanje. Radni medij, koji je ispario zahvaljujući toplini koju prima slana voda ili voda, odlazi u kompresor. Tamo se kao rezultat kompresije (tj. Porasta tlaka) njegova temperatura diže na nekoliko desetaka ° C. Tu se napaja sustav (električna energija za pogon kompresora). Temperatura radnog medija također raste zbog činjenice da se dio te energije pretvara u toplinu kao rezultat trenja između komponenata kompresora. Već u obliku pare, radni medij ide u drugi izmjenjivač - kondenzator. Tamo zagrijava vodu iz sustava grijanja (do maksimalno 60 ° C) i kondenzira prilikom odvajanja topline. Temperatura mu se smanjuje za nekoliko ° C. Već kao tekućina prelazi u ekspanzijski ventil, u kojem se širi, zbog čega se njegova temperatura značajno smanjuje. Iz ventila rashladno sredstvo odlazi natrag u isparivač i ciklus se ponavlja.

Troškovi grijanja

Tablica u nastavku prikazuje troškove grijanja s različitim izvorima topline. Treba ih tretirati kao približne, jer na njih utječu fluktuacije u cijenama goriva, razlike u troškovima električne energije i plina, ovisno o mjestu stanovanja i učinkovitosti instalacije za grijanje. Pogotovo potonji iznos može imati značajan utjecaj na troškove.

Najveća učinkovitost koju uređaji postižu obično se koristi za sve usporedbe. U međuvremenu, u praksi se događa da je čak nekoliko desetaka posto niža, a to, naravno, čini proizvodnju topline nekoliko desetaka posto skupljom! Na učinkovitost kotlova utječe kvaliteta goriva. U slučaju plina i nafte, to se kontrolira, pa se može smatrati da su odstupanja učinkovitosti od vrijednosti koju daju proizvođači mala. Pretpostavili smo da je učinkovitost modelne kotlovnice 90% za plinske i naftne kotlove i 105% za plinske kondenzacijske kotlove. Kvaliteta ugljena ili peleta varira, puno ovisi i o vještini pušača, tako da trebate biti malo oprezniji u pogledu učinkovitosti koju kotlovi postižu za ta goriva. Pretpostavili smo da iznosi 70, odnosno 80% (to zahtijeva veliku brigu o čistoći kotla). Međutim, učinkovitost električnih uređaja bila je 100%, što - kao što vidite - nije puno pomoglo jer je grijanje s njima najskuplje.

Faktor učinkovitosti toplinskih pumpi COP (ekvivalentan učinkovitosti kotlova) ovisi o temperaturi medija iz kojeg se uklanja toplina - tla ili zraka. Teške je vrijednosti predvidjeti (nestabilna je posebno u slučaju zraka). Ovisno o vremenskim prilikama, COP je malo različit u svakoj sezoni grijanja. Odlučili smo da ne dajemo prednost toplinskim crpkama i za izračune smo prihvatili COP 3, 7 - kada je izvor topline tlo i 2 - kad je zrak (neki pretpostavljaju da je čak 5 i 3, što je u praksi vrlo rijetko). Takve je koeficijente za čitavu sezonu grijanja i dalje teško postići kada se koriste uređaji dostupni po umjerenim cijenama. Za tla crpke zahtijevaju savršene performanse instalacije, a za zračne pumpe - također ne baš oštre zime.

Kategorija:

Grijanje