Najpopularnije su crpke koje uzimaju toplinu iz zemlje - po mogućnosti kada su vlažne, ilovače. Suhi pijesak pruža nekoliko puta manje topline
Mišljenja o toplinskim crpkama su skeptična ili vrlo oduševljena. Što mi uistinu možemo očekivati od njih? Koji su principi rada toplinske pumpe? Je li montaža crpke isplativa? Predstavljamo najpopularnija rješenja, energetske pokazatelje približavamo.
Rad toplinske pumpe
Koji je princip rada toplinske pumpe?
Toplinska pumpa je uređaj koji koristi toplinu okoliša za zagrijavanje prostorija - obično je uzima iz zemlje, vode ili zraka i transportira je u sustav grijanja. Na taj način možete koristiti energiju za koju ne morate platiti. Osim toga, toplinska pumpa ne troši nikakvo gorivo, ne emitira ispušne plinove, a učinak njegovog rada je samo nekoliko stupnjeva spuštanja temperature medija iz kojeg prima toplinu. Zvuči ohrabrujuće, zar ne? Da, ali naravno mora postojati ulov - nema ništa besplatno.
Prije svega, toplinska pumpa je relativno skupa. Srećom, međutim, ne tako da se ne bi mogao široko koristiti - čak i u Poljskoj tisuće njih već rade.
Drugi problem - za transport topline, crpka se mora napajati. U uređajima koji se često koriste je električna energija. Najskuplji je među popularnim energetskim nosačima. Istina je da pumpi ne treba puno toga i da je njezin rad vrlo jeftin. Ali je li to stvarno tako? O tome ovisi profitabilnost njegove upotrebe.
Kako se prenosi toplina?
Kako je moguće da se toplina iz hladnijeg okoliša prenosi u mnogo toplije prostorije?
U krugu toplinske crpke cirkulira tekućina (tzv. Radni medij), koja je podvrgnuta termodinamičkim procesima: na niskoj temperaturi ona isparava, čime odvodi toplinu iz okoliša. Već kao plin komprimiran je u kompresoru s električnim pogonom, zahvaljujući kojem se njegova temperatura povećava. Ona postaje toliko visoka da je dovoljno za zagrijavanje vode u sustavu centralnog grijanja ili zraka koji se unosi u prostorije. Davanjem topline, radni medij se kondenzira i postaje tekuć. Teče kroz prigušivački element u kojem se - kao rezultat širenja - njegova temperatura značajno smanjuje. U tom se stanju vraća u izmjenjivač, gdje prima toplinu iz okoline, a cijeli se ciklus ponavlja.
Za toplinske crpke koje koriste zemaljsku toplinu potrebna je posebna instalacija nazvana zemljani izmjenjivač topline koja opskrbljuje toplinu isparivačem pumpe. Izrađena je od fleksibilnih cijevi, postavljajući ih u zemlju u jednoj ili dvije ravnine ili u obliku spirale. Da biste dobili što više topline, izmjenjivač treba postaviti na dubinu na kojoj je temperatura tla najviša. Zbog troškova i profitabilnosti investicije ona je tek nešto ispod zone smrzavanja (ovisno o regiji Poljske je od 0, 8 do 1, 4 m ispod razine tla).
Količina topline koja se može uzeti iz zemlje ovisi prije svega o fizičkim svojstvima tla, posebice njegovoj vlažnosti, u određenoj mjeri i o sunčevom izlaganju tlu. Gustoća toplinskog toka u glinenom tlu doseže preko 30 W / m 2, dok u suhom pjeskovitom može biti i do 10 W / m 2, što je tri puta manje. Stoga se površina izmjenjivača potrebna za postizanje kapaciteta grijanja od 10 kW može kretati od 330 do čak 1000 m 2 . Izmjenjivači topline vodoravno postavljeni u zemlju trebaju puno prostora na parceli.
Izmjenjivači u obliku vertikalnih sondi su u tom pogledu manje zahtjevni. Cijevi takvog izmjenjivača postavljaju se u bušotine duboke nekoliko desetaka do nekoliko stotina metara. Teže je od polaganja cijevi vodoravno, zahtijeva upotrebu specijalizirane opreme, pa košta više. Međutim, može se pokazati korisnim na parcelama s vrlo niskom razinom podzemne vode, gdje bi vodoravni izmjenjivač morao imati vrlo veliko područje. Kao vodič može se pretpostaviti da je za bušenje 1 kW toplinske snage potrebno 20-metarsko bušotina duboka 20 m (tj. Čak 200 m kada je potrošnja 10 kW). Općenito, umjesto jednog vrlo dubokog, napravljeno je nekoliko plitkih bušotina, koji bi trebali biti udaljeni najmanje 5 m.
Energija podzemne vode
Ako je potražnja za toplinom velika, možda će biti isplativije dobiti energiju iz podzemnih ili površinskih voda - njihova temperatura zimi varira između 0 i 10 ° C. Energetski pokazatelji ovog rješenja su čak i bolji nego za zemaljske crpke, ali dodatni troškovi i problemi koji proizlaze iz onečišćenja vode moraju se uzeti u obzir. Potrebno ga je filtrirati i često čistiti, pa čak i zamijeniti korozivne dijelove instalacije. Za postizanje snage od 10 kW potreban je protok vode veće od 2 m 3 / h pri 5 ° C, tako da crpljenje troši značajnu količinu energije, što nepovoljno utječe na učinkovitost sustava.