Kaj je toplotna črpalka?

Zakaj so toplotne črpalke najbolj donosna in obetavna zamenjava plinskega in električnega ogrevanja?

Toplotne črpalke so oprema, ki s pomočjo tehnologije multiplicira toplotno energijo alternativnih virov (zemlja, zunanji zrak, podtalnica) in jo prenaša v ogrevalni sistem.

Sonce in zrak sta neizčrpna vira nizkotemperaturne toplote. Ta toplotna energija je brezplačna in obnovljiva.

Toplotna črpalka prenaša ali črpa toplotno energijo iz enega medija v drugega. Načelo delovanja toplotne črpalke je opisano v nadaljevanju članka.

Kako deluje toplotna črpalka?

Pri zasnovi črpalk, pa tudi pri hladilnih enotah, se uporablja krog, v katerem kroži hladilno sredstvo, ki lahko zavre že pri minimalnem segrevanju. Samo toplotna črpalka za ogrevanje deluje kot "obratni hladilnik".

Kako deluje toplotna črpalka

Delo toplotne črpalke lahko razdelimo na 5 stopenj:

1. vrenje freona v uparjalniku
2. stiskanje hladilnega sredstva s kompresorjem
3. prenos toplote iz kondenzatorja v ogrevalni krog
4. prehod ohlajenega kondenziranega hladilnega sredstva skozi dušilni ventil
5. vračanje ohlajenega in tekočega freona v toplotni izmenjevalnik uparjalnika

Toplotne črpalke so namenjene ogrevanju in hlajenju. Dodatna funkcija je ogrevanje vode za domačo ali industrijsko uporabo. To je najbolj funkcionalna oprema v primerjavi s katerim koli kotlom ali klimatsko napravo.

Toplotna črpalka deluje zelo varčno, saj porablja energijo le za delovanje kompresorja in obtočnih črpalk. Energetska učinkovitost toplotnih črpalk je zelo visoka. Faktor pretvorbe energije dosega 4 do 6 in celo več. To pomeni, da toplotna črpalka vsak porabljen kilovat energije pretvori v 3-5 kilovatov toplote, ki se uporabi za ogrevanje hiše ali ogrevanje vode.

Za ogrevanje hiše ali ogrevanje vode boste morali plačati nekajkrat manj, kot če bi uporabili električni kotel ali bojler. Stroške ogrevanja lahko prihranite do 75-80 %!

V skladu z veljavnimi tarifami za plin je obratovanje plinskega kotla 2-3-krat dražje kot obratovanje toplotne črpalke.

Tukaj je bila objavljena fotografija. Prenesite jo

Kako deluje toplotna črpalka za ogrevanje doma?

Toplota se lahko črpa iz:

• podtalnice na globini 15-20 m;
• bližnjega vodnega telesa;
• talnih blazinic z vodoravnim kolektorjem na globini do 1,2-1,5 m;
• iz globokih vrtanih vrtin do globine 40-50 m.
  

Obstaja še veliko načinov uporabe tehnologije toplotnih črpalk za zmanjšanje toplotnih izgub in znižanje stroškov ogrevanja.

Na primer pri uporabi odvečne toplote iz tehnoloških procesov, toplote odpadne vode in v številnih drugih primerih.

Vrste toplotnih črpalk

Obstajajo sistemi, ki uporabljajo geotermalno toploto, toploto iz zraka ali naprave, ki pridobivajo hidrotermalno toploto. Izpostavimo nekaj glavnih vrst toplotnih črpalk.

Zemeljska toplotna črpalka

Zemeljska toplotna črpalka je sistem, ki odvečno toploto črpa iz plasti površinske zemlje, globokih vrtin ali bližnjega vodnega telesa.

Temperatura tal na globini pod zamrzovalno plastjo je pozimi vedno pozitivna - do 5-10 (°C). Toplota, nakopičena poleti, zadostuje, da zemeljska toplotna črpalka pozimi ogreje prostor.

Za odvajanje toplote se položi cevasti plastični kolektor ali se spustijo dvojne sonde, v katerih kroži hladilna tekočina, ki v zimskih razmerah ne zamrzne. Večji kot je bivalni prostor, daljše so cevi kolektorja ali globina sond. Specifična moč odvajanja toplote za različna tla se lahko giblje od 8 do 32 W/m². Upoštevajo se tudi značilnosti tal in njihovih plasti, za kar so potrebne geološke raziskave.

Če je v bližini hiše ribnik ali rezervoar z zadostno količino vode in globino, se vanj do globine (do dna) namestijo spirale in obroči plastičnega kolektorja.

Toplotna črpalka voda-voda

Toplotna črpalka voda-voda, katere princip temelji na pridobivanju toplote iz podtalnice, je precej zapletena za namestitev. Temperatura vode na globini je skozi vse leto konstantna - približno + 10 ° С.

Za namestitev takšne toplotne črpalke je potrebna analiza globine vodnega horizonta, količine, kakovosti in čistosti vode. Njeno delovanje v smislu toplote ali hladu ni odvisno od atmosferskih pogojev ali spremembe letnega časa. Koeficient pretvorbe energije vodne toplotne črpalke je visok - COP do 5 in več, vendar sta vgradnja in vzdrževanje problematična.

Toplotna črpalka voda-voda za ogrevanje je donosna možnost le pod pogojem kompetentne izbire in izračuna opreme ter visoko usposobljene namestitve in zagona.

Cena geotermalnih toplotnih črpalk in toplotnih črpalk voda-voda je visoka zaradi potrebe po predhodnih raziskavah in dragih montažnih delih.

Toplotna črpalka zrak-voda

Takšna toplotna črpalka je cenovno in montažno ugodnejša. Najbolj primerna je za vključitev v posodobljen ogrevalni sistem, poleg tega pa je enostavna za vgradnjo in se ob uvedbi v novem domu hitro povrne. Ker je njena toplotna učinkovitost odvisna od temperature zunanjega zraka, je toplotno črpalko zrak-voda koristno uporabljati v bivalentnih krogih z rezervnim drugim virom toplote.

Skupna zmogljivost toplotne črpalke z rezervnim virom postane skoraj za polovico manjša od njene cene, vendar energetska učinkovitost in ekonomičnost celotnega sistema za oskrbo s toploto ostaneta optimalni.

Razlikujte med enoblokovno postavitvijo ali kompletom, ki vključuje zunanjo in notranjo enoto. Inverterska zračna toplotna črpalka se natančno in ekonomično odziva na prednostne obremenitve za toploto, toplo vodo ali hlad. Koeficient energetske učinkovitosti takšnih sistemov je do 5 ali več, delujejo lahko tudi pri zunanjih temperaturah do -25 °C. To so najbolj priljubljene toplotne črpalke za uporabo v zmernem podnebju na večini ozemlja Ukrajine.

Takšni modeli so možnost, ki je na voljo glede na podnebne razmere za projekt hitrega povračila za posodobitev ogrevanja ali vgradnjo v novo hišo tako v mestih z milijonarji kot v regijah.

Odličen primer toplotne črpalke zrak-voda je serija Arctic Home Basic in Arctic Home Smart, visoko zmogljiva oprema britanske blagovne znamke Mycond.

Toplotna črpalka zrak-zrak

Toplotna črpalka zrak-zrak, ki uporablja toploto iz prezračevanja ali zunanjega zraka, je po načinu delovanja podobna klimatski napravi za hlajenje/ogrevanje, vendar ima prednost pri delu ogrevanje. Ta toplotna črpalka se uporablja kot sistem, ki vam omogoča prihranek pri ogrevanju doma ne le v Evropi, temveč tudi v Ukrajini.

Poleg tega so takšne toplotne črpalke lahko opremljene s kompletom za pripravo tople vode in jih odlikujejo visoke stopnje sezonske energetske učinkovitosti.

Obstajajo tudi druge sheme sistemov toplotnih črpalk:

• toplotna črpalka zemlja-zrak;
• toplotna črpalka slana-voda;
• druge.
  

Toplotne črpalke se uporabljajo za ogrevanje vode v bazenih ali tehnoloških procesih, na nekaterih industrijskih območjih ali v gradbeništvu za ogrevanje katerega koli poslovnega objekta.

Prednosti toplotnih črpalk

• Inovativne tehnologije za oskrbo s toploto, klimatizacijo in pripravo tople vode, predstavljene v eni napravi - toplotni črpalki.
• Ekonomični in večkrat nižji stroški ogrevanja in oskrbe s toplo vodo.
• Okolju prijazna toplotna črpalka, brez emisij CO2 in onesnaževanja okolja.
• Požarna varnost, ni potrebe po nadzoru, odobritvi, stalno spremljanje varnosti opreme.
• Inteligentno upravljanje in varčni načini delovanja, nadzor mikroklime s senzorji temperature in vlage.
• Krmiljenje ogrevalnih krogov z različnimi temperaturami: radiatorji in talno ogrevanje.
• Klimatizacija in ogrevanje s toplotnimi črpalkami in enotami fan coil.
• Zemeljska toplotna črpalka, katere cena je visoka, je ekonomsko upravičena možnost za ogrevanje nove hiše brez plina, zlasti v pogojih omejene oskrbe hiše z električno energijo.

Zaključki

Le visoko usposobljeni strokovnjaki lahko izberejo pravi sklop opreme toplotne črpalke, ki deluje po eni ali drugi shemi, glede na določen del zasebne hiše, ob upoštevanju inženirskih sistemov in načrtovanja stavbe.

Pravilni izračuni določajo: stroške sistema, njegovo učinkovitost in zanesljivost. Toplotne črpalke so inovativni sistemi s kompleksno namestitvijo in inteligentnim nadzorom. Za izvedbo takšnih projektov se je treba obrniti na strokovnjake, da izberejo najprimernejši sklop opreme glede na moč in ceno ter izračunajo ekonomsko korist od njegove izvedbe.