Zakaj so toplotne črpalke najbolj dobičkonosna in obetavna zamenjava za plinsko in električno ogrevanje?
Toplotne črpalke so naprave, ki zahvaljujoč tehnologiji pomnožijo toplotno energijo alternativnih virov (zemlja, ambientni zrak, podtalnica) in jo prenesejo v ogrevalni sistem.
Sončna energija in zrak sta vira neizčrpne 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 kasneje v članku.
Kako deluje toplotna črpalka?
V zasnovi črpalk, kot tudi v hladilnih enotah, se uporablja krog s hladilom, ki kroži v njem in je sposobno vreti tudi pri minimalnem segrevanju. Samo toplotna črpalka za ogrevanje deluje kot "obratni hladilnik".
Kako deluje toplotna črpalka
Delovanje toplotne črpalke lahko razdelimo na 5 stopenj:
- vrelišče freona v uparjalniku
- stiskanje hladila s kompresorjem
- prenos toplote iz kondenzatorja v ogrevalni krog
- prehod ohlajenega kondenziranega hladila skozi regulacijski ventil
- vrnitev ohlajenega in tekočega freona v uparjalnik toplotnega izmenjevalnika
Toplotne črpalke so namenjene ogrevanju in hlajenju. Dodatna funkcija je ogrevanje vode za gospodinjsko ali industrijsko uporabo. To je najbolj funkcionalna oprema v primerjavi z drugimi kotli ali klimatskimi napravami.
Toplotna črpalka deluje zelo ekonomično, saj porabi energijo le za delovanje kompresorja in črpalk za kroženje. Energetska učinkovitost toplotnih črpalk je zelo visoka. Faktor pretvorbe energije doseže 4-6 in celo več. To pomeni, da vsaka kilovatna ura porabljene energije pretvori toplotna črpalka v 3-5 kilovatov toplote, ki se uporablja za ogrevanje hiše ali ogrevanje vode.
Za ogrevanje hiše ali ogrevanje vode boste plačali večkrat manj, kot če bi uporabljali električni kotel ali peč. Stroške ogrevanja lahko prihranite do 75-80%!
Ob trenutnih plinskih tarifah je obratovanje plinskega kotla 2-3 krat dražje kot obratovanje toplotne črpalke.
Kako deluje toplotna črpalka za ogrevanje doma?
Toploto je mogoče pridobiti iz:
- podtalnice na globini 15-20 m;
- bližnjega vodnega telesa;
- zemeljskih blazin z horizontalno globino kolektorja do 1,2-1,5 m;
- globokih vrtin do 40-50 m globoko.
Obstaja še veliko drugih načinov za uporabo 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 mnogih drugih primerih.
Vrste toplotnih črpalk
Obstajajo sistemi, ki uporabljajo geotermalno toploto, toploto iz zraka ali naprave, ki pridobivajo hidrotermalno toploto. Poudarimo več glavnih vrst toplotnih črpalk.
Toplotna črpalka z zemeljskim virom
Toplotna črpalka z zemeljskim virom je sistem, ki pridobiva odvečno toploto iz plasti površinske zemlje, globokih vrtin ali bližnjega vodnega telesa.
Temperatura zemlje na globini pod plastjo zmrzovanja pozimi je vedno pozitivna – do 5-10 (° C). Toplota, akumulirana med poletjem, je zadostna, da toplotna črpalka z zemeljskim virom ogreje prostor pozimi.
Za odvzem toplote se položi plastični kolektor ali spustijo dvojni sondi, v katerih kroži hladilno sredstvo, ki ne zmrzne v zimskih razmerah. Večja kot je bivalna površina, daljše so cevi kolektorja ali globina sond. Specifična moč odvzema toplote za različne vrste tal se lahko giblje od 8 do 32 W/m². Upoštevajo se tudi lastnosti tal in njihovih plasti, kar zahteva geološke raziskave.
Če je v bližini hiše ribnik ali rezervoar z zadostnim volumnom vode in globino, se spirale in obroči plastičnega kolektorja postavijo v globino (do dna).
Toplotna črpalka voda-voda
Toplotna črpalka voda-voda, katere načelo temelji na pridobivanju toplote iz podtalnice, je precej zapletena za namestitev. Temperatura vode na globini je skozi vse leto konstantna – približno + 10 ° C.
Za namestitev take toplotne črpalke je potrebna analiza globine vodnega horizonta, količine, kakovosti in čistosti vode. Njena zmogljivost v smislu toplote ali hladu ni odvisna od atmosferskih razmer ali spremembe letnih časov. Razmerje pretvorbe energije toplotne črpalke voda-voda je visoko – COP do 5 in več, vendar je namestitev in vzdrževanje problematično.
Toplotna črpalka voda-voda za ogrevanje je dobičkonosna možnost le ob pogojih kompetentne izbire in izračuna opreme ter visoko usposobljene namestitve in zagon.
Cena geotermalnih in vodnih toplotnih črpalk je visoka zaradi potrebe po predhodnih raziskavah in dragih namestitvenih delih.
Toplotna črpalka zrak-voda
Takšna toplotna črpalka je cenovno dostopnejša glede na ceno in namestitev. Najbolje je primerna za integracijo v moderniziran ogrevalni sistem, prav tako pa je enostavna za namestitev in se hitro povrne, ko se uvede v novo hišo. Ker njena toplotna zmogljivost odvisna od temperature zunanjega zraka, je koristno uporabljati toplotno črpalko na zraku v bivalentnih krogih, z rezervnim drugim virom toplote.
Skupna moč toplotne črpalke z rezervnim virom postane skoraj pol manjša od njene cene, vendar energijska učinkovitost in ekonomičnost celotnega sistema oskrbe s toploto ostaja optimalna.
Ločimo med monoblok postavitvijo ali kompletom, ki vključuje zunanje in notranje enote. Inverter toplotna črpalka zrak-voda se natančno in ekonomično odziva na prednostne obremenitve za toploto, toplo vodo ali hladno. Koeficient energetske učinkovitosti takšnih sistemov je do 5 ali več, sposobni so delovati celo 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 hitro povratno naložbo pri modernizaciji ogrevanja ali namestitvi v novo hišo tako v mestih z milijoni prebivalcev 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
Uporaba toplote iz prezračevanja ali zunanjega zraka, toplotna črpalka zrak-zrak je podobna delovanju klimatske naprave za hlajenje/ogrevanje, vendar s prednostjo dela na ogrevanju. Ta toplotna črpalka se uporablja kot sistem, ki vam omogoča, da prihranite denar pri ogrevanju vašega doma ne le v Evropi, ampak tudi v Ukrajini.
Poleg tega so takšne toplotne črpalke lahko opremljene s kompletom za pripravo tople vode in se odlikujejo po visokih stopnjah sezonske energetske učinkovitosti.
Obstajajo tudi druge sheme sistemov toplotnih črpalk:
- toplotna črpalka zemlja-zrak;
- toplotna črpalka slanica-voda;
- drugi.
Toplotne črpalke se uporabljajo za ogrevanje vode v bazenih ali tehnoloških procesih, v nekaterih industrijskih panogah ali v gradbeništvu za ogrevanje katere koli komercialne stavbe.
Prednosti toplotnih črpalk
- Inovativne tehnologije za oskrbo s toploto, klimatizacijo in oskrbo s toplo vodo, predstavljene v eni napravi – toplotni črpalki.
- Ekonomične in večkrat nižje stroške za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo.
- Ekološka toplotna črpalka, brez emisij CO2 in onesnaževanja okolja.
- Požarna varnost, ni potrebe po nadzoru, odobritvi, stalnem spremljanju varnosti opreme.
- Inteligentno upravljanje in ekonomični načini delovanja, nadzor mikroklime s senzorji temperature in vlažnosti.
- Nadzor različnih temperaturnih ogrevalnih krogov: radiatorji in talno ogrevanje.
- Klimatizacija in ogrevanje s toplotnimi črpalkami in ventilatorskimi enotami.
- Toplotna črpalka z zemeljskim virom, katere cena je visoka, je ekonomsko upravičena možnost za ogrevanje nove hiše brez plina, še posebej v pogojih omejene oskrbe z energijo za hišo.
Zaključki
Samo visoko usposobljeni strokovnjaki lahko izberejo pravi sklop opreme toplotne črpalke, ki deluje po eni ali drugi shemi, s sklicevanjem na določen del zasebne hiše, ob upoštevanju inženirskih sistemov in načrtovanja stavb.
Pravilni izračuni določajo: stroške sistema, njegovo učinkovitost in zanesljivost. Toplotne črpalke so inovativni sistemi s kompleksno namestitvijo in inteligentnim nadzorom. Za izvajanje takšnih projektov je potrebno poiskati strokovnjake, da izberejo najustreznejši sklop opreme glede na moč in ceno ter izračunajo ekonomsko korist od njene izvedbe.
