Vodič za čitanje
Toplinske pumpe su ovih dana u modi, posebno u Europi, gdje neke zemlje rade na zabrani ugradnje peći i kotlova na fosilna goriva u korist ekološki prihvatljivijih opcija, uključujući energetski učinkovite dizalice topline.(Peći zagrijavaju zrak i distribuiraju ga kroz cijevi po kući, dok bojleri zagrijavaju vodu za grijanje toplom vodom ili parom.) Ove je godine američka vlada počela nuditi porezne olakšice za ugradnju dizalica topline, koje su unaprijed skuplje od tradicionalnih peći ali su dugoročno mnogo učinkovitiji.
U području novih energetskih vozila, budući da je kapacitet baterije ograničen, to je također potaknulo industriju da se okrene toplinskim pumpama.Stoga je možda vrijeme da brzo naučite što toplinske pumpe znače i čemu služe.
Koja je najčešća vrsta dizalice topline?
S obzirom na nedavne vijesti, mogli biste se iznenaditi kada saznate da već koristite atoplinska pumpa- vjerojatno imate više od jednog u svom domu i više od jednog u automobilu.Jednostavno ih ne nazivate dizalicama topline: koristite izraze "hladnjak" ili "klima uređaj".
Zapravo, ovi strojevi su dizalice topline, što znači da prenose toplinu s relativno hladnog mjesta na relativno vruće mjesto.Toplina spontano teče od toplog ka hladnom.Ali ako ga želite pretvoriti iz hladnog u vruće, morate ga "napumpati".Najbolja analogija ovdje je voda koja sama teče niz brdo, ali je treba pumpati uz brdo.
Kada pumpate toplinu sadržanu u nekoj vrsti hladnog spremnika (zrak, voda, itd.) u vrući spremnik, hladni spremnik postaje hladniji, a vrući spremnik topliji.To je zapravo ono što je vaš hladnjak ili klima uređaj - on premješta toplinu s mjesta gdje nije potrebna na neko drugo mjesto, a nije vas briga hoćete li uzalud potrošiti malo dodatne topline.
Kako napraviti praktičan rashladni uređaj s toplinskom pumpom?
Ključni uvid koji je proizveotoplinske pumpe pojavio se početkom 19. stoljeća, kada su brojni izumitelji, uključujući Jacoba Perkinsa, shvatili da mogu nešto ohladiti na ovaj način bez trošenja hlapljivih tekućina koje su isparile da bi se postiglo hlađenje.Umjesto ispuštanja tih para u atmosferu, tvrdili su, bilo bi bolje sakupiti ih, kondenzirati u tekućinu i ponovno upotrijebiti tu tekućinu kao rashladno sredstvo.
Za to služe hladnjaci i klima uređaji.Oni isparavaju tekuća rashladna sredstva i koriste hladnu paru za apsorbiranje topline iz unutrašnjosti hladnjaka ili automobila.Zatim komprimiraju plin koji se kondenzira natrag u tekući oblik.Ova je tekućina sada toplija nego kad je počela, tako da dio topline koju zadržava može lako (možda uz pomoć ventilatora) oteći u okolno okruženje - bilo na otvorenom ili negdje drugdje u kuhinji.
Uz to: dobro ste upoznati s dizalicama topline;Samo što ih stalno nazivate klima uređajima i hladnjacima.
Sada napravimo još jedan misaoni eksperiment.Ako imate prozorski klima uređaj, možete to učiniti čak i kao pravi eksperiment.Instalirajte unatrag.Odnosno, instalirajte njegove kontrole izvan prozora.Učinite to po hladnom i suhom vremenu.Sto ce se dogoditi?
Kao što biste i očekivali, puše hladan zrak u vaše dvorište i oslobađa toplinu u vaš dom.Dakle, još uvijek prenosi toplinu, čineći vaš dom ugodnijim grijanjem.Naravno, hladi vani zrak, ali taj učinak postaje minimalan kada ste daleko od Windowsa.
Sada imate toplinsku pumpu za grijanje svog doma.Možda i nije najboljitoplinska pumpa, ali će uspjeti.Štoviše, kada dođe ljeto, možete ga okrenuti naopako i koristiti kao klima uređaj.
Naravno, nemojte to zapravo učiniti.Ako pokušate, nedvojbeno neće uspjeti prvi put kada padne kiša i voda uđe u regulator.Umjesto toga, možete si kupiti komercijalnu dizalicu topline "izvor zraka" koja koristi isti princip za grijanje vašeg doma.
Problem je, naravno, što je votka skupa i brzo ćete je potrošiti da ohladite vino.Čak i ako votku zamijenite jeftinijim alkoholom, uskoro ćete se žaliti na troškove.
Neki od tih uređaja imaju ono što se naziva povratnim ventilima, koji omogućuju istom uređaju da obavlja dvostruku ulogu: mogu pumpati toplinu izvana prema unutra ili iznutra prema van, osiguravajući i toplinu i klimatizaciju, kao što je opisano u nastavku.
Zašto su dizalice topline učinkovitije od električnih grijača?
Dizalice topline su učinkovitije od električnih grijača jer ne zahtijevaju električnu energiju za proizvodnju topline.Električna energija koju koristi atoplinska pumpastvara nešto topline, ali što je još važnije, pumpa toplinu izvana u vaš dom.Omjer topline ispuštene u dom i energije poslane električnom kompresoru naziva se koeficijent učinka ili COP.
Jednostavan električni grijač prostora koji daje svu toplinu koju stvara električni grijaći element ima COP 1. S druge strane, COP dizalice topline može biti za red veličine veći.
Međutim, COP dizalice topline nije fiksna vrijednost.Ona je obrnuto proporcionalna temperaturnoj razlici između dva spremnika u koje se pumpa toplina.Uz to, ako pumpate toplinu iz ne prehladnog spremnika u ne prevruću zgradu, COP će biti velika vrijednost, što znači da je vaša dizalica topline vrlo učinkovita u korištenju električne energije.Ali ako pokušate pumpati toplinu iz izuzetno hladnog spremnika u već toplu zgradu, vrijednost COP-a se smanjuje, što znači da učinkovitost trpi.
Rezultat je ono što intuitivno očekujete: najbolje je koristiti najtopliju stvar koju možete pronaći kao vanjski spremnik topline.
Dizalice topline na zrak, koje koriste vanjski zrak kao spremnik topline, najgora su opcija u tom smislu jer je vanjski zrak vrlo hladan tijekom zimske sezone grijanja.Još su bolje toplinske pumpe sa zemljom (poznate i kao geotermalne dizalice topline), jer je tlo na srednjim dubinama čak i zimi prilično toplo.
Koji je najbolji izvor topline za dizalice topline?
Problem s zemaljskim izvoromtoplinske pumpeje da vam treba način da pristupite ovom zakopanom spremniku topline.Ako imate dovoljno prostora oko kuće, možete iskopati jarke i zakopati hrpu cijevi na razumnoj dubini, na primjer dubini od nekoliko metara.Zatim možete cirkulirati tekućinu (obično mješavinu vode i antifriza) kroz te cijevi da apsorbira toplinu iz tla.Alternativno, možete izbušiti duboke rupe u tlu i okomito postaviti cijevi u te rupe.Sve će to ipak biti skupo.
Još jedna strategija dostupna nekolicini sretnika jest izvlačenje topline iz obližnje vodene površine uranjanjem cijevi u vodu na određenoj dubini.One se nazivaju toplinske pumpe s izvorom vode.Neke dizalice topline koriste neobičniju strategiju izvlačenja topline iz zraka koji izlazi iz zgrade ili iz solarne tople vode.
U vrlo hladnim klimatskim uvjetima ima smisla instalirati toplinsku crpku za tlo ako je moguće.To je vjerojatno razlog zašto je većina dizalica topline u Švedskoj (koja ima jednu od najvećih dizalica topline po glavi stanovnika) ove vrste.Ali čak i Švedska ima veliki postotak dizalica topline na zrak, što opovrgava uobičajenu tvrdnju (barem u Sjedinjenim Državama) da su dizalice topline prikladne samo za grijanje domova u blagim klimatskim uvjetima.
Dakle, gdje god bili, ako si možete priuštiti veće početne troškove, sljedeći put kada budete suočeni s odlukom o tome kako grijati svoj dom, razmislite o korištenju dizalice topline umjesto tradicionalne peći ili bojlera.
Vrijeme objave: 19. listopada 2023