Vodič za čitanje
Toplinske crpke su sve bijes ovih dana, posebno u Europi, gdje neke zemlje rade na zabrani ugradnje štednjaka i kotlova za fosilna goriva u korist ekološki prihvatljivih opcija, uključujući energetski učinkovite toplinske pumpe. (Peći toplinski zrak i distribuirajte ga kroz cijevi u cijeloj kući, dok bojleri toplinu vode kako bi osigurali vruću vodu ili grijanje pare.) Ove godine, američka vlada počela je nuditi porezne poticaje za ugradnju toplinskih pumpi, koje imaju tendenciju da koštaju više od tradicionalnih peći Ali dugoročno su mnogo učinkovitiji.
U području novih energetskih vozila, budući da je kapacitet baterije ograničen, također je potaknuo industriju da se okrene toplinskim pumpama. Pa je možda vrijeme da se brzo nauči što toplinske pumpe znače i što rade.
Koja je najčešća vrsta toplinske pumpe?
S obzirom na nedavni zvuk, možda ćete se iznenaditi kad saznate da već koristite atoplotna pumpa- Vjerojatno imate više od jednog u svom domu i više od jednog u automobilu. Jednostavno ih ne zovete toplinske pumpe: koristite izraze "hladnjak" ili "klima uređaj".
U stvari, ovi strojevi su toplinske pumpe, što znači da toplinu premještaju s relativno hladnog mjesta na relativno vruće mjesto. Toplina teče spontano od vruće do hladne. Ali ako ga želite okrenuti s hladnog u vruće, morate ga "pumpati". Najbolja analogija ovdje je voda koja samostalno teče niz brdo, ali treba ga napuniti na brdo.
Kad pumpate toplinu sadržanu u nekoj vrsti hladnog skladištenja (zrak, voda itd.) Na vruće skladištenje, hladno skladištenje postaje hladnije i vruće skladištenje postaje sve vruće. To je zapravo ono što se radi o vašem hladnjaku ili klima uređaju - pomiče toplinu odakle nije potrebno negdje drugdje, a vas nije briga ako gubite malo dodatne topline.
Kako napraviti praktični hladnjak s toplinskom pumpom?
Ključni uvid koji je proizveotoplinske pumpe Došao je početkom 19. stoljeća, kada je brojni izumitelji, uključujući Jacob Perkins, shvatio da mogu nešto ohladiti na ovaj način, a da ne troše nestabilne tekućine koje su isparile kako bi se postiglo hlađenje. Umjesto da ove pare puštaju u atmosferu, tvrdili su, bilo bi bolje da ih sakupite, kondenzirate u tekućinu i ponovo upotrijebite tu tekućinu kao rashladno sredstvo.
Tome služe hladnjaci i klima uređaji. Oni isparavaju tekuća rashladna sredstva i koriste hladnu paru za apsorbiranje topline s unutrašnjosti hladnjaka ili automobila. Zatim komprimiraju plin, koji se kondenzira natrag u tekući oblik. Ova je tekućina sada toplija nego kad je započela, tako da neka toplina koju drži može lako (možda uz pomoć ventilatora) ulijevati u okolno okruženje - bilo na otvorenom ili negdje drugdje u kuhinji.
To je rečeno: vrlo ste upoznati s toplinskim pumpama; Samo se nastavljate s njima nazivati klima uređaje i hladnjake.
Sada napravimo još jedan misaoni eksperiment. Ako imate klima uređaj na prozoru, to čak možete učiniti i kao pravi eksperiment. Instalirajte unatrag. Odnosno, instalirajte njegove kontrole izvan prozora. Učinite to u hladnom, suhom vremenu. Što će se dogoditi?
Kao što biste očekivali, puše hladan zrak u vaše dvorište i oslobađa toplinu u vaš dom. Dakle, još uvijek transportira toplinu, čineći vaš dom ugodnijim zagrijavanjem. Svakako, hladi zrak vani, ali taj učinak postaje minimalan nakon što se udaljite od prozora.
Sada imate toplinsku pumpu za zagrijavanje vašeg doma. Možda nije najboljetoplotna pumpa, ali uspjet će. Štoviše, kad dođe ljeto, možete ga i okrenuti naopako i koristiti ga kao klima uređaj.
Naravno, to zapravo nemoj raditi. Ako ga isprobate, nesumnjivo će uspjeti prvi put kad pada kiša i voda uđe u kontroler. Umjesto toga, možete sebi kupiti komercijalnu toplinsku pumpu "izvora zraka" koja koristi isti princip za zagrijavanje vašeg doma.
Problem je, naravno, što je votka skupa i brzo ćete ponestati da ohladi vino. Čak i ako votku zamijenite jeftinijim alkoholom koji trlja, uskoro ćete se žaliti na trošak.
Neki od ovih uređaja imaju ono što se nazivaju okretnim ventilima, koji omogućuju isti uređaj da obavlja dvostruku ulogu: oni mogu pumpati toplinu izvana iznutra ili iznutra, pružajući i toplinu i klima uređaj, kako je opisano u nastavku.
Zašto su toplinske pumpe učinkovitije od električnih grijača?
Toplinske pumpe su učinkovitije od električnih grijača jer ne zahtijevaju električnu energiju za proizvodnju topline. Struja koju koristi atoplotna pumpaDa li stvara malo topline, ali što je još važnije, pumpa toplinu izvana u vaš dom. Omjer topline koja se oslobađa u dom do energije poslane električnom kompresoru naziva se koeficijent performansi ili policajaca.
Jednostavan električni grijač prostora koji pruža svu toplinu koju stvara električni grijaći element ima policajcu od 1. S druge strane, policajac toplinske pumpe može biti redak veće.
Međutim, policajac toplinske pumpe nije fiksna vrijednost. To je obrnuto proporcionalno temperaturnoj razlici između dva rezervoara u kojima se toplina pumpa. To je rečeno, ako toplinu pumpate iz ne previše hladnog rezervoara u ne previše vruću zgradu, policajac će biti velika vrijednost, što znači da je vaša toplinska pumpa vrlo učinkovita u korištenju električne energije. Ali ako pokušate napumpati toplinu iz izuzetno hladnog rezervoara u već toploj zgradi, vrijednost policajca se smanjuje, što znači da učinkovitost pati.
Rezultat je ono što intuitivno očekujete: najbolje je koristiti najtoplije što možete pronaći kao rezervoar na otvorenom.
Toplinske crpke iz izvora zraka, koje koriste vanjski zrak kao rezervoar topline, najgora su opciju u tom pogledu jer je vanjski zrak vrlo hladan tijekom zimske sezone grijanja. Još su bolje toplinske pumpe za zemlju (poznate i kao geotermalne toplinske pumpe), jer je čak i zimi tlo na srednjim dubinama još uvijek prilično toplo.
Koji je najbolji izvor topline za toplinske pumpe?
Problem s prizemnim izvoromtoplinske pumpeje da vam treba način da pristupite ovom zakopanom rezervoaru topline. Ako imate dovoljno prostora oko svog doma, možete iskopati jarke i zakopati gomilu cijevi na razumnoj dubini, kao što je dubok nekoliko metara. Zatim možete cirkulirati tekućinu (obično mješavinu vode i antifriza) kroz ove cijevi kako biste apsorbirali toplinu iz zemlje. Alternativno, možete izbušiti duboke rupe u zemlji i u ove rupe ugraditi cijevi. Sve će to, međutim, postati skupo.
Druga strategija dostupna sretnikom je izdvojiti toplinu iz obližnjeg vodenog tijela tako što ćete uranjati cijev u vodu na određenu dubinu. Nazivaju se toplinske pumpe za vodu. Neke toplinske pumpe koriste neobičniju strategiju vađenja topline iz zraka napuštajući zgradu ili iz solarne tople vode.
U vrlo hladnim klimama ima smisla ugraditi toplinsku pumpu u zemlji ako je moguće. To je vjerojatno razlog zašto je većina toplinskih pumpi u Švedskoj (koja ima jednu od najvećih broja toplinskih pumpi po glavi stanovnika) ove vrste. Ali čak i Švedska ima veliki postotak toplinskih pumpi iz zraka, što zahtijeva uobičajenu tvrdnju (barem u Sjedinjenim Državama) da su toplinske pumpe pogodne samo za domove za grijanje u blagim klimama.
Dakle, gdje god se nalazili, ako si možete priuštiti veće troškove unaprijed, sljedeći put kad se suočite s odlukom o tome kako zagrijati svoj dom, razmislite o korištenju toplinske pumpe umjesto tradicionalnog peći ili kotla.
Post Vrijeme: listopad-19-2023