Toplotna črpalka: kaj je, čemu je namenjena in področje uporabe

Verjetno so ljudje, ki so vsaj enkrat razmišljali o avtonomnem ogrevanju lastnega doma, naleteli na izraz "toplotna črpalka", vendar niso popolnoma razumeli, kaj to je. Danes bomo poskušali podrobneje razložiti ta izraz.

Ljudje smo navajeni, da dobimo toploto v svojih domovih zaradi kurjenja nečesa. Na primer, prej je imela vsaka zasebna hiša peč na drva. Ljudje so kurili drva, premog in ogrevali svoje domove. Načeloma se je ta način ogrevanja ohranil do danes, a ga je vse manj. V mestih za ogrevanje visokih stavb sežigajo plin, premog in naftni derivati. To pomeni, da načelo pridobivanja toplote ostaja enako: nekaj morate zažgati, da se ogreje.

Vendar morate razumeti, da ta način pridobivanja toplote ne more trajati večno. Prej ali slej bo virov za izgorevanje začelo zmanjkovati. Ta misel je preganjala marsikoga, zato so začeli razmišljati o alternativnih virih toplote.

Toplotna črpalka je eden izmed alternativnih načinov pridobivanja toplote. Če pogledate, je okoli ljudi veliko toplote v zraku, vodi in zemlji. Toplotna črpalka pomaga ustvarjati toploto iz njih, ne da bi karkoli zažgala.

Toplotna črpalka - kaj je to?

Toplotna črpalka je naprava, ki proizvaja toploto iz okolja in jo oddaja ogrevalnemu sistemu doma.Toplotne črpalke poganja energija, vendar se ta ne porabi za ogrevanje doma, kot pri električnem kaminu, temveč za prenos toplote iz okolja v dom. Zahvaljujoč temu pristopu je izkoristek porabljene energije veliko večji kot pri neposrednem ogrevanju stanovanja. Zato se prihrani električna energija, kar pozitivno vpliva na okolje.

Toplotne črpalke: vrste

Toplotne črpalke so glede na to, kako proizvajajo toploto, razdeljene v tri vrste:

1. Zrak - ustvarja toploto iz zračne mase.
2. Geotermalna - proizvaja toploto iz zemlje.
3. Voda - proizvajajo toploto iz vode rek, jezer, morij in podzemnih virov.

Princip delovanja je preprost. V eno od zgoraj opisanih okolij se postavi radiatorski izmenjevalnik toplote, ki zbira toploto zemlje, zraka ali vode. S pomočjo toplotne črpalke se ta toplota akumulira, njena temperatura se poveča in se odda v ogrevalni sistem doma.

Pravzaprav je vsak človek v svojem življenju videl delovati toplotno črpalko. Vidna predstavnika teh črpalk sta hladilnik in klimatska naprava. Ja, delajo za hlajenje. Toda toplotna črpalka lahko deluje tako za ogrevanje kot za hlajenje. Vse je odvisno od tega, kako je organiziran cikel izmenjave toplote. V hladilniku je termodinamični cikel organiziran za hlajenje. Če pa ga usmerite v obratnem vrstnem redu, bo hladilnik deloval kot grelec. Ne, to ne pomeni, da je nekje v hladilniku stikalo termodinamičnega cikla. To pomeni, da je princip delovanja diametralno nasproten, vendar zelo podoben. Ker zelo pogosto sistem pri ogrevanju s toplotno črpalko uporablja tudi freon kot hladilno sredstvo.

Glede na vrsto hladilne tekočine v vhodnem in izhodnem sistemu so modeli toplotnih črpalk razdeljeni v 8 kategorij:

• "zemlja-voda";
• "voda-voda";
• "zrak-voda";
• "zemlja-zrak";
• "voda-zrak";
• "zrak-zrak";
• "freon-voda";
• "freon-zrak".

Freon-zrak je hladilni sistem v klimatskih napravah in hladilnikih. Za ogrevanje se pogosteje uporabljajo freon-voda, zrak-zrak in zrak-voda.

V skladu s tem bo učinkovitost toplotne črpalke in ogrevalnega sistema odvisna od uporabljenega hladilnega sredstva in podnebnih razmer. Na primer, v vročih državah se je sistem zrak-zrak odlično izkazal. V hladnejših državah se pogosteje uporablja sistem zrak-voda, vendar se učinkovitost tega sistema zmanjša, ko pride do zmrzali pod -25. Če zmrzal pade pod, ogrevalni sistem ne zmore in je treba priključiti dodatne vire toplote.

V gorskih regijah sta sistema zemlja-zrak in voda-zrak pogosta. Prebivalci gorskih pokrajin aktivno "črpajo" toploto iz gora. Poleg tega so namestitve lahko vodoravne in navpične. V vertikalnih sistemih je običajno naslednje načelo proizvodnje toplote:

• kopanje globokega vodnjaka;
• vanj se spusti toplotni izmenjevalnik, skozi katerega teče antifriz, razredčen alkohol, freon ali samo voda;
• vodnjak je napolnjen z vodo in voda »prinaša« toploto iz kamnov v toplotni izmenjevalnik.

Globina takšnih vodnjakov doseže 170 metrov.

Na splošno je najučinkovitejši način ogrevanja zajemanje toplote iz zemlje. Ta metoda je dobra, ker temperatura tal, tudi na majhnih globinah, ostane nespremenjena vse leto. Temperatura vode ali zraka se spreminja, kopnega pa ne. Zato so naprave za ogrevanje zemlje praktično neodvisne od vremenskih razmer.Skandinavske države so pri uporabi takega sistema pred drugimi. Obsedeni so z zeleno energijo in varovanjem okolja, zaradi česar so nekoliko boljši od drugih držav. Bistvo te metode je, da mora biti sistem radiatorjev zakopan v zemljo do globine najmanj 50 centimetrov, pod nivojem zmrzovanja tal. Običajno je to 1,2-2 metra "pod zemljo". V radiatorski sistem se vlije antifriz, ki bo v hišo prinesel "toplino zemlje". Antifriz “poganja” toplotno črpalko skozi sistem. Težava te metode je, da je zelo draga in se povrne v nič manj kot 10-15 letih.

Zaključek

Toplotna črpalka je bistven del ogrevalnega ali hladilnega sistema, ki uporablja toploto iz okolja. Toplotna črpalka je električna naprava, ki "poganja" tekočino za izmenjavo toplote skozi ogrevalni sistem. Pomembno je, da ga kupite, ko nameravate v svojem domu organizirati avtonomno ogrevanje z uporabo topline narave.

V naših zemljepisnih širinah ta način ogrevanja stanovanj ni zelo pogost zaradi visokih stroškov, delovno intenzivne izvedbe in specifičnega podnebja. Če je podnebje prehladno, ta način ogrevanja ne bo kos, zato boste vseeno morali uporabiti tradicionalno ogrevanje.