Помогите развитию сайта, поделившись статьей с друзьями!
Устройства, использующие возобновляемые источники энергии, такие как тепловые насосы, - это будущее систем отопления
Они используют землю, воду или воздух для отопления домов и ГВС, за которые вам не нужно платить. Так что они дешевы в эксплуатации и экологичны.
С природной энергией - тепловые насосы
Тепловые насосы являются одним из самых современных отопительных приборов. Они отводят тепло из окружающей среды - землю, воду или воздух - и подают его в систему центрального отопления и бытового горячего водоснабжения, нагрева воды или в систему вентиляции, нагревая нагнетаемый в помещения воздух. Передача тепла из холодной среды в установку, где температура выше, возможна благодаря подаче дизельной энергии в насос. В наиболее популярных и часто используемых компрессорных тепловых насосах именно насос приводит в действие электричество. Повышение температуры жидкости, обеспечивающей теплообмен, происходит в результате термодинамических изменений, происходящих в тепловом насосе в соответствии с принципом, на котором основана работа холодильников и кондиционеров.
эффективный
Эффективность теплового насоса демонстрируется коэффициентом эффективности нагрева (КПД). Это отношение количества тепла, полученного в конденсаторе насоса, к потребляемой движущей энергии. Это зависит не только от конструкции насоса, но, прежде всего, от температуры, которая должна быть получена в приемнике тепла (система отопления), и температуры источника, из которого насос получает тепло. В соответствии с распоряжением министра экономики о требованиях энергоэффективности значение COP для тепловых насосов компрессора может быть не менее 2, 4. Это означает, что за каждый киловатт-час электроэнергии, использованный для привода насоса, мы будем получать не менее 2, 4 кВт-ч тепла. Производители насосов, получающих тепло из земли или воды, сообщают, что КПД их устройств обычно составляет от 3 до 5. Воздушные тепловые насосы имеют меньшую эффективность в нашем климате.
экологически чистые
Тепловой насос часто называют экологическим устройством. Действительно, он не выделяет загрязнение окружающей среды, а тепло, которое он использует, на самом деле является солнечной энергией, накопленной в земле, воде или воздухе. В том месте, где работает насос, не происходит ухудшения состояния окружающей среды. Единственный эффект его действия - понизить на несколько градусов Цельсия температуру среды, из которой он получает тепло. Однако следует помнить, что электричество используется для привода насоса, который вырабатывается в нашей стране при сжигании угля, что вызывает сильное загрязнение атмосферы. Поэтому до тех пор, пока не будут созданы экологические электростанции, тепловые насосы будет сложно рассматривать в качестве экологически чистых устройств в макроэкономическом масштабе. Может быть утешительно, что при отоплении дома с помощью теплового насоса он потребляет в несколько раз меньше электроэнергии, чем при обогреве с помощью печей и электрических обогревателей.
Откуда они берут свою энергию?
С земли. Для тепловых насосов, использующих тепло грунта, его необходимо подавать в испаритель насоса через специальную установку. В небольших системах его трубы одновременно являются испарителем насоса - он циркулирует в них и затем испаряет рабочую среду (именно поэтому их называют насосами прямого испарения). Эта установка называется наземным теплообменником. Правильная работа насоса зависит от его выбора и исполнения: он может быть изготовлен из медных или пластиковых труб (ПВХ, ПЭ, ПП или ПБ), уложенных в землю в виде горизонтальных коллекторов - в одну или две плоскости или в виде спирали. В некоторых случаях также используются вертикальные коллекторы. Горизонтальные грунтовые теплообменники проложены на глубине 1-2 м, где температура колеблется от 11-17 ° C летом до 0-5 ° C зимой. Температура в значительной степени зависит от физических свойств почвы, поэтому ее следует проверить перед изготовлением теплообменника. Слишком оптимистичные предположения о температуре грунта вокруг теплообменника могут привести к недостаточной производительности насоса. Наилучшие условия для получения тепла - влажная суглинистая почва. Плотность теплового потока, которая определяет эффективность наземного теплообменника, составляет в нем 40-50 Вт / м2, а в сухом грунте - всего 10-30 Вт / м2, что даже в пять раз меньше. Чтобы тепловой насос достиг 10 кВт, общая длина труб теплообменника должна составлять около 470 м. Из-за сопротивления потоку длина одной петли не должна быть слишком большой. Для труб диаметром 1 дюйм может быть максимум около 200 м, для труб диаметром 1, 5 дюйма - до 350 м. Если на участке недостаточно места для укладки труб в горизонтальной плоскости, могут быть изготовлены вертикальные коллекторы. Это требует бурения нескольких отверстий в земле на глубине 10-100 м на расстоянии не менее 5 м друг от друга и вставки одной петли трубы в каждую. Для этого необходимо специальное оборудование, поэтому изготовление такого теплообменника обходится дороже, чем горизонтального. Это выгодно на участках с очень низким уровнем грунтовых вод.
Из воды. Тепловой насос вода-вода используется реже, чем тепло грунта. Теоретически, это работает более эффективно, но получение тепла от воды более хлопотно. Грунтовая вода имеет температуру около 10 ° С круглый год. Чтобы использовать его в качестве нижнего источника теплового насоса, необходимо пробурить впускную скважину с производительностью не менее 1, 5 м3 / ч и установить насос, который будет откачивать воду из нее во вторую скважину, называемую абсорбентом. Попутно вода должна промыть испаритель теплового насоса, нагревая в нем рабочую среду. Если поглощающая способность одной скважины недостаточна, необходимо пробурить несколько скважин, что увеличивает инвестиционные затраты. Важно, чтобы вода из входного колодца не была слишком жесткой, потому что накипь, отложенная на теплообменнике, ограничивает теплообмен. Если он содержит много железа и марганца, он быстро разрушит насос и теплообменник. После некоторого времени эксплуатации производительность скважины также может снизиться. Поверхностная вода (из реки или озера) также может использоваться для питания теплового насоса, но, поскольку ее температура колеблется от 0 до 10 ° C, может случиться, что испаритель замерзнет и, как следствие, остановит насос. Кроме того, чтобы получить необходимое количество тепла, нужно перекачать относительно большой поток воды. Чтобы достичь 10 кВт, необходим поток более 2 м3 / ч воды при 5 ° С. Потребление энергии для привода насоса, создающего такой поток, отрицательно влияет на эффективность системы.
С воздуха. Воздушные тепловые насосы наименее хлопотны. Им не нужна какая-либо внешняя установка для получения тепла. Окружающий воздух просто всасывается во внутреннюю часть устройства вентилятором и непосредственно моет испаритель, давая тепло рабочей среде, циркулирующей во внутренней циркуляции насоса. Из-за низкой температуры воздуха такой насос в нашем климате работает в основном как устройство, предназначенное для нагрева хозяйственно-питьевой воды в течение всего года. Во время сильных морозов его эффективность снижается до такой степени, что он потребляет столько же электроэнергии, сколько обычный электрический котел. Его использование для отопления помещений может быть выгодно только в районах с умеренным климатом, где количество очень холодных дней в году невелико. Наиболее разумным представляется использование воздушных / воздушных устройств, которые являются популярными кондиционерами, но в версии, которая также может работать в качестве теплового насоса. Их эффективность, конечно, также уменьшается с понижением температуры наружного воздуха, а при сильных морозах их работа неэкономична.
Мощность насоса
Это зависит от многих факторов, в первую очередь от свойств рассола и параметров работы системы отопления. Поэтому невозможно точно знать, какую мощность нагрева имеет конкретное устройство. Каждый раз это должно быть определено путем выполнения расчетов на основе определенных допущений. Это, однако, не означает, что на практике мощность будет точно такой, какой она была получена из расчетов. Более того, он может измениться во время работы устройства. Стоит знать, что в зависимости от типа почвы его тепловая эффективность колеблется от 10 до 50 Вт / м² - самая низкая - когда почва сухая и песчаная, а самая большая - когда она влажная. Солнечный свет также важен - он не должен быть затенен. Часто бывает, что почва со временем высыхает (например, когда рядом с ней образуются раскопки для новых зданий), а затем эффективность насоса, который работал хорошо в течение длительного времени, снижается. Насосы, которые берут тепло из воды, могут также вызвать проблемы через некоторое время. Когда почва и водные условия изменяются, производительность скважины может оказаться слишком низкой. Практика показывает, что в случае с абсорбирующими скважинами это действительно правило.
Хорошее место
По практическим соображениям, т. Е. Из-за его размеров и необходимости использования резервуара для горячей воды для бытового потребления и принадлежностей (таких как насосы или клапаны), тепловой насос обычно устанавливается в отдельном техническом помещении. Он не должен отвечать никаким требованиям, кроме размеров, которые обеспечивают доступ ко всем компонентам. Недавно на рынке появились компактные тепловые насосы со встроенным баком для горячей воды. Они похожи на большие холодильники и предназначены для использования в подсобных помещениях, например, на кухне. Шум теплового насоса не более хлопотно, чем работа посудомоечной машины. Вы также можете найти тепловые насосы для установки вне дома. Это воздушные насосы. Кроме того, грунтовые насосы могут иметь корпуса, позволяющие размещать их вне дома, например, в яме, вырытой в земле.
рентабельность
Тепловой насос потребляет мало обычной (электрической) энергии, и его эксплуатационные расходы являются одними из самых низких среди всех популярных отопительных приборов. В то же время, однако, на момент покупки он является одним из самых дорогих в своем роде. Тепловые насосы стоят 10-50 тысяч. Злотых *, но их цена во многом зависит от мощности. Для отопления односемейных домов обычно достаточно 8-10 кВт (тепловой насос выбирается таким образом, чтобы его мощность была немного ниже максимальной потребляемой мощности для отопления дома - его превышение приводит не только к более высокой покупной цене, но и, прежде всего, к неэкономичной работе, т. Е. Значительно более высокие эксплуатационные расходы), 2 кВт достаточно для нагрева только пригодной для использования воды. Тепловые насосы - это долговечные устройства, которые работают без сбоев в среднем в течение нескольких лет. Их обслуживание заключается только в замене рабочего тела каждые несколько или даже несколько лет. Около 25000 Зл * вы можете купить воздушный тепловой насос с баком для подогрева хозяйственно-питьевой воды. Он имеет электрический нагреватель, благодаря которому вода в баке в течение всего года имеет достаточно высокую температуру. Такое устройство также может питать установку центрального отопления с помощью радиаторов или подогрев пола. Однако вам нужно знать, что когда наружная температура низкая, когда потребность в тепле самая высокая, она будет подаваться главным образом нагревателем, и, следовательно, эксплуатационные расходы будут относительно высокими. Среднегодовая эффективность воздушного теплового насоса составляет около 2, что означает, что из киловатт-часа электроэнергии, поставляемой для привода насоса, можно получить приблизительно 2 кВт-ч тепла. Поэтому стоимость его работы будет примерно вдвое меньше, чем у обычного электрического отопления. В случае наземных тепловых насосов и тех, которые получают тепло из воды, мы платим не только за насос, но и за установку, позволяющую собирать тепло от нижнего источника. Общая стоимость системы составляет не менее 40-60 тысяч. * Zł. Среднегодовая эффективность самого теплового насоса, питающего низкотемпературную установку, может быть даже выше 5, но если учесть эффективность всех компонентов системы и энергопотребление циркуляционных насосов, она может оказаться ниже 4. Однако стоимость энергии для питания отопительной системы все равно будет почти в четыре раза меньше, чем при обычном электрическом отоплении. (* указаны цены с октября 2010 года)