Treść artykułu
- Pompy ciepła i geotermalne klimatyzatory
- Energia cieplna o niskim potencjale. Zasada działania
- Nowoczesne pompy ciepła
- Sześć najważniejszych pytań dotyczących pomp ciepła
- Co to jest system geotermalny w prywatnym domu
- Jak wydajna jest pompa
- Opcje umieszczenia wymiennika ciepła
- Serwis sprzętu
- Ile kosztuje wyprodukowanie energii tą metodą?
- Z którymi organami musisz koordynować instalację takich urządzeń
- Producenci pomp ciepła
- Pompy ciepła wyprodukowane w Europie
- Rosyjscy producenci pomp ciepła
- Pompy ciepła wyprodukowane w Chinach
Czy realistyczne jest obniżenie kosztów ogrzewania wiejskiego domu nawet o 70%? Odpowiedź można znaleźć w bardzo niezwykłym źródle energii – wnętrznościach ziemi. Opowiemy o urządzeniu i zasadzie działania pomp ciepła, a także pomożemy w dokonaniu właściwego wyboru systemu grzewczego.
Stały wzrost cen energii to doskonały powód do myślenia o nowocześniejszych i bardziej ekonomicznych sposobach wytwarzania ciepła i ciepłej wody. Obecnie istnieją już dziesiątki innowacyjnych sposobów wyposażenia wydajnych systemów ogrzewania, dzięki czemu jest to całkowicie bezpłatne..
Pompy ciepła i geotermalne klimatyzatory
Prawie jedna czwarta energii wytwarzanej obecnie na świecie jest przyjazna dla środowiska, a jedna ósma jest pozyskiwana bez spalania mas biologicznych. Najbardziej efektywne i praktycznie niewyczerpane źródło energii słusznie można uznać za zasób ukryty w głębinach naszej planety – ciepło geotermalne. Warto zauważyć, że kierunek transferu energii można odwrócić: w porze gorącej gleba może skutecznie absorbować ciepło. Ten dwukierunkowy proces jest powszechnie nazywany kondycjonowaniem geotermalnym..
Do gromadzenia i przetwarzania energii cieplnej stosuje się specjalne instalacje – tzw. Pompy ciepła. Ze względu na ich wysoką sprawność i niskie zużycie energii podczas pracy cieszą się coraz większą popularnością..
Sama idea działania takich instalacji nie jest nowa. W latach 50. XIX wieku zaprojektowano i opatentowano już pierwszy prototyp, zorientowany na masową produkcję. Pomysł Lorda Kelvina w tamtym czasie nie uzyskał praktycznego zastosowania ze względu na to, że pojęcie kryzysu energetycznego było jeszcze nieznane, ale po prawie stu latach Robert C. Webber zaczął z powodzeniem stosować takie systemy w życiu codziennym i przemyśle. To niesamowite, że w 1931 roku w słynnym Empire State Building zastosowano technologię ogrzewania geotermalnego opartą na działaniu pomp ciepła. W Rosji i przestrzeni poradzieckiej źródła energii geotermalnej są wykorzystywane od czasów ZSRR, a kompleksy przemysłowe pozwalają na produkcję niezbędnego sprzętu bez udziału partnerów zagranicznych.
Energia cieplna o niskim potencjale. Zasada działania
Druga zasada termodynamiki mówi, że przeniesienie energii cieplnej jest możliwe tylko z ciała bardziej ogrzanego do mniej ogrzanego. Ale jeśli substancja o zmiennych właściwościach fizycznych zostanie umieszczona między dwoma mediami z małą różnicą temperatur, może służyć jako pośrednik, który może odwrócić naturalny proces wymiany ciepła. Łańcuch takich przemian odbywa się podczas pracy pompy ciepła. Kiedy gazy są silnie sprężone, uwalniana jest duża ilość ciepła, a sam gaz jest schładzany i przechodzi w stan ciekły. Nazywa się to kompresją, a końcowym rezultatem tego procesu jest ciepło w domu. Aby powtarzać cykl sprężania w nieskończoność, jako gaz używany jest czynnik chłodniczy o bardzo niskiej temperaturze wrzenia. Do stanu gazowego może powrócić podczas parowania w temperaturach do + 10 ° C. Energia cieplna o niskim potencjale jest z reguły wydobywana z gruntu poniżej głębokości zamarzania, ale można ją uzyskać w inny sposób. Zasadniczo zasada działania pompy ciepła jest bezpośrednio przeciwna do zasady działania agregatu chłodniczego, chociaż opiera się na identycznych procesach..
Nowoczesne pompy ciepła
Takie systemy stosowane we współczesnym świecie są bardziej zaawansowane w porównaniu do swoich poprzedników. Jako czynnik chłodniczy stosowane są złożone związki gazowe, wszystkie elementy konstrukcyjne i siłowniki są wykonane z dużym marginesem odporności na zużycie i niezawodności. Rozwój inżynierii precyzyjnej umożliwił odtworzenie w miniaturze instalacji geotermalnych. Przenośne pompy ciepła są nie do odróżnienia od ich przemysłowych kuzynów, a niskie ceny i rosnąca konkurencja sprawiają, że jednostki te są dostępne dla szerokiego grona konsumentów..
Cechą pomp ciepła odróżniającą je od tradycyjnych urządzeń grzewczych jest możliwość pracy w ściśle określonym zakresie temperatur zewnętrznych, o czym decydują właściwości fizyczne czynnika chłodniczego oraz rodzaj układu. Powietrzne pompy ciepła mogą pobierać energię cieplną z powietrza w temperaturach dodatnich, ale nie działają dobrze w temperaturach ujemnych. Pompy gruntowe są w stanie ogrzać dom nawet podczas silnych mrozów, ale ich stosowanie w okresie jesienno-zimowym nie zawsze jest uzasadnione. Dla każdej strefy klimatycznej wybór sprzętu odbywa się indywidualnie. W gospodarstwie domowym najlepiej sprawdza się kombinacja różnych typów urządzeń.
Sześć najważniejszych pytań dotyczących pomp ciepła
Chociaż pompy ciepła są szeroko znane, wiele osób często kwestionuje ich korzyści ekonomiczne. Jest jednak tylko sześć pytań, na które odpowiedzi dadzą pełny obraz zalet pomp ciepła..
Co to jest system geotermalny w prywatnym domu
W wiejskim domu system zajmuje tyle miejsca, ile zajęłaby zwykła kotłownia gazowa. Instalację można podzielić na dwie części: widoczną i ukrytą. Właściciel będzie miał w zasięgu wzroku elementy funkcjonalne: pompy ciepła i cyrkulacyjne, orurowanie, kurki, filtry, przyrządy pomiarowe i automatykę. Główny wymiennik ciepła ukryty głęboko pod ziemią pozostanie niewidoczny dla ludzkiego oka. System jest całkowicie cichy i można go umieścić nawet na zewnątrz. Montaż i uruchomienie można wykonać samodzielnie, ale jeśli chcesz, możesz skontaktować się z wyspecjalizowaną firmą instalacyjną, pełen zakres usług będzie kosztował od 1000 $.
Jak wydajna jest pompa
Aby zapewnić komfortowy klimat w pomieszczeniach mieszkalnych, wystarczająca jest temperatura wody w obiegu grzewczym 40–45 ° C. Jeśli kotły gazowe podgrzewają wodę w nadmiarze, a ich automatyzacja jest zaprojektowana dla znacznie szerszego zakresu temperatur po uruchomieniu, wówczas pompy ciepła utrzymują stałą temperaturę poprzez ciągłą pracę. Jeśli lokale są zamknięte i tylko okresowo wentylowane, możesz mieć pewność, że temperatura w nich osiągnie 30 stopni. Dzięki zastosowaniu mocniejszych jednostek możliwe staje się zarówno posiadanie bieżącej ciepłej wody na potrzeby domowe, jak i ogrzewanie basenów..
Opcje umieszczenia wymiennika ciepła
Wiele osób, które mają do czynienia z systemami TRP, jest zainteresowanych umieszczeniem głównego wymiennika ciepła. Może znajdować się do trzech metrów pod ziemią i ma orientację poziomą. Jednocześnie na terenie przydomowym wykopuje się głęboki dół, w którym znajduje się pierścieniowa wężownica wymiennika ciepła.
Nowoczesne systemy mogą również pracować z pionowym układem obwodu pierwotnego. Ta opcja jest bardziej preferowana z punktu widzenia zachowania krajobrazu osobistej działki, chociaż wymaga dodatkowego wyposażenia – wysokociśnieniowych pomp obiegowych. Przy pionowym ułożeniu obwodu pierwotnego na miejscu wierci się trzy studnie, których głębokość w niektórych przypadkach może sięgać 100 m. W studni umieszczona jest pętla rurociągu (sonda), która jest połączona ze wspólnym zbiornikiem. Nie można wiercić studni bez specjalnego sprzętu, dlatego należy skorzystać z pomocy profesjonalistów. Koszt takiej usługi zależy od warunków pracy i głębokości wiercenia, ale nie należy liczyć na mniej niż 450 $ za urządzenie za jedną studnię..
Serwis sprzętu
Zasada działania i konstrukcja układów automatyki w pompach ciepła bardzo różnią się od ich odpowiedników stosowanych w połączeniu z urządzeniami gazowymi. Charakteryzuje się również dużą złożonością techniczną i szeregiem funkcjonalnych jednostek: parowników, kompresorów oraz pośrednich układów wymiany ciepła. Pomimo oczywistej złożoności pompy ciepła nie wymagają konserwacji podczas pracy. Jedynym elementem podlegającym silnemu zużyciu jest sprężarka, która ma ponad 30 lat żywotności i jest łatwa do wymiany. Sama pompa zmontowana fabrycznie może służyć nawet sto lat bez planowanych napraw. System automatyki również nie wymaga specjalnej konserwacji i można nim łatwo sterować za pomocą jednego cyfrowego sterownika..
Ile kosztuje wyprodukowanie energii tą metodą?
Systemy grzewcze oparte na pompach ciepła charakteryzują się wyjątkowo niskim zużyciem energii. Przy największej różnicy temperatur między pierwotnym i wtórnym wymiennikiem ciepła, system wytwarza moc cieplną trzykrotnie większą niż zużywana moc elektryczna. Przy minimalnej różnicy temperatur między powietrzem a źródłem ciepła (do 12-14 stopni) zużycie energii będzie siedmiokrotnie mniejsze niż ilość wytworzonego ciepła. Jeśli konsument chce pójść dalej, zapewniając pełną autonomię systemu i unikając kosztów materiałowych na energię elektryczną, możesz skorzystać z energii słonecznej: instalacja o mocy 3 kW będzie kompaktowa i nie będzie wymagała dużych inwestycji finansowych.
Z którymi organami musisz koordynować instalację takich urządzeń
Instalacja pompy ciepła nie wymaga żadnych specjalnych zezwoleń ani dokumentacji projektowej. Jedynym wyjątkiem mogą być obiekty komercyjne i instytucje komunalne, których wyposażeniu w takie ogrzewanie muszą towarzyszyć akty zgodności środowiskowej oraz certyfikaty na używane urządzenia. Na szczęście wszelkiego rodzaju pompy ciepła są przyjazne dla środowiska i spełniają wszystkie przemysłowe i domowe standardy sanitarne..
Producenci pomp ciepła
Światowy i krajowy rynek pomp ciepła aktywnie się rozwija, co stwarza dużą konkurencję i znaczny dumping cenowy. Nie oznacza to, że niektórzy producenci mają absolutną przewagę nad innymi: każdy ma swoje zalety i wady. Można jednak podzielić rynek sprzętu na trzy segmenty..
Pompy ciepła wyprodukowane w Europie
Jednym z głównych dostawców sprzętu geotermalnego jest Europa, gdzie takie instalacje są używane od bardzo dawna, a technologia ich wytwarzania została starannie dopracowana. Nie ma specjalnych różnic między europejskimi markami, z wyjątkiem tego, że niektóre firmy starają się, aby instalacje były bardziej kompaktowe i ciche. Charakterystyki techniczne pomp ciepła szwajcarskiego koncernu NIBE są doskonale połączone.
Do zalet tego producenta należy duże doświadczenie w masowej produkcji urządzeń grzewczych. Firma specjalizuje się właśnie w tworzeniu i doskonaleniu instalacji pracujących na przyjaznych dla środowiska źródłach energii. Od 1949 roku NIBE przejęło ponad dwudziestu największych producentów sprzętu precyzyjnego w Europie, Azji i Ameryce Północnej. Pozwoliło to firmie zapewnić swoim jednostkom najdłuższą żywotność dzięki zastosowaniu podzespołów najbardziej znanych światowych producentów. Ale cena za takie nabycie będzie odpowiednia: od 7 tysięcy euro za pompę o mocy cieplnej 5 kW.
Rosyjscy producenci pomp ciepła
Rynek rosyjski również się rozwija. W ciągu zaledwie kilku dekad w Rosji pojawiło się i rozwinęło kilka dużych firm specjalizujących się w produkcji pomp ciepła..
Największe i najbardziej aktywnie ulepszające swoje produkty to PEA, ALTAL i Henk. Główną cechą krajowego producenta jest najlepszy stosunek ceny do jakości. Jeśli sprzęt ma żywotność 50 lat i zapewnia gwarancję oraz obsługę serwisową, pompy małej mocy będą miały cenę w przedziale 2,6-3,7 tys. Dolarów.
Większość rosyjskich firm produkuje sprzęt na podstawie zagranicznych patentów i franczyz, co daje gwarancję, że sprzęt jest wysokiej jakości i nadaje się do użytku w warunkach domowych.
Pompy ciepła wyprodukowane w Chinach
Pompy ciepła produkowane w Chinach mają najniższy koszt. W Chinach nie ma takich firm produkcyjnych: każda pompa ma wąski zakres modeli, który nazywany jest krótkim skrótem.
Charakterystyczną cechą chińskich producentów jest bardzo niska cena i wątpliwa jakość. Tak więc pompa ciepła o mocy użytkowej 12 kW będzie kosztować 1100-1300 USD bez ceł i kosztów transportu. Jeśli chodzi o jakość produktów, nie można jednoznacznie stwierdzić: niektóre jednostki pracują rok i zawodzą, ale są takie, które regularnie wytwarzają ciepło od 5 do 7 lat. Na szczęście chińskie pompy mają konstrukcję blokową i wszystkie komponenty można łatwo wymienić..
Wiele firm energetycznych twierdzi, że w ciągu najbliższej dekady 95% domowych urządzeń grzewczych stanowić będą pompy ciepła. Ułatwia to ich bezpieczeństwo i bezpretensjonalność, a także rosnące pragnienie ludzkości, aby chronić zasoby naturalne. Jednak głównym argumentem jest stale rosnąca cena gazu i energii elektrycznej, co zmusza konsumentów do poszukiwania alternatywnych, tańszych opcji ogrzewania..
Bądź pierwszy, który skomentuje ten wpis