Sadržaj članka
- Toplinske pumpe i geotermalne klimatizacijske jedinice
- Toplinska energija malog potencijala. Princip rada
- Moderne toplinske pumpe
- Top šest pitanja o toplinskim crpkama
- Što je geotermalni sustav u privatnoj kući
- Koliko je učinkovita pumpa
- Opcije postavljanja izmjenjivača topline
- Servis opreme
- Koliko košta proizvodnja energije ovom metodom?
- S kojim tijelima trebate koordinirati instalaciju takvih uređaja
- Proizvođači toplinskih pumpi
- Toplinske pumpe proizvedene u Europi
- Ruski proizvođači toplinskih pumpi
- Toplinske pumpe proizvedene u Kini
Je li realno smanjiti troškove grijanja seoske kuće do 70%? Odgovor se može naći u vrlo neobičnom izvoru energije – utrobi zemlje. Mi ćemo vam reći o uređaju i principu rada toplinskih crpki, kao i da vam pomognemo u ispravnom odabiru sustava grijanja..
Stalni rast cijena energije daje izvrstan razlog za razmišljanje o modernijim i ekonomičnijim načinima proizvodnje topline i tople vode. Danas postoji već desetak inovativnih načina za opremanje učinkovitih shema grijanja, što ga čini apsolutno besplatnim..
Toplinske pumpe i geotermalne klimatizacijske jedinice
Gotovo četvrtina energije koja se danas proizvodi u svijetu ekološki je prihvatljiva, a jedna osamina se dobije bez sagorijevanja bioloških masa. Najefikasniji i praktično neiscrpni izvor energije s pravom se može smatrati resursom skrivenim u dubinama našeg planeta – geotermalnom toplinom. Primjetno je da se smjer prijenosa energije može obrnuti: u vrućoj sezoni tlo može učinkovito apsorbirati toplinu. Ovaj dvosmjerni postupak obično se naziva geotermalnim kondicioniranjem..
Za prikupljanje i pretvaranje toplinske energije koriste se posebne instalacije – takozvane toplinske pumpe. Zbog velike učinkovitosti i male potrošnje energije tijekom rada, postaju sve popularniji..
Sama ideja rada takvih instalacija daleko je od nove. U 50-ima XIX stoljeća, prvi prototip, orijentiran na masovnu proizvodnju, već je bio dizajniran i patentiran. Tadašnja ideja lorda Kelvina nije našla praktičnu primjenu zbog činjenice da je koncept energetske krize još uvijek nepoznat, ali nakon gotovo jednog stoljeća Robert C. Webber počeo je uspješno primjenjivati takve sustave u svakodnevnom životu i industriji. Upadljivo je da je 1931. godine u poznatom Empire State Buildingu korištena geotermalna tehnologija grijanja koja se temelji na radu toplinskih pumpi. U Rusiji i na post-sovjetskom prostoru geotermalni izvori energije korišteni su još od vremena SSSR-a, a industrijski kompleksi omogućavaju proizvodnju potrebne opreme bez sudjelovanja stranih partnera.
Toplinska energija malog potencijala. Princip rada
Drugo pravilo termodinamike kaže da je prijenos toplinske energije moguć samo s grijanijeg tijela na manje zagrijano. Ali ako se tvar s promjenjivim fizičkim svojstvima stavi između dva medija s malom temperaturnom razlikom, ona može poslužiti kao posrednik koji može preokrenuti prirodni proces prijenosa topline. Lanac takvih transformacija provodi se tijekom rada toplinske crpke. Kada su plinovi snažno komprimirani, oslobađa se velika količina topline, a sam se plin hladi i pretvara u tekuće stanje. To se naziva kompresija, a krajnji rezultat ovog procesa je toplina u kući. Da bi se ciklus kompresije ponavljao u nedogled, kao plin koristi se rashladno sredstvo s vrlo niskom točkom ključanja. Može se vratiti u plinovito stanje tijekom isparavanja na temperaturama do + 10 ° C. Toplinska energija s malim potencijalom u pravilu se izvlači iz tla ispod dubine smrzavanja, ali može se dobiti na bilo koji drugi način. Općenito, princip rada toplinske crpke je izravno suprotan principu rashladne jedinice, iako se temelji na identičnim procesima..
Moderne toplinske pumpe
Takvi sustavi koji se koriste u suvremenom svijetu napredniji su u usporedbi s njihovim prethodnicima. Složeni plinski spojevi koriste se kao rashladno sredstvo, svi strukturni elementi i pokretači izrađeni su s velikom razinom otpornosti na habanje i pouzdanosti. Razvoj preciznog inženjeringa omogućio je ponovno stvaranje minijaturnih geotermalnih instalacija. Prijenosne toplinske pumpe ne razlikuju se od njihovih rođaka u industriji, dok niske cijene i sve veća konkurencija čine jedinice dostupnima širokom krugu potrošača..
Značajka toplinskih crpki koja ih razlikuje od tradicionalnih uređaja za grijanje je mogućnost rada u jasno definiranom rasponu vanjskih temperatura, što se određuje fizičkim svojstvima rashladnog sredstva i vrstom sustava. Zračne dizalice topline mogu izvući toplinsku energiju iz zraka pri pozitivnim temperaturama, ali ne djeluju dobro na negativnim temperaturama. Crpke zemaljskog izvora mogu grijati kuću čak i pri jakom mrazu, ali njihova upotreba u jesensko-zimskom razdoblju nije uvijek opravdana. Za svaku klimatsku zonu izbor opreme provodi se individualno. U domaćinstvu se najbolje preporučuje kombinacija različitih vrsta uređaja.
Top šest pitanja o toplinskim crpkama
Iako su toplotne pumpe nadaleko poznate, mnogi su uobičajeni da postave pitanje njihove ekonomske koristi. Međutim, postoji samo šest pitanja, čiji će odgovori dati cjelovitu sliku prednosti toplinskih pumpi..
Što je geotermalni sustav u privatnoj kući
U seoskoj kući sustav zauzima onoliko prostora koliko bi zauzela obična plinska kotlovnica. Instalacija se može podijeliti u dva dijela: vidljivi i skriveni. Vlasnik će imati na vidiku funkcionalne elemente: toplinske i cirkulacijske pumpe, cjevovode, slavine, filtere, mjerne instrumente i automatizaciju. Primarni izmjenjivač topline skriven duboko pod zemljom ostat će skriven od ljudskih očiju. Sustav je potpuno tih i može se postaviti čak i vani. Montaža i puštanje u pogon može se obaviti samostalno, ali ako želite, možete se obratiti specijaliziranoj instalacijskoj tvrtki, a čitav niz usluga koštat će od 1000 USD.
Koliko je učinkovita pumpa
Da bi se osigurala ugodna klima u stambenim prostorima, dovoljna je temperatura vode u krugu grijanja od 40–45 ° C. Ako plinski kotlovi zagrijavaju vodu u višku, a njihova je automatizacija osmišljena za puno širi temperaturni raspon kad se aktiviraju, tada toplinske pumpe održavaju konstantnu temperaturu neprekidnim radom. Ako su prostori zatvoreni i samo povremeno provjetravani, možete biti sigurni da će temperatura unutar njih doseći 30 stupnjeva. Korištenjem snažnijih jedinica postaje moguće imati vruću vodu za kućne potrebe i grijati bazene..
Opcije postavljanja izmjenjivača topline
Mnogi ljudi suočeni sa TRP sustavima zainteresirani su za postavljanje primarnog izmjenjivača topline. Može se nalaziti do tri metra pod zemljom i ima vodoravnu orijentaciju. Istodobno, na prostoru koji se nalazi uz kuću, iskopava se duboka jama u kojoj se nalazi prstenasti svitak izmjenjivača topline..
Moderni sustavi također su sposobni za rad s vertikalnim rasporedom primarnog kruga. Ova je opcija povoljnija s gledišta održavanja krajolika osobne parcele, iako zahtijeva dodatnu opremu – cirkulacijske pumpe visokog pritiska. S vertikalnim rasporedom primarnog kruga, u području se buše tri bušotine, čija dubina u nekim slučajevima može doseći 100 m. U bušotinu se postavlja petlja cjevovoda (sonda) koja je spojena na zajednički rezervoar. Bušenje bušotine ne može se izvršiti bez posebne opreme, pa biste trebali pribjeći pomoći profesionalaca. Trošak takve usluge ovisi o uvjetima rada i dubini bušenja, ali ne biste trebali računati na manje od 450 dolara po uređaju za jednu bušotinu..
Servis opreme
Princip rada i dizajn sustava za automatizaciju u toplinskim crpkama vrlo su različiti od njihovih kolega koji se koriste u tandemu s plinskom opremom. Karakterizira ga i visoka tehnička složenost te niz funkcionalnih jedinica: isparivači, kompresori i sustavi za izmjenu topline s unutarnjim djelovanjem. Unatoč očitoj složenosti, toplinske pumpe ne zahtijevaju održavanje tijekom rada. Jedini element koji je podložan jakom habanju je kompresor koji ima vijek trajanja preko 30 godina i lako ga je zamijeniti. Sama tvornički sastavljena crpka može poslužiti do sto godina bez redovnih popravaka. Sustav automatizacije također ne zahtijeva posebno održavanje i lako se upravlja putem jednog digitalnog kontrolera..
Koliko košta proizvodnja energije ovom metodom?
Sustavi grijanja na bazi toplinskih pumpi karakteriziraju izuzetno mala potrošnja energije. S najvećom temperaturnom razlikom u primarnom i sekundarnom izmjenjivaču topline, sustav proizvodi toplinsku snagu tri puta veću od potrošene električne energije. Uz minimalnu temperaturnu razliku zraka i izvora topline (do 12-14 stupnjeva), potrošnja energije bit će sedam puta manja od količine proizvedene topline. Ako potrošač želi ići dalje, osiguravajući potpunu autonomiju sustava i izbjegavajući materijalne troškove za električnu energiju, možete pribjeći korištenju solarne energije: instalacija od 3 kW bit će kompaktna i neće zahtijevati velika novčana ulaganja.
S kojim tijelima trebate koordinirati instalaciju takvih uređaja
Ugradnja toplinske crpke ne zahtijeva posebne dozvole ili projektnu dokumentaciju. Jedina iznimka mogu biti komercijalni objekti i općinske ustanove, čije opremanje takvim grijanjem mora biti popraćeno aktima o okolišu i certifikatima za korištenu opremu. Srećom, toplinske pumpe bilo koje vrste ekološki su prihvatljive i udovoljavaju svim industrijskim i kućnim sanitarnim standardima..
Proizvođači toplinskih pumpi
Globalno i domaće tržište toplotnih pumpi aktivno se razvijaju, što stvara visoku konkurenciju i značajan damping cijena. To ne znači da neki proizvođači imaju apsolutnu superiornost nad drugima: svaki ima svoje prednosti i mane. Međutim, moguće je podijeliti tržište hardvera u tri segmenta..
Toplinske pumpe proizvedene u Europi
Jedan od glavnih dobavljača geotermalne opreme je Europa, gdje se takve instalacije koriste već duže vrijeme, a tehnologija njihove proizvodnje pomno je razvijena. Ne postoje posebne razlike između europskih marki, osim što neke tvrtke nastoje učiniti instalacije kompaktnijim i tišim. Tehničke karakteristike toplinskih pumpi švicarskog koncerna NIBE savršeno se kombiniraju.
Prednosti ovog proizvođača uključuju veliko iskustvo u masovnoj proizvodnji opreme za grijanje. Tvrtka se upravo specijalizirala za stvaranje i unapređenje instalacija koje rade na ekološki prihvatljivim izvorima energije. Od 1949. godine NIBE je stekao preko dvadeset najvećih proizvođača precizne opreme u Europi, Aziji i Sjevernoj Americi. To je omogućilo tvrtki da svojim jedinicama osigura najduži vijek trajanja korištenjem komponenti najpoznatijih svjetskih proizvođača. Ali cijena za takvu akviziciju bit će primjerena: od 7 tisuća eura za pumpu toplinske snage 5 kW.
Ruski proizvođači toplinskih pumpi
Rusko tržište također napreduje. U samo nekoliko desetljeća u Rusiji se pojavilo i razvilo nekoliko velikih tvrtki specijaliziranih za proizvodnju toplinskih pumpi..
Najveći i najaktivnije poboljšavaju svoje proizvode PEA, ALTAL i Henk. Glavna značajka domaćeg proizvođača je najbolji omjer cijene i kvalitete. Ako oprema ima radni vijek od 50 godina i osigurava jamstveno i servisno održavanje, crpke male snage imat će cijenu u rasponu od 2,6-3,7 tisuća dolara.
Većina ruskih tvrtki proizvodi opremu pod stranim patentima i franšizama, što jamči da je oprema kvalitetna i prikladna za upotrebu u domaćim uvjetima.
Toplinske pumpe proizvedene u Kini
Toplinske pumpe proizvedene u Kini imaju najniže troškove. U Kini nema proizvodnih tvrtki kao takve: svaka crpka ima uski raspon modela, što se naziva kratkom kraticom.
Izrazita karakteristika kineskih proizvođača je vrlo niska cijena i sumnjiva kvaliteta. Tako će toplinska crpka korisne snage 12 kW koštati 1100-1300 dolara bez carine i troškova prijevoza. Što se tiče kvalitete proizvoda, nemoguće je dati nedvosmislen zaključak: neke jedinice rade godinu dana i propadaju, ali postoje one koje redovito proizvode toplinu već 5 ili 7 godina. Srećom, kineske crpke imaju blok dizajn i sve komponente se mogu lako zamijeniti..
Tijekom sljedećeg desetljeća, mnoge energetske tvrtke kažu da će 95% opreme za grijanje u kućanstvu biti toplinske pumpe. To im omogućuje njihova sigurnost i nepretencioznost, kao i sve veća želja čovječanstva za očuvanjem prirodnih resursa. Ipak, glavni argument su stalno rastuće cijene plina i električne energije, što prisiljava potrošače da traže alternativne, jeftinije mogućnosti grijanja..
Kako toplinska pumpa grijanje kuće radi? Koliko košta ugradnja i održavanje?