Топлотне пумпе: грејемо се на хладноћи
Који су разлози који нас спречавају да отпадну топлоту користимо за грејање домова? На примеру топлотних пумпи, које су распрострањене у свету, разматрају се потешкоће са њиховом применом у земљама ЗНД.
Да бисте били сигурни да топлотне пумпе постоје и да раде ефикасно, не морате ићи далеко. Довољно је посетити кухињу и погледати фрижидер. Температуре испод нуле владају унутра, а врући роштиљ за размену топлоте на задњој страни сигнализира успешно извлачење топлоте из ваших производа.
Топлотне пумпе се често називају обрнутим фрижидерима. Ова аналогија није сасвим тачна. Физички принципи рада фрижидера и топлотне пумпе су идентични, разликују се само по дизајну и намени: фрижидер извлачи топлоту из затворене запремине, "избацујући" је у околину. Напротив, топлотна пумпа извлачи топлоту ниске температуре из спољашње, отворене средине, дајући је на крају затвореној запремини просторије.
Принципи рада топлотних мотора поткрепљени су већ у првој половини 19. века, али фрижидери су имали више среће: потреба за складиштењем хране се показала као хитнији проблем од грејања домова, поготово јер није било проблема са горивом. тих дана за грејање.
Први пут се интересовање за топлотне пумпе појавило у послератној Европи, када су пропаст и недостатак основних потрепштина приморали да се трага за нестандардним начинима загревања домова. Али најснажнији подстицај за унапређење топлотних пумпи била је енергетска криза 1970-их. Оштар пораст цене енергетских ресурса учинио је економски исплативим коришћење нискотемпературних носача топлоте: воде у резервоарима, геотермалне топлоте, топле отпадне воде из градова.
У то време, индустрија је већ развила и произвела поуздане и еколошки прихватљиве системе за различите примене: од мале снаге за индивидуалне викендице до моћних система грејања за грађевинске комплексе.
Топлотне пумпе које раде са широким спектром медија (ваздух, вода, тло) са аутоматизованим системима за контролу и управљање пумпама су сада доступне на тржишту. Али најсавременија технологија неће дати жељене резултате ако се направе грешке при избору снаге топлотне пумпе или приликом уградње система грејања.
Да бисте то урадили, потребно је да се оријентишете у неколико кључних карактеристика које одређују ефикасан рад топлотне пумпе. Најважнији од њих је "коефицијент грејања", тј. однос количине произведене топлотне енергије и утрошене електричне енергије. За модерне системе се креће од 3,5 до 4.
И овде почињу нијансе.Ову вредност произвођач наводи за најповољнији режим рада топлотне пумпе, тј. за минималну температурну разлику између спољашњег грејног медијума и грејног круга. На пример, при спољној температури од 10 степени Целзијуса (тло на дубини од 150 м.) и температури круга грејања од 40 степени (топли под), коефицијент ће заиста бити око 4. Али већ на 60 степени пада на 2, а на 80 степени једнак је 1. В У овом случају је лакше и јефтиније користити конвенционалне електричне грејаче или котлове.
Други главни проблем је прорачун колектора (круга за извлачење топлоте) топлотне пумпе.У зависности од састава земљишта, извлачење топлоте варира од 10 В/м за цеви од песка до 35 В/м за влажна глинена тла. Ово је у случају хоризонталног постављања колектора. За вертикални резервоар потребно је познавати геолошки састав слојева, пошто је потребно избушити или дубок (више од 100 м) бунар или систем бунара дубине десетине метара.
Отуда закључак: једноставно је немогуће учинити без учешћа специјализоване организације или компаније која ће спровести студију, направити пројекат и одредити састав система грејања. Хоризонтални колектор не захтева бушење, али полагање стотина метара цеви подразумева копање истог броја ровова до 2,5 метара дубине, тако да ће ваш добро одржаван простор изгледати као место бомбе када се посао заврши.
За уградњу вертикалног резервоара биће потребно бушење на дубини већој од 10 метара, а то је, поред истраживачких и пројектантских радова, повезано са добијањем дозвола од различитих организација.Подземље је данас власништво државе и оно, у лице званичника, може да постане озбиљнија препрека од цена опреме и радова на увођењу топлотних пумпи.
На крају, процена трошкова топлотне пумпе са радом. За вилу са грејном површином од 200 м2 биће потребна топлотна пумпа капацитета око 18 кВх топлотне енергије. Колекторске цеви ће бити дугачке око 400 метара са оптимистичном брзином одвођења топлоте од 50 В/м. Опрема таквог капацитета од водећих немачких компанија кошта отприлике 6.000-7.000 евра, у зависности од конфигурације. Радови на бушењу или ископу - у оквиру 3000 евра. Додајте пројекат, сагласности и добијете суму од 10 000. Ово је критеријум за процену да ли се обичном становнику исплати данас уградити топлотну пумпу и када ће се то исплатити.
За организације и предузећа која граде нове просторије, сада је могуће обезбедити грејање топлотним пумпама. Такви трошкови, у позадини сталног повећања тарифа за енергију, могу се надокнадити за 3-5 година. Али за становништво за које је држава успоставила повлашћене тарифе или субвенционисала трошкове енергије, употреба топлотних пумпи ће још дуго бити неисплатива.