Водич за читање
Топлинските пумпи се сите беснее деновиве, особено во Европа, каде што некои земји работат на забрана за инсталирање на печки и котли на фосилни горива во корист на поеколошки опции, вклучително и енергетски ефикасни топлински пумпи. (Печките го загреваат воздухот и го дистрибуираат низ цевките низ куќата, додека котлите ја загреваат водата за да обезбедат топла вода или греење со пареа.) Оваа година, американската влада почна да нуди даночни олеснувања за инсталирање топлински пумпи, кои имаат тенденција да чинат однапред од традиционалните печки но се многу поефикасни на долг рок.
На полето на нови енергетски возила, бидејќи капацитетот на батериите е ограничен, тоа исто така ја поттикна индустријата да се сврти кон топлинските пумпи. Затоа, можеби е време брзо да научите што значат топлинските пумпи и што прават тие.
Кој е најчестиот тип на топлинска пумпа?
Со оглед на неодамнешниот зуи, можеби ќе бидете изненадени кога ќе дознаете дека веќе користите aтоплинска пумпа- веројатно имате повеќе од еден во вашиот дом и повеќе од еден во вашиот автомобил. Едноставно не ги нарекувате топлински пумпи: ги користите термините „фрижидер“ или „клима“.
Всушност, овие машини се топлински пумпи, што значи дека ја преместуваат топлината од релативно ладно место на релативно топло место. Топлината тече спонтано од топло кон студено. Но, ако сакате да го претворите од ладно на топло, треба да го „напумпате“. Најдобрата аналогија овде е водата, која тече по рид сама, но треба да се пумпа по ридот.
Кога ја пумпате топлината содржана во некој вид ладилник (воздух, вода, итн.) до топлата складиште, ладилникот станува поладен, а топлото складиште станува потопло. Тоа е всушност она што го прави вашиот фрижидер или клима уред - ја преместува топлината од онаму каде што не е потребна на друго место и не ви е грижа дали трошите малку дополнителна топлина.
Како да направите практичен чилер со топлинска пумпа?
Клучниот увид што го произведетоплински пумпи дојде на почетокот на 19 век, кога голем број пронаоѓачи, вклучувајќи го и Џејкоб Перкинс, сфатија дека можат да изладат нешто на овој начин без да ги трошат испарливите течности што испаруваа за да го постигнат ладењето. Наместо да се испуштаат овие пареи во атмосферата, тврдат тие, би било подобро да се соберат, да се кондензираат во течност и повторно да се користи таа течност како течност за ладење.
За тоа служат фрижидерите и клима уредите. Тие испаруваат течни ладилни средства и ја користат ладната пареа за да ја апсорбираат топлината од внатрешноста на фрижидерот или автомобилот. Потоа тие го компресираат гасот, кој повторно се кондензира во течна форма. Оваа течност сега е потопла отколку кога започна, така што дел од топлината што ја задржува може лесно (најверојатно со помош на вентилатор) да се влее во околината - без разлика дали е на отворено или на друго место во кујната.
Тоа рече: многу сте запознаени со топлинските пумпи; Само што постојано ги нарекувате клима уреди и фрижидери.
Сега да направиме уште еден мисловен експеримент. Ако имате прозорски клима уред, можете да го направите тоа дури и како вистински експеримент. Инсталирајте наназад. Тоа е, инсталирајте ги неговите контроли надвор од прозорецот. Направете го ова на ладно и суво време. Што ќе се случи?
Како што би очекувале, тој дува ладен воздух во вашиот двор и ослободува топлина во вашиот дом. Така, тој сè уште пренесува топлина, правејќи го вашиот дом поудобен со загревање. Секако, го лади воздухот надвор, но тој ефект станува минимален штом сте далеку од Windows.
Сега имате топлинска пумпа за загревање на вашиот дом. Можеби не е најдобротоплинска пумпа, но ќе функционира. Уште повеќе, кога ќе дојде лето, можете да го превртите и да го користите како клима уред.
Се разбира, всушност не го правете тоа. Ако го пробате, несомнено ќе пропадне првиот пат кога ќе заврне и водата ќе влезе во контролерот. Наместо тоа, можете да си купите комерцијална топлинска пумпа „извор на воздух“ која го користи истиот принцип за загревање на вашиот дом.
Проблемот, се разбира, е што вотката е скапа и брзо ќе ја снемате за да го изладите виното. Дури и ако ја замените вотката со поевтин алкохол за триење, наскоро ќе се жалите на трошоците.
Некои од овие уреди имаат таканаречени вентили за рикверц, кои му овозможуваат на истиот уред да врши двојна улога: тие можат да пумпаат топлина однадвор внатре или од внатре кон надвор, обезбедувајќи и топлина и климатизација, како што е опишано подолу.
Зошто топлинските пумпи се поефикасни од електричните грејачи?
Топлинските пумпи се поефикасни од електричните грејачи бидејќи не бараат електрична енергија за да се произведе топлина. Електричната енергија што ја користи атоплинска пумпагенерира малку топлина, но уште поважно е дека ја пумпа топлината однадвор во вашиот дом. Односот на топлината што се ослободува во домот и енергијата испратена до електричниот компресор се нарекува коефициент на перформанси или COP.
Едноставен електричен грејач на простор кој ја обезбедува целата топлина генерирана од електричниот грејач има COP од 1. Од друга страна, COP на топлинска пумпа може да биде по ред по големина.
Сепак, COP на топлинска пумпа не е фиксна вредност. Тоа е обратно пропорционално на температурната разлика помеѓу двата резервоари во кои се пумпа топлина. Тоа, рече, ако пумпате топлина од не премногу ладен резервоар во не премногу жешка зграда, COP ќе биде голема вредност, што значи дека вашата топлинска пумпа е многу ефикасна во користењето електрична енергија. Но, ако се обидете да пумпате топлина од екстремно студен резервоар во веќе топла зграда, вредноста на COP се намалува, што значи дека ефикасноста страда.
Резултатот е она што интуитивно го очекувате: најдобро е да го користите најтоплото нешто што можете да го најдете како резервоар за надворешна топлина.
Топлинските пумпи со извор на воздух, кои користат надворешен воздух како резервоар за топлина, се најлошата опција во овој поглед бидејќи надворешниот воздух е многу студен за време на зимската грејна сезона. Уште подобри се топлинските пумпи со извор на земја (познати и како геотермални топлински пумпи), бидејќи дури и во зима, земјата на средни длабочини е сè уште прилично топла.
Кој е најдобриот извор на топлина за топлинските пумпи?
Проблемот со изворот на земјатоплински пумпие дека ви треба начин да пристапите до овој закопан резервоар на топлина. Ако имате доволно простор околу вашиот дом, можете да ископате ровови и да закопате куп цевки на разумна длабочина, како на пример неколку метри. Потоа можете да циркулирате течност (обично мешавина од вода и антифриз) низ овие цевки за да ја апсорбира топлината од земјата. Алтернативно, можете да вежбате длабоки дупки во земјата и да инсталирате цевки вертикално во овие дупки. Сепак, сето ова ќе поскапи.
Друга стратегија достапна за малкумина среќници е да извлечат топлина од блиското водно тело со потопување цевка во водата на одредена длабочина. Тие се нарекуваат топлински пумпи со извор на вода. Некои топлински пумпи ја користат понеобичната стратегија за извлекување топлина од воздухот што излегува од зградата или од сончевата топла вода.
Во многу ладни клими, има смисла да се инсталира топлинска пумпа со извор на земја ако е можно. Веројатно затоа повеќето топлински пумпи во Шведска (која има еден од најголемите топлински пумпи по глава на жител) се од овој тип. Но, дури и Шведска има голем процент топлински пумпи со извор на воздух, што го отфрла вообичаеното тврдење (барем во Соединетите Држави) дека топлинските пумпи се погодни само за загревање домови во блага клима.
Значи, каде и да сте, ако можете да си дозволите повисоки трошоци, следниот пат кога ќе се соочите со одлука како да го загреете домот, размислете за користење топлинска пумпа наместо традиционален шпорет или котел.
Време на објавување: 19-10-2023 година