Γιατί οι αντλίες θερμότητας είναι η πιο κερδοφόρα και υποσχόμενη αντικατάσταση για τη θέρμανση με αέριο και ηλεκτρισμό;
Οι αντλίες θερμότητας είναι εξοπλισμός που, χάρη στην τεχνολογία, πολλαπλασιάζει τη θερμική ενέργεια από εναλλακτικές πηγές (έδαφος, περιβάλλουσα ατμόσφαιρα, υπόγεια ύδατα) και τη μεταφέρει στο σύστημα θέρμανσης.
Ο ήλιος και ο αέρας είναι πηγές αστείρευτης χαμηλής θερμοκρασίας θερμότητας. Αυτή η θερμική ενέργεια είναι δωρεάν και ανανεώσιμη.
Μια αντλία θερμότητας μεταφέρει ή αντλεί θερμική ενέργεια από ένα μέσο σε άλλο. Η αρχή λειτουργίας μιας αντλίας θερμότητας περιγράφεται αργότερα στο άρθρο.
Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας;
Στο σχεδιασμό των αντλιών, καθώς και στις μονάδες ψύξης, χρησιμοποιείται ένα κύκλωμα με ένα ψυκτικό μέσο που κυκλοφορεί σε αυτό, ικανό να βράσει ακόμη και με ελάχιστη θέρμανση. Μόνο η αντλία θερμότητας για θέρμανση λειτουργεί ως "αντίστροφος ψυγείο".
Πώς λειτουργεί η αντλία θερμότητας
Η εργασία μιας αντλίας θερμότητας μπορεί να χωριστεί σε 5 στάδια:
- βρασμός φρέον στον εξατμιστή
- συμπίεση του ψυκτικού μέσου από τον συμπιεστή
- μεταφορά θερμότητας από τον συμπυκνωτή στο κύκλωμα θέρμανσης
- διέλευση του ψυκτικού μέσου που έχει ψυχθεί μέσω της βαλβίδας θρόισής
- επιστροφή του ψυχθέντος και υγρού φρέον στον εξατμιστή θερμικού ανταλλάκτη
Οι αντλίες θερμότητας προορίζονται για θέρμανση και ψύξη. Μια επιπλέον λειτουργία είναι η θέρμανση νερού για οικιακή ή βιομηχανική χρήση. Αυτός είναι ο πιο λειτουργικός εξοπλισμός σε σύγκριση με οποιουσδήποτε λέβητες ή κλιματιστικά.
Η αντλία θερμότητας λειτουργεί πολύ οικονομικά, καθώς καταναλώνει ενέργεια μόνο για τη λειτουργία του συμπιεστή και των αντλιών κυκλοφορίας. Η ενεργειακή απόδοση των αντλιών θερμότητας είναι πολύ υψηλή. Ο συντελεστής μετατροπής ενέργειας φτάνει το 4-6 και ακόμη υψηλότερα. Αυτό σημαίνει ότι κάθε κιλοβάτ ενέργειας που χρησιμοποιείται μετατρέπεται από μια αντλία θερμότητας σε 3-5 κιλοβάτ θερμότητας, που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ενός σπιτιού ή για τη θέρμανση νερού.
Θα χρειαστεί να πληρώσετε αρκετές φορές λιγότερα για τη θέρμανση ενός σπιτιού ή τη θέρμανση νερού από ότι αν χρησιμοποιούνταν ηλεκτρικός λέβητας ή λέβητας. Τα κόστη θέρμανσης μπορούν να εξοικονομηθούν έως και 75-80%!
Με τις τρέχουσες τιμές αερίου, ένας λέβητας αερίου είναι 2-3 φορές πιο ακριβός στη λειτουργία από μια αντλία θερμότητας.
Πώς λειτουργεί μια αντλία θερμότητας για θέρμανση σπιτιού;
Η θερμότητα μπορεί να εξαχθεί από:
- υδροφόρο ορίζοντα σε βάθος 15-20 μ;
- κοντινό σώμα νερού;
- πατώματα εδάφους με βάθος τοποθέτησης οριζόντιου συλλέκτη έως 1.2-1.5 μ;
- βαθιά γεωτρημένα πηγάδια έως 40-50 μ βάθος.
Υπάρχουν πολλές ακόμη μέθοδοι χρήσης της τεχνολογίας αντλίας θερμότητας για τη μείωση των θερμικών απωλειών και τη μείωση των κόστους θέρμανσης.
Για παράδειγμα, κατά τη χρήση υπερβολικής θερμότητας από τεχνολογικές διαδικασίες, θερμότητα από τα απόβλητα, και σε πολλές άλλες περιπτώσεις.
Τύποι αντλιών θερμότητας
Υπάρχουν συστήματα που χρησιμοποιούν γεωθερμική θερμότητα, θερμότητα από τον αέρα ή εγκαταστάσεις που εξάγουν υδροθερμική θερμότητα. Ας επισημάνουμε αρκετούς κύριους τύπους αντλιών θερμότητας.
Αντλία θερμότητας γεωθερμικής πηγής
Μια αντλία θερμότητας γεωθερμικής πηγής είναι ένα σύστημα που αντλεί υπερβολική θερμότητα από ένα στρώμα επιφανειακού εδάφους, βαθιές γεωτρήσεις ή ένα κοντινό σώμα νερού.
Η θερμοκρασία του εδάφους σε βάθος κάτω από το στρώμα παγώματος το χειμώνα είναι πάντα θετική – έως 5-10 (° C). Η θερμότητα που συσσωρεύεται κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού είναι επαρκής για να θερμάνει η αντλία θερμότητας γεωθερμικής πηγής το δωμάτιο το χειμώνα.
Για την απομάκρυνση θερμότητας, τοποθετείται ένας σωληνωτός πλαστικός συλλέκτης ή κατεβαίνουν διπλοί αισθητήρες, στους οποίους κυκλοφορεί ένα ψυκτικό μέσο που δεν παγώνει σε χειμερινές συνθήκες. Όσο περισσότερος είναι ο χώρος διαβίωσης, τόσο μεγαλύτεροι είναι οι σωλήνες του συλλέκτη ή το βάθος των αισθητήρων. Η συγκεκριμένη ισχύς απομάκρυνσης θερμότητας για διάφορα εδάφη μπορεί να κυμαίνεται από 8 έως 32 W / m². Λαμβάνονται επίσης υπόψη τα χαρακτηριστικά του εδάφους και των στρωμάτων του, που απαιτούν γεωλογικές έρευνες.
Εάν υπάρχει μια λίμνη ή δεξαμενή κοντά στο σπίτι με επαρκή όγκο νερού και βάθος, τοποθετούνται σπείρες και δαχτυλίδια ενός πλαστικού συλλέκτη σε βάθος (μέχρι τον πυθμένα).
Αντλία θερμότητας νερού-σε-νερό
Η αντλία θερμότητας νερού-σε-νερό, της οποίας η αρχή βασίζεται στην εξαγωγή θερμότητας από υπόγεια ύδατα, είναι μάλλον περίπλοκη στην εγκατάσταση. Η θερμοκρασία του νερού σε βάθος είναι σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια του έτους – περίπου + 10 ° C.
Για την εγκατάσταση μιας τέτοιας αντλίας θερμότητας, απαιτείται ανάλυση του βάθους του υδροφόρου ορίζοντα, της ποσότητας, της ποιότητας και της καθαρότητας του νερού. Η απόδοσή της σε θερμότητα ή ψύξη δεν εξαρτάται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες ή την αλλαγή της εποχής. Ο συντελεστής μετατροπής ενέργειας της αντλίας θερμότητας νερού είναι υψηλός – COP έως 5 και υψηλότερα, αλλά η εγκατάσταση και η συντήρηση είναι προβληματικές.
Μια αντλία θερμότητας νερού-σε-νερό για θέρμανση είναι μια κερδοφόρα επιλογή μόνο υπό την προϋπόθεση σωστής επιλογής και υπολογισμού του εξοπλισμού, καθώς και υψηλής ποιότητας εγκατάστασης και εκκίνησης.
Η τιμή των γεωθερμικών και υδάτινων αντλιών θερμότητας είναι υψηλή λόγω της ανάγκης για προκαταρκτικές έρευνες και δαπανηρές εργασίες εγκατάστασης.
Αντλία θερμότητας αέρα-σε-νερό
Μια τέτοια αντλία θερμότητας είναι πιο προσιτή σε τιμή και εγκατάσταση. Είναι πιο κατάλληλη για ενσωμάτωση σε ένα εκσυγχρονισμένο σύστημα θέρμανσης και είναι επίσης εύκολη στην εγκατάσταση και αποπληρώνεται γρήγορα όταν εισάγεται σε ένα νέο σπίτι. Δεδομένου ότι η θερμική της απόδοση εξαρτάται από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα, είναι πλεονεκτικό να χρησιμοποιείται μια αντλία θερμότητας αέρα σε διβιαντικούς κύκλους, με έναν εφεδρικό δεύτερο θερμικό πόρο.
Η συνολική ικανότητα μιας αντλίας θερμότητας με εφεδρική πηγή γίνεται σχεδόν μισή από το κόστος της, αλλά η ενεργειακή απόδοση και η οικονομία του συνολικού συστήματος θέρμανσης παραμένει βέλτιστη.
Διακρίνουμε μεταξύ μιας διάταξης μονομπλόκ ή ενός κιτ που περιλαμβάνει εξωτερικές και εσωτερικές μονάδες. Η αντλία θερμότητας αέρα-πηγής με inverter ανταποκρίνεται ακριβώς και οικονομικά σε προτεραιότητες φορτίων για θερμότητα, ζεστό νερό ή ψύξη. Ο συντελεστής ενεργειακής απόδοσης τέτοιων συστημάτων φτάνει το 5 ή περισσότερο, είναι ικανές να λειτουργούν ακόμη και σε εξωτερικές θερμοκρασίες έως -25 ° C. Αυτές είναι οι πιο δημοφιλείς αντλίες θερμότητας για χρήση σε εύκρατα κλίματα σε μεγάλο μέρος της επικράτειας της Ουκρανίας.
Τέτοιες μονάδες είναι μια διαθέσιμη επιλογή όσον αφορά τις κλιματικές συνθήκες για ένα έργο γρήγορης αποπληρωμής για τον εκσυγχρονισμό της θέρμανσης ή την εγκατάσταση σε ένα νέο σπίτι τόσο σε πόλεις με εκατομμύρια όσο και στις περιοχές.
Ένα εξαιρετικό παράδειγμα αντλίας θερμότητας αέρα-σε-νερό είναι οι σειρές Arctic Home Basic και Arctic Home Smart, υψηλής απόδοσης εξοπλισμός από τη βρετανική μάρκα Mycond.
Αντλία θερμότητας αέρα-σε-αέρα
Χρησιμοποιώντας θερμότητα από τον αερισμό ή τον εξωτερικό αέρα, μια αντλία θερμότητας αέρα-σε-αέρα είναι παρόμοια ως προς τη λειτουργία με ένα κλιματιστικό ψύξης / θέρμανσης, αλλά με προτεραιότητα στη θέρμανση. Αυτή η αντλία θερμότητας χρησιμοποιείται ως σύστημα που επιτρέπει την εξοικονόμηση χρημάτων για τη θέρμανση του σπιτιού σας όχι μόνο στην Ευρώπη, αλλά και στην Ουκρανία.
Επιπλέον, τέτοιες αντλίες θερμότητας μπορούν να εξοπλιστούν με ένα σετ για την προετοιμασία ζεστού νερού και διακρίνονται από υψηλούς δείκτες εποχιακής ενεργειακής απόδοσης.
Υπάρχουν επίσης άλλα σχήματα συστημάτων αντλιών θερμότητας:
- αντλία θερμότητας εδάφους-αέρα;
- αντλία θερμότητας αλατότητας-νερού;
- άλλες.
Οι αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση νερού σε πισίνες ή τεχνολογικές διαδικασίες, σε ορισμένες βιομηχανικές περιοχές ή στην κατασκευή για τη θέρμανση οποιασδήποτε εμπορικής εγκατάστασης.
Οφέλη των αντλιών θερμότητας
- Καινοτόμες τεχνολογίες για την παροχή θερμότητας, κλιματισμού και παροχής ζεστού νερού, παρουσιαζόμενες σε μία συσκευή – μια αντλία θερμότητας.
- Οικονομικές και αρκετές φορές χαμηλότερες δαπάνες για θέρμανση και παροχή ζεστού νερού.
- Φιλική προς το περιβάλλον αντλία θερμότητας, χωρίς εκπομπές CO2 και ρύπανση του περιβάλλοντος.
- Πυροσβεστική ασφάλεια, χωρίς ανάγκη επιτήρησης, έγκρισης, συνεχούς παρακολούθησης της ασφάλειας του εξοπλισμού.
- Έξυπνος έλεγχος και οικονομικοί λειτουργικοί τρόποι, έλεγχος μικροκλίματος μέσω αισθητήρων θερμοκρασίας και υγρασίας.
- Έλεγχος διαφορετικών θερμοκρασιών θέρμανσης κυκλωμάτων: θερμαντικά σώματα και θέρμανση δαπέδου.
- Κλιματισμός και θέρμανση με αντλίες θερμότητας και μονάδες ανεμιστήρα.
- Μια αντλία θερμότητας γεωθερμικής πηγής, της οποίας η τιμή είναι υψηλή, είναι μια οικονομικά βιώσιμη επιλογή για τη θέρμανση ενός νέου σπιτιού χωρίς αέριο, ειδικά σε συνθήκες περιορισμένης παροχής ενέργειας για το σπίτι.
Συμπεράσματα
Μόνο εξειδικευμένοι ειδικοί μπορούν να επιλέξουν το σωστό σύνολο εξοπλισμού αντλίας θερμότητας που λειτουργεί σύμφωνα με ένα ή άλλο σχήμα, με αναφορά σε συγκεκριμένο τμήμα ενός ιδιωτικού σπιτιού, λαμβάνοντας υπόψη τα μηχανικά συστήματα και τον σχεδιασμό του κτιρίου.
Οι σωστοί υπολογισμοί καθορίζουν: το κόστος του συστήματος, την αποδοτικότητά του και την αξιοπιστία του. Οι αντλίες θερμότητας είναι καινοτόμα συστήματα με περίπλοκη εγκατάσταση και έξυπνο έλεγχο. Για την υλοποίηση τέτοιων έργων, είναι απαραίτητο να απευθυνθείτε σε επαγγελματίες προκειμένου να επιλέξετε το πιο κατάλληλο σύνολο εξοπλισμού όσον αφορά την ισχύ και την τιμή και να υπολογίσετε το οικονομικό όφελος από την υλοποίησή του.
