Soojuspumbad: soojendame end külma käes

Mis on põhjused, mis ei lase meil kodude kütmiseks heitsoojust kasutada? Maailmas laialt levinud soojuspumpade näitel vaadeldakse raskusi nende rakendamisel SRÜ riikides.

Soojuspumpade olemasolus ja tõhusas töös veendumiseks ei pea te kaugele minema. Piisab köögi külastamisest ja külmkapi vaatamisest. Sees valitseb miinustemperatuur ja kuum soojusvahetusgrill tagaküljel annab märku teie toodetest soojuse edukast eraldamisest.

Soojuspumpasid nimetatakse sageli tagurpidi külmikuteks. See analoogia pole päris täpne. Külmiku ja soojuspumba füüsikalised tööpõhimõtted on identsed, erinevad ainult konstruktsiooni ja otstarbe poolest: külmik ammutab soojust suletud mahust, "viskades" selle keskkonda. Vastupidi, soojuspump ammutab madala temperatuuriga soojust väljast, avatud keskkonnast, andes selle lõpuks ruumi suletud ruumi.

Soojusmasinate tööpõhimõtted said põhjendatud juba 19. sajandi esimesel poolel, kuid külmkappidel vedas rohkem: vajadus toiduainete hoidmiseks osutus pakilisemaks probleemiks kui kodude kütmine, seda enam, et kütusega probleeme polnud. neil päevil kütmiseks.

Esimest korda tekkis huvi soojuspumpade vastu sõjajärgses Euroopas, kui häving ja esmatarbekaupade puudumine sundisid otsima ebastandardseid viise kodude kütmiseks. Kuid kõige võimsamaks tõukejõuks soojuspumpade täiustamisel oli 1970. aastate energiakriis. Energiaressursside järsk hinnatõus on muutnud majanduslikult tasuvaks madala temperatuuriga soojuskandjate kasutamise: vesi reservuaarides, maasoojus, linnade soe reovesi.

Selleks ajaks oli tööstus juba välja töötanud ja tootnud töökindlaid ja keskkonnasõbralikke süsteeme erinevateks rakendusteks: väikese võimsusega üksikute suvilate jaoks kuni võimsate küttesüsteemideni hoonekomplekside jaoks.

Nüüd on turul saadaval soojuspumbad, mis töötavad laias valikus keskkonnas (õhk, vesi, pinnas) koos automatiseeritud pumba juhtimis- ja juhtimissüsteemidega. Kuid kõige kaasaegsem tehnoloogia ei anna soovitud tulemust, kui soojuspumba võimsuse valikul või küttesüsteemi paigaldamisel tehakse vigu.

Selleks on vaja orienteeruda mitmes võtmeomaduses, mis määravad soojuspumba tõhusa töö. Olulisim neist on "küttekoefitsient", s.o. toodetud soojusenergia hulga suhe tarbitud elektrienergiasse. Kaasaegsete süsteemide puhul on see vahemikus 3,5 kuni 4.

Ja siit algavad nüansid.Tootja näitab selle väärtuse soojuspumba kõige soodsama töörežiimi, s.o. välise küttekandja ja küttekontuuri vahelise minimaalse temperatuuri erinevuse jaoks. Näiteks välistemperatuuril 10 kraadi Celsiuse järgi (muld 150 m sügavusel) ja kütteringi temperatuuril 40 kraadi (soe põrand) on koefitsient tõesti umbes 4. Kuid juba 60 kraadi juures on see langeb 2-ni ja 80 kraadi juures on see võrdne 1-ga. V Sel juhul on lihtsam ja odavam kasutada tavalisi elektrisoojendeid või -boilereid.

Teiseks põhiprobleemiks on soojuspumba kollektori (soojuse väljatõmbekontuuri) arvutamine.Sõltuvalt pinnase koostisest varieerub soojuseraldus 10 W/m liivatorude puhul kuni 35 W/m märgade savimuldade puhul. Seda kollektori horisontaalse paigutuse korral. Vertikaalse veehoidla jaoks on vaja teada kihtide geoloogilist koostist, kuna selleks on vaja puurida kas sügav (üle 100 m) kaev või kümnete meetrite sügavuste kaevude süsteem.

Siit järeldus: see on lihtsalt võimatu ilma spetsialiseeritud organisatsiooni või ettevõtte osaluseta, kes viib läbi uuringu, koostab projekti ja määrab küttesüsteemi koostise. Horisontaalne kollektor ei vaja puurimist, kuid sadade meetrite torude paigaldamisel tuleb kaevata sama palju kuni 2,5 meetri sügavusi kaevikuid, nii et teie hästi hooldatud ala näeb töö lõppedes välja nagu pommiplats.

Vertikaalse paagi paigaldamine nõuab puurimist rohkem kui 10 meetri sügavusele ning see on lisaks uurimis- ja projekteerimistöödele seotud ka erinevatelt organisatsioonidelt lubade saamisega.Tänapäeval on maapõu riigi omand ja see võib ametnike silmis saada tõsisemaks takistuseks kui seadmete hinnad ja töö soojuspumpade kasutuselevõtul.

Lõpuks hinnang soojuspumba maksumusele koos töökorras. 200 m2 küttepinnaga villa jaoks läheb vaja umbes 18 kWh soojusenergia võimsusega soojuspumpa. Kollektoritorud on umbes 400 meetrit pikad, optimistliku soojuse eemaldamise kiirusega 50 W/m. Sellise võimsusega seadmed Saksamaa juhtivatelt ettevõtetelt maksavad olenevalt konfiguratsioonist ligikaudu 6000-7000 eurot. Puurimis- või kaevetööd - 3000 euro piires. Lisa projekt, kooskõlastused ja saad summaks 10 000. See on kriteerium, mille järgi saab hinnata, kas tavaelanikul tasub täna soojuspumpa paigaldada ja millal see end ära tasub.

Organisatsioonidel ja ettevõtetel, kes ehitavad uusi ruume, on nüüd võimalik kütet pakkuda soojuspumpadega. Selliseid kulusid saab energiatariifide pideva tõusu taustal katta 3-5 aastaga. Aga elanikkonna jaoks, kellele riik on kehtestanud soodustariifid või subsideeritud energiakulud, on soojuspumpade kasutamine pikka aega kahjumlik.