Vodnik za branje
Toplotne črpalke so v teh dneh, zlasti v Evropi, kjer nekatere države prizadevajo za prepoved namestitve peči fosilnih goriv in kotlov v prid okolju prijaznejšim možnostim, vključno z energetsko učinkovitimi toplotnimi črpalkami. (Peči toplotni zrak in ga razdelijo po ceveh po celotni hiši, kotli toplota, da zagotavljajo toplo vodo ali ogrevanje pare.) Letos je ameriška vlada začela ponujati davčne olajšave za namestitev toplotnih črpalk, ki ponavadi stanejo več vnaprej kot tradicionalne peči vendar so na dolgi rok veliko bolj učinkoviti.
Na področju novih energetskih vozil, ker je zmogljivost baterije omejena, je tudi industrijo spodbudila, da se je obrnila na toplotne črpalke. Mogoče je torej čas, da se hitro naučite, kaj pomenijo toplotne črpalke in kaj počnejo.
Katera je najpogostejša vrsta toplotne črpalke?
Glede na nedavno glasbo, boste morda presenečeni, ko boste izvedeli, da že uporabljatetoplotna črpalka- Verjetno imate več kot enega v svojem domu in več kot enega v avtomobilu. Preprosto jih ne kličete v toplotne črpalke: uporabljate izraze "hladilnik" ali "klimatska naprava."
Pravzaprav so ti stroji toplotne črpalke, kar pomeni, da premikajo toploto iz razmeroma hladnega mesta na razmeroma vroče mesto. Toplota teče spontano od vročega do mraza. Če pa ga želite obrniti iz hladnega v vroče, ga morate "črpati". Najboljša analogija je voda, ki sama teče po hribu, vendar jo je treba črpati po hribu.
Ko črpate toploto, ki jo vsebuje nekakšna hladilna shramba (zrak, voda itd.) Do vročega pomnilnika, postane hladno shranjevanje in vroče pomnilnik postane bolj vroče. To je pravzaprav vaš hladilnik ali klimatska naprava - premika toploto od tam, kjer je ni potrebno nekje drugje, in vam ni vseeno, če zapravite malo dodatne toplote.
Kako narediti praktičen hladilnik s toplotno črpalko?
Ključni vpogled, ki je ustvariltoplotne črpalke Prišel je v začetku 19. stoletja, ko so številni izumitelji, vključno z Jacobom Perkinsom, ugotovili, da lahko tako ohladijo tako, ne da bi zapravili hlapne tekočine, ki so izhlapele za dosego hlajenja. Namesto da bi te hlape sprostili v ozračje, so trdili, da bi jih bilo bolje zbrati, jih zgostiti v tekočino in to tekočino ponovno uporabiti kot hladilno tekočino.
Za to so hladilniki in klimatske naprave. Izhlapijo tekoča hladilna sredstva in s hladno paro absorbirajo toploto iz notranjosti hladilnika ali avtomobila. Nato stisnejo plin, ki se kondenzira nazaj v tekočo obliko. Ta tekočina je zdaj bolj vroča kot takrat, ko se je začela, zato lahko nekatera vročina, ki jo drži, zlahka (morda s pomočjo ventilatorja) priteče v okoliško okolje - bodisi na prostem ali drugje v kuhinji.
Rečeno: zelo poznate toplotne črpalke; Samo to, da jih še naprej navajate kot klimatske naprave in hladilnike.
Zdaj pa naredimo še en miselni eksperiment. Če imate okensko klimatsko napravo, lahko to naredite celo kot pravi eksperiment. Namestite nazaj. To pomeni, da namestite svoje krmilje zunaj okna. Naredite to v hladnem, suhem vremenu. Kaj se bo zgodilo?
Kot bi pričakovali, na vašem dvorišču piha hladen zrak in sprošča toploto v vaš dom. Torej še vedno prevaža toploto, tako da je vaš dom bolj udoben, tako da ga ogrejete. Seveda, zrak ohladi zunaj, vendar ta učinek postane minimalen, ko ste odsotni od oken.
Zdaj imate toplotno črpalko za ogrevanje doma. Morda ni najboljšetoplotna črpalka, vendar bo delovalo. Še več, ko pride poletje, ga lahko obrnete tudi na glavo in ga uporabite kot klimatsko napravo.
Seveda tega v resnici ne delajte. Če poskusite, bo nedvomno uspelo, ko bo prvič dežuli in voda vstopi v krmilnik. Namesto tega si lahko kupite komercialno toplotno črpalko "zračnega vira", ki uporablja isto načelo za ogrevanje vašega doma.
Težava je seveda v tem, da je vodka draga in hitro vam bo zmanjkalo, da bi ohladili vino. Tudi če vodko zamenjate s cenejšim alkoholom za drgnjenje, se boste kmalu pritožili nad stroški.
Nekatere od teh naprav imajo tako imenovane vzvratne ventile, ki omogočajo isto napravo, da opravlja dvojno vlogo: toploto lahko črpajo od zunaj v notranjosti ali od znotraj, tako da zagotovijo tako toploto kot klimatsko napravo, kot je opisano spodaj.
Zakaj so toplotne črpalke učinkovitejše od električnih grelnikov?
Toplotne črpalke so učinkovitejše od električnih grelnikov, ker za proizvodnjo toplote ne potrebujejo električne energije. Elektriko, ki jo uporablja atoplotna črpalkaAli ustvarja nekaj toplote, še pomembneje pa je, da v vaš dom črpa toploto od zunaj. Razmerje toplote, ki se sprosti v dom in energijo, poslano na električni kompresor, se imenuje koeficient zmogljivosti ali COP.
Preprost električni grelnik prostora, ki zagotavlja vso toploto, ki jo ustvari električni ogrevalni element, ima COP od 1. Po drugi strani je COP toplotne črpalke lahko vrstni red večje.
Vendar policaj toplotne črpalke ni fiksna vrednost. Je obratno sorazmerna s temperaturno razliko med obema rezervoarji, v katerih se toplota črpa. Če rečete, če boste toploto iz ne preveč hladnega rezervoarja črpali do ne pretirane vroče stavbe, bo COP velika vrednost, kar pomeni, da je vaša toplotna črpalka zelo učinkovita pri uporabi električne energije. Če pa poskušate toploto iz izjemno hladnega rezervoarja črpati v že toplo zgradbo, se vrednost policaja zmanjša, kar pomeni, da učinkovitost trpi.
Rezultat je tisto, kar intuitivno pričakujete: najbolje je, da uporabite najtoplejšo stvar, ki jo najdete kot zunanji toplotni rezervoar.
Toplotne črpalke z virom zraka, ki uporabljajo zunanji zrak kot toplotni rezervoar, so v tem pogledu najslabša možnost, saj je zunanji zrak v zimski ogrevalni sezoni zelo hladen. Še boljše so toplotne črpalke v virih (znane tudi kot geotermalne toplotne črpalke), saj so tudi pozimi tla na srednjih globinah še vedno precej topla.
Kateri je najboljši vir toplote za toplotne črpalke?
Težava z virom taltoplotne črpalkeje, da potrebujete način za dostop do tega zakopanega rezervoarja toplote. Če imate dovolj prostora okoli svojega doma, lahko kopljete jarke in pokopate kup cevi na razumni globini, na primer nekaj metrov globoko. Nato lahko skozi te cevi krožite tekočino (običajno mešanico vode in antifriza), da absorbirajo toploto s tal. Lahko pa v te luknje izvrtate globoke luknje v tleh in namestite cevi navpično. Vse to bo postalo drago.
Druga strategija, ki je na voljo srečnejšim, je, da iz bližnjega vodnega telesa izvlečete toploto tako, da na določeno globino potopite cev v vodo. Temu se imenujejo toplotne črpalke za vodni vir. Nekatere toplotne črpalke uporabljajo bolj nenavadno strategijo pridobivanja toplote iz zraka, ki zapušča stavbo ali iz sončne tople vode.
V zelo hladnem podnebju je smiselno, da po možnosti namestite toplotno črpalko iz vira. Verjetno je zato večina toplotnih črpalk na Švedskem (ki ima eno najvišjih števila toplotnih črpalk na prebivalca) te vrste. Toda tudi Švedska ima velik odstotek toplotnih črpalk zračnega vira, ki kažejo skupno trditev (vsaj v ZDA), da so toplotne črpalke primerne samo za ogrevalne domove v blagih podnebjih.
Torej, kjer koli že ste, če si lahko privoščite večje stroške vnaprej, se naslednjič soočite z odločitvijo, kako ogrevati svoj dom, razmislite o uporabi toplotne črpalke namesto tradicionalne peči ali kotla.
Čas objave: oktober-19-2023