Zobrazení:2 Autor:Editor webu Čas publikování: 2021-01-14 Původ:Stránky
Je co nejkratší, čerpá teplo.A je to!
Koncept 'čerpadla' je neúplný bez 'proti samovolnému proudění'.V těle jsou iontové pumpy, které slouží k transportu určitého iontu proti jeho koncentračnímu gradientu.Možná jste viděli vodní čerpadlo čerpající vodu proti gravitaci.Existuje tedy transport z oblasti s nízkou koncentrací do oblasti s vysokou koncentrací.Totéž platí pro tepelné čerpadlo.Zde máme „zdroj tepla“ pro „oblast nízké koncentrace“ a „pohlcovač tepla“ pro „oblast vysoké koncentrace“.
Ano.Slyšel jsi dobře.Koncentrace, ať už vysoká nebo nízká, zde není důležitá.Skutečný rozdíl je mezi přírodní cestou a cestou poháněnou energií.Tok nebo transport, ke kterému by jinak nedošlo.
Definice tepelného čerpadla se stala mnohem jednodušší.Každé zařízení, které pohání tepelný tok ze zdroje tepla do chladiče, je tepelné čerpadlo.A tepelné čerpadlo je více o mechanismu a aplikaci výše uvedeného principu než o samotném zařízení, protože tuto aplikaci budete pozorovat v různých oblastech kolem vás.
Většina lidí si může myslet, že jde o nedávný vynález.Je to vlastně počin 19. století.Ne tak nové!
Robert C. Weber, americký vynálezce, vynalezl tepelné čerpadlo.Tento princip aplikoval na svůj mrazák jako zdroj tepla a galon vody jako chladič.Ty se staly populárními, když v 70. letech vzrostly ceny pohonných hmot.
Teplo lze odebírat z podzemí, z podzemní vody nebo ze vzduchu.K tomu je zapotřebí dokonale navržený systém.
Existují různé druhy tepelných čerpadel.O všech si něco povíme, ale nejběžnější je vzduchové tepelné čerpadlo.
Teplo je přenášeno z venkovního vzduchu do interiéru pomocí chladiva.Je to vaše klimatizace, která pracuje obráceně.Mnoho klimatizačních jednotek má možnost přestavby na tepelné čerpadlo.Stejně tak je tomu u ledniček.
Když je povrchová teplota pod nulou, zemní teploty jsou mnohem vyšší.Například za chladného zimního dne v hloubce 10 stop, kdy je teplota vzduchu 30 F, bude teplota země 50 F. Odborníci říkají, že teplota Země zůstává konstantní 20 až 30 stop pod zemí (někde mezi 60 až 65 °C).Potrubí lze umístit pod zem, aby přivádělo teplo na povrch.To lze provést dvěma způsoby:
Potrubí s uzavřenou smyčkou: má stále stejnou cirkulaci vody.
Potrubí s otevřenou smyčkou: odsává vodu ven a vede zpět do země.
Teplá voda ze země jde do výměníku tepla a tepelné čerpadlo cirkuluje teplo v místnosti.
Větší výhodu mají ti, kteří žijí v blízkosti jezer nebo rybníků.Teplo může být odebíráno vodou pomocí trubkového systému s uzavřenou smyčkou.Potrubí s uzavřenou smyčkou je umístěno pod vodou.Cirkulace vody přivádí horkou vodu nahoru.Mnoho z nich používá chladivo pro zvýšení účinnosti.Toto tepelné čerpadlo je velmi vzácné kvůli své ceně a komplikovanému procesu.
Tento proces je poměrně jednoduchý, ale přesto je pro většinu lidí matoucí.Není to nic složitého, pokud to chápete s otevřenou myslí.
Nejprve budu mluvit o ledničkách.
Princip fungování je stejný pro chladničky i tepelná čerpadla.V chladničce prochází chladné kapalné chladivo přes výparník uvnitř oddílu chladničky.Odebírá teplo ze vzduchu uvnitř a mění se na plyn.Plyn se pak stlačí.Jeho objem se zmenšuje a teplota se zvyšuje.Plyn pak prochází kondenzátorem, kde výkonný ventilátor odfoukne veškeré teplo.Kondenzátor je jen černá cívka na zadní straně.Pokud stojíte před běžící klimatizací, může vycházet horký vzduch.Ale v lednici není žádný ventilátor, protože místo, které se má chladit, je malé.Když plyn kondenzuje, jeho teplota klesá.Kapalina je stále horká.Prochází tedy expanzním ventilem, který má malý jehlovitý otvor.Z tohoto otvoru je vytlačováno stlačené chladivo a dochází k jeho expanzi.Expanze způsobí pokles teploty pod nulu.
Nezaměňujte s spirálou kondenzátoru a spirálou výparníku.U tepelného čerpadla dochází ke kondenzaci uvnitř místnosti, proto mu říkáme kondenzátor.V klimatizaci dochází k odpařování uvnitř místnosti, proto tomu říkáme výparník.Jsou vlastně součástí systému tepelného čerpadla sloužícího jednotlivým funkcím.
Tepelná čerpadla
Podobně jako v lednici jsou v tepelném čerpadle dvě spirály.Oba jsou duté a vyrobené z mědi.Cívka výparníku absorbuje teplo z okolí, což způsobí, že se chladivo zahřeje a změní se na plyn.Stejný ventilátor se používá k vhánění vzduchu přes výparník.Bod varu chladiva je tak nízký, že absorbuje teplo i ze studeného vzduchu.Plyn se pak stlačí a tím se výrazně zvýší jeho teplota.Horká tekutina pak prochází spirálou kondenzátoru uvnitř místnosti.Zde dochází k přenosu tepla.Plynné chladivo kondenzuje a mění se na kapalinu.Kapalina pak prochází expanzním ventilem a stává se párou.Tím se zvětší plocha povrchu tekutiny.Prochází výparníkem a absorbováním okolního tepla se stává plně plynným.Když se chladivo dostane do kompresoru, musí být plně plynné.Tento proces se opakuje, dokud vzduch v místnosti nemá stejnou teplotu jako chladivo.
Při instalaci tepelného čerpadla ve vašem domě nebo v práci pro průmyslové účely zvažte následující.
Ujistěte se, jaký typ tepelného čerpadla potřebujete.Některé jsou reverzibilní k chlazení.Jsou dražší.
Při použití reverzibilního tepelného čerpadla je třeba provést opatření pro přechod na chladicí systém.Výdech pro klimatizace je nad střední stěnou.
Měď je považována za nejlepší díky své spolehlivosti.Je to dobrý vodič a je optimální volbou pro tepelná čerpadla země nebo voda.Při připojování venkovní jednotky k vnitřní jednotce by však neměla být použita měď.Místo toho jsou na trhu k dispozici některé izolační materiály.
Nyní, když rozumíte principu jeho fungování, pojďme to tepelnému čerpadlu usnadnit.Snížením teplotního rozdílu mezi chladičem a zdrojem tepla můžete zvýšit účinnost vašeho tepelného čerpadla.Abyste to zajistili, instalujte tepelné čerpadlo v teplejším prostředí.Pokud žijete v chladné oblasti, důrazně doporučujeme, abyste si vybrali nízkoteplotní DC invertorové tepelné čerpadlo EVI, které je schopno pracovat efektivně a stabilně při nízkých teplotách.
Některé systémy tepelných čerpadel mohou být hlučné nebo mohou být po nějaké době hlučné.Pomohlo by tedy, kdybyste je neumisťovali do blízkosti oken.Pokládat je na podlahu může být nebezpečné kvůli přívodnímu vedení.Ideálním místem by byla střecha, ale náklady na potrubí by stouply.
Příspěvek: Zvažte své priority.Přechod do teplejšího prostředí vás může stát riziko šoku nebo rušivého hluku.
Tepelná čerpadla nespalují palivo ani nepracují tak, že pouze přeměňují elektřinu na teplo.Proto se snižují tepelné ztráty a šetří se elektřina.Níže jsou uvedeny některé hlavní součásti tepelného čerpadla, které jsou sestaveny tak, aby minimalizovaly energetické ztráty a maximalizovaly účinnost procesu.
Název vysvětluje účel této součásti.V dělené jednotce je kondenzátor cívka přítomná uvnitř místnosti.Stlačený horký plyn prochází touto spirálou a vydává své teplo ven.Chladivo kondenzuje a jde ven do výparníku.
Dělá to přesně opačně než kondenzátor.Je umístěn ve venkovní jednotce splitového tepelného čerpadla.Ale v klimatizaci se tato součást nazývá kondenzátor, protože nyní v této části dochází ke kondenzaci.Před ním je ventilátor pro zvýšení proudění vzduchu nad ním.To napomáhá lepšímu odvodu tepla ze vzduchu.Kapalina přechází do plynné formy.Plynné chladivo je poté stlačeno a přeměněno na horký stlačený plyn.
Zpětný ventil
Obrátí směr proudění chladiva.Je ovládán elektricky a používá se k přeměně tepelného čerpadla na klimatizaci nebo naopak.Struktura je trochu komplikovaná.Pro lepší pochopení se tedy podívejte na animaci.
Kompresor je srdcem systému.Má elektrický motor, který pohání malý píst.Píst vytahuje plynné chladivo z výparníku a tlačí ho do kondenzátoru.Jak se objem chladiva v spirále zvětšuje, dochází ke stlačení a teplota stoupá.Poté horké chladivo prochází kondenzátorem.
Nosičem tepla v tomto systému je chladivo.Bez této látky teplo nemůže cirkulovat.Musí mít fyzikální vlastnosti ideální pro tepelné čerpadlo.Je toho hodně, ale hlavně musí mít nízký bod varu.Může absorbovat teplo z velmi nízkých teplot, pokud má nízký bod varu.
Přestože účel ventilátoru plní, nevypadá.Svým tvarem pohybuje vzduchem a zajišťuje maximální kontakt s výparníkem a tím zvyšuje účinnost.Pomáhá vyvinout konvekční proud v topných a chladicích systémech.Vzhledem k tomu, že výstupy tepelného čerpadla jsou instalovány blízko podlahy, cirkulátory vzduchu se točí a odebírají studený vzduch ze stropu.
Pokud se jedná o klimatizaci, vzduch se pohybuje od stropu k podlaze, protože teplejší vzduch je u stropu.K roztočení tohoto ventilátoru je použit stejnosměrný motor, takže lze obrátit směr jeho otáčení.
Jak jsem již zmínil, existují různé druhy tepelných čerpadel, zde jsou některá.
Tři nejběžnější tepelná čerpadla jsou:
Tyto jsou nejběžnější, jsou nejlepší.Počáteční náklady jsou vysoké, ale mohou vám ročně ušetřit mnoho.Teplo se odebírá z venkovního vzduchu, aby se ohříval vzduch uvnitř.Vzduchová tepelná čerpadla lze na rozdíl od jiných tepelných čerpadel použít jako ohřívače vody.V létě se z nich mohou stát klimatizace.Jsou elektricky ovládané.
Je to trochu podobné jako pozemní zdroj systém, kromě toho, že smyčka není pod zemí.Ale to vyžaduje rybník, jezero nebo hlubokovodní těleso pro správný provoz.Náklady na instalaci jsou nižší ve srovnání se zemním zdrojem.Není tam žádné kopání.Vodní tepelné čerpadlo je z těchto tří nejméně rozšířené.
Pokud máte blízko sebe vodní útvar, znamená to, že byste do něj měli jít.Účinnost tohoto systému závisí na umístění, oblasti a klimatu místa.Můžete dokonce potřebovat chladicí věž pro přenos tepla dovnitř a ven z budovy.Před jakýmkoli rozhodnutím se proto poraďte s odborníkem.
Uzavřená smyčka nerezové trubky je umístěna hluboko pod zemí.Teplota na této úrovni je vyšší než povrchová.V této smyčce cirkuluje voda.Voda se ohřívá pod zemí.Voda pak prochází tepelným čerpadlem.Tento systém se používá při vytápění nebo chlazení prostor.Teplota půdy zůstává konstantní a funguje efektivně.Tento systém je nákladově efektivní pro prostorné budovy.
V případě extrémního klimatu je nutné mít záložní zdroj vytápění.Většina tepelných čerpadel nepracuje efektivně při velmi nízkých teplotách.Patří mezi ně vzduchová tepelná čerpadla.Řešením je mít kombo.
Kombinace jedna: Tepelné čerpadlo země a vzduch
Vzduchová tepelná čerpadla využívají pro mírnou zimu a přepínání na zemní systém při výrazném poklesu teploty.
Kombinace dvě: tepelné čerpadlo a plynový kotel
To jsou běžnější komba.Mnoho lidí již kotle má, takže kotle používají jako zálohu, když se obrátí na tepelná čerpadla.
Na střeše jsou umístěny solární panely pro provoz tepelných čerpadel.To může vést k nulovým provozním nákladům.Ty jsou výhodnější, pokud se používají se vzduchovými tepelnými čerpadly, protože jsou elektricky ovládaná.
Ty jsou běžné pro průmyslová odvětví.Horké výfukové plyny lze před vypuštěním do atmosféry přeměnit na tepelná čerpadla.
Tepelná čerpadla jsou nejlepší, pokud jde o:
Největší výhodou, kterou získáte, je nesmírně zvýšená účinnost.Při správné instalaci mohou vzduchová tepelná čerpadla dosáhnout účinnosti 300 % - 500 %.Pozemní tepelná čerpadla mohou dosáhnout účinnosti 400 %.
Na druhou stranu, použijeme-li na ohřev vody spirálový ohřívač, většina z ní přijde vniveč.I když použijeme spirálová topidla pro vytápění prostoru, mohou mít pouze 100% účinnost.
Přestože vzduchová tepelná čerpadla využívají elektřinu k ohřevu vzduchu/vody, nespotřebovávají tolik elektřiny jako tyto spirálové ohřívače.
Vodní tepelná čerpadla mají podobnou účinnost jako zemní tepelná čerpadla, ale nemusí být tak spolehlivá a vyžadují mělké zdroje vody, jako jsou jezera, řeky atd.
Provozní náklady jsou mnohem nižší než u systémů založených na spalování.I když některé systémy tepelných čerpadel vás mohou státu více než 10 000 USD můžete ušetřit až 1 700 USD ročně, na základě výzkumné studie University of Melbourne.
U tepelného čerpadla země-voda každá spotřebovaná jednotka elektřiny vyrobí čtyři jednotky tepla.
Tepelná čerpadla vzduch a země mohou dokonce pracovat na solárních panelech.
Tepelná čerpadla mají podstatně delší životnost.Tepelné čerpadlo má běžně odhadovanou životnost 15 let.Pokud je instalace provedena profesionálně, vydrží tepelná čerpadla ještě déle.
Vzduchová tepelná čerpadla mohou být v létě obrácena, aby fungovala jako klimatizace, pokud jsou vybavena přepínacím ventilem.To je výhoda dva v jednom.
Tepelná čerpadla země-voda jsou také reverzibilní.Teploty pod zemí mohou zůstat nízké po velmi dlouhou dobu.Stejně tak je tomu u vodních tepelných čerpadel.Oba mohou také zajistit chlazení prostoru.
Údržba je téměř nulová kromě té elektrické.Ale pokud se objeví chyba, může to být nákladný proces.Netěsnosti v zemních potrubích mohou vést ke snížení účinnosti.
Tepelná čerpadla vzduch v zimě neodvlhčují, ale tradiční plynová topidla ano.V zimě nebudete potřebovat zvlhčovač.
Tepelná čerpadla to v létě dělají naopak.Odvádějí vlhkost z místností, protože na výparníku dochází ke kondenzaci.
Mnoho vlád dostává granty na instalaci systémů tepelných čerpadel.Účelem je podporovat používání ekologických topných systémů.
Irská vláda oznámila v dubnu 2018 grant ve výši 4 200 USD. Pro pomoc byla způsobilá pouze tepelná čerpadla vzduch-voda.
Vláda Spojeného království zahájila režim RHI, který poskytuje granty vyplácené po dobu sedmi let.Je stále k dispozici.Opět platí pouze pro tepelná čerpadla vzduch-voda.
Nevýhody tepelných čerpadel:
Instalace tepelných čerpadel je drahá.Instalace vás stojí více než samotný nákup tepelného čerpadla.
Zdroj vzduchu domácí tepelné čerpadlo může vás stát mezi 2 000 a 8 000 $, včetně instalace.Ale u zemního tepelného čerpadla se pak náklady mohou pohybovat někde mezi 12 000 a 45 000 $.
Kromě toho, pokud se s instalací nebude správně manipulovat, může instalace zničit vaše zahrady nebo zanechat díry ve zdech.Protože mnoho lidí nyní přechází na tepelná čerpadla, čelí této destrukci.
Instalace tepelných čerpadel je složitý úkol.K dosažení maximální efektivity jsou nutné technické znalosti.Mnoho nestandardních společností tvrdí, že má zkušenosti s instalací tepelných čerpadel.Ale kvůli nedostatku znalostí není nikdy dosaženo plné účinnosti.
Menší netěsnost v potrubí může mít za následek poškození stěn nebo nízký tlak vody.Nechoďte tedy na levnější způsob, protože se jedná o jednorázový proces.
Tepelná čerpadla se nedoporučují osobám žijícím v extrémním počasí.Velmi nízké teploty znamenají méně tepla dostupného pro tepelné čerpadlo.Bude tedy i nadále bojovat a váš účet za elektřinu bude nadále růst.Záložní systém vytápění je proto důležitý.Tím je proces velmi nákladný.
Abychom vám pomohli při rozhodování o vašem oblíbeném a nejvhodnějším tepelném čerpadle, uvádíme několik návrhů založených na různých klimatických podmínkách:
Tepelná čerpadla vzduch-voda nebo vzduch nejsou pro toto klima vhodná.Chladivo nebude schopno odstranit teplo ze studeného vzduchu.Pro vytápění prostor je ideální tepelné čerpadlo země-voda.Ale pro teplou vodu budete potřebovat kotel na palivo.Pro tento typ klimatu jsou obvykle vyžadována komba.Takže nepropadejte panice.
Solární panely mohou napájet zemní tepelné čerpadlo.
Vzduch do vody nebo vzduchové tepelné čerpadlo se pro toto klima dokonale hodí.Díky elektrickému ovládání se může zahřát na libovolnou teplotu.Na léto nepotřebujete klimatizaci, protože je reverzibilní.
Můžete jej napájet solárními panely, abyste získali nulové provozní náklady.
Pro prostor je vynikající a spolehlivou variantou vytápění zemního zdroje nebo vodního zdroje.Poskytují vytápění po celý rok, protože teplota půdy zůstává konstantní.Pro ohřev vody se doporučuje tepelné čerpadlo vzduch-voda.Toto kombo je všudypřítomné.A samozřejmě můžete obě tepelná čerpadla napájet ze solárních panelů, takže provozní náklady jsou nulové.
Pokud teplota klesne hluboko pod nulu, doporučují se kotle.
V továrnách, kde jsou vyžadovány vysoké teploty, nejsou tepelná čerpadla země a voda vhodná.Pro tyto účely jsou výhodná vzduchová tepelná čerpadla.Existují tepelná čerpadla určená především pro průmyslové použití.Mohou dosáhnout teplot potřebných pro tavení materiálů.Plynové hořáky pro spirálové ohřívače jsou mnohem nákladnější pro provoz v aplikacích, jako jsou tyto.
