Alternativní vytápění se nazývá vytápění domu pomocí tzv. Alternativních zdrojů energie, ke kterým patří zejména vnitřní energie planety Země. V určité hloubce, v závislosti na geografické poloze oblasti, je její teplota prakticky konstantní a pozitivní v každém ročním období.
Jednoduchý příklad: ve střední zóně Ruska ve vzdálenosti 170 cm od povrchu země je teplota 8-10 stupňů Celsia. Stejná teplota má podzemní vody a řeky a jezera i v zimě pod vrstvou ledu mají teplotu 3-4 C.
V oblasti, která se nachází na severu, může „teplá“ půda ležet hlouběji a v jižních oblastech, naopak, blíže k povrchu země. To znamená, že i v silných mrazech má vnitřek Země dostatek tepelné energie, která je dostatečná k ohřevu obydlí. Jediným problémem je správné využití pro alternativní vytápění budov.
Za tímto účelem je nutné vyřešit obtížný úkol: přenést teplo z méně zahřátého tělesa na více zahřáté těleso: nosič tepla používaný v topných systémech (připomínáme, že teplota vnitřku země v přijatelné hloubce je 8-10 C).
- Jednoduché řešení složitého problému vytápění
- Na záchranu přijde tepelné čerpadlo
- Jak tepelné čerpadlo pracuje
- Typy tepelných čerpadel
- Výhody a nevýhody tepelných čerpadel
Jednoduché řešení složitého problému vytápění
Dělat to jen v polovině minulého století, povynález a široké použití domácích chladniček, jejichž zařízení bylo inspirováno švýcarským "Kulibinem" od Roberta Webera, o myšlence zaslání tepelné energie přidělené do mrazírenské komory pro ekonomické potřeby a použití pro ohřev teplé vody.
Tímto způsobem bylo vynalezeno moderní tepelné čerpadlo, což není nic jiného než "reverzní chladnička", obrazně řečeno, "odnáší chlad ve vytápěné místnosti a předává ji hmotnosti Země."
Z hlediska odborníků je samozřejmě správnější hovořit o využití tepelné energie méně vytápěného tělesa a převodu jeho více ohřátého tělesa.V primitivní formě lze tento proces popsat pomocíjednoduchého vzorce :
- Q = CM (T2-T1), kde
- Q-přijaté teplo
- C-tepelná kapacita
- M - hmotnost
- Teplotní rozdíl T1 T2, pro který bylo provedeno chlazení tělesa
To znamená, že množství tepelné energie přenášené při chlazení tělesa není důležité, ať už se jedná o vytápěnou ruskou pec o hmotnosti několika tun nebo o vytápění radiátoru, váží několik desítek kilogramů, je přímo úměrná tepelné kapacitě materiálu, z něhož je vyrobena. vyroben, jeho hmotnost a teplotní rozdíl, který je chlazení.
Je snadné odhadnout, že při ochlazování kilogramu látky o 50 stupňů je přiděleno stejné množství tepelné energie, jako při chlazení 50 kg stejné látky o 1 stupeň. Jinými slovy , když je teplota půdy vážena v několikastovky tun pouze za zlomek stupně, můžete získat množství tepla, které je dostačující pro vytápění soukromého domu . V tomto případě je možné chladit nejen půdu, ale i vodu v nádržích, jakož i vzduch, jehož hmota má také kolosální rezervu tepelné energie.
Na záchranu přijde tepelné čerpadlo
Pro alternativní vytápění soukromého domu stačí koupit a nainstalovat tepelné čerpadlo, zařízení speciálně určené pro použití nízkoteplotní energie pro vytápění a zásobování teplou vodou a funguje na principu moderní klimatizace nebo chladničky. Mimochodem, venku, tepelné čerpadlo se podobá běžné domácí chladničky, a ve velikosti se liší od ní málo.
Abychom pochopili, jak tepelné čerpadlo funguje, stačí si zapamatovat zařízení a princip činnosti chladničky, ve které je teplo odebíráno z produktů a "hozeno" do životního prostředí. Proto se při instalaci chladicího zařízení doporučuje vytvořit kolem něj volný prostor, který zajistí včasný odvod tepla.
Pokud lednice absorbuje teplo z výrobků a vytváří chlad, pak je tepelné čerpadlo vypustí z množství zeminy, vody nebo vzduchu a vyšle teplo generované k vytápění domu. V něm, stejně jako v chladničce, je výparník, plyn, kompresor a kondenzátor. Hlavní rozdíl ve fungování těchto zařízení je vytvořen nastavením.
Princip činnosti tepelného čerpadla je popsán pomocí cyklu Carnot. Uvažujme oPříklad systému vytápění domácností využívající tepelné čerpadlo, které čerpá nízkoteplotní energii zemské hmoty.
Jak tepelné čerpadlo pracuje
Chladivo cirkulující uzavřeným okruhem vstupuje do výparníku, kde následuje jeho expanze, což je doprovázeno zvýšením objemu a poklesem tlaku. V tomto případě odpařování chladiva a pokles jeho teploty. Během tohoto procesu chladivo aktivně absorbuje tepelnou energii ze stěn výparníku, spojenou s výměníkem tepla, na kterém se nosič tepla pohybuje, nazývanou v systému tepelných čerpadel "solanka". Tepelná energie hmoty zeminy vstupuje do systému tepelného čerpadla.
Potom chladivo vstupuje do kompresoru, kde je stlačeno, a pak zatlačeno do kondenzátoru, během kterého dochází ke zvýšení teploty chladiva na 80-120 ° C
.V tomto případě se provádí přenos tepla do chladiva cirkulujícího na výměníku tepla připojeném k kondenzátoru. Ochlazené chladivo vstupuje do výparníku a proces se opakuje. Tepelné čerpadlo běží z elektrické sítě, avšak spotřeba a spotřeba elektřiny je ve srovnání s výsledným efektem zanedbatelná, což je důležité zejména pro alternativní vytápění soukromého domu.
Během provozu tepelného čerpadla může chladicí kapalina ohřát až na 100 stupňů Celsia, což je dostačující pro zásobování teplem a ohřevem teplé vody a umožňuje vytvářet určité zásobníky tepla ohřevem například tepelné baterie.
Pro zajištění komfortních podmínek a snížení spotřeby elektřiny jsou tepelná čerpadla vybavena termostaty, které podporují požadovanou teplotu topného média.
Typy tepelných čerpadel
Tepelná čerpadla jsou klasifikována v závislosti na typu tepelné energie použité pro jejich provoz. V tomto ohledu rozlište:
- Geotermální čerpadla, vertikální a horizontální, využívající teplo podzemní vody. V tomto případě se přenos tepla řídí schématem voda-voda
- Voda využívá teplo z jezer, řek a moří. V tomto případě jde také o přenos tepla podle schématu "voda-voda" .
- Vzduch pomocí tepla vzdušných hmot. Přenos tepla se řídí schématem vzduch-voda
- Půdy využívající tepelnou energii půdy. Přenos tepla probíhá podle schématu "podzemní voda" .
Výhody a nevýhody tepelných čerpadel
Alternativní vytápění na základě tepelného čerpadla má několik výhod:
- Je to bezpečné pro životní prostředí a lidské bytosti. S ním si můžete být jisti, že doma není požár z vadného zařízení, místnost nedostane kouřové plyny a životní prostředí nebude trpět oxidem uhličitým
- Tepelné čerpadlo umožňuje příjem levné tepelné energie .
- Může měnit provozní režimy a používat letní klimatizaci
- Je spolehlivá a trvanlivá
Není náhoda, že ve vyspělých zemích, například v Japonsku, je využívání tepelných čerpadel považováno za nejvíceslibným směrem v alternativním vytápění domů.
Rubrika: TopeníPower pump
