Mājas apkure ar siltumsūkni – kā tā darbojas un cik maksā
Vai ir reāli samazināt lauku mājas apkures izmaksas līdz 70%? Atbildi var atrast ļoti neparastā enerģijas avotā – zemes iekšienē. Mēs jums pastāstīsim par ierīci un siltumsūkņu darbības principu, kā arī palīdzēsim pareizi izvēlēties apkures sistēmu.
Pastāvīgais enerģijas cenu pieaugums dod lielisku iemeslu domāt par modernākiem un ekonomiskākiem siltuma un karstā ūdens ražošanas veidiem. Mūsdienās jau ir desmitiem novatorisku veidu, kā aprīkot efektīvas apkures shēmas, padarot to pilnīgi bezmaksas.
Siltumsūkņi un ģeotermālās gaisa kondicionēšanas ierīces
Gandrīz ceturtā daļa no mūsdienu pasaulē saražotās enerģijas ir videi draudzīga, un astotā daļa tiek iegūta, nededzinot bioloģiskās masas. Visefektīvāko un praktiski neizsīkstošo enerģijas avotu pamatoti var uzskatīt par mūsu planētas dziļumos slēpto resursu – ģeotermālo siltumu. Jāatzīmē, ka enerģijas pārneses virzienu var mainīt: karstajā sezonā augsne var efektīvi absorbēt siltumu. Šo divvirzienu procesu parasti sauc par ģeotermisko kondicionēšanu.
Siltuma enerģijas savākšanai un pārveidošanai tiek izmantotas īpašas iekārtas – tā sauktie siltumsūkņi. Sakarā ar to augsto efektivitāti un zemo enerģijas patēriņu ekspluatācijas laikā, tie kļūst arvien populārāki.
Pati ideja par šādu instalāciju darbību nebūt nav jauna. 1850. gados pirmais masveida ražošanas prototips jau tika izstrādāts un patentēts. Toreiz Lorda Kelvina ideja praktiski netika izmantota, jo enerģijas krīzes jēdziens joprojām nebija zināms, taču gandrīz gadsimtu vēlāk Roberts C. Vēbers sāka veiksmīgi pielietot šādas sistēmas ikdienas dzīvē un rūpniecībā. Pārsteidzoši ir tas, ka tālajā 1931. gadā slavenajā Empire State ēkā tika izmantota ģeotermālās apkures tehnoloģija, kuras pamatā bija siltumsūkņu darbība.
Zema potenciāla siltuma enerģija. Darbības princips
Otrais termodinamikas noteikums nosaka, ka siltumenerģijas pārnešana ir iespējama tikai no vairāk sakarsēta ķermeņa uz mazāk sasildītu. Bet, ja viela ar mainīgām fizikālām īpašībām tiek ievietota starp diviem barotnēm ar nelielu temperatūras starpību, tā var kalpot kā starpnieks, kas var mainīt dabisko siltuma pārneses procesu. Šādu pārveidojumu ķēde tiek veikta siltumsūkņa darbības laikā. Spēcīgi saspiežot gāzes, tiek atbrīvots liels siltuma daudzums, un pati gāze atdziest un pārvēršas šķidrā stāvoklī. To sauc par saspiešanu, un šī procesa gala rezultāts ir siltums mājās. Lai bezgalīgi atkārtotu saspiešanas ciklu, par gāzi izmanto dzesēšanas šķidrumu ar ļoti zemu viršanas temperatūru. Iztvaicēšanas laikā to var atgriezt gāzveida stāvoklī temperatūrā līdz + 10 ° C. Siltuma enerģija ar zemu potenciālu parasti tiek iegūta no zemes zem sasalšanas dziļuma, bet to var iegūt citādi. Parasti siltumsūkņa darbības princips ir tieši pretējs saldēšanas iekārtas principam, lai gan tā pamatā ir identiski procesi.
Mūsdienu siltumsūkņi
Šādas mūsdienu pasaulē izmantotās sistēmas ir progresīvākas nekā to priekšgājēji. Kompleksie gāzes savienojumi tiek izmantoti kā dzesētājs, visi konstrukcijas elementi un izpildmehānismi ir izgatavoti ar lielu nodilumizturības un uzticamības rezervi. Precīzās inženierijas attīstība ļāva atjaunot ģeotermālās iekārtas miniatūrā. Pārnēsājamie siltumsūkņi neatšķiras no rūpnieciskajiem brālēniem, un zemā cena un pieaugošā konkurence padara agregātus pieejamus plašam patērētāju lokam.
Siltumsūkņu iezīme, kas tos atšķir no tradicionālajām apkures ierīcēm, ir spēja darboties skaidri noteiktā āra temperatūras diapazonā, ko nosaka dzesējošās vielas fizikālās īpašības un sistēmas tips. Gaisa siltumsūkņi var iegūt siltuma enerģiju no gaisa pozitīvā temperatūrā, bet slikti darbojas slikti. Zemes sūkņi spēj māju apsildīt pat stipra sala apstākļos, taču to izmantošana rudens-ziemas periodā ne vienmēr ir pamatota. Katrai klimatiskajai zonai aprīkojuma izvēle tiek veikta atsevišķi. Mājsaimniecībā dažādu veidu ierīču kombinācija sevi iesaka vislabākajā veidā.
Top seši jautājumi par siltumsūkņiem
Lai gan siltumsūkņi ir plaši pazīstami, daudzi cilvēki mēdz apšaubīt to ekonomiskos ieguvumus. Tomēr ir tikai seši jautājumi, uz kuriem atbildes sniegs pilnīgu priekšstatu par siltumsūkņu priekšrocībām.
Kas ir ģeotermālā sistēma privātmājā
Lauku mājā sistēma aizņem tik daudz vietas, cik aizņemtu parastā gāzes katlu telpa. Instalāciju var sadalīt divās daļās: redzama un slēpta.
Īpašniekam būs redzami funkcionālie elementi: siltuma un cirkulācijas sūkņi, cauruļvadi, krāni, filtri, mērinstrumenti un automatizācija. Dziļi pazemē paslēptais primārais siltummainis paliks paslēpts no cilvēka acīm. Sistēma ir pilnīgi klusi un to var uzstādīt pat ārpus telpām. Montāžu un nodošanu ekspluatācijā var veikt neatkarīgi, bet, ja vēlaties, varat sazināties ar specializētu uzstādīšanas uzņēmumu, pilns pakalpojumu klāsts maksās no 1000 USD.
Cik efektīvs ir sūknis
Lai nodrošinātu ērtu klimatu dzīvojamās telpās, pietiek ar ūdens temperatūru apkures lokā 40–45 ° C. Ja gāzes katli silda ūdeni pārmērīgi, un to automatizācija ir paredzēta daudz plašākam temperatūras diapazonam, kad to iedarbina, tad siltumsūkņi uztur nemainīgu temperatūru, nepārtraukti darbojoties. Ja telpas ir slēgtas un tikai periodiski vēdinātas, varat būt pārliecināti, ka temperatūra to iekšienē sasniegs 30 grādus. Izmantojot jaudīgākas vienības, kļūst iespējams gan izmantot tekošu karstu ūdeni sadzīves vajadzībām, gan sildīt peldbaseinus.
Siltummaiņa izvietošanas iespējas
Daudzi cilvēki, kas saskaras ar TRP sistēmām, ir ieinteresēti primārā siltummaiņa izvietošanā. Tas var atrasties līdz trīs metriem pazemē, un tam ir horizontāla orientācija. Tajā pašā laikā mājai blakus esošajā teritorijā tiek izrakta dziļa bedre, kurā atrodas siltummaiņa gredzenveida spole.
Mūsdienu sistēmas spēj darboties arī ar primārās ķēdes vertikālu izvietojumu. Šī iespēja ir vēlamāka no personīgā zemes gabala ainavas uzturēšanas viedokļa, lai gan tam ir nepieciešams papildu aprīkojums – augstspiediena cirkulācijas sūkņi. Ar primārās ķēdes vertikālu izvietojumu apgabalā tiek urbti trīs urbumi, kuru dziļums dažos gadījumos var sasniegt 100 m. Aku ievieto cauruļvada cilpa (zonde), kas savienota ar kopēju rezervuāru. Urbumu urbšanu nevar veikt bez īpaša aprīkojuma, un tāpēc ir jāizmanto profesionāļu palīdzība. Šāda pakalpojuma izmaksas ir atkarīgas no darba apstākļiem un urbšanas dziļuma, taču jums nevajadzētu rēķināties ar mazāk nekā USD 450 par vienu ierīci vienā urbumā.
Iekārtu serviss
Siltumsūkņu automatizācijas sistēmu darbības princips un projektēšana ļoti atšķiras no kolēģiem, kurus izmanto tandēmā ar gāzes iekārtām. To raksturo augsta tehniskā sarežģītība un vairākas funkcionālas vienības: iztvaicētāji, kompresori un starpposma siltumapmaiņas sistēmas. Neskatoties uz acīmredzamo sarežģītību, ekspluatācijas laikā siltumsūkņiem nav nepieciešama apkope. Vienīgais elements, kas pakļauts spēcīgam nodilumam, ir kompresors, kura kalpošanas laiks pārsniedz 30 gadus un kuru ir viegli nomainīt. Rūpnīcā samontētais sūknis var kalpot simts gadus bez plānotā remonta. Arī automatizācijas sistēmai nav nepieciešama īpaša apkope, un to var viegli vadīt, izmantojot vienu digitālo kontrolieri.
Cik maksā enerģijas ražošana ar šo metodi?
Apkures sistēmām, kuru pamatā ir siltumsūkņi, ir raksturīgs ārkārtīgi mazs enerģijas patēriņš. Ar lielāko temperatūras starpību primārajos un sekundārajos siltummaiņos sistēma rada trīs reizes lielāku siltuma jaudu nekā patērētā elektroenerģija. Ar minimālu temperatūras starpību starp gaisu un siltuma avotu (līdz 12-14 grādiem) enerģijas patēriņš būs septiņas reizes mazāks nekā saražotā siltuma daudzums. Ja patērētājs vēlas iet tālāk, nodrošinot pilnīgu sistēmas autonomiju un izvairoties no materiālajām izmaksām par elektroenerģiju, varat izmantot saules enerģiju: 3 kW iekārta būs kompakta un neprasīs lielus naudas ieguldījumus skaidrā naudā.
Ar kurām iestādēm jums jākoordinē šādu ierīču uzstādīšana
Siltumsūkņa uzstādīšanai nav nepieciešamas īpašas atļaujas vai projekta dokumentācija. Vienīgais izņēmums var būt komerciālas telpas un pašvaldības iestādes, kuru aprīkošanai ar šādu apkuri jāpievieno vides atbilstības akti un izmantoto iekārtu sertifikāti. Par laimi, jebkura veida siltumsūkņi ir videi draudzīgi un atbilst visiem rūpniecības un mājsaimniecības sanitārijas standartiem.
Siltumsūkņu ražotāji
Pasaules siltumsūkņu tirgus aktīvi attīstās, kas rada augstu konkurenci un ievērojamu cenu dempingu. Tas nenozīmē, ka dažiem ražotājiem ir absolūts pārākums pār citiem: katram ir savas priekšrocības un trūkumi. Tomēr aparatūras tirgu var sadalīt trīs segmentos.
Eiropā ražoti siltumsūkņi
Viens no galvenajiem ģeotermālo iekārtu piegādātājiem ir Eiropa, kur šādas iekārtas tiek izmantotas ļoti ilgu laiku, un to ražošanas tehnoloģija ir rūpīgi izstrādāta. Starp Eiropas zīmoliem nav īpašu atšķirību, izņemot to, ka daži uzņēmumi cenšas padarīt instalācijas kompaktākas un klusākas.