Ghid de lectură
Pompele de căldură fac furori în zilele noastre, în special în Europa, unde unele țări lucrează pentru a interzice instalarea de sobe și cazane pe combustibili fosili în favoarea unor opțiuni mai ecologice, inclusiv pompe de căldură eficiente din punct de vedere energetic. (Furnalele încălzesc aerul și îl distribuie prin conducte în toată casa, în timp ce cazanele încălzesc apa pentru a furniza apă caldă sau încălzire cu abur.) Anul acesta, guvernul SUA a început să ofere stimulente fiscale pentru instalarea pompelor de căldură, care tind să coste mai mult în avans decât cuptoarele tradiționale. dar sunt mult mai eficiente pe termen lung.
În domeniul vehiculelor cu energie nouă, deoarece capacitatea bateriei este limitată, aceasta a determinat și industria să apeleze la pompe de căldură. Așa că poate că este timpul să înveți rapid ce înseamnă pompele de căldură și ce fac ele.
Care este cel mai comun tip de pompă de căldură?
Având în vedere noutățile recente, ați putea fi surprins să aflați că utilizați deja unpompa de caldura- probabil că aveți mai multe în casă și mai multe în mașină. Pur și simplu nu le numiți pompe de căldură: folosiți termenii „frigider” sau „aer condiționat”.
De fapt, aceste mașini sunt pompe de căldură, ceea ce înseamnă că transferă căldura dintr-un loc relativ rece într-un loc relativ cald. Căldura trece spontan de la cald la rece. Dar dacă vrei să-l transformi de la rece la fierbinte, trebuie să-l „pompezi”. Cea mai bună analogie aici este apa, care curge pe un deal singură, dar trebuie pompată pe deal.
Când pompați căldura conținută într-un fel de depozitare frigorifică (aer, apă, etc.) către depozitul de căldură, depozitul de frig devine mai rece și cel de depozitare caldă devine mai fierbinte. De fapt, despre asta este frigiderul sau aparatul de aer condiționat - mută căldura de unde nu este nevoie în altă parte și nu îți pasă dacă irosești puțină căldură în plus.
Cum să faci un răcitor practic cu o pompă de căldură?
Perspectiva cheie care a produspompe de caldura a venit la începutul secolului al XIX-lea, când un număr de inventatori, inclusiv Jacob Perkins, și-au dat seama că ar putea răci ceva în acest fel fără a risipi lichidele volatile care s-au evaporat pentru a obține răcirea. În loc să elibereze acești vapori în atmosferă, au argumentat ei, ar fi mai bine să-i colectăm, să-i condens într-un lichid și să reutilizați acel lichid ca lichid de răcire.
Pentru asta sunt frigiderele și aparatele de aer condiționat. Aceștia evaporă agenți frigorifici lichizi și folosesc vaporii reci pentru a absorbi căldura din interiorul unui frigider sau al unei mașini. Apoi comprimă gazul, care se condensează înapoi în formă lichidă. Acest lichid este acum mai fierbinte decât atunci când a început, așa că o parte din căldura pe care o deține poate curge cu ușurință (eventual cu ajutorul unui ventilator) în mediul înconjurător - fie în exterior, fie în altă parte în bucătărie.
Acestea fiind spuse: sunteți foarte familiarizat cu pompele de căldură; Doar că tot te referi la ele ca aparate de aer condiționat și frigidere.
Acum să facem un alt experiment de gândire. Daca ai aer conditionat pe geam, o poti face chiar si ca un adevarat experiment. Instalați înapoi. Adică, instalați comenzile în afara ferestrei. Faceți acest lucru pe vreme rece și uscată. Ce se va întâmpla?
După cum te-ai aștepta, suflă aer rece în curtea ta și eliberează căldură în casa ta. Deci încă transportă căldură, făcându-ți casa mai confortabilă prin încălzirea acesteia. Sigur, răcește aerul de afară, dar acest efect devine minim odată ce ești departe de Windows.
Acum aveți o pompă de căldură pentru a vă încălzi casa. S-ar putea să nu fie cel mai bunpompa de caldura, dar va funcționa. În plus, când vine vara, îl poți întoarce și pe dos și îl poți folosi ca aparat de aer condiționat.
Desigur, nu face asta. Dacă îl încerci, fără îndoială va eșua prima dată când plouă și apă intră în controler. În schimb, vă puteți cumpăra o pompă de căldură comercială „sursă de aer” care folosește același principiu pentru a vă încălzi casa.
Problema, desigur, este că votca este scumpă și vei rămâne repede fără ea pentru a răci vinul. Chiar dacă înlocuiți vodca cu un alcool mai ieftin, în curând vă veți plânge de cheltuială.
Unele dintre aceste dispozitive au ceea ce se numesc supape inversoare, care permit aceluiași dispozitiv să îndeplinească un dublu rol: pot pompa căldura din exterior înăuntru sau din interior spre exterior, oferind atât căldură, cât și aer condiționat, așa cum este descris mai jos.
De ce sunt pompele de căldură mai eficiente decât încălzitoarele electrice?
Pompele de căldură sunt mai eficiente decât încălzitoarele electrice deoarece nu necesită energie electrică pentru a genera căldură. Electricitatea utilizată de apompa de calduragenerează ceva căldură, dar, mai important, pompează căldură din exterior în casa ta. Raportul dintre căldura eliberată în casă și energia trimisă la compresorul electric se numește coeficient de performanță sau COP.
Un încălzitor electric simplu care furnizează toată căldura generată de elementul de încălzire electric are un COP de 1. Pe de altă parte, COP-ul unei pompe de căldură poate fi cu un ordin de mărime mai mare.
Cu toate acestea, COP-ul unei pompe de căldură nu este o valoare fixă. Este invers proporțională cu diferența de temperatură dintre cele două rezervoare în care este pompată căldura. Acestea fiind spuse, dacă pompați căldură dintr-un rezervor nu prea rece într-o clădire nu prea fierbinte, COP va fi o valoare mare, ceea ce înseamnă că pompa dvs. de căldură este foarte eficientă în utilizarea energiei electrice. Dar dacă încercați să pompați căldura dintr-un rezervor extrem de rece într-o clădire deja caldă, valoarea COP este redusă, ceea ce înseamnă că eficiența are de suferit.
Rezultatul este ceea ce vă așteptați intuitiv: cel mai bine este să folosiți cel mai cald lucru pe care îl puteți găsi ca rezervor de căldură în aer liber.
Pompele de căldură cu sursă de aer, care folosesc aerul exterior ca rezervor de căldură, sunt cea mai proastă opțiune în acest sens deoarece aerul exterior este foarte rece în timpul sezonului de încălzire de iarnă. Și mai bune sunt pompele de căldură terestre (cunoscute și sub numele de pompe de căldură geotermale), deoarece chiar și iarna, pământul la adâncimi medii este încă destul de cald.
Care este cea mai bună sursă de căldură pentru pompele de căldură?
Problema cu sursa de solpompe de calduraeste că aveți nevoie de o modalitate de a accesa acest rezervor de căldură îngropat. Dacă aveți suficient spațiu în jurul casei dvs., puteți săpa șanțuri și să îngropați o grămadă de țevi la o adâncime rezonabilă, cum ar fi câțiva metri adâncime. Puteți apoi să circulați un lichid (de obicei un amestec de apă și antigel) prin aceste conducte pentru a absorbi căldura din sol. Alternativ, puteți să forați găuri adânci în pământ și să instalați țevi vertical în aceste găuri. Toate acestea se vor scumpi, totuși.
O altă strategie disponibilă pentru câțiva norocoși este să extragă căldură dintr-un corp de apă din apropiere prin scufundarea unei țevi în apă la o anumită adâncime. Acestea se numesc pompe de căldură cu apă. Unele pompe de căldură folosesc o strategie mai neobișnuită de a extrage căldură din aerul care părăsește clădirea sau din apa caldă solară.
În climatele foarte reci, este logic să instalați o pompă de căldură, dacă este posibil. Acesta este, probabil, motivul pentru care majoritatea pompelor de căldură din Suedia (care are unul dintre cele mai multe pompe de căldură pe cap de locuitor) sunt de acest tip. Dar chiar și Suedia are un procent mare de pompe de căldură cu sursă de aer, ceea ce contrazice afirmația comună (cel puțin în Statele Unite) conform căreia pompele de căldură sunt potrivite doar pentru încălzirea caselor în climat blând.
Deci, oriunde v-ați afla, dacă vă puteți permite costurile inițiale mai mari, data viitoare când vă confruntați cu o decizie cu privire la modul în care vă încălziți casa, luați în considerare utilizarea unei pompe de căldură în loc de o sobă sau un cazan tradițional.
Ora postării: 19-oct-2023