Ръководство за четене
Топлинните помпи са цялата ярост в наши дни, особено в Европа, където някои страни работят за забрана на инсталирането на печки на изкопаеми горива и котли в полза на по-екологични опции, включително енергийно ефективни термопомпи. (Обзавежда топлината на въздуха и го разпределете през тръби в цялата къща, докато котлите затоплят вода, за да осигурят топла вода или пара за отопление.) Тази година правителството на САЩ започна да предлага данъчни стимули за инсталиране на термопомпи, които са склонни да струват повече от традиционните пещи но са много по -ефективни в дългосрочен план.
В областта на новите енергийни превозни средства, тъй като капацитетът на батерията е ограничен, той също подтикна индустрията да се обърне към термопомпи. Така че може би е време бързо да научите какво означават термопомпите и какво правят.
Кой е най -често срещаният тип термопомпа?
Като се има предвид скорошното бръмчене, може да се изненадате да научите, че вече използвате aтермопомпа- Вероятно имате повече от един в дома си и повече от един в колата си. Просто не ги наричате термопомпи: Използвате термините „хладилник“ или „климатик“.
Всъщност тези машини са термопомпи, което означава, че движат топлина от сравнително студено място на сравнително горещо място. Топлината тече спонтанно от горещо до студено. Но ако искате да го превърнете от студ в горещо, трябва да го „изпомпвате“. Най -добрата аналогия тук е водата, която тече по хълм сам, но трябва да бъде изпомпвана нагоре по хълма.
Когато изпомпвате топлината, съдържаща се в някакъв вид студено съхранение (въздух, вода и т.н.) до горещото съхранение, студеното съхранение става по -студено и горещото съхранение става по -горещо. Това всъщност се отнася до вашия хладилник или климатик - той движи топлина от мястото, където не е необходимо до някъде другаде и не ви интересува дали губите малко допълнителна топлина.
Как да направите практичен чилър с термопомпа?
Ключовият поглед, който произведетермопомпи Дойде в началото на 19 век, когато редица изобретатели, включително Джейкъб Перкинс, осъзнаха, че могат да охладят нещо по този начин, без да губят летливите течности, които се изпаряват, за да постигнат охлаждането. Вместо да пускат тези пари в атмосферата, те твърдят, че би било по -добре да ги събирате, да ги кондензирате в течност и да използвате повторно тази течност като охлаждаща течност.
За това са хладилниците и климатиците. Те изпаряват течните хладилни агенти и използват студената пара, за да абсорбират топлина от вътрешната страна на хладилник или кола. След това компресират газа, който се кондензира обратно в течна форма. Тази течност вече е по -гореща, отколкото когато е започнала, така че част от топлината, която държи, могат лесно (вероятно с помощта на вентилатор) да се вливат в околната среда - независимо дали на открито или другаде в кухнята.
Това каза: Много сте запознати с термопомпите; Просто продължавате да ги наричате като климатици и хладилници.
Сега нека направим още един мисловен експеримент. Ако имате климатик на прозореца, дори можете да го направите като истински експеримент. Инсталирайте назад. Тоест, инсталирайте контролите си извън прозореца. Направете това в хладно, сухо време. Какво ще се случи?
Както бихте очаквали, той издухва студен въздух в задния ви двор и пуска топлина в дома ви. Така че все още транспортира топлина, което прави дома ви по -удобен, като го отопля. Разбира се, той охлажда въздуха навън, но този ефект става минимален, след като сте далеч от прозорците.
Сега имате термопомпа, за да загреете дома си. Може да не е най -добрототермопомпа, но това ще работи. Нещо повече, когато дойде лятото, можете също да го обърнете с главата надолу и да го използвате като климатик.
Разбира се, всъщност не го правете. Ако го опитате, той несъмнено ще се провали първия път, когато вали и водата влиза в контролера. Вместо това можете да си купите търговска термопомпа "въздушен източник", която използва същия принцип за загряване на дома ви.
Проблемът, разбира се, е, че водката е скъпа и бързо ще изчерпите от нея, за да охладите виното. Дори и да замените водка с по -евтин алкохол, скоро ще се оплаквате от разходите.
Някои от тези устройства имат наречените реверсивни клапани, които позволяват на едно и също устройство да изпълнява двойна роля: те могат да изпомпват топлина отвън отвътре или отвътре навън, осигурявайки както топлина, така и климатизация, както е описано по -долу.
Защо термопомпите са по -ефективни от електрическите нагреватели?
Топлинните помпи са по -ефективни от електрическите нагреватели, тъй като не изискват електричество за генериране на топлина. Електричеството, използвано от aтермопомпаГенерира ли някаква топлина, но по -важното е, че изпомпва топлина отвън във вашия дом. Съотношението на топлината, освободена в дома, към енергията, изпратена към електрическия компресор, се нарича коефициент на производителност или COP.
Обикновен електрически нагревател за пространство, който осигурява цялата топлина, генерирана от електрическия нагревателен елемент, има ченге 1. От друга страна, ченгето на термопомпа може да бъде по -висок порядък.
COP на термопомпа обаче не е фиксирана стойност. Той е обратно пропорционален на температурната разлика между двата резервоара, в които се изпомпва топлина. Това каза, че ако изпомпвате топлина от не твърде студен резервоар до не твърде гореща сграда, ченгето ще бъде голяма стойност, което означава, че вашата термопомпа е много ефективна при използването на електричество. Но ако се опитате да изпомпвате топлина от изключително студен резервоар във вече топла сграда, стойността на ченгето се намалява, което означава, че ефективността страда.
Резултатът е това, което интуитивно очаквате: най -добре е да използвате най -топлото нещо, което можете да намерите като резервоар за външна топлина.
Топлинните помпи на въздушния източник, които използват външен въздух като резервоар за топлина, са най -лошият вариант в това отношение, тъй като външният въздух е много студен през зимния отоплителен сезон. Още по -добри са термопомпите на източника на земята (известни още като геотермални термопомпи), тъй като дори през зимата земята на средни дълбочини все още е доста топла.
Кой е най -добрият източник на топлина за термопомпи?
Проблемът с източника на земятатермопомпие, че имате нужда от начин за достъп до този погребан резервоар от топлина. Ако имате достатъчно място около дома си, можете да копаете канавки и да погребете куп тръби на разумна дълбочина, като например няколко метра дълбочина. След това можете да циркулирате течност (обикновено смес от вода и антифриз) през тези тръби, за да абсорбирате топлина от земята. Като алтернатива можете да пробиете дълбоки дупки в земята и да монтирате тръби вертикално в тези дупки. Всичко това обаче ще стане скъпо.
Друга стратегия, достъпна за късметлията, е да извлечете топлина от близкото водно тяло, като потапя тръба във водата на определена дълбочина. Те се наричат термопомпи за вода. Някои термопомпи използват по -необичайната стратегия за извличане на топлина от въздуха, напускащ сградата или от слънчева топла вода.
В много студен климат има смисъл да инсталирате термопомпа за наземния източник, ако е възможно. Вероятно затова повечето термопомпи в Швеция (която има един от най -големия брой термопомпи на глава от населението) са от този тип. Но дори Швеция има голям процент от термопомпи за въздушен източник, което омаловажава общото твърдение (поне в Съединените щати), че термопомпите са подходящи само за отопление на домове в лек климат.
Така че, където и да се намирате, ако можете да си позволите по -високите разходи, следващия път, когато сте изправени пред решение как да отоплявате дома си, помислете да използвате термопомпа вместо традиционна печка или котел.
Време за публикация: 19-2023 октомври