Οδηγός ανάγνωσης
Οι αντλίες θερμότητας είναι όλες οι οργές αυτές τις μέρες, ειδικά στην Ευρώπη, όπου ορισμένες χώρες εργάζονται για την απαγόρευση της εγκατάστασης των σόμπων ορυκτών καυσίμων και των λέβητες υπέρ των πιο φιλικών προς το περιβάλλον επιλογών, συμπεριλαμβανομένων των ενεργειακών αντλιών θερμότητας. (Οι φούρνοι ζεσταίνουν τον αέρα και τη διανείμει μέσω σωλήνων σε όλο το σπίτι, ενώ οι λέβητες θερμάνουν το νερό για να παρέχουν ζεστό νερό ή θέρμανση με ατμό.) Φέτος, η αμερικανική κυβέρνηση άρχισε να προσφέρει φορολογικά κίνητρα για την εγκατάσταση αντλιών θερμότητας, τα οποία τείνουν να κοστίζουν περισσότερο εκ των προτέρων από τους παραδοσιακούς φούρνους αλλά είναι πολύ πιο αποτελεσματικά μακροπρόθεσμα.
Στον τομέα των νέων ενεργειακών οχημάτων, επειδή η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι περιορισμένη, έχει επίσης ωθήσει τη βιομηχανία να στραφεί σε αντλίες θερμότητας. Έτσι ίσως ήρθε η ώρα να μάθετε γρήγορα τι σημαίνουν οι αντλίες θερμότητας και τι κάνουν.
Ποιος είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος αντλίας θερμότητας;
Δεδομένου του πρόσφατου buzz, ίσως να εκπλαγείτε να μάθετε ότι χρησιμοποιείτε ήδη ένααντλία θερμότητας- Πιθανότατα έχετε περισσότερα από ένα στο σπίτι σας και περισσότερα από ένα στο αυτοκίνητό σας. Απλά δεν τους αποκαλείτε αντλίες θερμότητας: Χρησιμοποιείτε τους όρους "ψυγείο" ή "κλιματιστικό".
Στην πραγματικότητα, αυτά τα μηχανήματα είναι αντλίες θερμότητας, πράγμα που σημαίνει ότι μετακινούν τη θερμότητα από ένα σχετικά κρύο μέρος σε ένα σχετικά ζεστό μέρος. Η θερμότητα ρέει αυθόρμητα από ζεστό σε κρύο. Αλλά αν θέλετε να το μετατρέψετε από το κρύο σε ζεστό, πρέπει να το "αντλήσετε". Η καλύτερη αναλογία εδώ είναι το νερό, το οποίο ρέει κάτω από ένα λόφο από μόνη της, αλλά πρέπει να αντληθεί στο λόφο.
Όταν αντλείτε τη θερμότητα που περιέχεται σε κάποιο είδος ψυχρής αποθήκευσης (αέρα, νερό κ.λπ.) στην καυτή αποθήκευση, η ψυχρή αποθήκευση γίνεται ψυχρότερη και η καυτή αποθήκευση γίνεται θερμότερη. Αυτό είναι στην πραγματικότητα αυτό που είναι το ψυγείο ή το κλιματιστικό σας - μετακινεί τη θερμότητα από το σημείο όπου δεν χρειάζεται κάπου αλλού και δεν σας νοιάζει αν χάνετε λίγο επιπλέον θερμότητα.
Πώς να φτιάξετε ένα πρακτικό ψυγείο με αντλία θερμότητας;
Η βασική εικόνα που παρήγαγεαντλίες θερμότητας Ήρθε στις αρχές του 19ου αιώνα, όταν αρκετοί εφευρέτες, συμπεριλαμβανομένου του Jacob Perkins, συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν να δροσίσουν κάτι με αυτόν τον τρόπο χωρίς να χάσουν τα πτητικά υγρά που εξατμίστηκαν για να επιτύχουν την ψύξη. Αντί να απελευθερώσουν αυτούς τους ατμούς στην ατμόσφαιρα, υποστήριξαν, θα ήταν καλύτερο να τα συλλέξουμε, να τα συμπυκνώσουμε σε ένα υγρό και να επαναχρησιμοποιούμε αυτό το υγρό ως ψυκτικό.
Αυτό είναι για τα ψυγεία και τα κλιματιστικά για. Εξάτλουν υγρά ψυκτικά και χρησιμοποιούν τον κρύο ατμό για να απορροφήσουν τη θερμότητα από το εσωτερικό ενός ψυγείου ή αυτοκινήτου. Στη συνέχεια συμπιέζουν το αέριο, το οποίο συμπυκνώνεται σε υγρή μορφή. Αυτό το υγρό είναι τώρα θερμότερο από ό, τι όταν ξεκίνησε, έτσι ώστε κάποια από τη θερμότητα που κατέχει μπορούν εύκολα (ενδεχομένως με τη βοήθεια ενός ανεμιστήρα) να ρέουν στο περιβάλλον - είτε σε εξωτερικούς χώρους είτε αλλού στην κουζίνα.
Τούτου λεχθέντος: Είστε πολύ εξοικειωμένοι με τις αντλίες θερμότητας. Είναι απλώς ότι συνεχίζετε να τα αναφέρεστε ως κλιματιστικά και ψυγεία.
Τώρα ας κάνουμε ένα άλλο πείραμα σκέψης. Εάν έχετε κλιματισμό παραθύρων, μπορείτε να το κάνετε ακόμη και ως πραγματικό πείραμα. Εγκαταστήστε προς τα πίσω. Δηλαδή, εγκαταστήστε τα χειριστήρια του έξω από το παράθυρο. Κάνετε αυτό σε δροσερό, ξηρό καιρό. Τι θα συμβεί;
Όπως θα περίμενε κανείς, φυσάει κρύο αέρα στο κατώφλι σας και απελευθερώνει θερμότητα στο σπίτι σας. Έτσι εξακολουθεί να μεταφέρει θερμότητα, καθιστώντας το σπίτι σας πιο άνετο, θέρμανση. Σίγουρα, δροσίζει τον αέρα έξω, αλλά αυτό το αποτέλεσμα γίνεται ελάχιστο μόλις είστε μακριά από τα παράθυρα.
Τώρα έχετε μια αντλία θερμότητας για να θερμαίνετε το σπίτι σας. Μπορεί να μην είναι το καλύτεροαντλία θερμότητας, αλλά θα λειτουργήσει. Επιπλέον, όταν έρχεται το καλοκαίρι, μπορείτε επίσης να το μετατρέψετε ανάποδα και να το χρησιμοποιήσετε ως κλιματιστικό.
Φυσικά, μην το κάνετε πραγματικά. Εάν το δοκιμάσετε, θα αποτύχει αναμφισβήτητα την πρώτη φορά που βρέχει και το νερό εισέρχεται στον ελεγκτή. Αντ 'αυτού, μπορείτε να αγοράσετε τον εαυτό σας μια εμπορική αντλία θερμότητας "πηγής αέρα" που χρησιμοποιεί την ίδια αρχή για να θερμαίνει το σπίτι σας.
Το πρόβλημα, βέβαια, είναι ότι η βότκα είναι ακριβή και γρήγορα θα εξαντληθεί για να δροσίσει το κρασί. Ακόμα κι αν αντικαταστήσετε τη βότκα με φθηνότερο αλκοόλ, σύντομα θα διαμαρτύρονται για τα έξοδα.
Ορισμένες από αυτές τις συσκευές έχουν ό, τι ονομάζονται βαλβίδες αντιστροφής, οι οποίες επιτρέπουν στην ίδια συσκευή να εκτελεί ένα διπλό ρόλο: μπορούν να αντλήσουν θερμότητα από το εξωτερικό μέσα ή από μέσα προς τα έξω, παρέχοντας τόσο θερμότητα όσο και κλιματισμό, όπως περιγράφεται παρακάτω.
Γιατί οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποτελεσματικές από τις ηλεκτρικές θερμοσίφωνες;
Οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποτελεσματικές από τους ηλεκτρικούς θερμαντήρες επειδή δεν απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια για να παράγουν θερμότητα. Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται από ένααντλία θερμότηταςδημιουργεί κάποια θερμότητα, αλλά το πιο σημαντικό αντλεί θερμότητα από το εξωτερικό στο σπίτι σας. Ο λόγος της θερμότητας που απελευθερώνεται στο σπίτι προς την ενέργεια που αποστέλλεται στον ηλεκτρικό συμπιεστή ονομάζεται συντελεστής απόδοσης ή COP.
Ένας απλός θερμαντήρας ηλεκτρικού χώρου που παρέχει όλη τη θερμότητα που παράγεται από το ηλεκτρικό στοιχείο θέρμανσης έχει COP 1. Από την άλλη πλευρά, η COP μιας αντλίας θερμότητας μπορεί να είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη.
Ωστόσο, η COP μιας αντλίας θερμότητας δεν είναι σταθερή τιμή. Είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο δεξαμενών στις οποίες αντλείται θερμότητα. Τούτου λεχθέντος, εάν αντλείτε θερμότητα από μια μη-πολύ-κρύα δεξαμενή σε ένα όχι πολύ ζεστό κτίριο, ο αστυνομικός θα είναι μια μεγάλη τιμή, που σημαίνει ότι η αντλία θερμότητας σας είναι πολύ αποτελεσματική στη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά αν προσπαθήσετε να αντλήσετε θερμότητα από μια εξαιρετικά κρύα δεξαμενή σε ένα ήδη ζεστό κτίριο, η τιμή του COP μειώνεται, πράγμα που σημαίνει ότι η απόδοση υποφέρει.
Το αποτέλεσμα είναι αυτό που αναμένετε διαισθητικά: είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε το πιο ζεστό πράγμα που μπορείτε να βρείτε ως υπαίθρια δεξαμενή θερμότητας.
Οι αντλίες θερμότητας πηγής αέρα, οι οποίες χρησιμοποιούν τον εξωτερικό αέρα ως δεξαμενή θερμότητας, είναι η χειρότερη επιλογή από αυτή την άποψη, επειδή ο υπαίθριος αέρας είναι πολύ κρύος κατά τη διάρκεια της χειμερινής θέρμανσης. Ακόμα καλύτερα είναι οι αντλίες θερμότητας πηγής εδάφους (επίσης γνωστές ως γεωθερμικές αντλίες θερμότητας), επειδή ακόμη και το χειμώνα, το έδαφος σε μέτρια βάθη εξακολουθεί να είναι αρκετά ζεστό.
Ποια είναι η καλύτερη πηγή θερμότητας για αντλίες θερμότητας;
Το πρόβλημα με την πηγή εδάφουςαντλίες θερμότηταςείναι ότι χρειάζεστε έναν τρόπο πρόσβασης σε αυτή τη θαμμένη δεξαμενή θερμότητας. Εάν έχετε αρκετό χώρο γύρω από το σπίτι σας, μπορείτε να σκάψετε τάφρους και να θάψετε μια δέσμη σωλήνων σε λογικό βάθος, όπως λίγα μέτρα βαθιά. Στη συνέχεια, μπορείτε να κυκλοφορήσετε ένα υγρό (συνήθως ένα μείγμα νερού και αντιψυκτικού) μέσω αυτών των σωλήνων για να απορροφήσετε τη θερμότητα από το έδαφος. Εναλλακτικά, μπορείτε να τρυπήσετε βαθιές τρύπες στο έδαφος και να εγκαταστήσετε σωλήνες κάθετα σε αυτές τις τρύπες. Όλα αυτά θα γίνουν ακριβά, όμως.
Μια άλλη στρατηγική που διατίθεται σε λίγους τυχερούς είναι να εξαγάγετε θερμότητα από ένα κοντινό σώμα νερού βυθίζοντας ένα σωλήνα στο νερό σε ένα συγκεκριμένο βάθος. Αυτά ονομάζονται αντλίες θερμότητας πηγής νερού. Ορισμένες αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν την πιο ασυνήθιστη στρατηγική εξαγωγής θερμότητας από τον αέρα που εγκαταλείπει το κτίριο ή από ηλιακό ζεστό νερό.
Σε πολύ κρύα κλίματα, είναι λογικό να εγκαταστήσετε μια αντλία θερμότητας πηγής εδάφους, αν είναι δυνατόν. Αυτός είναι ίσως ο λόγος για τον οποίο οι περισσότερες αντλίες θερμότητας στη Σουηδία (η οποία έχει έναν από τους υψηλότερους αριθμούς αντλιών θερμότητας κατά κεφαλήν) είναι αυτού του τύπου. Αλλά ακόμη και η Σουηδία έχει ένα μεγάλο ποσοστό αντλιών θερμότητας αέρα, η οποία παραβιάζει τον κοινό ισχυρισμό (τουλάχιστον στις Ηνωμένες Πολιτείες) ότι οι αντλίες θερμότητας είναι κατάλληλες μόνο για θέρμανση σπιτιών σε ήπια κλίματα.
Όπου κι αν βρίσκεστε, αν μπορείτε να αντέξετε οικονομικά το υψηλότερο κόστος εκ των προτέρων, την επόμενη φορά που αντιμετωπίζετε μια απόφαση για το πώς να θερμαίνετε το σπίτι σας, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε μια αντλία θερμότητας αντί για μια παραδοσιακή σόμπα ή λέβητα.
Χρόνος δημοσίευσης: Οκτ-19-2023