Οδηγός ανάγνωσης
Οι αντλίες θερμότητας είναι στην οργή αυτές τις μέρες, ειδικά στην Ευρώπη, όπου ορισμένες χώρες εργάζονται για να απαγορεύσουν την εγκατάσταση σόμπων και λεβήτων ορυκτών καυσίμων υπέρ πιο φιλικών προς το περιβάλλον επιλογών, συμπεριλαμβανομένων των ενεργειακά αποδοτικών αντλιών θερμότητας.(Οι φούρνοι θερμαίνουν τον αέρα και τον διανέμουν μέσω σωλήνων σε όλο το σπίτι, ενώ οι λέβητες ζεσταίνουν το νερό για να παρέχουν ζεστό νερό ή θέρμανση ατμού.) Φέτος, η κυβέρνηση των ΗΠΑ άρχισε να προσφέρει φορολογικά κίνητρα για την εγκατάσταση αντλιών θερμότητας, οι οποίες τείνουν να κοστίζουν πιο εκ των προτέρων από τους παραδοσιακούς φούρνους αλλά είναι πολύ πιο αποτελεσματικά μακροπρόθεσμα.
Στον τομέα των οχημάτων νέας ενέργειας, επειδή η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι περιορισμένη, ώθησε επίσης τη βιομηχανία να στραφεί στις αντλίες θερμότητας.Ίσως λοιπόν ήρθε η ώρα να μάθετε γρήγορα τι σημαίνουν και τι κάνουν οι αντλίες θερμότητας.
Ποιος είναι ο πιο κοινός τύπος αντλίας θερμότητας;
Δεδομένου του πρόσφατου buzz, μπορεί να εκπλαγείτε όταν μάθετε ότι χρησιμοποιείτε ήδη aαντλία θερμότητας- πιθανότατα έχετε περισσότερα από ένα στο σπίτι σας και περισσότερα από ένα στο αυτοκίνητό σας.Απλώς δεν τις αποκαλείτε αντλίες θερμότητας: χρησιμοποιείτε τους όρους «ψυγείο» ή «κλιματιστικό».
Στην πραγματικότητα, αυτά τα μηχανήματα είναι αντλίες θερμότητας, που σημαίνει ότι μεταφέρουν τη θερμότητα από ένα σχετικά κρύο μέρος σε ένα σχετικά ζεστό μέρος.Η θερμότητα ρέει αυθόρμητα από το ζεστό στο κρύο.Αν όμως θέλετε να το μετατρέψετε από κρύο σε ζεστό, πρέπει να το «αντλήσετε».Η καλύτερη αναλογία εδώ είναι το νερό, το οποίο ρέει μόνο του κάτω από ένα λόφο, αλλά πρέπει να αντληθεί μέχρι το λόφο.
Όταν αντλείτε τη θερμότητα που περιέχεται σε κάποιο είδος ψυχρής αποθήκευσης (αέρας, νερό, κ.λπ.) στη θερμή αποθήκευση, η ψυχρή αποθήκευση γίνεται πιο κρύα και η θερμή αποθήκευση θερμαίνει.Αυτό είναι στην πραγματικότητα το θέμα του ψυγείου ή του κλιματιστικού σας - μεταφέρει τη θερμότητα από εκεί που δεν χρειάζεται σε κάπου αλλού και δεν σας νοιάζει αν σπαταλάτε λίγη επιπλέον θερμότητα.
Πώς να φτιάξετε ένα πρακτικό ψυκτικό συγκρότημα με αντλία θερμότητας;
Η βασική γνώση που παρήγαγεΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ήρθε στις αρχές του 19ου αιώνα, όταν αρκετοί εφευρέτες, συμπεριλαμβανομένου του Jacob Perkins, συνειδητοποίησαν ότι μπορούσαν να ψύξουν κάτι με αυτόν τον τρόπο χωρίς να σπαταλούν τα πτητικά υγρά που εξατμίστηκαν για να επιτευχθεί η ψύξη.Αντί να απελευθερωθούν αυτοί οι ατμοί στην ατμόσφαιρα, υποστήριξαν, θα ήταν καλύτερο να συλλεχθούν, να συμπυκνωθούν σε υγρό και να επαναχρησιμοποιηθούν αυτό το υγρό ως ψυκτικό.
Για αυτό είναι τα ψυγεία και τα κλιματιστικά.Εξατμίζουν υγρά ψυκτικά και χρησιμοποιούν τον κρύο ατμό για να απορροφήσουν θερμότητα από το εσωτερικό ενός ψυγείου ή αυτοκινήτου.Στη συνέχεια συμπιέζουν το αέριο, το οποίο συμπυκνώνεται και πάλι σε υγρή μορφή.Αυτό το υγρό είναι πλέον πιο καυτό από όταν ξεκίνησε, επομένως λίγη από τη θερμότητα που συγκρατεί μπορεί εύκολα (πιθανώς με τη βοήθεια ενός ανεμιστήρα) να ρέει στο περιβάλλον - είτε σε εξωτερικό χώρο είτε αλλού στην κουζίνα.
Αυτό είπε: είστε πολύ εξοικειωμένοι με τις αντλίες θερμότητας.Απλώς τα αναφέρεις συνέχεια ως κλιματιστικά και ψυγεία.
Τώρα ας κάνουμε ένα άλλο πείραμα σκέψης.Εάν έχετε κλιματισμό παραθύρων, μπορείτε να το κάνετε ακόμη και ως πραγματικό πείραμα.Εγκατάσταση προς τα πίσω.Δηλαδή, εγκαταστήστε τα χειριστήρια του έξω από το παράθυρο.Κάνετε αυτό σε δροσερό, ξηρό καιρό.Τι πρόκειται να συμβεί?
Όπως θα περιμένατε, φυσά κρύο αέρα στην αυλή σας και απελευθερώνει θερμότητα στο σπίτι σας.Επομένως, εξακολουθεί να μεταφέρει θερμότητα, κάνοντας το σπίτι σας πιο άνετο θερμαίνοντάς το.Σίγουρα, δροσίζει τον αέρα έξω, αλλά αυτό το αποτέλεσμα γίνεται ελάχιστο μόλις απομακρυνθείτε από τα Windows.
Τώρα έχετε μια αντλία θερμότητας για να θερμάνετε το σπίτι σας.Μπορεί να μην είναι το καλύτεροαντλία θερμότητας, αλλά θα λειτουργήσει.Επιπλέον, όταν έρθει το καλοκαίρι, μπορείτε να το αναποδογυρίσετε και να το χρησιμοποιήσετε ως κλιματιστικό.
Φυσικά, μην το κάνετε στην πραγματικότητα.Αν το δοκιμάσετε, αναμφίβολα θα αποτύχει την πρώτη φορά που θα βρέξει και θα μπει νερό στο χειριστήριο.Αντίθετα, μπορείτε να αγοράσετε μόνοι σας μια εμπορική αντλία θερμότητας «πηγής αέρα» που χρησιμοποιεί την ίδια αρχή για τη θέρμανση του σπιτιού σας.
Το πρόβλημα, φυσικά, είναι ότι η βότκα είναι ακριβή και γρήγορα θα ξεμείνεις για να κρυώσεις το κρασί.Ακόμα κι αν αντικαταστήσετε τη βότκα με ένα φθηνότερο οινόπνευμα, σύντομα θα παραπονιέστε για το κόστος.
Ορισμένες από αυτές τις συσκευές έχουν τις λεγόμενες βαλβίδες αναστροφής, οι οποίες επιτρέπουν στην ίδια συσκευή να εκτελεί διπλό ρόλο: μπορούν να αντλούν θερμότητα από το εξωτερικό προς τα μέσα ή από το εσωτερικό προς τα έξω, παρέχοντας θερμότητα και κλιματισμό, όπως περιγράφεται παρακάτω.
Γιατί οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποδοτικές από τις ηλεκτρικές θερμάστρες;
Οι αντλίες θερμότητας είναι πιο αποδοτικές από τις ηλεκτρικές θερμάστρες επειδή δεν απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή θερμότητας.Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται από ααντλία θερμότηταςπαράγει κάποια θερμότητα, αλλά το πιο σημαντικό είναι ότι 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 ηλεκτρικός θερμαντήρας χώρου που παρέχει όλη τη θερμότητα που παράγεται από το ηλεκτρικό στοιχείο θέρμανσης έχει COP 1. Από την άλλη πλευρά, το COP μιας αντλίας θερμότητας μπορεί να είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο.
Ωστόσο, το COP μιας αντλίας θερμότητας δεν είναι μια σταθερή τιμή.Είναι αντιστρόφως ανάλογο με τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των δύο δεξαμενών στις οποίες αντλείται θερμότητα.Τούτου λεχθέντος, εάν αντλείτε θερμότητα από μια όχι πολύ κρύα δεξαμενή σε ένα όχι πολύ ζεστό κτίριο, το COP θα είναι μεγάλη τιμή, πράγμα που σημαίνει ότι η αντλία θερμότητας είναι πολύ αποδοτική στη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.Αλλά αν προσπαθήσετε να αντλήσετε θερμότητα από μια εξαιρετικά κρύα δεξαμενή σε ένα ήδη ζεστό κτίριο, η τιμή COP μειώνεται, πράγμα που σημαίνει ότι η απόδοση υποφέρει.
Το αποτέλεσμα είναι αυτό που περιμένεις διαισθητικά: είναι καλύτερο να χρησιμοποιείς ό,τι πιο ζεστό μπορείς να βρεις ως εξωτερική δεξαμενή θερμότητας.
Οι αντλίες θερμότητας με πηγή αέρα, οι οποίες χρησιμοποιούν τον εξωτερικό αέρα ως δεξαμενή θερμότητας, είναι η χειρότερη επιλογή από αυτή την άποψη, επειδή ο εξωτερικός αέρας είναι πολύ κρύος κατά τη χειμερινή περίοδο θέρμανσης.Ακόμη καλύτερες είναι οι αντλίες θερμότητας εδάφους (γνωστές και ως γεωθερμικές αντλίες θερμότητας), επειδή ακόμη και το χειμώνα, το έδαφος σε μεσαία βάθη είναι ακόμα αρκετά ζεστό.
Ποια είναι η καλύτερη πηγή θερμότητας για αντλίες θερμότητας;
Το πρόβλημα με την πηγή γείωσηςΑΝΤΛΙΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣείναι 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 ένα σωρό σωλήνες σε λογικό βάθος, όπως σε βάθος μερικών μέτρων.Στη συνέχεια, μπορείτε να κυκλοφορήσετε ένα υγρό (συνήθως ένα μείγμα νερού και αντιψυκτικού) μέσω αυτών των σωλήνων για να απορροφήσει τη θερμότητα από το έδαφος.Εναλλακτικά, μπορείτε να ανοίξετε βαθιές τρύπες στο έδαφος και να εγκαταστήσετε σωλήνες κάθετα σε αυτές τις τρύπες.Όλα αυτά όμως θα γίνουν ακριβά.
Μια άλλη στρατηγική που είναι διαθέσιμη σε λίγους τυχερούς είναι να εξάγουν θερμότητα από ένα κοντινό σώμα νερού βυθίζοντας έναν σωλήνα στο νερό σε ένα συγκεκριμένο βάθος.Αυτές ονομάζονται αντλίες θερμότητας με πηγή νερού.Ορισμένες αντλίες θερμότητας χρησιμοποιούν την πιο ασυνήθιστη στρατηγική εξαγωγής θερμότητας από τον αέρα που βγαίνει από το κτίριο ή από το ηλιακό ζεστό νερό.
Σε πολύ ψυχρά κλίματα, είναι λογικό να εγκαταστήσετε μια αντλία θερμότητας εδάφους, εάν είναι δυνατόν.Αυτός είναι πιθανώς ο λόγος που οι περισσότερες αντλίες θερμότητας στη Σουηδία (η οποία έχει έναν από τους υψηλότερους κατά κεφαλήν αριθμό αντλιών θερμότητας) είναι αυτού του τύπου.Αλλά ακόμη και η Σουηδία διαθέτει μεγάλο ποσοστό αντλιών θερμότητας με πηγή αέρα, γεγονός που διαψεύδει τον κοινό ισχυρισμό (τουλάχιστον στις Ηνωμένες Πολιτείες) ότι οι αντλίες θερμότητας είναι κατάλληλες μόνο για θέρμανση κατοικιών σε ήπια κλίματα.
Έτσι, όπου κι αν βρίσκεστε, εάν μπορείτε να αντέξετε οικονομικά το υψηλότερο αρχικό κόστος, την επόμενη φορά που θα έρθετε αντιμέτωποι με μια απόφαση σχετικά με τον τρόπο θέρμανσης του σπιτιού σας, σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε μια αντλία θερμότητας αντί για μια παραδοσιακή σόμπα ή λέβητα.
Ώρα δημοσίευσης: Οκτ-19-2023