Дапаможнік па чытанні
У нашы дні цеплавыя помпы ў модзе, асабліва ў Еўропе, дзе некаторыя краіны працуюць над забаронай устаноўкі печаў і катлоў, якія працуюць на выкапнёвым паліве, у карысць больш экалагічна чыстых варыянтаў, у тым ліку энергаэфектыўных цеплавых помпаў. (Печы награваюць паветра і размяркоўваюць яго па трубах па ўсім доме, у той час як катлы награваюць ваду для забеспячэння гарачай вадой або паравым ацяпленнем.) У гэтым годзе ўрад ЗША пачаў прапаноўваць падатковыя льготы для ўстаноўкі цеплавых помпаў, якія, як правіла, каштуюць даражэй, чым традыцыйныя печы але значна больш эфектыўныя ў доўгатэрміновай перспектыве.
У галіне новых энергетычных транспартных сродкаў, паколькі ёмістасць батарэі абмежаваная, гэта таксама падштурхнула прамысловасць звярнуцца да цеплавых помпаў. Такім чынам, магчыма, прыйшоў час хутка даведацца, што азначаюць цеплавыя помпы і што яны робяць.
Які тып цеплавой помпы найбольш распаўсюджаны?
Улічваючы нядаўні шум, вы можаце быць здзіўлены, даведаўшыся, што вы ўжо выкарыстоўваеце aцеплавой помпа- у вас, верагодна, ёсць больш чым адзін у вашым доме і больш чым адзін у вашым аўтамабілі. Вы проста не называеце іх цеплавымі помпамі: вы выкарыстоўваеце тэрміны «халадзільнік» або «кандыцыянер».
Фактычна гэтыя машыны з'яўляюцца цеплавымі помпамі, што азначае, што яны перамяшчаюць цяпло з адносна халоднага месца ў адносна гарачае. Цяпло самаадвольна перацякае ад гарачага да халоднага. Але калі вы хочаце ператварыць яго з халоднага ў гарачы, трэба яго «прапампаваць». Найлепшая аналогія тут — вада, якая сама сцякае з гары, але яе трэба напампоўваць на гару.
Калі вы перапампоўваеце цяпло, якое змяшчаецца ў нейкім халадзільным сховішчы (паветры, вадзе і г.д.), у гарачае сховішча, халоднае сховішча становіцца халадней, а гарачае - гарачэй. Уласна гэта і ёсць ваш халадзільнік або кандыцыянер - ён перамяшчае цяпло адтуль, дзе яно не патрэбна, у іншае месца, і вас не хвалюе, калі вы марнуеце крыху дадатковага цяпла.
Як зрабіць практычны чиллер з цеплавой помпай?
Ключавое разуменне, якое атрымалацеплавыя помпы адбылося ў пачатку 19-га стагоддзя, калі шэраг вынаходнікаў, у тым ліку Джэйкаб Перкінс, зразумелі, што яны могуць астуджаць што-небудзь такім чынам, не марнуючы лятучыя вадкасці, якія выпараюцца для дасягнення астуджэння. Яны сцвярджалі, што замест таго, каб выпускаць гэтыя пары ў атмасферу, было б лепш сабраць іх, кандэнсаваць у вадкасць і паўторна выкарыстоўваць гэтую вадкасць у якасці астуджальнай вадкасці.
Вось для гэтага халадзільнікі і кандыцыянеры. Яны выпараюць вадкія холадагенты і выкарыстоўваюць халодную пару для паглынання цяпла знутры халадзільніка або аўтамабіля. Затым яны сціскаюць газ, які кандэнсуецца назад у вадкую форму. Гэтая вадкасць цяпер больш гарачая, чым у пачатку, таму частка цяпла, якое яна ўтрымлівае, можа лёгка (магчыма, з дапамогай вентылятара) цячы ў навакольнае асяроддзе - на вуліцы ці ў іншым месцы на кухні.
Тым не менш, вы добра знаёмыя з цеплавымі помпамі; Проста вы ўвесь час называеце іх кандыцыянерамі і халадзільнікамі.
Зараз давайце правядзем яшчэ адзін разумовы эксперымент. Калі ў вас ёсць аконны кандыцыянер, вы нават можаце зрабіць гэта як сапраўдны эксперымент. Усталяваць задам наперад. Гэта значыць ўсталяваць яго элементы кіравання за акном. Рабіце гэта ў прахалоднае сухое надвор'е. Што будзе?
Як і варта было чакаць, ён дзьме халоднае паветра ў ваш двор і вылучае цяпло ў ваш дом. Такім чынам, ён усё яшчэ пераносіць цяпло, робячы ваш дом больш камфортным за кошт яго ацяплення. Вядома, гэта астуджае паветра на вуліцы, але гэты эфект становіцца мінімальным, калі вы знаходзіцеся ўдалечыні ад Windows.
Цяпер у вас ёсць цеплавой помпа для ацяплення вашага дома. Гэта можа быць не лепшымцеплавой помпа, але гэта будзе працаваць. Больш за тое, калі надыходзіць лета, вы таксама можаце перавярнуць яго дагары нагамі і выкарыстоўваць як кандыцыянер.
Вядома, не рабіце гэтага на самой справе. Калі вы паспрабуеце, гэта, несумненна, не атрымаецца ў першы раз, калі пойдзе дождж і вада патрапіць у кантролер. Замест гэтага вы можаце набыць сабе камерцыйны цеплавой помпа "крыніца паветра", які выкарыстоўвае той жа прынцып для ацяплення вашага дома.
Праблема, канечне, у тым, што гарэлка дарагая, і яна хутка скончыцца, каб астудзіць віно. Нават калі вы заменіце гарэлку больш танным спіртам, вы хутка будзеце скардзіцца на выдаткі.
Некаторыя з гэтых прылад маюць так званыя рэверсіўныя клапаны, якія дазваляюць адной і той жа прыладзе выконваць двайную ролю: яны могуць перапампоўваць цяпло звонку ўнутр або знутры вонкі, забяспечваючы як цяпло, так і кандыцыянаванне паветра, як апісана ніжэй.
Чаму цеплавыя помпы больш эфектыўныя, чым электрычныя абагравальнікі?
Цеплавыя помпы больш эфектыўныя, чым электрычныя абагравальнікі, таму што для выпрацоўкі цяпла ім не патрабуецца электрычнасць. Электрычнасць, якую выкарыстоўвае ацеплавой помпасапраўды выпрацоўвае некаторы колькасць цяпла, але, што больш важна, ён перапампоўвае цяпло звонку ў ваш дом. Суадносіны цяпла, якое вылучаецца ў дом, да энергіі, якая накіроўваецца ў электрычны кампрэсар, называецца каэфіцыентам прадукцыйнасці, або COP.
Просты электрычны абагравальнік, які забяспечвае ўсё цяпло, якое выпрацоўваецца электрычным награвальным элементам, мае COP 1. З іншага боку, COP цеплавога помпы можа быць на парадак вышэй.
Аднак COP цеплавога помпы не з'яўляецца фіксаваным значэннем. Яна зваротна прапарцыйная розніцы тэмператур паміж двума рэзервуарамі, у якія перапампоўваецца цяпло. Тым не менш, калі вы перапампоўваеце цяпло з не занадта халоднага рэзервуара ў не занадта гарачы будынак, COP будзе мець вялікае значэнне, што азначае, што ваш цеплавой помпа вельмі эфектыўна выкарыстоўвае электрычнасць. Але калі вы паспрабуеце перапампоўваць цяпло з надзвычай халоднага рэзервуара ва ўжо цёплы будынак, значэнне COP зніжаецца, што азначае, што эфектыўнасць пакутуе.
Вынік - гэта тое, што вы інтуітыўна чакаеце: лепш за ўсё выкарыстоўваць самае цёплае, што толькі можна знайсці, у якасці адкрытага цеплавога рэзервуара.
Паветраныя цеплавыя помпы, якія выкарыстоўваюць вонкавае паветра ў якасці назапашвальніка цяпла, з'яўляюцца найгоршым варыянтам у гэтым плане, таму што вонкавае паветра вельмі халоднае ў зімовы ацяпляльны сезон. Яшчэ лепш грунтавыя цеплавыя помпы (таксама вядомыя як геатэрмальныя цеплавыя помпы), таму што нават зімой зямля на сярэдняй глыбіні ўсё яшчэ даволі цёплая.
Якая лепшая крыніца цяпла для цеплавых помпаў?
Праблема з наземным крыніцайцеплавыя помпыу тым, што вам патрэбен спосаб атрымаць доступ да гэтага пахаванага рэзервуара цяпла. Калі ў вас дастаткова месца вакол дома, вы можаце выкапаць канавы і закапаць кучу труб на разумнай глыбіні, напрыклад, на некалькі метраў. Затым вы можаце цыркуляваць вадкасць (звычайна сумесь вады і антыфрызу) па гэтых трубах, каб паглынаць цяпло зямлі. Акрамя таго, вы можаце прасвідраваць глыбокія адтуліны ў зямлі і ўсталяваць у гэтыя адтуліны трубы вертыкальна. Аднак усё гэта будзе каштаваць дорага.
Яшчэ адна стратэгія, даступная нешматлікім шчасліўчыкам, - здабываць цяпло з бліжэйшага вадаёма, апускаючы трубу ў ваду на пэўную глыбіню. Яны называюцца вадзянымі цеплавымі помпамі. Некаторыя цеплавыя помпы выкарыстоўваюць больш незвычайную стратэгію здабывання цяпла з паветра, якое выходзіць з будынка, або з сонечнай гарачай вады.
У вельмі халодным клімаце мае сэнс па магчымасці ўсталяваць грунтавы цеплавой помпа. Верагодна, таму большасць цеплавых помпаў у Швецыі (якая мае адну з самых вялікіх колькасці цеплавых помпаў на душу насельніцтва) гэтага тыпу. Але нават у Швецыі ёсць вялікі працэнт паветраных цеплавых помпаў, што абвяргае распаўсюджанае сцвярджэнне (прынамсі ў Злучаных Штатах), што цеплавыя помпы падыходзяць толькі для ацяплення дамоў у мяккім клімаце.
Такім чынам, дзе б вы ні знаходзіліся, калі вы можаце дазволіць сабе больш высокія першапачатковыя выдаткі, у наступны раз, калі вы сутыкнецеся з рашэннем аб тым, як ацяпляць свой дом, падумайце аб выкарыстанні цеплавой помпы замест традыцыйнай пліты або катла.
Час публікацыі: 19 кастрычніка 2023 г