Pompe de căldură: ne încălzim la frig

Care sunt motivele care ne împiedică să folosim căldura reziduală pentru a încălzi casele? Folosind exemplul pompelor de căldură, care sunt larg răspândite în lume, sunt luate în considerare dificultățile cu implementarea lor în țările CSI.

Pentru a vă asigura că pompele de căldură există și funcționează eficient, nu trebuie să mergeți departe. Este suficient să vizitezi bucătăria și să te uiți la frigider. În interior domnesc temperaturi sub zero, iar un grătar fierbinte de schimb de căldură pe spate semnalează extragerea cu succes a căldurii din produsele dumneavoastră.

Pompele de căldură sunt adesea denumite frigidere inversate. Această analogie nu este în întregime exactă. Principiile fizice de funcționare ale unui frigider și ale unei pompe de căldură sunt identice, diferă doar prin design și scop: frigiderul extrage căldura dintr-un volum închis, „aruncând-o” în mediu. Dimpotrivă, pompa de căldură extrage căldură la temperatură scăzută din mediul exterior, deschis, dând-o eventual volumului închis al încăperii.

Principiile de funcționare a motoarelor termice au fost fundamentate deja în prima jumătate a secolului al XIX-lea, dar frigiderele au fost mai norocoase: necesitatea depozitării alimentelor s-a dovedit a fi o problemă mai presantă decât încălzirea locuințelor, mai ales că nu au existat probleme cu combustibilul. în acele zile pentru încălzire.

Pentru prima dată, interesul pentru pompele de căldură a apărut în Europa postbelică, când ruina și lipsa nevoilor de bază au forțat să caute modalități nestandardizate de încălzire a locuințelor. Dar cel mai puternic impuls pentru îmbunătățirea pompelor de căldură a fost criza energetică din anii 1970. Creșterea bruscă a prețului resurselor energetice a făcut să fie profitabilă din punct de vedere economic utilizarea purtătorilor de căldură la temperatură scăzută: apă din rezervoare, căldură geotermală, apă caldă reziduală din orașe.

Până în acel moment, industria dezvoltase și producea deja sisteme fiabile și ecologice pentru diverse aplicații: de la putere redusă pentru cabane individuale până la sisteme puternice de încălzire pentru complexe de clădiri.

Pompele de căldură care funcționează cu o mare varietate de medii (aer, apă, sol) cu sisteme automate de control și management al pompelor sunt acum disponibile pe piață. Dar cea mai modernă tehnologie nu va da rezultatele dorite dacă se fac greșeli la alegerea puterii pompei de căldură sau la instalarea sistemului de încălzire.

Pentru a face acest lucru, este necesar să vă orientați în câteva caracteristici cheie care determină funcționarea eficientă a unei pompe de căldură. Cel mai important dintre ele este „coeficientul de încălzire”, adică. raportul dintre cantitatea de energie termică generată și energia electrică consumată. Pentru sistemele moderne, variază de la 3,5 la 4.

Și aici încep nuanțele.Producătorul indică această valoare pentru modul de funcționare cel mai favorabil al pompei de căldură, adică. pentru o diferență minimă de temperatură între mediul de încălzire extern și circuitul de încălzire. De exemplu, la o temperatură exterioară de 10 grade Celsius (sol la o adâncime de 150 m.) și o temperatură a circuitului de încălzire de 40 de grade (pardoseală caldă), coeficientul va fi într-adevăr de aproximativ 4. Dar deja la 60 de grade acesta scade la 2, iar la 80 de grade este egal cu 1. V În acest caz este mai ușor și mai ieftin să folosești încălzitoare electrice convenționale sau boilere.

A doua problemă principală este calculul colectorului (circuitul de extracție a căldurii) al pompei de căldură.În funcție de compoziția solului, extracția de căldură variază de la 10 W/m pentru conductele de nisip până la 35 W/m pentru solurile argiloase umede. Aceasta este în cazul amplasării orizontale a colectorului. Pentru un rezervor vertical, este necesar să se cunoască compoziția geologică a straturilor, deoarece este necesar să se foreze fie un puț adânc (mai mult de 100 m), fie un sistem de puțuri de zeci de metri adâncime.

De aici concluzia: este pur și simplu imposibil să faci fără participarea unei organizații sau a unei companii specializate care va efectua un studiu, va face un proiect și va determina compoziția sistemului de încălzire. Un colector orizontal nu necesită forare, dar așezarea sutelor de metri de țevi implică săparea aceluiași număr de șanțuri până la 2,5 metri adâncime, astfel încât zona dumneavoastră bine întreținută va arăta ca un loc de bombe când lucrarea este terminată.

Instalarea unui rezervor vertical va necesita forarea la o adâncime de peste 10 metri, iar aceasta, pe lângă lucrările de cercetare și proiectare, este asociată cu obținerea de autorizații de la diferite organizații.Astăzi, subsolul pământului este proprietatea statului, iar acesta, în fața funcționarilor, poate deveni un obstacol mai serios decât prețurile la echipamente și lucrările de introducere a pompelor de căldură.

În sfârșit, o estimare a costului pompei de căldură cu funcționare. Pentru o vila cu o suprafata de incalzire de 200 m2 va fi nevoie de o pompa de caldura cu o capacitate de aproximativ 18 kWh de energie termica. Conductele colectoare vor avea aproximativ 400 de metri lungime, cu o rată optimistă de eliminare a căldurii de 50 W/m. Echipamentele cu o asemenea capacitate de la companii germane de top costă aproximativ 6.000-7.000 de euro, în funcție de configurație. Lucrari de foraj sau excavare - in limita a 3000 euro. Adăugați proiectul, aprobările și obțineți suma de 10 000. Acesta este un criteriu pentru a judeca dacă merită ca un locuitor obișnuit să instaleze astăzi o pompă de căldură și când va plăti.

Pentru organizațiile și întreprinderile care construiesc spații noi, acum este posibil să furnizeze încălzire cu pompe de căldură. Astfel de costuri, pe fondul unei creșteri continue a tarifelor la energie, pot fi recuperate în 3-5 ani. Dar pentru populația pentru care statul a stabilit tarife preferențiale sau costuri subvenționate cu energie, folosirea pompelor de căldură va fi neprofitabilă pentru o lungă perioadă de timp.