Az üzemanyag nélküli fűtés egyszerű és hatékony technológia a jövőben
A hőszivattyú működésének elve
A hőigényes üzemanyag legősibb és hagyományos módja - egy ősi ember ismerte azóta, amikor felfedezte a tüzet. Ez a módszer még mindig szinte az egyetlen lehetőség a fűtésre. És az emberi civilizáció történetében nem történt jelentős változás. Csak az éghető tüzelőanyagok választéka bővült, és a folyamat egyre kifinomultabbá vált, a legfrissebb fejlesztések alapján. A közelmúltban a tudomány természetesen foglalkozik azzal a kérdéssel, hogy hogyan lehet melegítés nélkül felmelegíteni a fűtést, és milyen alternatív források felhasználhatók.
Ez annak köszönhető, hogy az ilyen típusú hőtermelés számos olyan problémát von maga után, amelyeket a meglévő hőenergiaforrások árának állandó emelkedése alapján háttérbe szorítanak. Először is, ez káros hatással van a környezetre, és ennek következtében az emberi egészségre. És egy globális méretű ökológiai katasztrófa növekvő potenciális veszélye is, amikor a bolygó emberek létezése lehetetlenné válik.
A második pont az, hogy a használt üzemanyag tartalékai hamarabb vagy később megszűnnek. Ez a két ok arra késztette a kutatókat, hogy alternatív fűtési lehetőségeket keressenek. Az ilyen kutatások egyik eredménye, amely már világszerte gyakorlati alkalmazást kapott, a hőszivattyúk megjelenése volt.
A készülék és az üzemeltetés elve
Minden eszköz munkája a fizika törvényeinek alkalmazása. Tehát a hőszivattyú elve a gázok és folyadékok tulajdonságain, valamint ezen média termodinamikai elvein alapul. A párolgás során a folyadéknak egy gáznemű állapot-energia vagy hő elszívása történik. Ha a kondenzáció - a gáz-halmazállapotú anyagok folyékony állapotba való átjutása - ellenkezőleg, felszabadul. A legintenzívebb párolgási folyamat a forráspontnál történik, és közel van ehhez a jelhez. Normál körülmények között a víz 100 ° C-on forrni kezd.
Azonban vannak olyan anyagok, amelyek jóval alacsonyabb hőmérsékleten forralnak. Például a jól ismert Freon +3 ° C-on forrni kezd, ami jóval alacsonyabb a szobahőmérsékletnél. Ez azt jelenti, hogy 3 0 C kiderül a folyadék egy gáz, amely könnyen összenyomható (más, mint a folyadék) - vagyis, hogy növelje a nyomást a zárt rendszer, amely szerint a termodinamikai törvények, a hőmérséklet növekszik.
A gázhalmazállapotú Freonot elvileg összenyomhatja, mielőtt bármilyen magas hőmérsékletet elérne. A gyakorlatban nagyobb érdeklődés fűti a hagyományos fűtési rendszerek értékét, például akár 80 ° C-ig, ami teljesen lehetséges. Ezeknek a fontos folyamatoknak és tulajdonságoknak a használata hőszivattyúk munkáját építették.
A Föld vastagabb egy bizonyos mélységben a hőmérséklet mindig állandó, függetlenül az évszaktól és egyéb körülmények, és egyenlő a 8 0 C ágyazódnak ezek a rétegek gyűjtők csövek keringő fagyálló számukra, hogy a hőt a föld. A hőcserélőn keresztül ez a folyadék felmelegíti a freonot, a hőszivattyú áramkör mentén.
+8 ° C hőmérsékleten a freon természetesen gázállapotba alakul. Ezt a gázt a kompresszor által sűrített a hő, hogy a hőmérséklet 80 0 C-on Ez ad ezt a hőt a fűtési rendszer és a másik hőcserélő egy sokkal alacsonyabb hőmérsékleten, de ugyanazzal a nagynyomású belép a reaktorba, ahol a nyomást hirtelen csökken. Ennek következtében a hőmérséklet gyorsan csökken a freon-átmenetnek a folyadék állapotig terjedő értékeihez képest. Ismét megy a hőcserélőhöz, hogy megkapja a föld hőjét, így zárja a ciklust.
Ebben az esetben a föld az úgynevezett alacsony hőmérsékletű forrás. Ezek közé tartoznak a víztározók, a felszín alatti vizek és még a levegő is, mivel mindegyiknek van egy bizonyos hőmérséklete. Közismert, hogy a Föld felszínének megközelítőleg 70% -a vízzel van elfoglalva, ami azt jelenti, hogy a személynek óriási termikus energiatartaléka van, amelyet a természet adományozott. A szivattyú célja, hogy e források hőjét magas hőmérsékletű - 70-80 0 C-os hővé alakítsa.
A hőszivattyúban alkalmazott folyamat elméletét először a francia Carnot tudós 1824-ben írta le. A folyamatot "Carnot ciklusnak" nevezték. 1852-ben a brit, William Thomson, ezen elmélet alapján kifejlesztette az első hőszivattyút, amelyet "hő-szorzónak" neveznek. 1855-ben az osztrák mérnök, Peter Ritter von Rittinger megtervezte az első hőszivattyút, és tesztelte.
Ezzel a technológiával a mindennapi életben naponta találkozunk, mivel a hűtőszekrényekben szokásosan használják. Az elpárologtatóban - az eszköz hűtő kamrájában - a termékek hőjét elveszik és lehűtik. A hűtőközeg (freon) átszállítja és elsziválja a radiátoron keresztül érkező hőt a légkörbe. A hűtőszekrény által fogyasztott energia csak a kompresszor segítségével mozgatható a rendszeren keresztül.
A hőszivattyú típusai
Geotermikus hőszivattyú
Az alacsony h mérséklet forrása lehet:
- bármely földi tározó vízéből
- talajvíz
- föld
- a levegő
Ennek alapján, és figyelembe véve a hűtőfolyadék típusát a helyiségfűtés rendszerében, határozza meg a szivattyú típusát. Ha a forrás a föld, és a fűtést egy vízmelegítő rendszer végzi, a szivattyú típus "talajvíz" -nek minősül.
Hasonlóan különböznek a "víz-víz", "levegő-víz", "föld-levegő", "levegő-levegő" és "víz-levegő" hőszivattyúk. A földi hőt használó szivattyúkat geotermikusnak is nevezik, és a levegő hőt levegőnek nevezik.
Előnyök és hátrányok
A hőszivattyú előnyei:
Hőszivattyú hőhasznosítása
- A fő előny az, hogy nincs szükség üzemanyagra. Ezenkívül a telepítéshez nem szükséges műszaki specifikáció és egyéb jogosultságok fogadása.
- A hőszivattyús rendszer elsődleges költségei és a hagyományos fűtés beszerelése gyakran összehasonlítható. És az eszköz fűtési költsége alacsonyabb, mint a hagyományos rendszereknél, kivéve a főgázt. Azonban az elkövetkező években valószínűleg a költségek növekedése azt eredményezi, hogy a fő gáz a hatékonyság szempontjából alacsonyabb lesz a hőszivattyúknál.
- Hatékonyság - a rendszer gyorsan megy a tervezési üzemmódba (maximum fél óra) és felmelegíti a házat. Ugyanakkor a hő megszerzésének technológiája környezetbarát, nem robbanásveszélyes és nem tűzveszélyes.
- Nagy megbízhatóság és hosszú élettartam nagy javítások nélkül - legfeljebb 25 évig. Évente egyszer csak egy olcsó folyó ellenőrzésre van szükség.
- A szivattyú működtetésére nincs szükség szellőzésre. A rendszer alacsony zajszintű és kis méretű, ezért a kazánház hiányában a konyhában vagy más helyiségekben is elhelyezhető.
- Autonómia - csak a szivattyú működtetéséhez szükséges elektromos áram szükséges. És áramkimaradás esetén lehetőség van egy tartalék rendszerre - a dízelgenerátorról. Ezenkívül a szivattyúk napkollektorokkal együtt használhatók.
- Nyáron a szivattyú légkondicionáló üzemmódban működhet. Könnyen használható és minimális figyelmet igényel - a programozott egység működik és automatikusan megtartja a kívánt hőmérsékletet.
A szivattyúk hátrányai
Az eszköz hátrányai a következők:
- A berendezések magas költsége a többi ismert típusú fűtéssel összehasonlítva.
- Az egyes egyedi alkalmazásokra vonatkozó egyedi komplex számítások szükségessége.
- A hőszivattyú használatának lehetetlen egyetlen lakásban egy lakóházban.
Hőszivattyú (víz-víz)
Eddig a szivattyúk ára olyan, hogy ez a fő tényező akadályozza széles körű alkalmazását. Számos komponenst tartalmaz, és minden egyes esetben más.
A fűtés maximális hatékonysága érdekében önmagában szükséges a szivattyú gondos kiszámítása. Szintén tanulmányt igényel az alacsony hõforrásokról - ez szintén tisztességes költség. A beszerelés költsége jelentősen növeli a kutak fúrását, vagy a kollektorok földbe való mélyítését nagy mélységig. Ezért a leginkább megfizethető eszközök - a levegő, amelynek telepítése nem igényel hasonló munkát.
A hőszivattyúk használatának átlagos költsége a különböző vállalatok szerint 600 és 1200 euró között van 1 kW fűtésre számítva. Különböző gyártók számára a költségeknek meglehetősen széles tartománya van, és attól függ, hogy milyen design, használt anyagok, az automatizálás foka és számos más tényező.
kilátások
A hőszivattyúk biztosan nagy jövővel rendelkeznek. A világgyakoriság ezt megerősíti az évente telepített készülékek számának folyamatos növekedése mutatói. A magas költségek még több éves működési idő után fizetnek, és néhány európai ország évtizedekig a nagyon olcsó hőforrásokat gyártja. Átlagosan 1 kW áramfogyasztást igényel a szivattyú 4-5 kW hőenergiát generál.
Eddig:
Az energiatakarékos hőszivattyú nagyon hatékony
Ezek a számok azt mutatják, hogy ma a Nyugaton a hőszivattyú a mindennapi élet hétköznapi eszköze - például egy mikrohullámú sütő vagy egy televízió.
Oroszországban ezeknek az eszközöknek a bevezetését gátolja a viszonylag olcsó és megfizethető gázok széles körű használata. Mindazonáltal hajlamosak arra, hogy növeljék a használt hőszivattyúk számát. A megújuló energiaforrások olyan potenciálok, amelyekhez az emberi civilizáció szükségszerűen el fog jönni.
következtetés
A megújuló energiaforrások használata nemcsak üzemanyag felhasználás nélküli fűtést, hanem a jövőben is lehetőséget nyújt a villamos energia megszerzésére, ugyanazon átalakítási elveken alapulva. A földi források tartalékai nemcsak hatalmasak - végtelenek, ezért megújulóknak nevezik őket. Mindannyian meglehetősen hozzáférhetőek, és széles körű alkalmazását korlátozza az átalakításhoz szükséges berendezések még mindig magas költsége, mivel a meglévő technológiák nem tökéletesek.