Lasīšanas ceļvedis
Siltumsūkņi mūsdienās ir dusmīgi, it īpaši Eiropā, kur dažas valstis strādā, lai aizliegtu fosilā kurināmā krāsņu un katlu uzstādīšanu par labu videi draudzīgām iespējām, ieskaitot energoefektīvus siltumsūkņus. (Krāsnas siltumizolē un izplata to caur caurulēm visā mājā, savukārt katli silda ūdeni, lai nodrošinātu karstu ūdeni vai tvaika apkuri.) Šogad ASV valdība sāka piedāvāt nodokļu stimulus siltumsūkņu uzstādīšanai, kas mēdz maksāt vairāk nekā tradicionālās krāsnis bet ilgtermiņā ir daudz efektīvāki.
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu jomā, jo akumulatora ietilpība ir ierobežota, tā ir arī pamudinājusi nozari pievērsties siltumsūkņiem. Tāpēc varbūt ir pienācis laiks ātri uzzināt, ko nozīmē siltumsūkņi un ko viņi dara.
Kāds ir visizplatītākais siltumsūkņa veids?
Ņemot vērā neseno buzz, jūs varētu būt pārsteigts, uzzinot, ka jūs jau izmantojat asiltumsūknis- Jums, iespējams, jūsu mājās ir vairāk nekā viens un vairāk nekā viens no automašīnā. Jūs tos vienkārši nesaucat par siltumsūkņiem: jūs lietojat terminus "ledusskapis" vai "gaisa kondicionieris".
Faktiski šīs mašīnas ir siltumsūkņi, kas nozīmē, ka tās pārvieto siltumu no salīdzinoši aukstas vietas uz salīdzinoši karstu vietu. Silda plūst spontāni no karstas līdz aukstumam. Bet, ja vēlaties to pagriezt no aukstuma uz karsti, jums tas ir "jāpiespiež". Vislabākā analoģija šeit ir ūdens, kas patstāvīgi plūst kalnā, bet tas ir jāsūknē kalnā.
Kad karstā uzglabāšanā sūknējat siltumu, kas atrodas kaut kādā aukstā uzglabāšanā (gaisā, ūdenī utt.), Aukstā uzglabāšana kļūst aukstāka un karstā uzglabāšana kļūst karstāka. Tas patiesībā ir tas, par ko ir jūsu ledusskapis vai gaisa kondicionieris - tas pārvietojas siltumu no vietas, kur tas nav vajadzīgs kaut kur citur, un jums nav vienalga, ja jūs tērējat nedaudz papildu siltumu.
Kā pagatavot praktisku dzesētāju ar siltumsūkni?
Galvenais ieskats, kas radāssiltumsūkņi nāca 19. gadsimta sākumā, kad vairāki izgudrotāji, ieskaitot Jēkabu Perkinsu, saprata, ka viņi kaut ko var atdzesēt šādā veidā, netērējot gaistošos šķidrumus, kas iztvaikoja, lai sasniegtu dzesēšanu. Tā vietā, lai atbrīvotu šos tvaikus atmosfērā, viņi apgalvoja, labāk būtu tos savākt, apvienot šķidrumā un atkārtoti izmantot šo šķidrumu kā dzesēšanas šķidrumu.
Tam ir paredzēti ledusskapji un gaisa kondicionieri. Viņi iztvaiko šķidros aukstumnesējus un izmanto aukstos tvaikus, lai absorbētu siltumu no ledusskapja vai automašīnas iekšpuses. Tad viņi saspiež gāzi, kas kondensējas atpakaļ šķidrā formā. Šis šķidrums tagad ir karstāks nekā tad, kad tas sākās, tāpēc daļa no tā turētās karstuma var viegli (iespējams, ar ventilatora palīdzību) var ieplūst apkārtējā vidē - gan ārpus telpām, gan citur virtuvē.
Tas nozīmē: jūs esat ļoti pazīstams ar siltumsūkņiem; Tas ir tikai tas, ka jūs turpināt atsaukties uz viņiem kā gaisa kondicionieriem un ledusskapjiem.
Tagad darīsim vēl vienu domu eksperimentu. Ja jums ir logu gaisa kondicionēšana, jūs to pat varat izdarīt kā reālu eksperimentu. Instalēt atpakaļ. Tas ir, instalējiet tās vadības ierīces ārpus loga. Dariet to vēsā, sausā laikā. Kas notiks?
Kā jūs varētu gaidīt, tas pūta aukstu gaisu jūsu sētā un izdala siltumu jūsu mājās. Tātad tas joprojām pārvadā siltumu, padarot jūsu māju ērtāku, to sildot. Protams, tas atdzesē gaisu ārā, bet šis efekts kļūst minimāls, kad esat prom no logiem.
Jums tagad ir siltumsūknis, lai sildītu savu māju. Tas var nebūt labākaissiltumsūknis, bet tas darbosies. Turklāt, kad nāk vasara, jūs varat arī pagriezt to otrādi un izmantot kā gaisa kondicionieri.
Protams, faktiski to nedariet. Ja jūs to izmēģināsit, tas neapšaubāmi neizdosies, kad pirmo reizi līst un ūdens nonāk kontrollerī. Tā vietā jūs varat iegādāties komerciālu “gaisa avota” siltumsūkni, kas savu māju sildīšanai izmanto to pašu principu.
Problēma, protams, ir tāda, ka degvīns ir dārgs, un jūs ātri no tā izskrējat, lai atdzesētu vīnu. Pat ja jūs aizstāsit degvīnu ar lētāku alkohola berzēšanu, drīz jūs sūdzēsities par izdevumiem.
Dažām no šīm ierīcēm ir tā sauktie atpakaļgaitas vārsti, kas ļauj vienai un tai pašai ierīcei veikt divkāršu lomu: tie var sūknēt siltumu no ārpuses iekšpusē vai no tās, nodrošinot gan siltuma, gan gaisa kondicionēšanu, kā aprakstīts zemāk.
Kāpēc siltumsūkņi ir efektīvāki nekā elektriskie sildītāji?
Siltumsūkņi ir efektīvāki nekā elektriskie sildītāji, jo siltuma ģenerēšanai nav nepieciešama elektrība. Elektrība, ko izmanto asiltumsūknisrada nedaudz siltuma, bet vēl svarīgāk ir tas, ka tas sūknē siltumu no ārpuses jūsu mājās. Siltuma attiecību, kas izdalās mājās ar enerģiju, kas nosūtīta uz elektrisko kompresoru, sauc par veiktspējas koeficientu vai COP.
Vienkāršam elektriskās telpas sildītājam, kas nodrošina visu siltumu, ko rada elektriskā sildīšanas elements, ir 1. No otras puses, siltumsūkņa policists var būt lielāks par lielumu.
Tomēr siltumsūkņa policists nav fiksēta vērtība. Tas ir apgriezti proporcionāls temperatūras starpībai starp diviem rezervuāriem, kuros siltums tiek sūknēts. Tas nozīmē, ka, ja jūs sūknējat siltumu no ne pārāk auksta rezervuāra līdz ne pārāk karstai ēkai, COP būs liela vērtība, kas nozīmē, ka jūsu siltumsūknis ir ļoti efektīvs elektrības lietošanā. Bet, ja jūs mēģināt sūknēt siltumu no ārkārtīgi aukstā rezervuāra jau siltā ēkā, COP vērtība tiek samazināta, kas nozīmē, ka efektivitāte cieš.
Rezultāts ir tas, ko jūs intuitīvi gaidāt: vislabāk ir izmantot siltāko lietu, ko varat atrast kā āra siltuma rezervuāru.
Gaisa avota siltumsūkņi, kas izmanto āra gaisu kā siltuma rezervuāru, šajā sakarā ir vissliktākais risinājums, jo ziemas sildīšanas sezonā āra gaiss ir ļoti auksts. Vēl labāk ir zemes avota siltumsūkņi (pazīstami arī kā ģeotermiskie siltumsūkņi), jo pat ziemā zeme vidējā dziļumā joprojām ir diezgan silta.
Kāds ir labākais siltuma sūkņu siltuma avots?
Problēma ar zemes avotusiltumsūkņiir tas, ka jums ir nepieciešams veids, kā piekļūt šim apbedītajam karstuma rezervuāram. Ja ap mājām jums ir pietiekami daudz vietas, jūs varat rakt grāvjus un saprātīgā dziļumā, piemēram, dažus metrus dziļumā, apglabāt ķekars cauruļvadu. Pēc tam caur šīm caurulēm varat cirkulēt šķidrumu (parasti ūdens un antifrīzu), lai absorbētu siltumu no zemes. Alternatīvi, jūs varat urbt dziļos caurumus zemē un vertikāli uzstādīt caurules šajos caurumos. Tomēr tas viss kļūs dārgi.
Vēl viena veiksmīgā dažu veiksmīgo stratēģija ir iegūt siltumu no tuvējā ūdens ķermeņa, noteiktā dziļumā iemērcot cauruli ūdenī. Tos sauc par ūdens avota siltumsūkņiem. Daži siltumsūkņi izmanto neparastāku stratēģiju, kā iegūt siltumu no gaisa, atstājot ēku vai no saules karstā ūdens.
Ļoti aukstā klimatā ir jēga, ja iespējams, uzstādīt zemes avota siltumsūkni. Iespējams, tas ir iemesls, kāpēc vairums siltumsūkņu Zviedrijā (kurai ir viens no lielākā siltumsūkņu skaita uz vienu iedzīvotāju) ir šāda veida. Bet pat Zviedrijai ir liels procents gaisa avota siltumsūkņu, kas pretendē uz kopējo apgalvojumu (vismaz Amerikas Savienotajās Valstīs), ka siltumsūkņi ir piemēroti tikai mājas sildīšanai vieglā klimatā.
Tātad, lai kur jūs atrastos, ja jūs varat atļauties augstākas avansa izmaksas, nākamreiz, kad jūs saskaraties ar lēmumu par mājas sildīšanu, apsveriet iespēju izmantot siltumsūkni, nevis tradicionālu plīti vai katlu.
Pasta laiks: oktobris-19-2023