Varmepumper: vi varmer oss i kulden

Hva er årsakene til at vi ikke kan bruke spillvarme til å varme opp boliger? Ved å bruke eksemplet med varmepumper, som er utbredt i verden, vurderes vanskelighetene med implementeringen i CIS-landene.

For å sikre at varmepumper eksisterer og fungerer effektivt, trenger du ikke gå langt. Det er nok å besøke kjøkkenet og se på kjøleskapet. Minusgrader hersker inne, og en varm varmevekslergrill på baksiden signaliserer vellykket utvinning av varme fra produktene dine.

Varmepumper blir ofte referert til som omvendte kjøleskap. Denne analogien er ikke helt nøyaktig. De fysiske prinsippene for drift av et kjøleskap og en varmepumpe er identiske, de skiller seg bare ut i design og formål: kjøleskapet trekker ut varme fra et lukket volum, og "kaster" det inn i miljøet. Tvert imot trekker varmepumpen ut lavtemperaturvarme fra det ytre, åpne miljøet, og gir den til slutt til det lukkede volumet i rommet.

Prinsippene for drift av varmemotorer ble underbygget allerede i første halvdel av 1800-tallet, men kjøleskap var mer heldige: behovet for å lagre mat viste seg å være et mer presserende problem enn å varme opp boliger, spesielt siden det ikke var problemer med drivstoff i disse dager for oppvarming.

For første gang oppsto interessen for varmepumper i etterkrigstidens Europa, da ruinen og mangelen på grunnleggende nødvendigheter tvang letingen etter ikke-standardiserte måter å varme opp boliger på. Men den kraftigste drivkraften for forbedring av varmepumper var energikrisen på 1970-tallet. Den kraftige økningen i prisen på energiressurser har gjort det økonomisk lønnsomt å bruke lavtemperaturvarmebærere: vann i reservoarer, geotermisk varme, varmt avløpsvann fra byer.

På den tiden hadde industrien allerede utviklet og produsert pålitelige og miljøvennlige systemer for ulike bruksområder: fra laveffekt for individuelle hytter til kraftige varmesystemer for bygningskomplekser.

Varmepumper som opererer med et bredt utvalg medier (luft, vann, jord) med automatiserte pumpekontroll- og styringssystemer er nå tilgjengelig på markedet. Men den mest moderne teknologien vil ikke gi de ønskede resultatene hvis det gjøres feil når du velger kraften til varmepumpen eller når du installerer varmesystemet.

For å gjøre dette er det nødvendig å orientere deg i flere nøkkelegenskaper som bestemmer den effektive driften av en varmepumpe. Den viktigste av dem er "oppvarmingskoeffisienten", dvs. forholdet mellom mengden generert termisk energi og den elektriske energien som forbrukes. For moderne systemer varierer det fra 3,5 til 4.

Og her begynner nyansene.Produsenten angir denne verdien for den mest gunstige driftsmodusen til varmepumpen, dvs. for en minimumstemperaturforskjell mellom det eksterne varmemediet og varmekretsen. For eksempel, ved en ytre temperatur på 10 grader Celsius (jord i en dybde på 150 m.) og en temperatur på varmekretsen på 40 grader (varmt gulv), vil koeffisienten virkelig være omtrent 4. Men allerede ved 60 grader faller til 2, og ved 80 grader er det lik 1. V I dette tilfellet er det enklere og billigere å bruke konvensjonelle elektriske varmeovner eller kjeler.

Det andre hovedproblemet er beregningen av kollektoren (varmeuttakskretsen) til varmepumpen Avhengig av sammensetningen av jorda varierer varmeuttaket fra 10 W/m for sandrør til 35 W/m for våt leirjord. Dette er ved horisontal plassering av oppsamleren. For et vertikalt reservoar er det nødvendig å kjenne den geologiske sammensetningen av lagene, siden det er nødvendig å bore enten en dyp (mer enn 100 m) brønn eller et system med brønner som er titalls meter dype.

Derav konklusjonen: det er rett og slett umulig å gjøre uten deltakelse fra en spesialisert organisasjon eller selskap som vil gjennomføre en studie, lage et prosjekt og bestemme sammensetningen av varmesystemet. En horisontal oppsamler krever ingen boring, men å legge hundrevis av meter med rør innebærer å grave like mange grøfter opp til 2,5 meter dype, så ditt godt vedlikeholdte område vil se ut som en bombeplass når jobben er gjort.

Installasjonen av en vertikal tank vil kreve boring til en dybde på mer enn 10 meter, og dette, i tillegg til forskning og designarbeid, er forbundet med innhenting av tillatelser fra ulike organisasjoner.I dag er jordens undergrunn statens eiendom, og det kan i møte med tjenestemenn bli et mer alvorlig hinder enn prisene på utstyr og arbeid med innføring av varmepumper.

Til slutt et estimat på kostnaden for varmepumpen med drift. For en villa med et oppvarmingsareal på 200 m2, vil det være nødvendig med en varmepumpe med en kapasitet på ca. 18 kWh varmeenergi. Samlerrørene blir ca 400 meter lange med en optimistisk varmefjerningshastighet på 50 W/m. Utstyr med slik kapasitet fra ledende tyske selskaper koster omtrent 6 000-7 000 euro, avhengig av konfigurasjonen. Bore- eller gravearbeider - innen 3000 euro. Legg til prosjektet, godkjenningene og få summen på 10 000. Dette er et kriterium for å vurdere om det er verdt det for en vanlig beboer å installere varmepumpe i dag og når det vil lønne seg.

For organisasjoner og virksomheter som bygger nye lokaler er det nå mulig å gi oppvarming med varmepumper. Slike kostnader, på bakgrunn av en kontinuerlig økning i energitariffer, kan gjenvinnes på 3-5 år. Men for befolkningen som staten har fastsatt preferansetariffer eller subsidierte energikostnader for, vil bruk av varmepumper være ulønnsomt i lang tid.