Isı pompaları: kendimizi soğukta ısıtırız
Evleri ısıtmak için atık ısıyı kullanmamızı engelleyen sebepler nelerdir? Dünyada yaygın olan ısı pompaları örneğini kullanarak, bunların BDT ülkelerinde uygulanmasındaki zorluklar ele alınmaktadır.
Isı pompalarının var olduğundan ve etkin bir şekilde çalıştığından emin olmak için uzağa gitmenize gerek yok. Mutfağa gidip buzdolabına bakmanız yeterli. İçeride sıfırın altındaki sıcaklıklar hüküm sürüyor ve arkadaki sıcak ısı değişim ızgarası, ürünlerinizden başarılı bir şekilde ısı çekildiğini gösteriyor.
Isı pompalarına genellikle ters buzdolapları denir. Bu benzetme tamamen doğru değil. Bir buzdolabının ve bir ısı pompasının fiziksel çalışma ilkeleri aynıdır, yalnızca tasarım ve amaç bakımından farklılık gösterirler: buzdolabı, ısıyı kapalı bir hacimden alarak çevreye "fırlatır". Aksine, ısı pompası düşük sıcaklıktaki ısıyı dışarıdan, açık ortamdan çeker ve sonunda odanın kapalı hacmine verir.
Isı motorlarının çalışma ilkeleri 19. yüzyılın ilk yarısında kanıtlanmıştı, ancak buzdolapları daha şanslıydı: Yiyecekleri depolama ihtiyacı, özellikle yakıtla ilgili herhangi bir sorun olmadığı için evleri ısıtmaktan daha acil bir sorun haline geldi. o günlerde ısınmak için.
İlk kez, ısı pompalarına olan ilgi savaş sonrası Avrupa'da, harabe ve temel ihtiyaçların yokluğu, evleri ısıtmak için standart olmayan yollar aramaya zorladığında ortaya çıktı. Ancak ısı pompalarının gelişmesi için en güçlü itici güç, 1970'lerin enerji kriziydi. Enerji kaynaklarının fiyatındaki keskin artış, düşük sıcaklıktaki ısı taşıyıcıların kullanımını ekonomik olarak karlı hale getirdi: rezervuarlardaki su, jeotermal ısı, şehirlerden gelen sıcak atık su.
O zamana kadar endüstri, çeşitli uygulamalar için güvenilir ve çevre dostu sistemler geliştirmiş ve üretmişti: bireysel kulübeler için düşük güçten bina kompleksleri için güçlü ısıtma sistemlerine.
Otomatik pompa kontrol ve yönetim sistemleri ile çok çeşitli ortamlarla (hava, su, toprak) çalışan ısı pompaları artık piyasada mevcuttur. Ancak ısı pompasının gücünü seçerken veya ısıtma sistemini kurarken hatalar yapılırsa en modern teknoloji istenen sonuçları vermeyecektir.
Bunu yapmak için, kendinizi bir ısı pompasının verimli çalışmasını belirleyen birkaç temel özelliğe yönlendirmeniz gerekir. Bunlardan en önemlisi "ısıtma katsayısı", yani. üretilen termal enerji miktarının tüketilen elektrik enerjisine oranı. Modern sistemler için 3,5 ile 4 arasında değişmektedir.
Ve burada nüanslar başlıyor.Üretici bu değeri ısı pompasının en uygun çalışma modu için belirtir, örn. harici ısıtma ortamı ile ısıtma devresi arasındaki minimum sıcaklık farkı için. Örneğin, 10 santigrat derece dış sıcaklıkta (toprak 150 m derinlikte) ve ısıtma devresinin sıcaklığı 40 derece (sıcak zemin) olduğunda, katsayı gerçekten yaklaşık 4 olacaktır. 2'ye düşer ve 80 derecede 1'e eşittir. V Bu durumda geleneksel elektrikli ısıtıcılar veya kazanlar kullanmak daha kolay ve daha ucuzdur.
İkinci ana problem ise ısı pompasının kollektörünün (ısı atma devresi) hesaplanmasıdır.Toprağın bileşimine bağlı olarak ısı çekişi kum borular için 10 W/m ile ıslak killi topraklar için 35 W/m arasında değişmektedir. Bu, kollektörün yatay olarak yerleştirilmesi durumundadır. Dikey bir rezervuar için, derin (100 m'den fazla) bir kuyu veya onlarca metre derinlikte bir kuyu sistemi delmek gerektiğinden, katmanların jeolojik bileşimini bilmek gerekir.
Sonuç olarak: Bir çalışma yürütecek, bir proje yapacak ve ısıtma sisteminin bileşimini belirleyecek uzman bir kuruluş veya şirketin katılımı olmadan yapmak imkansızdır. Yatay bir toplayıcı sondaj gerektirmez, ancak yüzlerce metre boru döşemek, 2,5 metre derinliğe kadar aynı sayıda hendek kazmayı içerir, bu nedenle bakımlı alanınız iş bittiğinde bomba sahası gibi görünecektir.
Dikey bir tankın montajı, 10 metreden daha derin bir sondaj gerektirecektir ve bu, araştırma ve tasarım çalışmalarına ek olarak, çeşitli kuruluşlardan izin alınmasıyla ilişkilidir.Günümüzde toprak altı devletin malıdır ve yetkililerin nezdinde ısı pompalarının devreye alınması konusunda ekipman ve çalışma fiyatlarından daha ciddi bir engel haline gelebilmektedir.
Son olarak, çalışan ısı pompasının maliyetinin bir tahmini. 200 m2 ısıtma alanına sahip bir villa için yaklaşık 18 kwh ısı enerjisi kapasiteli ısı pompasına ihtiyaç duyulacaktır. Kolektör boruları, 50 W/m'lik iyimser bir ısı giderme oranıyla yaklaşık 400 metre uzunluğunda olacaktır. Önde gelen Alman şirketlerinden bu kapasiteye sahip ekipmanların maliyeti, konfigürasyona bağlı olarak yaklaşık 6.000-7.000 Euro'dur. Sondaj veya kazı işleri - 3000 Euro içinde. Projeyi, onayları ekleyin ve toplam 10.000'i alın.Bu, sıradan bir sakinin bugün bir ısı pompası kurmasına değip değmeyeceğine ve ne zaman amorti edeceğine karar vermek için bir kriterdir.
Yeni tesisler inşa eden kuruluşlar ve işletmeler için ısı pompaları ile ısıtma sağlamak artık mümkün. Enerji tarifelerindeki sürekli artışın arka planına karşı bu tür maliyetler 3-5 yıl içinde telafi edilebilir. Ancak devletin tercihli tarifeler belirlediği veya enerji maliyetlerini sübvanse ettiği nüfus için, ısı pompalarının kullanımı uzun süre kârsız olacaktır.