Vrste toplinskih pumpi:što su, kako rade i koja je najbolja za vas?

Ugodno okruženje igra sastavnu ulogu u tome kako provodimo dane, a jedan od načina da to postignemo su klima uređaji i dizalice topline. Svi smo dobro upoznati s klima uređajima, ali većina ljudi nije svjesna da je klima uređaj također posebna vrsta dizalice topline i da postoji mnogo više sustava koji se mogu koristiti za istu svrhu grijanja ili hlađenja vaše kuće.

U današnje vrijeme jednostavno ne možemo bez odgovarajućeg grijanja i hlađenja. Temeljni je zahtjev razmišljati o kontroli temperature pri projektiranju stambenih ili poslovnih zgrada. Nažalost, to ima i lošu stranu jer ovi zahtjevi mogu imati ogroman energetski otisak. Iako neki klima uređaji mogu trošiti energiju, postoje različiti oblici grijanja i hlađenja koji mogu biti korisni u stvaranju energetski učinkovitog doma.

Pogledajmo koje su te druge vrste dizalica topline, kako rade i kako možete odabrati prikladnu za svoje potrebe.

Što su toplinske pumpe?

Jednostavno rečeno, dizalica topline je uređaj koji služi za prijenos topline s jednog mjesta na drugo. Može se koristiti i za grijanje i za hlađenje. Može uzeti toplinu iznutra i izbaciti je van (hlađenje) ili može uzeti toplinu izvana i ubrizgati je unutra (grijanje).

Postoji više načina na koje se ova funkcija može postići; prođimo kroz to detaljno:

Učinkovitost dizalica topline puno je veća od učinkovitosti električnih otpornih grijača. Ali postoji kvaka. Ova se učinkovitost smanjuje kako temperaturni gradijent ili razlika između vanjske i unutarnje temperature počinje rasti.

Upotreba pojma "dizalica topline" može zbuniti većinu ljudi da pomisle da ovi uređaji mogu samo grijati unutarnji prostor, a ne hladiti ga. Ali kao što smo ranije definirali, oni mogu obavljati oba posla, često putem jednog uređaja. To se postiže korištenjem "prekretnog ventila" u slučaju klima uređaja. Preko ovog mehanizma, zavojnice kondenzatora i isparivača mogu se međusobno zamijeniti, tj. kondenzator može postati isparivač, a isparivač može postati kondenzator, prema potrebi.

Kako rade toplinske pumpe?

Toplinska pumpa radi tako što pomiče tekućinu poznatu kao rashladno sredstvo kroz različite komponente poznate kao isparivač, kondenzator, kompresor i ekspanzijski ventil. Rashladno sredstvo je primarni medij kroz koji se toplina uklanja ili dodaje u prostoriji. Može apsorbirati toplinu iz okoline i ohladiti je kada se kombinira s drugim komponentama kao što su isparivači ili kondenzatori. U sljedećem ciklusu ćemo pogledati kako toplinska pumpa može poslužiti za hlađenje prostora. Isti postupak može se obrnuti kako bi se dobio raspored grijanja.

Rashladno sredstvo prolazi kroz ekspanzijski ventil, koji pretvara prethodno tekuće rashladno sredstvo u plin. Tijekom ove ekspanzije, rashladno sredstvo se hladi. Zatim prolazi kroz niz zavojnica u isparivaču, koji se upuhuju ventilatorom. Hladan zrak se tako ubrizgava u prostoriju, a toplinu apsorbira rashladno sredstvo koje se pretvara u vrući plin.

Zatim prolazi kroz kompresor, gdje se komprimira i pretvara u visokotlačni plin visoke temperature. Rashladno sredstvo se uvodi kroz mrežu zavojnica u kondenzatoru, a ventilatori ga upuhuju kako bi uklonili pohranjenu toplinu i izbacili je u vanjsku atmosferu. Rashladno sredstvo, koje je sada tekućina u ovom trenutku, ponovno prolazi kroz isti proces kako bi nastavilo dobivati ​​hladan zrak.

Kako toplinska pumpa radi u načinu hlađenja?

Tekuće rashladno sredstvo se pumpa kroz unutarnju zavojnicu (isparivač), a zrak iz vaše sobe se upuhuje preko njega. Rashladno sredstvo apsorbira toplinsku energiju, a rezultirajući hladni zrak upuhuje se natrag u kuću. Rashladno sredstvo zatim isparava u obliku plina.

Plinovito rashladno sredstvo zatim se šalje u kompresor, koji ga tlači. Plinovito rashladno sredstvo pod pritiskom ga zagrijava. Vruće, plinovito rashladno sredstvo zatim se šalje u vanjsku zavojnicu (kondenzator). Ventilator u vanjskoj jedinici puše vanjski zrak preko zavojnice. Rashladno sredstvo predaje svoju toplinu vanjskom zraku jer je vanjski zrak hladniji od rashladnog sredstva. Kako se rashladno sredstvo hladi, kondenzira se natrag u tekućinu.

Tekuće rashladno sredstvo šalje se u ekspanzijski ventil u unutarnjoj jedinici, što smanjuje njegov tlak kako bi se dodatno ohladilo. Hladno, tekuće rashladno sredstvo sada je spremno za pumpanje natrag u zavojnicu isparivača i ciklus može ponovno započeti.

Kako toplinska pumpa radi u načinu grijanja?

U načinu hlađenja nema bitne razlike između klima uređaja i dizalice topline. Međutim, u načinu rada grijanja dolazi do izražaja najizrazitija značajka dizalice topline:povratni ventil. Prekretni ventil preokreće protok rashladnog sredstva tako da toplinska pumpa ispušta energiju u dom. Tako zavojnica vanjske jedinice igra ulogu isparivača, a zavojnica unutarnje jedinice ulogu kondenzatora.

Cjelokupni proces ostaje isti. Prvo se tekuće rashladno sredstvo pumpa kroz vanjsku zavojnicu (isparivač), a preko nje se upuhuje vanjski zrak. Zatim, nakon što rashladno sredstvo apsorbira toplinsku energiju, rezultirajući hladni zrak se ispuhuje van. Tekuće rashladno sredstvo tada isparava u plin.

Plinovito rashladno sredstvo prolazi kroz kompresor, koji ga tlači da bi se zagrijao. Plinovito rashladno sredstvo zatim se šalje u unutarnju zavojnicu (kondenzator). Unutarnji ventilator puše hladan, unutarnji zrak preko plinovitog rashladnog sredstva. Budući da je unutarnji zrak hladniji od plinovitog rashladnog sredstva, rashladno sredstvo gubi toplinu unutarnjem zraku. Nastali vrući zrak upuhuje se u kuću.

U međuvremenu, rashladno sredstvo se kondenzira u tekućinu i zatim se pumpa do ekspanzijskog ventila, snižavajući tlak kako bi se dodatno ohladio. Na kraju, hladno, tekuće rashladno sredstvo pumpa se u vanjsku zavojnicu (isparivač), tako da ciklus može ponovno započeti.

1. Vrsta toplinske pumpe:toplinske pumpe zrak-zrak

Kao što je očito, dizalice topline zrak-zrak rade koristeći zrak kao hladnjak i izvor topline. Uobičajeni primjeri takvih sustava su stambeni i poslovni klima uređaji. Ovi sustavi su također reverzibilni, što znači da se mogu koristiti za grijanje ili hlađenje.

Dizalice topline zrak-zrak energetski su učinkoviti sustavi klimatizacije, s jeftinijom instalacijom i početnim troškovima od ostalih sustava dizalica topline. Oni mogu osigurati dovoljno grijanja i hlađenja u klimatskim zonama i stoga su prikladni za korištenje u velikim dijelovima zemlje.

Međutim, postoji nedostatak ovih dizalica topline. Njihova učinkovitost opada kako se povećava temperaturna razlika između unutarnje i vanjske temperature. Pri ekstremnoj hladnoći ili ekstremnoj vrućini, dizalice topline zrak-zrak mogu se suočiti s poteškoćama u željenom radu. U hladnim klimama to može biti problem i ometati rad klima uređaja. Međutim, značajka zaštite od smrzavanja u nekim dizalicama topline može značajno pomoći u zaštiti vaših cijevi od smrzavanja na ekstremnoj hladnoći uz nisku cijenu.

Postoji nekoliko različitih vrsta dizalica topline zrak-zrak. Pogledajmo svaki od njih u nastavku:

a) Mini-split toplinska pumpa (toplinska pumpa bez kanala)

Mini-split dizalice topline brzo postaju sve popularnije među stambenim i, zapravo, poslovnim potrošačima, zbog svoje jednostavne instalacije, fleksibilnosti i energetske učinkovitosti. Zapravo, mogu biti još energetski učinkovitiji ako se spoje s pametnim AC regulatorom. Ove vrste dizalica topline ne zahtijevaju opsežnu mrežu kanala ili ventilacijskih otvora i prikladne su za naknadnu ugradnju gdje je starije strukture potrebno opremiti modernim sustavom klimatizacije.

Ovi sustavi se sastoje od dva dijela, unutarnje jedinice i vanjske jedinice. Vanjska jedinica sadrži kondenzator koji izbacuje neželjenu toplinu van, dok unutarnja jedinica ubacuje hladan ili vruć zrak u prostoriju.

Mini-split vanjska jedinica također se može koristiti za napajanje više unutarnjih jedinica, što dovodi do onoga što je poznato kao višezonski mini-split. Putem ove metode, pojedinačne jedinice mogu se neovisno kontrolirati u onome što je poznato kao "zoniranje".

Način zaštite od smrzavanja (FP) u Cielo Breez Smart AC kontroli

Način rada Zaštita od smrzavanja jedinstvena je i inovativna značajka za one koji imaju domove u ekstremno hladnim klimama. Uz zaštitu od smrzavanja možete održavati ugodnu temperaturu u unutarnjem prostoru čak i kada se ne koristi.

Klima uređaj može raditi u načinu grijanja male snage, osiguravajući da soba ne postane nepodnošljivo i ledeno hladna. Ovaj način je idealan kada ne zauzimate prostor, ali ne želite da se smrzne ili jako ohladi

b) Toplinska pumpa ispušnog zraka

Manje poznata varijanta dizalica topline zrak-zrak su dizalice topline ispušni zrak, koje koriste ispušni zrak iz zasebnog procesa i iz njega izvlače toplinu. Zahtjevi za takvu vrstu dizalice topline su da treba biti smještena u blizini ispušnog sustava s konstantnim protokom i također stalnim temperaturama.

2. Vrsta toplinske pumpe:podvodne/podzemne toplinske pumpe

Kao što je gore spomenuto, nedostatak dizalica topline zrak-zrak su temperaturne varijacije koje se opažaju u okolišu. Među različitim vrstama dizalica topline, podzemne ili podvodne dizalice topline eliminiraju ovaj problem jer tlo ima gotovo konstantnu temperaturu tijekom cijele godine. Stoga podzemne ili podvodne dizalice topline osiguravaju učinkovit hladni ili topli zrak tijekom cijele godine. Štoviše, učinkovitost dizalice topline za ovaj tip je mnogo veća od ostalih tipova, zbog niske potrošnje energije.

a) Toplinske pumpe s izvorom vode

Podvodne dizalice topline koriste izvor vode kao medij za izmjenu topline. Ali preduvjet je, naravno, da se izvor vode nalazi u blizini. Ove dizalice topline mogu raditi i kao reverzibilne dizalice topline, apsorbirajući toplinu iz vode za zagrijavanje unutarnjeg okoliša, a također ispuštajući toplinu apsorbiranu iznutra u tijelo vode.

To se postiže nizom zavojnica ili petlji postavljenih ispod vodene površine. Rashladno sredstvo, u nekim slučajevima sama voda, pumpa se kroz te zavojnice i zatim usmjerava unutar kuće kako bi osiguralo grijanje ili hlađenje.

Kao što je prije spomenuto, podvodne temperature ostaju stabilne tijekom cijele godine, a toplinske crpke izvora vode mogu se dobro iskoristiti iu ekstremnim klimatskim uvjetima bez pada učinkovitosti.

Iako podvodni sustavi ne zahtijevaju opsežnu pripremu kopanjem tla (kao što je slučaj s geotermalnim sustavima), oni su u početku još uvijek skupi u usporedbi sa sustavima zrak-zrak.

Može se napraviti daljnja razlika u podvodnim sustavima, naime sustavi otvorene i zatvorene petlje. Sustav zatvorene petlje ima unutar sebe rashladno sredstvo koje se neprestano reciklira kroz mrežu cjevovoda. Rashladno sredstvo ne treba stalno nadopunjavati. Sustavi otvorene petlje, s druge strane, uzimaju vodu iz izvora i pumpaju je unutar kuće. Ta se voda zatim izbacuje natrag u izvor vode. Kroz mrežu se ne pumpa kontinuirano ista količina vode. Dizalice topline s izvorom vode stoga su pravi izbor za ruralne domove u blizini vodenih površina.

b) Toplinske pumpe sa zemljom

Poznati i kao geotermalne toplinske pumpe, ovi sustavi koriste toplinu tla umjesto vode za grijanje ili hlađenje unutarnjeg prostora. Tlo je također izvor topline gotovo konstantne temperature tijekom cijele godine i može ovisiti o potrebama grijanja i hlađenja. Kao i podvodne dizalice topline, rashladno sredstvo prolazi kroz zavojnice i petlje koje su smještene ispod zemlje. Ovo rashladno sredstvo se zatim pumpa unutar kuće, gdje se izmjenjuje toplina.

Ljeti to znači da rashladno sredstvo prenosi hladno rashladno sredstvo unutar kuće, gdje apsorbira toplinu iz unutarnjeg prostora i zagrijava se, dok se kuća hladi. Obrnuto vrijedi tijekom zime kada rashladno sredstvo izbacuje toplinu u prostoriju dok se samo hladi.

Podzemne cijevi mogu se postaviti u više konfiguracija. Mogu se postaviti u vodoravne petlje ispod zemlje ili se mogu bušiti okomito na veće dubine u cijevima. Ove cijevi u obliku slova U spojene su na dnu, tvoreći međusobno povezanu mrežu.

3. Vrsta toplinske pumpe:Hibridne toplinske pumpe

U vrlo hladnim klimatskim uvjetima, dizalica topline može imati problema zbog ogromne temperaturne razlike između vanjske temperature i željene unutarnje temperature. To se posebno odnosi na sustave zrak-zrak, koji mogu prestati raditi na temperaturama blizu nule, što zahtijeva upotrebu peći, koje su dodatni trošak.

Štoviše, iako geotermalne i podvodne dizalice topline mogu raditi u širem rasponu temperatura, bolje su u hlađenju nego u grijanju.

Za rješavanje ovog problema možete koristiti hibridne dizalice topline. Ovi sustavi su kombinacija dvije različite vrste dizalica topline, od kojih svaka odgovara različitim klimatskim uvjetima i zahtjevima. Primjer takvog rasporeda su dizalice topline na solarni pogon. Koriste solarnu energiju kao izvor energije za napajanje dodatnih sustava grijanja ili se mogu koristiti izravno za grijanje iskorištavanjem sunčeve energije.

Ukratko – Koja je vrsta toplinske pumpe najbolja za vas?

Koji god sustav odabrali među različitim vrstama dizalica topline, budite sigurni da imate potpunu sliku o klimatskoj zoni u kojoj se nalazite, proračunu, zahtjevima i, naravno, lokaciji vaše dizalice topline. Ako naknadno opremate staru, postojeću zgradu, bila bi vam prikladnija mini-split dizalica topline. Ali ako živite u blizini velike vodene površine u ruralnom području, geotermalnu ili podvodnu toplinsku pumpu možda vrijedi pogledati.

Osim osobnih preferencija i geografskih ograničenja, važno je pripaziti na troškove instalacije i rada. Kao što je već spomenuto, geotermalni sustav bit će skup za instalaciju, ali operativni troškovi mogu biti izuzetno niski, u usporedbi s dizalicom topline bez kanala. Ali s druge strane, sustav bez kanala bit će mnogo jeftiniji za kupnju i ugradnju, uz minimalno vrijeme ugradnje.

Ako vjerujete da morate učiniti sve kako biste postigli veličinu, tada su Cielo Breez pametni AC regulatori vaše odredište. Ovi ultramoderni pametni uređaji uključuju pametnu funkcionalnost u vaše dizalice topline bez kanala ili klima uređaje. Uživajte u genijalnosti pametne HVAC industrije uz Cielo Breez koji odražava udobnost, kontrolu i praktičnost u vašem iskustvu klimatizacije.