U najpopularnijim dizalicama topline kompresora ovo je mehanička energija potrebna za pogon kompresora. Najčešći izvor pogona je elektromotor ili - puno rjeđe - motor s unutarnjim izgaranjem.
Učinkovitost toplinske pumpe
Mjera učinkovitosti kompresora pumpe je omjer dobivene topline i električne (mehaničke) energije koja se koristi za pogon. Označavamo ga slovnim simbolom COP (koeficijent izvedbe). Vrijednost COP-a ovisi o mnogim čimbenicima. Tu spadaju tehnička svojstva kompresora i radnog medija, koja mogu biti: otrovni amonijak, freoni štetni za okoliš ili ugljični dioksid. Ovisno o varijanti, COP se može razlikovati do 50% - s ostalim radnim uvjetima pumpe jednakim. Drugi i najvažniji čimbenik koji određuje COP je temperaturna razlika između donjeg izvora topline, tj. Okoline iz koje želimo dobivati energiju, i temperature grijaćeg medija,tj. Voda (ponekad freon) koja napaja sustav grijanja.
Toplina se može dobiti iz zraka, podzemne vode ili zemlje, dok se toplina iz tla može dobiti sondama u dubokim bušotinama ili kolektorom iz cijevi postavljenih oko metar ispod površine zemlje. Svaki od navedenih izvora topline ima različitu temperaturu, pa će s istom tehnologijom dizalica topline imati različitu vrijednost COP za istu temperaturu grijaćeg medija (gornji izvor).
- Dubokomorske sonde. Sa stajališta indeksa COP, najpovoljnije su dubokomorske sonde, jer je temperatura tla već na nekoliko desetaka metara ispod tla iznad 10 ° C.
- Podzemne vode. Svojstva podzemne vode, koje nisu samo visoke temperature (oko 8 stupnjeva C), već imaju i ogroman toplinski kapacitet, također su povoljna. Međutim, kada se podzemna voda koristi kao izvor topline, ozbiljan nedostatak je često začepljenje ispusnih bušotina.
Kao što je poznato da "nitko nije bez mana", imaju ih i najbolji od prizemnih izvora topline. Dubokomorske sonde karakteriziraju visoka cijena, a s vremenom i smanjenje temperature u njihovoj okolini (kada su bušotine preblizu jedna drugoj), što dovodi do smanjenja vrijednosti COP.
- Zrak. Unatoč takvim nedostacima, indeks COP za gore opisane niže izvore topline je 30-50% veći nego kad je riječ o zraku. Dizalice topline s izvorom zraka ulaganja su najjeftinije, ali ujedno i najmanje energetski učinkovite. Za vanjsku temperaturu ispod -5 stupnjeva C, tj. U razdoblju najveće (preko 50%) potražnje za toplinom za grijanje kuće i vode, u najboljim crpkama (s ugljičnim dioksidom) COP je nešto veći od 1,5. U preostalom (freonu) - potrebno je u instalaciji koristiti električne grijače i na višim temperaturama.
(Ovdje ne raspravljam o ravnom kolektoru čija se učinkovitost nalazi između zraka i sondi dubokog mora, a to je zbog osobne averzije prema ovom rješenju, koje - zbog hlađenja tla - mijenja krajolik kućnog vrta u tundru.)
Toplinska pumpa i
vrijednost ekologije COP veća od 1 može sugerirati da je dizalica topline ekološki izvor u situacijama kada ne postoji alternativni izvor energije za grijanje mreži.
Međutim, nije tako. Uvijek možemo koristiti kruta ili tekuća goriva. U modernim sustavima s kotlovima na kruta goriva, s malo opterećenijim radom nego u slučaju mrežnih izvora, kuću možemo zagrijati ekološkim peletima (ne ekološkim ugljenom od graška!).
Postoje i ekološki lož ulje ili UNP; Međutim, ta goriva nisu puno jeftinija od električne energije, uzimajući u obzir troškove spremnika.
Pumpe u Poljskoj
Uzimajući u obzir da je učinkovitost elektroenergetskog sustava u Poljskoj na razini od 25% (uzimajući u obzir tehničko stanje naših elektrana na ugljen i gubitke u prijenosu), upotreba toplinske pumpe s COP = 5 bila bi korisno rješenje za okoliš, što je moguće kombinacijom najboljeg izvora topline zagrijavajte podno grijanje s niskom temperaturom.
U takvoj situaciji korist za okoliš ne bi rezultirala smanjenjem emisije CO2, već manjim onečišćenjem okoliša proizvodima izgaranja, zahvaljujući upotrebi postrojenja za odsumporavanje, denitrifikaciju i odvođenje prašine u industrijskom elektroenergetskom postrojenju, što nije dostupno u domaćim kotlovima.
Kao što vidite, samo u iznimnim slučajevima možemo govoriti o ekološkim prednostima korištenja dizalica topline. Međutim, oni su nesumnjivo korisni za elektroenergetiku i to je vjerojatno razlog zašto, kako je objavljeno u tisku, Nacionalni fond za zaštitu okoliša radi na sustavima za sufinanciranje dizalica topline, koji će podržavati - pod izlikom podrške okolišu i potrošačima - proizvođače oba ova uređaja i … Električna energija.
Dio sunčeve električne energije
Tu je i svjetlije lice ove tehnologije. Zamislimo da su izvor električne energije za dizalicu topline fotonaponske ili hibridne - fotonaponsko-termalne (PVT) stanice.
Potonji su - da ne pojednostavnimo puno - ravni termalni kolektor prekriven fotonaponskim (PV) ćelijama. Prednost takve strukture je povećanje učinkovitosti proizvodnje električne energije i trajnosti hlađene ćelije, kao i opskrbe toplinom. Istina je da toplina ima nižu temperaturu od one koja se može naći u klasičnom solarnom kolektoru, jer zbog smanjenja učinkovitosti proizvodnje električne energije, temperatura kolektora ne smije prelaziti 40 ° C.
Stoga iz hibridnih stanica imamo i toplinu i električnu energiju - osim da ne samo kada je hladno i mračno, tj. Tijekom sezone grijanja. Kad bismo mogli preusmjeriti višak električne energije proizvedene ljeti u mrežu (što je uobičajeno u zemljama koje se ozbiljno bave zaštitom okoliša) i uz to iskoristiti višak topline za zagrijavanje tla iz kojeg bi ga naša crpka izvlačila zimi, postigli bismo izvanredan učinak na okoliš zagrijavanjem kuće s nula emisija CO2.
U zemljama u kojima vlasti ne podržavaju tvrtke koje instaliraju kolektore uz subvencije, hibridne stanice koštaju oko 1100 / m2; zajedno s instalacijama, prema tome, manji je od 2500 / m2 solarne instalacije koju subvencionira Nacionalni fond za zaštitu okoliša.
Pod pretpostavkom da je južni dio krova prekriven hibridnim stanicama površine 50 m2, u povoljnim uvjetima možemo proizvesti preko 5.000 kWh električne energije i 25.000 kWh topline. Akumulirajući ovu toplinu u zemlji čak i s učinkovitošću od 30%, lako možemo dobiti COP = 5, čak i kada koristimo radijatore umjesto optimalnog niskotemperaturnog podnog grijanja. To znači da od električne energije koju proizvode hibridne stanice možemo dobiti toplu vodu za petočlanu obitelj (4000 kWh) i zagrijati kuću korisne površine 150 m2, sagrađenu na skandalozno niskoj razini - iako dopušteno uredbom o tehničkim uvjetima koje moraju ispunjavati zgrade - energetski standard (21.000 kWh).(A opet je lako i ekonomično izgraditi kuću koja koristi osam puta manje energije za grijanje!)
Fotonaponske ćelije bez potpore
Nažalost, široko rasprostranjena upotreba takvih instalacija donijela bi velike gubitke elektroenergetici i vjerojatno stoga nema podrške za obnovljive izvore energije iz fotonaponskih ćelija. Zaštitujući interese moćnog elektroenergetskog sektora od strane vlade, platit ćemo ogromne kazne zbog neprovođenja EU direktiva koje podržavaju obnovljive izvore energije, uključujući kućne instalacije hibridnih ćelija. Vjerojatno će zato dobiti potporu dizalica topline, koje same po sebi ne donose olakšanje poljskoj prirodi, već samo povećavaju dobit energetskih tvrtki. Ali ovo je tema za drugu priču …
