משאבת חום: מה זה, למה זה מיועד והיקף היישום
כנראה שאנשים שלפחות פעם אחת חשבו על חימום אוטונומי של הבית שלהם נתקלו במונח "משאבת חום", אבל לא הבינו עד הסוף מה זה. היום ננסה להסביר את המונח הזה בפירוט.
אנשים רגילים לקבל חום בבתים שלהם משריפת משהו. לדוגמה, בעבר בכל בית פרטי היה תנור עצים. אנשים שרפו עצים, פחם וחיממו את בתיהם. באופן עקרוני, שיטת חימום זו נשמרה עד היום, אך הולכת ונעשית פחות ופחות נפוצה. בערים שורפים מוצרי גז, פחם ונפט לחימום בניינים רבי קומות. כלומר, העיקרון של קבלת חום נשאר זהה: אתה צריך לשרוף משהו כדי שיתחמם.
אבל אתה צריך להבין ששיטה זו של יצירת חום לא יכולה להימשך לנצח. במוקדם או במאוחר, משאבי הבעירה יתחילו להיגמר. מחשבה זו רדפה אנשים רבים, ולכן הם החלו לחשוב על מקורות חום חלופיים.
משאבת חום היא אחת הדרכים החלופיות להפקת חום. אם מסתכלים על זה, יש הרבה חום סביב אנשים באוויר, במים ובאדמה. משאבת חום עוזרת לייצר מהם חום מבלי לשרוף דבר.
תוכן המאמר
משאבת חום - מה זה?
משאבת חום היא מכשיר שמייצר חום מהסביבה ומעביר אותו למערכת החימום הביתית.משאבות חום מופעלות על ידי אנרגיה, אך היא לא מושקעת על חימום הבית, כמו בקמין חשמלי, אלא על העברת חום מהסביבה אל הבית. הודות לגישה זו, היעילות של האנרגיה המושקעת גבוהה בהרבה מאשר בחימום ישיר של הבית. לכן נחסך בחשמל שמשפיע לטובה על הסביבה.
משאבות חום: סוגים
משאבות חום מגיעות בשלושה סוגים, בהתאם לאופן שבו הן מייצרות חום:
- אוויר - מייצר חום ממסת האוויר.
- גיאותרמית - מפיקה חום מהקרקע.
- מים - מייצרים חום ממי נהרות, אגמים, ימים ומקורות תת-קרקעיים.
עקרון הפעולה הוא פשוט. רדיאטור מחליף חום ממוקם באחת מהסביבות שתוארו לעיל, אשר אוסף חום מהאדמה, האוויר או המים. בעזרת משאבת חום חום זה נצבר, הטמפרטורה שלו עולה ונשלח למערכת החימום הביתית.
למעשה, כל אדם בחייו ראה משאבת חום בפעולה. הנציגים הבולטים של משאבות אלו הם המקרר והמזגן. כן, הם עובדים לקירור. אבל משאבת חום יכולה לעבוד גם לחימום וגם לקירור. הכל תלוי איך מאורגן מחזור חילופי החום. במקרר, המחזור התרמודינמי מאורגן לקירור. אבל אם תכוון אותו בסדר הפוך, המקרר יעבוד כמחמם. לא, זה לא אומר שיש מתג מחזור תרמודינמי איפשהו במקרר. משמעות הדבר היא שעיקרון הפעולה הפוך בתכלית, אך דומה מאוד. מכיוון שלעתים קרובות מאוד, בעת חימום באמצעות משאבת חום, המערכת משתמשת גם בפריאון כנוזל קירור.
בהתבסס על סוג נוזל הקירור במערכות הקלט והפלט, דגמי משאבות חום מחולקים ל-8 קטגוריות:
- "מי אדמה";
- "מים מים";
- "אוויר-מים";
- "קרקע-אוויר";
- "מים-אוויר";
- "אוויר-אוויר";
- "פריאון-מים";
- "פריאון-אוויר".
"פריאון-אוויר" היא מערכת קירור במזגנים ומקררים. פריאון-מים, אוויר-אוויר ואויר-מים משמשים לעתים קרובות יותר לחימום.
בהתאם לכך, היעילות של משאבת החום ומערכת החימום תהיה תלויה בנוזל הקירור המשמש ובתנאי האקלים. למשל, במדינות חמות מערכת האוויר-אוויר הוכיחה את עצמה כמצוינת. במדינות קרירות יותר, משתמשים באוויר-מים לעתים קרובות יותר, אך היעילות של מערכת זו פוחתת כאשר מתרחש כפור מתחת ל-25. אם הכפור יורד למטה, מערכת החימום לא יכולה להתמודד ויש לחבר מקורות חום נוספים.
באזורים הרריים, מערכות הקרקע-אוויר והמים-אוויר נפוצות. תושבי נופי הרים "שואבים" באופן פעיל חום מההרים. יתר על כן, התקנות יכולות להיות גם אופקיות וגם אנכיות. במערכות אנכיות, העיקרון הבא של ייצור חום נפוץ:
- חפירת באר עמוקה;
- מורידים לתוכו מחליף חום, שדרכו זורם חומר מונע קיפאון, אלכוהול מדולל, פריאון או סתם מים;
- הבאר מתמלאת במים והמים "מביאים" חום מהאבנים אל מחליף החום.
עומקן של בארות כאלה מגיע ל-170 מטרים.
באופן כללי, שיטת החימום היעילה ביותר היא איסוף חום מהקרקע. שיטה זו טובה מכיוון שטמפרטורת הקרקע, גם בעומקים רדודים, נשארת ללא שינוי כל השנה. הטמפרטורה של המים או האוויר משתנה, אבל האדמה לא. לכן, מתקני חימום אדמה הם כמעט בלתי תלויים בתנאי מזג האוויר.מדינות סקנדינביה מקדימות את השאר בשימוש במערכת כזו. הם אובססיביים לאנרגיה ירוקה ולהגנה על הסביבה, מה שהופך אותם קצת יותר טובים ממדינות אחרות. המהות של שיטה זו היא שמערכת הרדיאטורים חייבת להיקבר באדמה עד לעומק של לפחות 50 סנטימטרים, מתחת לרמת הקפאה של הקרקע. באופן קונבנציונלי, זה 1.2-2 מטר "מתחת לאדמה". נוזל לרדיאטור מוזג למערכת הרדיאטור, שיכניס את "חמימות האדמה" לבית. אנטיפריז "מניע" את משאבת החום דרך המערכת. הבעיה בשיטה הזו היא שהיא מאוד יקרה ומשתלמת תוך לא פחות מ-10-15 שנים.
סיכום
משאבת חום היא חלק חיוני ממערכת חימום או קירור המשתמשת בחום מהסביבה. משאבת חום היא מכשיר חשמלי ש"מניע" נוזל חילופי חום דרך מערכת החימום. חשוב לקנות אותו כאשר אתם מתכננים לארגן חימום אוטונומי בביתכם תוך שימוש בחמימות הטבע.
בקווי הרוחב שלנו, שיטה זו של חימום דיור אינה נפוצה במיוחד בשל עלותה הגבוהה, היישום עתיר העבודה והאקלים הספציפי. אם האקלים קר מדי, שיטת חימום זו לא תתמודד, כך שעדיין תצטרך להשתמש בחימום מסורתי.
