Soojuspumbad (0)

http://kokkuhoid.energia.ee/?id=1318&PHPSESSID=3486902c77b9effd8d7fe765a9ecd7da
Soojuspumbad
Soojuspump on seade, mis kasutab soojuse tootmiseks ümbritsevasse keskkonda salvestunud päikeseenergiat. Soojuspumbas võite ära kasutada nii välisõhu, veekogu või maapinna soojust, mis muudetakse eluruumi kütteks ja soojaks tarbeveeks. Soojuspump vajab oma tööks täiendavalt ka mingil määral elektrienergiat.
Soojuspump töötab sama põhimõttega[9] nagu igapäevane külmkapp. Ainult jahutamise asemel toodetakse soojust.
Soojuspumba tööpõhimõte:

Looduses salvestunud päikeseenergia juhitakse soojuspumpa.

Keskkonnasoojus hakkab soojendama soojuspumba aurustis külmainet, mis aurustub .

Kompressor avaldab survet külmainele, mistõttu selle temperatuur tõuseb kiiremini.

Saadud soojusenergia juhitakse torustiku abil kütte- ja sooja tarbevee süsteemi.

Külmaaine rõhk alandatakse paisuventiili abil ja see muutub taas vedelikuks, mis voolab tagasi aurustisse ning ring võib taas alata .
Soojuspumba tehniline ja majanduslik efektiivsus sõltub paljuski soojusallikast. Ideaalne soojusallikas omab kõrget ja stabiilset temperatuuri kogu kütteperioodi vältel, on kergesti kättesaadav, ei ole korrosiooni tekitava toimega ega saastunud ning omab soodsaid termodünaamilisi omadusi. Samuti tuleks arvestada, et soojusallika kasutusele võtmine ja kasutamine ei tohiks nõuda väga suuri investeeringuid. Tabelis[10] on toodud soojuspumpades enim kasutatavad soojusallikad ning nende temperatuurid.
Soojusallikas
Temperatuur
Välisõhk
-10 ... +15°C
Ventilatsiooni õhk
+15 ... +25°C
Põhjavesi
+4 ... +10°C
Jõe- või järvevesi
0 ... +10°C
Merevesi
+3 ... +8°C
Kaljud
0 ... +5°C
Maapind
0 ... +10°C
Heitvesi
+10°C
Tööpõhimõtte järgi võib soojuspumpad jagada 3 gruppi:

Õhk–õhk soojuspumbad. Võtavad soojuse välisõhust ja tõstavad soojakandja temperatuuri kuni seda saab kasutada ruumiõhu soojendamiseks. Koosnevad välisseadmest ja siseseadmetest.

Õhk–vesi soojuspumbad. Võtavad soojuse välisõhust ja tõstavad soojakandja temperatuuri tasemele kuni seda saab kasutada küttevee soojendamiseks sobiva temperatuurini. Koosnevad välisseadmest ja siseseadmest, kus soojendatakse vett põrandaküttele, küttekehadele ja tarbevee valmistamiseks.

Maasoojuspumbad. Võtavad soojuse maapinnast või veekogust ja tõstavad soojakandja temperatuuri tasemele kuni seda saab kasutada küttevee soojendamiseks sobiva temperatuurini. Koosnevad maapinnas või veekogus paiknevast seadmetest ja hoones paiknevast seadmest, kus soojendatakse vett põrandaküttele, küttekehadele ja sooja tarbevee valmistamiseks.
Üldiselt hinnatakse küttesüsteemide effektiivsust arvutusliku hetkeefektiivsusteguri (COP) alusel, kuid siiski tuleks hinnata Eesti oludes kogu kütteperioodi vältel kujuneva effektiivsusteguri alusel. Nimetatud efektiivsustegurid näitavad saadava soojuse energiaühiku (kWh) suhet kulutatud elektri energiaühiku (kWh) kohta. Kui COP on näiteks 4, siis näitab see 1 kWh elektrikuluga saadavat 4 kWh soojahulka. Ehk siis kui soojuspump kulutab sooja tootmiseks 1 kWh jagu elektrienergiat, siis selle käigus toodab see 4 kWh väärtuses soojust.
Õhksoojuspump
Õhusoojuspump[12] saab energiat maja ümbritsevast välisõhust ja muudab selle soojuseks. Siin eristatakse kahte tüüpi soojuspumpasid: õhk-õhk ja õhk-vesi soojuspumbad.
Maailmas kõige levinumad on õhk-õhk soojuspumbad, mis on tuntud ka kliimaseadmetena. Välisõhk jahutatakse kompressori ja külmaaine abil majast väljas asuvas seadmes. Ruumi kütmiseks vajalik soojus saadakse majja paigaldatud seadme abil. Sellise õhusoojuspumba sisekomponent paneb õhu siseruumides liikuma ning kõikide ruumide temperatuur ühtlustub tõhusalt ja kiiresti. Eelduseks on, et ruumide vaheuksed hoitakse lahti. Kuni 180 m² suurusele majale piisab ühest siseseadmest. Kui eramu suurus ületab 180 m², soovitatakse juba kahe sisekomponendi paigaldamist. Õhusoojuspump toodab 1 kWh elektri kohta kuni 3 kWh soojust.
Soojust saab toota kuni -15°C pakasega, kuid kõige efektiivsem on sellist tüüpi soojuspump välistemperatuuride vahemikus -10°C kuni +10°C.
Eriti praktiline on õhk-õhk soojuspump koos otseelektriküttega. Sel juhul jääks elektriküte vajadusel toetama soojuspumba küttesüsteemi. Seadme hankimiskulud on tunduvalt väiksemad kui maa- või ventilatsioonisoojuspumba puhul ning saadakse tagasi 3–4 aastaga. Samas on see ainus kütteliik, mis võimaldab ka jahedat õhku toota.
Õhk-vesi soojuspump kasutab ära välisõhus olevat soojust ning kasutab seda vedelike soojendamiseks põrandakütte jms. Need soojuspumbad on populaarsed Kesk-Euroopas, kuid on olemas ka seadmed , mis on spetsiaalselt valmistatud põhjamaises kliimas töötamiseks.
Maasoojuspump
Maasoojuspump kogub maapinda kogunenud päikeseenergiat. Päikeseenergia, mis on salvestunud maapinda, kaljusse või järvevette, soojendab plastmass-torustikus ringlevat vedelikku ( alkohol /vesi) sedavõrd, et maasoojuspump[11] muudab need mõned kraadid soojaks tarbeveeks ning vesi-radiaatoreid või põrandakütet kasutades ka ruumiõhuks. Päikeseenergia ümbertöötlemiseks vajab soojuspump elektrit ning selliselt saadakse 1 kWh elektrienergiaga 2,5–4,0 kWh soojust. Seega on siin otseelektrikütteks kasutatava energiaga võrreldes kokkuhoid kuni nelja kordne.
Torustiku ehitamine maasse nõuab suuri investeeringuid, kuid pikemas perspektiivis on maasoojapumba efektiivsus tunduvalt suurem kui õhusoojuspumba puhul, sest maapinna all, kust soojust saadakse, on temperatuur püsiv läbi aasta. Näiteks 100–150 m² suuruse maja küttesüsteemi jaoks läheb vaja umbes 400–800 meetri jagu torusid . Mida niiskem on pinnas ja pikem on maakollektor, seda suurem on saadav soojus -energia hulk. Sõltuvalt maja asukohast ning võimalustest kaevatakse maapinda paigaldatav torustik kas horisontaalselt ,vertikaalselt või diagonaalselt ca 1 meetri sügavusele, uputatakse puurkaevu või viiakse raskustega veekogusse.
Ventilisatsioonisoojuspump
Ventilatsioonisoojuspumbas kasutatakse energiaallikana ventilatsioonisüsteemi kaudu välja heidetud siseõhku, mis tavaliselt läheb kasutult atmosfääri.
Õhk võetakse maja ventilisatsiooni avadest ja aknakarniisidest läbi ventiilide ja suunatakse ruumi ülaossa, kus õhk soojeneb. "Kasutatud" õhk kogutakse kogumisventiilide kaudu ventilatsioonisoojuspumpa, kus seda soojendatakse veel veidi ning suunatakse tagasi elamusse. 1 kW-se kompressori abil on võimalik toota tunnis üle 4 kWh soojust. Suvel kasutatakse seda sooja vee tegemiseks, talvel kütteks ja soojaks veeks .
Ventilatsioonisoojuspumbaga süsteem sobib alla 150 ruutmeetri suuruse uue maja ehitajale või renoveeritavale majale, kus on ees tõsisem remont. Maksimaalne kasutegur saadakse kasutades soojuse jagamiseks põrandakütet. Aastane kokkuhoid kütte ja tarbevee arvelt on umbes 8000–10000 kWh ehk ligi 50%. Seadme kasutegur suureneb veelgi kui majas on kamin või muu köetav küttekolle, kiirgatud soojust saab ventilatsioonisoojuspumbaga lihtsalt uuesti kütteks muuta ja mis levib ruumi tagasi põrandakütte kaudu.
Kokkuhoiule lisandub meeldiv värskus, sest õhk vahetub ruumides 12 korda ööpäevas.