Αντλία θερμότητας

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση


Εξωτερική Μονάδα Αντλίας θερμότητας

Η αντλία θερμότητας (αγγλικά: heat pump) είναι η συσκευή που αντλεί (μεταφέρει) θερμότητα από την πηγή της προς απόπτωση -συνήθως σε ψύκτρα- έχει δε ως σκοπό την αλλαγή θερμοκρασίας της πηγής . Η έκφραση αντλία θερμότητας είναι ακριβής μετάφραση της Αγγλικής heat pump η οποία στην Ελληνική δεν ορθολογεί . Η αντλία θερμότητας σχεδιάστηκε ώστε να μεταφέρει θερμότητα (θερμική ενέργεια) αντίθετα της φυσικής ροής της . Η λειτουργία της απαιτεί κατανάλωση ενέργειας . Το θεώρημα λειτουργίας της αντλίας θερμότητας εφαρμόζεται σε ψυγεία, καταψύκτες, κλιματιστικά και προσφάτως σε θέρμανσης νερού .

Στη μηχανή κλιματισμού που απαιτεί μηχανικό έργο (που με τη σειρά του απαιτεί συνήθως κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας) για την συντήρηση του θερμοδυναμικού κύκλου, ο όρος αντλία θερμότητας αναφέρεται σε μηχανές που λειτουργούν με την χρήση συμπιεζόμενου αερίου ως μέσο μεταφοράς της ενέργειας ανάμεσα σε πηγή και ψύκτρα . Η μηχανή αυτή αποτελείται από κυκλοφορητή, συμπιεστή, βαλβίδα εκτόνωσης και εναλλάκτες θερμότητας ώστε η μεταφορά θερμότητας να είναι αντιστρέψιμη . Μπορεί λοιπόν να παράξει θέρμανση ή ψύξη εσωτερικών χώρων αλλά και ζεστό νερό . Οι πιο κοινές πηγές άντλησης θερμότητας για τέτοιες μηχανές είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας και το έδαφος . Ανάλογα με την φύση της πηγής και αντίστοιχα της ψύκτρας οι αντλίες θερμότητας διαχωρίζονται σε αέρα-αέρα, αέρα-νερού, εδάφους-αέρα και εδάφους-νερού .

Παράμετροι Απόδοσης Αντλίας Θερμότητας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κατά την λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας υπεισέρχονται οι ακόλουθες παράμετροι, οι οποίες καθορίζουν εν γένει την απόδοσή της ως μηχανή:

- Η θερμοκρασία της "πηγής"

- Η Θερμοκρασία της "ψύκτρας" (ψυχρή δεξαμενή ή δεξαμενή χαμηλής θερμοκρασίας)

- Το έργο που απαιτείται (καταναλίσκεται) για την μεταφορά (άντληση) δεδομένης ποσότητας θερμότητας από την μία δεξαμενή στην άλλη

Ο λόγος μεταφερόμενη θερμότητα προς καταναλισκόμενο έργο, αποτελεί τον ειδικό βαθμό απόδοσης της αντλίας (COP, coefficient of performance) ο οποίος εξαρτάται από τα μηχανικά χαρακτηριστικά της αντλίας και από τις ιδιότητες του ψυκτικού μέσου . Πρακτικά, ο COP μεταβάλλεται με την θερμοκρασία της δεξαμενής αλληλεπίδρασης (ατμοσφαιρικός αέρας, έδαφος κλπ) δεδομένου ότι η δεξαμενή εξυπηρέτησης (κλιματιζόμενος χώρος) έχει σταθερή θερμοκρασία (την επιθυμητή) . Συνήθως λοιπόν ορίζουμε τoν μέσο ή ετήσιο COP, ο οποίος αναφέρεται στην λειτουργία περιόδου (ετήσια κλπ) της αντλίας . Προφανώς λόγω των μεγάλων διαφορών τιμών των παραπάνω μεταβλητών ο βαθμός απόδοσης της αντλίας (COP) είναι συγκριτικό (σχετικό) και όχι απόλυτο μέγεθος .

Στις σύγχρονες αντλίες θερμότητας συναντάμε τιμές COP μεγαλύτερες του 3.0, γεγονός που τις κατατάσσει στις συσκευές αξιοποίησης ανανεώσιμων πηγών . Τιμή COP ίση με 3.0 σημαίνει ότι η αντλία καταναλώνει μία ποσότητα ενέργειας (συνήθως ηλεκτρικής) και μεταφέρει τριπλάσια ποσότητα θερμότητας . Με άλλα λόγια εάν θέλουμε να συγκρίνουμε τη λειτουργία μιας αντλίας θερμότητας με την λειτουργία ενός ηλεκτρικού θερμοσίφωνα λόγου χάρη, τότε διαπιστώνουμε ότι για να θερμάνουμε μια συγκεκριμένη ποσότητα νερού με αντλία θερμότητας θα καταναλώσουμε το ένα τρίτο της ηλεκτρικής ενέργειας που θα χρειαστούμε για να κάνουμε την ίδια δουλειά με τον κλασικό θερμοσίφωνα, ενδεχομένως όμως η εγκατάσταση ενός θερμοσίφωνα να είναι εκατοντάδες φορές φθηνότερη της εγκατάστασης μιας αντλίας θερμότητας .

Γεωθερμία και Αντλία θερμότητας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με τον όρο «γεωθερμία» ορίζουμε την εκμετάλλευση της σταθερής θερμοκρασίας και θερμοχωρητικότητας του υπεδάφους από όπου με τη χρήση μιας γεωθερμικής αντλίας θερμότητας επιτρέπεται η μεταφορά θερμότητας από και προς το έδαφος με στόχο την παραγωγή θέρμανσης και ψύξης χώρων αλλά και ζεστού νερού χρήσης. Οι μέθοδοι εγκατάστασης ενός γεωθερμικού συστήματος ποικίλουν ανάλογα με τη μορφολογία του εδάφους, τον διαθέσιμο χώρο οικοπέδου, την ύπαρξη ή όχι υπογείων υδάτων, τις απαιτήσεις τωνχώρων κλιματισμού και άλλων παραγόντων και κατά συνέπεια καθορίζεται και σχεδιάζεται κατά περίπτωση.

Στην Ελλάδα η μέση ετήσια τιμή της θερμοκρασίας του υπεδάφους σε βάθος >2 μέτρων, είναι της τάξης των 16-20°C. Αντίστοιχα, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος το καλοκαίρι μπορεί να φτάσει και τους 40-42°C, ενώ το χειμώνα τους 0-5°C. Αυτή ακριβώς τη διαφορά θερμοκρασίας, μεταξύ του εξωτερικού αέρα του περιβάλλοντος και του υπεδάφους εκμεταλλευόμαστε με τη χρήση Γεωθερμικού συστήματος για να ψύξουμε ή να θερμάνουμε το κτήριο και να μειώσουμε την εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύ ώστε να εξοικονομήσουμε ενέργεια.

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]