Каква е разликата между термопомпите и геотермалните термопомпи?
В днешната ера на стремеж към ефективно и екологично използване на енергията, термопомпите и геотермалните термопомпите, като две важни отоплителни и охладителни съоръжения, постепенно навлизат в полезрението на хората. Те се различават значително по отношение на принципите на работа, енергийните източници, ефективността и разходите за монтаж. Разбирането на тези разлики може да помогне на потребителите да изберат най-подходящото оборудване според собствените си нужди и реалните ситуации.
Принципи на работа: Различни пътища за пренос на топлина
Термопомпата по същество е устройство, използващо енергия, което може да извлича топлина от обекти с ниска температура и да я прехвърля към такива с висока температура. Принципът ѝ на работа се основава на концепцията за водна помпа. Точно както водната помпа изпраща вода от по-ниско към по-високо място, термопомпата постига обратен поток на топлина от зона с ниска температура към зона с висока температура, като консумира определено количество външна енергия. Вземайки за пример обикновената компресионна термопомпа, тя се състои главно от четири основни компонента: компресор, кондензатор, дроселиращ компонент и изпарител. По време на работа изпарителят абсорбира топлина от нискотемпературен източник на топлина (като външен въздух), което кара работната среда с ниска температура и ниско налягане да се изпари в пара; парата се засмуква и компресира от компресора, за да се превърне в пара с висока температура и високо налягане; парата с висока температура и високо налягане отделя топлина към обект с висока температура (като вътрешен въздух) в кондензатора и кондензира в течност; Течността се разтоварва през дроселиращия компонент и след това се връща в изпарителя, за да завърши цикъл. Този цикъл се повтаря, за да се постигне непрекъснат топлопренос.
Геотермалните термопомпи, известни още като геотермални термопомпи (GHSP), също са базирани на основния принцип на термопомпите, но използват плитки геотермални ресурси на земната повърхност като източници на студ и топлина. Работният им процес е подобен на този на обикновените термопомпи, но източникът на топлина идва от земята. Когато геотермална термопомпа се използва за отопление, подземният топлообменник абсорбира топлина от нискотемпературни източници на топлина, като почва, подпочвени или повърхностни води, пренася я към термопомпения агрегат чрез циркулиращата работна среда, а след това термопомпеният агрегат повишава температурата на топлината и я доставя на закрито, за да се постигне отопление. В режим на охлаждане процесът е обратен и топлината на закрито се пренася под земята.
Източници на енергия: Избор между въздуха и земята
Термопомпите имат разнообразни източници на енергия. Сред тях, обикновената термопомпа въздух-вода получава топлина от околния въздух. Въздухът, като източник на топлина, е широко разпространен и неизчерпаем. Докато има въздух, термопомпата въздух-вода може да играе своята роля. Температурата на въздуха обаче е силно повлияна от сезоните, деня и нощта, както и от промените във времето. В студените зими температурата на въздуха е ниска, което затруднява термопомпата да получава топлина от въздуха и ефективността на отоплението може да намалее.
Геотермалните термопомпи се фокусират върху използването на плитки геотермални ресурси на земната повърхност. Плитката почва, подпочвените води и повърхностните води на Земята съхраняват голямо количество слънчева и геотермална енергия, а температурите им са относително стабилни. Например, през зимата температурата на земята обикновено е по-висока от температурата на външния въздух, което позволява на геотермалните термопомпи по-ефективно да получават топлина от земята за отопление; през лятото температурата на земята е по-ниска от температурата на външния въздух, което може да се използва като източник на студ за охлаждане. Този стабилен източник на топлина осигурява добри условия за работа на геотермалните термопомпи, като ги прави устойчиви на драстични промени във външната температура на въздуха.
Сравнение на ефективността: Геотермалните термопомпи имат предимство
Ефективността на термопомпите се измерва с показатели като коефициент на преобразуване (ПОЛИЦЕЙСКИ) и сезонен коефициент на преобразуване (слънцезащитен фактор). Коефициентът на преобразуване (ПОЛИЦЕЙСКИ) представлява количеството топлина, генерирано на единица електроенергия. Колкото по-висока е стойността, толкова повече топлина генерира термопомпата при единична консумация на енергия и толкова по-висока е ефективността. Най-общо казано, ефективността на термопомпите въздух-вода обикновено е между 200% и 400%, което означава, че за всеки 1 kWh консумирана електроенергия могат да се генерират 2 - 4 kWh топлинна мощност. Ефективността им се влияе от много фактори, като например външна температура, разлика в температурите между закритата и външната среда и производителността на самата термопомпа. При изключително студено време, за да получат достатъчно топлина от нискотемпературен въздух, термопомпите въздух-вода може да се нуждаят от повече електроенергия, за да поддържат работата си, което води до намаляване на стойността на ПОЛИЦЕЙСКИ.
Геотермалните термопомпи се представят по-добре по отношение на ефективността, защото използват относително стабилни подземни източници на топлина. Енергийната ефективност на геотермалните термопомпи може да достигне 300% - 600%, което може да намали консумацията на енергия с около 25% до 50% в сравнение с термопомпите въздух-вода. В студените зимни нощи, когато температурата на земята може да падне до изключително ниско ниво, температурата на земята може да остане в относително стабилен диапазон, което позволява на геотермалните термопомпите да работят непрекъснато и ефективно и стабилно да осигуряват топлина на закрито. По отношение на средната стойност на ПОЛИЦЕЙСКИ, изчислена през целия отоплителен сезон (т.е. Сезонен коефициент на ефективност слънцезащитен фактор), геотермалните термопомпите също имат висок диапазон, което допълнително доказва високата им ефективност при дългосрочна експлоатация.
Разходи за монтаж: Разлики в първоначалната инвестиция
По отношение на разходите за монтаж, има съществена разлика между термопомпите и геотермалните термопомпите. Вземайки за пример обикновената термопомпа тип „въздух-вода“, нейният монтаж е сравнително прост и не изисква сложно подземно инженерство. Обикновено цената за монтаж на обикновена битова термопомпа тип „въздух-вода“ е между 3800 и 8200 юана (около 27 000 до 58 000 юана). Това включва разходи за закупуване на оборудване и основни разходи за монтаж. Термопомпите тип „въздух-вода“ заемат малка площ и имат ниски изисквания за монтажно пространство. Повечето семейни балкони, покриви или дворове могат да отговорят на условията за монтаж.
Цената за монтаж на геотермални термопомпи е сравнително висока. Тъй като те трябва да използват подземни източници на топлина, е необходимо да се изгради подземна система за топлообмен. Ако се възприеме метод за вертикално полагане на тръбите, е необходимо да се пробият дупки под земята, обикновено с дълбочина между 60 метра и 150 метра. Броят на дупките зависи от нуждите от отопление и охлаждане на сградата и условията на обекта. Освен това е необходимо да се монтират и циркулационни водни помпи, системи за управление и друго оборудване. Тези фактори водят до значително увеличение на разходите за монтаж на геотермални термопомпи, като средната цена за монтаж е между 15 000 и 35 000 юана (около 106 000 до 247 000 юана). В допълнение към първоначалните разходи за монтаж, разходите за поддръжка на геотермалните термопомпи по време на експлоатация са сравнително ниски, тъй като експлоатационният живот на подземната система за топлообмен е дълъг, до 40 до 60 години, а експлоатационният живот на вътрешното оборудване също е около 20 до 25 години; докато общият експлоатационен живот на термопомпите въздух-вода обикновено е от 10 до 15 години, което е сравнително кратко. В по-късен период може да се наложи по-честа подмяна на оборудването, което увеличава дългосрочните разходи за употреба.
Приложими сценарии: Избор въз основа на местните условия
Термопомпите, особено термопомпите тип „въздух-вода“, имат широко приложение. Поради лесния си монтаж и ниските изисквания към обекта, те са подходящи за различни видове сгради. Независимо дали става въпрос за жилищна сграда, жилищен комплекс в града или самостоятелно построена къща в провинцията, стига да има подходящо място за монтаж на открито, те могат лесно да се инсталират и използват. В някои райони с мек климат, термопомпите тип „въздух-вода“ могат да разгърнат напълно предимствата си на висока ефективност и енергоспестяване, осигурявайки на потребителите комфортни отоплителни и охладителни услуги. В студени райони обаче, когато външната температура е твърде ниска, отоплителният ефект на термопомпите тип „въздух-вода“ може да бъде засегнат и може да е необходимо допълнително отоплително оборудване, за да се задоволят нуждите от отопление на помещенията.
Геотермалните термопомпи са по-подходящи за потребители, които имат определени условия на обекта и високи изисквания за енергийна ефективност. Например, еднофамилни вили или къщи с големи градини имат достатъчно място за изграждане на подземни системи за топлообмен. В някои райони със строги изисквания за опазване на околната среда и стремеж към ефективно използване на енергията, правителството ще въведе и съответни политики за насърчаване на използването на геотермални термопомпи и ще предостави определени финансови субсидии. Освен това, за някои големи търговски сгради или обществени съоръжения, като хотели, болници и училища, поради големите им нужди от отопление и охлаждане и дългото време на работа, високоефективните и енергоспестяващи характеристики на геотермалните термопомпи могат да спестят много разходи за енергия при дългосрочна експлоатация, което има висока икономическа осъществимост. Ако обаче строителната площадка е малка и не може да се извърши мащабно подземно строителство или подземните геоложки условия са сложни и не са подходящи за сондиране и полагане на тръби, приложението на геотермалните термопомпи ще бъде ограничено.
В обобщение, има очевидни разлики между термопомпите и геотермалните термопомпи в много аспекти. При избора, потребителите трябва да обмислят цялостно собствените си нужди, условията на обекта, бюджета, както и местния климат и политики, да преценят плюсовете и минусите и да вземат най-подходящото решение за себе си. Независимо дали избират термопомпа или геотермална термопомпа, това може да допринесе за постигане на енергоспестяване и намаляване на емисиите и за създаване на комфортна среда за живот и работа.