Що е то термопомпа и как работи тя?

Термопомпата представлява електрически уред, който прехвърля топлината от нискотемпературна среда към високотемпературна. Хладилните и термопомпените системи работят с един и същ цикъл, но се различават по своето предназначение. Предназначението на хладилните системи е да поддържат ниска температура в охлаждания обем като отнемат топлина от него. Отдаването на отнетата топлина на по-високотемпературна среда е просто необходимост за осъществяване на процеса, но не и предназначение. Целта на термопомпата обаче, е да се поддържа загрято пространство при висока температура. То се постига като се абсорбира топлина от нискотемпературен източник, като кладенец или студеният зимен въздух и тази топлина се отдава на високотемпературната среда, например къща.

Термопомпите прехвърлят топлината посредством циркулация и процесите на изпарение и кондензация на вещество наречено хладилен агент. Компресорът осигурява циркулацията на хладилния агент между два топлообменни апарата. В единият топлообменник хладилният агент се изпарява при ниско налягане и отнема топлина от околни флуид. След това хладилният агент се сгъстява посредством компресора и се подава в другия топлообменен апарат, където кондензира при високо налягане и температура. В този момент хладилния агент отдава отнетата в предишния процес от цикъла топлина. Необходимата енергия за пренос на нископотенциалната топлина към такава с висок потенциал е консумираната от компресора енергия.

Както вече споменахме, термопомпа с източни въздух отнема топлината от студения зимен въздух и я прехвърля в сградата. В летен режим, термопомпата работи като хладилна машина, т.е. отнема топлина от сградата и я отдава на външния въздух. Хладилния цикъл е реверсивен, т.е. термопомпата може да поддържа изисквания климат във вашият дом целогодишно – отопление през зимата и охлаждане и изсушаване през лятото. Тъй като земята и въздуха винаги съдържат някаква топлина, термопомпата може да отоплява къща дори и в студените зимни дни. Интересен факт е, че въздухът с температура 15°C съдържа около 80 % от топлината, която е съдържал при 20°C.

Най-често срещани са термопомпите с въздушен източник на топлина. Обаче, термопомпите със земен източник (наричани още геотермални или Вода-Вода), независимо дали отнемат топлина от земните почви или от подземни води, стават все по-популярни. Разликата се състои в това, че те не загряват директно въздуха във сградата, а подготвят междинен топло/студоносител. От своя страна, този топло/студоносител се подава към вентилаторно конвектори, радиатори или към лъчисто-подово отопление.

Ефективността на термопомпените и хладилни системи се описва посредством коефициента на преобразуване (COP). Той се дефинира като отношение на получената топлина към вложената работа. По дефиниция, този коефициент никога не може да бъде по-нисък от 1. Стойностите за COP са показателни за ефективността на термопомпените системи, но единствено в конкретно фиксирано положение (температура на външния въздух и на въздуха в помещението). За да може да се опише ефективността на системите през цялата година (т.е. при различни условия) са въведени още две понятия – SCOP (средносезонна ефективност в режим на отопление) и SEER (средносезонна ефективност в режим охлаждане). Нормалните стойности за SEER са около 5÷8, докато стойностите за SCOP са около 4÷5.