Apkures un dzesēšanas tehnoloģiju jomā siltumsūkņi ir kļuvuši par ļoti efektīvu un videi draudzīgu risinājumu. Tos plaši izmanto dzīvojamās, komerciālās un rūpnieciskās ēkās, lai nodrošinātu gan apkures, gan dzesēšanas funkcijas. Lai patiesi izprastu siltumsūkņu vērtību un darbību, ir svarīgi iedziļināties to darbības principos un lietderības koeficienta (COP) koncepcijā.
Siltumsūkņu darbības principi
Pamatkoncepcija
Siltumsūknis būtībā ir ierīce, kas pārnes siltumu no vienas vietas uz otru. Atšķirībā no tradicionālajām apkures sistēmām, kas rada siltumu, izmantojot sadegšanu vai elektrisko pretestību, siltumsūkņi pārvieto esošo siltumu no vēsākas vietas uz siltāku. Šis process ir līdzīgs ledusskapja darbībai, bet apgrieztā secībā. Ledusskapis iegūst siltumu no savas iekšpuses un izdala to apkārtējā vidē, savukārt siltumsūknis iegūst siltumu no ārējās vides un izdala to telpās.
Saldēšanas cikls
Siltumsūkņa darbība ir balstīta uz saldēšanas ciklu, kurā ietilpst četri galvenie komponenti: iztvaicētājs, kompresors, kondensators un izplešanās vārsts. Šeit ir soli pa solim sniegts skaidrojums par to, kā šie komponenti darbojas kopā:
- IztvaicētājsProcess sākas ar iztvaicētāju, kas atrodas vēsākā vidē (piemēram, ārpus mājas). Dzesētājviela, viela ar zemu viršanas temperatūru, absorbē siltumu no apkārtējā gaisa vai zemes. Absorbējot siltumu, dzesētājviela mainās no šķidruma uz gāzveida stāvokli. Šī fāzes maiņa ir izšķiroša, jo tā ļauj dzesētājvielai pārnest ievērojamu siltuma daudzumu.
- KompresorsPēc tam gāzveida aukstumaģents pārvietojas uz kompresoru. Kompresors palielina aukstumaģenta spiedienu un temperatūru, to saspiežot. Šis solis ir būtisks, jo tas paaugstina aukstumaģenta temperatūru līdz līmenim, kas ir augstāks par vēlamo iekštelpu temperatūru. Augstspiediena un augstas temperatūras aukstumaģents tagad ir gatavs atbrīvot savu siltumu.
- KondensatorsNākamais solis ir kondensators, kas atrodas siltākā vidē (piemēram, mājas iekšpusē). Šeit karstā, augstspiediena aukstumaģents atbrīvo savu siltumu apkārtējā gaisā vai ūdenī. Aukstumaģentam atbrīvojot siltumu, tas atdziest un atkal pārvēršas no gāzes uz šķidrumu. Šīs fāzes maiņas rezultātā atbrīvojas liels siltuma daudzums, kas tiek izmantots iekštelpu apsildīšanai.
- Izplešanās vārstsVisbeidzot, šķidrais aukstumaģents iziet cauri izplešanās vārstam, kas samazina tā spiedienu un temperatūru. Šis solis sagatavo aukstumaģentu siltuma atkārtotai absorbēšanai iztvaicētājā, un cikls atkārtojas.
Veiktspējas koeficients (COP)
Definīcija
Efektivitātes koeficients (COP) ir siltumsūkņa efektivitātes mērs. To definē kā piegādātā (vai noņemtā) siltuma daudzuma attiecību pret patērētās elektroenerģijas daudzumu. Vienkāršāk sakot, tas norāda, cik daudz siltuma siltumsūknis var saražot uz katru patērēto elektroenerģijas vienību.
Matemātiski COP tiek izteikts kā:
COP = Patērētā elektroenerģija (W) Piegādātā siltumenerģija (Q)
Ja siltumsūkņa COP (veiktspējas koeficients) ir 5,0, tas var ievērojami samazināt elektrības rēķinus salīdzinājumā ar tradicionālo elektrisko apkuri. Šeit ir sniegta detalizēta analīze un aprēķins:
Energoefektivitātes salīdzinājums
Tradicionālās elektriskās apkures COP ir 1,0, kas nozīmē, ka tā saražo 1 siltuma vienību uz katru patērēto 1 kWh elektroenerģijas. Turpretī siltumsūknis ar COP 5,0 saražo 5 siltuma vienības uz katru patērēto 1 kWh elektroenerģijas, padarot to daudz efektīvāku nekā tradicionālā elektriskā apkure.
Elektroenerģijas izmaksu ietaupījumu aprēķins
Pieņemot, ka nepieciešams saražot 100 siltuma vienības:
- Tradicionālā elektriskā apkureNepieciešami 100 kWh elektroenerģijas.
- Siltumsūknis ar COP 5,0Nepieciešami tikai 20 kWh elektroenerģijas (100 siltuma vienības ÷ 5,0).
Ja elektrības cena ir 0,5 € par kWh:
- Tradicionālā elektriskā apkureElektroenerģijas izmaksas ir 50 € (100 kWh × 0,5 €/kWh).
- Siltumsūknis ar COP 5,0Elektroenerģijas izmaksas ir 10 € (20 kWh × 0,5 €/kWh).
Uzkrājumu koeficients
Siltumsūknis var ietaupīt 80% no elektrības rēķiniem, salīdzinot ar tradicionālo elektrisko apkuri ((50 - 10) ÷ 50 = 80%).
Praktisks piemērs
Praktiskos pielietojumos, piemēram, karstā ūdens apgādē, pieņemsim, ka 200 litri ūdens dienā ir jāuzsilda no 15°C līdz 55°C:
- Tradicionālā elektriskā apkurePatērē aptuveni 38,77 kWh elektroenerģijas (pieņemot, ka termiskā efektivitāte ir 90%).
- Siltumsūknis ar COP 5,0Patērē aptuveni 7,75 kWh elektroenerģijas (38,77 kWh ÷ 5,0).
Pie elektrības cenas 0,5 € par kWh:
- Tradicionālā elektriskā apkureDienas elektroenerģijas izmaksas ir aptuveni 19,39 € (38,77 kWh × 0,5 €/kWh).
- Siltumsūknis ar COP 5,0Dienas elektroenerģijas izmaksas ir aptuveni 3,88 € (7,75 kWh × 0,5 €/kWh).
Aprēķinātie ietaupījumi vidusmēra mājsaimniecībām: siltumsūkņi salīdzinājumā ar dabasgāzes apkuri
Pamatojoties uz nozares mēroga aplēsēm un Eiropas enerģijas cenu tendencēm:
| Prece | Dabasgāzes apkure | Siltumsūkņa apkure | Paredzamā gada starpība |
| Vidējās gada enerģijas izmaksas | 1200–1500 eiro | 600–900 eiro | Ietaupījums aptuveni 300–900 eiro apmērā |
| CO₂ emisijas (tonnas/gadā) | 3–5 tonnas | 1–2 tonnas | Samazinājums par aptuveni 2–3 tonnām |
Piezīme:Faktiskais ietaupījums atšķiras atkarībā no valsts elektroenerģijas un gāzes cenām, ēku izolācijas kvalitātes un siltumsūkņu efektivitātes. Tādās valstīs kā Vācija, Francija un Itālija parasti ir lielāki ietaupījumi, īpaši, ja ir pieejamas valdības subsīdijas.
Hien R290 EocForce sērijas 6-16 kW siltumsūknis: Monobloka gaisa-ūdens siltumsūknis
Galvenās iezīmes:
Viss vienā funkcionalitāte: apkures, dzesēšanas un karstā ūdens apgādes funkcijas
Elastīgas sprieguma opcijas: 220–240 V vai 380–420 V
Kompakts dizains: 6–16 kW kompaktas iekārtas
Videi draudzīgs aukstumaģents: zaļš R290 aukstumaģents
Ļoti klusa darbība: 40,5 dB(A) 1 m attālumā
Energoefektivitāte: SCOP līdz 5,19
Ekstrēma temperatūra: Stabila darbība –20 °C temperatūrā
Izcila energoefektivitāte: A+++
Viedā vadība un gatavība fotoelektriskajām sistēmām
Legionellas apkarošanas funkcija: maksimālā izejošā ūdens temperatūra 75 °C
Publicēšanas laiks: 2025. gada 10. septembris