Šilumos siurblys + saulės kolektorius = jėga

Kategorijos: 

Šią vasarą kaip niekada mažai saulės, jos kolektoriai vos šildo vandenį, užtat atsirado tikras reikalas išbandyti naują sistemą. Tiksliau - sujungti į vieną dvi: saulės kolektorių iš šilumos siurblį. Pasirodo, labai geras dalykas - padidėja ir šilumos siurblio, ir saulės kolektoriaus efektyvumas.

Tai buvau mėginęs ir pernai, ir užpernai, bet saulės užteko, vanduo pakaisdavo iki 40 laipsnių. Kam dar ieškoti papildomų priemonių? Šiemet - kas kita. Saulės kolektorius kažkada dariau pačiu pigiausiu ir paprasčiausiu būdu, jie vieno stiklo, o sistema savitakinė. Šilumos nuostoliai nemaži, o kai jos ir taip trūksta, jau negerai. Apniukusiomis dienomis vanduo pakaista iki 25 - 30 laipsnių, ne daugiau.

Tuos kelis laipsnius galima pridėti elektra, bet aš juk turiu savadarbį šilumos siurblį! Žiemą juo siurbiu šilumą iš gilaus tvenkinio, kurio dugne esu paskandinęs plastikinius vamzdžius ir skardinius radiatorius. Šaldydamas tvenkinio vandenį, pasišildau savo namus. Tai kainuoja maždaug dvigubai pigiau, nei šildyčiau elektra. Mat šilumos siurblys sunaudoja mažiau energijos, negu jos praneša iš tvenkinio.

Vasarą tvenkinio dugne, aštuonių metrų gylyje, rastumei 10 - 11 laipsnių, ne daugiau. O saulės kolektorius ir labai apniukusią dieną vandenį pašildo bent iki 25 laipsnių. Ar ne geriau šaldyti tą, daug šiltesnį?..

Taip, aušinant šiltesnį vandenį, šilumos siurblio efektyvumas didėja. Per vieną valandą 115 litrų vandens pašildžiau 19 laipsnių (nuo 20 iki 39 laipsnių) ir gavau 2,5 kilovatvalandės šilumos, kai elektros siurbliui varyti išdeginau tik 1 kilovatvalandę. Vanduo saulės kolektoriaus sistemoje (ji 160 litrų talpos) turėjo ataušti beveik 14 laipsnių, nuo 25 iki 11 laipsnių, bet ji po truputį buvo šildoma neryškios saulės ir ataušto tik 8 laipsniais, be to, nukritusi sistemos temperatūra labai greitai atsistatė. Vadinasi, aušinant gana šiltą saulės kolektorių vandenį, padidėjo ne tik šilumos siurblio, bet ir saulės kolektorių efektyvumas. Kodėl?

Kuo vėsesnį vandenį laikai saulės kolektoriuje, tuo geriau jis sugeria šilumą. Kai aplinkos ir saulės kolektoriaus temperatūra susilygina, iki nulio sumažėja ir šilumos nuostoliai. Visa bėda, kad šilumos siurbliui varyti reikia elektros energijos, o ji nėra pigi ir dar brangs. Visgi šilumos siurbliu šildyti vandenį yra 2,5 karto pigiau, nei elektra. Sujungus šilumos siurblį su saulės kolektoriumi, bendras efektyvumas padidėja beveik 4 kartus. Norėdamas 115 litrų vandentiekio vandens (jis būna apie 10 laipsnių) pašildyti 29 laipsniais, man būtų reikėję sudeginti 3,9 kilovatvalandės elektros. Su šilumos siurbliu ir saulės kolektoriumi užteko vienos... Taigi vieną šilumos kilovatvalandę aš jau gaunu ne už 46, bet už 11 centų. Tai - jau beveik malkų kaina. Ir toks patogumas!

Šilumos siurblys yra gana sudėtingas įrenginys, bet ne toks sudėtingas, kad jo negalėtumei pasidaryti pats. Vandeniui šildyti labai galingo nereikia, užtektų ir didesnio šaldytuvo kompresoriaus. Tokį nedidelio galingumo šilumos siurblį karštomis vasaros dienomis būtų galima naudoti ir namui aušinti - prijungęs jį prie centrinės šildymo sistemos ir aušindamas radiatorių vandenį, ne tik kambarius atvėsintumei, bet už tuos pačius pinigus dar ir karšto vandens pilną šilumokaitį pasikaitintumei. Tiesa, šilumos siurbliui būtų reikalingas kitas šilumokaitis - aušindamas vandenį viename, jis perkeltų šilumą į kitą.

Kaip pačiam pasidaryti paprasčiausią šilumos siurblį, esu rašęs čia.

Saulės kolektoriaus, šilumos siurblio ir bet kokio kito šildymo prietaiso galingumas skaičiuojamas pagal pašildyto vandens kiekį per tam tikrą laiko tarpą. Kuo daugiau vandens pašildai vienu laipsniu per vieną sekundę, tuo didesnis šilumos šaltinio galingumas. Formulė būtų tokia:

(vandens svoris kilogramais x laipsniai x 4200) / sekundės = vatai

4200 - tai savitoji vandens šiluma. Šildant kokį nors kitą skystį, tarkim, vandens ir antifrizo skiedinį, šis skaičius bus kitas.
 

 

Komentarai

Kaip veikia šilumos siurblys?

Gavau įdomų klausimą. Kaip vanduo boileryje gali pasidaryti 39 laipsnių, jeigu saulės kolektoriuje jis tėra 25 laipsnių? Iš kur atsiras tie 14 laipsnių, jeigu nešildysime elektra?

Atsakymas slypi energijos tvermės dėsnyje, kuris sako, kad energija iš niekur neatsiranda ir niekur neišnyksta, bet gali keisti formą bei vietą. Įsivaizduokime, kad turime du indus vandens po 100 litrų, vanduo abiejuose po 20 laipsnių. Jeigu šilumos siurbliu vieną indą šaldysime (juk šilumos siurblys - tai šaldytuvas), o šilumą perkelsime į kitą, tai pagal energijos tvermės dėsnį bendras šilumos kiekis abiejuose induose išliks nepasikeitęs. Jeigu vieną indą atšaldysime 10 laipsnių, tai kitame inde vanduo pašils 10 laipsnių. Siurbdami šilumą toliau iš vieno indo į kitą, galime pasiekti, kad viename inde vandens temperatūra nukris iki 0 laipsnių, užtat kitame ji pakils iki 40. Vienur turėsime ledą, o kitur- karštą vandenį.

Šilumos siurbliui varyti reikalinga elektra, kitaip sakant, papildoma energija. Tačiau tos energijos reikia daug mažiau, negu ji parvaro šilumos iš kitur, tarkim, iš žemės gelmių, gilaus tvenkinio ar saulės kolektoriaus. Sunaudodami vieną kilovatvalandė, mes laimime dvi arba tris. Teoriškai naudingumo koeficientas gali siekti 10 kartų, pramoninių šilumos siurblių marketingo sukčiai tai mėgsta pabrėžti, bet praktikoje šito nebūna.