Tā sauktajā iztvaicētājā vides siltums tiek nodots šķidram aukstumaģentam, kas iztvaiko jau zemā temperatūrā, pateicoties tā specifiskajām īpašībām.
Vienkārši izskaidrota siltumsūkņa funkcija
Pieprasīt bezmaksas konsultācijuSiltumsūknis enerģiju apkurei iegūst no apkārtējās vides. Tāpēc to dēvē arī par vides apkuri. Bet kā īsti darbojas siltumsūknis? Princips ir līdzīgs ledusskapja darbības principam, tikai apgriezts. Ja ledusskapis iegūst siltumenerģiju no pārtikas produktiem, t. i., no ledusskapja iekšpuses, un novada to uz āru, tad siltumsūknis dara pretējo. Tas iegūst siltumenerģiju no vides ārpus ēkas un padara to izmantojamu iekštelpu apsildei. Papildus iekštelpu vai āra gaisam siltumsūknis spēj izmantot siltumenerģiju arī no gruntsūdeņiem un augsnes.
Important facts at a glance:
- A heat pump extracts up to three quarters of the energy it needs from the environment (air, ground, or water) and only one quarter from electricity.
- The core components are the evaporator, compressor, condenser, and expansion valve, which work together in a closed circuit.
- Heat pumps function reliably even at very low outdoor temperatures and can be used to cool rooms in addition to heating them.
Siltumsūkņa struktūra un darbības princips
Neatkarīgi no izmantotā vides enerģijas avota siltumsūkņa sistēma sastāv no trim daļām:
Siltuma avota sistēma: iegūst enerģiju no vides.
siltumsūknis: Vides siltums kļūst izmantojams
Siltuma sadales un uzglabāšanas sistēma: sadala un uzglabā siltumu ēkā.
Tikai savstarpēji mijiedarbojoties, siltumsūkņa sastāvdaļas ļauj izmantot vides enerģiju. Process sākas ar siltuma avota sistēmu. Ģeotermālajos siltumsūkņos šeit cirkulē ūdens un antifrīza maisījums - sālījums, kas uzsilst. Savukārt siltumsūkņi gaiss-ūdens ar ventilatora palīdzību iesūc ārējo gaisu. Pēc tam sālījums un āra gaiss nonāk pašā siltumsūknī. Tā sauktajā dzesēšanas ciklā sūknis paaugstina temperatūras līmeni, pirms siltums tiek nodots sadales sistēmai, kas sastāv no paneļu apkures vai radiatoriem, vai uz laiku tiek uzglabāts bufera vai karstā ūdens tvertnē.
Dzesēšanas cikla procesa kodols siltumsūkņa princips.
Tā kā atgūtā siltuma temperatūra parasti nav pietiekama, lai apsildītu ēku vai karsto ūdeni, siltumsūkņa darbībai nepieciešams termodinamisks process. Iepriekš minētais dzesēšanas cikla process notiek četros posmos un nepārtraukti atkārtojas:
Ar strāvu darbināms kompresors, ko sauc par kompresoru, iesūc aukstuma aģenta tvaikus un saspiež tos. Spiediena palielināšanās paaugstina arī temperatūru. Šo principu var novērot ne tikai siltumsūkņa darbībā. Ja velosipēda gaisa sūkņa atvērums tiek turēts aizvērts un gaiss tiek saspiests, gaisa sūkņa cilindrs sakarst.
Kondensatorā siltums no karstajiem aukstuma aģenta tvaikiem tiek nodots siltumapgādes sistēmai. Tā kā aukstuma aģents atdod enerģiju, tas atdziest.
Tā sauktais izplešanās vārsts samazina aukstumaģenta spiedienu. Tas liek tam atgriezties sākotnējā stāvoklī, un siltumsūkņa process var sākties no jauna. Šo principu var novērot arī, piemēram, šķidras gāzes balonā. Ja vārsts ir atvērts, pat vasarā uz vārsta var veidoties ledus.
Vienkārši paskaidrots: Siltumsūkņa darbības princips
Siltumsūkņa funkcionalitātei būtisks dzesēšanas aģents
Lai siltumsūknis varētu pildīt savu funkciju, ir nepieciešams aukstuma aģents. Svarīga īpašība ir tā zemais viršanas punkts, kas izraisa šķidruma pāreju no šķidra uz gāzveida stāvokli pat pie zemām temperatūrām. Šim nolūkam pietiek pat ar temperatūru mīnus 20 grādi pēc Celsija. Tāpēc siltumsūknis darbojas arī ziemā pie zemas āra temperatūras. Jaunākās paaudzes Viessmann siltumsūkņi izmanto dabīgo aukstumaģentu propānu (R290), kas pēc savām īpašībām ne ar ko neatpaliek no klasiskajiem aukstumaģentiem.
Piezīmes par darbības režīmu
Kā siltumsūkņi darbojas ziemā un kam jāpievērš uzmanība siltumsūkņa elektroenerģijā? Uzziniet sīkāku informāciju par siltumsūkņa darbību un funkcijām.
Saspiešanai nepieciešama elektriskā strāva
Būtisks saldēšanas ķēdes komponents ir kompresors. Tas ir tāpēc, ka bez kompresijas izejas temperatūra ir pārāk zema, lai varētu apsildīt ēku līdz komfortablai temperatūrai - vēl jo vairāk ļoti aukstās dienās ar divciparu mīnusa skaitli. Praksē tiek izmantoti vairāki kompresori, tostarp virzuļu kompresori vai spirālveida kompresori, kas visi ir elektriski darbināmi. Siltumsūkņa kompresijas jaudas patēriņš ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Tie ir siltumenerģijas pieprasījums, kompresora tehnoloģija un, visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, temperatūras starpība starp siltuma avotu un apkures sistēmu. Vispārīgs noteikums: Jo lielāka temperatūras starpība starp siltuma avota un plūsmas temperatūru, jo vairāk jāstrādā kompresoram.
Siltumsūkņa elektroenerģijas tarifu salīdzināšana
Parasti siltumsūkņa darbības pamatā ir elektroenerģija. Daudzi enerģijas piegādātāji piedāvā siltumsūkņu tarifus ar īpašiem nosacījumiem siltumsūkņu īpašniekiem. Tie var būt lētāki nekā parastā mājsaimniecības elektroenerģija, taču uz tiem attiecas noteikti nosacījumi. Piemēram, enerģijas piegādātājs ir tiesīgs tā saukto atslēguma periodu laikā atslēgt siltumsūkni no elektroapgādes. Turklāt siltumsūkņa elektroenerģijai ir nepieciešams papildu elektroenerģijas skaitītājs. Tāpēc jau sākumā ir jāpārbauda, vai šāds tarifs ir piemērojams un izdevīgāks. Tomēr jāatzīmē, ka siltumsūkņa ekoloģisko bilanci var uzlabot, ja elektroenerģija tiek iegūta no atjaunojamiem energoresursiem.
Siltumapgāde nodrošināta arī ziemā
Siltumsūkņa darbība ir droša pat pie ļoti zemas āra temperatūras. Siltumapgāde ir īpaši efektīva ar ūdens-ūdens un sālsūdens siltumsūkņiem. Tas ir tāpēc, ka zemē un gruntsūdenī visu gadu valda nemainīga temperatūra. Taču gaisa-ūdens siltumsūkņi darbojas arī pie divciparu zem nulles. Ekstrēmās āra temperatūrās pagaidu atbalstu sniedz elektriskais sildītājs - ja nepieciešams.
Siltumsūkņa funkcijas maiņa dzesēšanai
Siltumsūkņa darbības princips ir reversīvs. Šī iemesla dēļ telpas var ne tikai apsildīt, bet arī dzesēt - ja ir izpildītas tehniskās prasības. Jānošķir dabiskā un aktīvā dzesēšana. Pēdējā minētajā gadījumā siltumsūkņa funkcija ir aktīvi apgriezta, savukārt pasīvās jeb dabiskās dzesēšanas gadījumā tā paliek izslēgta.
FAQ – Frequently asked questions about how heat pumps work
The power consumption of a heat pump depends, among other things, on its efficiency (annual performance factor) and the required heating capacity. Most of the heating energy comes from the environment; the electricity is mainly needed to operate the compressor.
Yes, most modern heat pumps can generate hot water for the household in addition to heating rooms. There are also standalone hot water heat pumps specifically designed for hot water production, which efficiently heat drinking water all year round. These can either use exhaust air from the house (e.g., from the basement or laundry room) or extract heat from the outside air. You can find out more about this special type of heat pump in our guide to hot water heat pumps.
Yes, Viessmann offers heat pumps that reach high flow temperatures (e.g., 70 °C) and can therefore also be used in well-insulated existing buildings with conventional radiators.
You can read more about this in our guide to heat pumps in older buildings.
The combination of a heat pump and a PV system is ideal. The solar power generated during the day can be used directly to operate the heat pump, which further reduces operating costs and increases independence.
A geothermal heat pump uses the heat stored in the ground. There are two main methods used for this:
- Ground probes: These are drilled vertically up to 100 meters deep into the ground. They require little space and are particularly efficient.
- Ground collectors: These are laid horizontally and over a large area at a shallow depth. They are cheaper to install but require a larger garden area.
The most suitable method depends on the conditions of your property. You can find more details in our guides to ground collectors and geothermal probes.
