Mis on soojuspumbad ja kuidas nad töötavad

Soojuspump – tõhus keskkonnasõbralik  ja energiasäästlik küttetehnoloogia

Päike, olles suurimaks energiaallikaks, soojendab maad, õhku ja veekogusid. Soojuspump annab võimaluse lahendada kütmisvajadused keskkonda saastamata ja liigselt maavarasid (fossiilseid kütuseid) kulutamata. Soojuspump aitab ka vähendada oluliselt küttekulusid. Soojuspumbaga kütmine on keskkonnasõbralik ja soojuspump klassifitseerub taaskasutatavaks energiaallikaks.

Tasuta soojusenergia meie ümber

Soojusenergia ümbritseb meid kõikjal, seda leidub välisõhus, maapõues, ventileeritavas õhus, põhjavees või heitvees. Meid ümbritsev soojusenergia on valmis transpordiks ja kasutamiseks. Soojuspump kogub meid ümbritsevast keskkonnast salvestunud soojusenergiat. Energia siirdatakse kompressortehnika ja soojusvahetite abil meile kasulikuks soojuseks, millega köetakse ruume ja tarbevett. Kasutamiseks kõige sobilikum energiaallikas valitakse sõltuvalt maja energiavajadusest, asukohast ja paigaldatud küttesüsteemist.

Soojuspumbad võivad toimida ka vastupidi, suvel ruume jahutades. Seega on ühe süsteemiga võimalik nii kütta kui ka jahutada eluruume ning toota sooja tarbevett.

Soojuspump töötab nagu külmkapp, kuigi vastupidi

Külmkapis juhitakse kapi seest soojus välja. Soojuspump transpordib õhus, maapinnas või vees sisalduva soojusenergia hoonesse. Soojuspumba moodustavad neli põhikoostisosa: aurusti, kondensaator, kompressor (seade rõhu tõstmiseks) ja paisventiil (ventiil rõhu langetamiseks). Need komponendid moodustavad koos torustikuga suletud süsteemi. Süsteemis ringleb madala keemistemperatuuriga külmaagens, mis ühes süsteemi osas on vedelas ja teises gaasilises olekus.  Vedelikel on sõltuvalt rõhust erinev keemistemperatuur, ehk keemispunkt. Mida kõrgem rõhk, seda kõrgem keemispunkt. Näiteks vee keemispunkt normaalrõhul (1atm) on 100 ºC. Rõhku kahekordistades on vee keemispunkt juba 120 ºC. Normaalrõhku poole võrra vähendades on vee keemispunktiks vaid 80 ºC. Soojuspumba kinnises süsteemis ringlev külmaagens käitub sarnaselt, selle keemispunkt muutub sõltuvalt rõhu muutusest. Külmaagensi eripäraks on väga madal keemispunkt, mis on normaalrõhul ca – 40 ºC. See omadus võimaldab külmaagensi kasutada madalate temperatuuridega soojusallikatest soojuse ammutamiseks (õhk, maa, vesi).

Soojuspumba tööpõhimõtte kirjeldus maasoojuspumba näitel

Vaata allolevat skeemi.

Kollektoris ringlev külmakindel lahus (külmakandja) soojeneb maapinda salvestunud päikeseenergia toimel. Soojenenud külmakandja liigub soojuspumba aurustisse, kus toimub soojusenergia ülekanne teisele kinnises süsteemis ringlevale vedelikule – külmaagensile. Külmaagensil on, nagu eespool kirjeldatud, omadus madalatel temperatuuridel aurustuda. Aurustunud külmaagens imetakse kompressorisse, kus kokkusurumise tagajärjel gaasi temperatuur tõuseb. Seejärel liigub kuum gaas kondensaatorisse, kus kondenseerumisel antakse soojusenergia edasi maja küttesüsteemile. Gaasiline külmaagens muutub kondenseerudes vedelikuks ja peale paisventiilis rõhu alandamist on valmis uueks soojusenergia kogumiseks. Paisventiil reguleerib külmaagensi vooluhulka, et saavutada optimaalset rõhkude vahet aurusti ja kondensaatori vahel.

Soojuspumba tööpõhimõte