Hver er munurinn á hitadælum og jarðvarmadælum?
Í nútímanum þar sem leitast er við að nýta orkuna á skilvirkan og umhverfisvænan hátt eru varmadælur og jarðvarmadælur, sem tvær mikilvægar hitunar- og kælitæki, smám saman að koma fram í sjónmáli fólks. Þær eru mjög ólíkar hvað varðar virkni, orkugjafa, skilvirkni og uppsetningarkostnað. Að skilja þennan mun getur hjálpað notendum að velja hentugasta búnaðinn í samræmi við eigin þarfir og raunverulegar aðstæður.
Vinnureglur: Mismunandi leiðir varmaflutnings
Hitadæla er í raun orkunýtandi tæki sem getur dregið út hita úr lághitasvæðum og flutt hann yfir á háhitasvæði. Virkni hennar byggir á hugmyndafræði vatnsdælu. Rétt eins og vatnsdæla sendir vatn frá lægri stað til hærri, nær hitadæla öfugum flæði hita frá lághitasvæði til háhitasvæðis með því að neyta ákveðins magns af utanaðkomandi orku. Sem dæmi um hefðbundna þjöppunarhitadælu samanstendur hún aðallega af fjórum kjarnaþáttum: þjöppu, þétti, suðueiningu og uppgufunartæki. Við notkun tekur uppgufunartækið upp hita frá lághitagjafa (eins og útilofti), sem veldur því að lághita- og lágþrýstingsvinnumiðillinn gufar upp í gufu; gufan er soguð inn og þjappað af þjöppunni til að verða háhita- og háþrýstingsgufa; háhita- og háþrýstingsgufan losar hita til háhitahluta (eins og innilofts) í þéttitækinu og þéttist í vökva; Þrýstingurinn í vökvanum er lækkaður í gegnum þrýstingsstillihlutann og fer síðan aftur í uppgufunartækið til að ljúka hringrás. Þessi hringrás endurtekur sig til að ná fram samfelldri varmaflutningi.
Jarðvarmadælur, einnig þekktar sem jarðvarmadælur (e. ground-source heat pumps (GHSP), eru einnig byggðar á grunnreglum varmadæla, en þær nota grunn jarðvarma á yfirborði jarðar sem kulda- og hitagjafa. Vinnuferli þeirra er svipað og í venjulegum varmadælum, en hitagjafinn kemur neðanjarðar. Þegar jarðvarmadæla er notuð til upphitunar tekur neðanjarðarvarmaskiptirinn upp hita frá lághitastigs hitagjöfum eins og jarðvegi, grunnvatni eða yfirborðsvatni, flytur hann til varmadælueiningarinnar í gegnum hringrásarmiðilinn, og síðan hækkar varmadælueiningin hitastig hitans og sendir hann innandyra til að ná fram upphitun. Í kælistillingu er ferlinu öfugt og hitinn innandyra er fluttur neðanjarðar.
Orkugjafar: Að velja á milli lofts og jarðar
Hitadælur hafa fjölbreyttar orkugjafa. Meðal þeirra er algeng lofthitadæla sem fær hita úr umhverfisloftinu. Loft, sem hitagjafi, er víða dreifður og óþrjótandi. Svo lengi sem loft er til staðar getur lofthitadælan gegnt hlutverki sínu. Hins vegar er lofthitinn mjög háður árstíðum, degi og nóttu og veðurbreytingum. Á köldum vetrum er lofthitinn lágur, sem eykur erfiðleika hitadælunnar við að fá hita úr loftinu og hitunarnýtnin getur minnkað.
Jarðvarmadælur einbeita sér að því að nýta grunn jarðhitaauðlindir á yfirborði jarðar. Grunnur jarðvegur, grunnvatn og yfirborðsvatn jarðar geyma mikið magn af sólarorku og jarðhita og hitastig þeirra er tiltölulega stöðugt. Til dæmis er hitastigið neðanjarðar yfirleitt hærra en hitastig útiloftsins á veturna, sem gerir jarðvarmadælum kleift að afla varma á skilvirkari hátt neðanjarðar til upphitunar; á sumrin er hitastigið neðanjarðar lægra en hitastig útiloftsins, sem hægt er að nota sem kæligjafa. Þessi stöðugi hitagjafi veitir jarðvarmadælum góð rekstrarskilyrði, sem gerir þær ekki truflaðar af miklum breytingum á hitastigi útiloftsins.
Samanburður á skilvirkni: Jarðvarmadælur hafa forskot
Nýtni varmadæla er mæld með vísbendingum eins og afkastastuðli (COP) og árstíðabundnum afkastastuðli (SPF). Afkastastuðullinn (COP) táknar magn varma sem myndast á hverja einingu af rafmagni. Því hærra sem gildið er, því meiri hita myndar varmadælan miðað við orkunotkun einingarinnar og því meiri er nýtnin. Almennt séð er nýtni lofthitadæla venjulega á bilinu 200% til 400%, sem þýðir að fyrir hverja 1 kWh af rafmagni sem neytt er er hægt að mynda 2-4 kWh af varmaframleiðslu. Nýtni þeirra er háð mörgum þáttum eins og útihita, hitastigsmun innandyra og utandyra og afköstum varmadælunnar sjálfrar. Í mjög köldu veðri, til að fá nægan hita úr lághita lofti, gætu lofthitadælur þurft að nota meiri rafmagn til að viðhalda virkni, sem leiðir til lækkunar á COP gildi.
Jarðvarmadælur skila betri skilvirkni vegna þess að þær nota tiltölulega stöðugar neðanjarðarhitagjafa. Orkunýtni jarðvarmadæla getur náð 300% - 600%, sem getur dregið úr orkunotkun um 25% til 50% samanborið við lofthitadælur. Á köldum vetrarnóttum, þegar hitastig jarðlofts getur lækkað niður í mjög lágt stig, getur hitastigið neðanjarðar samt haldist á tiltölulega stöðugu bili, sem gerir jarðvarmadælum kleift að starfa stöðugt og skilvirkt og stöðugt veita hita innandyra. Hvað varðar meðaltal COP-gildis reiknaðs á öllu hitunartímabilinu (þ.e. árstíðabundinn afköstastuðull SPF), hafa jarðvarmadælur einnig hátt svið, sem sannar enn frekar mikla skilvirkni þeirra í langtímanotkun.
Uppsetningarkostnaður: Mismunur á upphaflegri fjárfestingu
Hvað varðar uppsetningarkostnað er verulegur munur á varmadælum og jarðvarmadælum. Ef við tökum dæmi um venjulega loftvarmadælu er uppsetning hennar tiltölulega einföld og krefst ekki flókinnar neðanjarðarverkfræði. Almennt er uppsetningarkostnaður venjulegrar loftvarmadælu fyrir heimili á bilinu 3.800 til 8.200 júan (um 27.000 til 58.000 júan). Þetta felur í sér kaup á búnaði og grunnkostnað við uppsetningu. Loftvarmadælur taka lítið svæði og þurfa lítið uppsetningarrými. Flestar svalir, þök eða innri garðar fyrir fjölskyldur geta uppfyllt uppsetningarskilyrðin.
Uppsetningarkostnaður jarðvarmadæla er tiltölulega hár. Þar sem þær þurfa að nota neðanjarðar varmagjafa er nauðsynlegt að byggja neðanjarðar varmaskiptakerfi. Ef lóðrétt pípulagning er notuð er nauðsynlegt að bora holur neðanjarðar, venjulega á bilinu 60 til 150 metra dýpi. Fjöldi borhola fer eftir hita- og kæliþörf byggingarinnar og aðstæðum á staðnum. Að auki er einnig nauðsynlegt að setja upp vatnsdælur með hringrás, stjórnkerfi og annan búnað. Þessir þættir leiða til verulegrar hækkunar á uppsetningarkostnaði jarðvarmadæla, þar sem meðaluppsetningarkostnaður er á bilinu 15.000 til 35.000 júan (um 106.000 júan til 247.000 júan). Auk upphafsuppsetningarkostnaðar er viðhaldskostnaður jarðvarmadæla meðan á notkun stendur tiltölulega lágur vegna þess að endingartími neðanjarðar varmaskiptakerfisins er langur, allt að 40 til 60 ár, og endingartími innanhússbúnaðar er einnig um 20 til 25 ár; en heildarlíftími loftvarmadæla er almennt 10 til 15 ár, sem er tiltölulega stuttur. Á síðari tímum gæti þurft að skipta um búnað oftar, sem eykur langtímanotkunarkostnað.
Viðeigandi sviðsmyndir: Val út frá staðbundnum aðstæðum
Hitadælur, sérstaklega lofthitadælur, hafa víðtæka notkunarmöguleika. Vegna einfaldrar uppsetningar og lágrar kröfur um staðsetningu henta þær fyrir ýmsar gerðir bygginga. Hvort sem um er að ræða fjölbýlishús, íbúðarhúsnæði í borg eða sjálfbyggt hús á landsbyggðinni, svo framarlega sem hentugt uppsetningarrými utandyra er auðvelt að setja þær upp og nota. Á sumum svæðum með mildu loftslagi geta lofthitadælur nýtt sér kosti sína hvað varðar mikla skilvirkni og orkusparnað til fulls og veitt notendum þægilega hitun og kælingu. Hins vegar, á köldum svæðum, þegar hitastig utandyra er of lágt, getur hitunaráhrif lofthitadæla orðið fyrir áhrifum og þá gæti þurft aukahitunarbúnað til að uppfylla hitaþarfir innandyra.
Jarðvarmadælur henta betur notendum sem hafa ákveðnar aðstæður á staðnum og miklar kröfur um orkunýtni. Til dæmis hafa einbýlishús eða hús með stórum görðum nægilegt rými fyrir byggingu neðanjarðarvarmaskiptakerfa. Á sumum svæðum með strangar kröfur um umhverfisvernd og leit að skilvirkri orkunýtingu munu stjórnvöld einnig kynna viðeigandi stefnur til að hvetja til notkunar jarðvarmadæla og veita ákveðna fjárhagslega styrki. Að auki, fyrir sumar stórar atvinnuhúsnæði eða opinberar mannvirki, svo sem hótel, sjúkrahús og skóla, vegna mikillar hitunar- og kæliþarfar og langs rekstrartíma, geta mikil afköst og orkusparandi eiginleikar jarðvarmadæla sparað mikinn orkukostnað við langtímarekstur, sem hefur mikla hagkvæmni. Hins vegar, ef byggingarsvæðið er lítið og ekki er hægt að framkvæma stórfelldar neðanjarðarframkvæmdir, eða jarðfræðilegar aðstæður neðanjarðar eru flóknar og ekki hentugar til borunar og lagningar pípa, verður notkun jarðvarmadæla takmörkuð.
Í stuttu máli má segja að augljós munur sé á varmadælum og jarðvarmadælum að mörgu leyti. Þegar notendur velja ættu þeir að íhuga vandlega eigin þarfir, aðstæður á staðnum, fjárhagsáætlun, svo og staðbundið loftslag og stefnu, vega og meta kosti og galla og taka þá ákvörðun sem hentar þeim best. Hvort sem þeir velja varmadælu eða jarðvarmadælu getur hún stuðlað að orkusparnaði og minnkun losunar og skapað þægilegt lífs- og vinnuumhverfi.